JP2019057488A - Slurry for thermal crosslinking type lithium ion battery, manufacturing method thereof, electrode for lithium ion battery, separator for lithium ion battery, separator/electrode laminate for lithium ion battery, and lithium ion battery - Google Patents

Slurry for thermal crosslinking type lithium ion battery, manufacturing method thereof, electrode for lithium ion battery, separator for lithium ion battery, separator/electrode laminate for lithium ion battery, and lithium ion battery Download PDF

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Abstract

To provide a slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery, a manufacturing method thereof, an electrode for a lithium ion battery, a separator for a lithium ion battery, a separator/electrode laminate for a lithium ion battery, and a lithium ion battery.SOLUTION: A slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery is provided according to a disclosure hereof, which comprises: a water-soluble poly(meth)acrylamide(A) including no less than 50 mol% of constituting units originating from an N-unsubstituted or one-substituted (meth)acrylamide group-bearing compound (a) to 100 mol% of constituents; a water-soluble crosslinking agent (A1) including one or more selected from a group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, an urea formaldehyde resin and a methylol melamine resin; and water.SELECTED DRAWING: None

Description

本開示は、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー及びその製造方法、リチウムイオン電池用電極、リチウムイオン電池用セパレータ、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体、並びにリチウムイオン電池に関する。   The present disclosure relates to a slurry for a thermal crosslinking lithium ion battery and a method for producing the same, an electrode for a lithium ion battery, a separator for a lithium ion battery, a separator / electrode laminate for a lithium ion battery, and a lithium ion battery.

リチウムイオン電池は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、リチウムイオン電池の更なる高性能化を目的として、電極、セパレータ等の電池部材の改良が検討されている。   Lithium ion batteries are small and light, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are used in a wide range of applications. Therefore, in recent years, improvement of battery members such as electrodes and separators has been studied for the purpose of further improving the performance of lithium ion batteries.

リチウムイオン電池の正極及び負極はいずれも、電極活物質とバインダー樹脂とを溶媒に分散させてスラリーとしたものを集電体(例えば金属箔)上に両面塗布し、溶媒を乾燥除去して電極層を形成した後、これをロールプレス機等で圧縮成形して製造される。   Both the positive electrode and the negative electrode of a lithium ion battery are obtained by dispersing an electrode active material and a binder resin in a solvent to form a slurry on both sides of a current collector (for example, a metal foil), and removing the solvent by drying. After the layer is formed, it is manufactured by compression molding with a roll press or the like.

近年、リチウムイオン電池用電極において、電池容量を高める観点から、電極活物質として様々な電極活物質が提案されている。しかしながら、電極活物質によっては、充放電に伴って膨張及び収縮し易い。そのため、リチウムイオン電池用電極は、充放電の繰り返し初期より体積変化を生じ(スプリングバック性)、これを用いたリチウムイオン電池のサイクル特性等の電気的特性を低下させ易いという問題が発生している。   In recent years, in the electrode for lithium ion batteries, various electrode active materials have been proposed as electrode active materials from the viewpoint of increasing the battery capacity. However, some electrode active materials easily expand and contract with charge / discharge. For this reason, the lithium ion battery electrode undergoes a volume change from the beginning of repeated charge and discharge (springback property), and there is a problem in that the electrical characteristics such as the cycle characteristics of the lithium ion battery using the same tend to be reduced. Yes.

そこで斯界では、上記課題をバインダー樹脂で解決を図る検討がなされており、例えばエマルジョン架橋系(特許文献1)およびN−メチロールアクリルアミド(特許文献2)が提案されている。   Therefore, in this field, studies have been made to solve the above problems with a binder resin. For example, an emulsion cross-linking system (Patent Document 1) and N-methylolacrylamide (Patent Document 2) have been proposed.

リチウムイオン電池のセパレータについて、近年、ポリオレフィン微多孔膜の表面にセラミック微粒子とバインダーとを含むコーティング層(耐熱層)を形成した耐熱性セパレータが提案されている。前記コーティング層は、高温に晒されてもセパレータの収縮を抑制する効果があることが公知である。しかしながら、得られた耐熱性セパレータは、製造ラインでの搬送時や電池セル内での曲げ等の変形により、コーティング層とポリオレフィン微多孔膜との接着を維持できなくなり、脱落し易いという課題があった。   In recent years, as a separator for a lithium ion battery, a heat-resistant separator in which a coating layer (heat-resistant layer) containing ceramic fine particles and a binder is formed on the surface of a polyolefin microporous film has been proposed. It is known that the coating layer has an effect of suppressing the shrinkage of the separator even when exposed to a high temperature. However, the obtained heat-resistant separator has a problem that it cannot maintain the adhesion between the coating layer and the polyolefin microporous membrane due to deformation such as bending in the production line or in the battery cell, and is easily dropped. It was.

そこで斯界では、上記課題をバインダー樹脂で解決を図る検討がなされており、例えば、ポリアクリル酸が金属カチオンで架橋されたポリアクリル酸塩を含むことを特徴とするセパレータ(特許文献3)も提案されている。また、カルボキシル基を含有する水溶性増粘剤、カルボジイミド化合物架橋剤と、粒子状重合体とを含むリチウムイオン二次電池用多孔膜組成物(特許文献4)が提案されている。   Therefore, in this field, studies have been made to solve the above problems with a binder resin. For example, a separator (Patent Document 3) characterized in that polyacrylic acid includes a polyacrylate salt crosslinked with a metal cation is also proposed. Has been. Further, a porous membrane composition for a lithium ion secondary battery (Patent Document 4) containing a water-soluble thickener containing a carboxyl group, a carbodiimide compound crosslinking agent, and a particulate polymer has been proposed.

国際公開第2016/159198号International Publication No. 2016/159198 特開2015−185530号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-185530 特開2016−012478号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-012478 特許第6187464号公報Japanese Patent No. 6187464

リチウムイオン電池の電極について、特許文献1ではエマルジョンの架橋体を提案しており、架橋度は上げられるが、耐スプリングバック性の効果は不十分である。   Regarding an electrode of a lithium ion battery, Patent Document 1 proposes a crosslinked product of an emulsion, and the degree of crosslinking can be increased, but the effect of springback resistance is insufficient.

特許文献2に記載のN−メチロールアクリルアミドは、樹脂自体に架橋性があるためゲル化することが問題である。そのため導入量を上げられず架橋度を上げることが出来ないことから、耐スプリングバック性の効果は不十分である。   The N-methylol acrylamide described in Patent Document 2 has a problem of gelation because the resin itself has crosslinkability. For this reason, the amount of introduction cannot be increased and the degree of crosslinking cannot be increased, so that the effect of springback resistance is insufficient.

リチウムイオン電池のセパレータについて、特許文献3に記載のポリアクリル酸が金属カチオンで架橋されたポリアクリル酸塩では、架橋効果が著しく低いため、密着性の向上効果は低いという課題がある。   About the separator of a lithium ion battery, since the polyacrylic acid salt by which polyacrylic acid of patent document 3 was bridge | crosslinked with the metal cation has a remarkably low bridge | crosslinking effect, there exists a subject that the adhesive improvement effect is low.

また特許文献4では、バインダーに加えて特定の水溶性増粘剤及びカルボジイミド化合物を含む組成物を使用したセパレータ用多孔質層を提案しているが、前記バインダーとカルボジイミド化合物との反応性が高いためにスラリーの安定性が悪く、ゲル化し易い傾向にある。そのため微粒子が凝集して経時で沈降することにより塗工時の厚みムラが生じ、均一な多孔膜を作成することが難しい。   Further, Patent Document 4 proposes a separator porous layer using a composition containing a specific water-soluble thickener and a carbodiimide compound in addition to a binder, but the reactivity between the binder and the carbodiimide compound is high. Therefore, the stability of the slurry is poor and tends to gel. For this reason, fine particles aggregate and settle over time, resulting in uneven thickness during coating, making it difficult to form a uniform porous film.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、優れた耐スプリングバック性及び電気的特性をリチウムイオン電池に付与できる電極、並びに優れた耐熱収縮性、耐粉落ち性、基材密着性、レート特性、出力特性をリチウムイオン電池に付与できるセパレータを製造できるものを提供することとする。なお、本開示において、耐粉落ち性は、セラミック微粒子同士の結着性を意味し、基材密着性は、基材と本発明に係るスラリーを基材に塗布、乾燥して得られる層(コーティング層)との接着性を意味する。   Therefore, the problem to be solved by the present invention is an electrode capable of imparting excellent springback resistance and electrical characteristics to a lithium ion battery, as well as excellent heat shrinkage resistance, dust resistance, substrate adhesion, and rate characteristics. Then, what can manufacture the separator which can provide an output characteristic to a lithium ion battery is provided. In the present disclosure, the anti-powder resistance means the binding property between the ceramic fine particles, and the base material adhesion is a layer obtained by applying and drying the base material and the slurry according to the present invention on the base material ( Means adhesion to the coating layer).

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の単量体を用いて製造したポリ(メタ)アクリルアミド、及び水溶性架橋剤並びに水を含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを用いることによって、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor has obtained a slurry for a heat-crosslinking type lithium ion battery containing poly (meth) acrylamide produced using a specific monomer, a water-soluble crosslinking agent and water. By using it, it discovered that the said subject could be solved and came to complete this invention.

本開示により以下の項目が提供される。
(項目1)
構成単位100モル%に対し、N−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位を50モル%以上含む水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)、
ホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及びメチロールメラミン樹脂からなる群から選択される1つ以上を含む水溶性架橋剤(A1)、
並びに水を含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目2)
前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)中のN−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位100質量%に対し、前記水溶性架橋剤(A1)を0.001〜3.0質量%含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目3)
電極活物質(B)を含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目4)
前記電極活物質(B)がシリコン又はシリコンオキサイドを10質量%以上含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目5)
セラミック微粒子(C)を含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目6)
前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を含む水溶液に前記水溶性架橋剤(A1)を加える工程を含む、上記項目のいずれか1項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの製造方法。
(項目7)
上記項目のいずれか1項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを集電体に塗布し、熱架橋反応させることにより得られる、リチウムイオン電池用電極。
(項目8)
上記項目に記載のリチウムイオン電池用電極を含む、リチウムイオン電池。
(項目9)
上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ。
(項目10)
上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを、
電極材料の活物質側に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体。
(項目11)
上記項目に記載のリチウムイオン電池用セパレータ、及び/又は上記項目に記載のリチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を含む、リチウムイオン電池。
The present disclosure provides the following items.
(Item 1)
Water-soluble poly (meth) acrylamide (A) containing 50 mol% or more of a structural unit derived from N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) with respect to 100 mol% of the structural unit,
A water-soluble crosslinking agent (A1) comprising one or more selected from the group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea formaldehyde resin, and methylolmelamine resin,
And a slurry for a thermally cross-linked lithium ion battery, which contains water.
(Item 2)
The water-soluble cross-linking agent (A1) is 0 with respect to 100% by mass of the structural unit derived from the N-unsubstituted or mono-substituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) in the water-soluble poly (meth) acrylamide (A). The slurry for thermal bridge type lithium ion batteries as described in the above item, containing 0.001 to 3.0% by mass.
(Item 3)
The slurry for heat-crosslinking type lithium ion batteries as described in the above item, comprising an electrode active material (B).
(Item 4)
The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to the above item, wherein the electrode active material (B) contains 10 mass% or more of silicon or silicon oxide.
(Item 5)
The slurry for heat-crosslinking type lithium ion batteries as described in the above item, comprising ceramic fine particles (C).
(Item 6)
The method for producing a slurry for a thermal crosslinking lithium ion battery according to any one of the above items, comprising a step of adding the water-soluble crosslinking agent (A1) to an aqueous solution containing the water-soluble poly (meth) acrylamide (A). .
(Item 7)
The electrode for lithium ion batteries obtained by apply | coating the slurry for thermal crosslinking type lithium ion batteries of any one of the said item to a collector, and carrying out a thermal crosslinking reaction.
(Item 8)
A lithium ion battery comprising the lithium ion battery electrode according to the above item.
(Item 9)
The separator for lithium ion batteries obtained by apply | coating the slurry for thermal crosslinking type lithium ion batteries as described in the said item to a porous polyolefin resin base material or a plastic nonwoven fabric, and carrying out thermal crosslinking.
(Item 10)
The slurry for the thermal crosslinking type lithium ion battery described in the above item,
A separator / electrode laminate for a lithium ion battery, which is obtained by applying to the active material side of an electrode material and thermally crosslinking.
(Item 11)
A lithium ion battery comprising the lithium ion battery separator as described above and / or the lithium ion battery separator / electrode laminate as described above.

本開示において、上述した1又は複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供され得る。   In the present disclosure, one or more of the features described above may be provided in further combinations in addition to the express combinations.

本発明のリチウムイオン電池用バインダー水溶液及びリチウムイオン電池用スラリーを用いることにより、電池容量の持続と耐スプリングバック性を向上させたリチウムイオン電池を提供できる。   By using the binder aqueous solution for lithium ion batteries and the slurry for lithium ion batteries of the present invention, a lithium ion battery with improved battery capacity and improved springback resistance can be provided.

本発明のリチウムイオン電池用バインダー水溶液及びリチウムイオン電池用スラリーを用いることにより、耐熱収縮性、耐粉落ち性、基材密着性、レート特性、出力特性を向上させたリチウムイオン電池用セパレータを提供できる。   Provided is a lithium ion battery separator that has improved heat shrinkage resistance, dust resistance, substrate adhesion, rate characteristics, and output characteristics by using the lithium ion battery binder aqueous solution and lithium ion battery slurry of the present invention. it can.

本開示の全体にわたり、各物性値、含有量等の数値の範囲は、適宜(例えば下記の各項目に記載の上限及び下限の値から選択して)設定され得る。具体的には、数値αについて、数値αの上限がA1、A2、A3等が例示され、数値αの下限がB1、B2、B3等が例示される場合、数値αの範囲は、A1以下、A2以下、A3以下、B1以上、B2以上、B3以上、A1〜B1、A1〜B2、A1〜B3、A2〜B1、A2〜B2、A2〜B3、A3〜B1、A3〜B2、A3〜B3等が例示される。   Throughout the present disclosure, ranges of numerical values such as each physical property value and content can be set as appropriate (for example, selected from the upper limit and lower limit values described in the following items). Specifically, for the numerical value α, the upper limit of the numerical value α is exemplified as A1, A2, A3, etc., and the lower limit of the numerical value α is exemplified as B1, B2, B3, etc., the range of the numerical value α is A1 or less, A2 or less, A3 or less, B1 or more, B2 or more, B3 or more, A1-B1, A1-B2, A1-B3, A2-B1, A2-B2, A2-B3, A3-B1, A3-B2, A3-B3 Etc. are exemplified.

[1.熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー:リチウムイオン電池用スラリー、スラリーともいう]
本開示は、構成単位100モル%に対し、N−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位を50モル%以上含む水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)、
ホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及びメチロールメラミン樹脂からなる群から選択される1つ以上を含む水溶性架橋剤(A1)、
並びに水を含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを提供する。
[1. Thermally-crosslinked lithium ion battery slurry: Lithium ion battery slurry, also called slurry]
The present disclosure relates to a water-soluble poly (meth) acrylamide (A) containing 50 mol% or more of a structural unit derived from an N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) with respect to 100 mol% of the structural unit,
A water-soluble crosslinking agent (A1) comprising one or more selected from the group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea formaldehyde resin, and methylolmelamine resin,
In addition, a slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery containing water is provided.

本開示において「スラリー」は、液体と固体粒子の懸濁液を意味する。   In the present disclosure, “slurry” means a suspension of liquid and solid particles.

本開示において、「水溶性」とは、25℃において、その化合物0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が0.5質量%未満(2.5mg未満)であることを意味する。   In the present disclosure, “water-soluble” means that an insoluble content is less than 0.5 mass% (less than 2.5 mg) when 0.5 g of the compound is dissolved in 100 g of water at 25 ° C. To do.

本開示において「(メタ)アクリル」は「アクリル及びメタクリルからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」は「アクリレート及びメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。また「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル及びメタクリロイルからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。   In the present disclosure, “(meth) acryl” means “at least one selected from the group consisting of acryl and methacryl”. Similarly, “(meth) acrylate” means “at least one selected from the group consisting of acrylate and methacrylate”. “(Meth) acryloyl” means “at least one selected from the group consisting of acryloyl and methacryloyl”.

1つの実施形態において、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)は、N−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)を含む単量体群を重合させることにより得られる。なお本開示において「ポリ(メタ)アクリルアミド」は、(メタ)アクリルアミド基含有化合物を含むモノマー群を重合させて得られる(共)重合物((コ)ポリマー)を意味する。   In one embodiment, the water-soluble poly (meth) acrylamide (A) is obtained by polymerizing a monomer group containing an N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a). In the present disclosure, “poly (meth) acrylamide” means a (co) polymer ((co) polymer) obtained by polymerizing a monomer group containing a (meth) acrylamide group-containing compound.

本開示において「N−無置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物」は、(メタ)アクリルアミド基の窒素上の水素2個が水素以外の基により置換されていない化合物を意味する。「N−一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物」は、(メタ)アクリルアミド基の窒素上の水素1個が水素以外の基により置換された化合物を意味する。N−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)は、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   In the present disclosure, the “N-unsubstituted (meth) acrylamide group-containing compound” means a compound in which two hydrogen atoms on the nitrogen of the (meth) acrylamide group are not substituted with groups other than hydrogen. “N-monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound” means a compound in which one hydrogen on nitrogen of a (meth) acrylamide group is substituted with a group other than hydrogen. The N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) may be used alone or in combination of two or more.

N−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)は、下記構造式
[式中、RA1は水素又はメチル基であり、RA2とRA3は一方が水素であり、もう一方は、水素、置換若しくは非置換のアルキル基、アセチル基、又はスルホン酸基であり、RA4及びRA5はそれぞれ独立して、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、アミノ基<−NRAaAb(RAa及びRAbはそれぞれ独立して水素又は置換若しくは非置換のアルキル基である)>、アセチル基、スルホン酸基等が例示される。]
により表わされる化合物等が例示される。
The N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) has the following structural formula
[Wherein, R A1 is hydrogen or a methyl group, one of R A2 and R A3 is hydrogen, and the other is hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, an acetyl group, or a sulfonic acid group, R A4 and R A5 are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a carboxyl group, a hydroxy group, an amino group <-NR Aa R Ab (R Aa and R Ab are each independently hydrogen or substituted Or an unsubstituted alkyl group)>, an acetyl group, a sulfonic acid group, and the like. ]
The compound etc. which are represented by are illustrated.

アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、シクロアルキル基等が例示される。   Examples of the alkyl group include a linear alkyl group, a branched alkyl group, and a cycloalkyl group.

直鎖アルキル基は、−C2n+1(nは1以上の整数)の一般式で表される。直鎖アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デカメチル基等が例示される。 The linear alkyl group is represented by a general formula of —C n H 2n + 1 (n is an integer of 1 or more). Straight chain alkyl groups include methyl, ethyl, propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, n-nonyl, n-decamethyl, etc. Is exemplified.

分岐アルキル基は、直鎖アルキル基の少なくとも1つの水素がアルキル基によって置換された基である。分岐アルキル基は、ジエチルペンチル基、トリメチルブチル基、トリメチルペンチル基、トリメチルヘキシル基等が例示される。   A branched alkyl group is a group in which at least one hydrogen of a linear alkyl group is substituted with an alkyl group. Examples of the branched alkyl group include a diethylpentyl group, a trimethylbutyl group, a trimethylpentyl group, and a trimethylhexyl group.

シクロアルキル基は、単環シクロアルキル基、架橋環シクロアルキル基、縮合環シクロアルキル基等が例示される。   Examples of the cycloalkyl group include a monocyclic cycloalkyl group, a bridged ring cycloalkyl group, and a condensed ring cycloalkyl group.

本開示において、単環は、炭素の共有結合により形成された内部に橋かけ構造を有しない環状構造を意味する。また、縮合環は、2つ以上の単環が2個の原子を共有している(すなわち、それぞれの環の辺を互いに1つだけ共有(縮合)している)環状構造を意味する。架橋環は、2つ以上の単環が3個以上の原子を共有している環状構造を意味する。   In the present disclosure, a single ring means a cyclic structure having no bridge structure inside formed by a covalent bond of carbon. Further, the condensed ring means a cyclic structure in which two or more monocycles share two atoms (that is, only one side of each ring is shared (condensed) with each other). A bridged ring means a cyclic structure in which two or more monocycles share three or more atoms.

単環シクロアルキル基は、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、3,5,5−トリメチルシクロヘキシル基等が例示される。   Examples of the monocyclic cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclodecyl group, and a 3,5,5-trimethylcyclohexyl group.

架橋環シクロアルキル基は、トリシクロデシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が例示される。   Examples of the bridged ring cycloalkyl group include a tricyclodecyl group, an adamantyl group, and a norbornyl group.

縮合環シクロアルキル基は、ビシクロデシル基等が例示される。   Examples of the fused ring cycloalkyl group include a bicyclodecyl group.

N−無置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は、(メタ)アクリルアミド、マレイン酸アミド、及びその塩等が例示される。   Examples of the N-unsubstituted (meth) acrylamide group-containing compound include (meth) acrylamide, maleic acid amide, and salts thereof.

N−一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドt−ブチルスルホン酸、ヒドロキシエチル(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、N−イソブトキシメチル(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−t−ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N−メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N−t−ブチル(メタ)アクリルアミドスルホン酸、及びその塩等が例示される。   N-monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compounds are N-isopropyl (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, (meth) acrylamide t-butylsulfonic acid, hydroxyethyl (meth) Acrylamide, Nn-butoxymethyl (meth) acrylamide, N-isobutoxymethyl (meth) acrylamide, N-methoxymethyl (meth) acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide, N, N-methylenebis (meth) Examples include acrylamide, Nt-butyl (meth) acrylamide sulfonic acid, and salts thereof.

上記塩は、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド塩化メチル4級塩、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートベンジルクロライド4級塩、3−((メタ)アクリルアミド)プロピルトリメチルアンモニウムクロライド4級塩、3−((メタ)アクリルアミド)プロピルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート4級塩等が例示される。   The above salts are dimethylaminopropyl (meth) acrylamide methyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl (meth) acrylate benzyl chloride quaternary salt, 3-((meth) acrylamide) propyltrimethylammonium chloride quaternary salt, 3-(( Examples include meth) acrylamide) propyltrimethylammonium methylsulfate quaternary salt and the like.

1つの実施形態において、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に含まれるN−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)に由来する構成単位の割合の上限は、99.95、99.8、99.7、99.2、95、90、85、80、75、70、65モル%等が例示され、下限は99.8、99.7、99.2、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50モル%等が例示される。1つの実施形態において、上記構成単位の割合は50モル%以上であることが好ましく、55.0〜99.8モル%であることがより好ましく、60.0〜99.7モル%であることが特に好ましい。   In one embodiment, the upper limit of the ratio of the structural unit derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) contained in the water-soluble poly (meth) acrylamide (A) is 99.95. 99.8, 99.7, 99.2, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65 mol%, etc., and the lower limit is 99.8, 99.7, 99.2, 95, 90 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50 mol%, and the like. In one embodiment, the proportion of the structural units is preferably 50 mol% or more, more preferably 55.0 to 99.8 mol%, and 60.0 to 99.7 mol%. Is particularly preferred.

水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)100質量%中に含まれるN−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)に由来する構成単位の割合の上限は、100、90、80、70、60、50、45質量%等が例示され、下限は、90、80、70、60、50、45、40質量%等が例示される。1つの実施形態において、40〜100質量%が好ましく、45〜100質量%であることがより好ましく、50〜100質量%であることが特に好ましい。   The upper limit of the ratio of the structural unit derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) contained in 100% by mass of the water-soluble poly (meth) acrylamide (A) is 100, 90, 80. 70, 60, 50, 45% by mass, etc., and the lower limit is exemplified by 90, 80, 70, 60, 50, 45, 40% by mass, etc. In one embodiment, 40-100 mass% is preferable, it is more preferable that it is 45-100 mass%, and it is especially preferable that it is 50-100 mass%.

N−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)に由来する構成単位が(A)成分に特定の量含まれることにより、電極活物質、フィラー、セラミック微粒子等の分散性が良好となり、均一な層(電極活物質層やセラミック微粒子層等)の製造が可能となるため構造欠陥がなくなり、良好な充放電特性を示す。さらに(メタ)アクリルアミド基含有化合物に由来する構成単位が(A)成分に特定の量含まれることにより、ポリマーの耐酸化性、耐還元性が良好となるため、高電圧時の劣化が抑制され良好な充放電耐久特性を示す。   Dispersibility of electrode active materials, fillers, ceramic fine particles, etc. is good when the structural unit derived from N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) is contained in component (A) in a specific amount. Thus, since a uniform layer (electrode active material layer, ceramic fine particle layer, etc.) can be produced, structural defects are eliminated and good charge / discharge characteristics are exhibited. Furthermore, since the structural unit derived from the (meth) acrylamide group-containing compound is contained in the component (A) in a specific amount, the polymer has good oxidation resistance and reduction resistance, so that deterioration at high voltage is suppressed. Good charge / discharge durability characteristics.

((a)成分ではない単量体:(b)成分ともいう)
上記単量体群には、(a)成分ではない単量体((b)成分)を本発明の所望の効果を損ねない限り使用できる。(b)成分は、各種公知のものを単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
(Monomer that is not component (a): Also referred to as component (b))
A monomer that is not the component (a) (component (b)) can be used in the monomer group as long as the desired effect of the present invention is not impaired. As the component (b), various known compounds may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

(b)成分は、N,N−二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物、不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体、不飽和カルボン酸エステル、α,β−不飽和ニトリル、共役ジエン、芳香族ビニル化合物等が例示される。   Component (b) is an N, N-disubstituted (meth) acrylamide group-containing compound, an acid group-containing monomer such as an unsaturated carboxylic acid, an unsaturated sulfonic acid, or an unsaturated phosphoric acid, an unsaturated carboxylic acid ester, α , Β-unsaturated nitrile, conjugated diene, aromatic vinyl compound and the like.

上記N,N−二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は下記構造式
(式中、RB1は水素又はメチル基であり、RB2及びRB3はそれぞれ独立して、置換若しくは非置換のアルキル基、アセチル基、又はスルホン酸基であるか、或いはRB2及びRB3が一緒になって環構造を形成する基であり、RB4及びRB5はそれぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換のアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、アミノ基(−NRBaBb(RBa及びRBbはそれぞれ独立して水素又は置換若しくは非置換のアルキル基である))、アセチル基、スルホン酸基である。置換アルキル基の置換基はヒドロキシ基、アミノ基、アセチル基、スルホン酸基等が例示される。また、RB2及びRB3が一緒になって環構造を形成する基は、モルホリル基等が例示される。)
により表現される化合物等が例示される。
The N, N-disubstituted (meth) acrylamide group-containing compound has the following structural formula
(Wherein R B1 is hydrogen or a methyl group, and R B2 and R B3 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group, an acetyl group, or a sulfonic acid group, or R B2 and R B3 Together form a ring structure, and R B4 and R B5 each independently represent hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, a carboxyl group, a hydroxy group, an amino group (—NR Ba R Bb ( R Ba and R Bb are each independently hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group)), an acetyl group, or a sulfonic acid group, and the substituted alkyl group has a hydroxy group, an amino group, an acetyl group, a sulfone group. Examples include acid groups, etc. In addition, examples of the group in which R B2 and R B3 together form a ring structure include morpholyl groups.
The compound etc. which are represented by are illustrated.

上記のN,N−二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(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、(メタ)アクリロイルモルフォリン、及びその塩等が例示される。塩は上述したもの等が例示される。   The above N, N-disubstituted (meth) acrylamide group-containing compounds are N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, ( Examples include (meth) acryloylmorpholine and salts thereof. Examples of the salt include those described above.

構成単位100モル%におけるN,N−二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の含有量は特に限定されないが、1つの実施形態において、N,N−二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の親和性を考慮すると、構成単位100モル%のうち50モル%未満(例えば40、30、20、15、10、9、5、1モル%未満)が好ましい。   Although the content of the N, N-disubstituted (meth) acrylamide group-containing compound in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, in one embodiment, the affinity of the N, N-disubstituted (meth) acrylamide group-containing compound Is less than 50 mol% (for example, less than 40, 30, 20, 15, 10, 9, 5, 1 mol%) of 100 mol% of the structural unit.

構成単位100質量%におけるN,N−二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の含有量の上限は、49、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2質量%等が例示され、下限は、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2、1質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%におけるN,N−二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の含有量は1〜49質量%が好ましい。   The upper limit of the content of the N, N-disubstituted (meth) acrylamide group-containing compound in the structural unit of 100% by mass is 49, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 2% by mass, etc. The lower limit is exemplified by 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 2, 1% by mass and the like. In one embodiment, the content of the N, N-disubstituted (meth) acrylamide group-containing compound in 100% by mass of the structural unit is preferably 1 to 49% by mass.

不飽和カルボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びこれらの塩等が例示される。   Examples of the unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and salts thereof.

構成単位100モル%における不飽和カルボン酸の含有量は特に限定されないが、不飽和カルボン酸以外の上記(b)成分と不飽和カルボン酸との反応を考慮すると、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。   The content of the unsaturated carboxylic acid in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, but considering the reaction between the component (b) other than the unsaturated carboxylic acid and the unsaturated carboxylic acid, the content of the unsaturated carboxylic acid is 40 with respect to 100 mol% of the structural unit. Less than mol% (for example, 30, 20, 19, 15, 10, 5, less than 1 mol%, 0 mol%) is preferable.

構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸の含有量の上限は、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸の含有量は、0.0〜60質量%が好ましい。   The upper limit of the unsaturated carboxylic acid content relative to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass, and the lower limit is 50, 40, 30, 20, Examples thereof are 10, 5, 1, 0% by mass and the like. In one embodiment, 0.0-60 mass% is preferable as content of unsaturated carboxylic acid with respect to 100 mass% of structural units.

不飽和スルホン酸は、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸等のα,β−エチレン性不飽和スルホン酸;(メタ)アクリルアミドt−ブチルスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、3−スルホプロパン(メタ)アクリル酸エステル、ビス−(3−スルホプロピル)イタコン酸エステル及びこれらの塩等が例示される。   Unsaturated sulfonic acids include α, β-ethylenically unsaturated sulfonic acids such as vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, and (meth) allyl sulfonic acid; (meth) acrylamide t-butyl sulfonic acid, 2- (meth) acrylamide- Examples include 2-methylpropanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2-hydroxypropanesulfonic acid, 3-sulfopropane (meth) acrylic acid ester, bis- (3-sulfopropyl) itaconic acid ester, and salts thereof. Is done.

構成単位100モル%における不飽和スルホン酸の含有量は特に限定されないが、不飽和スルホン酸以外の上記(b)成分と不飽和スルホン酸との反応を考慮すると、構成単位100モル%に対する不飽和スルホン酸の含有量の上限は、40、30、20、19、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.02モル%等が例示され、下限は、30、20、19、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.02、0.01、0モル%等が例示される。   The content of unsaturated sulfonic acid in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited. However, in consideration of the reaction between the component (b) other than the unsaturated sulfonic acid and the unsaturated sulfonic acid, the unsaturated unit with respect to 100 mol% of the structural unit is unsaturated. Examples of the upper limit of the sulfonic acid content include 40, 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.02 mol%, and the lower limit. 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.02, 0.01, 0 mol% and the like are exemplified.

構成単位100質量%に対する不飽和スルホン酸の含有量の上限は、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.05、0.02、0.01質量%等が例示され、下限は、60、50、40、30、20、10、5、1、0.05、0.02、0.01、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和スルホン酸の含有量は、0〜70質量%が好ましい。   The upper limit of the content of unsaturated sulfonic acid with respect to 100% by mass of the structural unit is 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.05, 0.02, 0.01% by mass or the like. The lower limit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.05, 0.02, 0.01, 0% by mass or the like. In one embodiment, as for content of unsaturated sulfonic acid to 100 mass% of structural units, 0-70 mass% is preferred.

不飽和リン酸単量体は、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス((メタ)アクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル−2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル−2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、ジオクチル−2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、モノメチル−2−(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、3−(メタ)アクリロキシ−2−ヒドロキシプロパンリン酸及びこれらの塩等が例示される。   Unsaturated phosphoric acid monomers are vinyl phosphonic acid, vinyl phosphate, bis ((meth) acryloxyethyl) phosphate, diphenyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, dibutyl-2- (meth) acryloyloxy Examples include ethyl phosphate, dioctyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, monomethyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, 3- (meth) acryloxy-2-hydroxypropane phosphate, and salts thereof. The

構成単位100モル%における不飽和リン酸等の酸基含有単量体の含有量は特に限定されないが、不飽和リン酸以外の上記(b)成分と不飽和リン酸との反応を考慮すると、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。   The content of an acid group-containing monomer such as unsaturated phosphoric acid in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, but considering the reaction between the component (b) other than unsaturated phosphoric acid and unsaturated phosphoric acid, Less than 40 mol% (for example, less than 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1 mol%, 0 mol%) is preferable with respect to 100 mol% of the structural unit.

構成単位100質量%に対する不飽和リン酸単量体の上限は、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和リン酸単量体の含有量は、0〜60質量%が好ましい。   The upper limit of the unsaturated phosphoric acid monomer with respect to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass, and the lower limit is 50, 40, 30, 20, Examples thereof are 10, 5, 1, 0% by mass and the like. In one embodiment, 0-60 mass% is preferable as content of the unsaturated phosphoric acid monomer with respect to 100 mass% of structural units.

1つの実施形態において、構成単位100モル%における不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体の合計含有量は、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。   In one embodiment, the total content of acid group-containing monomers such as unsaturated carboxylic acid, unsaturated sulfonic acid, and unsaturated phosphoric acid in 100 mol% of the structural unit is 40 mol% with respect to 100 mol% of the structural unit. Less than (for example, 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1 mol%, less than 0 mol%) is preferable.

構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体の合計含有量の上限は、70、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、60、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体の合計含有量は、0〜70質量%が好ましい。   The upper limit of the total content of acid group-containing monomers such as unsaturated carboxylic acid, unsaturated sulfonic acid, and unsaturated phosphoric acid with respect to 100% by mass of the structural unit is 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass and the like are exemplified, and the lower limit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0% by mass and the like. In one embodiment, the total content of acid group-containing monomers such as unsaturated carboxylic acid, unsaturated sulfonic acid, and unsaturated phosphoric acid with respect to 100% by mass of the structural unit is preferably 0 to 70% by mass.

不飽和カルボン酸エステルは、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルは、直鎖(メタ)アクリル酸エステル、分岐(メタ)アクリル酸エステル、脂環(メタ)アクリル酸エステル、置換(メタ)アクリル酸エステル等が例示される。   The unsaturated carboxylic acid ester is preferably a (meth) acrylic acid ester. Examples of (meth) acrylic acid esters include linear (meth) acrylic acid esters, branched (meth) acrylic acid esters, alicyclic (meth) acrylic acid esters, and substituted (meth) acrylic acid esters.

直鎖(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等が例示される。   Linear (meth) acrylic acid esters are methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and n-amyl (meth) acrylate. Hexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, and the like.

分岐(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸i−アミル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル等が例示される。   Examples of the branched (meth) acrylic acid ester include i-propyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, i-amyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and the like.

脂環(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が例示される。   Examples of alicyclic (meth) acrylic acid esters include cyclohexyl (meth) acrylic acid.

置換(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトール、(メタ)アクリル酸アリル、ジ(メタ)アクリル酸エチレン等が例示される。   Substituted (meth) acrylic esters are glycidyl (meth) acrylate, hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, di Propylene glycol (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, di (meth) acrylic acid Ethylene and the like are exemplified.

構成単位100モル%における不飽和カルボン酸エステルの含有量は特に限定されないが、不飽和カルボン酸エステルを使用することで、電極に柔軟性が付与され得、特に巻回型、円筒型の電池に用いる場合に有用であり、セパレータを製造する際は、(A)成分のガラス転移温度低下によるセパレータのカールが抑制され得るという観点から有用である。一方、(A)成分の水溶性を考慮すると、構成単位100モル%における不飽和カルボン酸エステルの含有量は構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。   The content of the unsaturated carboxylic acid ester in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, but by using the unsaturated carboxylic acid ester, flexibility can be imparted to the electrode, particularly for wound type and cylindrical type batteries. It is useful when used, and is useful from the viewpoint that curling of the separator due to a decrease in the glass transition temperature of the component (A) can be suppressed when the separator is produced. On the other hand, considering the water solubility of the component (A), the content of the unsaturated carboxylic acid ester in 100 mol% of the structural unit is less than 40 mol% (for example, 30, 20, 19, 15, 10 and 100 mol% of the structural unit). 5, less than 1 mol%, 0 mol%) is preferred.

また、構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸エステルの含有量は、90質量%以下(例えば80、70、60、50、40、30、20、19、15、10、5、1質量%未満、0質量%)が好ましい。   The content of the unsaturated carboxylic acid ester with respect to 100% by mass of the structural unit is 90% by mass or less (for example, less than 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1% by mass). , 0% by mass).

α,β−不飽和ニトリルは、電極及びセパレータに柔軟性を与える目的で好適に使用できる。α,β−不飽和ニトリルは、(メタ)アクリロニトリル、α−クロル(メタ)アクリロニトリル、α−エチル(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が例示される。これらのうち、(メタ)アクリロニトリルが好ましく、特にアクリロニトリルが好ましい。   The α, β-unsaturated nitrile can be suitably used for the purpose of giving flexibility to the electrode and the separator. Examples of the α, β-unsaturated nitrile include (meth) acrylonitrile, α-chloro (meth) acrylonitrile, α-ethyl (meth) acrylonitrile, vinylidene cyanide and the like. Of these, (meth) acrylonitrile is preferable, and acrylonitrile is particularly preferable.

構成単位100モル%におけるα,β−不飽和ニトリルの含有量は特に限定されないが、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。構成単位100モル%に対し40モル%未満であることで、(A)成分の水への溶解性を保ちつつ、上記スラリーの層(コーティング層)が均一となり、前記柔軟性を発揮させやすくなる。   The content of α, β-unsaturated nitrile in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, but is less than 40 mol% (for example, 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1 mol% relative to 100 mol% of the structural unit). Less than 0 mol%). By being less than 40 mol% with respect to 100 mol% of the structural unit, the slurry layer (coating layer) becomes uniform while maintaining the solubility of the component (A) in water, and the flexibility is easily exhibited. .

構成単位100質量%に対するα,β−不飽和ニトリルの含有量の上限は、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対するα,β−不飽和ニトリルの含有量は、0〜60質量%が好ましい。   The upper limit of the content of α, β-unsaturated nitrile with respect to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass, etc. The lower limit is 50, 40, 30 20, 10, 5, 1, 0% by mass, and the like. In one embodiment, the content of α, β-unsaturated nitrile with respect to 100% by mass of the structural unit is preferably 0 to 60% by mass.

共役ジエンは、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン、置換及び側鎖共役ヘキサジエン等が例示される。   Conjugated dienes are 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, substituted linear conjugated pentadienes, substituted and Examples include side chain conjugated hexadiene.

構成単位100モル%における共役ジエンの含有量は特に限定されないが、リチウムイオン電池のサイクル特性の観点より、前記構成単位100モル%のうち10モル%未満が好ましく、0モル%がより好ましい。   The content of the conjugated diene in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, but is preferably less than 10 mol% and more preferably 0 mol% in 100 mol% of the structural unit from the viewpoint of the cycle characteristics of the lithium ion battery.

構成単位100質量%に対する共役ジエンの含有量の上限は、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する共役ジエンの含有量は、0〜30質量%が好ましい。   The upper limit of the conjugated diene content with respect to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 30, 20, 10, 5, 1% by mass, and the lower limit is exemplified by 20, 10, 5, 1, 0% by mass, etc. . In one embodiment, as for content of the conjugated diene with respect to 100 mass% of structural units, 0-30 mass% is preferable.

また、芳香族ビニル化合物は、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン等が例示される。   Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, divinylbenzene, and the like.

構成単位100モル%における芳香族ビニル化合物の含有量は特に限定されないが、リチウムイオン電池のサイクル特性の観点より、前記構成単位100モル%のうち10モル%未満が好ましく、0モル%がより好ましい。   The content of the aromatic vinyl compound in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, but from the viewpoint of the cycle characteristics of the lithium ion battery, it is preferably less than 10 mol% and more preferably 0 mol% of the 100 mol% of the structural unit. .

構成単位100質量%に対する芳香族ビニル化合物の含有量の上限は、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する芳香族ビニル化合物の含有量は、0〜30質量%が好ましい。   The upper limit of the content of the aromatic vinyl compound relative to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 30, 20, 10, 5, 1% by mass, and the lower limit is exemplified by 20, 10, 5, 1, 0% by mass, etc. Is done. In one embodiment, as for content of an aromatic vinyl compound with respect to 100 mass% of structural units, 0-30 mass% is preferable.

上記不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体、不飽和カルボン酸エステル、α,β−不飽和ニトリル、共役ジエン、芳香族ビニル化合物以外の(c)成分の単量体群に占める割合は、構成単位100モル%に対して、10モル%未満、5モル%未満、2モル%未満、1モル%未満、0.1モル%未満、0.01モル%未満、0モル%等が例示され、構成単位100質量%に対して、10質量%未満、5質量%未満、1質量%未満、0.5質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。   (C) Other than the above-mentioned unsaturated carboxylic acid, unsaturated sulfonic acid, unsaturated phosphoric acid and the like acid group-containing monomer, unsaturated carboxylic acid ester, α, β-unsaturated nitrile, conjugated diene, aromatic vinyl compound The proportion of the component in the monomer group is less than 10 mol%, less than 5 mol%, less than 2 mol%, less than 1 mol%, less than 0.1 mol%, less than 0.01 mol% with respect to 100 mol% of the structural unit. Less than mol%, 0 mol%, etc. are exemplified, and with respect to 100 mass% of the structural unit, less than 10 mass%, less than 5 mass%, less than 1 mass%, less than 0.5 mass%, less than 0.1 mass%, Examples are less than 0.01% by mass and 0% by mass.

スラリー100質量%に対する(A)成分の含有量の上限は、99.9、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2質量%等が例示され、下限は、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2、0.1質量%等が例示される。1つの実施形態において、スラリー100質量%に対し、(A)成分を0.1〜99.9質量%含む。   The upper limit of the content of the component (A) with respect to 100% by mass of the slurry is 99.9, 95, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.5, 0.00. The lower limit is 95, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.5, 0.2, 0.1 mass%, etc. Illustrated. In one embodiment, 0.1-99.9 mass% of (A) component is included with respect to 100 mass% of slurry.

<(A)成分の製造方法>
(A)成分は、各種公知の重合法、好ましくはラジカル重合法で合成され得る。具体的には、前記成分を含む単量体混合液にラジカル重合開始剤及び必要に応じて連鎖移動剤を加え、撹拌しながら、反応温度50〜100℃で重合反応を行うことが好ましい。反応時間は特に限定されず、1〜10時間が好ましい。
<Production method of component (A)>
The component (A) can be synthesized by various known polymerization methods, preferably radical polymerization methods. Specifically, it is preferable to perform a polymerization reaction at a reaction temperature of 50 to 100 ° C. while adding a radical polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent to the monomer mixture containing the above components and stirring. The reaction time is not particularly limited and is preferably 1 to 10 hours.

ラジカル重合開始剤は、各種公知のものが特に制限なく使用される。ラジカル重合開始剤は、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;上記過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウム等の還元剤とを組み合わせたレドックス系重合開始剤;2,2’−アゾビス−2−アミジノプロパン 二塩酸塩等のアゾ系開始剤等が例示される。ラジカル重合開始剤の使用量は特に制限されないが、(A)成分を与える単量体群100質量%に対し0.05〜5.00質量%が好ましく、0.1〜3.0質量%がより好ましい。   Various known radical polymerization initiators are used without particular limitation. The radical polymerization initiator is a persulfate such as potassium persulfate or ammonium persulfate; a redox polymerization initiator in which the persulfate is combined with a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite; 2,2′-azobis-2-amidino An azo initiator such as propane dihydrochloride is exemplified. Although the usage-amount of a radical polymerization initiator is not restrict | limited in particular, 0.05-5.00 mass% is preferable with respect to 100 mass% of monomer groups which give (A) component, and 0.1-3.0 mass% is More preferred.

ラジカル重合反応前及び/又は得られた(A)成分を水溶化する際等に、製造安定性を向上させる目的で、アンモニアや有機アミン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等の一般的な中和剤で反応溶液のpH調整を行ってもよい。その場合、pHは2〜11が好ましい。また、同様の目的で、金属イオン封止剤であるEDTA又はその塩等を使用することも可能である。   General purpose such as ammonia, organic amine, potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, etc. for the purpose of improving the production stability before the radical polymerization reaction and / or when the obtained component (A) is water-solubilized. The pH of the reaction solution may be adjusted with a neutralizing agent. In that case, the pH is preferably 2 to 11. For the same purpose, it is also possible to use EDTA which is a metal ion sealing agent or a salt thereof.

(A)成分が酸基を有する場合には、用途に応じて適宜中和率を調整して使用され得る。ここで、中和率100%は(A)成分に含まれる酸成分と同モル数のアルカリにより中和することを示す。また中和率50%は(A)成分に含まれる酸成分に対して半分のモル数のアルカリにより中和されたことを示す。中和率は特に限定されないが、コーティング層等の形成後には中和率70〜120%が好ましく、中和率80〜120%がより好ましい。上記コーティング層製造後の中和度を上記範囲とすることで、酸の大半が中和された状態となり、電池内でLiイオン等と結合して、容量低下を起こすことがなくなるため好ましい。中和塩は、Li塩、Na塩、K塩、アンモニウム塩、Mg塩、Ca塩、Zn塩、Al塩等が例示される。   When the component (A) has an acid group, the neutralization rate can be appropriately adjusted depending on the application. Here, the neutralization rate of 100% indicates neutralization with the same number of moles of alkali as the acid component contained in the component (A). Moreover, the neutralization rate of 50% indicates that the acid component contained in the component (A) was neutralized with half the number of moles of alkali. Although the neutralization rate is not particularly limited, the neutralization rate is preferably 70 to 120% and more preferably 80 to 120% after the formation of the coating layer and the like. By setting the degree of neutralization after manufacturing the coating layer within the above range, most of the acid is in a neutralized state and is preferably combined with Li ions or the like in the battery so that the capacity is not reduced. Examples of the neutralized salt include Li salt, Na salt, K salt, ammonium salt, Mg salt, Ca salt, Zn salt, Al salt and the like.

<(A)成分の物性>
(A)成分の重量平均分子量(Mw)は特に限定されないが、重量平均分子量(Mw)の上限は、600万、550万、500万、450万、400万、350万、300万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万等が例示され、下限は、550万、500万、450万、400万、350万、300万、290万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万、35万、30万等が例示される。1つの実施形態において、リチウムイオン電池用スラリーの分散安定性の観点から(A)成分の重量平均分子量(Mw)は30万〜600万が好ましく、35万〜600万がより好ましい。
<Physical properties of component (A)>
The weight average molecular weight (Mw) of the component (A) is not particularly limited, but the upper limit of the weight average molecular weight (Mw) is 6 million, 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 2.5 million. 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000, 900,000, 850,000, 800,000, 750,000, 700,000, 650,000, 600,000, 550,000, 500,000, 450,000, 400,000, etc. The lower limit is 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 22.9 million, 2.5 million, 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000, 900,000, 850,000, 800,000, 750,000 , 700,000, 650,000, 600,000, 550,000, 500,000, 450,000, 400,000, 350,000, 300,000, etc. In one embodiment, from the viewpoint of dispersion stability of the lithium ion battery slurry, the weight average molecular weight (Mw) of the component (A) is preferably 300,000 to 6,000,000, and more preferably 350,000 to 6,000,000.

(A)成分の数平均分子量(Mn)の上限は、600万、550万、500万、450万、400万、350万、300万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万、30万、20万、10万、5万等が例示され、下限は、550万、500万、450万、400万、350万、300万、290万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万、35万、30万、20万、10万、5万、1万等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の数平均分子量(Mn)は、1万以上が好ましい。   The upper limit of the number average molecular weight (Mn) of the component (A) is 6 million, 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 2.5 million, 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000 900,000, 800,000, 750,000, 700,000, 650,000, 600,000, 550,000, 500,000, 450,000, 400,000, 300,000, 200,000, 100,000, 50,000, etc. The lower limit is 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 22.9 million, 2.5 million, 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000, 900,000, 850,000, 800,000, 750,000 , 700,000, 650,000, 600,000, 550,000, 500,000, 450,000, 400,000, 350,000, 300,000, 200,000, 100,000, 50,000, 10,000, etc. In one embodiment, the number average molecular weight (Mn) of the component (A) is preferably 10,000 or more.

重量平均分子量及び数平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により適切な溶媒下で測定したポリアクリル酸換算値として求められ得る。   A weight average molecular weight and a number average molecular weight can be calculated | required as a polyacrylic acid conversion value measured in a suitable solvent, for example by gel permeation chromatography (GPC).

(A)成分のB型粘度は特に限定されないが、その上限は、10万、9万、8万、7万、6万、5万、4万、3万、2万、1万、9000、8000、7000、6000、5000、4000、3000、2000mPa・s等が例示され、下限は、9万、8万、7万、6万、5万、4万、3万、2万、1万、9000、8000、7000、6000、5000、4000、3000、2000、1000mPa・s等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分のB型粘度の範囲は1000〜10万mPa・sが好ましい。なお、B型粘度は東機産業株式会社製 製品名「B型粘度計モデルBM」等のB型粘度計により測定される。   The B type viscosity of the component (A) is not particularly limited, but the upper limit is 100,000, 90,000, 70,000, 60,000, 40,000, 30,000, 20,000, 10,000, 9000, 8000, 7000, 6000, 5000, 4000, 3000, 2000 mPa · s, etc. are exemplified, and the lower limit is 90,000, 80,000, 60,000, 50,000, 40,000, 30,000, 20,000, 10,000, Examples include 9000, 8000, 7000, 6000, 5000, 4000, 3000, 2000, 1000 mPa · s. In one embodiment, the range of the B type viscosity of the component (A) is preferably 1000 to 100,000 mPa · s. The B type viscosity is measured with a B type viscometer such as a product name “B type viscometer model BM” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.

(A)成分のゲル分率は特に限定されないが、(A)成分のゲル分率の上限は、99.9%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%が例示され、下限は95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分のゲル分率は、50%以上が好ましく、55%以上がより好ましい。   The gel fraction of the component (A) is not particularly limited, but the upper limit of the gel fraction of the component (A) is 99.9%, 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65 % And 60% are exemplified, and the lower limit is exemplified by 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50% and the like. In one embodiment, the gel fraction of the component (A) is preferably 50% or more, and more preferably 55% or more.

なお、ゲル分率とは下記式
ゲル分率(%)={溶液中の不溶物残渣(g)/溶液中の固形分の質量(g)}×100
により算出される値である。
The gel fraction means the following formula gel fraction (%) = {insoluble residue in solution (g) / mass of solid in solution (g)} × 100
Is a value calculated by.

<水溶性架橋剤(A1):(A1)成分ともいう)
本発明の水溶性架橋剤(A1)は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に存在するN−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来のアミド基(−C(=O)NHR−)との熱架橋反応に優れた官能基を有し、室温状態では架橋せず安定に存在する潜在性を有しているものが好ましい。つまり、水溶性架橋剤(A1)はスラリーの状態では、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)とは架橋せず安定に存在し、スラリー塗布後の上記スラリーの層(コーティング層)の乾燥時、あるいは熱プレスにおいて水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を熱架橋させる働きを担う。なお、上記はあくまでも1つの説であり、本発明が上記説に拘束されることを意図するものではない。
<Water-soluble crosslinking agent (A1): Also referred to as component (A1))
The water-soluble crosslinking agent (A1) of the present invention comprises an amide group (—C (N) derived from an N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) present in the water-soluble poly (meth) acrylamide (A). = O) Those having a functional group excellent in thermal crosslinking reaction with NHR-) and having the potential to exist stably without crosslinking at room temperature are preferable. That is, the water-soluble crosslinking agent (A1) is stably present in the slurry state without crosslinking with the water-soluble poly (meth) acrylamide (A), and when the slurry layer (coating layer) is dried after the slurry is applied. Alternatively, it serves to thermally crosslink water-soluble poly (meth) acrylamide (A) in a hot press. Note that the above is only one theory, and that the present invention is not intended to be bound by the above theory.

1つの実施形態において、水溶性架橋剤(A1)はホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メチロールメラミン樹脂からなる群から少なくとも一つを選択して使用する。   In one embodiment, the water-soluble crosslinking agent (A1) is used by selecting at least one from the group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea formaldehyde resin, and methylolmelamine resin.

水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に対する水溶性架橋剤(A1)の含有量は特に限定されない。水溶性架橋剤(A1)の含有量の上限は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)100質量%に対して、3、2.9、2、1、0.5、0.1,0.01、0.005質量%等が例示され、下限は、2.9、2.5、2、1、0.5、0.1,0.01、0.005、0.001質量%等が例示される。1つの実施形態において、耐スプリングバック性及び電極の製造性の観点、並びに/又はセラミック微粒子の基材密着性及びセパレータの製造性の観点から0.001〜3質量%が好ましく、水溶性架橋剤(A1)の添加効果並びに電極活物質粒子及び/又はセラミック微粒子の凝集粒形成の防止等の観点から0.01〜2.9質量%がより好ましい。   The content of the water-soluble crosslinking agent (A1) with respect to the water-soluble poly (meth) acrylamide (A) is not particularly limited. The upper limit of the content of the water-soluble crosslinking agent (A1) is 3, 2.9, 2, 1, 0.5, 0.1, 0 with respect to 100% by mass of the water-soluble poly (meth) acrylamide (A). .01, 0.005 mass%, etc. are exemplified, and the lower limit is 2.9, 2.5, 2, 1, 0.5, 0.1, 0.01, 0.005, 0.001 mass%, etc. Is exemplified. In one embodiment, 0.001 to 3% by mass is preferable from the viewpoint of springback resistance and electrode manufacturability, and / or from the viewpoint of substrate adhesion of ceramic fine particles and manufacturability of the separator, and a water-soluble crosslinking agent. From the viewpoint of the addition effect of (A1) and prevention of formation of aggregated particles of electrode active material particles and / or ceramic fine particles, 0.01 to 2.9% by mass is more preferable.

水は、超純水、純水、蒸留水、イオン交換水、及び水道水等が例示される。   Examples of the water include ultra pure water, pure water, distilled water, ion exchange water, and tap water.

<電極活物質(B):(B)成分ともいう>
1つの実施形態において、上記リチウムイオン電池用スラリーは、電極活物質(B)を含む。電極活物質は、負極活物質、正極活物質が例示される。
<Electrode active material (B): Also referred to as component (B)>
In one embodiment, the said slurry for lithium ion batteries contains an electrode active material (B). Examples of the electrode active material include a negative electrode active material and a positive electrode active material.

負極活物質は、リチウムを可逆的に吸蔵及び放出できるものであれば特に制限されず、目的とするリチウムイオン電池の種類により適宜適当な材料を選択でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。負極活物質は、炭素材料、並びにシリコン材料、リチウム原子を含む酸化物、鉛化合物、錫化合物、砒素化合物、アンチモン化合物、及びアルミニウム化合物等のリチウムと合金化する材料等が例示される。   The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly occlude and release lithium, and an appropriate material can be appropriately selected depending on the type of the target lithium ion battery. You may use the above together. Examples of the negative electrode active material include carbon materials, silicon materials, oxides containing lithium atoms, lead compounds, tin compounds, arsenic compounds, antimony compounds, and materials that form an alloy with lithium, such as aluminum compounds.

上記炭素材料は、高結晶性カーボンであるグラファイト(黒鉛ともいい、天然グラファイト、人造グラファイト等が例示される)、低結晶性カーボン(ソフトカーボン、ハードカーボン)、カーボンブラック(ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック等)、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンフィブリル、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、ピッチ系炭素繊維等が例示される。   The carbon material is graphite (also called graphite, natural graphite, artificial graphite, etc.) which is highly crystalline carbon, low crystalline carbon (soft carbon, hard carbon), carbon black (Ketjen black, acetylene black) , Channel black, lamp black, oil furnace black, thermal black, etc.), fullerene, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon nanohorn, carbon fibril, mesocarbon microbead (MCMB), pitch-based carbon fiber, and the like.

上記シリコン材料は、シリコン、シリコンオキサイド、シリコン合金に加え、SiC、SiO(0<x≦3、0<y≦5)、Si、SiO、SiO(0<x≦2)で表記されるシリコンオキサイド複合体(例えば特開2004−185810号公報や特開2005−259697号公報に記載されている材料等)、特開2004−185810号公報に記載されたシリコン材料等が例示される。また、特許第5390336号、特許第5903761号に記載されたシリコン材料を用いても良い。 In addition to silicon, silicon oxide, and silicon alloy, the silicon material includes SiC, SiO x C y (0 <x ≦ 3, 0 <y ≦ 5), Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, and SiO x (0 <X ≦ 2) described in silicon oxide composites (for example, materials described in JP-A No. 2004-185810 and JP-A No. 2005-259697), JP-A No. 2004-185810 Examples include silicon materials. Moreover, you may use the silicon material described in the patent 5390336 and the patent 59033761.

上記シリコンオキサイドは、組成式SiO(0<x<2、好ましくは0.1≦x≦1)で表されるシリコンオキサイドが好ましい。 The silicon oxide is preferably a silicon oxide represented by a composition formula SiO x (0 <x <2, preferably 0.1 ≦ x ≦ 1).

上記シリコン合金は、ケイ素と、チタン、ジルコニウム、ニッケル、銅、鉄及びモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種の遷移金属との合金が好ましい。これらの遷移金属のシリコン合金は、高い電子伝導度を有し、かつ高い強度を有することから好ましい。シリコン合金は、ケイ素−ニッケル合金又はケイ素−チタン合金がより好ましく、ケイ素−チタン合金が特に好ましい。シリコン合金におけるケイ素の含有割合は、上記合金中の金属元素100モル%に対して10モル%以上が好ましく、20〜70モル%がより好ましい。なお、シリコン材料は、単結晶、多結晶及び非晶質のいずれであってもよい。   The silicon alloy is preferably an alloy of silicon and at least one transition metal selected from the group consisting of titanium, zirconium, nickel, copper, iron and molybdenum. These transition metal silicon alloys are preferable because they have high electron conductivity and high strength. The silicon alloy is more preferably a silicon-nickel alloy or a silicon-titanium alloy, and particularly preferably a silicon-titanium alloy. 10 mol% or more is preferable with respect to 100 mol% of metal elements in the said alloy, and, as for the content rate of the silicon in a silicon alloy, 20-70 mol% is more preferable. Note that the silicon material may be single crystal, polycrystalline, or amorphous.

また、電極活物質としてシリコン材料を用いる場合には、シリコン材料以外の電極活物質を併用してもよい。このような電極活物質は、上記の炭素材料;ポリアセン等の導電性高分子;A(Aはアルカリ金属又は遷移金属、Bはコバルト、ニッケル、アルミニウム、スズ、マンガン等の遷移金属から選択される少なくとも一種、Oは酸素原子を表し、X、Y及びZはそれぞれ0.05<X<1.10、0.85<Y<4.00、1.5<Z<5.00の範囲の数である。)で表される複合金属酸化物や、その他の金属酸化物等が例示される。電極活物質としてシリコン材料を用いる場合は、リチウムの吸蔵及び放出に伴う体積変化が小さいことから、炭素材料を併用することが好ましい。 Moreover, when using a silicon material as an electrode active material, you may use together electrode active materials other than a silicon material. Such an electrode active material includes the above carbon material; a conductive polymer such as polyacene; A X B Y O Z (A is an alkali metal or transition metal, B is a transition such as cobalt, nickel, aluminum, tin, manganese, etc. At least one selected from metals, O represents an oxygen atom, and X, Y, and Z are 0.05 <X <1.10, 0.85 <Y <4.00, and 1.5 <Z <5. The number is a number in the range of 00.) and other metal oxides. In the case where a silicon material is used as the electrode active material, it is preferable to use a carbon material in combination because the volume change associated with insertion and extraction of lithium is small.

上記リチウム原子を含む酸化物は、三元系ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、リチウム−マンガン複合酸化物(LiMn等)、リチウム−ニッケル複合酸化物(LiNiO等)、リチウム−コバルト複合酸化物(LiCoO等)、リチウム−鉄複合酸化物(LiFeO等)、リチウム−ニッケル−マンガン複合酸化物(LiNi0.5Mn0.5等)、リチウム−ニッケル−コバルト複合酸化物(LiNi0.8Co0.2等)、リチウム−遷移金属リン酸化合物(LiFePO等)、及びリチウム−遷移金属硫酸化合物(LiFe(SO)、リチウム−チタン複合酸化物(チタン酸リチウム:LiTi12)等のリチウム−遷移金属複合酸化物、及びその他の従来公知の電極活物質等が例示される。 The oxide containing a lithium atom includes ternary nickel cobalt lithium manganate, lithium-manganese composite oxide (LiMn 2 O 4 etc.), lithium-nickel composite oxide (LiNiO 2 etc.), lithium-cobalt composite oxide. (LiCoO 2 etc.), lithium-iron composite oxide (LiFeO 2 etc.), lithium-nickel-manganese composite oxide (LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 etc.), lithium-nickel-cobalt composite oxide (LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 etc.), lithium-transition metal phosphate compounds (LiFePO 4 etc.), and lithium-transition metal sulfate compounds (Li x Fe 2 (SO 4 ) 3 ), lithium-titanium composite oxides Lithium-transition metal composite oxides such as (lithium titanate: Li 4 Ti 5 O 12 ), and other conventionally known An electrode active material etc. are illustrated.

本発明の効果が顕著に発揮されるという観点から、炭素材料及び/又はリチウムと合金化する材料を電極活物質中に好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは100質量%含む。   From the viewpoint that the effect of the present invention is remarkably exhibited, the carbon material and / or the material alloyed with lithium is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% in the electrode active material. It is contained by mass% or more, particularly preferably 100 mass%.

正極活物質は、無機化合物を含む活物質と有機化合物を含む活物質とに大別される。正極活物質に含まれる無機化合物は、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物等が例示される。上記遷移金属は、Fe、Co、Ni、Mn、Al等が例示される。正極活物質に使用される無機化合物は、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiNi1/2Mn3/2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3、Li[Li0.1Al0.1Mn1.9]O、LiFeVO等のリチウム含有複合金属酸化物;TiS、TiS、非晶質MoS等の遷移金属硫化物;Cu、非晶質VO−P、MoO、V、V13等の遷移金属酸化物等が例示される。これらの化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。正極活物質に含まれる有機化合物は、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の導電性重合体等が例示される。電気伝導性に乏しい鉄系酸化物は、還元焼成時に炭素源物質を存在させることで、炭素材料で覆われた電極活物質として用いてもよい。また、これらの化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。これらの中でも実用性、電気特性、長寿命の点で、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiNi1/2Mn3/2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3、Li[Li0.1Al0.1Mn1.9]Oが好ましい。 The positive electrode active material is roughly classified into an active material containing an inorganic compound and an active material containing an organic compound. Examples of the inorganic compound contained in the positive electrode active material include transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals, and transition metal sulfides. Examples of the transition metal include Fe, Co, Ni, Mn, and Al. Inorganic compounds used for the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiNi 1/2 Mn 3/2 O 4 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1 / Lithium-containing composite metal oxides such as 3 O 2 , Li [Li 0.1 Al 0.1 Mn 1.9 ] O 4 , LiFeVO 4 ; Transition metal sulfides such as TiS 2 , TiS 3 , and amorphous MoS 2 Examples include transition metal oxides such as Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O—P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13, and the like. These compounds may be partially element-substituted. Examples of the organic compound contained in the positive electrode active material include conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene. An iron-based oxide having poor electrical conductivity may be used as an electrode active material covered with a carbon material by allowing a carbon source material to be present during reduction firing. These compounds may be partially element-substituted. Among these, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiNi 1/2 Mn 3/2 O 4 , LiCo 1/3 Ni 1 / 3 Mn 1/3 O 2 and Li [Li 0.1 Al 0.1 Mn 1.9 ] O 4 are preferred.

電極活物質の形状は特に制限されず、微粒子状、薄膜状等の任意の形状であってよいが、微粒子状が好ましい。電極活物質の平均粒子径は特に制限されないが、その上限は、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、4、3、2.9、2、1、0.5、0.1μm等が例示され、下限は、45、40、35、30、25、20、15、10、5、4、3、2.9、2、1、0.5、0.1μm等が例示される。1つの実施形態において、均一で薄い塗膜を形成する観点、より具体的には0.1μm以上であればハンドリング性が良好であり、50μm以下であれば電極の塗布が容易であることから、電極活物質の平均粒子径は0.1〜50μmが好ましく、0.1〜45μmがより好ましく、1〜10μmがさらに好ましく、5μmが特に好ましい。   The shape of the electrode active material is not particularly limited, and may be any shape such as a fine particle shape or a thin film shape, but the fine particle shape is preferable. The average particle diameter of the electrode active material is not particularly limited, but the upper limit is 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2.9, 2, 1, 0. .5, 0.1 μm, etc., are exemplified, and the lower limit is 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2.9, 2, 1, 0.5,. An example is 1 μm. In one embodiment, from the viewpoint of forming a uniform and thin coating film, more specifically, if the thickness is 0.1 μm or more, the handleability is good, and if it is 50 μm or less, the electrode can be easily applied. The average particle diameter of the electrode active material is preferably 0.1 to 50 μm, more preferably 0.1 to 45 μm, further preferably 1 to 10 μm, and particularly preferably 5 μm.

本開示において「粒子径」は、粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離を意味する(以下同様)。また本開示において「平均粒子径」は、特に言及のない限り、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする(以下同様)。   In the present disclosure, the “particle diameter” means the maximum distance among the distances between any two points on the particle outline (the same applies hereinafter). In the present disclosure, the “average particle diameter” means particles observed in several to several tens of fields using an observation means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM) unless otherwise specified. The value calculated as the average value of the particle diameters of these particles shall be adopted (the same applies hereinafter).

上記スラリーにおける電極活物質(B)100質量%に対する(A)成分の含有量の上限は、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5質量%等が例示され、下限は、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5、1質量%等が例示される。1つの実施形態において、電極活物質(B)100質量%に対する(A)成分の含有量が、1〜15質量%が好ましい。   The upper limit of the content of the component (A) with respect to 100% by mass of the electrode active material (B) in the slurry is 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5% by mass, etc. are exemplified, and the lower limit is 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5, 1% by mass, etc. Illustrated. In one embodiment, as for content of (A) component with respect to 100 mass% of electrode active materials (B), 1-15 mass% is preferable.

1つの実施形態において、電極活物質におけるシリコン又はシリコンオキサイドの含有量はリチウムイオン電池の電池容量を高める観点から電極活物質100質量%に対し、20質量%以上(例えば、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、100質量%)が好ましい。   In one embodiment, the content of silicon or silicon oxide in the electrode active material is 20% by mass or more (for example, 30% by mass or more, 40% with respect to 100% by mass of the electrode active material from the viewpoint of increasing the battery capacity of the lithium ion battery. % By mass or more, 50% by mass or more, 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, and 100% by mass) are preferable.

1つの実施形態において、導電助剤が上記スラリーに含まれ得る。導電助剤は、気相成長炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ(CNT)、カーボンナノファイバー(CNF)等の繊維状炭素、黒鉛粒子、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック、平均粒径10μm以下のCu、Ni、Al、Si又はこれらの合金からなる微粉末等が例示される。導電助剤の含有量は特に限定されないが、電極活物質成分に対して0〜10質量%が好ましく、0.5〜6質量%がより好ましい。   In one embodiment, a conductive aid can be included in the slurry. Conductive aids include fibrous carbon such as vapor grown carbon fiber (VGCF), carbon nanotube (CNT), carbon nanofiber (CNF), carbon black such as graphite particles, acetylene black, ketjen black, furnace black, average Examples thereof include fine powders made of Cu, Ni, Al, Si or alloys thereof having a particle size of 10 μm or less. Although content of a conductive support agent is not specifically limited, 0-10 mass% is preferable with respect to an electrode active material component, and 0.5-6 mass% is more preferable.

<セラミック微粒子(C):(C)成分ともいう>
1つの実施形態において、上記リチウムイオン電池用スラリーは、セラミック微粒子(C)を含む。セラミック微粒子は、多孔質のポリオレフィン樹脂基材、プラスチック不織布、電極材料の活物質側にコーティングされる成分であり、このセラミック微粒子同士の隙間が孔を形成し得る。セラミック微粒子が非導電性を有するので、絶縁性にでき、そのため、リチウムイオン電池における短絡を防止し得る。また、通常、セラミック微粒子は高い剛性を有するため、リチウムイオン電池用セパレータの機械的強度を高め得る。そのため、熱によって多孔質のポリオレフィン樹脂基材、プラスチック不織布に収縮しようとする応力が生じた場合でも、リチウムイオン電池用セパレータは、その応力に耐え得る。結果、多孔質のポリオレフィン樹脂基材、プラスチック不織布の収縮による短絡の発生を防止し得る。
<Ceramic fine particles (C): Also referred to as component (C)>
In one embodiment, the lithium ion battery slurry includes ceramic fine particles (C). The ceramic fine particles are components coated on the active material side of the porous polyolefin resin base material, plastic nonwoven fabric, and electrode material, and the gaps between the ceramic fine particles can form pores. Since the ceramic fine particles have non-conductivity, they can be made insulative, and therefore, a short circuit in a lithium ion battery can be prevented. Moreover, since the ceramic fine particles usually have high rigidity, the mechanical strength of the lithium ion battery separator can be increased. Therefore, even when a stress that tends to shrink the porous polyolefin resin base material or plastic nonwoven fabric is generated by heat, the lithium ion battery separator can withstand the stress. As a result, it is possible to prevent occurrence of a short circuit due to shrinkage of the porous polyolefin resin base material and the plastic nonwoven fabric.

セラミック微粒子を用いることにより、水中での分散安定性に優れ、リチウムイオン電池用スラリーにおいて沈降し難く、均一なスラリー状態を長時間維持し得る。また、セラミック微粒子を用いると、耐熱性が高くなり得る。なお、セラミック微粒子は、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   By using ceramic fine particles, it is excellent in dispersion stability in water, hardly settles in the slurry for lithium ion batteries, and can maintain a uniform slurry state for a long time. Further, when ceramic fine particles are used, the heat resistance can be increased. The ceramic fine particles may be used alone or in combination of two or more.

セラミック微粒子の材料は、電気化学的に安定な材料が好ましい。このような観点から、セラミック微粒子は、酸化物粒子、窒化物粒子、共有結合性結晶粒子、難溶性イオン結晶粒子、粘土微粒子等が例示される。
酸化物粒子は、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化アルミニウムの水和物(ベーマイト(AlOOH)、ギブサイト(Al(OH))、ベークライト、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化マグネシウム(マグネシア)、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン(チタニア)、BaTiO、ZrO、アルミナ−シリカ複合酸化物等が例示される。
窒化物粒子は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素等が例示される。
共有結合性結晶粒子は、シリコン、ダイヤモンド等が例示される。
難溶性イオン結晶粒子は、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等が例示される。
粘土微粒子はシリカ、タルク、モンモリロナイト等の粘土微粒子等が例示される。
これらの中でも、吸水性が低く耐熱性に優れる観点からベーマイト、アルミナ、酸化マグネシウム及び硫酸バリウムが好ましく、ベーマイトがより好ましい。
The material of the ceramic fine particles is preferably an electrochemically stable material. From such a viewpoint, examples of the ceramic fine particles include oxide particles, nitride particles, covalently bonded crystal particles, hardly soluble ionic crystal particles, and clay fine particles.
The oxide particles include aluminum oxide (alumina), aluminum oxide hydrate (boehmite (AlOOH), gibbsite (Al (OH) 3 ), bakelite, iron oxide, silicon oxide, magnesium oxide (magnesia), magnesium hydroxide, Examples include calcium oxide, titanium oxide (titania), BaTiO 3 , ZrO, and alumina-silica composite oxide.
Examples of the nitride particles include aluminum nitride, silicon nitride, and boron nitride.
Examples of the covalently bonded crystal particles include silicon and diamond.
Examples of the hardly soluble ionic crystal particles include barium sulfate, calcium fluoride, and barium fluoride.
Examples of the fine clay particles include fine clay particles such as silica, talc, and montmorillonite.
Among these, boehmite, alumina, magnesium oxide, and barium sulfate are preferable from the viewpoint of low water absorption and excellent heat resistance, and boehmite is more preferable.

セラミック微粒子の平均粒子径の上限は、30、25、20、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05μm等が例示され、下限は、25、20、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01μm等が例示される。1つの実施形態において、セラミック微粒子の平均粒子径は、0.01〜30μmが好ましい。   The upper limit of the average particle size of the ceramic fine particles is exemplified by 30, 25, 20, 15, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05 μm, etc. The lower limit is 25, 20, 15, 10 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01 μm and the like. In one embodiment, the average particle size of the ceramic fine particles is preferably 0.01 to 30 μm.

上記スラリー100質量%に対するセラミック微粒子(C)の含有量の上限は、99.9、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2質量%等が例示され、下限は、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2、0.1質量%等が例示される。1つの実施形態において、スラリー100質量%に対し、セラミック微粒子(C)を0.1〜99.9質量%含む。   The upper limit of the content of the ceramic fine particles (C) with respect to 100% by mass of the slurry is 99.9, 95, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.5, 0.2% by mass is exemplified, and the lower limit is 95, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.5, 0.2, 0.1% by mass. Etc. are exemplified. In one Embodiment, 0.1-99.9 mass% of ceramic fine particles (C) are included with respect to 100 mass% of slurry.

上記スラリーにおけるセラミック微粒子(C)100質量%に対する(A)成分の含有量の上限は、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5質量%等が例示され、下限は、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5、1質量%等が例示される。1つの実施形態において、セラミック微粒子(C)100質量%に対する(A)成分の含有量が、1〜15質量%が好ましく、1.5〜14質量%がより好ましく、2〜12質量%がさらに好ましい。このような含有量とすることにより、密着性により優れ、しかも抵抗が小さく充放電特性により優れたリチウムイオン電池セパレータが製造され得る。   The upper limit of the content of the component (A) with respect to 100% by mass of the ceramic fine particles (C) in the slurry is 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5% by mass, and the lower limit is 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5, 1% by mass, etc. Is done. In one embodiment, 1-15 mass% is preferable, as for content of (A) component with respect to 100 mass% of ceramic fine particles (C), 1.5-14 mass% is more preferable, and 2-12 mass% is further preferable. By setting it as such content, the lithium ion battery separator which was excellent in adhesiveness, and was excellent in the charge / discharge characteristic with small resistance can be manufactured.

<スラリー粘度調整溶媒>
スラリー粘度調整溶媒は、特に制限されることはないが、80〜350℃の標準沸点を有する非水系媒体を含めてよい。スラリー粘度調整溶媒は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。スラリー粘度調整溶媒は、N−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒;トルエン、キシレン、n−ドデカン、テトラリン等の炭化水素溶媒;メタノール、エタノール、2−プロパノール、イソプロピルアルコール、2−エチル−1−ヘキサノール、1−ノナノール、ラウリルアルコール等のアルコール溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アセトフェノン、イソホロン等のケトン溶媒;ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル溶媒;酢酸ベンジル、酪酸イソペンチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル溶媒;o−トルイジン、m−トルイジン、p−トルイジン等のアミン溶媒;γ−ブチロラクトン、δ−ブチロラクトン等のラクトン;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン溶媒;水等が例示される。これらの中でも、塗布作業性の点より、N−メチルピロリドンが好ましい。上記非水系媒体の含有量は特に限定されないが、上記スラリー100質量%に対し0〜10質量%が好ましい。
<Slurry viscosity adjusting solvent>
The slurry viscosity adjusting solvent is not particularly limited, but may include a non-aqueous medium having a standard boiling point of 80 to 350 ° C. A slurry viscosity adjusting solvent may be used independently and may use 2 or more types together. The slurry viscosity adjusting solvent is an amide solvent such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide; a hydrocarbon solvent such as toluene, xylene, n-dodecane, tetralin; methanol, ethanol, 2-propanol, isopropyl alcohol. Alcohol solvents such as 2-ethyl-1-hexanol, 1-nonanol and lauryl alcohol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, phorone, acetophenone and isophorone; ether solvents such as dioxane and tetrahydrofuran (THF); benzyl acetate, Ester solvents such as isopentyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate; amine solvents such as o-toluidine, m-toluidine, p-toluidine; γ-butyrolactone, δ-butyrolactone, etc. Examples include lactones; sulfoxide / sulfone solvents such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; water and the like. Among these, N-methylpyrrolidone is preferable from the viewpoint of coating workability. Although content of the said non-aqueous medium is not specifically limited, 0-10 mass% is preferable with respect to 100 mass% of said slurries.

<添加剤>
上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーは、(A)成分、(A1)成分、(B)成分、(C)成分、水、導電助剤、スラリー粘度調整溶媒のいずれにも該当しないものを添加剤として含み得る。
<Additives>
As the above-mentioned slurry for the thermal crosslinking type lithium ion battery, those which do not correspond to any of (A) component, (A1) component, (B) component, (C) component, water, conductive auxiliary agent and slurry viscosity adjusting solvent are added. It can be included as an agent.

添加剤は、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、増粘剤、分散体(エマルジョン)、架橋剤等が例示される。   Examples of the additive include a dispersant, a leveling agent, an antioxidant, a thickener, a dispersion (emulsion), and a crosslinking agent.

添加剤の含有量は、(A)成分100質量%に対し、0〜5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。   Examples of the content of the additive include 0 to 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.1% by mass, less than 0.01% by mass, and 0% by mass with respect to 100% by mass of the component (A). .

添加剤の含有量は、(A1)成分100質量%に対し、0〜5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。   Examples of the content of the additive include 0 to 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.1% by mass, less than 0.01% by mass, and 0% by mass with respect to 100% by mass of the component (A1). .

添加剤の含有量は、(B)成分又は(C)成分100質量%に対し、0〜5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。   The content of the additive is 0 to 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.1% by mass, less than 0.01% by mass, and 0% by mass with respect to 100% by mass of component (B) or component (C). Etc. are exemplified.

添加剤の含有量は、上記スラリー水溶液100質量%に対し、0〜5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。   As for content of an additive, 0-5 mass%, less than 1 mass%, less than 0.1 mass%, less than 0.01 mass%, 0 mass%, etc. are illustrated with respect to 100 mass% of said slurry aqueous solution.

分散剤は、アニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子化合物等が例示される。   Examples of the dispersant include an anionic compound, a cationic compound, a nonionic compound, and a polymer compound.

レベリング剤は、アルキル系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、金属系界面活性剤等の界面活性剤等が例示される。界面活性剤を用いることにより、塗工時に発生するはじきを防止し、上記スラリーの層(コーティング層)の平滑性を向上させ得る。   Examples of the leveling agent include surfactants such as alkyl surfactants, silicon surfactants, fluorine surfactants, and metal surfactants. By using the surfactant, it is possible to prevent the repelling that occurs during coating and to improve the smoothness of the slurry layer (coating layer).

酸化防止剤は、フェノール化合物、ハイドロキノン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物、フェニレンジアミン化合物、ポリマー型フェノール化合物等が例示される。ポリマー型フェノール化合物は、分子内にフェノール構造を有する重合体である。ポリマー型フェノール化合物の重量平均分子量は200〜1000が好ましく、600〜700がより好ましい。   Examples of the antioxidant include a phenol compound, a hydroquinone compound, an organic phosphorus compound, a sulfur compound, a phenylenediamine compound, and a polymer type phenol compound. The polymer type phenol compound is a polymer having a phenol structure in the molecule. 200-1000 are preferable and, as for the weight average molecular weight of a polymer type phenol compound, 600-700 are more preferable.

増粘剤は、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系ポリマー及びこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリ(メタ)アクリル酸及びこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリビニルアルコール、アクリル酸又はアクリル酸塩とビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸又はマレイン酸若しくはフマル酸とビニルアルコールの共重合体等のポリビニルアルコール類;ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリアクリル酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物等が例示される。   Thickeners include cellulosic polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, and ammonium salts and alkali metal salts thereof; (modified) poly (meth) acrylic acid and ammonium salts and alkali metal salts thereof; (modified) Polyvinyl alcohols such as polyvinyl alcohol, copolymers of acrylic acid or acrylates and vinyl alcohol, maleic anhydride or copolymers of maleic acid or fumaric acid and vinyl alcohol; polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, modified poly Examples include acrylic acid, oxidized starch, phosphoric acid starch, casein, various modified starches, acrylonitrile-butadiene copolymer hydride, and the like.

分散体(エマルジョン)は、スチレン−ブタジエン系共重合体ラテックス、ポリスチレン系重合体ラテックス、ポリブタジエン系重合体ラテックス、アクリロニトリル−ブタジエン系共重合体ラテックス、ポリウレタン系重合体ラテックス、ポリメチルメタクリレート系重合体ラテックス、メチルメタクリレート−ブタジエン系共重合体ラテックス、ポリアクリレート系重合体ラテックス、塩化ビニル系重合体ラテックス、酢酸ビニル系重合体エマルジョン、酢酸ビニル−エチレン系共重合体エマルジョン、ポリエチレンエマルジョン、カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合樹脂エマルジョン、アクリル樹脂エマルジョン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、芳香族ポリアミド、アルギン酸とその塩、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等が例示される。   Dispersion (emulsion) is styrene-butadiene copolymer latex, polystyrene polymer latex, polybutadiene polymer latex, acrylonitrile-butadiene copolymer latex, polyurethane polymer latex, polymethyl methacrylate polymer latex. , Methyl methacrylate-butadiene copolymer latex, polyacrylate polymer latex, vinyl chloride polymer latex, vinyl acetate polymer emulsion, vinyl acetate-ethylene copolymer emulsion, polyethylene emulsion, carboxy-modified styrene butadiene copolymer Polymer resin emulsion, acrylic resin emulsion, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyamide (PA), polyimide (PI), poly Midimide (PAI), aromatic polyamide, alginic acid and its salt, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl Examples include vinyl ether copolymer (PFA) and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE).

架橋剤は、ホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メチロールメラミン樹脂、カルボジイミド化合物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、多官能ヒドラジド化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物、尿素化合物、及びこれらの混合物が例示される。   Crosslinking agents include formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea formaldehyde resin, methylol melamine resin, carbodiimide compound, polyfunctional epoxy compound, oxazoline compound, polyfunctional hydrazide compound, isocyanate compound, melamine compound, urea compound, and mixtures thereof. Illustrated.

上記リチウムイオン電池用スラリーは、(A)成分以外のバインダーが含まれても構わないが、全バインダー中の(A)成分の含有量は、90質量%以上(例えば、91、95、98、99質量%以上、100質量%)が好ましい。   The lithium ion battery slurry may contain a binder other than the component (A), but the content of the component (A) in all binders is 90% by mass or more (for example, 91, 95, 98, 99 mass% or more and 100 mass%) is preferable.

なお、(A)成分以外のバインダーは、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよく、フッ素系樹脂(ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、不飽和結合を有する重合体(スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等)、アクリル酸系重合体(アクリル酸共重合体、メタクリル酸共重合体)、カルボキシメチルセルロース塩、ポリビニルアルコール共重合体、ポリビニルピロリドン等が例示される。   In addition, binders other than the component (A) may be used alone or in combination of two or more, fluorine-based resins (polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, etc.), polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.) ), Polymers having an unsaturated bond (styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, etc.), acrylic polymers (acrylic acid copolymers, methacrylic acid copolymers), carboxymethylcellulose salts, polyvinyl alcohol copolymer Examples thereof include polyvinyl pyrrolidone and the like.

上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーは、熱架橋型リチウムイオン電池電極用スラリー、熱架橋型リチウムイオン電池負極用スラリー、熱架橋型リチウムイオン電池正極用スラリー、熱架橋型リチウムイオン電池セパレータ用スラリーとして使用され得る。   The slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery includes a slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery electrode, a slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery negative electrode, a slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery positive electrode, and a slurry for a thermal crosslinking type lithium ion battery separator. Can be used as

[3.リチウムイオン電池用スラリーの製造方法]
本開示は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を含む水溶液に前記水溶性架橋剤(A1)を加える工程を含む、上記リチウムイオン電池用スラリーの製造方法を提供する。なお、本項目において記載される(A)成分等は上述したもの等が例示される。
[3. Method for producing slurry for lithium ion battery]
This indication provides the manufacturing method of the slurry for the above-mentioned lithium ion battery including the process of adding the water-soluble crosslinking agent (A1) to the aqueous solution containing water-soluble poly (meth) acrylamide (A). In addition, what was mentioned above etc. are illustrated for (A) component etc. which are described in this item.

1つの実施形態において、スラリー溶液を得る工程は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)と、水溶性架橋剤(A1)、及び水、並びに電極活物質又はセラミック微粒子を加え、混合させる工程を含む。上記水溶性架橋剤(A1)を加える手法は
・水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)水溶液の製造後に混合する
・水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)水溶液に電極活物質又はセラミック微粒子を分散させた後に混合する(後添加ともいう)
の手法等が挙げられ、安定性の観点から後添加の方が好ましい。
In one embodiment, the step of obtaining a slurry solution includes the step of adding and mixing the water-soluble poly (meth) acrylamide (A), the water-soluble crosslinking agent (A1), water, and the electrode active material or ceramic fine particles. Including. The method of adding the water-soluble cross-linking agent (A1) is: • Mixing after the production of the water-soluble poly (meth) acrylamide (A) aqueous solution • Dispersing the electrode active material or ceramic fine particles in the water-soluble poly (meth) acrylamide (A) aqueous solution And then mix (also called post-addition)
The post-addition is more preferable from the viewpoint of stability.

スラリーの混合手段は、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等が例示される。   Examples of the slurry mixing means include a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, and a Hobart mixer.

[4.リチウムイオン電池用電極]
本開示は、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを集電体に塗布し、熱架橋反応させることにより得られる、上記リチウムイオン電池用スラリーの乾燥物を集電体表面に有するリチウムイオン電池用電極を提供する。
[4. Lithium ion battery electrode]
The present disclosure relates to a lithium ion battery having a dried product of the lithium ion battery slurry obtained by applying the thermal crosslinkable lithium ion battery slurry on a current collector and causing a thermal cross-linking reaction on the current collector surface. An electrode is provided.

集電体は、各種公知のものを特に制限なく使用され得る。集電体の材質は特に限定されず、銅、鉄、アルミ、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が例示される。集電体の形態も特に限定されず、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板等が、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が例示される。中でも、電極活物質を負極に用いる場合には集電体として銅箔が、現在工業化製品に使用されていることから好ましい。   Various known collectors can be used without particular limitation. The material of the current collector is not particularly limited, and examples thereof include metal materials such as copper, iron, aluminum, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel, and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. The form of the current collector is not particularly limited, and in the case of a metal material, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, and the like are exemplified. In the case of a carbon material, a carbon plate, a carbon thin film, a carbon cylinder, and the like are exemplified. Especially, when using an electrode active material for a negative electrode, since copper foil is currently used for industrialized products as a collector, it is preferable.

塗布手段は特に限定されず、コンマコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ダイコーター、バーコーター等従来公知のコーティング装置が例示される。   The application means is not particularly limited, and examples thereof include conventionally known coating apparatuses such as a comma coater, a gravure coater, a micro gravure coater, a die coater, and a bar coater.

乾燥手段も特に限定されず、温度は60〜200℃が好ましく、100〜195℃がより好ましい。雰囲気は乾燥空気又は不活性雰囲気であればよい。   The drying means is not particularly limited, and the temperature is preferably 60 to 200 ° C, more preferably 100 to 195 ° C. The atmosphere may be dry air or an inert atmosphere.

電極(硬化塗膜)の厚さは特に限定されないが、5〜300μmが好ましく、10〜250μmがより好ましい。上記範囲とすることにより、高密度の電流値に対する十分なLiの吸蔵・放出の機能が得られやすくなり得る。   Although the thickness of an electrode (cured coating film) is not specifically limited, 5-300 micrometers is preferable and 10-250 micrometers is more preferable. By setting it as the above range, a sufficient Li occlusion / release function for a high-density current value can be easily obtained.

上記リチウムイオン電池用電極は、リチウムイオン電池用正極、リチウムイオン電池用負極として用いられ得る。   The lithium ion battery electrode can be used as a positive electrode for a lithium ion battery and a negative electrode for a lithium ion battery.

[5.リチウムイオン電池用セパレータ]
本開示は、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布に塗布し乾燥させることにより得られる、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの乾燥物を多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布の表面に有するリチウムイオン電池用セパレータを提供する。
[5. Lithium-ion battery separator]
The present disclosure provides a porous product obtained by applying the slurry for a heat-crosslinking lithium ion battery to a porous polyolefin resin substrate or a plastic nonwoven fabric and drying the slurry. The separator for lithium ion batteries which has on the surface of the polyolefin resin base material of this, or a plastic nonwoven fabric is provided.

上記リチウムイオン電池用スラリーは、基材の片方の面だけに塗布されていてもよく、両方の面に塗布されていてもよい。   The lithium ion battery slurry may be applied to only one surface of the base material, or may be applied to both surfaces.

(多孔質のポリオレフィン樹脂基材)
1つの実施形態において、基材は、電子伝導性がなくイオン伝導性があり、有機溶媒の耐性が高い、孔径の微細な多孔質膜が好ましい。このような多孔質膜として、多孔質のポリオレフィン樹脂基材がある。多孔質のポリオレフィン樹脂基材は、ポリオレフィン及びそれらの混合物又は共重合体等の樹脂を主成分として含む微多孔膜である。多孔質のポリオレフィン樹脂基材は、塗工工程を経てポリマー層を得る場合に塗工液の塗工性に優れ、セパレータの膜厚をより薄くして、リチウムイオン電池内の活物質比率を高めて体積当たりの容量を増大させる観点から好ましい。なお、「主成分として含む」とは、50質量%を超えて含むことを意味し、好ましくは75質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、なおも更に好ましくは95質量%以上、特に好ましくは98質量%以上含み、100質量%であってもよい。
(Porous polyolefin resin substrate)
In one embodiment, the base material is preferably a porous membrane having a fine pore size, which has no electron conductivity, ion conductivity, and high resistance to organic solvents. As such a porous membrane, there is a porous polyolefin resin substrate. The porous polyolefin resin substrate is a microporous membrane containing a resin such as polyolefin and a mixture or copolymer thereof as a main component. The porous polyolefin resin base material is excellent in the coating property of the coating liquid when the polymer layer is obtained through the coating process, the separator film thickness is made thinner, and the active material ratio in the lithium ion battery is increased. From the viewpoint of increasing the capacity per volume. In addition, “including as a main component” means including more than 50% by mass, preferably 75% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and still more preferably. Is 95% by mass or more, particularly preferably 98% by mass or more, and may be 100% by mass.

1つの実施形態において、多孔質のポリオレフィン樹脂基材におけるポリオレフィン樹脂の含有量は、特に限定されないが、リチウムイオン電池用セパレータとして用いた場合のシャットダウン性能等の観点から、多孔質のポリオレフィン樹脂基材におけるポリオレフィン樹脂の含有量は、該基材を構成する全成分の50質量%以上100質量%以下が好ましく、60質量%以上100質量%以下がより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。   In one embodiment, the content of the polyolefin resin in the porous polyolefin resin base material is not particularly limited, but from the viewpoint of shutdown performance when used as a separator for a lithium ion battery, the porous polyolefin resin base material The content of the polyolefin resin in is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, and more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less of all components constituting the substrate. More preferably.

ポリオレフィン樹脂は、特に限定されないが、押出、射出、インフレーション、及びブロー成形等に使用するポリオレフィン樹脂でよく、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。ポリオレフィン樹脂は、エチレン、プロピレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、及び1−オクテン等のホモポリマー、コポリマー、多段ポリマー等が例示される。これらのポリオレフィン樹脂の製造の際に用いられる重合触媒も特に制限はなく、チーグラー・ナッタ系触媒、フィリップス系触媒及びメタロセン系触媒等が例示される。   The polyolefin resin is not particularly limited, but may be a polyolefin resin used for extrusion, injection, inflation, blow molding and the like, and may be used alone or in combination of two or more. Examples of the polyolefin resin include homopolymers such as ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene, copolymers, multistage polymers, and the like. The polymerization catalyst used in the production of these polyolefin resins is not particularly limited, and examples thereof include Ziegler-Natta catalysts, Phillips catalysts, metallocene catalysts, and the like.

多孔質のポリオレフィン樹脂基材の材料として用いられるポリオレフィン樹脂は、低融点であり、かつ高強度であることから、特に高密度ポリエチレンを主成分とする樹脂が好ましい。さらにポリオレフィン多孔性基材の耐熱性を向上させる観点から、ポリプロピレンと、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂とを含む多孔質のポリオレフィン樹脂基材を併用することがより好ましい。   The polyolefin resin used as the material for the porous polyolefin resin base material has a low melting point and a high strength, and therefore a resin mainly composed of high-density polyethylene is preferred. Furthermore, from the viewpoint of improving the heat resistance of the polyolefin porous substrate, it is more preferable to use a porous polyolefin resin substrate containing polypropylene and a polyolefin resin other than polypropylene.

ここで、ポリプロピレンの立体構造は、限定されるものではなく、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン及びアタクティックポリプロピレンのいずれでもよい。   Here, the three-dimensional structure of polypropylene is not limited, and any of isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene, and atactic polypropylene may be used.

ポリオレフィン樹脂組成物中に含まれるポリオレフィン全量に対するポリプロピレンの割合は、特に限定されないが、耐熱性と良好なシャットダウン機能の両立の観点から、1〜35質量%が好ましく、3〜20質量%がより好ましく、4〜10質量%が更に好ましい。   The proportion of polypropylene relative to the total amount of polyolefin contained in the polyolefin resin composition is not particularly limited, but is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 3 to 20% by mass, from the viewpoint of achieving both heat resistance and a good shutdown function. 4-10 mass% is still more preferable.

この場合、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂は、限定されるものではなく、例えば、エチレン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン等のオレフィン炭化水素のホモポリマー又はコポリマーが例示される。具体的には、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン、ポリブテン、エチレン−プロピレンランダムコポリマー等が例示される。   In this case, the polyolefin resin other than polypropylene is not limited. For example, a homopolymer or copolymer of olefin hydrocarbon such as ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, 1-octene and the like. Is exemplified. Specifically, examples of the polyolefin resin other than polypropylene include polyethylene, polybutene, and ethylene-propylene random copolymer.

ポリオレフィン多孔性基材の孔が熱溶融により閉塞するシャットダウン特性の観点から、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂として、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレンを用いることが好ましい。これらの中でも、強度の観点から、JIS K 7112に従って測定した密度が0.93g/cm以上であるポリエチレンがより好ましい。 From the viewpoint of shutdown characteristics in which the pores of the polyolefin porous substrate are blocked by heat melting, polyolefin resins other than polypropylene include low density polyethylene, linear low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene, ultra high molecular weight polyethylene, etc. It is preferable to use polyethylene. Among these, polyethylene having a density measured according to JIS K 7112 of 0.93 g / cm 3 or more is more preferable from the viewpoint of strength.

多孔質のポリオレフィン樹脂基材は、強度や硬度、熱収縮率を制御する目的で、フィラーや繊維化合物を含んでもよい。また、接着層との密着性を向上させたり、電解液との表面張力を下げて液の含浸性を向上させる目的で、あらかじめ低分子化合物や高分子化合物で多孔質のポリオレフィン樹脂基材の表面を、被覆処理したり、紫外線等の電磁線処理、コロナ放電・プラズマガス等のプラズマ処理を行ってもよい。特に、電解液の含浸性が高く、上記スラリーを基材に塗布、乾燥して得られるコーティング層との密着性を得やすい点から、カルボン酸基、水酸基及びスルホン酸基等の極性基を含む高分子化合物で被覆処理したものが好ましい。   The porous polyolefin resin substrate may contain a filler and a fiber compound for the purpose of controlling strength, hardness, and heat shrinkage. In addition, the surface of a porous polyolefin resin substrate with a low-molecular compound or polymer compound in advance for the purpose of improving the adhesion with the adhesive layer or reducing the surface tension with the electrolytic solution to improve the liquid impregnation property. May be subjected to a coating treatment, an electromagnetic ray treatment such as ultraviolet rays, or a plasma treatment such as corona discharge / plasma gas. In particular, it contains polar groups such as a carboxylic acid group, a hydroxyl group, and a sulfonic acid group from the viewpoint of high impregnation of the electrolytic solution and easy adhesion to the coating layer obtained by applying the slurry to a substrate and drying. Those coated with a polymer compound are preferred.

多孔質のポリオレフィン樹脂基材の厚さは、特に限定されないが、2μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、100μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。この厚さを2μm以上に調整することは、機械強度を向上させる観点から好ましい。一方、この膜厚を100μm以下に調整することは、電池におけるセパレータの占有体積が減るため、電池の高容量化の点において有利となる傾向があるため好ましい。   The thickness of the porous polyolefin resin substrate is not particularly limited, but is preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 60 μm or less, and even more preferably 50 μm or less. It is preferable to adjust the thickness to 2 μm or more from the viewpoint of improving the mechanical strength. On the other hand, it is preferable to adjust the film thickness to 100 μm or less because the occupied volume of the separator in the battery is reduced, which tends to be advantageous in terms of increasing the capacity of the battery.

(プラスチック製不織布)
1つの実施形態において、上記リチウムイオン電池用セパレータに用いられるプラスチック製不織布の平均繊維径は、不織布との密着性及びセパレータ厚みの観点から1〜15μmが好ましく、1〜10μmがより好ましい。
(Plastic non-woven fabric)
In one embodiment, the average fiber diameter of the plastic nonwoven fabric used for the lithium ion battery separator is preferably 1 to 15 μm and more preferably 1 to 10 μm from the viewpoint of adhesion to the nonwoven fabric and separator thickness.

1つの実施形態において、上記プラスチック製不織布の平均ポア径は1〜20μmが好ましく、3〜20μmがより好ましく、5〜20μmがさらに好ましい。平均ポア径が1μm未満では、内部抵抗が大きくなり、出力特性が悪くなる。一方で平均ポア径が20μm以上では、リチウムデンドライト生成時に内部短絡してしまうことがある。   In one embodiment, the average pore diameter of the plastic nonwoven fabric is preferably 1 to 20 μm, more preferably 3 to 20 μm, and even more preferably 5 to 20 μm. If the average pore diameter is less than 1 μm, the internal resistance increases and the output characteristics deteriorate. On the other hand, if the average pore diameter is 20 μm or more, an internal short circuit may occur when lithium dendrite is generated.

本開示において、ポア径は、プラスチック製不織布を形成する合成繊維同士の隙間のことを意味する。また平均繊維径は、走査型電子顕微鏡写真から、繊維の繊維径を計測し、無作為に選んだ20本の繊維の繊維径の平均値を意味する。同様に平均ポア径は、走査型電子顕微鏡写真から、繊維のポア径を計測し、無作為に選んだ20本の繊維のポア径の平均値を意味する。   In the present disclosure, the pore diameter means a gap between synthetic fibers forming a plastic nonwoven fabric. The average fiber diameter means an average value of the fiber diameters of 20 fibers randomly selected from the scanning electron micrographs. Similarly, the average pore diameter means an average value of the pore diameters of 20 fibers randomly selected from the scanning electron micrographs.

なお、不織布は、構成繊維の平均繊維径が1〜10μmで平均ポア径1〜20μmの合成繊維のみから構成されることが好ましいが、セパレータの薄厚化の必要性があまり高くない場合等、必要に応じて平均繊維径及びポア径が前記と異なる合成繊維を併用してもよい。また、同様の観点から合成繊維以外の繊維を適宜併用してもよい。これらの繊維(平均繊維径及び平均ポア径が本願で特定される範囲外の合成樹脂繊維や合成繊維以外の繊維)を併用する場合、その含有量は、不織布の強度等を確保する観点から30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましい。   The nonwoven fabric is preferably composed only of synthetic fibers having an average fiber diameter of 1 to 10 μm and an average pore diameter of 1 to 20 μm, but is necessary when the need for thinning the separator is not so high. Depending on the case, a synthetic fiber having an average fiber diameter and a pore diameter different from those described above may be used in combination. Moreover, you may use together fibers other than a synthetic fiber suitably from the same viewpoint. When using these fibers together (synthetic resin fibers whose average fiber diameter and average pore diameter are outside the range specified in the present application or fibers other than synthetic fibers), the content is 30 from the viewpoint of securing the strength of the nonwoven fabric and the like. % By mass or less is preferable, 20% by mass or less is more preferable, and 10% by mass or less is further preferable.

合成樹脂繊維の材質となる合成樹脂は、ポリオレフィン(polyolefin)系樹脂、ポリエステル(polyester)系樹脂、ポリ酢酸ビニル(polyvinyl acetate)系樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体(ethylene−vinyl acetate copolymer)樹脂、ポリアミド(polyamide)系樹脂、アクリル(acrylic)系樹脂、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride)系樹脂、ポリ塩化ビニリデン(polyvinylidene chloride)系樹脂、ポリビニルエーテル(polyvinyl ether)系樹脂、ポリビニルケトン(polyvinylketone)系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)系樹脂、ジエン(diene)系樹脂、ポリウレタン(polyurethane)系樹脂、フェノール(phenol)系樹脂、メラミン(melamine)系樹脂、フラン(furan)系樹脂、尿素系樹脂、アニリン(aniline)系樹脂、不飽和ポリエステル(Unsaturated polyester)系樹脂、アルキド(alkyd)樹脂、フッ素(fluorocarbon)系樹脂、シリコーン(silicone)系樹脂、ポリアミドイミド(polyamide imide)系樹脂、ポリフェニレンスルフィド(polyphenylene sulfide)系樹脂、ポリイミド(polyimide)系樹脂、ポリカーボネート(polycarbonate)系樹脂、ポリアゾメチン(polyazomethine)系樹脂、ポリエステルアミド(polyesteramide)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone)系樹脂、ポリ−p−フェニレンベンゾビスオキサゾール(poly−p−phenylenebenzobisoxazole)樹脂、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)系樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体(ethylene−vinylalcohol copolymer)系樹脂等が例示される。これらのうち、セラミック微粒子との密着性を高くするにはポリエステル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。また、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂を使用すると、セパレータの耐熱性が向上され得る。   The synthetic resin used as the material of the synthetic resin fiber is a polyolefin resin, a polyester resin, a polyvinyl acetate resin, an ethylene-vinyl acetate copolymer resin. , Polyamide resin, acrylic resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, polyvinyl ether resin, polyvinyl ketone Resin, polyether resin, polyvinyl alcohol (polyvi yl alcohol resin, diene resin, polyurethane resin, phenol resin, melamine resin, furan resin, urea resin, aniline resin Resin, Unsaturated Polyester Resin, Alkyd Resin, Fluorocarbon Resin, Silicone Resin, Polyamide Imide Resin, Polyphenylene Sulfide Resin Polyimide resin, polycarbonate resin, polyazo Polymethine resin, Polyesteramide resin, Polyetheretherketone resin, Poly-p-phenylenebenzobisoxazole resin, Polybenzimidazole (polyzene) resin Examples thereof include an ethylene-vinyl alcohol copolymer resin. Of these, polyester resins, acrylonitrile resins, and polyolefin resins are preferable for improving the adhesion to the ceramic fine particles. Moreover, when a polyester resin, an acrylic resin, or a polyamide resin is used, the heat resistance of the separator can be improved.

ポリエステル系樹脂は、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)系、ポリブチレンテレフタレート(polybuthylene terephthalate、PBT)系、ポリトリメチレンテレフタレート(polytrimethylene terephthalate、PPT)系、ポリエチレンメフタレート(polyethylene naphthalate、PEN)系、ポリブチレンナフタレート系(polybuthylene naphthalate)、ポリエチレンイソナフタレート(polyethylene isonaphthalate)系、全芳香族ポリエステル(fully aromatic polyester)系等の樹脂が例示される。またこれらの樹脂の誘導体も使用できる。これらの樹脂の中で、耐熱性、耐電解液性、セラミック微粒子との接着性を向上させるためには、ポリエチレンテレフタレート系樹脂が好ましい。   Polyester resins include polyethylene terephthalate (PET) series, polybutylene terephthalate (PBT) series, polytrimethylene terephthalate (PPT) series, polyethylene methyl phthalate (PPT) series, polyethylene methyl phthalate (PPT) series, polyethylene methyl phthalate (PPT) series, polyethylene methyl phthalate (PPT) series, polyethylene methyl phthalate (PPT) series, polyethylene methacrylate (PPT), Examples include resins such as butylene naphthalate-based, polyethylene isonaphthalate-based, and fully aromatic polyester-based resins. . Also, derivatives of these resins can be used. Among these resins, a polyethylene terephthalate-based resin is preferable for improving heat resistance, electrolytic solution resistance, and adhesion with ceramic fine particles.

アクリロニトリル系樹脂は、アクリロニトリル100%の重合体からなるもの、アクリロニトリルに対して、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の(メタ)アクリル酸誘導体、酢酸ビニル等の共重合物等が例示される。   Acrylonitrile resin is made of 100% acrylonitrile polymer, acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid ester, (meth) acrylic acid derivative such as methacrylic acid ester, copolymer of vinyl acetate, etc. Is exemplified.

ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、オレフィン系共重合体等が例示される。耐熱性の観点から、ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、オレフィン系共重合体等が好ましい。   Examples of the polyolefin resin include polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, ethylene-vinyl alcohol copolymer, olefin copolymer and the like. From the viewpoint of heat resistance, the polyolefin resin is preferably polypropylene, polymethylpentene, ethylene-vinyl alcohol copolymer, olefin copolymer or the like.

ポリアミド系樹脂は、ナイロン等の脂肪族ポリアミド、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド、ポリ−p−フェニレンテレフタルアミド−3,4−ジフェニルエーテルテレフタルアミド、ポリ−m−フェニレンイソフタルアミド等の全芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミドにおける主鎖の一部に脂肪鎖を有する半芳香族ポリアミド等が例示される。全芳香族ポリアミドはパラ型、メタ型いずれでもよい。   Polyamide-based resins include aliphatic polyamides such as nylon, poly-p-phenylene terephthalamide, poly-p-phenylene terephthalamide-3,4-diphenyl ether terephthalamide, wholly aromatic polyamides such as poly-m-phenylene isophthalamide, Examples thereof include semi-aromatic polyamide having a fatty chain in a part of the main chain in the aromatic polyamide. The wholly aromatic polyamide may be para-type or meta-type.

合成樹脂繊維は、単一の樹脂からなる繊維(単繊維)であってもよいし、2種以上の樹脂からなる繊維(複合繊維)であってもよい。複合繊維は、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が例示される。   The synthetic resin fiber may be a fiber (single fiber) made of a single resin, or may be a fiber (composite fiber) made of two or more kinds of resins. Examples of the composite fiber include a core-sheath type, an eccentric type, a side-by-side type, a sea-island type, an orange type, and a multiple bimetal type.

また、合成樹脂繊維と併用可能な合成樹脂繊維以外の繊維は、溶剤紡糸セルロースや再生セルロースの短繊維やフィブリル化物、天然セルロース繊維、天然セルロース繊維のパルプ化物やフィブリル化物、無機繊維等が例示される。   Examples of fibers other than synthetic resin fibers that can be used in combination with synthetic resin fibers include solvent-spun cellulose and regenerated cellulose short fibers and fibrillated products, natural cellulose fibers, pulped products and fibrillated products of natural cellulose fibers, and inorganic fibers. The

プラスチック製不織布の厚さは、厚さを薄くし、内部抵抗の少ないセパレータを得る観点から、5〜25μmが好ましく、5〜15μmがより好ましい。   The thickness of the plastic nonwoven fabric is preferably 5 to 25 μm and more preferably 5 to 15 μm from the viewpoint of reducing the thickness and obtaining a separator having a low internal resistance.

基材にリチウムイオン電池用スラリーを塗工する方法は、特に限定されないが、ブレード、ロッド、リバースロール、リップ、ダイ、カーテン、エアーナイフ等各種の塗工方式、フレキソ、スクリーン、オフセット、グラビア、インクジェット等の各種印刷方式、ロール転写、フィルム転写等の転写方式、ディッピング等の引き上げ方式の後に非塗工面側の塗液を掻き落とす方式等が例示される。   The method of coating the lithium ion battery slurry on the substrate is not particularly limited, but various coating methods such as blade, rod, reverse roll, lip, die, curtain, air knife, flexo, screen, offset, gravure, Examples include various printing methods such as inkjet, transfer methods such as roll transfer and film transfer, and methods such as scraping off the coating liquid on the non-coating surface after a pulling method such as dipping.

リチウムイオン電池用スラリーの層(コーティング層)内において、(A)成分と(C)成分とを含むリチウムイオン電池用スラリーを架橋反応させることにより、上記リチウムイオン電池用スラリーの層を形成し得る。架橋反応は、リチウムイオン電池用スラリーを乾燥させる際等に進行し得る。具体的な乾燥方法は、温風、熱風、低湿風等の風による乾燥;真空乾燥;赤外線、遠赤外線、及び電子線等の照射による乾燥法等が例示される。   In the lithium ion battery slurry layer (coating layer), the lithium ion battery slurry containing the component (A) and the component (C) may be crosslinked to form the lithium ion battery slurry layer. . The cross-linking reaction can proceed when the lithium ion battery slurry is dried. Specific examples of the drying method include drying with warm air, hot air, low-humidity air, and the like; vacuum drying; drying by irradiation with infrared rays, far infrared rays, electron beams, and the like.

乾燥の際の温度の下限は、多孔膜用組成物からの溶媒及び低分子化合物を効率よく除去する観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、特に好ましくは50℃以上であり、上限は、基材の熱による変形を抑える観点から、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下である。   The lower limit of the temperature during drying is preferably 40 ° C. or higher, more preferably 45 ° C. or higher, and particularly preferably 50 ° C. or higher, from the viewpoint of efficiently removing the solvent and low molecular weight compound from the porous membrane composition. The upper limit is preferably 90 ° C. or less, more preferably 80 ° C. or less, from the viewpoint of suppressing deformation of the base material due to heat.

乾燥時間の下限は、好ましくは5秒以上、より好ましくは10秒以上、特に好ましくは15秒以上であり、上限は、好ましくは3分以下、より好ましくは2分以下である。乾燥時間を前記範囲の下限以上にすることにより、多孔膜用組成物から溶媒を十分に除去できるので、電池の出力特性を向上させ得る。また、上限値以下とすることにより、製造効率を高め得る。   The lower limit of the drying time is preferably 5 seconds or more, more preferably 10 seconds or more, particularly preferably 15 seconds or more, and the upper limit is preferably 3 minutes or less, more preferably 2 minutes or less. By setting the drying time to be equal to or more than the lower limit of the above range, the solvent can be sufficiently removed from the porous membrane composition, so that the output characteristics of the battery can be improved. Moreover, manufacturing efficiency can be improved by setting it as an upper limit or less.

上記リチウムイオン電池用セパレータの製造方法は、上述以外の任意の工程が含まれ得る。上記リチウムイオン電池用セパレータの製造方法は、金型プレス及びロールプレス等のプレスによるリチウムイオン電池用スラリーの層(コーティング層)の加圧処理工程を含み得る。加圧処理を施すことにより、基材とリチウムイオン電池用スラリーの層との結着性を向上させ得る。ただし、リチウムイオン電池用スラリーの層の空隙率を好ましい範囲に保つ観点では、圧力及び加圧時間が過度に大きくならないように適切に制御することが好ましい。また、残留水分除去のため、上記リチウムイオン電池用セパレータの製造方法は、真空乾燥やドライルーム内等で乾燥する工程を含み得る。   The manufacturing method of the said lithium ion battery separator may include arbitrary processes other than the above-mentioned. The manufacturing method of the said lithium ion battery separator can include the pressurization process of the layer (coating layer) of the slurry for lithium ion batteries by presses, such as a metal mold press and a roll press. By performing the pressure treatment, the binding property between the base material and the layer of the lithium ion battery slurry can be improved. However, from the viewpoint of keeping the porosity of the lithium ion battery slurry within a preferable range, it is preferable to appropriately control the pressure and the pressurization time so as not to become excessively large. Moreover, the said manufacturing method of the separator for lithium ion batteries may include the process of drying in a vacuum drying, a dry room, etc. for residual moisture removal.

[6.リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体]
本開示は、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを電極に塗布し乾燥させることにより得られる、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの乾燥物である、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を提供する。
[6. Lithium-ion battery separator / electrode laminate]
The present disclosure provides a separator / electrode laminate for a lithium ion battery, which is a dried product of the slurry for a thermal bridge type lithium ion battery, obtained by applying the slurry for the thermal bridge type lithium ion battery to an electrode and drying the slurry. provide.

リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を製造する際に用いられる電極は、各種公知の電極を使用することができ、本開示により提供される電極であってもよいし、本開示により提供される電極でなくてもよい。   Various known electrodes can be used as the electrode used when producing the separator / electrode laminate for a lithium ion battery, and the electrode provided by the present disclosure may be used or provided by the present disclosure. It may not be an electrode.

リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体の製造方法は、集電体に、上記リチウムイオン電池用スラリー等の電極材料含有スラリーを塗布、乾燥、プレスする工程、
上記電極材料含有スラリーの乾燥物上に(すなわち集電体側ではなく電極活物質側に)、上記リチウムイオン電池用スラリーを塗布し乾燥させる工程を含む方法等が例示される。なお、塗布方法、乾燥方法、条件等は上述したもの等が例示される。
A method for producing a separator / electrode laminate for a lithium ion battery includes a step of applying, drying, and pressing an electrode material-containing slurry such as the lithium ion battery slurry to a current collector,
Examples include a method including a step of applying and drying the slurry for a lithium ion battery on the dried material of the electrode material-containing slurry (that is, not on the current collector side but on the electrode active material side). Examples of the application method, the drying method, and the conditions described above are exemplified.

[7.リチウムイオン電池]
本開示は、上記リチウムイオン電池用電極を含む、リチウムイオン電池を提供する。また、本開示は、上記リチウムイオン電池用セパレータ、及び/又は上記リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を含む、リチウムイオン電池を提供する。上記電池には、電解液、及び包装材料も含まれ、これらは特に限定されない。
[7. Lithium ion battery]
The present disclosure provides a lithium ion battery including the lithium ion battery electrode. Moreover, this indication provides the lithium ion battery containing the said separator for lithium ion batteries, and / or the said separator / electrode laminated body for lithium ion batteries. The battery includes an electrolytic solution and a packaging material, and these are not particularly limited.

(電解液)
電解液は、非水系溶媒に支持電解質を溶解した非水系電解液等が例示される。また、上記非水系電解液には、被膜形成剤を含めてもよい。
(Electrolyte)
Examples of the electrolytic solution include a non-aqueous electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent. The non-aqueous electrolyte may contain a film forming agent.

非水系溶媒は、各種公知のものを特に制限なく使用でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。非水系溶媒は、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート溶媒;1,2−ジメトキシエタン等の鎖状エーテル溶媒;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3−ジオキソラン等の環状エーテル溶媒;ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル溶媒;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル溶媒;アセトニトリル等が例示される。これらのなかでも、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含む混合溶媒の組み合わせが好ましい。   As the non-aqueous solvent, various known solvents can be used without particular limitation, and they may be used alone or in combination of two or more. Non-aqueous solvents include linear carbonate solvents such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; cyclic carbonate solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate; linear ether solvents such as 1,2-dimethoxyethane; tetrahydrofuran, Cyclic ether solvents such as 2-methyltetrahydrofuran, sulfolane, 1,3-dioxolane; chain ester solvents such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate; cyclic ester solvents such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; acetonitrile, etc. Is exemplified. Among these, the combination of the mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable.

支持電解質は、リチウム塩が用いられる。リチウム塩は、各種公知のものを特に制限なく使用でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。支持電解質は、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLi等が例示される。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF、LiClO、CFSOLiが好ましい。解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節できる。 Lithium salt is used for the supporting electrolyte. Various known lithium salts can be used without particular limitation, and may be used alone or in combination of two or more. The supporting electrolyte is LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi, (CF 3 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi and the like are exemplified. Among these, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li that are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation are preferable. Since the lithium ion conductivity increases as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

被膜形成剤は、各種公知のものを特に制限なく使用でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。被膜形成剤は、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート等のカーボネート化合物;エチレンサルファイド、プロピレンサルファイド等のアルケンサルファイド;1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン等のスルトン化合物;マレイン酸無水物、コハク酸無水物等の酸無水物等が例示される。電解質溶液における被膜形成剤の含有量は特に限定されないが、10質量%以下、8質量%以下、5質量%以下、及び2質量%以下の順で好ましい。含有量を10質量%以下とすることで、被膜形成剤の利点である、初期不可逆容量の抑制や、低温特性及びレート特性の向上等が得られやすくなる。   Various known film forming agents can be used without particular limitation, and may be used alone or in combination of two or more. Film-forming agents are carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, vinylethyl carbonate, methylphenyl carbonate, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate; alkene sulfides such as ethylene sulfide and propylene sulfide; 1,3-propane sultone, 1 And sultone compounds such as 1,4-butane sultone; acid anhydrides such as maleic anhydride and succinic anhydride. The content of the film forming agent in the electrolyte solution is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, 8% by mass or less, 5% by mass or less, and 2% by mass or less. By controlling the content to 10% by mass or less, it is easy to obtain the advantages of the film forming agent, such as suppression of initial irreversible capacity, improvement of low temperature characteristics and rate characteristics, and the like.

上記リチウムイオン電池の形態は特に制限されない。リチウムイオン電池の形態は、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が例示される。また、これらの形態の電池を任意の外装ケースに収めることにより、コイン型、円筒型、角型等の任意の形状にして用いることができる。   The form of the lithium ion battery is not particularly limited. Examples of the form of the lithium ion battery include a cylinder type in which the sheet electrode and the separator are spiral, a cylinder type having an inside-out structure in which the pellet electrode and the separator are combined, a coin type in which the pellet electrode and the separator are stacked, and the like. In addition, by storing batteries of these forms in an optional outer case, the battery can be used in an arbitrary shape such as a coin shape, a cylindrical shape, or a square shape.

上記リチウムイオン電池の製造方法は特に制限されず、電池の構造に応じて適切な手順で組み立てればよい。リチウムイオン電池の製造方法は、特開2013−089437号公報に記載する方法等が例示される。外装ケース上に負極を乗せ、その上に電解液とセパレータを設け、更に負極と対向するように正極を乗せて、ガスケット、封口板によって固定して電池を製造できる。   The method for producing the lithium ion battery is not particularly limited, and may be assembled by an appropriate procedure according to the structure of the battery. Examples of the method for producing a lithium ion battery include the method described in JP2013-089437A. A battery can be manufactured by placing a negative electrode on an outer case, providing an electrolyte and a separator thereon, and further placing a positive electrode so as to face the negative electrode, and fixing with a gasket and a sealing plate.

以下に実施例及び比較例をあげて本発明をより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。なお、以下において「部」及び「%」は、特に説明がない限り、それぞれ質量部及び質量%を示す。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. The present invention is not limited to the following examples. In the following, “parts” and “%” indicate parts by mass and mass%, respectively, unless otherwise specified.

1.(A)成分の製造
製造例1
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応装置に、イオン交換水1095g、50%アクリルアミド水溶液400g(2.81mol)、メタリルスルホン酸ナトリウム0.22g(0.0014mol)を入れ、窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除去した後、50℃まで昇温した。そこに2,2’−アゾビス−2−アミジノプロパン 二塩酸塩(日宝化学株式会社製 製品名「NC−32」)2.0g、イオン交換水50gを投入し、80℃まで昇温し3時間反応を行い、ポリアクリルアミドを含有する水溶液を得た。
1. (A) Production of component 1
In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas introduction tube, 1095 g of ion-exchanged water, 400 g (2.81 mol) of 50% acrylamide aqueous solution, 0.22 g (0.0014 mol) of sodium methallylsulfonate After removing oxygen in the reaction system through nitrogen gas, the temperature was raised to 50 ° C. 2,2′-Azobis-2-amidinopropane dihydrochloride (product name “NC-32”, manufactured by Nichiho Chemical Co., Ltd.) 2.0 g and ion-exchanged water 50 g were added thereto, and the temperature was raised to 80 ° C. 3 A time reaction was performed to obtain an aqueous solution containing polyacrylamide.

製造例2
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応装置に、イオン交換水1428g、50%アクリルアミド水溶液400g(2.81mol)、80%アクリル酸水溶液63.5g(0.70mol)、メタリルスルホン酸ナトリウム0.56g(0.0035mol)を入れた。窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除去した後、50℃まで昇温した。そこに2,2’−アゾビス−2−アミジノプロパン 二塩酸塩(日宝化学株式会社製 製品名「NC−32」)2.5g、イオン交換水50gを投入し、80℃まで昇温し3.0時間反応を行い、ポリアクリルアミド−アクリル酸共重合体を含有する水溶液を得た。
Production Example 2
In a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas introduction tube, 1428 g of ion-exchanged water, 400 g (2.81 mol) of a 50% aqueous acrylamide solution, and 63.5 g (0.70 mol) of an 80% aqueous acrylic acid solution. , 0.56 g (0.0035 mol) of sodium methallyl sulfonate was added. After removing oxygen in the reaction system through nitrogen gas, the temperature was raised to 50 ° C. Thereto, 2.5 g of 2,2′-azobis-2-amidinopropane dihydrochloride (product name “NC-32”, manufactured by Niho Chemical Co., Ltd.) and 50 g of ion-exchanged water were added, and the temperature was raised to 80 ° C. 3 Reaction was performed for 0 hour to obtain an aqueous solution containing a polyacrylamide-acrylic acid copolymer.

製造例3〜11
上記製造例2において、モノマー組成と開始剤の量を表1で示すものに変更した他は製造例2と同様にして、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミドを含有する水溶液を調製した。
Production Examples 3 to 11
An aqueous solution containing water-soluble poly (meth) acrylamide was prepared in the same manner as in Production Example 2 except that the monomer composition and the amount of initiator were changed to those shown in Table 1 in Production Example 2.

比較製造例1
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応装置に、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.5g、イオン交換水944g、および重合開始剤として過硫酸カリウム1.9gを入れ、50%アクリルアミド水溶液14g、アクリルアミドt−ブチルスルホン酸21g、アクリル酸ブチル576g、N−メチロールアクリルアミド30gを50℃で1時間掛けて滴下して重合を行った。2時間、同温度で重合を行った後、25℃まで冷却し、粒子状のポリアクリルアミド−アクリル酸エステルを含む水分散体を得た。
Comparative production example 1
In a reactor equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, and nitrogen gas inlet tube, 2.5 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 944 g of ion-exchanged water, and 1.9 g of potassium persulfate as a polymerization initiator are placed. Polymerization was carried out by dropping 14 g of 50% acrylamide aqueous solution, 21 g of acrylamide t-butylsulfonic acid, 576 g of butyl acrylate, and 30 g of N-methylolacrylamide at 50 ° C. over 1 hour. After polymerization at the same temperature for 2 hours, the mixture was cooled to 25 ° C. to obtain an aqueous dispersion containing particulate polyacrylamide-acrylic acid ester.

・AM:アクリルアミド(三菱ケミカル株式会社製 「50%アクリルアミド」)
・ATBS:アクリルアミドt−ブチルスルホン酸(東亞合成株式会社製 「ATBS」)
・NMAM:N−メチロールアクリルアミド(東京化成工業株式会社製)
・DMAA:N,N−ジメチルアクリルアミド(東京化成工業株式会社製)
・AA:アクリル酸(大阪有機化学工業株式会社製 「80%アクリル酸」)
・AN:アクリロニトリル(三菱ケミカル株式会社製 「アクリロニトリル」)
・HEMA:メタクリル酸2−ヒドロキシエチル(東京化成工業株式会社製)
・BA:アクリル酸ブチル(和光純薬工業株式会社製)
・SMAS:メタリルスルホン酸ナトリウム

表中に記載の(A)成分の物性は下記のようにして測定した。
・ AM: Acrylamide (“50% acrylamide” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
ATBS: Acrylamide t-butyl sulfonic acid (“ATBS” manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
NMAM: N-methylolacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
DMAA: N, N-dimethylacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
AA: Acrylic acid (“80% acrylic acid” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
・ AN: Acrylonitrile (“Acrylonitrile” manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
・ HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
-BA: butyl acrylate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
-SMAS: sodium methallyl sulfonate

The physical properties of the component (A) described in the table were measured as follows.

B型粘度
各バインダー水溶液の粘度は、B型粘度計(東機産業株式会社製 製品名「B型粘度計モデルBM」)を用い、25℃にて、以下の条件で測定した。
粘度100,000〜20,000mPa・sの場合:No.4ローター使用、回転数6rpm、粘度20,000mPa・s未満の場合:No.3ローター使用、回転数6rpm。
B-type viscosity The viscosity of each aqueous binder solution was measured using a B-type viscometer (product name “B-type viscometer model BM” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25 ° C. under the following conditions.
In the case of a viscosity of 100,000 to 20,000 mPa · s: No. When using 4 rotors, rotating at 6 rpm, viscosity less than 20,000 mPa · s: Three rotors are used and the rotation speed is 6 rpm.

重量平均分子量
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により0.2Mリン酸緩衝液/アセトニトリル溶液(90/10、PH8.0)下で測定したポリアクリル酸換算値として求めた。GPC装置はHLC−8220(東ソー(株)製)を、カラムはSB−806M−HQ(SHODEX製)を用いた。
Weight average molecular weight The weight average molecular weight was calculated | required as a polyacrylic acid conversion value measured under 0.2M phosphate buffer / acetonitrile solution (90/10, PH8.0) by the gel permeation chromatography (GPC). The GPC apparatus used was HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation), and the column used was SB-806M-HQ (manufactured by SHODEX).

配合例1
製造例1で得られた水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)100質量部に対して、37%ホルムアルデヒド水溶液(以下、ホルマリンともいう)を固形分換算で1質量部加え、25℃で0.5時間混合し、均一な水溶性電池用バインダーを得た。得られた水溶性電池用バインダーのゲル分率を以下の手順で測定した。
Formulation Example 1
To 100 parts by mass of the water-soluble poly (meth) acrylamide (A) obtained in Production Example 1, 1 part by mass of a 37% aqueous formaldehyde solution (hereinafter also referred to as formalin) was added in terms of solid content, and the concentration was reduced to 0. The mixture was mixed for 5 hours to obtain a uniform water-soluble battery binder. The gel fraction of the obtained water-soluble battery binder was measured by the following procedure.

<ゲル分率>
水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に水溶性架橋剤(A1)を配合した水溶性電池用バインダーを循風乾燥機にて120℃4時間乾燥後、固形樹脂を得た。その固形樹脂の質量を正確に測定し、水中に3時間攪拌させた条件で浸漬後、桐山ロートのろ紙(桐山製作所製No.50B)で減圧濾過した。その後、濾過物を120℃、3時間乾燥した後、不溶物残渣の質量を正確に測定して、以下の式から水溶性電池用バインダーの熱架橋後の樹脂のゲル分率を算出した。
ゲル分率(%)={不溶物残渣(g)/固形樹脂の質量(g)}×100
<Gel fraction>
A water-soluble battery binder in which a water-soluble cross-linking agent (A1) was blended with water-soluble poly (meth) acrylamide (A) was dried at 120 ° C. for 4 hours in a circulating drier to obtain a solid resin. The mass of the solid resin was accurately measured, immersed in water for 3 hours, and then filtered under reduced pressure with Kiriyama funnel filter paper (Kiriyama Seisakusho No. 50B). Thereafter, the filtrate was dried at 120 ° C. for 3 hours, and then the mass of the insoluble residue was accurately measured, and the gel fraction of the resin after thermal crosslinking of the water-soluble battery binder was calculated from the following formula.
Gel fraction (%) = {insoluble residue (g) / mass of solid resin (g)} × 100

配合例2〜12、比較配合例1〜3
配合例1において水溶性架橋剤(A1)の種類と量を表2で示すものおよび数値に変更した他は配合例1と同様にして得られた樹脂のゲル分率を測定した。
Formulation Examples 2-12, Comparative Formulation Examples 1-3
The gel fraction of the resin obtained in the same manner as in Formulation Example 1 was measured except that the type and amount of the water-soluble crosslinking agent (A1) in Formulation Example 1 were changed to those shown in Table 2 and numerical values.

・ホルマリン:37%ホルムアルデヒド水溶液
・グリオキサール:40%グリオキサール溶液(和光純薬工業株式会社製)
・ヘキサメチレンテトラミン(和光純薬工業株式会社製)
・メチロールメラミン樹脂
・尿素ホルムアルデヒド樹脂
-Formalin: 37% formaldehyde aqueous solution-Glyoxal: 40% glyoxal solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Hexamethylenetetramine (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ Methylol melamine resin ・ Urea formaldehyde resin

実施例1−1:電極の評価
(1)リチウムイオン電池電極用スラリーの製造
市販の自転公転ミキサー(製品名「あわとり練太郎」、シンキー(株)製)を用い、該ミキサー専用の容器に、配合例1で得られたポリ(メタ)アクリルアミド(A)と水溶性架橋剤(A1)を含むバインダー水溶液を固形分換算で7質量部と、D50が5μmのシリコン粒子を50質量部と、天然黒鉛(伊藤黒鉛工業株式会社製 製品名「Z−5F」)を50質量部とを混合した。そこにイオン交換水を固形分濃度40%となるように加えて、当該容器を上記ミキサーにセットした。次いで、2000rpmで10分間混練後、1分間脱泡を行い、電極用スラリーを得た。
Example 1-1: Electrode Evaluation (1) Production of Slurry for Lithium Ion Battery Electrode Using a commercially available revolution mixer (product name “Awatori Nertaro”, manufactured by Shinky Corporation), a container dedicated to the mixer 7 parts by mass of a binder aqueous solution containing the poly (meth) acrylamide (A) obtained in Formulation Example 1 and the water-soluble crosslinking agent (A1) in terms of solid content, and 50 parts by mass of silicon particles having a D50 of 5 μm, Natural graphite (product name “Z-5F” manufactured by Ito Graphite Industries Co., Ltd.) was mixed with 50 parts by mass. Ion exchange water was added thereto so that the solid concentration was 40%, and the container was set in the mixer. Next, after kneading at 2000 rpm for 10 minutes, defoaming was performed for 1 minute to obtain an electrode slurry.

(2)リチウムイオン電池用電極の製造
銅箔からなる集電体の表面に、上記リチウムイオン電池用スラリーを、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、60℃で30分乾燥後、150℃/真空で120分間加熱処理して電極を得た。その後、膜(電極活物質層)の密度が1.5g/cmになるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、電極を得た。
(2) Production of Lithium Ion Battery Electrode The above lithium ion battery slurry was uniformly applied to the surface of a current collector made of copper foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 25 μm. After drying at 30 ° C. for 30 minutes, an electrode was obtained by heat treatment at 150 ° C./vacuum for 120 minutes. Then, the electrode was obtained by pressing with a roll press so that the density of a film | membrane (electrode active material layer) might be 1.5 g / cm < 3 >.

(3)リチウムハーフセルの製造
アルゴン置換されたグローブボックス内で、上記電極を直径16mmに打ち抜き成形したものを、2極式コインセル(宝泉株式会社製、商品名「HSフラットセル」)上に載置した。次いで、直径24mmに打ち抜いたポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ(CS TECH CO., LTD製、商品名「Selion P2010」)を載置し、さらに、空気が入らないように電解液を500μL注入した後、市販の金属リチウム箔を16mmに打ち抜き成形したものを載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することにより、リチウムハーフセルを組み立てた。ここで使用した電解液は、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒に、LiPFを1モル/Lの濃度で溶解した溶液である。
(3) Manufacture of lithium half-cell In a glove box purged with argon, the above-mentioned electrode is punched and molded to a diameter of 16 mm and placed on a bipolar coin cell (trade name “HS Flat Cell” manufactured by Hosen Co., Ltd.). I put it. Next, a separator (CS TECH CO., LTD, trade name “Selion P2010”) made of a polypropylene porous membrane punched to a diameter of 24 mm is placed, and further, 500 μL of electrolyte is injected so that air does not enter. A lithium metal half cell was assembled by placing a commercially available metal lithium foil stamped to 16 mm and sealing the outer body of the bipolar coin cell with a screw. The electrolytic solution used here is a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / L in a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1 (mass ratio).

実施例1−2〜1−12、比較例1−1〜1−3
組成を下記表のように変更した他は同様にして、リチウムハーフセルを得た。
Examples 1-2 to 1-12, Comparative Examples 1-1 to 1-3
A lithium half cell was obtained in the same manner except that the composition was changed as shown in the following table.

表中のスラリー分散性、スプリングバック率及び放電容量維持率は下記の方法により測定した。   The slurry dispersibility, springback rate, and discharge capacity retention rate in the table were measured by the following methods.

<スラリー分散性評価>
スラリー調製直後の分散性を以下の基準で目視評価した。
◎:全体が均質なペースト状であり、液状分離がなく、かつ、凝集物も認められない。
○:全体は略均質なペースト状であり、僅かな液状分離が認められるが、凝集物は認められない。
△:容器底部に少量の凝集物と、やや多くの液状分離とが認められる。
×:容器底部に粘土状の凝集物が多数認められ、液状分離も多く認められる。
<Slurry dispersibility evaluation>
The dispersibility immediately after slurry preparation was visually evaluated according to the following criteria.
A: The whole is a homogeneous paste, there is no liquid separation, and no aggregates are observed.
○: The whole is a substantially homogeneous paste, and a slight liquid separation is observed, but no agglomerates are observed.
(Triangle | delta): A small amount of aggregates and a little more liquid separation are recognized by the container bottom part.
X: Many clay-like aggregates are observed at the bottom of the container, and a large amount of liquid separation is also observed.

<電気特性評価:スプリングバック率及び放電容量維持率>
(1)充放電測定
上記で製造したリチウムハーフセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.1C)にて充電を開始し、電圧が0.01Vになった時点で充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.1C)にて放電を開始し、電圧が1.0Vになった時点を放電完了(カットオフ)とする充放電を30回繰り返した。
<Electrical property evaluation: Springback rate and discharge capacity maintenance rate>
(1) Charging / discharging measurement The lithium half cell produced above is put in a thermostat at 25 ° C., charging is started at a constant current (0.1 C), and charging is completed when the voltage reaches 0.01 V (cut-off). ). Next, discharging was started at a constant current (0.1 C), and charging / discharging was repeated 30 times to complete the discharge (cutoff) when the voltage reached 1.0 V.

(2)充放電の繰り返しに伴う電極のスプリングバック率
充放電サイクル試験を室温(25℃)で30サイクル行った後、リチウムハーフセルを解体し、電極の厚みを測定した。電極のスプリングバック率は下記式によって求めた。
スプリングバック率={(30サイクル後の電極厚み−集電体厚み)/(充放電前の電極厚み−集電体厚み)}×100−100 (%)
(2) Springback rate of electrode accompanying repeated charge / discharge After 30 cycles of charge / discharge cycle test at room temperature (25 ° C.), the lithium half cell was disassembled and the thickness of the electrode was measured. The springback rate of the electrode was determined by the following formula.
Springback rate = {(electrode thickness after 30 cycles−current collector thickness) / (electrode thickness before charging / discharging−current collector thickness)} × 100-100 (%)

(3)放電容量維持率
放電容量維持率は以下の式より求めた。
放電容量維持率={(30サイクル目の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)}×100(%)
(3) Discharge capacity maintenance rate The discharge capacity maintenance rate was calculated | required from the following formula | equation.
Discharge capacity maintenance ratio = {(discharge capacity at 30th cycle) / (discharge capacity at 1st cycle)} × 100 (%)

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

表から明らかなように、実施例1−1〜1−12のバインダー水溶液を用いて作製した電極スラリー、この電極スラリーから作製したリチウムハーフセル評価ではいずれも、スプリングバック率、および放電容量維持率の評価が良好であった。   As is clear from the table, in the electrode slurry prepared using the binder aqueous solution of Examples 1-1 to 1-12 and in the lithium half cell evaluation prepared from this electrode slurry, both of the springback rate and the discharge capacity maintenance rate Evaluation was good.

得られたセパレータの耐熱収縮性、耐粉落ち性、密着性、レート耐性及び出力特性は下記の方法により測定した。   The obtained separators were measured for heat shrinkage resistance, dust resistance, adhesion, rate resistance and output characteristics by the following methods.

<耐熱収縮性>
実施例及び比較例で得られたセパレータ及びセパレータ/電極積層体を、幅12cm×長さ12cmの正方形に切り、正方形内部に1辺が10cmの正方形を描き試験片とした。試験片を150℃の恒温槽に入れ1時間放置することにより加熱処理した。加熱処理後、内部に描いた正方形の面積を測定し、加熱処理前後の面積の変化を熱収縮率として求め、下記の基準によって耐熱性を評価した。熱収縮率が小さいほどセパレータの耐熱収縮性が優れることを示す。
○:面積収縮率が1%未満
△:面積収縮率が1%以上3%未満
×:面積収縮率が3%以上
<Heat-resistant shrinkage>
The separators and separator / electrode laminates obtained in the examples and comparative examples were cut into squares having a width of 12 cm and a length of 12 cm, and a square having a side of 10 cm was drawn inside the square to obtain a test piece. The test piece was heated in a constant temperature bath at 150 ° C. for 1 hour. After the heat treatment, the area of the square drawn inside was measured, the change in the area before and after the heat treatment was determined as the heat shrinkage, and the heat resistance was evaluated according to the following criteria. The smaller the heat shrinkage rate, the better the heat shrinkage of the separator.
○: Area shrinkage rate is less than 1% Δ: Area shrinkage rate is 1% or more and less than 3% ×: Area shrinkage rate is 3% or more

<耐粉落ち性>
実施例及び比較例で得られたセパレータ及びセパレータ/電極積層体を10cm×10cm四方に切り出し、正確に質量(X0)を秤量し、一方を厚紙に貼りつけ固定した後、セラミック層側に綿布で覆った直径5cm、900gの分銅を乗せ、これらを50rpmの回転数で10分間擦り合わせた。その後、再度正確に質量(X1)を測定し、以下の式
粉落ち性={(X0−X1)/X0}×100
に従って粉落ち性(質量%)を算出することにより、セパレータの耐粉落ち性を以下の基準により評価した。
A:粉落ち性が2質量%未満
B:粉落ち性が2質量%以上5質量%未満
C:粉落ち性が5質量%以上
<Powder resistance>
The separators and separator / electrode laminates obtained in Examples and Comparative Examples were cut into 10 cm × 10 cm squares, weighed exactly (X0), fixed one piece on cardboard, and then fixed with cotton cloth on the ceramic layer side. A covered weight of 5 cm and 900 g was placed, and these were rubbed together at a rotation speed of 50 rpm for 10 minutes. Thereafter, the mass (X1) is again measured accurately, and the following formula: Powder fallability = {(X0−X1) / X0} × 100
According to the above, the powder resistance (mass%) was calculated to evaluate the powder resistance of the separator according to the following criteria.
A: Powder fall-off property is less than 2% by mass B: Powder fall-off property is 2% by mass or more and less than 5% by mass C: Powder fall-off property is 5% by mass or more

<セパレータの密着性(ピール強度)>
実施例及び比較例で得られたセパレータ及びセパレータ/電極積層体から幅2cm×長さ10cmの試験片を切り出し、コーティング面を上にして固定する。次いで、該試験片のセラミック層表面に、幅15mmの粘着テープ(「セロテープ(登録商標)」 ニチバン(株)製))(JIS Z1522に規定)を押圧しながら貼り付けた後、25℃条件下で引張り試験機((株)エー・アンド・デイ製「テンシロンRTM−100」)を用いて、試験片の一端から該粘着テープを30mm/分の速度で180°方向に引き剥がしたときの応力を測定した。測定は5回行い、幅15mm当たりの値に換算し、その平均値をピール強度として算出した。ピール強度が大きいほど、基材とセラミック層との密着強度あるいはセラミック層同士の結着性が高く、セパレータ基材からセラミック層あるいはセラミック層同士が剥離し難いことを示す。
<Separator adhesion (peel strength)>
A test piece having a width of 2 cm and a length of 10 cm is cut out from the separator and the separator / electrode laminate obtained in Examples and Comparative Examples, and fixed with the coating surface facing upward. Next, an adhesive tape having a width of 15 mm (“Cello Tape (registered trademark)” manufactured by Nichiban Co., Ltd.)) (specified in JIS Z1522) was applied to the surface of the ceramic layer of the test piece while pressing, and then the condition was maintained at 25 ° C. Using a tensile tester ("Tensilon RTM-100" manufactured by A & D Co., Ltd.), the stress when the adhesive tape was peeled off from one end of the test piece in the direction of 180 ° at a speed of 30 mm / min. Was measured. The measurement was performed 5 times, converted to a value per 15 mm width, and the average value was calculated as the peel strength. The higher the peel strength, the higher the adhesion strength between the base material and the ceramic layer or the binding property between the ceramic layers, indicating that the ceramic layer or the ceramic layers are less likely to peel from the separator base material.

<レート耐性、出力特性>
(1)ラミネート型リチウムイオン電池の製造
レート耐性、出力特性を測定するにあたりラミネート型リチウムイオン電池を次のようにして製造した。
(1−1)負極の製造
市販の自転公転ミキサー(製品名「あわとり練太郎」、シンキー(株)製)を用い、上記ミキサー専用の容器に、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)/カルボキシメチルセルロース(CMC)(質量比1/1)水溶液を固形分換算で2部と、天然黒鉛(伊藤黒鉛工業株式会社製 製品名「Z−5F」)を98部とを混合した。そこにイオン交換水を固形分濃度40%となるように加えて、当該容器を前記ミキサーにセットした。次いで、2000rpmで10分間混練後、1分間脱泡を行い、リチウムイオン電池用スラリーを得た。銅箔からなる集電体にリチウムイオン電池用スラリーをのせて、ドクターブレードを用いて膜状に塗布した。集電体にリチウムイオン電池用スラリーを塗布したものを80℃で20分間乾燥して水を揮発させて除去した後、ロ−ルプレス機により、密着接合させた。この時、電極活物質層の密度は1.0g/cmとなるようにした。接合物を120℃で2時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状(26mm×31mmの矩形状)に切り取り、電極活物質層の厚さが15μmの負極とした。
<Rate tolerance, output characteristics>
(1) Manufacture of Laminate Type Lithium Ion Battery A laminate type lithium ion battery was manufactured as follows in measuring rate resistance and output characteristics.
(1-1) Manufacture of negative electrode Using a commercially available rotating and revolving mixer (product name “Awatori Nertaro”, manufactured by Shinky Corporation), styrene butadiene rubber (SBR) / carboxymethyl cellulose ( CMC) (mass ratio 1/1) 2 parts of an aqueous solution in terms of solid content and 98 parts of natural graphite (product name “Z-5F” manufactured by Ito Graphite Industries Co., Ltd.) were mixed. Thereto, ion exchange water was added so as to have a solid concentration of 40%, and the container was set in the mixer. Next, after kneading at 2000 rpm for 10 minutes, defoaming was performed for 1 minute to obtain a slurry for a lithium ion battery. A slurry for a lithium ion battery was placed on a current collector made of copper foil, and applied to a film using a doctor blade. The current collector applied with the lithium ion battery slurry was dried at 80 ° C. for 20 minutes to volatilize and remove the water, and then tightly bonded by a roll press. At this time, the density of the electrode active material layer was set to 1.0 g / cm 2 . The joined product was heated with a vacuum dryer at 120 ° C. for 2 hours, cut into a predetermined shape (26 mm × 31 mm rectangular shape), and a negative electrode having an electrode active material layer thickness of 15 μm was obtained.

(1−2)正極の製造
正極活物質としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3と導電助剤としてアセチレンブラックと、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、それぞれ88質量部、6質量部、6質量部を混合し、この混合物を適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させて、リチウムイオン電池正極用スラリーを製造した。次いで、正極の集電体としてアルミニウム箔を用意し、アルミニウム箔にリチウムイオン電池正極用スラリーをのせ、ドクターブレードを用いて膜状になるように塗布した。リチウムイオン電池正極用スラリーを塗布後のアルミニウム箔を80℃で20分間乾燥してNMPを揮発させて除去した後、ロ−ルプレス機により、密着接合させた。この時、正極活物質層の密度は3.2g/cmとなるようにした。接合物を120℃で6時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状(25mm×30mmの矩形状)に切り取り、正極活物質層の厚さが45μm程度の正極とした。
(1-2) Production of Positive Electrode 88 parts by mass of LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 as a positive electrode active material, acetylene black as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, respectively 6 parts by mass and 6 parts by mass were mixed, and the mixture was dispersed in an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to produce a lithium ion battery positive electrode slurry. Next, an aluminum foil was prepared as a positive electrode current collector, and a slurry for a lithium ion battery positive electrode was placed on the aluminum foil and applied to form a film using a doctor blade. The aluminum foil after the application of the lithium ion battery positive electrode slurry was dried at 80 ° C. for 20 minutes to volatilize and remove NMP, and then tightly bonded by a roll press. At this time, the density of the positive electrode active material layer was set to 3.2 g / cm 2 . The joined product was heated at 120 ° C. for 6 hours with a vacuum dryer, cut into a predetermined shape (rectangular shape of 25 mm × 30 mm), and a positive electrode having a positive electrode active material layer thickness of about 45 μm was obtained.

(1−3)ラミネート型リチウムイオン電池の製造
上記負極及び正極又は実施例で得られた正極を用いて、ラミネート型リチウムイオン二次電池を製造した。詳しくは、正極及び負極の間に、実施例及び比較例で得られたセパレータを矩形状シート(27×32mm、厚さ25μm)により挟装して極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに電解液を注入した。電解液としてエチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒に、LiPFを1mol/Lの濃度で溶解した溶液を用いた。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群及び電解液が密閉されたラミネート型リチウムイオン二次電池を得た。なお、正極及び負極は外部と電気的に接続可能なタブを備え、このタブの一部はラミネート型リチウムイオン二次電池の外側に延出している。以上の工程で製造したラミネート型リチウムイオン電池を通電したところ、動作上の問題は生じなかった。
(1-3) Production of Laminate Type Lithium Ion Battery A laminate type lithium ion secondary battery was produced using the negative electrode and the positive electrode or the positive electrode obtained in Examples. Specifically, the separators obtained in Examples and Comparative Examples were sandwiched between a positive electrode and a negative electrode with a rectangular sheet (27 × 32 mm, thickness 25 μm) to form an electrode plate group. The electrode plate group was covered with a set of two laminated films, and the three sides were sealed, and then an electrolyte solution was injected into the bag-like laminated film. As an electrolytic solution, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / L in a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1 (mass ratio) was used. Thereafter, the remaining one side was sealed to obtain a laminate type lithium ion secondary battery in which the four sides were hermetically sealed and the electrode plate group and the electrolyte were sealed. Note that the positive electrode and the negative electrode each have a tab that can be electrically connected to the outside, and a part of the tab extends to the outside of the laminated lithium ion secondary battery. When the laminate type lithium ion battery manufactured in the above process was energized, no operational problem occurred.

(2)レート耐性、出力特性の測定
上記製造したリチウムイオン二次電池を用いて、25℃で0.1Cで2.5〜4.2V電圧で充電し、電圧が4.2Vになった時点で引き続き定電圧(4.2V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで0.1Cで2.5Vまで放電する充放電を5回繰り返し、6サイクル目以降は放電のみ1Cに変更し充放電を50サイクル繰り返した。6サイクル目の充電容量における6サイクル目の1C放電容量の割合を百分率で算出した値を初期レート維持率とした。この値が大きいほど、レート耐性が良好である。さらに5サイクル目の1C放電容量に対する50サイクル目の1C放電容量の割合を百分率で算出した値を容量維持率とした。この値が大きいほど出力特性が良好である。
(2) Measurement of rate tolerance and output characteristics Using the lithium ion secondary battery produced above, the battery was charged at a voltage of 2.5 to 4.2 V at 0.1 C at 25 ° C., and the voltage became 4.2 V. Then, charging was continued at a constant voltage (4.2 V), and the time when the current value reached 0.01 C was regarded as charging completion (cut-off). Next, charging / discharging at 0.1 C to 2.5 V was repeated 5 times, and after the sixth cycle, only discharging was changed to 1 C, and charging / discharging was repeated 50 cycles. A value obtained by calculating a percentage of the 1C discharge capacity at the 6th cycle in the charge capacity at the 6th cycle was defined as an initial rate maintenance rate. The higher this value, the better the rate tolerance. Further, a value obtained by calculating a percentage of the 1C discharge capacity at the 50th cycle with respect to the 1C discharge capacity at the 5th cycle was defined as a capacity maintenance rate. The larger this value, the better the output characteristics.

実施例2−1
(1)セパレータ用スラリーの製造
配合例1で得られた水溶液を固形分換算で5質量部と、水113質量部を撹拌混合し、ベーマイト(平均粒径0.8μm)を100質量部加え、ホモジナイザー(IKA社製 T25 digital ULTRA-TURRAX)で15000rpm 60分間、分散撹拌させた。さらにイオン交換水を加えて粘度を調整し、スラリーを製造した。
Example 2-1
(1) Manufacture of slurry for separator 5 parts by mass of the aqueous solution obtained in Formulation Example 1 and 113 parts by mass of water were mixed with stirring, and 100 parts by mass of boehmite (average particle size 0.8 μm) was added. The mixture was dispersed and stirred with a homogenizer (IK25 T25 digital ULTRA-TURRAX) at 15000 rpm for 60 minutes. Further, ion exchange water was added to adjust the viscosity to produce a slurry.

(2)セパレータの製造:セパレータ用スラリーの層(コーティング層)の積層
幅250mm、長さ200mm、厚さ6μmの湿式法により製造された単層ポリエチレン製セパレータ基材(PE基材)を用意した。上記で得られたスラリー液をセパレータの一方の面上に、乾燥後の厚みが3.0μmになるようにグラビアコーターを用いて塗工、乾燥し、リチウムイオン電池用セパレータを得た。
(2) Manufacture of separator: lamination of separator slurry layer (coating layer) A single-layer polyethylene separator substrate (PE substrate) manufactured by a wet method having a width of 250 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 6 μm was prepared. . The slurry liquid obtained above was coated on one surface of the separator using a gravure coater so that the thickness after drying was 3.0 μm, and dried to obtain a lithium ion battery separator.

実施例2−2〜2−20、比較例2−1〜2−4
下記表のように変更した以外は実施例2−1と同様の操作でリチウムイオン電池用セパレータを得た。
Examples 2-2 to 2-20, Comparative Examples 2-1 to 2-4
A separator for a lithium ion battery was obtained in the same manner as in Example 2-1, except that the changes were made as shown in the following table.

実施例2−21
前記実施例2−5において、スラリー液をセパレータではなく、正極側にコーティングし、乾燥後の厚みが3.0μmになるようにギャップコーターを用いて塗工、乾燥し、リチウムイオン電池用正極を得た。
Example 2-21
In Example 2-5, the slurry liquid was coated not on the separator but on the positive electrode side, coated and dried using a gap coater so that the thickness after drying was 3.0 μm, and a positive electrode for a lithium ion battery was obtained. Obtained.

実施例2−22
前期実施例2−5において、スラリー液を幅200mm、長さ200mm、厚み9μm、目付量11g/mのポリエチレンテレフタレート不織布基材(PET基材)にコーティングした以外は実施例2−5と同様の操作でリチウムイオン電池用セパレータを得た。
Example 2-22
In Example 2-5 in the previous period, the slurry was coated on a polyethylene terephthalate nonwoven fabric substrate (PET substrate) having a width of 200 mm, a length of 200 mm, a thickness of 9 μm, and a basis weight of 11 g / m 2. A lithium ion battery separator was obtained by the above operation.


Claims (11)

構成単位100モル%に対し、N−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位を50モル%以上含む水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)、
ホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及びメチロールメラミン樹脂からなる群から選択される1つ以上を含む水溶性架橋剤(A1)、
並びに水を含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
Water-soluble poly (meth) acrylamide (A) containing 50 mol% or more of a structural unit derived from N-unsubstituted or monosubstituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) with respect to 100 mol% of the structural unit,
A water-soluble crosslinking agent (A1) comprising one or more selected from the group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea formaldehyde resin, and methylolmelamine resin,
And a slurry for a thermally cross-linked lithium ion battery, which contains water.
前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)中のN−無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位100質量%に対し、前記水溶性架橋剤(A1)を0.001〜3.0質量%含む、請求項1に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。 The water-soluble cross-linking agent (A1) is 0 with respect to 100% by mass of the structural unit derived from the N-unsubstituted or mono-substituted (meth) acrylamide group-containing compound (a) in the water-soluble poly (meth) acrylamide (A). The slurry for a heat-crosslinking type lithium ion battery according to claim 1, comprising 0.001 to 3.0% by mass. 電極活物質(B)を含む、請求項1又は2に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。 The slurry for thermal bridge type lithium ion batteries according to claim 1 or 2 containing an electrode active material (B). 前記電極活物質(B)がシリコン又はシリコンオキサイドを10質量%以上含む、請求項3に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。 The slurry for thermal bridge type lithium ion batteries according to claim 3 in which said electrode active material (B) contains 10 mass% or more of silicon or silicon oxide. セラミック微粒子(C)を含む、請求項1又は2に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。 The slurry for thermal bridge type lithium ion batteries according to claim 1 or 2, comprising ceramic fine particles (C). 前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を含む水溶液に前記水溶性架橋剤(A1)を加える工程を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの製造方法。 The slurry for thermally crosslinked lithium ion batteries according to any one of claims 1 to 5, comprising a step of adding the water-soluble crosslinking agent (A1) to an aqueous solution containing the water-soluble poly (meth) acrylamide (A). Manufacturing method. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを集電体に塗布し、熱架橋反応させることにより得られる、リチウムイオン電池用電極。 The electrode for lithium ion batteries obtained by apply | coating the slurry for thermal bridge type lithium ion batteries of any one of Claims 1-4 to a collector, and carrying out a thermal crosslinking reaction. 請求項7に記載のリチウムイオン電池用電極を含む、リチウムイオン電池。 A lithium ion battery comprising the electrode for a lithium ion battery according to claim 7. 請求項1、2又は5に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ。 The separator for lithium ion batteries obtained by apply | coating the slurry for thermal crosslinking type lithium ion batteries of Claim 1, 2, or 5 to a porous polyolefin resin base material or a plastic nonwoven fabric, and carrying out thermal crosslinking. 請求項1、2又は5に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを、
電極材料の活物質側に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体。
The slurry for a heat-crosslinking type lithium ion battery according to claim 1, 2, or 5.
A separator / electrode laminate for a lithium ion battery, which is obtained by applying to the active material side of an electrode material and thermally crosslinking.
請求項9に記載のリチウムイオン電池用セパレータ、及び/又は請求項10に記載のリチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を含む、リチウムイオン電池。 A lithium ion battery comprising the lithium ion battery separator according to claim 9 and / or the lithium ion battery separator / electrode laminate according to claim 10.
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