JP2019087523A - Composition for forming porous insulating layer, electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method of electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Composition for forming porous insulating layer, electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, non-aqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method of electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Abstract

To provide a composition for forming a porous insulating layer and a manufacturing method of an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which can suppress an increase in the thickness of an active material layer of an electrode, and an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery manufactured by the composition and the manufacturing method.SOLUTION: In a composition according to the present invention for forming a porous insulating layer on an active material layer disposed on the main surface of a current collector, and the active material layer includes at least an active material capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions and an active material layer binder, and the composition for forming a porous insulating layer includes at least a solvent containing an organic solvent and insulating inorganic particles, and a distance between a Hansen solubility parameter of the active material layer binder and a Hansen solubility parameter of the organic solvent is 8.0 (MPa)or more.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、多孔質絶縁層形成用組成物、非水電解質二次電池用電極、非水電解質二次電池及び非水電解質二次電池用電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a composition for forming a porous insulating layer, an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

非水電解質二次電池は、比較的高いエネルギー密度を有する一方で、安全性を確保することも求められる。この為に例えば、電池の内部短絡等に起因する異常加熱時にセパレータの孔を溶融によって閉塞させることにより、電池内部の内部抵抗を増加させるシャットダウン機能が、利用されている。また、セパレータによる上記シャットダウン機能とは別に、電極表面上に多孔質絶縁層を直接形成して、内部短絡を防止する方法も検討されている(例えば特許文献1)。   Non-aqueous electrolyte secondary batteries are also required to ensure safety while having relatively high energy density. For this reason, for example, a shutdown function is used to increase the internal resistance inside the battery by closing the pores of the separator by melting at the time of abnormal heating due to an internal short circuit of the battery or the like. In addition to the above-mentioned shutdown function by a separator, a method of directly forming a porous insulating layer on the electrode surface to prevent an internal short circuit has also been studied (for example, Patent Document 1).

このような耐熱絶縁層を有する電極は、例えば、以下のようにして作成される。まず、集電体上に水系スラリーとしての活物質含有ペーストを塗布、乾燥し、その後加圧して活物質層を形成する。次いで、多孔質絶縁層を構成する材料スラリーを活物質層上に塗布、乾燥して多孔質絶縁層を形成する。   An electrode having such a heat-resistant insulating layer is produced, for example, as follows. First, an active material-containing paste as an aqueous slurry is applied onto a current collector, dried, and then pressurized to form an active material layer. Next, a material slurry constituting the porous insulating layer is applied onto the active material layer and dried to form a porous insulating layer.

特開2008−226566号公報JP, 2008-226566, A

ここで、材料スラリーを活物質層上に塗布すると、材料スラリー中の溶媒に起因して、活物質層が膨潤することにより、この密度が低下することを本発明者らは見出した。すなわち、活物質層は圧延後も空隙を有していることから、材料スラリーを塗工すると、スラリー中の液体成分が活物質層中に一部浸透する。浸透した液体成分は、活物質層中の構成材料に影響を与える。圧延後の電極は残留応力を有しているが、浸透した液体成分が構成材料の弾性率等の物性に影響を与える結果、残留応力のバランスが崩れて一部残留歪みが開放され、活物質層の層厚は増大するという現象に至る。活物質層の層厚が設計厚みよりも大きくなった場合、電池素子を外装ケースに挿入する際に不具合が生じうる。一層当たりの活物質層の層厚の増大は僅かであるが、通常電池素子は、複数の電極およびセパレータを積層した積層体、あるいは長尺状の電極を捲回した捲回体であるため、複数の活物質層の層厚の増大による電池素子の厚みの増大は無視できない。   Here, the present inventors found that when the material slurry is applied onto the active material layer, the density of the active material layer is reduced due to the swelling of the active material layer due to the solvent in the material slurry. That is, since the active material layer has voids even after rolling, when the material slurry is applied, the liquid component in the slurry partially penetrates into the active material layer. The infiltrated liquid component affects the constituent material in the active material layer. The electrode after rolling has residual stress, but the infiltrated liquid component affects physical properties such as the elastic modulus of the constituent material. As a result, the balance of residual stress is lost and partial residual strain is released, and the active material It leads to the phenomenon that the layer thickness of the layer increases. When the layer thickness of the active material layer is larger than the designed thickness, a problem may occur when the battery element is inserted into the outer case. Although the increase in the layer thickness of the active material layer per layer is small, the battery element is usually a laminate in which a plurality of electrodes and separators are stacked, or a wound body in which a long electrode is wound, The increase in the thickness of the battery element due to the increase in the thickness of the plurality of active material layers can not be ignored.

このような問題は、非水電解質二次電池の高エネルギー密度化のために活物質層の圧延をより大きな圧力で行う場合、より一層顕著となる。すなわち、電池設計上の電極密度(活物質層の充填率)が低い場合は、多孔質絶縁層形成後の電極厚み増大を考慮して、電極圧延時にあらかじめ活物質層の設計電極密度を高く設定することで対処可能であった。しかしながら、近年の非水電解質二次電池の高エネルギー密度化に伴い、設計電極密度は高くなっているため、活物質層を予め設計電極密度よりも高い電極密度まで圧延しておくことが困難な傾向にある。また、電池の長寿命化の要請により、例えば負極活物質としては難配向性黒鉛粒子を使用する傾向もある結果、電極圧延時にかける圧力も大きくなっている。圧延済み電極は大きな残留応力と歪みを内包しているため、材料スラリーを塗工、乾燥した時の膜厚増大の問題が一層深刻となっており、非水電解質二次電池の外装ケースへの装填ができないといった生産上の問題にも発展し得る。   Such a problem becomes even more pronounced when the rolling of the active material layer is performed at a higher pressure in order to increase the energy density of the non-aqueous electrolyte secondary battery. That is, when the electrode density (filling factor of the active material layer) in the battery design is low, the design electrode density of the active material layer is set high beforehand at the time of electrode rolling in consideration of the electrode thickness increase after the porous insulating layer is formed. It was manageable by doing. However, with the recent increase in energy density of non-aqueous electrolyte secondary batteries, the design electrode density is high, so it is difficult to previously roll the active material layer to an electrode density higher than the design electrode density. There is a tendency. In addition, due to the demand for longer battery life, for example, as a negative electrode active material, there is a tendency to use hard-oriented graphite particles, and as a result, the pressure applied during electrode rolling is also increasing. Since the rolled electrode contains large residual stress and strain, the problem of the increase in film thickness when the material slurry is applied and dried becomes more serious, and it is necessary for the outer case of the non-aqueous electrolyte secondary battery. It can also develop into production problems such as being unable to load.

そこで、本発明においては、電極の活物質層の層厚の増大を抑制することのできる、多孔質絶縁層形成用組成物および非水電解質二次電池用電極の製造方法を提供することを目的とする。また、本発明においては、これにより製造された非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池を提供することも目的とする。   Therefore, in the present invention, it is an object of the present invention to provide a composition for forming a porous insulating layer and a method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which can suppress an increase in the thickness of the active material layer of the electrode. I assume. Another object of the present invention is to provide an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery produced thereby.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、集電体の主面に配置された活物質層上に多孔質絶縁層を形成するための多孔質絶縁層形成用組成物であって、
前記活物質層は、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵および放出可能な活物質と、活物質層結着剤とを少なくとも含み、
前記多孔質絶縁層形成用組成物は、有機溶媒を含む溶媒と、絶縁性無機粒子とを少なくとも含み、
前記活物質層結着剤のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が8.0(MPa)1/2以上である、多孔質絶縁層形成用組成物。
In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, there is provided a composition for forming a porous insulating layer for forming a porous insulating layer on an active material layer disposed on the main surface of a current collector. There,
The active material layer contains at least an active material capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions, and an active material layer binder.
The composition for forming a porous insulating layer contains at least a solvent containing an organic solvent, and insulating inorganic particles,
The composition for porous insulating layer formation whose distance of the Hansen solubility parameter of the said active material layer binder and the Hansen solubility parameter of the said organic solvent is 8.0 (MPa) 1/2 or more.

本観点によれば、多孔質絶縁層を形成した際に、電極の活物質層の厚みが増大することが防止される。   According to this aspect, when the porous insulating layer is formed, the thickness of the active material layer of the electrode is prevented from increasing.

前記活物質のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が5.0(MPa)1/2以上であってもよい。 The distance between the Hansen solubility parameter of the active material and the Hansen solubility parameter of the organic solvent may be 5.0 (MPa) 1/2 or more.

本観点によれば、電極の活物質層の厚みの増大がより一層抑制される。   According to this aspect, the increase in the thickness of the active material layer of the electrode is further suppressed.

前記活物質のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が8.0(MPa)1/2以上であってもよい。 The distance between the Hansen solubility parameter of the active material and the Hansen solubility parameter of the organic solvent may be 8.0 (MPa) 1/2 or more.

本観点によれば、電極の活物質層の厚みの増大がより一層抑制される。   According to this aspect, the increase in the thickness of the active material layer of the electrode is further suppressed.

前記有機溶媒は、下記式(I)で表されるハンセン溶解度パラメータの距離Ra(MPa)1/2が5.0(MPa)1/2以上であってもよい。 In the organic solvent, the distance Ra (MPa) 1/2 of the Hansen solubility parameter represented by the following formula (I) may be 5.0 (MPa) 1/2 or more.

Figure 2019087523

(式中、δD(solvent)(MPa)1/2は前記有機溶媒の分散項を、δP(solvent)(MPa)1/2は前記有機溶媒の極性項を、δH(solvent)(MPa)1/2は前記有機溶媒の水素結合項を、それぞれ示す。)
Figure 2019087523

Wherein δ D (solvent) (MPa) 1/2 is the dispersion term of the organic solvent, δ P (solvent) (MPa) 1/2 is the polar term of the organic solvent, δ H (solvent) ( MPa) 1/2 represents the hydrogen bonding term of the organic solvent, respectively)

本観点によれば、電極の活物質層の厚みの増大がより一層抑制される。   According to this aspect, the increase in the thickness of the active material layer of the electrode is further suppressed.

また、上記多孔質絶縁層形成用組成物は、さらに、結着剤を含んでもよい。   In addition, the composition for forming a porous insulating layer may further contain a binder.

本観点によれば、多孔質絶縁層を好適に形成することができる。   According to this aspect, the porous insulating layer can be suitably formed.

また、前記溶媒が、水を含んでもよい。   The solvent may also contain water.

本観点によれば、絶縁性無機粒子の分散性を向上させることができる。   According to this aspect, the dispersibility of the insulating inorganic particles can be improved.

また、1atmにおける前記有機溶媒の沸点が160℃以上であってもよい。   The boiling point of the organic solvent at 1 atm may be 160 ° C. or more.

本観点によれば、多孔質絶縁層形成用組成物の物性の変化を抑制することができる。   According to this aspect, it is possible to suppress a change in the physical properties of the composition for forming a porous insulating layer.

また、前記有機溶媒は、アルコール系化合物を含んでもよい。   The organic solvent may also contain an alcohol compound.

アルコール系化合物は、絶縁性無機粒子、ポリオレフィン系ポリマー粒子の分散性や結着剤の溶解性の観点から、好適に用いられ、さらに電極の活物質層の厚みの増大がより一層抑制される。   The alcohol-based compound is suitably used from the viewpoint of the dispersibility of the insulating inorganic particles and the polyolefin-based polymer particles and the solubility of the binder, and the increase of the thickness of the active material layer of the electrode is further suppressed.

また、前記有機溶媒は、グリコールアルキルエーテル系化合物を含んでもよい。   The organic solvent may also contain a glycol alkyl ether compound.

グリコールアルキルエーテル系化合物は、絶縁性無機粒子、ポリオレフィン系ポリマー粒子の分散性や結着剤の溶解性の観点から、好適に用いられる。   The glycol alkyl ether compound is suitably used from the viewpoint of the dispersibility of the insulating inorganic particles and the polyolefin polymer particles and the solubility of the binder.

また、上記多孔質絶縁層形成用組成物は、さらに、ポリオレフィン系ポリマー粒子を含んでもよい。   Further, the composition for forming a porous insulating layer may further contain polyolefin polymer particles.

本観点によれば、非水電解質二次電池の安全性を向上させることができる。   According to this aspect, the safety of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be improved.

本発明の他の観点によれば、集電体と、
前記集電体の主面に配置された活物質層と、
上記多孔質絶縁層形成用組成物によって前記活物質層上に形成された多孔質絶縁層と、を有し、
前記活物質層は、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵および放出可能な活物質と活物質層結着剤とを少なくとも含む、非水電解質二次電池用電極が提供される。
According to another aspect of the invention, a current collector
An active material layer disposed on the main surface of the current collector;
And a porous insulating layer formed on the active material layer by the composition for forming a porous insulating layer,
The active material layer is provided with an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery including at least an active material capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions and an active material layer binder.

本観点によれば、製造された非水電解質二次電池用電極において、活物質層の厚みの増大が抑制されている。   According to this aspect, in the manufactured electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the increase in the thickness of the active material layer is suppressed.

本発明の他の観点によれば、上記非水電解質二次電池用電極を含む、非水電解質二次電池が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte secondary battery including the above-described electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本観点によれば、製造された非水電解質二次電池において、活物質層の厚みの増大が抑制されている。   According to this aspect, in the manufactured non-aqueous electrolyte secondary battery, the increase in the thickness of the active material layer is suppressed.

本発明の他の観点によれば、集電体の主面に配置された活物質層上に、多孔質絶縁層形成用組成物を用いて多孔質絶縁層を形成する工程を有し、
前記活物質層は、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵および放出可能な活物質と、活物質層結着剤とを少なくとも含み、
前記多孔質絶縁層形成用組成物は、有機溶媒を含む溶媒と、絶縁性無機粒子とを少なくとも含み、
前記活物質層結着剤のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が8.0(MPa)1/2以上である、非水電解質二次電池用電極の製造方法が提供される。
According to another aspect of the present invention, there is provided a step of forming a porous insulating layer on the active material layer disposed on the main surface of the current collector using the composition for forming a porous insulating layer,
The active material layer contains at least an active material capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions, and an active material layer binder.
The composition for forming a porous insulating layer contains at least a solvent containing an organic solvent, and insulating inorganic particles,
There is provided a method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the distance between the Hansen solubility parameter of the active material layer binder and the Hansen solubility parameter of the organic solvent is 8.0 (MPa) 1/2 or more. Ru.

本観点によれば、非水電解質二次電池を高温、高電圧下で充放電した際のサイクル寿命を改善することができる。   According to this aspect, it is possible to improve the cycle life when the non-aqueous electrolyte secondary battery is charged and discharged under high temperature and high voltage.

以上説明したように本発明によれば、非水電解質二次電池の電極の厚さの増大を抑制することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress an increase in the thickness of the electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明の実施形態に係る非水電解質二次電池の概略構成を示す説明図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is explanatory drawing which shows schematic structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery which concerns on embodiment of this invention.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   The present invention will now be described more fully with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration will be assigned the same reference numerals and redundant description will be omitted.

<1.多孔質絶縁層形成用組成物>
まず、本発明の一実施形態に係る多孔質絶縁層形成用組成物について説明する。本実施形態に係る多孔質絶縁層形成用組成物は、非水電解質二次電池用電極の活物質層上に多孔質絶縁層を形成するために用いられる。本実施形態に係る多孔質絶縁層形成用組成物は、有機溶媒を含む溶媒と絶縁性無機粒子とを少なくとも含み、また多孔質絶縁層を形成するための材料、例えば、結着剤等を含む。
<1. Composition for forming porous insulating layer>
First, a composition for forming a porous insulating layer according to an embodiment of the present invention will be described. The composition for porous insulation layer formation concerning this embodiment is used in order to form a porous insulation layer on the active material layer of the electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries. The composition for forming a porous insulating layer according to the present embodiment contains at least a solvent containing an organic solvent and insulating inorganic particles, and further contains a material for forming the porous insulating layer, for example, a binder and the like. .

(1.1 溶媒)
上述したように、本実施形態に係る多孔質絶縁層形成用組成物は、有機溶媒を含む溶媒を含む。そして、活物質層中の結着剤(活物質層結着剤)のハンセン溶解度パラメータ(以下、「HSP」ともいう)と上記有機溶媒のHSP距離(以下、「第1のHSP距離」ともいう)が8.0(MPa)1/2以上である。
(1.1 solvent)
As mentioned above, the composition for porous insulation layer formation concerning this embodiment contains the solvent containing an organic solvent. The Hansen solubility parameter (hereinafter also referred to as “HSP”) of the binder (active material layer binder) in the active material layer and the HSP distance of the above organic solvent (hereinafter referred to as “first HSP distance”) ) Is 8.0 (MPa) 1/2 or more.

多孔質絶縁層形成用組成物に含まれる有機溶媒のHSPと活物質層中の活物質層結着剤のHSPとの距離(第1のHSP距離)が上述した関係を満足することにより、活物質層上に多孔質絶縁層形成用組成物を塗布した場合においても、活物質層の膨潤が防止される。これにより、電極の活物質層の厚みが増大することが防止される。   When the distance (first HSP distance) between the HSP of the organic solvent contained in the composition for forming the porous insulating layer and the HSP of the binder of the active material layer in the active material layer satisfies the relationship described above, the activity is activated. Even when the composition for forming a porous insulating layer is applied onto the material layer, the swelling of the active material layer is prevented. This prevents the thickness of the active material layer of the electrode from increasing.

活物質層は、一般に密度の調整を目的として圧延を受けているため、残留応力を内包している。
残留応力を内包していても、形状が安定しているのは、活物質層が内包する残留応力のバランスが取れていることに因る。
Since the active material layer is generally subjected to rolling for the purpose of adjusting the density, it contains residual stress.
Even if the residual stress is contained, the shape is stable because the residual stress contained in the active material layer is balanced.

従来の多孔質絶縁層形成用組成物に一般的に使用されている有機溶媒は、第1のHSP距離が上記の範囲を満足しないため、活物質層結着剤を膨潤させてしまう。この結果、活物質層結着剤の弾性率が大きく低下し、活物質層中の残留応力のバランスが崩れてしまい、活物質層の層厚が増大するという形で残留歪みが解放される。一方で、本実施形態においては、有機溶媒が上記の第1のHSP距離の関係を有する。したがって、多孔質絶縁層形成用組成物を活物質層上に塗布した場合であっても、活物質層結着剤の膨潤が抑制される結果、残留歪みの開放も抑制され、活物質層の層厚の増大も抑制される。   The organic solvent generally used in the conventional composition for forming a porous insulating layer causes the active material layer binder to swell because the first HSP distance does not satisfy the above range. As a result, the elastic modulus of the active material layer binder is greatly reduced, the balance of the residual stress in the active material layer is broken, and the residual strain is released in the form of an increase in the layer thickness of the active material layer. On the other hand, in the present embodiment, the organic solvent has the relationship of the first HSP distance described above. Therefore, even when the composition for forming a porous insulating layer is applied on the active material layer, the swelling of the active material layer binder is suppressed, and as a result, the release of residual strain is also suppressed. The increase in layer thickness is also suppressed.

HSPは、正則溶液理論から導かれ材料の蒸発潜熱と密度から求められるヒルデブラントのSP値を、極性項δ、水素結合項δ、分散項δ、の3成分に分割した拡張概念である。これは三次元空間上の1点として表現される。したがって、第1のHSP距離の算出において、結着剤と溶媒のHSPの比較は、下記式に示す、三次元空間上の2点間距離(HSP距離)として議論される。なお、本明細書中において、HSP、HSP間の距離および各成分(極性項δ、水素結合項δ、分散項δ)は、別段の定義がない限り、「(MPa)1/2」で表される単位に基づき表示される。 HSP is an extended concept in which the SP value of Hildebrandt, which is derived from the regular solution theory and obtained from the latent heat of evaporation and density of the material, is divided into three components: polar term δ P , hydrogen bond term δ H , and dispersion term δ D is there. This is expressed as one point on a three-dimensional space. Therefore, in the calculation of the first HSP distance, the comparison between HSP of the binding agent and the solvent is discussed as the distance between two points (HSP distance) on the three-dimensional space, as shown in the following equation. In the present specification, HSP and the distance between HSPs and each component (polar term δ P , hydrogen bond term δ H , dispersion term δ D ) are “(MPa) 1/2 unless otherwise defined. Displayed based on the unit represented by

Figure 2019087523
Figure 2019087523

式中、δD(binder)は活物質層結着剤の分散項を、δD(solvent)は有機溶媒の分散項を、δP(binder)は活物質層結着剤の極性項を、δP(solvent)は有機溶媒の極性項を、δH(binder)は活物質層結着剤の水素結合項を、δH(solvent)は有機溶媒の水素結合項を、それぞれ示す。 In the formula, δ D (binder) is the dispersion term of the active material layer binder, δ D (solvent) is the dispersion term of the organic solvent, and δ P (binder) is the polarity term of the active material layer binder, δ P (solvent) indicates the polar term of the organic solvent, δ H (binder) indicates the hydrogen bonding term of the active material layer binder, and δ H (solvent) indicates the hydrogen bonding term of the organic solvent.

また、上記の第1のHSP距離の上限は特に限定されないが、一般的な溶媒においては30(MPa)1/2以下の数値に収まる。 Further, the upper limit of the above first HSP distance is not particularly limited, but in a general solvent, it falls within a value of 30 (MPa) 1/2 or less.

複数の有機溶媒が混合している場合は、それぞれの有機溶媒のHSP、および体積混合比率から、混合溶媒のHSPを計算し、そのHSPと活物質層結着剤のHSPとの距離(第1のHSP距離)を8.0以上とすればよい。混合溶媒のHSPはHSPの3次元空間上に配置されるそれぞれの溶媒の1点にそれぞれの体積混合比率の重みをつけた上で、重心を計算することにより求められる。   When a plurality of organic solvents are mixed, the HSP of the mixed solvent is calculated from the HSP of each organic solvent and the volume mixing ratio, and the distance between the HSP and the HSP of the active material layer binder (first The HSP distance should be at least 8.0. The HSP of the mixed solvent can be obtained by calculating the center of gravity after weighting each volume mixing ratio to one point of each solvent arranged in the three-dimensional space of HSP.

さらに、活物質層中に複数種の活物質層結着剤が含まれる場合、有機溶媒は、活物質層結着剤の総質量に対して45質量%以上の活物質層結着剤について、上記の第1のHSP距離の関係を満足する必要がある。また、有機溶媒は、活物質層中の活物質層結着剤の総質量に対し、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上100質量%以下の活物質層結着剤と、上記の第1のHSP距離を満足する。さらには、活物質層中のすべての種類の活物質層結着剤について上記の第1のHSP距離の関係を満足することが好ましい。これにより、より確実に活物質層の膨潤を防止することができる。   Furthermore, when multiple types of active material layer binders are contained in the active material layer, the organic solvent is about 45% by mass or more of the active material layer binder with respect to the total mass of the active material layer binders, It is necessary to satisfy the above first HSP distance relationship. The organic solvent is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass to 100% by mass, based on the total mass of the active material layer binder in the active material layer, Satisfy the first HSP distance above. Furthermore, it is preferable to satisfy the first HSP distance relationship for all types of active material layer binders in the active material layer. Thereby, swelling of the active material layer can be more reliably prevented.

また、活物質層の活物質のハンセン溶解度パラメータと有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離(以下、「第2のHSP距離」ともいう)は、5.0(MPa)1/2以上であることが好ましい。 In addition, the distance between the Hansen solubility parameter of the active material of the active material layer and the Hansen solubility parameter of the organic solvent (hereinafter also referred to as “second HSP distance”) is 5.0 (MPa) 1/2 or more Is preferred.

活物質層中の活物質は、主に活物質層結着剤によって結着されているが、一方で、活物質同士の間の摩擦力も、活物質層内の残留応力のバランスの維持、ひいては層厚の維持に寄与し得る。   The active material in the active material layer is mainly bound by the active material layer binder, but on the other hand, the frictional force between the active materials also maintains the balance of the residual stress in the active material layer, and thus, It can contribute to the maintenance of the layer thickness.

活物質と有機溶媒との間で、第2のHSP距離が上記の関係を満足することにより、活物質表面との相互作用、活物質と結着剤の接着界面への浸透、および内部空隙への有機溶媒の浸透が抑制される。   When the second HSP distance satisfies the above relationship between the active material and the organic solvent, the interaction with the surface of the active material, the permeation of the active material and the binder to the adhesion interface, and the internal void Permeation of organic solvents is suppressed.

この結果、活物質同士の摩擦力が低減することや、活物質と結着剤の界面の剥離が抑制され、活物質層の層厚の増大がより一層低減される。   As a result, the frictional force between the active materials is reduced, and the separation of the interface between the active material and the binder is suppressed, and the increase in the layer thickness of the active material layer is further reduced.

また、上記の第2のHSP距離の上限は特に限定されないが、水を除く一般的な溶媒においては20(MPa)1/2以下の数値に収まる。また、第2のHSP距離は、より好ましくは8.0以上であり、これにより活物質層の層厚の増大がより一層抑制される。 Further, the upper limit of the above-mentioned second HSP distance is not particularly limited, but in a general solvent except water, it falls within the value of 20 (MPa) 1/2 or less. The second HSP distance is more preferably 8.0 or more, which further suppresses the increase in the layer thickness of the active material layer.

なお、第2のHSP距離は、活物質層結着剤のハンセン溶解度パラメータを活物質のハンセン溶解度パラメータと置き換えた以外は上述した第1のHSP距離と同様にして、計算される。また、多孔質絶縁層形成用組成物中に複数の有機溶媒が混合されている場合も、活物質層結着剤のハンセン溶解度パラメータを活物質のハンセン溶解度パラメータと置き換えた以外は第1のHSP距離と同様にして、第2のHSP距離を算出することができる。   The second HSP distance is calculated in the same manner as the first HSP distance described above except that the Hansen solubility parameter of the active material layer binder is replaced with the Hansen solubility parameter of the active material. In addition, even when a plurality of organic solvents are mixed in the composition for forming a porous insulating layer, the first HSP except that the Hansen solubility parameter of the active material layer binder is replaced with the Hansen solubility parameter of the active material. Similar to the distance, the second HSP distance can be calculated.

また、活物質層中に複数種の活物質が含まれる場合、有機溶媒は、活物質の総質量に対して好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは70質量%以上100質量%以下の活物質と、上記の第2のHSP距離を満足する。さらには、活物質層中のすべての種類の活物質について上記の第2のHSP距離の関係を満足することが好ましい。これにより、より確実に活物質層の膨潤を防止することができる。   When a plurality of active materials are contained in the active material layer, the organic solvent is preferably 45% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 70% by mass, based on the total mass of the active material. More than 100% by mass or less of the active material and the above-mentioned second HSP distance are satisfied. Furthermore, it is preferable to satisfy the above-mentioned second HSP distance relationship for all types of active materials in the active material layer. Thereby, swelling of the active material layer can be more reliably prevented.

各種溶媒のHSPについては、例えばHansen Solubility Parameter in Practice 4th Edition などのソフトウェア上のデータベースとして使用可能である。   The HSPs of various solvents can be used as a database on software such as Hansen Solubility Parameter in Practice 4th Edition, for example.

活物質層結着剤のHSPは、以下のようにして求められる。活物質層結着剤(乾燥させた固形状態)をHSPが既知の溶媒に浸漬し、それぞれの溶媒に対する重量膨潤度を計測する。ここで使用される溶媒としては、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、メタノール、エタノール、1−ブタノール、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、トルエン、メチルエチルケトン、アセトン、N−メチル−2−ピロリドン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、メチルイソブチルケトン、酢酸n−ブチル、クロロホルム、酢酸メチル、ピリジン、ヘキサフルオロイソプロパノール、ジエチレングリコール、γ−ブチロラクトン、2−アミノエタノール、シクロヘキサノン、1,1,2,2−テトラブロモエタン、1−ブロモナフタレン、アニリンなど、親水性溶媒および疎水性溶媒を幅広く複数選択する。それぞれの溶媒に対して、膨潤度が重量で3.0以上の溶媒を「膨潤溶媒」、3.0未満の溶媒を「非膨潤溶媒」と分類する。HSP三次元空間上に配置される試験に使用した溶媒の各点に対し、「膨潤溶媒」に分類された溶媒の点を内包し、かつ「非膨潤溶媒」に分類された溶媒の点は含まない球を計算する。この球の半径を最大化したときの球の中心座標を活物質層結着剤のHSPとする。なお、活物質層結着剤のHSPを実験的に求めることが困難な場合、文献値に基づき、HSPを得てもよい。   The HSP of the active material layer binder is determined as follows. The active material layer binder (dried solid state) is immersed in a solvent of which HSP is known, and the degree of weight swelling to each solvent is measured. As the solvent used here, dimethylsulfoxide, acetonitrile, dimethylformamide, methanol, ethanol, 1-butanol, 1,4-dioxane, tetrahydrofuran, toluene, methyl ethyl ketone, acetone, N-methyl-2-pyrrolidone, n-hexane , Cyclohexane, methyl isobutyl ketone, n-butyl acetate, chloroform, methyl acetate, pyridine, hexafluoroisopropanol, diethylene glycol, γ-butyrolactone, 2-aminoethanol, cyclohexanone, 1,1,2,2-tetrabromoethane, 1- A plurality of hydrophilic solvents and hydrophobic solvents are widely selected, such as bromonaphthalene and aniline. For each solvent, a solvent having a degree of swelling of 3.0 or more by weight is classified as a "swelling solvent" and a solvent less than 3.0 is classified as a "non-swelling solvent". For each point of the solvent used in the test placed on the HSP three-dimensional space, include the points of the solvent classified as "Swelling solvent" and the points of the solvent classified as "Non-swelling solvent" are included Not calculate the sphere. The center coordinates of the sphere when the radius of the sphere is maximized is taken as the HSP of the active material layer binder. If it is difficult to experimentally determine the HSP of the active material layer binder, HSP may be obtained based on literature values.

活物質のHSPは実験的に求めてもよいが、困難な場合、文献値に基づきHSPを得てもよい。また、具体的な活物質のHSPについての文献値が入手困難な場合、同活物質に相当する化合物についての文献値にて代用することができる。例えば、Langmuir2008;24;10560−4に記載のグラフェン(graphene)に関する文献値に基づき、HSPを得てもよい。同文献によれば、グラフェンの分散項δは18.0(MPa)1/2、グラフェンの極性項δは9.3(MPa)1/2、グラフェンの水素結合項δは7.7(MPa)1/2である。したがって、有機溶媒は、下記式(I)に示されるHSP距離Raが、好ましくは5.0(MPa)1/2以上、より好ましくは8.0(MPa)1/2以上である。これにより、活物質層の層厚の増大がより一層低減される。 The active material HSP may be determined experimentally, but in difficult cases, HSP may be obtained based on literature values. In addition, when it is difficult to obtain literature values for HSP of a specific active material, literature values for a compound corresponding to the active material can be substituted. For example, HSP may be obtained based on literature values for graphene described in Langmuir 2008; 24; 10560-4. According to the document, the dispersion term δ D of graphene is 18.0 (MPa) 1/2 , the polar term δ P of graphene is 9.3 (MPa) 1/2 , and the hydrogen bonding term δ H of graphene is 7. It is 7 (MPa) 1/2 . Therefore, in the organic solvent, the HSP distance Ra shown in the following formula (I) is preferably 5.0 (MPa) 1/2 or more, more preferably 8.0 (MPa) 1/2 or more. This further reduces the increase in the layer thickness of the active material layer.

Figure 2019087523
Figure 2019087523

式(I)中、δD(solvent)は有機溶媒の分散項を、δP(solvent)は有機溶媒の極性項を、δH(solvent)は有機溶媒の水素結合項を、それぞれ示す。 In formula (I), δD (solvent) indicates the dispersion term of the organic solvent, δP (solvent) indicates the polar term of the organic solvent, and δH (solvent) indicates the hydrogen bonding term of the organic solvent.

このような有機溶媒としては、上記HSPの関係、特に第1のHSP距離の関係を満足するものであれば特に限定されず、例えばグリコールアルキルエーテル系化合物、アルコール系化合物等の既知の各種有機溶媒を用いることができる。これらの有機溶媒は、活物質層の一般的な結着剤と上記の第1のHSP距離の関係を満足させやすく、絶縁性無機粒子の分散性や後述する多孔質絶縁層結着剤の溶解性の観点から、好適に用いられる。特に、第1のHSP距離および第2のHSP距離を同時に大きくできる観点から、アルコール系化合物が好ましい。なお、有機溶媒は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。   Such organic solvents are not particularly limited as long as they satisfy the above-mentioned HSP relationship, in particular the first HSP distance relationship, and various known organic solvents such as glycol alkyl ether compounds and alcohol compounds Can be used. These organic solvents can easily satisfy the relationship between the general binder of the active material layer and the above first HSP distance, and the dispersibility of the insulating inorganic particles and the dissolution of the porous insulating layer binder described later It is preferably used from the viewpoint of sex. In particular, an alcohol compound is preferable from the viewpoint of simultaneously increasing the first HSP distance and the second HSP distance. In addition, an organic solvent may be used individually by 1 type, and may mix and use 2 or more types.

アルコール系化合物としては、例えば炭素数が3以上10以下、好ましくは4以上8以下であり、無置換またはアルコキシ基置換の直鎖状または分岐の低級アルキルアルコールまたは脂肪族アルコールが挙げられる。このようなアルコール系化合物としては、具体的には、2−プロパノール、1−ブタノール、1−ペンタノール、1−ヘキサノール、1−ヘプタノール、1−オクタノール、2−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ペンタノール、2−メチル−1−ヘキサノール、2−エチル−1−ヘキサノール、2−メチル−1−ヘプタノール、2−エチル−1−ヘプタノール、2−プロピル−1−ヘプタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−エトキシ−3−メチル−1−ブタノール、3−メトキシ−3−メチル−1−ペンタノール、3−エトキシ−3−メチル−1−ペンタノール、1−ノナノール、1−デカノール等が挙げられる。アルコール系化合物がアルコキシ基により置換されている場合、アルコキシ基の炭素数は、特に限定されないが、例えば1〜4、好ましくは1〜3、より好ましくは1または2である。   The alcohol-based compound has, for example, 3 or more and 10 or less, preferably 4 or more and 8 or less carbon atoms, and includes unsubstituted or alkoxy-substituted linear or branched lower alkyl alcohol or aliphatic alcohol. Specifically as such alcohol compounds, 2-propanol, 1-butanol, 1-pentanol, 1-hexanol, 1-heptanol, 1-octanol, 2-methyl-1-pentanol, 2- Ethyl-1-pentanol, 2-methyl-1-hexanol, 2-ethyl-1-hexanol, 2-methyl-1-heptanol, 2-ethyl-1-heptanol, 2-propyl-1-heptanol, 1-methoxy -2-propanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, 3-ethoxy-3-methyl-1-butanol, 3-methoxy-3-methyl-1-pentanol, 3-ethoxy-3-methyl- 1-pentanol, 1-nonanol, 1-decanol etc. are mentioned. When the alcohol-based compound is substituted by an alkoxy group, the carbon number of the alkoxy group is not particularly limited, and is, for example, 1 to 4, preferably 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

なお、アルコール系化合物は、一価アルコールであってもよいし、多価アルコールであってもよい。しかしながら、アルコール系化合物は、好ましくは一価アルコールである。これにより、活物質層の層厚の増大がより一層抑制される。   The alcohol compound may be a monohydric alcohol or a polyhydric alcohol. However, the alcohol compound is preferably a monohydric alcohol. This further suppresses the increase in the layer thickness of the active material layer.

上述した中でも、好ましいアルコール系化合物は、1−ブタノール、1−ヘキサノール、2−エチル−1−ヘキサノール、および3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールである。特に好ましいアルコール系化合物は、2−エチル−1−ヘキサノール、および3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールである。   Among the above, preferred alcohol compounds are 1-butanol, 1-hexanol, 2-ethyl-1-hexanol, and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol. Particularly preferred alcohol compounds are 2-ethyl-1-hexanol and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol.

グリコールアルキルエーテル系化合物としては、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル(ethylene glycol monomethyl ether)、エチレングリコールモノエチルエーテル(ethylene glycol monoethyl ether)等のモノアルキレングリコールモノアルキルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル(diethylene glycol monomethyl ether)ジエチレングリコールモノエチルエーテル(diethylene glycol monoethyl ether)等のジアルキレングリコールモノアルキルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル(triethylene glycol monomethyl ether)トリエチレングリコールモノエチルエーテル(triethylene glycol monoethyl ether)等のトリアルキレングリコールモノアルキルエーテルや、その他重合度が3以上のアルキレングリコールモノアルキルエーテルが挙げられる。グリコールアルキルエーテル系化合物中のアルコキシ基の炭素数は、特に限定されないが、例えば1〜4、好ましくは1〜3、より好ましくは1または2である。   Examples of glycol alkyl ether compounds include monoalkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol mono methyl ether, ethylene glycol mono ethyl ether, etc., diethylene glycol mono methyl ether diethylene glycol Dialkylene glycol monoalkyl ether such as monoethyl ether (diethylene glycol monoethyl ether), triethylene glycol monomethyl ether (triethylene glycol monomethyl) ther) and tri alkylene glycol monoalkyl ethers and triethylene glycol monoethyl ether (triethylene glycol monoethyl ether), and other polymerization degree include 3 or more alkylene glycol monoalkyl ethers. The carbon number of the alkoxy group in the glycol alkyl ether compound is not particularly limited, and is, for example, 1 to 4, preferably 1 to 3, and more preferably 1 or 2.

また、グリコールアルキルエーテル系化合物は、エチレングリコール骨格を有することが好ましい。特に好ましいグリコールアルキルエーテル系化合物は、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、およびエチレングリコールモノエチルエーテルである。   Moreover, it is preferable that a glycol alkyl ether type compound has ethylene glycol frame | skeleton. Particularly preferred glycol alkyl ether compounds are triethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, and ethylene glycol monoethyl ether.

また、有機溶媒の沸点は、好ましくは100℃以上、より好ましくは130℃以上250℃以下である。これにより多孔質絶縁層形成時における溶媒の揮発およびこれに伴う粘性の変化を防止し、均一な厚さの多孔質絶縁層を形成することができる。   The boiling point of the organic solvent is preferably 100 ° C. or more, more preferably 130 ° C. or more and 250 ° C. or less. This prevents evaporation of the solvent at the time of formation of the porous insulating layer and the accompanying change in viscosity, and a porous insulating layer with a uniform thickness can be formed.

また、溶媒は、水を含んでいてもよい。水は、活性剤層中の活物質層結着剤の溶解性に優れる一方で、多孔質絶縁層形成用組成物の各材料の溶解および分散に適している。溶媒中における水の含有量は、溶媒に対し、例えば70質量%以下、好ましくは50質量%以下である。   The solvent may also contain water. While water is excellent in the solubility of the active material layer binder in the active agent layer, it is suitable for dissolution and dispersion of each material of the composition for forming a porous insulating layer. The content of water in the solvent is, for example, 70% by mass or less, preferably 50% by mass or less, based on the solvent.

多孔質絶縁層形成用組成物中における溶媒の含有量は、特に限定されず、適宜製造条件に応じて選択可能であるが、例えば15質量%以上60質量%以下、好ましくは、20質量%以上45質量%以下である。   The content of the solvent in the composition for forming a porous insulating layer is not particularly limited, and can be appropriately selected depending on the production conditions, but for example, 15% by mass or more and 60% by mass or less, preferably 20% by mass or more It is 45 mass% or less.

(1.2 絶縁性無機粒子)
また、多孔質絶縁層形成用組成物は、絶縁性無機粒子を含む。絶縁性無機粒子は、多孔質絶縁層形成用組成物の固形分における主成分である。絶縁性無機粒子は、セパレータと活物質層との間の絶縁性を担保し、不本意な内部短絡を防止する。
(1.2 Insulating inorganic particles)
In addition, the composition for forming a porous insulating layer contains insulating inorganic particles. The insulating inorganic particle is a main component in the solid content of the composition for forming a porous insulating layer. The insulating inorganic particles secure the insulation between the separator and the active material layer, and prevent unintended internal short circuit.

このような絶縁性無機粒子としては、特に限定されず、例えば、酸化鉄、シリカ(SiO)、アルミナ(Al)、TiO、BaTiO、ZrO等の酸化物粒子、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物粒子、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶粒子、シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶粒子、モンモリロナイト等の粘土粒子、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン等の鉱物資源由来物質またはこれらの人造物が挙げられる。 Such insulating inorganic particles are not particularly limited, and examples thereof include iron oxide, silica (SiO 2 ), alumina (Al 2 O 3 ), oxide particles such as TiO 2 , BaTiO 2 , and ZrO, boron nitride, and the like. Aluminum nitride, silicon nitride or other nitride particles, calcium fluoride, barium fluoride, barium sulfate or other sparingly soluble ion crystal particles, silicon, diamond or other covalently bonded crystal particles, montmorillonite or other clay particles, boehmite, zeolite Materials derived from mineral resources such as apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine and the like, or artificial products thereof.

また、金属粒子、SnO、スズ−インジウム酸化物(ITO)等の酸化物粒子、カーボンブラック、グラファイト等の炭素質粒子等の導電性粒子の表面を、電気絶縁性を有する材料で表面処理することで、電気絶縁性を持たせた微粒子であってもよい。 In addition, the surface of conductive particles such as metal particles, oxide particles such as SnO 2 and tin-indium oxide (ITO), carbon particles such as carbon black and graphite is surface-treated with a material having electrical insulation. Therefore, fine particles having electrical insulation may be used.

また、絶縁性無機粒子の平均粒径は、特に限定されないが、例えば、0.01μm以上5μm以下、好ましくは0.1μm以上1μm以下である。なお、本明細書において、平均粒径は、体積基準頻度累積D50粒径を示し、レーザー回折・散乱式粒径分布測定装置により測定することができる。
また、多孔質絶縁層形成用組成物中の絶縁性無機粒子の含有量は、多孔質絶縁層形成用組成物中の固形分に対し、例えば20質量%以上98質量%以下、好ましくは、30質量%以上95質量%以下である。
The average particle size of the insulating inorganic particles is not particularly limited, but is, for example, 0.01 μm to 5 μm, preferably 0.1 μm to 1 μm. In the present specification, the average particle diameter indicates the volume-based frequency cumulative D50 particle diameter, and can be measured by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device.
Further, the content of the insulating inorganic particles in the composition for forming a porous insulating layer is, for example, 20% by mass or more and 98% by mass or less, preferably 30% by mass with respect to the solid content in the composition for forming a porous insulating layer. It is mass% or more and 95 mass% or less.

(1.3 結着剤)
多孔質絶縁層形成用組成物は、結着剤(多孔質絶縁層結着剤)を含んでもよい。
(1.3 Binder)
The composition for forming a porous insulating layer may contain a binder (porous insulating layer binder).

多孔質絶縁層結着剤としては、特に限定されず、多孔質絶縁層に用いることのできる既知の結着剤を1種または2種以上組み合わせて使用することができる。   The porous insulating layer binder is not particularly limited, and any known binder that can be used for the porous insulating layer can be used alone or in combination of two or more.

このような結着剤としては、例えばビニル基含有単量体の重合体または共重合体が挙げられる。ビニル基含有単量体としては、特に限定されず、エチレン:アクリル酸、メタクリル酸および(メタ)アクリル酸塩:アクリロニトリル:ビニルアルコール:酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル等のビニルエステル:(メタ)アクリル酸イソボルニル、(メタ)アクリル酸−2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸メトキシエチル等の(メタ)アクリル酸エステル、スチレン等が挙げられる。   Examples of such a binder include polymers or copolymers of vinyl group-containing monomers. The vinyl group-containing monomer is not particularly limited, and ethylene: acrylic acid, methacrylic acid and (meth) acrylic acid salt: acrylonitrile: vinyl alcohol: vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate: (meth 2.) Isobornyl acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic esters such as methoxyethyl (meth) acrylate, styrene, etc. may be mentioned.

また、多孔質絶縁層結着剤は、下記式(1)で表される単量体単位(A)を1種以上含む高分子Xを含んでもよい。   The porous insulating layer binder may also contain a polymer X containing one or more monomer units (A) represented by the following formula (1).

Figure 2019087523
Figure 2019087523

式中、RおよびRは、それぞれ出現毎に独立して、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基であり、
環Xは、窒素原子を少なくとも1個環構成成分として有し、少なくとも1以上の水素原子が炭素数1〜3のアルキル基によって置換してもよい、複素環式基である。
In the formulae, each occurrence of R 1 and R 2 independently is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms,
Ring X is a heterocyclic group which has at least one nitrogen atom as a ring component, and at least one or more hydrogen atoms may be substituted by an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

このような単量体単位(A)を含む高分子Xは、上述した溶媒、特にグリコールアルキルエーテル系化合物に溶解しやすい。また、単量体単位(A)により、高分子Xの弾性率が向上することから強固な多孔質絶縁層の形成にも有利である。
なお、上記RおよびRにおいて、炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。RおよびRは、好ましくは、それぞれ出現毎に独立して、水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。
The polymer X containing such a monomer unit (A) is easily soluble in the above-mentioned solvent, particularly a glycol alkyl ether compound. Further, the elastic modulus of the polymer X is improved by the monomer unit (A), which is also advantageous for the formation of a strong porous insulating layer.
In the above R 1 and R 2, the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a methyl group, an ethyl group, n- propyl group, an isopropyl group. R 1 and R 2 are preferably each independently at each occurrence a hydrogen atom or a methyl group, more preferably a hydrogen atom.

環Xを構成する環としては、例えば、ピラゾリル基、ピラゾリジニル基等の窒素原子を含む複素環式基、モルホリニル基等の窒素原子および酸素原子を含む複素環式等が挙げられる。これらの中でも、環Xを構成する環は、好ましくは、窒素原子および酸素原子を含む複素環式基であり、より好ましくはモルホリニル基である。
なお、環Xを構成する環の環員数は、特に限定されず、例えば4〜10、好ましくは4〜7である。
なお、環Xを構成する環に存在する1個以上の水素原子は、炭素数1〜3のアルキル基、より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等によって置換されてもよい。一方で、環Xを構成する環に存在する水素原子のいずれもが置換されなくてもよい。
Examples of the ring constituting the ring X include heterocyclic groups containing a nitrogen atom such as pyrazolyl group and pyrazolidinyl group, and heterocyclic groups containing a nitrogen atom such as morpholinyl group and an oxygen atom. Among these, the ring constituting the ring X is preferably a heterocyclic group containing a nitrogen atom and an oxygen atom, more preferably a morpholinyl group.
The number of members of the ring constituting the ring X is not particularly limited, and is, for example, 4 to 10, preferably 4 to 7.
In addition, one or more hydrogen atoms present in the ring constituting ring X are substituted by an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, etc. It may be done. On the other hand, none of the hydrogen atoms present in the ring constituting the ring X may be substituted.

また、高分子Xにおける単量体単位(A)の含有量は、特に限定されないが、例えば、20質量%以上、好ましくは40質量%以上98質量%以下である。これにより、上述した溶媒、特にグリコールエーテル系化合物に対し高分子Xがより容易に溶解する。   Further, the content of the monomer unit (A) in the polymer X is not particularly limited, but is, for example, 20% by mass or more, preferably 40% by mass or more and 98% by mass or less. As a result, the polymer X is more easily dissolved in the above-mentioned solvent, particularly the glycol ether compound.

上記高分子Xは、さらに、下記式(2)で表される単量体単位(B)、下記式(3)で表される単量体単位(C)のうちいずれか一方または両方を含んでいてもよい。なお、各単量体単位(B)、単量体単位(C)は、それぞれ、1種単独または2種以上組み合わせて高分子Xに含有されることができる。   The polymer X further contains either or both of a monomer unit (B) represented by the following formula (2) and a monomer unit (C) represented by the following formula (3) It may be. The monomer units (B) and the monomer units (C) can be contained in the polymer X singly or in combination of two or more.

Figure 2019087523
Figure 2019087523

式中、R〜Rは、それぞれ出現毎に独立して、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基であり、
Lは、2価の連結基であり、
Yは、酸素原子を少なくとも1個環構成成分として有し、少なくとも1個以上の水素原子が炭素数1〜3のアルキル基によって置換してもよい、複素環式基である。
In the formulae, each of R 3 to R 7 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
L is a divalent linking group,
Y is a heterocyclic group having at least one oxygen atom as a ring component, and at least one or more hydrogen atoms may be substituted by an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

また、高分子が上記式(2)で表される単量体単位(B)を1種以上含む場合、グリコールエーテル系化合物に対し高分子Xがより容易に溶解する。   When the polymer contains one or more monomer units (B) represented by the above formula (2), the polymer X dissolves more easily in the glycol ether compound.

式(2)中のRおよびRにおいて、炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。RおよびRは、好ましくは、それぞれ出現毎に独立して、水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。 In R 3 and R 4 in Formula (2), examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group. R 3 and R 4 are preferably each independently a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.

また、Lは、二価の連結基であり、例えば、単結合、炭素数1〜5のアルキレン基、ポリオキリエチレン基等が挙げられる。炭素数1〜5のアルキレン基としては、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、プロピレン基等が挙げられる。炭素数1〜5のアルキレン基を構成する水素原子は、炭素数1〜3のアルキル基、より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等によって置換されてもよい。   L is a divalent linking group, and examples thereof include a single bond, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and a polyethylene glycol group. A methylene group, ethylene group, a propylene group, a butylene group, a propylene group etc. are mentioned as a C1-C5 alkylene group. The hydrogen atom which comprises a C1-C5 alkylene group may be substituted by a C1-C3 alkyl group, more specifically, a methyl group, an ethyl group, n-propyl group, isopropyl group etc. .

Yを構成する環としては、例えば、フラニル基、ピラニル基、2,5−ジヒドロフラニル基等の酸素原子を含む不飽和複素環式基、テトロヒドロフラニル基、テトロヒドロピラニル基、ジオキサン−イル基等の酸素原子を含む飽和複素環式基、モルホリニル基等の窒素原子および酸素原子を含む複素環式等が挙げられる。これらの中でも、環Xを構成する環は、好ましくは、酸素原子を含む飽和複素環式基であり、より好ましくはテトロヒドロフラニル基である。
なお、Yを構成する環の環員数は、特に限定されず、例えば4〜10、好ましくは4〜7である。
As a ring constituting Y, for example, an unsaturated heterocyclic group containing an oxygen atom such as furanyl group, pyranyl group, 2,5-dihydrofuranyl group, etc., tetrohydrofuranyl group, tetrohydropyranyl group, dioxane And a saturated heterocyclic group containing an oxygen atom such as -yl group, a heterocyclic group containing a nitrogen atom such as morpholinyl group and an oxygen atom, and the like. Among these, the ring constituting the ring X is preferably a saturated heterocyclic group containing an oxygen atom, more preferably a tetrohydrofuranyl group.
The number of members of the ring constituting Y is not particularly limited, and is, for example, 4 to 10, preferably 4 to 7.

なお、Yを構成する環に存在する1個以上の水素原子は、炭素数1〜3のアルキル基、より具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基等によって置換されてもよい。一方で、Yを構成する環に存在する水素原子のいずれもが置換されなくてもよい。   In addition, one or more hydrogen atoms present in the ring constituting Y are substituted by an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, more specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, etc. May be On the other hand, none of the hydrogen atoms present in the ring constituting Y may be substituted.

また、高分子X中、単量体単位(A)と前記単量体単位(B)との質量比(A)/(B)は、好ましくは50/50〜100/0である。これにより、溶媒がグリコールエーテル系化合物を含む場合、溶媒に対して高分子Xがさらにより容易に溶解することができる。   In the polymer X, the mass ratio (A) / (B) of the monomer unit (A) to the monomer unit (B) is preferably 50/50 to 100/0. Thereby, when the solvent contains a glycol ether compound, the polymer X can be more easily dissolved in the solvent.

特に、高分子Xが単量体単位(C)を1種以上含む場合、絶縁性無機粒子の分散性や、活物質層に対する結着性が向上する。また、高分子Xが単量体単位(C)を1種以上含み、かつ多孔質絶縁層形成用組成物がポリオレフィン系ポリマー粒子を含む場合、ポリオレフィン系ポリマー粒子が組成物中において安定した分散状態を維持しやすくなる。   In particular, when the polymer X contains one or more monomer units (C), the dispersibility of the insulating inorganic particles and the binding property to the active material layer are improved. When the polymer X contains one or more monomer units (C), and the composition for forming the porous insulating layer contains polyolefin polymer particles, the polyolefin polymer particles are in a stable dispersed state in the composition. Makes it easier to maintain

式(3)中のR〜Rにおいて、炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。R〜Rは、好ましくは、それぞれ出現毎に独立して、水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。 In R 5 to R 7 in the formula (3), examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group. R 5 to R 7 are preferably each independently a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.

また、単量体単位(A)と前記単量体単位(C)との質量比(A)/(C)は、好ましくは40/60〜60/40である。これにより、結着剤の結着性とポリオレフィン系ポリマー粒子の分散性とを同時により優れたものとすることができる。   The mass ratio (A) / (C) of the monomer unit (A) to the monomer unit (C) is preferably 40/60 to 60/40. Thereby, the binding property of the binder and the dispersibility of the polyolefin-based polymer particles can be simultaneously improved.

また、高分子Xは、イオン性単量体単位を含んでもよいが、多孔質絶縁層形成用組成物がポリオレフィン系ポリマー粒子を含有しない場合、イオン性単量体単位の含有量は、好ましくは0.5質量%以上50質量%以下、より好ましくは2質量%以上30質量%以下である。これにより、絶縁性無機粒子の分散性や、活物質層に対する結着性がより一層向上する。また、多孔質絶縁層形成用組成物がポリオレフィン系ポリマー粒子を含有する場合、イオン性単量体単位の含有量は、好ましくは2質量%以上5質量%以下である。これにより、ポリオレフィン系ポリマー粒子の分散安定性が良好に維持される。なお、イオン性単量体単位とは、例えば水を含む溶媒中において電離等により、正または負の電荷を生じうる官能基を有する単量体単位を言う。   The polymer X may contain an ionic monomer unit, but when the composition for forming a porous insulating layer does not contain polyolefin polymer particles, the content of the ionic monomer unit is preferably The content is 0.5% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 30% by mass or less. Thereby, the dispersibility of the insulating inorganic particles and the binding property to the active material layer are further improved. When the composition for forming a porous insulating layer contains polyolefin polymer particles, the content of the ionic monomer unit is preferably 2% by mass or more and 5% by mass or less. Thereby, the dispersion stability of the polyolefin polymer particles is well maintained. In addition, an ionic monomer unit means the monomer unit which has a functional group which can produce a positive or negative charge by ionization etc., for example in the solvent containing water.

イオン性単量体単位としては、特に限定されないが、例えば、下記式(4)で表される単量体単位(D)が挙げられる。   The ionic monomer unit is not particularly limited, and examples thereof include a monomer unit (D) represented by the following formula (4).

Figure 2019087523
Figure 2019087523

式中、R〜Rは、それぞれ出現毎に独立して、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基であり、
は、一価のカチオン基であり、
式中のZとOとは、イオン結合により結合していてもよい。
In the formula, R 8 to R 9 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
Z + is a monovalent cationic group,
Z <+> and O < - > in a formula may be couple | bonded by ionic bond.

式(4)中のRおよびRにおいて、炭素数1〜3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基が挙げられる。RおよびRは、好ましくは、それぞれ出現毎に独立して、水素原子またはメチル基であり、より好ましくは水素原子である。 In R 8 and R 9 in the formula (4), examples of the alkyl group having 1 to 3 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group and an isopropyl group. R 8 and R 9 are preferably each independently a hydrogen atom or a methyl group, and more preferably a hydrogen atom.

また、Zとしては、例えば、水素イオン、アンモニウムイオン、有機カチオン、金属イオン等の無機カチオン、および金属錯体等の金属錯化物が挙げられる。
有機カチオンとしては、アミン類のカチオン化物が挙げられる。このようなアミン類としては、第1級、第2級、第3級のいずれであってもよく、例えば、メチルアミン、ジメチルアミン、トリエチルアミン、メチルエミン、ジメチルエミン、トリエチルエミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、エチレンレンジアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、ヘキサメチレンジアミン等の脂肪族アミン、アニリン等の芳香族アミン、ピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、ピリジン、ピリダジン、ピリミジン、ピラジン、オキサゾール、チアゾール等の非芳香族複素環式アミンが挙げられる。
Moreover, as Z + , for example, inorganic cations such as hydrogen ion, ammonium ion, organic cation, metal ion, and metal complex compounds such as metal complex can be mentioned.
As an organic cation, the cationization thing of amines is mentioned. Such amines may be any of primary, secondary and tertiary, and examples thereof include methylamine, dimethylamine, triethylamine, methylemine, dimethylemine, triethylamine, monoethanolamine and diethanolamine. Aliphatic amines such as triethanolamine, ethylene diamine amine, N, N-diisopropylethylamine, hexamethylene diamine, aromatic amines such as aniline, pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine, pyridine, pyridazine, pyrimidine, pyrazine, oxazole, Non-aromatic heterocyclic amines such as thiazoles.

なお、高分子Xは、上記以外の単量体単位を含んでもよい。
また、高分子Xは、単量体単位(A)、(B)および(C)の合計の含有量が、質量割合で高分子X全体に対し、例えば50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。
The polymer X may contain a monomer unit other than the above.
In addition, the content of the total of the monomer units (A), (B) and (C) is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass, based on the whole of the polymer X in mass ratio The content is more preferably 95% by mass or more.

多孔質絶縁層結着剤に含まれ得る重合体、共重合体および高分子の結合様式は特に限定されず、該高分子は、ランダム共重合体、交互共重合体、周期的共重合体、ブロック共重合体またはグラフト共重合体であってもよい。
多孔質絶縁層結着剤に含まれ得る重合体、共重合体および高分子の重量平均分子量も、特に限定されず、例えば50,000以上2,000,000以下、好ましくは100,000以上1,000,000以下である。なお、重量平均分子量は、ポリエチレンオキシド(PEO)を標準物質として換算する、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定することができる。
There are no particular limitations on the bonding mode of the polymer, copolymer and polymer that can be contained in the porous insulating layer binder, and the polymer is a random copolymer, alternating copolymer, periodic copolymer, It may be a block copolymer or a graft copolymer.
The weight average molecular weight of the polymer, copolymer and polymer that may be contained in the porous insulating layer binder is not particularly limited, and is, for example, 50,000 or more and 2,000,000 or less, preferably 100,000 or more, 1 It is less than, 000,000. In addition, a weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography which converts polyethylene oxide (PEO) as a standard substance.

また、多孔質絶縁層形成用組成物中の多孔質絶縁層結着剤の含有量は、多孔質絶縁層形成用組成物中の固形分に対し、例えば2質量%以上10質量%以下、好ましくは3質量%以上7質量%以下である。   In addition, the content of the porous insulating layer binder in the composition for forming a porous insulating layer is preferably, for example, 2% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the solid content in the composition for forming a porous insulating layer Is 3% by mass or more and 7% by mass or less.

(1.4 ポリオレフィン系ポリマー粒子)
また、多孔質絶縁層形成用組成物は、ポリオレフィン系ポリマー粒子を含んでもよい。ポリオレフィン系ポリマー粒子は、比較的低い融点を有することから、非水電解質二次電池が異常加熱した際に溶融してリチウムイオンの移動を遮断する。これにより、非水電解質二次電池の安全性能がより一層向上する。
(1.4 Polyolefin-based polymer particles)
In addition, the composition for forming a porous insulating layer may contain polyolefin-based polymer particles. Since the polyolefin polymer particles have a relatively low melting point, they melt and block the migration of lithium ions when the nonaqueous electrolyte secondary battery is abnormally heated. This further improves the safety performance of the non-aqueous electrolyte secondary battery.

ポリオレフィン系ポリマー粒子としては、例えば、ポリエチレン系ポリマー粒子、ポリプロピレン系ポリマー粒子が挙げられる。   Examples of the polyolefin-based polymer particles include polyethylene-based polymer particles and polypropylene-based polymer particles.

また、ポリオレフィン系ポリマー粒子の平均粒径は、特に限定されないが、例えば、0.5μm以上4μm以下、好ましくは0.7μm以上2μm以下である。一般に多孔質絶縁層は、比較的薄い(例えば4μm以下)薄膜として形成される。したがって、ポリオレフィン系ポリマー粒子の平均粒径も比較的小さくすることが要求される。ポリオレフィン系ポリマー粒子は、粒径が小さい場合には比較的分散しにくいが、上述した単量体単位(A)および(B)を含む高分子を結着剤として用いることにより、多孔質絶縁層中に均一に分散することができる。   The average particle size of the polyolefin-based polymer particles is not particularly limited, but is, for example, 0.5 μm or more and 4 μm or less, preferably 0.7 μm or more and 2 μm or less. In general, the porous insulating layer is formed as a relatively thin (for example, 4 μm or less) thin film. Therefore, it is also required to relatively reduce the average particle size of the polyolefin-based polymer particles. Although the polyolefin polymer particles are relatively difficult to disperse when the particle size is small, the porous insulating layer can be obtained by using the above-described polymer containing the monomer units (A) and (B) as a binder. It can be dispersed uniformly in it.

また、多孔質絶縁層形成用組成物中のポリオレフィン系ポリマー粒子の含有量は、多孔質絶縁層形成用組成物中の固形分に対し、例えば20質量%以上80質量%以下である。   In addition, the content of the polyolefin-based polymer particles in the composition for forming a porous insulating layer is, for example, 20% by mass or more and 80% by mass or less based on the solid content in the composition for forming a porous insulating layer.

以上説明した本実施形態に係る多孔質絶縁層形成用組成物においては、活物質層の結着剤のハンセン溶解度パラメータと8.0以上の距離を有するハンセン溶解度パラメータの有機溶媒を採用している。したがって、多孔質絶縁層形成用組成物を活物質層上に塗工した場合であっても、活物質層の膨潤が抑制される。   In the composition for forming a porous insulating layer according to the present embodiment described above, the organic solvent having the Hansen solubility parameter of the binder of the active material layer and the Hansen solubility parameter having a distance of 8.0 or more is employed. . Therefore, even when the composition for forming a porous insulating layer is applied on the active material layer, the swelling of the active material layer is suppressed.

<2.非水電解質二次電池の構成>
以下では、図1を参照して、上述した本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池10の具体的な構成について説明を行う。図1は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の構成を説明する説明図である。また、非水電解質二次電池10は、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池用電極としての負極30を有している。
<2. Configuration of Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery>
Hereinafter, the specific configuration of the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 according to the above-described embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory view illustrating the configuration of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention. Moreover, the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 has the negative electrode 30 as an electrode for non-aqueous electrolyte secondary batteries which concerns on one Embodiment of this invention.

図1に示す非水電解質二次電池10は、本実施形態に係る二次電池の一例である。図1に示すように、非水電解質二次電池10は、正極20と、負極30と、セパレータ(separator)層40とを備える。なお、非水電解質二次電池10の形態は、特に限定されないが、例えば、円筒形、角形、ラミネート(laminate)形、またはボタン(button)形等のいずれであってもよい。   The non-aqueous electrolyte secondary battery 10 shown in FIG. 1 is an example of a secondary battery according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 includes a positive electrode 20, a negative electrode 30, and a separator layer 40. The form of the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 is not particularly limited, but may be, for example, cylindrical, square, laminate, button or the like.

正極20は、集電体21と、集電体21の主面上に配置される正極活物質層22とを備える。集電体21は、導電体であればどのようなものでも良く、例えば、アルミニウム(Al)、ステンレス鋼(stainless steel)、およびニッケルメッキ鋼(nickel−plated steel)等であってもよい。   The positive electrode 20 includes a current collector 21 and a positive electrode active material layer 22 disposed on the main surface of the current collector 21. The current collector 21 may be any conductor, and may be, for example, aluminum (Al), stainless steel, nickel-plated steel, or the like.

なお、本明細書において「主面」とはある薄板のうち他の面よりも遥かに面積大きい面を示す。例えば、集電体21においては、主面は、箔状の集電体21の表面および裏面を意味し、端面、側面等を意味しない。   In the present specification, the term "main surface" refers to a surface having a much larger area than other surfaces of a thin plate. For example, in the current collector 21, the main surface means the front and back surfaces of the foil-like current collector 21, and does not mean an end surface, a side surface, or the like.

正極活物質層22は、少なくとも正極活物質および結着剤(正極活物質層結着剤)を含み、導電剤をさらに含んでもよい。なお、正極活物質、導電剤、および結着剤の含有量は、特に制限されず、従来の非水電解質二次電池において適用される含有量であれば、いずれであってもよい。   The positive electrode active material layer 22 contains at least a positive electrode active material and a binder (positive electrode active material layer binder), and may further contain a conductive agent. The content of the positive electrode active material, the conductive agent, and the binder is not particularly limited, and may be any content as long as it is applied to a conventional non-aqueous electrolyte secondary battery.

正極活物質は、例えば、リチウムを含む遷移金属酸化物または固溶体酸化物であり、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵および放出することができる物質であれば特に制限されない。リチウムを含む遷移金属酸化物としては、LiCoO等のLi・Co系複合酸化物、LiNiCoMn等のLi・Ni・Co・Mn系複合酸化物、LiNiO等のLi・Ni系複合酸化物、またはLiMn等のLi・Mn系複合酸化物等を例示することができる。固溶体酸化物としては、LiMnCoNi(1.150≦a≦1.430、0.45≦x≦0.6、0.10≦y≦0.15、0.20≦z≦0.28)、LiMnCoNi(0.3≦x≦0.85、0.10≦y≦0.3、0.10≦z≦0.3)、LiMn1.5Ni0.5等を例示することができる。なお、正極活物質の含有量(含有比)は、特に制限されず、非水電解質二次電池の正極活物質層に適用可能な含有量であればよい。また、これらの化合物を単独または複数種、混合して用いてもよい。 The positive electrode active material is, for example, a transition metal oxide or a solid solution oxide containing lithium, and is not particularly limited as long as it is a substance capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions. The transition metal oxide containing lithium, Li · Co-based composite oxide such as LiCoO 2, LiNi x Co y Mn z O Li · Ni · Co · Mn -based composite oxides such as 2, Li · such LiNiO 2 Examples include Ni-based composite oxides, and Li / Mn-based composite oxides such as LiMn 2 O 4 . The solid solution oxide, Li a Mn x Co y Ni z O 2 (1.150 ≦ a ≦ 1.430,0.45 ≦ x ≦ 0.6,0.10 ≦ y ≦ 0.15,0.20 Z z 0.2 0.28), LiMn x Co y Ni z O 2 (0.3 x x 0.8 0.85, 0.10 y y 0.3 0.3, 0.10 z z 0.3 0.3), LiMn 1 .5 Ni 0.5 O 4 etc. can be illustrated. The content (content ratio) of the positive electrode active material is not particularly limited, as long as the content is applicable to the positive electrode active material layer of the non-aqueous electrolyte secondary battery. Moreover, you may use these compounds individually or in mixture of multiple types.

導電剤は、例えば、ケッチェンブラック(ketjen black)やアセチレンブラック(acetylene black)等のカーボンブラック(carbon black)、天然黒鉛、人造黒鉛、カーボンナノチューブ(carbon nanotubes)、グラフェン(graphene)、カーボンナノファイバ(carbon nanofibers)等の繊維状炭素、または、これら繊維状炭素とカーボンブラック(carbon black)との複合体等である。ただし、導電剤は、正極の導電性を高めるためのものであれば特に制限されずに使用することができる。導電剤の含有量は特に制限されず、非水電解質二次電池の正極活物質層に適用可能な含有量であればよい。   The conductive agent may be, for example, carbon black such as ketjen black or acetylene black, natural graphite, artificial graphite, carbon nanotubes, carbon nanotubes, graphene, carbon nanofibers And fibrous carbon such as carbon nanofibers, or a composite of these fibrous carbon and carbon black. However, the conductive agent can be used without particular limitation as long as it is for enhancing the conductivity of the positive electrode. The content of the conductive agent is not particularly limited, as long as the content is applicable to the positive electrode active material layer of the non-aqueous electrolyte secondary battery.

結着剤は、例えば、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene difluoride)等のフッ素含有樹脂、スチレンブタジエンゴム(styrene−butadiene rubber)等のスチレン含有樹脂、エチレンプロピレンジエン三元共重合体(ethylene−propylene−diene terpolymer)、アクリロニトリルブタジエンゴム(acrylonitrile−butadiene rubber)、フッ素ゴム(fluoroelastomer)、ポリ酢酸ビニル(polyvinyl acetate)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate)、ポリエチレン(polyethylene)、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、カルボキシメチルセルロース(carboxymethylcellulose)もしくはこれらの誘導体(カルボキシメチルセルロース類(例えばカルボキシメチルセルロースの塩))またはニトロセルロース(nitrocellulose)等である。ただし、結着剤は、正極活物質および導電剤を集電体21上に結着させることができ、かつ正極の高電位に耐える耐酸化性および電解液安定性を有するものであれば、特に制限されない。また、結着剤の含有量も特に制限されず、非水電解質二次電池の正極活物質層に適用可能な含有量であればよい。   The binder includes, for example, a fluorine-containing resin such as polyvinylidene fluoride, a styrene-containing resin such as styrene-butadiene rubber, and an ethylene-propylene-diene terpolymer. ), Acrylonitrile butadiene rubber (acrylonitrile-butadiene rubber), fluoro rubber (fluoroelastomer), polyvinyl acetate (polyvinyl acetate), polymethyl methacrylate (polymethyl methacrylate), polyethylene (polyethylene), polyvinyl alcohol (polyviny) alcohol), carboxymethylcellulose or derivatives thereof (such as carboxymethylcelluloses (eg, a salt of carboxymethylcellulose)) or nitrocellulose. However, as long as the binder can bind the positive electrode active material and the conductive agent onto the current collector 21 and has oxidation resistance and electrolytic solution stability that can withstand the high potential of the positive electrode, the binder is particularly preferable. It is not restricted. Further, the content of the binder is not particularly limited, as long as the content is applicable to the positive electrode active material layer of the non-aqueous electrolyte secondary battery.

正極活物質層22は、例えば、正極活物質、導電剤、および結着剤を適当な有機溶媒(例えば、N−メチル−2−ピロリドン(N−methyl−2−pyrrolidone)など)に分散させて正極スラリー(slurry)を形成し、該正極スラリーを集電体21上に塗工し、乾燥、圧延することで形成することができる。なお、圧延後の正極活物質層22の密度は、特に制限されず、非水電解質二次電池の正極活物質層に適用可能な密度であればよい。   The positive electrode active material layer 22 is obtained, for example, by dispersing a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder in a suitable organic solvent (eg, N-methyl-2-pyrrolidone). A positive electrode slurry (slurry) is formed, and the positive electrode slurry can be coated on the current collector 21, dried, and rolled. The density of the positive electrode active material layer 22 after rolling is not particularly limited, as long as the density is applicable to the positive electrode active material layer of the non-aqueous electrolyte secondary battery.

負極30は、本実施形態に係る二次電池用負極の一例である。負極30は、箔状の集電体31と、集電体31に接して配置された負極活物質層32と、負極活物質層32上に配置される多孔質絶縁層33とを有する。   The negative electrode 30 is an example of a negative electrode for a secondary battery according to the present embodiment. The negative electrode 30 has a foil-like current collector 31, a negative electrode active material layer 32 disposed in contact with the current collector 31, and a porous insulating layer 33 disposed on the negative electrode active material layer 32.

集電体31は、特に限定されず、例えば、銅、アルミニウム、鉄、ニッケル、ステンレス鋼またはこれらの合金もしくはこれらのメッキ鋼、例えばニッケルメッキ鋼で構成されることができる。集電体31は、特に、銅もしくはニッケルまたはこれらの合金で構成されることが好ましい。   The current collector 31 is not particularly limited, and can be made of, for example, copper, aluminum, iron, nickel, stainless steel or an alloy thereof, or a plated steel thereof, such as nickel plated steel. The current collector 31 is particularly preferably made of copper or nickel or an alloy thereof.

負極活物質層32は、集電体31に接して、より具体的には一方の主面が集電体31上に接着されるようにして配置されている。負極活物質層32は、少なくとも負極活物質を含む。本実施形態においては、負極活物質層32は、負極活物質と、結着剤(負極活物質層結着剤)とを含む。   The negative electrode active material layer 32 is disposed in contact with the current collector 31, more specifically, in such a manner that one main surface is adhered onto the current collector 31. The negative electrode active material layer 32 contains at least a negative electrode active material. In the present embodiment, the negative electrode active material layer 32 includes a negative electrode active material and a binder (negative electrode active material layer binder).

負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵および放出することができる物質であれば特に限定されないが、例えば、黒鉛活物質(人造黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛と天然黒鉛との混合物、人造黒鉛を被覆した天然黒鉛等)、Si系活物質またはSn系活物質(例えばケイ素(Si)もしくはスズ(Sn)もしくはそれらの酸化物の微粒子、ケイ素もしくはスズを基本材料とした合金)、金属リチウム及びLiTi12等の酸化チタン系化合物等が挙げられる。負極活物質としては、以上のうち1種以上を用いることができる。ケイ素の酸化物は、SiO(0≦x≦2)で表される。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a substance capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions, and examples thereof include graphite active materials (artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, Natural graphite coated with artificial graphite, etc.) Si-based active material or Sn-based active material (eg fine particles of silicon (Si) or tin (Sn) or their oxides, alloys based on silicon or tin), metals Examples thereof include lithium and titanium oxide compounds such as Li 4 Ti 5 O 12 . As the negative electrode active material, one or more of the above can be used. The oxide of silicon is represented by SiO x (0 ≦ x ≦ 2).

負極活物質層32中における負極活物質の含有量は、特に限定されないが、例えば、60.0〜100質量%、好ましくは、80〜99.5質量%、より好ましくは90〜99質量%であることができる。   The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer 32 is not particularly limited, but is, for example, 60.0 to 100% by mass, preferably 80 to 99.5% by mass, and more preferably 90 to 99% by mass Can be.

負極活物質層結着剤は、正極活物質層22を構成する結着剤と同様のものが使用可能である。上述した中でも、スチレン含有樹脂、フッ素含有樹脂、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース類から選択される1種以上のバインダを含むことが好ましい。なお、スチレン含有樹脂としては、スチレンブタジエンゴムが好ましく、フッ素含有樹脂としては、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。カルボキシメチルセルロース類としては、カルボキシメチルセルロースおよびカルボキシメチルセルロース塩等のカルボキシメチルセルロース誘導体が挙げられる。カルボキシメチルセルロース塩としては、例えばカルボキシメチルセルロースとアルカリ金属イオンとの塩、より具体的にはカルボキシメチルセルロースナトリウム、カルボキシメチルセルロースカリウム、カルボキシメチルセルロースリチウムが挙げられる。   As the negative electrode active material layer binder, the same binder as that constituting the positive electrode active material layer 22 can be used. Among the above, it is preferable to include one or more binders selected from styrene-containing resins, fluorine-containing resins, polyethylene, polyvinyl alcohol, and carboxymethyl celluloses. In addition, as a styrene containing resin, a styrene butadiene rubber is preferable, and a polyvinylidene fluoride is preferable as a fluorine containing resin. Carboxymethylcelluloses include carboxymethylcellulose and carboxymethylcellulose derivatives such as carboxymethylcellulose salts. Examples of carboxymethylcellulose salts include salts of carboxymethylcellulose and alkali metal ions, more specifically sodium carboxymethylcellulose, potassium carboxymethylcellulose, and lithium carboxymethylcellulose.

また、負極活物質層32中における負極活物質層結着剤の含有量は、特に限定されないが、例えば、0〜40質量%、好ましくは、0.5〜20質量%、より好ましくは1〜10質量%であることができる。   Further, the content of the binder for the negative electrode active material layer in the negative electrode active material layer 32 is not particularly limited, but is, for example, 0 to 40% by mass, preferably 0.5 to 20% by mass, more preferably 1 to It can be 10% by mass.

負極活物質層32は、例えば、上述した負極活物質および負極活物質層結着剤を適当な溶媒(例えば、水など)に分散させて負極スラリーを形成し、該負極スラリーを集電体31上に塗工し、乾燥、圧延することで形成することができる。なお、圧延後の負極活物質層32の厚さは、特に制限されず、リチウムイオン二次電池の負極活物質層に適用可能な厚さであればよい。また、負極活物質層32は、黒鉛活物質を選択的に含んで形成されてもよい。   For example, the negative electrode active material layer 32 disperses the negative electrode active material and the negative electrode active material layer binder described above in an appropriate solvent (for example, water etc.) to form a negative electrode slurry, and the negative electrode slurry is It can be formed by coating on top, drying and rolling. The thickness of the negative electrode active material layer 32 after rolling is not particularly limited, and may be any thickness that can be applied to the negative electrode active material layer of the lithium ion secondary battery. In addition, the negative electrode active material layer 32 may be formed so as to selectively contain a graphite active material.

なお、負極活物質層32は、上述した方法に限定されず、加熱蒸着、イオンプレーティング、スパッタリング等の物理蒸着法や、化学蒸着法(CVD)により形成することもできる。   The negative electrode active material layer 32 is not limited to the method described above, and can be formed by physical vapor deposition such as thermal evaporation, ion plating, sputtering, or chemical vapor deposition (CVD).

多孔質絶縁層33は、負極30とセパレータ層40との間に配置されるように、負極活物質層32上に形成されている。多孔質絶縁層33は、非水電解質二次電池10における不本意な内部短絡を防止する。本実施形態において、多孔質絶縁層33は、上述した多孔質絶縁層形成用組成物を塗工し、乾燥させることにより形成されている。したがって、多孔質絶縁層は、例えば絶縁性無機粒子と、多孔質絶縁層結着剤とを含み、さらに任意にポリオレフィン系ポリマー粒子を含む。絶縁性無機粒子、多孔質絶縁層結着剤、ポリオレフィン系ポリマー粒子に関する構成については、上述した通りである。   The porous insulating layer 33 is formed on the negative electrode active material layer 32 so as to be disposed between the negative electrode 30 and the separator layer 40. The porous insulating layer 33 prevents unintended internal short circuit in the non-aqueous electrolyte secondary battery 10. In the present embodiment, the porous insulating layer 33 is formed by applying and drying the above-described composition for forming a porous insulating layer. Therefore, the porous insulating layer contains, for example, insulating inorganic particles and a porous insulating layer binder, and further optionally contains polyolefin-based polymer particles. The structures of the insulating inorganic particles, the porous insulating layer binder, and the polyolefin polymer particles are as described above.

セパレータ層40は、通常セパレータと、電解液とを含む。セパレータは、特に制限されず、リチウムイオン二次電池のセパレータとして使用されるものであれば、特に制限されず、どのようなものも使用可能である。セパレータとしては、優れた高率放電性能を示す多孔膜や不織布等を単独あるいは併用して使用することが好ましい。また、セパレータは、Al、Mg(OH)、SiO等の無機物によってコーティング(coating)されていてもよく、上述した無機物をフィラー(filler)として含んでいてもよい。 The separator layer 40 usually includes a separator and an electrolytic solution. The separator is not particularly limited, and any separator may be used without particular limitation as long as it can be used as a lithium ion secondary battery separator. As a separator, it is preferable to use the porous film, the nonwoven fabric, etc. which show the outstanding high rate discharge performance individually or in combination. The separator may be coated with an inorganic substance such as Al 2 O 3 , Mg (OH) 2 , SiO 2 or the like, and may contain the above-mentioned inorganic substance as a filler.

このようなセパレータを構成する材料としては、例えば、ポリエチレン(polyethylene)、ポリプロピレン(polypropylene)等に代表されるポリオレフィン(polyolefin)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate),ポリブチレンテレフタレート(polybuthylene terephthalate)等に代表されるポリエステル(polyester)系樹脂、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene difluoride)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(vinylidene difluoride−hexafluoropropylene copolymer)、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル共重合体(vinylidene difluoride−perfluorovinylether copolymer)、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(vinylidene difluoride−tetrafluoroethylene copolymer)、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン共重合体(vinylidene difluoride−trifluoroethylene copolymer)、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン共重合体(vinylidene difluoride−fluoroethylene copolymer)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン共重合体(vinylidene difluoride−hexafluoroacetone copolymer)、フッ化ビニリデン−エチレン共重合体(vinylidene difluoride−ethylene copolymer)、フッ化ビニリデン−プロピレン共重合体(vinylidene difluoride−propylene copolymer)、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン共重合体(vinylidene difluoride−trifluoropropylene copolymer)、フッ化ビニリデン−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(vinylidene difluoride−tetrafluoroethylene−hexafluoropropylene copolymer)、フッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(vinylidene difluoride−ethylene−tetrafluoroethylene copolymer)等を使用することができる。なお、セパレータの気孔率は、特に制限されず、従来のリチウムイオン二次電池のセパレータが有する気孔率を任意に適用することが可能である。   As a material which constitutes such a separator, for example, polyolefin resin represented by polyethylene (polyethylene), polypropylene (polypropylene), etc., polyethylene terephthalate (polyethylene terephthalate), polybutylene terephthalate (polybuthylene terephthalate) etc. Representative polyester resins, polyvinylidene difluoride, vinylidene difluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride (Vinylidene difluoride-perfluorovinylether copolymer), vinylidene difluoride-tetrafluoroethylene copolymer (vinylidene difluoride-tetrafluoroethylene copolymer), vinylidene difluoride-trifluoroethylene copolymer (vinylidene difluoride-trifluoroethylene copolymer) ), Vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer (vinylidene difluoride-fluoroethylene copolymer), vinylidene fluoride-hexafluoroacetone copolymer (vinylidene difl) oride-hexafluoroacetone copolymer, vinylidene difluoride-ethylene copolymer, vinylidene difluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer (vinylidene) difluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (vinylidene difluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene c) Polymer), vinylidene fluoride - ethylene - tetrafluoroethylene copolymer (vinylidene difluoride-ethylene-tetrafluoroethylene copolymer) and the like can be used. In addition, the porosity in particular of a separator is not restrict | limited, It is possible to apply the porosity which the separator of the conventional lithium ion secondary battery has arbitrarily.

電解液は、電解質塩と、溶媒とを含む。   The electrolytic solution contains an electrolyte salt and a solvent.

電解質塩は、リチウム塩等の電解質である。電解質塩は、例えば、LiClO、LiBF、LiAsF、LiPF、LiSCN、LiBr、LiI、LiSO、Li10Cl10、NaClO、NaI、NaSCN、NaBr、KClO4、KSCN等のリチウム(Li)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)の1種を含む無機イオン塩、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiC(CFSO、LiC(CSO、(CHNBF、(CHNBr、(CNClO、(CNI、(CNBr、(n−CNClO、(n−CNI、(CN−maleate、(CN−benzoate、(CN−phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム(lithium stearylsulfate)、オクチルスルホン酸リチウム(lithium octylsulfate)、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム(lithium dodecylbenzenesulphonate)等の有機イオン塩等を使用することができる。なお、これらの電解質塩は、単独、あるいは2種類以上混合して使用されてもよい。また、電解質塩の濃度は、特に制限はないが、例えば、0.5〜2.0mol/L程度の濃度を使用することができる。 The electrolyte salt is an electrolyte such as a lithium salt. The electrolyte salt, for example, LiClO 4, LiBF 4, LiAsF 6, LiPF 6, LiSCN, LiBr, LiI, Li 2 SO 4, Li 2 B 10 Cl 10, NaClO 4, NaI, NaSCN, NaBr, KClO4, such as KSCN Inorganic ionic salt containing one of lithium (Li), sodium (Na) or potassium (K), LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN ( CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NBr, ( C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (n-C 4 H 9 ) 4 NClO 4 , (n —C 4 H 9 ) 4 NI, (C 2 H 5 ) 4 N-maleate, (C 2 H 5 ) 4 N-benzoate, (C 2 H 5 ) 4 N-phtalate, lithium stearyl sulfonate And organic ion salts such as lithium octyl sulfonate, lithium dodecylbenzene sulfonate, and the like can be used. In addition, these electrolyte salts may be used individually or in mixture of 2 or more types. Further, the concentration of the electrolyte salt is not particularly limited, but for example, a concentration of about 0.5 to 2.0 mol / L can be used.

溶媒は、電解質塩を溶解する非水溶媒である。溶媒は、例えば、プロピレンカーボネート(propylene carbonate)、エチレンカーボネート(ethylene carbonate)、ブチレンカーボネート(buthylene carbonate)、クロロエチレンカーボネート(chloroethylene carbonate)、ビニレンカーボネート(vinylene carbonate)等の環状炭酸エステル類、γ−ブチロラクトン(γ−butyrolactone)、γ−バレロラクトン(γ−valerolactone)等の環状エステル類、ジメチルカーボネート(dimethyl carbonate)、ジエチルカーボネート(diethyl carbonate)、エチルメチルカーボネート(ethylmethyl carbonate)等の鎖状カーボネート類、ギ酸メチル(methyl formate)、酢酸メチル(methyl acetate)、酪酸メチル(methyl butyrate)等の鎖状エステル類、テトラヒドロフラン(tetrahydrofuran)またはその誘導体、1,3−ジオキサン(1,3−dioxane)、1,4−ジオキサン(1,4−dioxane)、1,2−ジメトキシエタン(1,2−dimethoxyethane)、1,4−ジブトキシエタン(1,4−dibutoxyethane)、またはメチルジグライム(methyldiglyme)等のエーテル類、アセトニトリル(acetonitrile)、ベンゾニトリル(benzonitrile)等のニトリル類、ジオキソラン(dioxolane)またはその誘導体、エチレンスルフィド(ethylene sulfide)、スルホラン(sulfolane)、スルトン(sultone)またはその誘導体等を、単独で、またはそれら2種以上を混合して使用することができる。なお、溶媒を2種以上混合して使用する場合、各溶媒の混合比は、従来のリチウムイオン二次電池で用いられる混合比が適用可能である。   The solvent is a non-aqueous solvent that dissolves the electrolyte salt. The solvent is, for example, cyclic carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, buthylene carbonate, chloroethylene carbonate, vinylene carbonate, etc., γ-butyrolactone Cyclic esters such as (γ-butyrolactone), γ-valerolactone (γ-valerolactone), dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (ethyl methyl ca) linear carbonates such as carbonate, methyl formate, methyl acetate, linear esters such as methyl butyrate, tetrahydrofuran or derivatives thereof, 1,3-dioxane 1,3-dioxane), 1,4-dioxane (1,4-dioxane), 1,2-dimethoxyethane (1,2-dimethoxyethane), 1,4-dibutoxyethane (1,4-dibutoxyethane), or Ethers such as methyl diglyme (methyldiglyme), nitriles such as acetonitrile (acetonitrile), benzonitrile (benzonitrile), dioxola (Dioxolane) or a derivative thereof, ethylene sulfide (ethylene sulfide), sulfolane (Sulfolane), sultone (sultone) or its derivatives, can be used alone or by their mixture of two or more. When two or more solvents are mixed and used, the mixing ratio of each solvent may be the mixing ratio used in a conventional lithium ion secondary battery.

なお、電解液は、負極SEI(Solid Electrolyte Interface)形成剤、界面活性剤等の各種添加剤が添加されてもよい。   In addition, various additives, such as a negative electrode SEI (Solid Electrolyte Interface) forming agent and surfactant, may be added to the electrolytic solution.

このような添加剤としては、例えば、コハク酸無水物(succinic anhydride)、リチウムビスオキサラートボレート(lithium bis(oxalate)borate)、テトラフルオロホウ酸リチウム(lithium tetrafluoroborate)、ジニトリル(dinitrile)化合物、プロパンスルトン(propane sultone)、ブタンスルトン(butane sultone)、プロペンスルトン(propene sultone)、3−スルフォレン(3−sulfolene)、フッ素化アリルエーテル(fluorinated arylether)、フッ素化アクリレート(fluorinated methacrylate)等を使用することができる。また、このような添加剤の含有濃度としては、一般的なリチウムイオン二次電池における添加剤の含有濃度が使用可能である。   Such additives include, for example, succinic anhydride, lithium bis (oxalate) borate, lithium tetrafluoroborate, dinitrile compound, propane It is possible to use sultone (propane sultone), butane sultone (propane sultone), propene sultone, 3-sulfolene (3-sulfolene), fluorinated arylether, fluorinated acrylate or the like it can. Moreover, as content concentration of such an additive, content concentration of the additive in a general lithium ion secondary battery can be used.

以上説明した本実施形態に係る非水電解質二次電池10は、負極30の製造時において、多孔質絶縁層33の形成に本実施形態に係る多孔質絶縁層形成用組成物を用いている。したがって、負極活物質層32の不本意な層厚の増大が抑制されている。   The nonaqueous electrolyte secondary battery 10 according to the present embodiment described above uses the composition for forming a porous insulating layer according to the present embodiment for forming the porous insulating layer 33 at the time of manufacturing the negative electrode 30. Therefore, the increase in the layer thickness of the negative electrode active material layer 32 is suppressed.

なお、上述した説明においては、負極30が多孔質絶縁層33を備えるものとして説明したが、本発明は図示の態様に限定されない。例えば、正極20は、多孔質絶縁層を備えていてもよい。この場合においても正極20の正極活物質層22の層厚の増大が抑制される。またこの場合、負極30は、多孔質絶縁層を備えていなくてもよい。   In the above description, although the negative electrode 30 has been described as including the porous insulating layer 33, the present invention is not limited to the illustrated embodiment. For example, the positive electrode 20 may include a porous insulating layer. Also in this case, the increase in the layer thickness of the positive electrode active material layer 22 of the positive electrode 20 is suppressed. Further, in this case, the negative electrode 30 may not have the porous insulating layer.

<2.非水電解質二次電池の製造方法>
続いて、非水電解質二次電池10の製造方法について説明する。本実施形態に係る非水電解質二次電池10の製造方法は、集電体の主面上に配置された活物質層上に、多孔質絶縁層形成用組成物を用いて多孔質絶縁層を形成する工程を有する。ただし、非水電解質二次電池10の製造方法は、以下の方法に制限されず、任意の製造方法を適用することが可能である。
<2. Method of Manufacturing Nonaqueous Electrolyte Secondary Battery>
Subsequently, a method of manufacturing the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 will be described. In the method of manufacturing the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 according to the present embodiment, a porous insulating layer is formed on the active material layer disposed on the main surface of the current collector using the composition for forming a porous insulating layer. Having a forming step. However, the method of manufacturing the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 is not limited to the following method, and any manufacturing method can be applied.

正極20は、以下のように製造される。まず、正極活物質、導電剤、および正極活物質層結着剤を所望の割合で混合したものを、有機溶媒(例えば、N−メチル−2−ピロリドン)に分散させて正極スラリーを形成する。次に、正極スラリーを集電体21上に形成(例えば、塗工)し、乾燥させることで、正極活物質層22を形成する。   The positive electrode 20 is manufactured as follows. First, a mixture of a positive electrode active material, a conductive agent, and a positive electrode active material layer binder in a desired ratio is dispersed in an organic solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone) to form a positive electrode slurry. Next, the positive electrode slurry is formed (for example, coated) on the current collector 21 and dried to form the positive electrode active material layer 22.

なお、塗工の方法は、特に限定されないが、例えば、ナイフコーター(knife coater)法、グラビアコーター(gravure coater)法等を用いてもよい。以下の各塗工工程も同様の方法により行われる。   Although the method of coating is not particularly limited, for example, a knife coater method, a gravure coater method or the like may be used. The following coating processes are also performed by the same method.

さらに、圧縮機により正極活物質層22を所望の厚みとなるように圧縮する。これにより、正極20が製造される。ここで、正極活物質層22の厚みは特に制限されず、従来の非水電解質二次電池の正極活物質層が有する厚みであればよい。   Furthermore, the positive electrode active material layer 22 is compressed to a desired thickness by a compressor. Thereby, the positive electrode 20 is manufactured. Here, the thickness of the positive electrode active material layer 22 is not particularly limited as long as it is the thickness of the positive electrode active material layer of the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery.

負極30も、正極20と同様の方法に製造される。まず、負極活物質、および負極活物質層結着剤を所望の割合で混合したものを、溶媒(例えば、水)に分散させることで負極スラリーを形成する。なお、負極スラリーには、選択的に黒鉛活物質が混合されてもよい。   The negative electrode 30 is also manufactured in the same manner as the positive electrode 20. First, a mixture of a negative electrode active material and a negative electrode active material layer binder in a desired ratio is dispersed in a solvent (eg, water) to form a negative electrode slurry. A graphite active material may be selectively mixed in the negative electrode slurry.

次に、負極スラリーを集電体31上に形成(例えば、塗工)し、乾燥させて、負極活物質層32を形成する。さらに、圧縮機により負極活物質層32を所望の厚みとなるように圧縮する。ここで、負極活物質層32の厚みは特に制限されず、従来の非水電解質二次電池の負極活物質層が有する厚みであればよい。   Next, the negative electrode slurry is formed (for example, coated) on the current collector 31 and dried to form the negative electrode active material layer 32. Furthermore, the negative electrode active material layer 32 is compressed to a desired thickness by a compressor. Here, the thickness of the negative electrode active material layer 32 is not particularly limited, as long as it is the thickness of the negative electrode active material layer of the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery.

その後、多孔質絶縁層形成用組成物によって多孔質絶縁層33を形成する。具体的には、負極活物質層32上に、多孔質絶縁層形成用組成物を塗工し、乾燥させることにより、多孔質絶縁層33を形成する。これにより、負極30が製造される。   Thereafter, the porous insulating layer 33 is formed by the composition for forming the porous insulating layer. Specifically, the porous insulating layer 33 is formed by applying the composition for forming a porous insulating layer on the negative electrode active material layer 32 and drying it. Thereby, the negative electrode 30 is manufactured.

なお、多孔質絶縁層33が本実施形態に係る多孔質絶縁層形成用組成物を用いて形成されることにより、多孔質絶縁層形成用組成物の塗工時において、負極活物質層32の膨潤が抑制される。この結果、負極30の不本意な厚さの増大が防止される。   In addition, when the composition for porous insulation layer formation is coated by forming the porous insulation layer 33 using the composition for porous insulation layer formation which concerns on this embodiment, the negative electrode active material layer 32 is formed. Swelling is suppressed. As a result, an increase in the thickness of the negative electrode 30 is prevented.

続いて、セパレータ40を正極20および負極30にて挟み込むことで、電極構造体を製造する。次に、製造した電極構造体を所望の形態(例えば、円筒形、角形、ラミネート形、ボタン形等)に加工し、該形態の容器に挿入する。さらに、該容器内に所望の電解液を注入することで、セパレータ40内の各気孔に電解液を含浸させる。これにより、非水電解質二次電池10が製造される。   Subsequently, the separator 40 is sandwiched between the positive electrode 20 and the negative electrode 30 to manufacture an electrode structure. Next, the manufactured electrode structure is processed into a desired form (for example, cylindrical, square, laminate, button, etc.), and inserted into a container of the form. Furthermore, the pores in the separator 40 are impregnated with the electrolytic solution by injecting a desired electrolytic solution into the container. Thereby, the non-aqueous electrolyte secondary battery 10 is manufactured.

なお、上記の説明においては、負極活物質層32上に多孔質絶縁層33を形成したが、本発明は、上述した実施態様に限定されない。例えば、正極活物質層22上に多孔質絶縁層形成用組成物によって多孔質絶縁層を形成してもよい。この場合、負極活物質層32上に多孔質絶縁層を形成しなくてもよい。   In the above description, the porous insulating layer 33 is formed on the negative electrode active material layer 32, but the present invention is not limited to the embodiment described above. For example, a porous insulating layer may be formed on the positive electrode active material layer 22 using a composition for forming a porous insulating layer. In this case, the porous insulating layer may not be formed on the negative electrode active material layer 32.

以下、本発明を具体的な実施例に基づきより詳細に説明する。しかしながら、以下の実施例は、あくまでも本発明の一例であり、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on specific examples. However, the following embodiments are merely examples of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiments.

(多孔質絶縁層用結着剤の合成)
<結着剤1の合成>
撹拌子、温度計を装着した500mlのフラスコ内に、アゾイソブチロニトリル70.6mg、N−ビニルホルムアミド10.0g、アクロイルモルフォリン9.5g、アクリル酸0.5gを仕込んで撹拌した後、トリエチレングリコールモノメチルエーテル180.0gとエタノールアミン0.424gを順に加えた。系内を窒素置換し、600rpmにて撹拌しながら、系内温度を65℃に昇温して12時間反応させた。反応後の溶液の不揮発分を測定したところ、9.7質量%(転化率96%)であった。その後、加熱減圧蒸留によって反応後の溶液から開始剤残渣および未反応単量体を除去した。この溶液を室温まで冷却した後、エタノールアミンを添加してpH8に調整することで、共重合体溶液を得た。固形分は10%であった。
(Synthesis of binder for porous insulating layer)
<Synthesis of Binder 1>
After charging 70.6 mg of azoisobutyronitrile, 10.0 g of N-vinylformamide, 9.5 g of acroyl morpholine, and 0.5 g of acrylic acid in a 500 ml flask equipped with a stirrer and a thermometer , 180.0 g of triethylene glycol monomethyl ether and 0.424 g of ethanolamine were sequentially added. The inside of the system was replaced with nitrogen, and the temperature inside the system was raised to 65 ° C. and reacted for 12 hours while stirring at 600 rpm. It was 9.7 mass% (conversion rate 96%) when the non volatile matter of the solution after reaction was measured. Thereafter, the initiator residue and the unreacted monomer were removed from the solution after reaction by heating under reduced pressure. The solution was cooled to room temperature and then adjusted to pH 8 by adding ethanolamine to obtain a copolymer solution. The solids content was 10%.

<結着剤2の合成>
結着剤1の合成において、溶媒をトリエチレングリコールモノメチルエーテルからジエチレングリコールモノメチルエーテルに変更した以外は同様にして、10%共重合体溶液を得た。
<Synthesis of Binder 2>
A 10% copolymer solution was obtained in the same manner as in the synthesis of the binder 1, except that the solvent was changed from triethylene glycol monomethyl ether to diethylene glycol monomethyl ether.

<結着剤3の合成>
結着剤1の合成において、反応系内の組成の変更を行った。すなわち、結着剤1の合成において、N−ビニルホルムアミド8.0g、アクロイルモルフォリン11.0g、アクリル酸1.0gを仕込んで撹拌した後、トリエチレングリコールモノメチルエーテル180.0gとエタノールアミン0.848gを順に加えた以外は同様にして、10%共重合体溶液を得た。
<Synthesis of Binder 3>
In the synthesis of binder 1, the composition in the reaction system was changed. That is, in the synthesis of binder 1, 8.0 g of N-vinylformamide, 11.0 g of acroyl morpholine and 1.0 g of acrylic acid are charged and stirred, then 180.0 g of triethylene glycol monomethyl ether and ethanolamine A 10% copolymer solution was obtained in the same manner except that 848 g was sequentially added.

<結着剤4の合成>
結着剤1の合成において、反応系内の組成の変更を行った。すなわち、結着剤1の合成において、N−ビニルホルムアミド10.0g、アクロイルモルフォリン4.9g、アクリル酸0.5g、およびアクリル酸テトラヒドロフラニル4.6gを仕込んで撹拌した後、ジエチレングリコールモノメチルエーテル180.0gとエタノールアミン0.424gを順に加えた以外は同様にして、共重合体水溶液を得た。
<Synthesis of Binder 4>
In the synthesis of binder 1, the composition in the reaction system was changed. That is, in the synthesis of binder 1, 10.0 g of N-vinylformamide, 4.9 g of acroyl morpholine, 0.5 g of acrylic acid, and 4.6 g of tetrahydrofuranyl acrylate are stirred and then diethylene glycol monomethyl ether is added. An aqueous copolymer solution was obtained in the same manner except that 180.0 g and 0.424 g of ethanolamine were sequentially added.

<結着剤5の合成>
結着剤1の合成において、反応系内の組成の変更を行った。すなわち、結着剤1の合成において、アクロイルモルフォリン14.0g、アクリル酸6.0gを仕込んで撹拌した後、ジエチレングリコールモノメチルエーテル180.0gとエタノールアミン5.088gを順に加えた以外は同様にして、共重合体水溶液を得た。
<Synthesis of Binder 5>
In the synthesis of binder 1, the composition in the reaction system was changed. That is, in the synthesis of binder 1, 14.0 g of acroyl morpholine and 6.0 g of acrylic acid were charged and stirred, and then 180.0 g of diethylene glycol monomethyl ether and 5.088 g of ethanolamine were sequentially added. Thus, an aqueous copolymer solution was obtained.

<結着剤6の合成>
結着剤1の合成において、反応系内の組成の変更を行った。すなわち、結着剤1の合成において、アクロイルモルフォリン19.0g、アクリル酸1.0gを仕込んで撹拌した後、ジエチレングリコールモノメチルエーテル180.0gとエタノールアミン0.848gを順に加えた以外は同様にして、共重合体水溶液を得た。
<Synthesis of Binding Agent 6>
In the synthesis of binder 1, the composition in the reaction system was changed. That is, in the synthesis of binder 1, 19.0 g of acroyl morpholine and 1.0 g of acrylic acid were charged and stirred, and then 180.0 g of diethylene glycol monomethyl ether and 0.848 g of ethanolamine were sequentially added. Thus, an aqueous copolymer solution was obtained.

<結着剤8の合成>
撹拌子、温度計を装着した500mlのフラスコ内に、2−エチルヘキシルアクリレート12.0g、イソボルニルアクリレート22.0g、アクリロニトリル4.0g、メタクリル酸2.0g、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.8gおよびイオン交換水115gを仕込んで撹拌した後、系内を窒素置換し、600rpmにて撹拌しながら、系内温度を70℃に昇温した。系内温度が70℃に達した後、過硫酸カリウム0.27gをイオン交換水5.0gに溶解した水溶液を添加して12時間反応させた。反応後の水性分散液の不揮発分(固形分)を測定したところ、25.0質量%(転化率100%)であった。その後、加熱減圧蒸留によって反応液を不揮発分40質量%まで濃縮した液に、エタノール200mlを加えることで固形物を沈殿分離させた。この固形物を回収し、エタノール100mlで2回洗浄後、80℃で10時間減圧乾燥した後、2−エチルヘキサノール460gを加えて室温で撹拌することで、共重合体溶液を得た。固形分は8%であった。
<Synthesis of Binder 8>
In a 500 ml flask equipped with a stirrer and a thermometer, 12.0 g of 2-ethylhexyl acrylate, 22.0 g of isobornyl acrylate, 4.0 g of acrylonitrile, 2.0 g of methacrylic acid, 0.8 g of sodium dodecylbenzene sulfonate and After charging 115 g of ion exchanged water and stirring, the inside of the system was replaced with nitrogen, and the temperature inside the system was raised to 70 ° C. while stirring at 600 rpm. After the temperature in the system reached 70 ° C., an aqueous solution in which 0.27 g of potassium persulfate was dissolved in 5.0 g of ion exchanged water was added and reacted for 12 hours. It was 25.0 mass% (conversion rate 100%) when the non volatile matter (solid content) of the aqueous dispersion liquid after reaction was measured. Thereafter, 200 ml of ethanol was added to a solution in which the reaction solution was concentrated to a nonvolatile content of 40% by mass by heating under reduced pressure to precipitate a solid. The solid was recovered, washed twice with 100 ml of ethanol and dried under reduced pressure at 80 ° C. for 10 hours, and then 460 g of 2-ethylhexanol was added and stirred at room temperature to obtain a copolymer solution. The solids content was 8%.

<結着剤9の合成>
結着剤5の合成において、ジエチレングリコールモノメチルエーテルに代えて3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールを使用したこと以外は同様にして共重合体溶液を得た。
<Synthesis of Binder 9>
A copolymer solution was obtained in the same manner as in binder 5 except that 3-methoxy-3-methyl-1-butanol was used instead of diethylene glycol monomethyl ether.

(電極作製)
人造黒鉛(鱗状造粒物、比表面積1.7m/g、平均粒子径15μm)、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩、スチレンブタジエン系水分散体を固形分の質量比97.5:1.0:1.5で水溶媒中に溶解分散させることで、負極合剤スラリーを作製した。ついで、この負極合剤スラリーを厚さ10μmの銅箔集電体の両面塗布、乾燥したのちロールプレスにより圧延を行い、銅箔集電体上に負極活物質層を有する負極電極を作製した。電極塗工量26mg/cm(両面換算)、電極密度1.65g/cmであった。ここで、負極活物質層中の結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロースである。
(Production of electrode)
Artificial graphite (wheat granules, specific surface area 1.7 m 2 / g, average particle diameter 15 μm), carboxymethyl cellulose sodium salt, styrene butadiene aqueous dispersion, the mass ratio of solid content 97.5: 1.0: 1. The negative electrode mixture slurry was produced by dissolving and dispersing in water solvent at 5. Next, this negative electrode mixture slurry was coated on both sides of a 10 μm thick copper foil current collector, dried, and rolled by a roll press to produce a negative electrode having a negative electrode active material layer on the copper foil current collector. The electrode coating amount was 26 mg / cm 2 (both sides converted), and the electrode density was 1.65 g / cm 3 . Here, the binder in the negative electrode active material layer is styrene butadiene rubber and carboxymethyl cellulose.

(多孔質絶縁層形成用組成物の作製)
(実施例1)
結着剤1に対し、前記結着剤1に含まれるトリエチレングリコールモノメチルエーテルと同量のイオン交換水を加え、トリエチレングリコールモノメチルエーテルとイオン交換水との質量比1:1の混合溶媒溶液に調製した(固形分5.3%)。この混合溶媒溶液と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:45となるように混合し、ビーズミルにて分散させて分散液を得た(固形分35.7%)。また、ポリエチレンワックスの水分散体(平均粒子径1μm、固形分40%)に対し、当該水分散体に含まれる水と同量のトリエチレングリコールモノメチルエーテルを撹拌しながら徐々添加することで、ポリエチレンワックスの混合溶媒分散体を調製した(固形分25.0%)。この分散液とポリエチレンワックスの混合溶媒分散体を重量比で28:36の割合で混合し、自転公転ミキサーで撹拌することにより、多孔質絶縁層形成用組成物を作製した(最終固形分30%)。
(Preparation of a composition for forming a porous insulating layer)
Example 1
A mixed solvent solution of triethylene glycol monomethyl ether and ion-exchanged water in a mass ratio of 1: 1 is added to binder 1 with the same amount of ion-exchanged water as triethylene glycol monomethyl ether contained in the binder 1. Prepared (solid content 5.3%). This mixed solvent solution and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm were mixed so as to be 5:45 in solid content mass ratio, and dispersed by a bead mill to obtain a dispersion (solid content 35 .7%). Moreover, polyethylene is obtained by gradually adding, with stirring, triethylene glycol monomethyl ether in the same amount as the water contained in the aqueous dispersion to an aqueous dispersion of polyethylene wax (average particle diameter: 1 μm, solid content: 40%) A mixed solvent dispersion of wax was prepared (25.0% solids). A mixed solvent dispersion of this dispersion and a polyethylene wax was mixed at a weight ratio of 28: 36, and the composition for forming a porous insulating layer was produced by stirring with a rotation revolution mixer (final solid content 30% ).

この多孔質絶縁層形成用組成物を負極電極の負極活物質層(活物質層)上に乾燥後の厚さが片面あたり3μmになるように両面にワイヤーバーを用いて塗工した。乾燥はオーブンにて60℃、15分とした。得られた多孔質絶縁層形成負極の負極活物質層の厚みを計測して、多孔質絶縁層形成前の膜厚と比較し、片面あたりの膜厚の増大量を算出した。負極活物質層、および多孔質絶縁層の厚み計測は、クライオクロスクセクションポリッシャーにより電極の断面出し加工後、走査型電子顕微鏡(SEM)観察を行い、10視野における厚み計測の平均値として算出した。   The composition for forming a porous insulating layer was coated on both surfaces of the negative electrode active material layer (active material layer) of the negative electrode using a wire bar so that the thickness after drying was 3 μm per side. Drying was carried out at 60 ° C. for 15 minutes in an oven. The thickness of the negative electrode active material layer of the obtained porous insulating layer-forming negative electrode was measured, and the amount of increase in the film thickness per one side was calculated as compared with the film thickness before forming the porous insulating layer. The thickness measurement of the negative electrode active material layer and the porous insulating layer was carried out by performing scanning electron microscope (SEM) observation after cross-sectioning processing of the electrode with a cryocross section polisher, and calculated as an average value of thickness measurement in 10 views. .

また、トリエチレングリコールモノメチルエーテルと負極活物質層結着剤のHSPの距離、トリエチレングリコールモノメチルエーテルの沸点、負極活物質層(活物質層)の厚み変化量を表1に示す。なお、トリエチレングリコールモノメチルエーテルのHSPは、Hansen Solubility Parameter in Practice 4th Edition から引用した。また、負極活物質層結着剤のHSPは、HSPが既知の溶媒を用い、上述し方法により実験的に求めた。他の実施例および比較例の溶媒および負極活物質層結着剤についても同様である。負極活物質(黒鉛)のHSPとしては、Langmuir2008;24;10560−4に記載のグラフェンについてのHSPを使用した。   Further, Table 1 shows the distance between triethylene glycol monomethyl ether and HSP of the binder for the negative electrode active material layer, the boiling point of triethylene glycol monomethyl ether, and the change in thickness of the negative electrode active material layer (active material layer). The HSP of triethylene glycol monomethyl ether was taken from Hansen Solubility Parameter in Practice 4th Edition. In addition, HSP of the negative electrode active material layer binder was experimentally obtained by the method described above using a solvent with known HSP. The same applies to the solvent and the negative electrode active material layer binder of other examples and comparative examples. As HSP of a negative electrode active material (graphite), HSP about the graphene as described in Langmuir2008; 24; 10560-4 was used.

(実施例2)
実施例1において結着剤1に代えて結着剤2に変更し、トリエチレングリコールモノメチルエーテルに代えてジエチレングリコールモノメチルエーテルを使用した以外は実施例1と同様にして多孔質絶縁層形成用組成物を作製し、負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 2)
Composition for forming a porous insulating layer in the same manner as in Example 1 except that the binder 1 was changed to the binder 2 in Example 1, and diethylene glycol monomethyl ether was used instead of triethylene glycol monomethyl ether. Were coated and applied to the negative electrode. The results are shown in Table 1.

(実施例3)
前記結着剤3と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:95となるように混合し、トリエチレングリコールモノメチルエーテルを加えて固形分30%になるように調整した。その後、ビーズミルにて分散させることで多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:トリエチレングリコールモノメチルエーテル)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 3)
The binder 3 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:95 in solid content mass ratio, and triethylene glycol monomethyl ether is added to make solid content 30%. I adjusted it. Thereafter, the composition for forming a porous insulating layer (solvent: triethylene glycol monomethyl ether) was produced by dispersing using a bead mill. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例4)
前記結着剤4と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:95となるように混合し、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを加えて固形分30%になるように調整した。その後、ビーズミルにて分散させることで多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:ジエチレングリコールモノメチルエーテル)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 4)
The binder 4 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:95 in solid content mass ratio, and diethylene glycol monomethyl ether is added so that the solid content becomes 30%. It was adjusted. Thereafter, the composition for forming a porous insulating layer (solvent: diethylene glycol monomethyl ether) was produced by dispersing using a bead mill. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
前記結着剤5と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:95となるように混合し、ジエチレングリコールモノメチルエーテルを加えて固形分30%になるように調整した。その後、ビーズミルにて分散させることで多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:ジエチレングリコールモノメチルエーテル)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 5)
The binder 5 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:95 in solid content mass ratio, and diethylene glycol monomethyl ether is added so that the solid content becomes 30%. It was adjusted. Thereafter, the composition for forming a porous insulating layer (solvent: diethylene glycol monomethyl ether) was produced by dispersing using a bead mill. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例6)
前記結着剤6と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:95となるように混合し、2−エトキシエタノール(エチレングリコールモノエチルエーテル)を加えて固形分30%になるように調整した。その後、ビーズミルにて分散させることで多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:2−エトキシエタノール)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 6)
The binder 6 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:95 in solid content mass ratio, and 2-ethoxyethanol (ethylene glycol monoethyl ether) is added. The solid content was adjusted to 30%. Thereafter, the composition for forming a porous insulating layer (solvent: 2-ethoxyethanol) was produced by dispersing using a bead mill. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例7)
結着剤7としての重量分子量70,000〜100,000のビニルブチラール−ビニルアルコール−酢酸ビニル共重合体(Aldrich社製)と、平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:95となるように混合し、1−ブタノールを加えて固形分30%になるように調整した。その後、ビーズミルにて分散させることで多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:1−ブタノール)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 7)
A vinyl butyral-vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer (manufactured by Aldrich) having a weight molecular weight of 70,000 to 100,000 as binder 7 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are solidified. It mixed so that it might be set to 5:95 by mass ratio, and 1-butanol was added and it adjusted so that it might be 30% of solid content. Thereafter, the composition for forming a porous insulating layer (solvent: 1-butanol) was produced by dispersing using a bead mill. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
実施例7において、1−ブタノールに代えて3−メトキシ−1−ブタノールを使用したこと以外は同様にして多孔質絶縁層形成用組成物を作製し、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 8)
A composition for forming a porous insulating layer was prepared in the same manner as in Example 7 except that 3-methoxy-1-butanol was used in place of 1-butanol, and was applied to the negative electrode in the same manner as Example 1. did. The results are shown in Table 1.

(実施例9)
実施例7において、1−ブタノールに代えて2−エチル−1−ヘキサノールを使用したこと以外は同様にして多孔質絶縁層形成用組成物を作製し、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 9)
A composition for forming a porous insulating layer was prepared in the same manner as in Example 7 except that 2-ethyl-1-hexanol was used in place of 1-butanol, and was applied to the negative electrode in the same manner as Example 1. did. The results are shown in Table 1.

(実施例10)
結着剤8と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:95となるように混合し、2−エチル−1−ヘキサノールを加えて固形分30%になるように調整した。その後、ビーズミルにて分散させることで多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:2−エチル−1−ヘキサノール)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 10)
The binder 8 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:95 in solid content mass ratio, and 2-ethyl-1-hexanol is added to make 30% solid content. Adjusted to be Then, the composition (solvent: 2-ethyl- 1-hexanol) for porous insulating layer formation was produced by making it disperse | distribute by bead mill. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例11)
実施例7において、1−ブタノールに代えて1−ヘキサノールを使用したこと以外は同様にして多孔質絶縁層形成用組成物を作製し、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 11)
A composition for forming a porous insulating layer was prepared in the same manner as in Example 7 except that 1-hexanol was used in place of 1-butanol, and was applied to the negative electrode in the same manner as Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例12)
実施例7において、1−ブタノールに代えて3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールを使用したこと以外は同様にして多孔質絶縁層形成用組成物を作製し、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 12)
A composition for forming a porous insulating layer was prepared in the same manner as in Example 7 except that 3-methoxy-3-methyl-1-butanol was used in place of 1-butanol, and a negative electrode was prepared in the same manner as Example 1. It applied to the electrode. The results are shown in Table 1.

(実施例13)
結着剤9と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:95となるように混合し、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールを加えて固形分30%になるように調整した。その後、ビーズミルにて分散させることで多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 13)
Binder particle 9 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:95 in solid content mass ratio, and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol is added to solidify it. It was adjusted to be 30% per minute. Thereafter, the composition for forming a porous insulating layer (solvent: 3-methoxy-3-methyl-1-butanol) was produced by dispersing with a bead mill. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例14)
実施例7において、1−ブタノールに代えて1−ヘプタノールを使用したこと以外は同様にして多孔質絶縁層形成用組成物を作製し、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 14)
A composition for forming a porous insulating layer was prepared in the same manner as in Example 7 except that 1-heptanol was used in place of 1-butanol, and was applied to the negative electrode in the same manner as Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例15)
結着剤9と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:45となるように混合し、3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノールを加えて固形分45%になるように調整した後、ビーズミルにて分散させてベーマイトの分散液を作製した。また、酸化高密度ポリエチレンワックスを3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール中に固形分15%となるように投入し、ホモジナイザーで撹拌後、ビーズミルによって分散させてポリオレフィン系粒子の分散液を別に作製した。前記のベーマイトの分散液とポリエチレンワックスの分散液を固形分質量比で50:50(結着剤9:ベーマイト粒子:酸化高密度ポリエチレンワックス=5:45:50)となるように混合し、プラネタリーミキサーで撹拌することにより多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:3−メトキシ−3−メチル−1−ブタノール、固形分22.5%)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 15)
The binder 9 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:45 in solid content mass ratio, and 3-methoxy-3-methyl-1-butanol is added to solidify it. The dispersion was adjusted to be 45%, and then dispersed by a bead mill to prepare a dispersion of boehmite. In addition, an oxidized high density polyethylene wax is added to 3-methoxy-3-methyl-1-butanol so as to have a solid content of 15%, and after stirring with a homogenizer, the dispersion liquid of polyolefin particles is separately dispersed using a bead mill. Made. The dispersion of the boehmite and the dispersion of the polyethylene wax are mixed in a solid mass ratio of 50: 50 (binder 9: boehmite particles: oxidized high density polyethylene wax = 5: 45: 50), and planetata A composition for forming a porous insulating layer (solvent: 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, solid content 22.5%) was produced by stirring with a Lee mixer. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例16)
結着剤8と平均粒径(D50)が0.9μmであるベーマイト粒子を固形分質量比で5:45となるように混合し、2−エチル−1−ヘキサノールを加えて固形分45%になるように調整した後、ビーズミルにて分散させてベーマイトの分散液を作製した。また、酸化高密度ポリエチレンワックスを2−エチル−1−ヘキサノール中に固形分15%となるように投入し、ホモジナイザーで撹拌後、ビーズミルによって分散させてポリオレフィン系粒子の分散液を別に作製した。前記のベーマイトの分散液とポリエチレンワックスの分散液を固形分質量比で50:50(結着剤9:ベーマイト粒子:酸化高密度ポリエチレンワックス=5:45:50)となるように混合し、プラネタリーミキサーで撹拌することにより多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:2−エチル−1−ヘキサノール、固形分22.5%)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Example 16)
The binder 8 and boehmite particles having an average particle diameter (D50) of 0.9 μm are mixed so as to be 5:45 in solid content mass ratio, and 2-ethyl-1-hexanol is added to make the solid content 45%. The dispersion was adjusted to be as described above and dispersed by a bead mill to prepare a dispersion of boehmite. In addition, an oxidized high density polyethylene wax was added to 2-ethyl-1-hexanol so as to have a solid content of 15%, stirred by a homogenizer, and dispersed by a bead mill to separately prepare a dispersion of polyolefin particles. The dispersion of the boehmite and the dispersion of the polyethylene wax are mixed in a solid mass ratio of 50: 50 (binder 9: boehmite particles: oxidized high density polyethylene wax = 5: 45: 50), and planetata The composition for porous insulation layer formation (solvent: 2-ethyl 1-hexanol, solid content 22.5%) was produced by stirring with a Lee mixer. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
実施例3において結着剤1に代えてアクリル系ゴムのN−メチル−2−ピロリドン(N−methylpyrrolidone、NMP)溶液に変更して固形分30%の多孔質絶縁層形成用組成物(溶媒:NMP)を作製した。その後、実施例1と同様に負極電極に塗工した。結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
Composition for forming a porous insulating layer having a solid content of 30% by changing to a solution of acrylic rubber in N-methyl-2-pyrrolidone (N-methylpyrrolidone) in place of binder 1 in Example 3 (solvent: NMP) was produced. Thereafter, it was applied to the negative electrode in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

なお、表中、「SBR」はスチレンブタジエンゴムを、「CMC」はカルボキシメチルセルロースを、「NVf」はN−ビニルホルムアミドを、「ACMO」はアクロイルモルフォリンを、「AA」はアクリル酸を、「MAA」はメタクリル酸を、「THFA」はアクリル酸テトラヒドロフラニルを、「2EHA」は2−エチルヘキシルアクリレート(アクリル酸−2−エチルヘキシル)を、「IBOA」はイソボルニルアクリレート(アクリル酸イソボルニル)を、「VA」はビニルアルコールを、「VB」は酪酸ビニル(ビニルブチラール)を、「VAc」は酢酸ビニルを、「AN」はアクリロニトリルを、それぞれ示す。   In the table, “SBR” is styrene butadiene rubber, “CMC” is carboxymethylcellulose, “NVf” is N-vinylformamide, “ACMO” is acroyl morpholine, “AA” is acrylic acid, "MAA" is methacrylic acid, "THFA" is tetrahydrofuranyl acrylate, "2EHA" is 2-ethylhexyl acrylate (2-ethylhexyl acrylate), and "IBOA" is isobornyl acrylate (isobornyl acrylate) “VA” represents vinyl alcohol, “VB” represents vinyl butyrate (vinyl butyral), “VAc” represents vinyl acetate, and “AN” represents acrylonitrile.

Figure 2019087523
Figure 2019087523

表1に示すように、実施例1〜16に係る多孔質絶縁層形成用組成物を用いて多孔質絶縁層を形成した場合、比較例1に係る多孔質絶縁層形成用組成物を用いた場合と比較して、活物質層の厚みの増大が抑制されていた。特に溶媒として水を含まない実施例3〜16に係る多孔質絶縁層形成用組成物を用いた場合、活物質層の厚みの増大の抑制効果が大きかった。   As shown in Table 1, when the porous insulating layer was formed using the composition for forming a porous insulating layer according to Examples 1 to 16, the composition for forming a porous insulating layer according to Comparative Example 1 was used. Compared to the case, the increase in the thickness of the active material layer was suppressed. In particular, when the composition for forming a porous insulating layer according to Examples 3 to 16 which does not contain water as a solvent is used, the effect of suppressing the increase in the thickness of the active material layer is large.

さらに、実施例1〜16においては、活物質とのHSP距離がいずれも5.0以上であったが、8.0以上であった実施例7〜10および16に係る孔質絶縁層形成用組成物を用いて多孔質絶縁層を形成した場合、活物質層の厚みの増大がより一層抑制されていた。   Furthermore, in Examples 1-16, although HSP distance with an active material was 5.0 or more in all, for porous insulating layer formation which concerns on Examples 7-10 and 16 which were 8.0 or more When the porous insulating layer was formed using the composition, the increase in the thickness of the active material layer was further suppressed.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to such examples. It is obvious that those skilled in the art to which the present invention belongs can conceive of various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also fall within the technical scope of the present invention.

10 非水電解質二次電池
20 正極
21 正極集電体
22 正極活物質層
30 負極
31 負極集電体
32 負極活物質層
33 多孔質絶縁層
40 セパレータ層
10 non-aqueous electrolyte secondary battery 20 positive electrode 21 positive electrode current collector 22 positive electrode active material layer 30 negative electrode 31 negative electrode current collector 32 negative electrode active material layer 33 porous insulating layer 40 separator layer

Claims (13)

集電体の主面に配置された活物質層上に多孔質絶縁層を形成するための多孔質絶縁層形成用組成物であって、
前記活物質層は、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵および放出可能な活物質と、活物質層結着剤とを少なくとも含み、
前記多孔質絶縁層形成用組成物は、有機溶媒を含む溶媒と、絶縁性無機粒子とを少なくとも含み、
前記活物質層結着剤のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が8.0(MPa)1/2以上である、多孔質絶縁層形成用組成物。
A composition for forming a porous insulating layer for forming a porous insulating layer on an active material layer disposed on a main surface of a current collector,
The active material layer contains at least an active material capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions, and an active material layer binder.
The composition for forming a porous insulating layer contains at least a solvent containing an organic solvent, and insulating inorganic particles,
The composition for porous insulating layer formation whose distance of the Hansen solubility parameter of the said active material layer binder and the Hansen solubility parameter of the said organic solvent is 8.0 (MPa) 1/2 or more.
前記活物質のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が5.0(MPa)1/2以上である、請求項1に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。 The composition for porous insulating layer formation of Claim 1 whose distance of the Hansen solubility parameter of the said active material and the Hansen solubility parameter of the said organic solvent is 5.0 (MPa) 1/2 or more. 前記活物質のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータの距離が8.0(MPa)1/2以上である、請求項1または2に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。 The composition for porous insulation layer formation of Claim 1 or 2 whose distance of the Hansen solubility parameter of the said active material and the Hansen solubility parameter of the said organic solvent is 8.0 (MPa) 1/2 or more. 前記有機溶媒は、下記式(I)で表されるハンセン溶解度パラメータの距離Raが5.0(MPa)1/2以上である、請求項1に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。
Figure 2019087523
(式中、δD(solvent)(MPa)1/2は前記有機溶媒の分散項を、δP(solvent)(MPa)1/2は前記有機溶媒の極性項を、δH(solvent)(MPa)1/2は前記有機溶媒の水素結合項を、それぞれ示す。)。
The composition for forming a porous insulating layer according to claim 1, wherein a distance Ra of a Hansen solubility parameter represented by the following formula (I) is 5.0 (MPa) 1/2 or more as the organic solvent.
Figure 2019087523
Wherein δ D (solvent) (MPa) 1/2 is the dispersion term of the organic solvent, δ P (solvent) (MPa) 1/2 is the polar term of the organic solvent, δ H (solvent) ( MPa) 1/2 represents a hydrogen bonding term of the organic solvent, respectively).
さらに、結着剤を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。   Furthermore, the composition for porous insulation layer formation as described in any one of Claims 1-4 containing a binder. 前記溶媒が、水を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。   The composition for porous insulating layer formation as described in any one of Claims 1-5 in which the said solvent contains water. 1atmにおける前記有機溶媒の沸点が160℃以上である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。   The composition for porous insulating layer formation as described in any one of Claims 1-6 whose boiling point of the said organic solvent in 1 atm is 160 degreeC or more. 前記有機溶媒は、アルコール系化合物を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。   The composition for forming a porous insulating layer according to any one of claims 1 to 7, wherein the organic solvent contains an alcohol-based compound. 前記有機溶媒は、グリコールアルキルエーテル系化合物を含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。   The composition for forming a porous insulating layer according to any one of claims 1 to 8, wherein the organic solvent contains a glycol alkyl ether compound. さらに、ポリオレフィン系ポリマー粒子を含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の多孔質絶縁層形成用組成物。   Furthermore, the composition for porous insulation layer formation as described in any one of Claims 1-9 containing a polyolefin type polymer particle. 集電体と、
前記集電体の主面に配置された活物質層と、
請求項1〜10のいずれか一項に記載の多孔質絶縁層形成用組成物によって前記活物質層上に形成された多孔質絶縁層と、を有し、
前記活物質層は、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵および放出可能な活物質と活物質層結着剤とを少なくとも含む、非水電解質二次電池用電極。
Current collector,
An active material layer disposed on the main surface of the current collector;
A porous insulating layer formed on the active material layer by the composition for forming a porous insulating layer according to any one of claims 1 to 10,
The electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the active material layer contains at least an active material capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions and an active material layer binder.
請求項11に記載の非水電解質二次電池用電極を含む、非水電解質二次電池。   A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 11. 集電体の主面に配置された活物質層上に、多孔質絶縁層形成用組成物を用いて多孔質絶縁層を形成する工程を有し、
前記活物質層は、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵および放出可能な活物質と活物質層結着剤とを少なくとも含み、
前記多孔質絶縁層形成用組成物は、有機溶媒を含む溶媒と絶縁性無機粒子とを少なくとも含み、
前記活物質層結着剤のハンセン溶解度パラメータと前記有機溶媒のハンセン溶解度パラメータとの距離が8.0(MPa)1/2以上である、非水電解質二次電池用電極の製造方法。

Forming a porous insulating layer on the active material layer disposed on the main surface of the current collector using the composition for forming a porous insulating layer,
The active material layer contains at least an active material capable of electrochemically absorbing and desorbing lithium ions and an active material layer binder,
The composition for forming a porous insulating layer contains at least a solvent containing an organic solvent and insulating inorganic particles,
The manufacturing method of the electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries whose distance of the Hansen solubility parameter of the said active material layer binder and the Hansen solubility parameter of the said organic solvent is 8.0 (MPa) 1/2 or more.

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