JP2018106844A - Binder for all-solid battery and all-solid battery - Google Patents

Binder for all-solid battery and all-solid battery Download PDF

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Hiroyuki Yamaguchi
裕之 山口
伊藤 敬人
Takahito Ito
敬人 伊藤
藤波 達雄
Tatsuo Fujinami
達雄 藤波
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a binder for an all-solid battery, which is superior in safety to conventional ones; and an all-solid battery arranged by use of the binder.SOLUTION: Disclosed are a binder for an all solid battery and an all-solid battery comprising the binder. The all solid battery 100 has a positive electrode 40, a negative electrode 30, and a solid electrolyte between the positive electrode 40 and the negative electrode 30, in which at least any one of the positive electrode 40, the negative electrode 30, and the solid electrolyte includes the binder. The binder comprises a polymer material having primarily a repeating unit including, in its side chain, a terminal substituent of at least any one of a t-butoxycarbonyl group and a t-butoxy carbonyloxy group.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、従来よりも安全性に優れた全固体電池用バインダ、及びこれを用いた全固体電池に関する。   The present disclosure relates to a binder for an all-solid battery that is superior in safety to conventional ones, and an all-solid battery using the same.

全固体電池は、正極、負極及びその両電極間の電解質層がいずれも全て固体から構成される電池である。全固体電池は、液体の電解質を用いる従来の電池と比較して、電解質の漏れや発火のおそれがないため、安全機構を簡素化できる電池として期待されている。しかし、全固体電池であっても、例えば硫化物固体電池等は、電池中の硫化物固体電解質が水分と反応して硫化水素が発生し得るため、より高い安全性が求められている。   An all-solid battery is a battery in which the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer between the two electrodes are all made of solid. The all-solid-state battery is expected as a battery capable of simplifying the safety mechanism because there is no risk of electrolyte leakage or ignition as compared with a conventional battery using a liquid electrolyte. However, even if it is an all-solid-state battery, for example, a sulfide solid battery or the like is required to have higher safety because the sulfide solid electrolyte in the battery can react with moisture to generate hydrogen sulfide.

特許文献1には、正極電極層が、正極活物質である硫黄(S)と、硫化物系リチウムイオン伝導性固体電解質と、導電性カーボンと、を混合して形成されている全固体電池が開示されている。当該文献には、正極電極層が硫化物系リチウムイオン伝導性固体電解質を備えるため、酸化物系リチウムイオン伝導性固体電解質によって構成される電解質層と、正極活物質である硫黄との組み合わせによる、電池性能の向上が可能になるとの記載がある。   Patent Document 1 discloses an all-solid battery in which a positive electrode layer is formed by mixing sulfur (S), which is a positive electrode active material, a sulfide-based lithium ion conductive solid electrolyte, and conductive carbon. It is disclosed. In this document, since the positive electrode layer includes a sulfide-based lithium ion conductive solid electrolyte, a combination of an electrolyte layer composed of an oxide-based lithium ion conductive solid electrolyte and sulfur that is a positive electrode active material, There is a description that battery performance can be improved.

特開2014−029777号公報JP 2014-029777 A

しかし、特許文献1に開示されたような全固体電池は、電極同士の短絡や過充電等により、電池温度が上昇するおそれがある。電極同士の短絡では、大きな放電電流が流れ続けるために放電反応や過放電反応が進行するためである。また、過充電では、外部から充電電流が過剰に供給されて電池材料の分解反応等が進行するためである。全固体リチウム電池においては、このような発熱反応を抑制する方法が求められている。
本開示は、上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、従来よりもより安全性に優れた全固体電池用バインダ、及びこれを用いた全固体電池を提供することを目的とする。
However, the all-solid-state battery as disclosed in Patent Document 1 may increase the battery temperature due to a short circuit between electrodes or overcharge. This is because when the electrodes are short-circuited, a large discharge current continues to flow, so that a discharge reaction or an overdischarge reaction proceeds. Further, in overcharging, the charging current is excessively supplied from the outside, and the decomposition reaction of the battery material proceeds. In all solid lithium batteries, a method for suppressing such an exothermic reaction is required.
The present disclosure has been accomplished in view of the above circumstances, and an object of the present disclosure is to provide a binder for an all-solid battery that is superior to conventional ones and an all-solid battery using the same.

本開示の全固体電池用バインダは、下記一般式(1)により示される構成単位を主たる繰り返し単位として有する高分子材料を含むことを特徴とする。   The binder for all-solid-state batteries of this indication is characterized by including the polymeric material which has as a main repeating unit the structural unit shown by following General formula (1).

(上記一般式(1)中、A、A、A及びAは、互いに独立して、
単結合、又は、
炭素数1〜8の直鎖状脂肪族炭化水素基、
分岐を有する炭素数3〜8の非環状脂肪族炭化水素基、
側鎖を有していてもよい炭素数3〜8の環状脂肪族炭化水素基、
側鎖を有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、及び
総炭素数7〜14の、芳香族炭化水素基と脂肪族炭化水素基とが連結してなる基、並びに、
これら炭化水素基を構成する原子の一部がヘテロ原子により置換された基
からなる群より選ばれる基を示す。
、B、B及びBは、互いに独立して、単結合又は酸素原子を示す。
p、q及びrは、0又は1の整数を示す。ただし、Bが単結合であるときは、p+q+r≧1である。)
(In the general formula (1), A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independently of each other,
Single bond, or
A linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms,
A branched C3-C8 acyclic aliphatic hydrocarbon group,
A C3-C8 cyclic aliphatic hydrocarbon group which may have a side chain,
An aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms which may have a side chain, a group formed by connecting an aromatic hydrocarbon group and an aliphatic hydrocarbon group having 7 to 14 carbon atoms in total, and ,
A group selected from the group consisting of groups in which some of the atoms constituting these hydrocarbon groups are substituted with heteroatoms is shown.
B 1 , B 2 , B 3 and B 4 each independently represent a single bond or an oxygen atom.
p, q and r each represents an integer of 0 or 1. However, when B 1 is a single bond, p + q + r ≧ 1. )

本開示においては、前記高分子材料の数平均分子量Mnが5,000以上200,000以下であってもよい。   In the present disclosure, the number average molecular weight Mn of the polymer material may be 5,000 or more and 200,000 or less.

本開示においては、前記高分子材料において、前記主たる繰り返し単位の繰り返し数が25以上1,000以下であってもよい。   In the present disclosure, in the polymer material, the repeating number of the main repeating unit may be 25 or more and 1,000 or less.

本開示においては、JISK 0129:2005に準拠する示差熱−熱重量同時分析により得られる前記高分子材料のTG曲線における質量減少の開始温度が、150℃以上220℃以下であってもよい。   In the present disclosure, the onset temperature of mass decrease in the TG curve of the polymer material obtained by simultaneous differential thermal-thermogravimetric analysis based on JISK 0129: 2005 may be 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower.

本開示においては、下記式(A)により求められる前記高分子材料の質量減少率Mが40%以上99%以下であってもよい。
式(A) M=(m150℃−m220℃/m150℃)×100
(上記式(A)中、Mは前記高分子材料の質量減少率(%)を、m150℃はJISK 0129:2005に準拠する示差熱−熱重量同時分析により得られる前記高分子材料のTG曲線における150℃の質量(mg)を、m220℃は当該TG曲線における220℃の質量(mg)を、それぞれ示す。)
In the present disclosure, it may be 99% or less mass reduction rate M L of the polymeric material obtained 40% or more by the following formula (A).
Formula (A) M L = (m 150 ℃ -m 220 ℃ / m 150 ℃) × 100
(In the above formula (A), M L is a mass reduction rate of the polymer material (%), m 150 ℃ is JISK 0129: a differential thermal conforms to 2005 - of the polymer material obtained by thermogravimetric simultaneous analysis (The mass (mg) at 150 ° C. in the TG curve, and m 220 ° C. represents the mass (mg) at 220 ° C. in the TG curve.)

本開示においては、前記高分子材料が、下記一般式(1A)により示される構成単位を主たる繰り返し単位として有していてもよい。   In the present disclosure, the polymer material may have a structural unit represented by the following general formula (1A) as a main repeating unit.

(上記一般式(1A)中、A1a、A2a、A3a及びA4aは、互いに独立して、
単結合、又は、
メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、トリメチレン基(−CHCHCH−)、プロピレン基(−CH(CH)CH−)、1,4−シクロヘキシレン基、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、及び4,4’−ビフェニレン基からなる群より選ばれる炭化水素基を示す。
、q及びrは、0又は1の整数を示し、かつ、p+q+r≧1である。)
(In the above general formula (1A), A 1a , A 2a , A 3a and A 4a are independently of each other,
Single bond, or
Methylene group (—CH 2 —), ethylene group (—CH 2 CH 2 —), trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —), 1, 4 -A hydrocarbon group selected from the group consisting of a cyclohexylene group, a 1,2-phenylene group, a 1,4-phenylene group, and a 4,4'-biphenylene group.
p a , q a, and r a represent an integer of 0 or 1, and p a + q a + r a ≧ 1. )

本開示においては、前記高分子材料が、下記一般式(1B)により示される構成単位を主たる繰り返し単位として有していてもよい。   In the present disclosure, the polymer material may have a structural unit represented by the following general formula (1B) as a main repeating unit.

(上記一般式(1B)中、A1b、A2b、A3b及びA4bは、互いに独立して、
単結合、又は、
メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、トリメチレン基(−CHCHCH−)、プロピレン基(−CH(CH)CH−)、1,4−シクロヘキシレン基、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、及び4,4’−ビフェニレン基からなる群より選ばれる炭化水素基を示す。
、q及びrは、互いに独立して、0又は1の整数を示す。)
(In the above general formula (1B), A 1b , A 2b , A 3b and A 4b are independent of each other,
Single bond, or
Methylene group (—CH 2 —), ethylene group (—CH 2 CH 2 —), trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —), 1, 4 -A hydrocarbon group selected from the group consisting of a cyclohexylene group, a 1,2-phenylene group, a 1,4-phenylene group, and a 4,4'-biphenylene group.
p b, q b and r b are each independently an integer of 0 or 1. )

本開示の全固体電池は、正極と、負極と、正極と負極との間に存在する固体電解質とを有し、正極、負極、固体電解質の少なくともいずれか1つが、前記請求項1乃至7のいずれか一項に記載の全固体電池用バインダを含むことを特徴とする。   The all-solid-state battery of this indication has a positive electrode, a negative electrode, and the solid electrolyte which exists between a positive electrode and a negative electrode, and at least any one of a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte is the said Claim 1 thru | or 7 It contains the binder for all-solid-state batteries as described in any one.

本開示のバインダによれば、t−ブトキシカルボニル基及びt−ブトキシカルボニルオキシ基の少なくともいずれか一方の末端置換基を側鎖に含む繰り返し単位を主に有する高分子材料を含むため、当該バインダを全固体電池に用いた場合、当該全固体電池の表面温度が特定の温度に達する前に当該末端置換基の分解に由来するガスが発生する結果、当該ガスの発生により温度上昇を検知することができるため、従来よりもより安全性に優れた全固体電池が得られる。   According to the binder of the present disclosure, since it includes a polymer material mainly having a repeating unit containing at least one terminal substituent of a t-butoxycarbonyl group and a t-butoxycarbonyloxy group in a side chain, When used in an all-solid-state battery, a gas derived from decomposition of the terminal substituent is generated before the surface temperature of the all-solid-state battery reaches a specific temperature. As a result, an all-solid battery having higher safety than the conventional one can be obtained.

本開示の全固体電池の一実施形態の平面模式図である。It is a plane schematic diagram of one embodiment of the all-solid battery of the present disclosure. 本開示の全固体電池の一実施形態の断面模式図であり、図1におけるA−A断面を示す図である。It is a cross-sectional schematic diagram of one Embodiment of the all-solid-state battery of this indication, and is a figure which shows the AA cross section in FIG. 本開示の全固体電池の一実施形態の断面模式図であり、小分子ガスの発生によって、内部端子31と外部端子32とが剥離した状態を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of one embodiment of the all-solid battery of the present disclosure, and is a schematic cross-sectional view showing a state where the internal terminal 31 and the external terminal 32 are peeled off due to the generation of a small molecule gas. ポリマー1〜ポリマー4の各質量減少率を重ねて示したグラフである。It is the graph which piled up and showed each mass reduction rate of polymer 1 to polymer 4.

1.全固体電池用バインダ
本開示の全固体電池用バインダは、下記一般式(1)により示される構成単位を主たる繰り返し単位として有する高分子材料を含むことを特徴とする。
1. Binder for all-solid-state battery A binder for all-solid-state battery according to the present disclosure includes a polymer material having a structural unit represented by the following general formula (1) as a main repeating unit.

上記一般式(1)中、A、A、A及びAは、互いに独立して、単結合、又は、炭素数1〜8の直鎖状脂肪族炭化水素基、分岐を有する炭素数3〜8の非環状脂肪族炭化水素基、側鎖を有していてもよい炭素数3〜8の環状脂肪族炭化水素基、側鎖を有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、及び総炭素数7〜14の、芳香族炭化水素基と脂肪族炭化水素基とが連結してなる基、並びに、これら炭化水素基を構成する原子の一部がヘテロ原子により置換された基からなる群より選ばれる基を示す。
、B、B及びBは、互いに独立して、単結合又は酸素原子を示す。
p、q及びrは、0又は1の整数を示す。ただし、Bが単結合であるときは、p+q+r≧1である。
In the general formula (1), A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are each independently a single bond or a linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms and a carbon having a branch. A 3 to 8 acyclic aliphatic hydrocarbon group, a C 3-8 cyclic aliphatic hydrocarbon group that may have a side chain, and a C 6-12 carbon chain that may have a side chain Aromatic hydrocarbon groups, groups having a total carbon number of 7 to 14 formed by linking aromatic hydrocarbon groups and aliphatic hydrocarbon groups, and some of the atoms constituting these hydrocarbon groups are heteroatoms Represents a group selected from the group consisting of groups substituted by
B 1 , B 2 , B 3 and B 4 each independently represent a single bond or an oxygen atom.
p, q and r each represents an integer of 0 or 1. However, when B 1 is a single bond, p + q + r ≧ 1.

、B、B及びBは、高分子材料の側鎖末端の置換基構造を決定する。例えば、Bが単結合の場合には、Aに結合する末端置換基はt−ブトキシカルボニル基となる。また、例えば、Bが酸素原子の場合には、Aに結合する末端置換基はt−ブトキシカルボニルオキシ基となる。これは、B〜Bについても同様である。
、B、B及びBは互いに独立なため、繰り返し単位中の末端置換基がt−ブトキシカルボニル基のみであってもよいし、t−ブトキシカルボニルオキシ基のみであってもよいし、これら2つの基の両方が繰り返し単位中に含まれていてもよい。
t−ブトキシカルボニル基やt−ブトキシカルボニルオキシ基はいずれも、高温下で、イソブテン及び二酸化炭素という比較的安定な化合物へ分解する。したがって、本開示においては、このような分解しやすい末端置換基を予め高分子材料中に組み込むことにより、当該高分子材料を含む全固体電池が発熱した場合において、当該末端置換基の分解に由来するガスの発生によって電池の発熱を発見しやすくすることができる。特に、後述するような電池反応停止構造が全固体電池中に設けられている場合には、ガス発生により電流を遮断することができ、電池の発熱を抑制することが可能となる。
B 1 , B 2 , B 3 and B 4 determine the substituent structure at the end of the side chain of the polymeric material. For example, when B 1 is a single bond, the terminal substituent bonded to A 1 is a t-butoxycarbonyl group. For example, when B 1 is an oxygen atom, the terminal substituent bonded to A 1 is a t-butoxycarbonyloxy group. This also applies to B 2 .about.B 4.
Since B 1 , B 2 , B 3 and B 4 are independent of each other, the terminal substituent in the repeating unit may be only a t-butoxycarbonyl group or only a t-butoxycarbonyloxy group. Both of these two groups may be contained in the repeating unit.
Both the t-butoxycarbonyl group and the t-butoxycarbonyloxy group are decomposed into relatively stable compounds such as isobutene and carbon dioxide at a high temperature. Therefore, in the present disclosure, when such an easily decomposable terminal substituent is incorporated in the polymer material in advance, when the all-solid battery including the polymer material generates heat, the terminal substituent is derived from the decomposition. The generation of gas to make it easier to detect the heat generation of the battery. In particular, when a battery reaction stop structure as described later is provided in an all-solid battery, the current can be cut off by gas generation, and the heat generation of the battery can be suppressed.

、A、A及びAは、末端置換基(t−ブトキシカルボニル基又はt−ブトキシカルボニルオキシ基)と主鎖骨格中の炭素原子とをそれぞれ連結するリンカーとしての役割を有する。上述の通り末端置換基が主にガス発生を担うため、これらリンカーは、バインダの側鎖構造として通常使用され、かつ高温下のガス発生を妨げないものであれば、特に限定されない。
、A、A及びAは互いに独立なため、リンカーの構造を自由に設計できる。
以下、主にAを例として説明するが、以下の説明はA〜Aについても適用される。
A 1 , A 2 , A 3, and A 4 each serve as a linker that connects the terminal substituent (t-butoxycarbonyl group or t-butoxycarbonyloxy group) and the carbon atom in the main chain skeleton. As described above, since the terminal substituent is mainly responsible for gas generation, these linkers are not particularly limited as long as they are usually used as the side chain structure of the binder and do not interfere with gas generation under high temperature.
Since A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independent of each other, the structure of the linker can be freely designed.
Will be mainly described hereinafter A 1 as an example, the following description applies for A 2 to A 4.

が単結合の場合は、末端置換基と主鎖骨格中の炭素原子とが直接結合する。
一方、Aに炭化水素基を採用し、末端置換基と主鎖骨格中の炭素原子とを、炭化水素基で連結することもできる。使用できる炭化水素基としては、炭素数1〜8の直鎖状脂肪族炭化水素基、分岐を有する炭素数3〜8の非環状脂肪族炭化水素基、側鎖を有していてもよい炭素数3〜8の環状脂肪族炭化水素基、側鎖を有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、及び、総炭素数7〜14の、芳香族炭化水素基と脂肪族炭化水素基とが連結してなる基が挙げられる。
When A 1 is a single bond, the terminal substituent and the carbon atom in the main chain skeleton are directly bonded.
On the other hand, a hydrocarbon group can be adopted as A 1 and the terminal substituent and the carbon atom in the main chain skeleton can be connected by a hydrocarbon group. Examples of the hydrocarbon group that can be used include a linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms, a branched acyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, and carbon that may have a side chain. A cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms, an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms which may have a side chain, and an aromatic hydrocarbon group and fat having 7 to 14 carbon atoms in total And a group formed by linking with a group hydrocarbon group.

炭素数1〜8の直鎖状脂肪族炭化水素基には、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基がいずれも含まれる。炭素数1〜8の直鎖状脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、及びトリメチレン基(−CHCHCH−)等の直鎖状飽和炭化水素基;ビニレン基(−CH=CH−)、−CH=CHCH−、及び−CC−(ただし、炭素原子間が三重結合により結合している基)等の直鎖状不飽和炭化水素基;等が挙げられる。これらの中でも、メチレン基、エチレン基、及びトリメチレン基等を特に用いてもよい。
分岐を有する炭素数3〜8の非環状脂肪族炭化水素基には、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基がいずれも含まれる。分岐を有する炭素数3〜8の非環状脂肪族炭化水素基の具体例としては、プロピレン基(−CH(CH)CH−)、メチルビニレン基(−C(CH)=CH−)等が挙げられる。これらの中でも、プロピレン基を特に用いてもよい。
炭素数3〜8の環状脂肪族炭化水素基には、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基がいずれも含まれる。環状脂肪族炭化水素基中の環構造の例としては、シクロプロパン環、シクロブタン環、シクロペンタン環、シクロヘキサン環等が挙げられる。環状脂肪族炭化水素基は側鎖を有していてもよく、側鎖の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。炭素数3〜8の環状脂肪族炭化水素基の具体例としては、1,4−シクロヘキシレン基等が挙げられる。
炭素数6〜12の芳香族炭化水素基中の芳香環構造の例としては、フェニル環、ナフチル環、ビフェニル環等が挙げられる。芳香族炭化水素基は側鎖を有していてもよく、側鎖の例は上記環状脂肪族炭化水素基の場合と同様である。炭素数6〜12の芳香族炭化水素基の具体例としては、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、4,4’−ビフェニレン基等が挙げられる。
総炭素数7〜14の、芳香族炭化水素基と脂肪族炭化水素基とが連結してなる基の具体例としては、−CH−C−、−CHCH−C−C−等が挙げられる。
The straight-chain aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms includes both saturated hydrocarbon groups and unsaturated hydrocarbon groups. Specific examples of the linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms include a methylene group (—CH 2 —), an ethylene group (—CH 2 CH 2 —), and a trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH). A linear saturated hydrocarbon group such as 2- ); vinylene group (—CH═CH—), —CH═CHCH 2 —, and —CC— (a group in which carbon atoms are bonded by a triple bond). Linear unsaturated hydrocarbon groups such as; and the like. Among these, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, and the like may be particularly used.
The branched C3-C8 acyclic aliphatic hydrocarbon group includes both saturated hydrocarbon groups and unsaturated hydrocarbon groups. Specific examples of the branched acyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms include a propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —) and a methylvinylene group (—C (CH 3 ) ═CH—). Etc. Among these, a propylene group may be particularly used.
The C 3-8 cycloaliphatic hydrocarbon group includes both saturated hydrocarbon groups and unsaturated hydrocarbon groups. Examples of the ring structure in the cyclic aliphatic hydrocarbon group include a cyclopropane ring, a cyclobutane ring, a cyclopentane ring, and a cyclohexane ring. The cyclic aliphatic hydrocarbon group may have a side chain, and examples of the side chain include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group. Specific examples of the cyclic aliphatic hydrocarbon group having 3 to 8 carbon atoms include 1,4-cyclohexylene group.
Examples of the aromatic ring structure in the aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms include a phenyl ring, a naphthyl ring, and a biphenyl ring. The aromatic hydrocarbon group may have a side chain, and examples of the side chain are the same as in the case of the cyclic aliphatic hydrocarbon group. Specific examples of the aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms include 1,2-phenylene group, 1,4-phenylene group, 4,4′-biphenylene group and the like.
Specific examples of the group formed by linking an aromatic hydrocarbon group and an aliphatic hydrocarbon group having a total carbon number of 7 to 14 include —CH 2 —C 6 H 4 —, —CH 2 CH 2 —C 6. H 4 -C 6 H 4- and the like can be mentioned.

には、上記炭化水素基を構成する原子の一部がヘテロ原子により置換された基を用いてもよい。ヘテロ原子により置換される原子は、Aを構成する主鎖又は側鎖のいずれでもよく、炭素原子又は水素原子のいずれであってもよい。また、ヘテロ原子とは、炭素原子及び水素原子以外の原子を意味し、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン;窒素原子、酸素原子、ケイ素原子、リン原子、硫黄原子等の典型元素に属する原子;等が挙げられる。
一部がヘテロ原子により置換された炭化水素基としては、例えば、2フッ化メチレン基(−CF−)、4フッ化エチレン基(−CFCF−)、−CHO−C−、−CHNH−C−等が挙げられる。
As A 1 , a group in which a part of the atoms constituting the hydrocarbon group is substituted with a hetero atom may be used. The atom substituted by the hetero atom may be either the main chain or the side chain constituting A 1, and may be either a carbon atom or a hydrogen atom. Further, the hetero atom means an atom other than a carbon atom and a hydrogen atom, for example, a halogen such as a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom; a nitrogen atom, an oxygen atom, a silicon atom, a phosphorus atom or a sulfur atom. Atoms belonging to typical elements such as;
Examples of the hydrocarbon group partially substituted with a hetero atom include a methylene difluoride group (—CF 2 —), a tetrafluoroethylene group (—CF 2 CF 2 —), and —CH 2 O—C 6. H 4 —, —CH 2 NH—C 6 H 4 — and the like can be mentioned.

については、単結合、又は、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、プロピレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、及び4,4’−ビフェニレン基からなる群より選ばれる炭化水素基を用いることが好ましく、単結合又は1,4−フェニレン基を用いることがより好ましい。 A 1 is a single bond or a methylene group, ethylene group, trimethylene group, propylene group, 1,4-cyclohexylene group, 1,2-phenylene group, 1,4-phenylene group, and 4,4′-. It is preferable to use a hydrocarbon group selected from the group consisting of a biphenylene group, and it is more preferable to use a single bond or a 1,4-phenylene group.

p、q及びrは、0又は1の整数を示す。ただし、Bが単結合であるときは、p+q+r≧1である。すなわち、一般式(1)左上の末端置換基がt−ブトキシカルボニル基であるときは、p、q及びrの少なくともいずれか1つは1の整数となり、他の末端置換基(t−ブトキシカルボニル基又はt−ブトキシカルボニルオキシ基)を含むこととなる。その理由は、一般式(1)の構成単位中に末端置換基としてt−ブトキシカルボニル基を1つしか含まない高分子材料は、全固体電池に用いた際、100℃を超えてもポリマーの分解が起こりにくいためである(後述する比較例2を参照)。
なお、pが1の場合のAとBは上述した通りであるが、pが0の場合には、繰り返し単位の主鎖骨格である炭素原子には、Aの替わりに水素原子が結合する。これは、q、A及びBの関係や、r、A及びBの関係についても同様である。
p, q and r each represents an integer of 0 or 1. However, when B 1 is a single bond, p + q + r ≧ 1. That is, when the terminal substituent on the upper left of the general formula (1) is a t-butoxycarbonyl group, at least one of p, q and r is an integer of 1, and the other terminal substituent (t-butoxycarbonyl) Group or t-butoxycarbonyloxy group). The reason for this is that a polymer material containing only one t-butoxycarbonyl group as a terminal substituent in the structural unit of the general formula (1) can be used even when the temperature exceeds 100 ° C. when used in an all-solid battery. This is because decomposition hardly occurs (see Comparative Example 2 described later).
Note that A 2 and B 2 when p is 1 are as described above, but when p is 0, a carbon atom that is the main chain skeleton of the repeating unit has a hydrogen atom instead of A 2. Join. The same applies to the relationship between q, A 3 and B 3 and the relationship between r, A 4 and B 4 .

本開示における「主たる繰り返し単位」とは、高分子材料が本開示の効果を発揮するのに十分高い割合を占める繰り返し単位を意味する。「主たる繰り返し単位」とは、より具体的には、高分子材料全体のモル数を100mol%としたとき、当該繰り返し単位の割合が、80mol%以上100mol%以下、好適には90mol%以上100mol%以下、より好適には95mol%以上100mol%以下、さらに好適には100mol%であることを意味する。
したがって、本開示の目的が達成できる限りにおいて、高分子材料は、上記一般式(1)とは異なる他の繰り返し単位を含んでいてもよい。高分子材料全体のモル数を100mol%としたとき、他の繰り返し単位の割合は、好適には20mol%以下であり、より好適には10mol%以下であり、さらに好適には5mol%以下である。
The “main repeating unit” in the present disclosure means a repeating unit that occupies a sufficiently high ratio for the polymer material to exert the effects of the present disclosure. More specifically, the “main repeating unit” refers to a ratio of the repeating unit of 80 mol% or more and 100 mol% or less, preferably 90 mol% or more and 100 mol% when the number of moles of the whole polymer material is 100 mol%. Hereinafter, it means that it is 95 mol% or more and 100 mol% or less, more preferably 100 mol%.
Therefore, as long as the object of the present disclosure can be achieved, the polymer material may contain another repeating unit different from the general formula (1). When the total number of moles of the polymer material is 100 mol%, the proportion of other repeating units is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less, and even more preferably 5 mol% or less. .

下記一般式(1A)及び一般式(1B)は、本開示における高分子材料において、主たる繰り返し単位として有するのに好適な構成単位を示すものである。   The following general formula (1A) and general formula (1B) represent structural units suitable for having as main repeating units in the polymer material of the present disclosure.

上記一般式(1A)中、A1a、A2a、A3a及びA4aは、互いに独立して、単結合、又は、メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、トリメチレン基(−CHCHCH−)、プロピレン基(−CH(CH)CH−)、1,4−シクロヘキシレン基、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、及び4,4’−ビフェニレン基からなる群より選ばれる炭化水素基を示す。
、q及びrは、0又は1の整数を示し、かつ、p+q+r≧1である。
上記一般式(1A)の構成単位を有するポリマーの具体例としては、ポリ(ジ−t−ブチル フマレート)(A1aとA2aが単結合、p=1=r=0)等が挙げられる。
In the general formula (1A), A 1a , A 2a , A 3a and A 4a are each independently a single bond, a methylene group (—CH 2 —) or an ethylene group (—CH 2 CH 2 —). , Trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —), 1,4-cyclohexylene group, 1,2-phenylene group, 1,4-phenylene group, And a hydrocarbon group selected from the group consisting of 4,4′-biphenylene groups.
p a , q a, and r a represent an integer of 0 or 1, and p a + q a + r a ≧ 1.
Specific examples of the polymer having the structural unit represented by the general formula (1A) include poly (di-tert-butyl fumarate) (A 1a and A 2a are single bonds, p a = 1 , q a = r a = 0) Etc.

上記一般式(1B)中、A1b、A2b、A3b及びA4bは、互いに独立して、単結合、又は、メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、トリメチレン基(−CHCHCH−)、プロピレン基(−CH(CH)CH−)、1,4−シクロヘキシレン基、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、及び4,4’−ビフェニレン基からなる群より選ばれる炭化水素基を示す。
、q及びrは、互いに独立して、0又は1の整数を示す。
上記一般式(1B)の構成単位を有するポリマーの具体例としては、ポリ(4−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)(A1bが1,4−フェニレン基、p=q=r=0)等が挙げられる。
In the general formula (1B), A 1b , A 2b , A 3b and A 4b are each independently a single bond, a methylene group (—CH 2 —), an ethylene group (—CH 2 CH 2 —). , Trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —), 1,4-cyclohexylene group, 1,2-phenylene group, 1,4-phenylene group, And a hydrocarbon group selected from the group consisting of 4,4′-biphenylene groups.
p b, q b and r b are each independently an integer of 0 or 1.
Specific examples of the polymer having the structural unit of the general formula (1B) include poly (4-t-butoxycarbonyloxystyrene) (A 1b is a 1,4-phenylene group, p b = q b = r b = 0. ) And the like.

高分子材料の数平均分子量Mnは、好適には5,000以上200,000以下であり、より好適には10,000以上150,000以下であり、さらに好適には15,000以上100,000以下である。高分子材料の数平均分子量Mnが5,000未満の場合には、ポリマー鎖が短すぎるため、バインダとしての機能が発揮できないおそれがある。一方、高分子材料の数平均分子量Mnが200,000を超える場合には、高分子材料を含む組成物の粘度が上昇したり、高分子材料が溶媒に溶けづらくなったりするおそれがあり、これらの原因によって電池用材料が調製しづらくなるおそれがある。
高分子材料の数平均分子量Mnの測定方法及び計算方法としては公知の方法が採用でき、例えば、JIS K7252−1〜4に記載された、高分子の数平均分子量の測定方法及び計算方法を用いることができる。
The number average molecular weight Mn of the polymer material is preferably 5,000 or more and 200,000 or less, more preferably 10,000 or more and 150,000 or less, and further preferably 15,000 or more and 100,000. It is as follows. When the number average molecular weight Mn of the polymer material is less than 5,000, the polymer chain is too short, so that the function as a binder may not be exhibited. On the other hand, when the number average molecular weight Mn of the polymer material exceeds 200,000, the viscosity of the composition containing the polymer material may increase, or the polymer material may be difficult to dissolve in the solvent. This may cause difficulty in preparing battery materials.
As a method for measuring and calculating the number average molecular weight Mn of the polymer material, a known method can be adopted. For example, the method for measuring and calculating the number average molecular weight of a polymer described in JIS K7252-1-4 are used. be able to.

高分子材料において、主たる繰り返し単位の繰り返し数が、好適には25以上1,000以下であり、より好適には50以上750以下であり、さらに好適には75以上500以下である。
主たる繰り返し単位の繰り返し数が25未満である場合には、高分子材料中における末端置換基(t−ブトキシカルボニル基又はt−ブトキシカルボニルオキシ基)の数が少なくなりすぎるため、高温条件下でのガス発生量が少なくなるおそれがある。一方、主たる繰り返し単位の繰り返し数が1,000を超える場合には、高分子材料を含む組成物の粘度が上昇したり、高分子材料が溶媒に溶けづらくなったりするおそれがあり、これらの原因によって電池用材料が調製しづらくなるおそれがある。
高分子材料の繰り返し数の測定方法及び計算方法としては、ポリマー重合度の測定方法及び計算方法として公知の方法が採用でき、例えば、ゲル浸透クロマトグラフィやゲルろ過クロマトグラフィを用いて得られた高分子材料の平均分子量から、重合度を計算することができる。
In the polymer material, the number of repeating main repeating units is preferably 25 or more and 1,000 or less, more preferably 50 or more and 750 or less, and further preferably 75 or more and 500 or less.
When the number of main repeating units is less than 25, the number of terminal substituents (t-butoxycarbonyl group or t-butoxycarbonyloxy group) in the polymer material becomes too small. There is a risk that the amount of gas generated will be reduced. On the other hand, when the number of repeating main repeating units exceeds 1,000, the viscosity of the composition containing the polymer material may increase, or the polymer material may become difficult to dissolve in the solvent. This may make it difficult to prepare battery materials.
As a method for measuring and calculating the number of repetitions of the polymer material, a known method can be adopted as a method for measuring and calculating the degree of polymer polymerization. For example, a polymer material obtained by using gel permeation chromatography or gel filtration chromatography. The degree of polymerization can be calculated from the average molecular weight.

JISK 0129:2005に準拠する示差熱−熱重量同時分析により得られる前記高分子材料のTG曲線における質量減少の開始温度が、好適には150℃以上220℃以下であり、より好適には160℃以上210℃以下であり、さらに好適には170℃以上200℃以下である。
示差熱−熱重量同時分析(Simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis:TG−DTA)とは、JISK 0129:2005の3d)1)に定義された通りである。TG曲線とは、同規格の3s)に定義された通りである。
TG曲線における質量減少の開始温度とは、高分子材料の分解が始まる温度、すなわち、上記末端置換基(t−ブトキシカルボニル基及びt−ブトキシカルボニルオキシ基のうち少なくともいずれか一方)が分解してイソブテンと二酸化炭素が発生し始める温度である。当該開始温度が150℃未満であるとすると、バインダを全固体電池に用いた際、全固体電池の温度が少し上昇しただけで高分子材料が分解し始めるおそれがあり、電池が安全に運転できる温度領域であっても電池反応が停止してしまうおそれがある。一方、当該開始温度が220℃を超えるとすると、バインダを全固体電池に用いた際、全固体電池が十分高温となった段階で高分子材料が分解し始めるおそれがある。質量減少の開始温度の決定方法については、関連規格であるJISK 7120の2(4)並びに8(2)及び(3)の記載を参考にすることができる。
なお、上記開始温度(150℃以上220℃以下)と、本開示において想定されている電池の表面温度の限界値(例えば100℃付近)との間には、おおよそ50℃以上も差がある。これは電池全体の熱分布の差を考慮したものである。つまり、本開示においては、電池の表面温度が100℃まで到達した場合、電池内部では既に150℃以上の部分が局所的に発生するものと想定される。この局所的に発生した150℃以上の部分としては、例えば、過充電や外部短絡等により電池部材が損傷した部分等が考えられる。電池部材が局所的に150℃以上に昇温した場合、電池部材の連鎖的な発熱反応が生じるおそれがある。
The onset temperature of mass reduction in the TG curve of the polymer material obtained by differential thermal-thermogravimetric simultaneous analysis based on JISK 0129: 2005 is preferably 150 ° C. or higher and 220 ° C. or lower, more preferably 160 ° C. The temperature is 210 ° C. or lower, and more preferably 170 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
The differential thermal-thermogravimetric analysis (simultaneous thermogravimetry and differential thermal analysis: TG-DTA) is as defined in JISK 0129: 2005 3d) 1). The TG curve is as defined in 3s) of the same standard.
The onset temperature of mass decrease in the TG curve is the temperature at which decomposition of the polymer material begins, that is, the terminal substituent (at least one of t-butoxycarbonyl group and t-butoxycarbonyloxy group) decomposes. This is the temperature at which isobutene and carbon dioxide begin to be generated. If the starting temperature is less than 150 ° C., when the binder is used for an all-solid battery, the polymer material may start to decompose only when the temperature of the all-solid battery rises slightly, and the battery can be operated safely. Even in the temperature range, the battery reaction may stop. On the other hand, if the start temperature exceeds 220 ° C., when the binder is used for an all-solid battery, the polymer material may start to decompose at a stage where the all-solid battery becomes sufficiently hot. Regarding the method for determining the onset temperature of mass reduction, the descriptions of 2 (4) and 8 (2) and (3) of JISK 7120, which are related standards, can be referred to.
Note that there is a difference of approximately 50 ° C. or more between the start temperature (150 ° C. or more and 220 ° C. or less) and the limit value (for example, around 100 ° C.) of the battery surface temperature assumed in the present disclosure. This takes into account the difference in heat distribution across the battery. That is, in the present disclosure, when the surface temperature of the battery reaches 100 ° C., it is assumed that a portion of 150 ° C. or higher is already locally generated inside the battery. As the locally generated portion of 150 ° C. or higher, for example, a portion where the battery member is damaged due to overcharge, external short circuit, or the like can be considered. When the battery member is locally heated to 150 ° C. or higher, a chain exothermic reaction of the battery member may occur.

下記式(A)により求められる前記高分子材料の質量減少率Mは、好適には40%以上99%以下であり、より好適には42%以上99%以下であり、さらに好適には45%以上99%以下である。
式(A) M=(m150℃−m220℃/m150℃)×100
(上記式(A)中、Mは前記高分子材料の質量減少率(%)を、m150℃はJISK 0129:2005に準拠する示差熱−熱重量同時分析により得られる前記高分子材料のTG曲線における150℃の質量(mg)を、m220℃は当該TG曲線における220℃の質量(mg)を、それぞれ示す。)
質量減少率Mが40%未満である場合には、150℃以上220℃以下の温度領域において高分子材料が十分に分解しないため、高温条件下でのガス発生量が少なくなるおそれがある。一方、上記一般式(1)のように炭素−炭素結合からなる主鎖骨格を主たる繰り返し単位とする高分子材料においては、220℃においてこの主鎖骨格まで完全に分解することは考え難く、質量減少率Mが99%を超えることは通常は想定し難い。
なお、上記式(A)の質量減少率Mについては、JISK 7120の8(2)及び(3)並びに9.2の記載を参考にすることができる。
Formula mass reduction rate M L of the polymeric material obtained by (A) is preferably not more than 99% more than 40%, more preferably not more than 99% to 42%, and more preferably 45 % To 99%.
Formula (A) M L = (m 150 ℃ -m 220 ℃ / m 150 ℃) × 100
(In the above formula (A), M L is a mass reduction rate of the polymer material (%), m 150 ℃ is JISK 0129: a differential thermal conforms to 2005 - of the polymer material obtained by thermogravimetric simultaneous analysis (The mass (mg) at 150 ° C. in the TG curve, and m 220 ° C. represents the mass (mg) at 220 ° C. in the TG curve.)
When the mass reduction rate M L is less than 40%, the polymer material at a temperature region of 0.99 ° C. or higher 220 ° C. or less is not sufficiently decomposed, there is a possibility that the gas generation amount under high temperature conditions is reduced. On the other hand, in a polymer material having a main chain skeleton composed of a carbon-carbon bond as the main repeating unit as in the general formula (1), it is difficult to completely decompose this main chain skeleton at 220 ° C. the reduction rate M L exceeds 99% is usually difficult to assume.
Note that the mass reduction rate M L in the formula (A), 8 (2) and (3) of JISK 7120 and the disclosure of 9.2 can be referred to.

2.全固体電池
本開示の全固体電池は、正極と、負極と、正極と負極との間に存在する固体電解質とを有し、正極、負極、固体電解質の少なくともいずれか1つが、上記全固体電池用バインダを含むことを特徴とする。
本開示の全固体電池の構造は、上記の通り本開示のバインダを用いるものであれば、特に限定されない。
2. All-solid-state battery The all-solid-state battery of this indication has a positive electrode, a negative electrode, and the solid electrolyte which exists between a positive electrode and a negative electrode, and at least any one of a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte is the said all-solid-state battery. A binder is included.
The structure of the all solid state battery of the present disclosure is not particularly limited as long as the binder of the present disclosure is used as described above.

本開示の全固体電池は、本開示のバインダの高温分解を利用した構造を備えていてもよい。
例えば、本開示の全固体電池は、本開示のバインダの分解により発生する小分子ガス(例えば、イソブテンや二酸化炭素等)が電池内に拡散することを契機として、物理的方法によって電池部材が変形したり、化学的方法によって電池部材が変質したりする結果、電池反応が停止する構造を有していてもよい。
また、本開示の全固体電池は、センサと制御回路とをさらに備え、本開示のバインダの分解により発生する小分子ガスをセンサで検知し、小分子ガスの濃度が一定量を超えた場合に、センサから発する信号によって制御回路を介して電池反応を停止させる構造を有していてもよい。
なお、これらは電池構造の一例にすぎず、本開示はこれらの例に限定されるものではない。
本開示においては、バインダの高温分解を原因として電池反応が停止する上記のような構造を総称して「電池反応停止構造」という。
The all solid state battery of the present disclosure may have a structure using high temperature decomposition of the binder of the present disclosure.
For example, in the all-solid-state battery of the present disclosure, the battery member is deformed by a physical method when a small molecule gas (for example, isobutene, carbon dioxide, etc.) generated by the decomposition of the binder of the present disclosure diffuses in the battery. Or the battery member may be altered by a chemical method, and the battery reaction may be stopped.
The all-solid-state battery of the present disclosure further includes a sensor and a control circuit. When the small molecule gas generated by the decomposition of the binder of the present disclosure is detected by the sensor and the concentration of the small molecule gas exceeds a certain amount, The battery reaction may be stopped via a control circuit by a signal emitted from the sensor.
Note that these are merely examples of the battery structure, and the present disclosure is not limited to these examples.
In the present disclosure, the above-described structures in which the battery reaction stops due to the high-temperature decomposition of the binder are collectively referred to as “battery reaction stop structure”.

以下、本開示の全固体電池の一実施形態を説明する。この実施形態は、小分子ガスの発生を契機に、物理的方法を用いて電池部材の一部を変形させることによって電流を遮断し、その結果、電池反応を停止させる構造を有する。
図1は、本実施形態の平面模式図である。本実施形態の全固体電池100は、積層体10と、積層体10を密封する外装体20と、一端が積層体10に接続され、他端が外装体20の外部に突出した平板状の負極端子30及び正極端子40とを備える。
Hereinafter, an embodiment of the all-solid battery of the present disclosure will be described. This embodiment has a structure in which when a small molecule gas is generated, a current is interrupted by deforming a part of the battery member using a physical method, and as a result, the battery reaction is stopped.
FIG. 1 is a schematic plan view of the present embodiment. The all-solid-state battery 100 of this embodiment includes a laminate 10, an exterior body 20 that seals the laminate 10, and a flat negative electrode that has one end connected to the laminate 10 and the other end protruding outside the exterior body 20. The terminal 30 and the positive electrode terminal 40 are provided.

積層体10は、シート状の負極(図示せず)と、シート状の正極(図示せず)と、正極と負極との間に存在する固体電解質(図示せず)とを積層して形成される。
正極中の正極活物質としては、例えば、Li、Ni、Mn及びCoを含む層状酸化物(3元系活物質)を用いることができ、その具体例はLiNi1/3Co1/3Mn1/3である。正極活物質はLiNbO等からなる被覆層を備えていてもよい。正極には、正極活物質の他にも、VGCF等の導電化材や、LiS−P等の固体電解質を用いてもよい。
負極中の負極活物質としては、例えば、炭素材料やケイ素材料を用いることができ、炭素材料の具体例としては球状化処理された天然黒鉛やグラファイト等、ケイ素材料の具体例としてはケイ素の結晶やアモルファス、ケイ素を含む合金、ケイ素を含むコンポジット等が挙げられる。負極には、負極活物質の他にも、VGCF等の導電化材や、LiS−P等の固体電解質を用いてもよい。
正極と負極との間の固体電解質としては、例えば、硫化物系固体電解質や酸化物系固体電解質等を用いることができる。硫化物系固体電解質の具体例としては、LiS−P等が挙げられる。
The laminate 10 is formed by laminating a sheet-like negative electrode (not shown), a sheet-like positive electrode (not shown), and a solid electrolyte (not shown) existing between the positive electrode and the negative electrode. The
As the positive electrode active material in the positive electrode, for example, a layered oxide (ternary active material) containing Li, Ni, Mn and Co can be used, and a specific example thereof is LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1. / is a 3 O 2. The positive electrode active material may include a coating layer made of LiNbO 3 or the like. In addition to the positive electrode active material, a conductive material such as VGCF or a solid electrolyte such as Li 2 S—P 2 S 5 may be used for the positive electrode.
As the negative electrode active material in the negative electrode, for example, a carbon material or a silicon material can be used. Specific examples of the carbon material include spheroidized natural graphite and graphite. Specific examples of the silicon material include silicon crystals. And amorphous, alloys containing silicon, and composites containing silicon. In addition to the negative electrode active material, a conductive material such as VGCF or a solid electrolyte such as Li 2 S—P 2 S 5 may be used for the negative electrode.
As the solid electrolyte between the positive electrode and the negative electrode, for example, a sulfide-based solid electrolyte, an oxide-based solid electrolyte, or the like can be used. Specific examples of the sulfide-based solid electrolyte include Li 2 S—P 2 S 5 .

本開示のバインダは、上述した正極、負極、固体電解質の少なくともいずれか1つに含まれていればよい。
バインダの含有量は特に限定されない。例えば、バインダが正極に含まれる場合には、正極活物質100質量部に対し、バインダの含有量は0.1質量部以上5.0質量部以下であってもよく、バインダの好適な含有量は0.3質量部以上3.0質量部以下であり、バインダのより好適な含有割合は0.5質量部以上2.5質量部以下である。正極活物質100質量部に対するバインダの含有量が0.1質量部未満であるとすると、本開示の効果が十分に享受できないおそれがある。一方、正極活物質100質量部に対するバインダの含有量が5.0質量部を超えるとすると、正極中の他の材料の含有量が相対的に減る結果、電池性能が低下するおそれがある。
上記バインダの含有割合の数値範囲は、バインダが負極に含まれる場合、バインダが固体電解質に含まれる場合についても同様である。バインダが負極に含まれる場合には、バインダの上記含有量は、負極活物質100質量部に対するものとする。また、バインダが固体電解質に含まれる場合には、バインダの上記含有量は、固体電解質100質量部に対するものとする。
The binder of this indication should just be contained in at least any one of the positive electrode mentioned above, a negative electrode, and a solid electrolyte.
The binder content is not particularly limited. For example, when the binder is included in the positive electrode, the binder content may be 0.1 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. Is 0.3 parts by mass or more and 3.0 parts by mass or less, and a more preferable content ratio of the binder is 0.5 parts by mass or more and 2.5 parts by mass or less. If the content of the binder with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material is less than 0.1 parts by mass, the effects of the present disclosure may not be sufficiently enjoyed. On the other hand, when the content of the binder with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material exceeds 5.0 parts by mass, the content of other materials in the positive electrode is relatively reduced, and as a result, the battery performance may be deteriorated.
The numerical range of the content ratio of the binder is the same when the binder is included in the negative electrode and when the binder is included in the solid electrolyte. When the binder is included in the negative electrode, the content of the binder is based on 100 parts by mass of the negative electrode active material. Moreover, when a binder is contained in a solid electrolyte, the said content of a binder shall be with respect to 100 mass parts of solid electrolytes.

外装体20には、可撓性のラミネートフィルムが用いられている。2枚のラミネートフィルムで積層体10を挟み、外周縁を熱溶着により接合して密封する。このとき、負極端子30及び正極端子40も、外装体20に接合される。接合には接着剤を用いてもよい。   A flexible laminate film is used for the exterior body 20. The laminate 10 is sandwiched between two laminate films, and the outer periphery is joined and sealed by heat welding. At this time, the negative electrode terminal 30 and the positive electrode terminal 40 are also joined to the exterior body 20. An adhesive may be used for bonding.

負極端子30は、外装体20の内部に位置する平板状の内部端子31と、一端が外装体20の内部に位置し、他端が外装体20の外部に突出する平板状の外部端子32とから構成される。通常時は、内部端子31と外部端子32とは接触し、内部端子31と外部端子32との間を電流が流れるが、外装体20の内圧が予め定められた圧力となった場合には剥離し、電流が遮断される。なお、本実施形態においては、負極端子30のみが内部端子31及び外部端子32を備えるが、正極端子40が内部端子及び外部端子を備えていてもよいし、負極端子30と正極端子40の両方が内部端子及び外部端子を備えていてもよい。電池の密閉状態を保つ観点から、内部端子と外部端子とが剥離する際の外装体20の内圧は、外装体20が破裂する圧力より小さいものであることが望ましい。   The negative electrode terminal 30 includes a flat plate-like internal terminal 31 positioned inside the outer package 20, a flat plate-like external terminal 32 whose one end is positioned inside the outer package 20, and the other end projects outside the package 20. Consists of Normally, the internal terminal 31 and the external terminal 32 are in contact with each other, and a current flows between the internal terminal 31 and the external terminal 32. However, the peeling occurs when the internal pressure of the exterior body 20 becomes a predetermined pressure. Current is cut off. In the present embodiment, only the negative electrode terminal 30 includes the internal terminal 31 and the external terminal 32, but the positive electrode terminal 40 may include the internal terminal and the external terminal, or both the negative electrode terminal 30 and the positive electrode terminal 40. May have an internal terminal and an external terminal. From the viewpoint of maintaining the sealed state of the battery, it is desirable that the internal pressure of the exterior body 20 when the internal terminal and the external terminal are peeled is smaller than the pressure at which the exterior body 20 bursts.

図2は、本実施形態の断面模式図であり、図1におけるA−A断面を示す。図2を参照して、外装体20及び負極端子30について詳細に説明する。
図2に示すように、内部端子31の積層体10側の第1端部31Aは、積層体10の負極(図示せず)に接続されている。第1端部31Aの反対側の第2端部31Bは、外部端子32の積層体10側の第1端部32Aと重ね合わせられている。このとき、内部端子31の上面31Cと、外部端子32の下面32Dとが接触し、内部端子31と外部端子32とが電気的に接続されることとなる。
また、内部端子31と外部端子32とが重なる部分lは、その長さが、外装体の内圧が予め定められた圧力となった場合に、内部端子31と外部端子32とが剥離するように設定される。当該部分lにおいては、内部端子31と外部端子32とは単に接触しているにすぎず、接合されていない。外部端子32の第1端部32Aとは反対側に位置する第2端部32Bは、外装体20の外部に突出している。機器類(図示せず)は、この外部端子32の第2端部32Bに接続される。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the present embodiment, showing the AA cross section in FIG. The exterior body 20 and the negative electrode terminal 30 will be described in detail with reference to FIG.
As shown in FIG. 2, the first end 31 </ b> A on the laminated body 10 side of the internal terminal 31 is connected to the negative electrode (not shown) of the laminated body 10. The second end 31B opposite to the first end 31A is overlapped with the first end 32A of the external terminal 32 on the stacked body 10 side. At this time, the upper surface 31C of the internal terminal 31 and the lower surface 32D of the external terminal 32 are in contact with each other, and the internal terminal 31 and the external terminal 32 are electrically connected.
The portion l 1 that overlap the internal terminal 31 and the external terminal 32, the length, in the case where a pressure that the internal pressure of the exterior body is predetermined, so that the internal terminal 31 and the external terminal 32 is peeled off Set to In the portion l 1 , the internal terminal 31 and the external terminal 32 are merely in contact with each other and are not joined. A second end portion 32 </ b> B located on the side opposite to the first end portion 32 </ b> A of the external terminal 32 protrudes outside the exterior body 20. Devices (not shown) are connected to the second end 32B of the external terminal 32.

外部端子32が外装体20内部に存在する部分Lにおいては、外部端子32の上面は全て外装体20と接合されている。前記部分lにおいては、内部端子31の下面が全て外装体20と接合されている。さらに、外部端子32が外装体20内部に存在し、かつ内部端子31と外部端子32とが重なっていない部分lにおいては、外部端子32の下面が全て外装体20と接合されている。 In the portion L where the external terminals 32 are present inside the exterior body 20, the upper surfaces of the external terminals 32 are all joined to the exterior body 20. In the portion 11 , the lower surface of the internal terminal 31 is all joined to the exterior body 20. Further, in the portion l 2 of the external terminal 32 is present inside the exterior body 20, and does not overlap the internal terminal 31 and the external terminal 32, the lower surface of the external terminal 32 are joined to all exterior body 20.

図3は、本実施形態において、小分子ガスの発生によって、内部端子31と外部端子32とが剥離した状態を示す断面模式図である。
本実施形態の全固体電池の温度が100℃近傍まで上昇し、その結果本開示のバインダが分解し、小分子ガスが発生した場合を想定する。ここで、内部端子31と外部端子32とが重なる部分lにおいては、内部端子31と外部端子32とは単に接触しているのみであるのに対し、内部端子31下面や外部端子32上面はいずれも外装体20とそれぞれ接合している。したがって、発生したガスは、内部端子31と外部端子32との隙間に侵入することとなる。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a state where the internal terminal 31 and the external terminal 32 are peeled off due to the generation of the small molecule gas in the present embodiment.
Assume that the temperature of the all solid state battery of the present embodiment rises to around 100 ° C., and as a result, the binder of the present disclosure is decomposed and a small molecule gas is generated. Here, in the portion l 1 that overlap the internal terminal 31 and the external terminal 32, whereas it is merely in contact to the internal terminal 31 and the external terminal 32, internal terminal 31 lower surface or the external terminal 32 upper surface Both are joined to the exterior body 20 respectively. Therefore, the generated gas enters the gap between the internal terminal 31 and the external terminal 32.

内部端子31と外部端子32との隙間にガスが侵入すると、ガスの圧力により、内部端子31と外部端子32とが剥離する方向に力が働く。ガスが発生し続け、内圧が上昇して予め定められた圧力となると、内部端子31と外部端子32とが剥離する。ガスにより外装体20が膨張できるように、外装体20の構造に余裕を設けておいてもよい。   When gas enters the gap between the internal terminal 31 and the external terminal 32, a force acts in a direction in which the internal terminal 31 and the external terminal 32 are peeled off due to the pressure of the gas. When the gas continues to be generated and the internal pressure rises to a predetermined pressure, the internal terminal 31 and the external terminal 32 are separated. A margin may be provided in the structure of the exterior body 20 so that the exterior body 20 can be expanded by the gas.

内部端子31と外部端子32とが剥離すると、これら端子間の接続が断たれるため、電流が遮断される。このため、電池反応が停止し、ガスの発生も止まる。外部端子32が外装体20内部に存在する部分Lにおいては、外部端子32の上面と外装体20との接合が維持されている。また、外部端子32が外装体20内部に存在し、かつ内部端子31と外部端子32とが重なっていない部分lにおいても、少なくとも一部分は外部端子32の下面と外装体20との接合が維持されている。これにより、内部端子31と外部端子32とが剥離した場合でも、外装体20内部の密閉状態が保たれる。したがって、発生したガスが外装体20の外部に漏れることがなく、外装体20の内圧を、予め定められた圧力以上で維持することができ、内部端子31と外部端子32との剥離状態を保つことができる。その結果、内部端子31と外部端子32とが再び接触し、電流が流れてガスが再発生することを防止することができる。 When the internal terminal 31 and the external terminal 32 are separated from each other, the connection between these terminals is cut off, so that the current is cut off. For this reason, a battery reaction stops and generation | occurrence | production of gas also stops. In the portion L where the external terminal 32 is present inside the exterior body 20, the bonding between the upper surface of the external terminal 32 and the exterior body 20 is maintained. Also, there external terminal 32 inside the exterior body 20, and also in part l 2 of the internal terminal 31 and the external terminal 32 does not overlap, at least a portion joining the lower surface and the outer body 20 of the external terminal 32 is maintained Has been. Thereby, even when the internal terminal 31 and the external terminal 32 peel, the sealed state inside the exterior body 20 is maintained. Accordingly, the generated gas does not leak to the outside of the exterior body 20, the internal pressure of the exterior body 20 can be maintained at a predetermined pressure or more, and the peeled state between the internal terminal 31 and the external terminal 32 is maintained. be able to. As a result, it is possible to prevent the internal terminal 31 and the external terminal 32 from coming into contact with each other, causing current to flow and regenerating gas.

以上のように、本実施形態の全固体電池は、小分子ガスの発生後に、内部端子31と外部端子32とを剥離させて電流を遮断し、ガスの発生を停止することができる。また、内部端子31と外部端子32とが剥離した後は外装体20内の内圧が維持され、内部端子31と外部端子32とが剥離した状態を保つことができる。
本開示の全固体電池の構造については、特開2005−44523号公報に記載の構造を参考にすることもできる。
As described above, the all solid state battery of the present embodiment can stop the generation of gas by separating the internal terminal 31 and the external terminal 32 after the generation of the small molecule gas to cut off the current. Moreover, after the internal terminal 31 and the external terminal 32 peel, the internal pressure in the exterior body 20 is maintained, and the state where the internal terminal 31 and the external terminal 32 peel can be maintained.
Regarding the structure of the all-solid-state battery of the present disclosure, the structure described in JP-A-2005-44523 can also be referred to.

以下、本開示の全固体電池の製造方法の一例について説明する。
まず、上述した正極用の材料を混合して正極合材を調製する。同様に、上述した負極用の材料から負極合材を調製する。これら電極合材は、基材に塗工して電極活物質層とする。一方の電極活物質層の表面に固体電解質層を形成し、固体電解質層の上にさらに他方の電極活物質層を乗せることによって、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層を備える単電池を製造する。ここで、本開示のバインダは、正極、負極、固体電解質のうち少なくともいずれか1つに含まれていればよい。
次に、単電池を2つ以上積層して積層体を作製する。積層体の各集電タブと、正極端子又は負極端子とをそれぞれ接続し、得られた積層体を外装体内に収納することによって、本開示の全固体電池が完成する。このとき、正極端子及び負極端子の少なくともいずれか一方に、電池反応停止構造を採用してもよい。すなわち、例えば、電極端子を内部端子と外部端子とからなるものとし、バインダの高温分解によって内部端子と外部端子との電気的接触が断たれ電池反応が停止する構造を採用してもよい。また、固体電解質層において電池反応停止構造を採用してもよいし、特開2005−44523号公報に記載の他の電池反応停止構造を採用してもよい。
上記製造方法はあくまで一例にすぎず、本開示の全固体電池を製造する方法は上記の方法に限定されない。
Hereinafter, an example of the manufacturing method of the all-solid-state battery of this indication is demonstrated.
First, the positive electrode material described above is mixed to prepare a positive electrode mixture. Similarly, a negative electrode mixture is prepared from the negative electrode material described above. These electrode mixtures are applied to a substrate to form an electrode active material layer. A solid electrolyte layer is formed on the surface of one electrode active material layer, and the other electrode active material layer is further placed on the solid electrolyte layer, thereby providing a single electrode comprising a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer. Manufacture batteries. Here, the binder of this indication should just be contained in at least any one among a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte.
Next, two or more unit cells are stacked to produce a stacked body. Each current collecting tab of the laminate is connected to the positive electrode terminal or the negative electrode terminal, and the obtained laminate is accommodated in the exterior body, whereby the all-solid battery of the present disclosure is completed. At this time, a battery reaction stop structure may be adopted for at least one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal. That is, for example, the electrode terminal may be composed of an internal terminal and an external terminal, and the battery contact may be stopped by disconnecting the electrical contact between the internal terminal and the external terminal due to high-temperature decomposition of the binder. Moreover, a battery reaction stop structure may be adopted in the solid electrolyte layer, or another battery reaction stop structure described in JP-A-2005-44523 may be adopted.
The above manufacturing method is merely an example, and the method of manufacturing the all-solid battery of the present disclosure is not limited to the above method.

以下に、実施例を挙げて、本開示を更に具体的に説明するが、本開示は、この実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present disclosure will be described more specifically with reference to examples. However, the present disclosure is not limited to the examples.

[実施例1]
1.ラミネートセルの作製
(1)正極活物質層の形成
正極活物質として3元系活物質(粒径1〜10μm)を、固体電解質として結晶性の硫化物固体電解質を、バインダ溶液としてポリ(ジ−t−ブチル フマレート)の5質量%トルエン溶液を、電子伝導性を向上させるための導電化材としてVGCFを、それぞれ用いた。これら正極用材料の混合物にヘプタンを加え、分散混合機として超音波ホモジナイザー(SMT社製、UH−50)を用いて正極用材料をヘプタン中に分散させることによりペーストを調製した。ペーストの固形分は50質量%とし、ペースト中、正極活物質と固体電解質との質量比は正極活物質:固体電解質=75質量部:25質量部とし、バインダ(ポリ(ジ−t−ブチル フマレート))の含有量は、正極活物質100質量部に対し1.5質量部とした。
調製したペーストをドクターブレード法によってアルミ箔上に塗布し、乾燥させて正極活物質層を形成した。
[Example 1]
1. Production of Laminate Cell (1) Formation of Positive Electrode Active Material Layer A ternary active material (particle size: 1 to 10 μm) as a positive electrode active material, a crystalline sulfide solid electrolyte as a solid electrolyte, and a poly (di- TGCF was used as a conductive material for improving the electronic conductivity of a 5 mass% toluene solution of t-butyl fumarate). A paste was prepared by adding heptane to a mixture of these positive electrode materials and dispersing the positive electrode material in heptane using an ultrasonic homogenizer (manufactured by SMT, UH-50) as a dispersion mixer. The solid content of the paste is 50% by mass, and the mass ratio of the positive electrode active material to the solid electrolyte in the paste is positive electrode active material: solid electrolyte = 75 parts by mass: 25 parts by mass, and binder (poly (di-t-butyl fumarate) )) Content was 1.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material.
The prepared paste was applied onto an aluminum foil by a doctor blade method and dried to form a positive electrode active material layer.

なお、実施例1に使用したポリ(ジ−t−ブチル フマレート)(下記式(1a)、以下この化合物をポリマー1と称する場合がある。)の数平均分子量Mnは19,300である。下記式(1a)中の繰り返し数nは85である。   The number average molecular weight Mn of poly (di-t-butyl fumarate) used in Example 1 (the following formula (1a), hereinafter this compound may be referred to as polymer 1) is 19,300. The number of repetitions n in the following formula (1a) is 85.

(2)負極活物質層の形成
負極活物質として天然黒鉛を、固体電解質として結晶性の硫化物固体電解質を、バインダ溶液としてポリ(ジ−t−ブチル フマレート)の5質量%トルエン溶液を、それぞれ用いた。これら負極用材料の混合物にヘプタンを加え、分散混合機として超音波ホモジナイザー(SMT社製、UH−50)を用いて負極用材料をヘプタン中に分散させることによりペーストを調製した。ペーストの固形分は50質量%とし、ペースト中、負極活物質と固体電解質との質量比は負極活物質:固体電解質=58質量部:42質量部とし、バインダ(ポリ(ジ−t−ブチル フマレート))の含有量は、負極活物質100質量部に対し1.1質量部とした。
調製したペーストをドクターブレード法によって銅箔上に塗布し、乾燥させて負極活物質層を作製した。
(2) Formation of negative electrode active material layer Natural graphite as the negative electrode active material, crystalline sulfide solid electrolyte as the solid electrolyte, and 5% by mass toluene solution of poly (di-t-butyl fumarate) as the binder solution, respectively Using. A paste was prepared by adding heptane to a mixture of these negative electrode materials and dispersing the negative electrode material in heptane using an ultrasonic homogenizer (UH-50, manufactured by SMT) as a dispersion mixer. The solid content of the paste is 50% by mass. In the paste, the mass ratio of the negative electrode active material to the solid electrolyte is negative electrode active material: solid electrolyte = 58 parts by mass: 42 parts by mass, and the binder (poly (di-t-butyl fumarate) is used. )) Content was 1.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the negative electrode active material.
The prepared paste was applied onto a copper foil by a doctor blade method and dried to prepare a negative electrode active material layer.

(3)固体電解質層の形成及び単電池の作製
固体電解質として硫化物固体電解質を、バインダとしてPVdFを、それぞれ用いた。これら固体電解質層用材料の混合物にヘプタンを加え、分散混合機として超音波ホモジナイザー(SMT社製、UH−50)を用いて固体電解質層用材料をヘプタン中に分散させることによりスラリーを調製した。スラリーの固形分は50質量%とし、スラリー中、固体電解質とバインダとの質量比は固体電解質:バインダ=95質量%:5質量%とした。
調製したスラリーを、上記銅箔上の負極活物質層が形成された面に塗布し、溶媒を蒸発乾燥させることにより、固体電解質層を形成した。固体電解質層の上に、さらにアルミ箔上の正極活物質層を重ねることにより、単電池を作製した。
(3) Formation of solid electrolyte layer and production of unit cell A sulfide solid electrolyte was used as a solid electrolyte, and PVdF was used as a binder. Heptane was added to the mixture of these solid electrolyte layer materials, and a slurry was prepared by dispersing the solid electrolyte layer material in heptane using an ultrasonic homogenizer (manufactured by SMT, UH-50) as a dispersion mixer. The solid content of the slurry was 50% by mass, and the mass ratio between the solid electrolyte and the binder in the slurry was solid electrolyte: binder = 95% by mass: 5% by mass.
The prepared slurry was applied to the surface of the copper foil on which the negative electrode active material layer was formed, and the solvent was evaporated and dried to form a solid electrolyte layer. A unit cell was fabricated by further stacking a positive electrode active material layer on an aluminum foil on the solid electrolyte layer.

(4)ラミネートセルの作製
このように作製した単電池を20個積み重ねて積層体を作製した。積層体の各集電タブと、正極端子又は負極端子とをそれぞれ超音波溶接した。得られた積層体をラミネート内に真空封入することによって、全固体電池(ラミネートセル)を作製した。このとき、負極端子には電池反応停止構造を採用した。すなわち、負極端子を、図1及び図2に示すような内部端子と外部端子とからなるものとし、負極端子周辺を図1及び図2に示すような構造とした。
(4) Production of Laminate Cell 20 unit cells thus produced were stacked to produce a laminate. Each current collecting tab of the laminate was ultrasonically welded to the positive terminal or the negative terminal. The obtained laminate was vacuum-sealed in a laminate to produce an all-solid battery (laminate cell). At this time, a battery reaction stop structure was adopted for the negative electrode terminal. That is, the negative electrode terminal is composed of an internal terminal and an external terminal as shown in FIGS. 1 and 2, and the periphery of the negative electrode terminal has a structure as shown in FIGS.

[実施例2]
実施例1の「(1)正極活物質層の形成」及び「(2)負極活物質層の形成」において、ポリ(ジ−t−ブチル フマレート)の5質量%トルエン溶液の替わりに、ポリ(4−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)の5質量%トルエン溶液をそれぞれ同じ質量用いたこと以外は、実施例1と同様に全固体電池(ラミネートセル)(実施例2)を作製した。
なお、実施例2に使用したポリ(4−t−ブトキシカルボニルオキシスチレン)(下記式(1b)、以下この化合物をポリマー2と称する場合がある。)の数平均分子量Mnは41,100である。下記式(1b)中の繰り返し数nは187である。
[Example 2]
In Example 1, “(1) Formation of positive electrode active material layer” and “(2) Formation of negative electrode active material layer”, instead of a 5 mass% toluene solution of poly (di-t-butyl fumarate), poly ( An all-solid-state battery (laminate cell) (Example 2) was produced in the same manner as in Example 1 except that the same mass of 5 mass% toluene solutions of 4-t-butoxycarbonyloxystyrene) was used.
The number average molecular weight Mn of poly (4-t-butoxycarbonyloxystyrene) used in Example 2 (the following formula (1b), hereinafter this compound may be referred to as polymer 2) is 41,100. . The number of repetitions n in the following formula (1b) is 187.

[比較例1]
実施例1の「(1)正極活物質層の形成」及び「(2)負極活物質層の形成」において、ポリ(ジ−t−ブチル フマレート)の5質量%トルエン溶液の替わりに、ポリビニリデンフルオリド(PVdF)の5質量%トルエン溶液をそれぞれ同じ質量用いたこと以外は、実施例1と同様に全固体電池(ラミネートセル)(比較例1)を作製した。
なお、比較例1に使用したPVdF(下記式(2))の数平均分子量Mnは100,000である。下記式(2)中の繰り返し数nは1,560である。
[Comparative Example 1]
In Example 1, “(1) Formation of positive electrode active material layer” and “(2) Formation of negative electrode active material layer”, instead of a 5 mass% toluene solution of poly (di-t-butyl fumarate), polyvinylidene An all-solid-state battery (laminate cell) (Comparative Example 1) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same mass was used for each 5 mass% toluene solution of fluoride (PVdF).
In addition, the number average molecular weight Mn of PVdF (following Formula (2)) used for the comparative example 1 is 100,000. The number of repetitions n in the following formula (2) is 1,560.

[比較例2]
実施例1の「(1)正極活物質層の形成」及び「(2)負極活物質層の形成」において、ポリ(ジ−t−ブチル フマレート)の5質量%トルエン溶液の替わりに、ポリ(t−ブチル−4−ビニルベンゾエイト)の5質量%トルエン溶液をそれぞれ同じ質量用いたこと以外は、実施例1と同様に全固体電池(ラミネートセル)(比較例2)を作製した。
なお、比較例2に使用したポリ(t−ブチル−4−ビニルベンゾエイト)(下記式(3)、以下この化合物をポリマー3と称する場合がある。)の数平均分子量Mnは54,000である。下記式(3)中の繰り返し数nは265である。
[Comparative Example 2]
In Example 1, “(1) Formation of positive electrode active material layer” and “(2) Formation of negative electrode active material layer”, instead of a 5 mass% toluene solution of poly (di-t-butyl fumarate), poly ( An all-solid battery (laminate cell) (Comparative Example 2) was prepared in the same manner as in Example 1 except that the same mass of 5% by mass toluene solutions of (t-butyl-4-vinylbenzoate) was used.
The number average molecular weight Mn of poly (t-butyl-4-vinylbenzoate) used in Comparative Example 2 (the following formula (3), hereinafter this compound may be referred to as polymer 3) is 54,000. is there. The number of repetitions n in the following formula (3) is 265.

[比較例3]
実施例1の「(1)正極活物質層の形成」及び「(2)負極活物質層の形成」において、ポリ(ジ−t−ブチル フマレート)の5質量%トルエン溶液の替わりに、ポリ(7,8−ジシアノ−7,8−ジブトキシカルボニル−p−キノジメタン)の5質量%トルエン溶液をそれぞれ同じ質量用いたこと以外は、実施例1と同様に全固体電池(ラミネートセル)(比較例3)を作製した。
なお、比較例3に使用したポリ(7,8−ジシアノ−7,8−ジブトキシカルボニル−p−キノジメタン)(下記式(4)、以下この化合物をポリマー4と称する場合がある。)の数平均分子量Mnは420,000である。下記式(4)中の繰り返し数nは1,190である。
[Comparative Example 3]
In Example 1, “(1) Formation of positive electrode active material layer” and “(2) Formation of negative electrode active material layer”, instead of a 5 mass% toluene solution of poly (di-t-butyl fumarate), poly ( All solid battery (laminate cell) (Comparative Example) as in Example 1 except that the same mass of 5 mass% toluene solution of 7,8-dicyano-7,8-dibutoxycarbonyl-p-quinodimethane) was used. 3) was produced.
The number of poly (7,8-dicyano-7,8-dibutoxycarbonyl-p-quinodimethane) used in Comparative Example 3 (the following formula (4), hereinafter this compound may be referred to as polymer 4). The average molecular weight Mn is 420,000. The number of repetitions n in the following formula (4) is 1,190.

2.TG−DTA
ポリマー1〜ポリマー4について示差熱−熱重量同時分析(TG−DTA)を実施し、質量減少の開始温度を調べた。TG−DTAは、JISK 0129:2005に準拠して実施した。また、TG−DTAにより得られたTG曲線から、下記式(A)に基づき各ポリマーの質量減少率Mを算出した。質量減少の開始温度及び質量減少率を、下記表1に示す。
式(A) M=(m150℃−m220℃/m150℃)×100
(上記式(A)中、Mは高分子材料の質量減少率(%)を、m150℃はJISK 0129:2005に準拠する示差熱−熱重量同時分析により得られる高分子材料のTG曲線における150℃の質量(mg)を、m220℃は当該TG曲線における220℃の質量(mg)を、それぞれ示す。)
2. TG-DTA
The differential thermal-thermogravimetric analysis (TG-DTA) was performed on the polymers 1 to 4, and the onset temperature of mass reduction was examined. TG-DTA was implemented based on JISK 0129: 2005. Moreover, it was calculated from TG curve obtained by TG-DTA, the mass reduction rate M L of each polymer on the basis of the following formula (A). The onset temperature of mass reduction and the mass reduction rate are shown in Table 1 below.
Formula (A) M L = (m 150 ℃ -m 220 ℃ / m 150 ℃) × 100
(In the above formula (A), the mass reduction rate of M L polymer material (%), m 150 ℃ is JISK 0129: a differential thermal conforming to 2005 - TG curve of a polymer material obtained by thermogravimetric simultaneous analysis The mass (mg) at 150 ° C. in m, and m 220 ° C. represents the mass (mg) at 220 ° C. in the TG curve.

TG−DTAと並行して熱重量/質量分析(thermogravimetry and mass spectrometry:TG/MS)を実施したところ、ポリマー1〜ポリマー3については、質量減少の開始時点(すなわち、ポリマー1につき195℃の時点、ポリマー2につき187℃の時点、ポリマー3につき240℃の時点)に発生したガスがイソブテン(CH=C(CH)であることが確認された。 Thermogravimetry and mass spectrometry (TG / MS) was performed in parallel with TG-DTA, and for polymers 1 to 3, the onset of mass reduction (ie, the point of time of 195 ° C. per polymer 1) It was confirmed that the gas generated at 187 ° C. for polymer 2 and 240 ° C. for polymer 3) was isobutene (CH 2 ═C (CH 3 ) 2 ).

3.過充電試験
実施例1−実施例2及び比較例1−比較例3の全固体電池を4Vまで充電した後、80℃の恒温槽内に入れ、電池の表面に取り付けられた熱電対によって温度を測定しながら、2Cの電流量で過充電した。電池反応停止構造が作動して電流が遮断されるまで過充電を行い、電流が遮断される直前のセルの最高到達温度を測定した。
過充電試験の結果を、下記表1に示す。なお、比較例1については120℃まで電流が遮断されなかったため、120℃で試験を打ち切った。
3. Overcharge test After charging all solid state batteries of Example 1-Example 2 and Comparative Example 1-Comparative Example 3 to 4V, they were placed in a thermostat at 80 ° C., and the temperature was adjusted by a thermocouple attached to the surface of the battery. While measuring, the battery was overcharged with a current amount of 2C. Overcharging was performed until the battery reaction stop structure was activated and the current was cut off, and the maximum temperature reached by the cell immediately before the current was cut off was measured.
The results of the overcharge test are shown in Table 1 below. In Comparative Example 1, since the current was not interrupted up to 120 ° C, the test was terminated at 120 ° C.

下記表1は、高分子材料の物性及び測定結果と併せて、全固体電池における電流遮断の有無、及び電流が遮断される直前のセルの最高到達温度をまとめた表である。なお、下記表1中「250<」とは、質量減少の開始温度が250℃を超えることを意味する。   Table 1 below is a table summarizing the presence or absence of current interruption in the all-solid-state battery and the maximum temperature reached by the cell immediately before the current interruption, along with the physical properties of the polymer material and the measurement results. In Table 1 below, “250 <” means that the onset temperature of mass reduction exceeds 250 ° C.

4.考察
以下、上記表1及び図4を参照しながら、本実施例の実験結果について考察する。
まず、表1より、比較例1の全固体電池については、セルの表面温度が120℃に達しても電流の遮断が起こらなかった。この理由は、全固体電池中のPVdFが220℃でも分解せず、PVdF由来のガスが何ら発生しなかった結果、全固体電池の温度が上昇し続けたためと考えられる。
4). Discussion Hereinafter, the experimental results of this example will be discussed with reference to Table 1 and FIG.
First, from Table 1, the all-solid battery of Comparative Example 1 did not block current even when the cell surface temperature reached 120 ° C. The reason for this is considered that PVdF in the all solid state battery was not decomposed even at 220 ° C., and no PVdF-derived gas was generated, and as a result, the temperature of the all solid state battery continued to rise.

表1より、比較例3の全固体電池については、セルの表面温度が118℃となった時点で電流が遮断された。電池の表面温度が100℃に達した後に電流が止まったとしても、100℃以上という高温下においては電池部材の変質が急速に進行する他、電池内部では100℃を優に超える電池部材の連鎖的な発熱反応が始まっているため、電流の遮断が遅すぎる。このように電流の遮断が遅い理由は、ポリマー4の分解が起こりにくいためであると考えられる。
上記理由を裏付けるのが図4である。図4は、ポリマー1〜ポリマー4の各質量減少率を重ねて示したグラフである。図4は、縦軸に質量減少率(%)を、横軸に温度(℃)を、それぞれとったグラフである。
図4から分かる通り、ポリマー4は、250℃から質量が減り始め、昇温に伴い緩やかに分解が進行した後、400℃の時点で当初の質量の半分程度まで分解する。このように、十分高い温度下でゆっくりと分解が進行する理由は、ポリマー4の繰り返し単位が、n−ブチルカルボニル基やシアノ基のように比較的分解されにくい置換基を含んでおり、t−ブチルカルボニル基やt−ブチルカルボニルオキシ基のように比較的低い温度条件下でも分解されやすい置換基を含まないためであると考えられる。
As shown in Table 1, for the all solid state battery of Comparative Example 3, the current was cut off when the cell surface temperature reached 118 ° C. Even if the current stops after the surface temperature of the battery reaches 100 ° C., the deterioration of the battery member proceeds rapidly at a high temperature of 100 ° C. or higher, and the chain of battery members well above 100 ° C. inside the battery. Since the exothermic reaction has begun, the current interruption is too slow. The reason why the current is interrupted in this way is considered to be because the polymer 4 is hardly decomposed.
FIG. 4 supports the above reason. FIG. 4 is a graph showing the respective mass reduction rates of Polymer 1 to Polymer 4 in an overlapping manner. FIG. 4 is a graph in which the vertical axis represents mass reduction rate (%) and the horizontal axis represents temperature (° C.).
As can be seen from FIG. 4, the polymer 4 starts to decrease in mass from 250 ° C., gradually decomposes as the temperature rises, and then decomposes to about half of the initial mass at 400 ° C. Thus, the reason why the decomposition proceeds slowly at a sufficiently high temperature is that the repeating unit of the polymer 4 contains a substituent that is relatively difficult to decompose such as an n-butylcarbonyl group or a cyano group, and t- This is presumably because it does not contain a substituent that is easily decomposed even under relatively low temperature conditions such as a butylcarbonyl group and a t-butylcarbonyloxy group.

次に、表1より、比較例2の全固体電池については、セルの表面温度が113℃となった時点で電流が遮断した。比較例2についても、比較例3と同様に電流の遮断が遅すぎる。このように電流の遮断が遅い理由は、ポリマー3の分解が起こりにくいためであると考えられる。
上記理由を裏付けるのが図4である。図4から分かる通り、ポリマー3は、240℃から質量が急激に減り始め、250℃でいったん平坦域(プラトー)を迎えた後、450℃から2度目の急激な質量減少が始まる。ポリマー3は、最終的に500℃において80%近くまで分解が進行する。ここで、上記TG/MSの結果より、240℃における質量減少はt−ブチルカルボニル基の脱離及び分解に由来すると推測される。このように、ポリマー3の質量減少が240℃という高温下で始まる理由は、ポリマー3の繰り返し単位がt−ブチルカルボニル基を1つしか含まず、分解反応を起こす側鎖の密度が小さいため、分解時の連鎖的な反応が抑制されるからであると考えられる。
Next, from Table 1, for the all-solid-state battery of Comparative Example 2, the current was interrupted when the cell surface temperature reached 113 ° C. In Comparative Example 2, as in Comparative Example 3, the current interruption is too slow. The reason why the current interruption is slow is considered to be because the polymer 3 is hardly decomposed.
FIG. 4 supports the above reason. As can be seen from FIG. 4, the polymer 3 starts to rapidly decrease in mass from 240 ° C., and once reaches a plateau at 250 ° C., a second rapid mass decrease starts from 450 ° C. Polymer 3 eventually progresses to nearly 80% at 500 ° C. Here, from the result of the TG / MS, it is presumed that the mass decrease at 240 ° C. is derived from the elimination and decomposition of the t-butylcarbonyl group. Thus, the reason why the mass decrease of the polymer 3 starts at a high temperature of 240 ° C. is because the repeating unit of the polymer 3 contains only one t-butylcarbonyl group, and the density of the side chain that causes the decomposition reaction is small. This is thought to be because the chain reaction during decomposition is suppressed.

これに対し、表1より、実施例1及び実施例2の全固体電池については、セルの表面温度が98℃又は90℃となった時点で電流が遮断した。このように速やかに電流が遮断する理由は、ポリマー1と2がいずれも所望の温度で迅速に分解するためと考えられる。
上記理由を裏付けるのが図4である。図4から分かる通り、ポリマー1は195℃において質量が半分以上も急激に減り、その後平坦域を挟んで300℃においても2度目の質量減少を迎える。ポリマー1は、最終的に500℃において90%近くまで分解が進行する。上記TG/MSの結果より、195℃における質量減少はt−ブチルカルボニル基の脱離及び分解に由来すると推測される。一方、図4から分かる通り、ポリマー2は187℃において質量が半分近くまで急激に減り、その後平坦域を挟んで350℃においても2度目の質量減少を迎える。ポリマー2は、最終的に500℃を迎える前にほぼ全て分解する。上記TG/MSの結果より、187℃における質量減少はt−ブチルカルボニルオキシ基の脱離及び分解であると推測される。
このように、ポリマー1の質量減少が195℃という比較的低温下で始まる理由は、ポリマー1の繰り返し単位がt−ブチルカルボニル基を2つも含んでおり、分解反応を起こす側鎖の密度が大きいため、分解時に連鎖的な反応が起きるからであると考えられる。
また、ポリマー2の質量減少が187℃という比較的低温下で始まる理由は、ポリマー2の繰り返し単位が、分解しやすいt−ブチルカルボニルオキシ基を含んでいるためと考えられる。なお、ポリマー2は、ポリマー3と異なり、t−ブチルカルボニル基よりも脱離及び分解しやすいt−ブチルカルボニルオキシ基を含んでいるため、末端置換基の数に関係なく比較的低温下で質量減少が開始すると考えられる。
On the other hand, from Table 1, in the all solid state batteries of Example 1 and Example 2, the current was interrupted when the cell surface temperature reached 98 ° C or 90 ° C. The reason why the current is interrupted quickly in this way is considered to be because both polymers 1 and 2 rapidly decompose at a desired temperature.
FIG. 4 supports the above reason. As can be seen from FIG. 4, the mass of polymer 1 sharply decreases by more than half at 195 ° C., and then reaches the second mass decrease at 300 ° C. across the flat region. Polymer 1 finally undergoes degradation to near 90% at 500 ° C. From the above TG / MS results, it is presumed that the decrease in mass at 195 ° C. originates from elimination and decomposition of the t-butylcarbonyl group. On the other hand, as can be seen from FIG. 4, the mass of polymer 2 sharply decreases to almost half at 187 ° C., and then reaches the second mass decrease at 350 ° C. across the flat region. Polymer 2 decomposes almost completely before finally reaching 500 ° C. From the above TG / MS results, it is estimated that the mass decrease at 187 ° C. is elimination and decomposition of the t-butylcarbonyloxy group.
As described above, the reason why the mass reduction of the polymer 1 starts at a relatively low temperature of 195 ° C. is that the repeating unit of the polymer 1 contains two t-butylcarbonyl groups, and the density of the side chain that causes the decomposition reaction is large. Therefore, it is considered that a chain reaction occurs at the time of decomposition.
The reason why the mass decrease of the polymer 2 starts at a relatively low temperature of 187 ° C. is considered that the repeating unit of the polymer 2 contains a t-butylcarbonyloxy group that is easily decomposed. Note that, unlike the polymer 3, the polymer 2 contains a t-butylcarbonyloxy group that is more easily removed and decomposed than the t-butylcarbonyl group, and therefore has a mass at a relatively low temperature regardless of the number of terminal substituents. The decline is expected to start.

以上より、本開示のバインダを全固体電池に用いることによって、過充電時に電池温度が上昇した際にも、バインダ中のポリマーから発生したガスにより電池内の圧力が上昇する結果、電池反応停止構造が正常に作動することが確認された。また、電池反応停止構造の作動により適切な温度下で過充電電流が遮断された結果、全固体電池の温度上昇を抑制できることも確認された。したがって、本開示のバインダは、全固体電池に使用された場合に、過充電時における電極活物質の発熱を抑制することができるため、従来のバインダよりもより安全性に優れることが分かる。
実施例1と実施例2とを比較すると、質量減少の開始温度(実施例1:195℃、実施例2:187℃)の差と、セルの最高到達温度(実施例1:98℃、実施例2:90℃)の差は、いずれも8℃である。また、表1中の全ての電池の結果から、質量減少の開始温度が低いほど、セルの最高到達温度が低くなる傾向にあるといえる。したがって、通常の電池反応を損なわない限度で、より低温下で分解するポリマーをバインダとして使用する程、より早く電池の温度上昇を抑制することができると推測される。
As described above, by using the binder of the present disclosure for an all-solid battery, even when the battery temperature rises during overcharge, the pressure in the battery rises due to the gas generated from the polymer in the binder. Was confirmed to operate normally. Moreover, it was also confirmed that the temperature increase of the all-solid battery can be suppressed as a result of the overcharge current being cut off at an appropriate temperature by the operation of the battery reaction stop structure. Therefore, it can be seen that the binder of the present disclosure is superior to the conventional binder because it can suppress the heat generation of the electrode active material during overcharge when used in an all-solid battery.
When Example 1 and Example 2 are compared, the difference between the onset temperature of mass reduction (Example 1: 195 ° C, Example 2: 187 ° C) and the maximum cell temperature (Example 1: 98 ° C, implementation) The difference in Example 2: 90 ° C is 8 ° C. Moreover, it can be said from the results of all the batteries in Table 1 that the lower the starting temperature of mass reduction, the lower the maximum temperature reached by the cell. Therefore, it is presumed that the temperature rise of the battery can be suppressed more quickly as the polymer that decomposes at a lower temperature is used as a binder without impairing the normal battery reaction.

10 積層体
20 外装体
30 負極端子
31 内部端子
31A 内部端子31の第1端部
31B 内部端子31の第2端部
31C 内部端子31の上面
32 外部端子
32A 外部端子32の第1端部
32B 外部端子32の第2端部
32D 外部端子32の下面
40 正極端子
100 本実施形態の全固体電池
内部端子31と外部端子32とが重なる部分
外部端子32が外装体20内部に存在し、かつ内部端子31と外部端子32とが重なっていない部分
L 外部端子32が外装体20内部に存在する部分
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Laminate 20 Exterior body 30 Negative electrode terminal 31 Internal terminal 31A First end 31B of internal terminal 31 Second end 31C of internal terminal 31 Upper surface 32 of internal terminal 31 External terminal 32A First end 32B of external terminal 32 External Second end 32D of terminal 32 Lower surface 40 of external terminal 32 Positive electrode terminal 100 All solid state battery 11 of this embodiment 1 A portion l 2 where internal terminal 31 and external terminal 32 overlap 2 External terminal 32 is present inside exterior body 20. And the part L in which the internal terminal 31 and the external terminal 32 do not overlap L The part in which the external terminal 32 exists in the exterior body 20

Claims (8)

下記一般式(1)により示される構成単位を主たる繰り返し単位として有する高分子材料を含むことを特徴とする、全固体電池用バインダ。
(上記一般式(1)中、A、A、A及びAは、互いに独立して、
単結合、又は、
炭素数1〜8の直鎖状脂肪族炭化水素基、
分岐を有する炭素数3〜8の非環状脂肪族炭化水素基、
側鎖を有していてもよい炭素数3〜8の環状脂肪族炭化水素基、
側鎖を有していてもよい炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、及び
総炭素数7〜14の、芳香族炭化水素基と脂肪族炭化水素基とが連結してなる基、並びに、
これら炭化水素基を構成する原子の一部がヘテロ原子により置換された基
からなる群より選ばれる基を示す。
、B、B及びBは、互いに独立して、単結合又は酸素原子を示す。
p、q及びrは、0又は1の整数を示す。ただし、Bが単結合であるときは、p+q+r≧1である。)
An all-solid-state battery binder comprising a polymer material having a structural unit represented by the following general formula (1) as a main repeating unit.
(In the general formula (1), A 1 , A 2 , A 3 and A 4 are independently of each other,
Single bond, or
A linear aliphatic hydrocarbon group having 1 to 8 carbon atoms,
A branched C3-C8 acyclic aliphatic hydrocarbon group,
A C3-C8 cyclic aliphatic hydrocarbon group which may have a side chain,
An aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms which may have a side chain, a group formed by connecting an aromatic hydrocarbon group and an aliphatic hydrocarbon group having 7 to 14 carbon atoms in total, and ,
A group selected from the group consisting of groups in which some of the atoms constituting these hydrocarbon groups are substituted with heteroatoms is shown.
B 1 , B 2 , B 3 and B 4 each independently represent a single bond or an oxygen atom.
p, q and r each represents an integer of 0 or 1. However, when B 1 is a single bond, p + q + r ≧ 1. )
前記高分子材料の数平均分子量Mnが5,000以上200,000以下である、請求項1に記載の全固体電池用バインダ。   The binder for all-solid-state batteries according to claim 1, wherein the polymer material has a number average molecular weight Mn of 5,000 or more and 200,000 or less. 前記高分子材料において、前記主たる繰り返し単位の繰り返し数が25以上1,000以下である、請求項1又は2に記載の全固体電池用バインダ。   The binder for all-solid-state batteries according to claim 1 or 2, wherein in the polymer material, the number of repetitions of the main repeating unit is 25 or more and 1,000 or less. JISK 0129:2005に準拠する示差熱−熱重量同時分析により得られる前記高分子材料のTG曲線における質量減少の開始温度が、150℃以上220℃以下である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の全固体電池用バインダ。   The start temperature of the mass reduction | decrease in the TG curve of the said polymeric material obtained by the differential thermal-thermogravimetric simultaneous analysis based on JISK 0129: 2005 is 150 to 220 degreeC, The any one of Claims 1 thru | or 3 The binder for all-solid-state batteries as described in a term. 下記式(A)により求められる前記高分子材料の質量減少率Mが40%以上99%以下である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の全固体電池用バインダ。
式(A) M=(m150℃−m220℃/m150℃)×100
(上記式(A)中、Mは前記高分子材料の質量減少率(%)を、m150℃はJISK 0129:2005に準拠する示差熱−熱重量同時分析により得られる前記高分子材料のTG曲線における150℃の質量(mg)を、m220℃は当該TG曲線における220℃の質量(mg)を、それぞれ示す。)
Formula (A) mass decrease rate M L of the polymeric material as determined by is 99% or less than 40% total solids battery binder according to any one of claims 1 to 4.
Formula (A) M L = (m 150 ℃ -m 220 ℃ / m 150 ℃) × 100
(In the above formula (A), M L is a mass reduction rate of the polymer material (%), m 150 ℃ is JISK 0129: a differential thermal conforms to 2005 - of the polymer material obtained by thermogravimetric simultaneous analysis (The mass (mg) at 150 ° C. in the TG curve, and m 220 ° C. represents the mass (mg) at 220 ° C. in the TG curve.)
前記高分子材料が、下記一般式(1A)により示される構成単位を主たる繰り返し単位として有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の全固体電池用バインダ。
(上記一般式(1A)中、A1a、A2a、A3a及びA4aは、互いに独立して、
単結合、又は、
メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、トリメチレン基(−CHCHCH−)、プロピレン基(−CH(CH)CH−)、1,4−シクロヘキシレン基、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、及び4,4’−ビフェニレン基からなる群より選ばれる炭化水素基を示す。
、q及びrは、0又は1の整数を示し、かつ、p+q+r≧1である。)
The binder for all-solid-state batteries as described in any one of Claims 1 thru | or 5 in which the said polymeric material has a structural unit shown by the following general formula (1A) as a main repeating unit.
(In the above general formula (1A), A 1a , A 2a , A 3a and A 4a are independently of each other,
Single bond, or
Methylene group (—CH 2 —), ethylene group (—CH 2 CH 2 —), trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —), 1, 4 -A hydrocarbon group selected from the group consisting of a cyclohexylene group, a 1,2-phenylene group, a 1,4-phenylene group, and a 4,4'-biphenylene group.
p a , q a, and r a represent an integer of 0 or 1, and p a + q a + r a ≧ 1. )
前記高分子材料が、下記一般式(1B)により示される構成単位を主たる繰り返し単位として有する、請求項1乃至5のいずれか一項に記載の全固体電池用バインダ。
(上記一般式(1B)中、A1b、A2b、A3b及びA4bは、互いに独立して、
単結合、又は、
メチレン基(−CH−)、エチレン基(−CHCH−)、トリメチレン基(−CHCHCH−)、プロピレン基(−CH(CH)CH−)、1,4−シクロヘキシレン基、1,2−フェニレン基、1,4−フェニレン基、及び4,4’−ビフェニレン基からなる群より選ばれる炭化水素基を示す。
、q及びrは、互いに独立して、0又は1の整数を示す。)
The binder for an all-solid-state battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the polymer material has a structural unit represented by the following general formula (1B) as a main repeating unit.
(In the above general formula (1B), A 1b , A 2b , A 3b and A 4b are independent of each other,
Single bond, or
Methylene group (—CH 2 —), ethylene group (—CH 2 CH 2 —), trimethylene group (—CH 2 CH 2 CH 2 —), propylene group (—CH (CH 3 ) CH 2 —), 1, 4 -A hydrocarbon group selected from the group consisting of a cyclohexylene group, a 1,2-phenylene group, a 1,4-phenylene group, and a 4,4'-biphenylene group.
p b, q b and r b are each independently an integer of 0 or 1. )
正極と、負極と、正極と負極との間に存在する固体電解質とを有する全固体電池において、
正極、負極、固体電解質の少なくともいずれか1つが、前記請求項1乃至7のいずれか一項に記載の全固体電池用バインダを含むことを特徴とする、全固体電池。
In an all-solid battery having a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte present between the positive electrode and the negative electrode,
8. An all-solid battery, wherein at least one of a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte includes the all-solid battery binder according to any one of claims 1 to 7.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111916738A (en) * 2019-05-10 2020-11-10 现代自动车株式会社 Binder solution for all-solid batteries, electrode slurry for all-solid batteries comprising same, and method for manufacturing all-solid batteries using same
JP2022518316A (en) * 2019-05-15 2022-03-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for manufacturing electrodes for all-solid-state batteries and electrode assemblies containing them
JP7452827B2 (en) 2020-09-14 2024-03-19 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery monitoring device, battery monitoring method, battery pack and electric vehicle

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111916738A (en) * 2019-05-10 2020-11-10 现代自动车株式会社 Binder solution for all-solid batteries, electrode slurry for all-solid batteries comprising same, and method for manufacturing all-solid batteries using same
JP2022518316A (en) * 2019-05-15 2022-03-15 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Method for manufacturing electrodes for all-solid-state batteries and electrode assemblies containing them
JP7125548B2 (en) 2019-05-15 2022-08-24 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Electrode for all-solid-state battery and method for manufacturing electrode assembly including the same
US11811043B2 (en) 2019-05-15 2023-11-07 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode for all-solid-state battery and method for manufacturing electrode assembly comprising the same
JP7452827B2 (en) 2020-09-14 2024-03-19 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Battery monitoring device, battery monitoring method, battery pack and electric vehicle

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