JP2019160651A - Binder composition, electrode mixture raw material, electrode mixture, electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery, and manufacturing method of electrode mixture - Google Patents

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Abstract

To provide a binder composition having both high adhesive strength and good slurry characteristics.SOLUTION: A binder composition according to the present invention contains a vinylidene fluoride polymer containing a first structural unit derived from vinylidene fluoride and a second structural unit derived from a compound represented by the following formula (1). [In the formula (1), R, R, and Rare each independently a hydrogen atom, a chlorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and X is {(CH)O}is an atomic group having a molecular weight of 600 or less, and here, n is 2 to 6 and m is 2 to 6.]SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池の製造に用いられるバインダー組成物、並びにそれを用いた電極合剤原料、電極合剤、電極、非水電解質二次電池および電極合剤の製造方法に関する。   The present invention relates to a binder composition used in the production of a non-aqueous electrolyte secondary battery, particularly a lithium ion secondary battery, and an electrode mixture raw material, an electrode mixture, an electrode, a non-aqueous electrolyte secondary battery and an electrode using the same The present invention relates to a method for producing a mixture.

近年、電子技術の発展はめざましく、小型携帯機器の高機能化が進んでいる。そのため、これらに使用される電源には小型化および軽量化、すなわち高エネルギー密度化が求められている。高いエネルギー密度を有する電池として、リチウムイオン二次電池などに代表される非水電解質二次電池が、広く使用されている。   In recent years, the development of electronic technology has been remarkable, and high functionality of small portable devices has been advanced. For this reason, power sources used for these are required to be smaller and lighter, that is, to have higher energy density. As a battery having a high energy density, a non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery or the like is widely used.

また、非水電解質二次電池は、地球環境問題および省エネルギーの観点から、二次電池とエンジンとを組み合わせたハイブリッド自動車、および二次電池を電源にした電気自動車などにも利用されており、その用途が拡大している。   Nonaqueous electrolyte secondary batteries are also used in hybrid vehicles combining secondary batteries and engines, and electric vehicles powered by secondary batteries, from the viewpoint of global environmental problems and energy saving. Applications are expanding.

非水電解質二次電池用の電極は、集電体と集電体上に形成される電極合剤層とを有する構造となっている。電極合剤層は、一般に電極活物質とバインダー組成物とを含む電極合剤が適当な溶媒中に分散されたスラリー状態で集電体上に塗布され、溶媒を揮散して形成される。バインダー組成物中のバインダー樹脂(結着剤)としては、フッ化ビニリデン(VDF)由来の繰り返し単位を主として含むフッ化ビニリデン系重合体が主に使用されている。   An electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery has a structure having a current collector and an electrode mixture layer formed on the current collector. The electrode mixture layer is generally formed by applying an electrode mixture containing an electrode active material and a binder composition onto a current collector in a slurry state in which the electrode mixture is dispersed in an appropriate solvent, and volatilizing the solvent. As the binder resin (binder) in the binder composition, a vinylidene fluoride polymer mainly containing repeating units derived from vinylidene fluoride (VDF) is mainly used.

近年は、バインダー樹脂の接着力の向上が求められており、例えば特許文献1には、ヒドロキシ基を有する(メタ)アクリルモノマー由来の構成単位を含むフッ化ビニリデン重合体をバインダー樹脂として用いることが開示されている。また、特許文献2には、カルボキシル基を末端にもつアクリロキシエチルコハク酸(AES)を含むフッ化ビニリデン重合体をバインダー樹脂として用いることが開示されている。   In recent years, improvement in the adhesive strength of binder resin has been demanded. For example, in Patent Document 1, a vinylidene fluoride polymer containing a structural unit derived from a (meth) acrylic monomer having a hydroxy group is used as a binder resin. It is disclosed. Patent Document 2 discloses that a vinylidene fluoride polymer containing acryloxyethyl succinic acid (AES) terminated with a carboxyl group is used as a binder resin.

特表2010−525124号公報(2010年7月22日公開)Special Table 2010-525124 (released July 22, 2010) WO2012/090876号(2012年7月5日公開)WO2012 / 090876 (released July 5, 2012)

しかしながら、特許文献1および2に開示されるフッ化ビニリデン重合体を用いたバインダー樹脂は、スラリーの粘度が増加し易く、電池の生産時におけるハンドリング性等に問題を生じ得る。   However, the binder resin using the vinylidene fluoride polymer disclosed in Patent Documents 1 and 2 tends to increase the viscosity of the slurry, which may cause problems in handling properties during battery production.

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、高い接着力と良好なスラリー特性とが両立したバインダー組成物を提供することにある。   This invention is made | formed in view of the above-mentioned problem, The objective is to provide the binder composition in which high adhesive force and favorable slurry characteristics were compatible.

本発明者らは上記課題を達成するために、鋭意研究を重ねた結果、バインダー樹脂として、特定のグリコール骨格を有するフッ化ビニリデン重合体を用いることにより、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成させた。本発明は以下のように記載することができる。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by using a vinylidene fluoride polymer having a specific glycol skeleton as a binder resin. The present invention has been completed. The present invention can be described as follows.

本発明に係るバインダー組成物は、上記課題を解決するために、電極活物質を集電体に結着させるために用いられるバインダー組成物であって、上記バインダー組成物は、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位と、下記式(1)   The binder composition according to the present invention is a binder composition used for binding an electrode active material to a current collector in order to solve the above problems, and the binder composition is derived from vinylidene fluoride. A first structural unit and the following formula (1)

Figure 2019160651
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[式(1)において、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、塩素原子または炭素数1〜5のアルキル基であり、Xは、{(CHO}からなる構造であって、かつ、分子量600以下の原子団であり、ここで、nは2〜6であり、mは2〜6である。]
で表される化合物に由来する第2の構成単位とを含むフッ化ビニリデン重合体を含有する。
[In the formula (1), R 1, R 2, R 3 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a {(CH 2) n O} m And an atomic group having a molecular weight of 600 or less, where n is 2 to 6 and m is 2 to 6. ]
The vinylidene fluoride polymer containing the 2nd structural unit derived from the compound represented by these is contained.

また、本発明に係る電極合剤原料は、上述のバインダー組成物と、炭素材料からなる導電助剤とを含み、上記導電助剤の酸素含有量が5質量%未満であり、上記導電助剤を0.5〜50.0質量%(ただし、上記導電助剤と、非水溶媒と、上記フッ化ビニリデン重合体との合計を100質量%とする)の範囲で含む、電極合剤原料である。   Moreover, the electrode mixture raw material which concerns on this invention contains the above-mentioned binder composition and the conductive support agent which consists of carbon materials, The oxygen content of the said conductive support agent is less than 5 mass%, The said conductive support agent In an electrode mixture raw material containing 0.5 to 50.0% by mass (provided that the total of the conductive assistant, the non-aqueous solvent, and the vinylidene fluoride polymer is 100% by mass) is there.

また、本発明に係る電極合剤は、上述の電極合剤原料と電極活物質とを含む電極合剤である。   Moreover, the electrode mixture which concerns on this invention is an electrode mixture containing the above-mentioned electrode mixture raw material and an electrode active material.

また、本発明に係る電極は、上述の電極合剤から形成された合剤層を集電体上に備える電極である。   Moreover, the electrode which concerns on this invention is an electrode provided with the mixture layer formed from the above-mentioned electrode mixture on a collector.

また、本発明に係る非水電解質二次電池は、上述の電極を備える非水電解質二次電池である。   Moreover, the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the above-described electrode.

また、本発明に係る電極合剤の製造方法は、上述のバインダー組成物と、導電助剤と、非水溶媒とを含む電極合剤原料を調製する工程、及び、上記電極合剤原料に極性基含有フッ化ビニリデン重合体を添加して電極合剤を調製する工程を含むことを特徴とする。   Moreover, the manufacturing method of the electrode mixture which concerns on this invention is a process which prepares the electrode mixture raw material containing the above-mentioned binder composition, a conductive support agent, and a nonaqueous solvent, and is polar to the said electrode mixture raw material. It includes a step of preparing an electrode mixture by adding a group-containing vinylidene fluoride polymer.

本発明は、高い接着力と良好なスラリー特性とが両立したバインダー組成物を提供することができるという効果を奏する。   The present invention has an effect that it is possible to provide a binder composition having both high adhesive strength and good slurry characteristics.

次に本発明について具体的に説明する。   Next, the present invention will be specifically described.

〔フッ化ビニリデン重合体〕
本実施形態に係るフッ化ビニリデン重合体は、フッ化ビニリデンと下記式(1)で表される化合物とを重合して得られる。
[Vinylidene fluoride polymer]
The vinylidene fluoride polymer according to the present embodiment is obtained by polymerizing vinylidene fluoride and a compound represented by the following formula (1).

Figure 2019160651
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[式(1)において、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、塩素原子または炭素数1〜5のアルキル基であり、Xは、{(CHO}からなる構造であって、かつ、分子量600以下の原子団であり、ここで、nは2〜6であり、mは2〜6である。]
本実施形態に係るフッ化ビニリデン重合体は、フッ化ビニリデン由来の第1の構成単位と、前記式(1)で表わされる化合物由来の第2の構成単位とを有する重合体である。
[In the formula (1), R 1, R 2, R 3 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a {(CH 2) n O} m And an atomic group having a molecular weight of 600 or less, where n is 2 to 6 and m is 2 to 6. ]
The vinylidene fluoride polymer according to the present embodiment is a polymer having a first structural unit derived from vinylidene fluoride and a second structural unit derived from the compound represented by the formula (1).

前記式(1)で表わされる化合物において、Xを形成する原子団は、{(CHO}からなるグリコール骨格構造を有する。この原子団の分子量は600以下であるが、400以下であることがより好ましく、150以下であることがさらに好ましい。 In the compound represented by the formula (1), the atomic group forming X has a glycol skeleton structure composed of {(CH 2 ) n O} m . The molecular weight of this atomic group is 600 or less, more preferably 400 or less, and even more preferably 150 or less.

また、前記式(1)で表される化合物において、Xを形成する原子団は、nが2であるエチレングリコール骨格[−CO−]、または、nが3であるプロピレングリコール骨格[−CO−]を有することがより好ましい。 In the compound represented by the formula (1), the atomic group forming X is an ethylene glycol skeleton [—C 2 H 4 O—] in which n is 2, or a propylene glycol skeleton in which n is 3. It is more preferable to have [—C 3 H 6 O—].

前記式(1)において、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、塩素原子または炭素数1〜5のアルキル基であるが、重合反応性の観点から、水素または炭素数1〜3のアルキル基がより好ましく、水素であることが特に好ましい。 In Formula (1), R 1 , R 2 , and R 3 are each independently a hydrogen atom, a chlorine atom, or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, but from the viewpoint of polymerization reactivity, hydrogen or 1 carbon atom. ~ 3 alkyl groups are more preferred and hydrogen is particularly preferred.

また、前記式(1)で表される化合物としては、下記式(2)で表されるポリエチレングリコールモノアクリレート、または、下記式(3)で表されるポリプロピレングリコールモノアクリレートであることがより好ましく、なかでも、ポリエチレングリコールモノアクリレートが特に好ましい。   The compound represented by the formula (1) is more preferably a polyethylene glycol monoacrylate represented by the following formula (2) or a polypropylene glycol monoacrylate represented by the following formula (3). Of these, polyethylene glycol monoacrylate is particularly preferred.

Figure 2019160651
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Figure 2019160651
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フッ化ビニリデン重合体を構成する構成単位の配列の様式は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体のいずれであってもよい。   The arrangement of the constituent units constituting the vinylidene fluoride polymer may be any of a random copolymer, a block copolymer, and a graft copolymer.

また、本実施形態に係るフッ化ビニリデン重合体は、フッ化ビニリデン由来の第1の構成単位、および、式(1)で表わされる化合物由来の第2の構成単位に加えて、さらに他のモノマーに由来する構成単位を含む三元以上の重合体としてもよい。このようなモノマーとしては、例えば、ハロゲン化アルキルビニル化合物、炭化水素化単量体、ジメタクリル酸(ポリ)アルキレングリコールエステル、ジアクリル酸(ポリ)アルキレングリコールエステル、及びポリビニルベンゼン等が挙げられる。   In addition, the vinylidene fluoride polymer according to the present embodiment includes, in addition to the first structural unit derived from vinylidene fluoride and the second structural unit derived from the compound represented by formula (1), yet another monomer. It is good also as a ternary or more polymer containing the structural unit derived from. Examples of such monomers include halogenated alkyl vinyl compounds, hydrocarbonated monomers, dimethacrylic acid (poly) alkylene glycol esters, diacrylic acid (poly) alkylene glycol esters, and polyvinylbenzene.

ハロゲン化アルキルビニル化合物としては、例えばフッ化アルキルビニル化合物が挙げられ、具体的には、例えば、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)、クロロトリフルオロエチレン(CTFE)、トリフルオロエチレン(TFE)、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、及びフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。   Examples of the halogenated alkyl vinyl compound include a fluorinated alkyl vinyl compound. Specifically, for example, hexafluoropropylene (HFP), chlorotrifluoroethylene (CTFE), trifluoroethylene (TFE), tetrafluoroethylene. , Hexafluoroethylene, and fluoroalkyl vinyl ether.

また、他のモノマーとしては、極性基含有化合物であってもよい。極性基含有化合物としては、例えば、カルボキシル基、エポキシ基、またはスルホン酸基等を含む化合物が挙げられ、中でもカルボキシル基を含む化合物であることが好ましい。具体的には、例えば、アクリル酸、2−カルボキシエチルアクリレート、2−カルボキシエチルメタクリレート、アクリロイロキシエチルアクリル酸、アクリロイロキシプロピルコハク酸、等を挙げることができる。なお、前記他のモノマーは、1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。   Moreover, as another monomer, a polar group containing compound may be sufficient. As a polar group containing compound, the compound containing a carboxyl group, an epoxy group, or a sulfonic acid group etc. is mentioned, for example, It is preferable that it is a compound containing a carboxyl group especially. Specific examples include acrylic acid, 2-carboxyethyl acrylate, 2-carboxyethyl methacrylate, acryloyloxyethyl acrylic acid, acryloyloxypropyl succinic acid, and the like. In addition, the said other monomer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types.

本実施形態に係るフッ化ビニリデン重合体は、フッ化ビニリデン由来の第1の構成単位と、前記式(1)で表わされる化合物由来の第2の構成単位との合計を100モル%としたときに、第2の構成単位を、0.01〜10モル%の範囲で含むことが好ましく、0.05〜5モル%の範囲で含むことがより好ましく、0.1〜3モル%の範囲で含むことが特に好ましい。   The vinylidene fluoride polymer according to the present embodiment has a total of 100 mol% of the first structural unit derived from vinylidene fluoride and the second structural unit derived from the compound represented by the formula (1). In addition, the second structural unit is preferably included in the range of 0.01 to 10 mol%, more preferably in the range of 0.05 to 5 mol%, and in the range of 0.1 to 3 mol%. It is particularly preferable to include it.

また、フッ化ビニリデン重合体が、第1および第2の構成単位に加えて、さらに他のモノマーに由来する構成単位を含む場合は、全ての構成単位の合計を100モル%としたときに、他のモノマーに由来する構成単位の含有量は、例えば、0.01〜10モル%の範囲であることが好ましい。他のモノマーに由来する構成単位の含有量が10モル%より多いと、フッ素樹脂本来の耐薬品性等の性質が損なわれることがある。   Further, in the case where the vinylidene fluoride polymer includes structural units derived from other monomers in addition to the first and second structural units, when the total of all the structural units is 100 mol%, The content of structural units derived from other monomers is preferably in the range of 0.01 to 10 mol%, for example. When the content of structural units derived from other monomers is more than 10 mol%, properties such as chemical resistance inherent in the fluororesin may be impaired.

本発明の好ましい一態様としては、フッ化ビニリデン重合体は、フッ化ビニリデン由来の第1の構成単位と、前記式(1)で表わされる化合物由来の第2の構成単位とからなる二元重合体である。   As a preferred embodiment of the present invention, the vinylidene fluoride polymer is a binary weight composed of a first structural unit derived from vinylidene fluoride and a second structural unit derived from the compound represented by the formula (1). It is a coalescence.

なお、各構成単位の存在量はH NMRもしくは19F NMRによって求めることができる。 The abundance of each structural unit can be determined by 1 H NMR or 19 F NMR.

本実施形態に係るフッ化ビニリデン重合体のインヘレント粘度(樹脂4gを1リットルのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の30℃における対数粘度)は、0.1〜5.0dL/gであることが好ましく、0.3〜3.5dL/gであることがより好ましい。上記範囲内の粘度であれば、非水電解質二次電池用電極合剤に好適に用いることができる。   The inherent viscosity of the vinylidene fluoride polymer according to this embodiment (the logarithmic viscosity at 30 ° C. of a solution obtained by dissolving 4 g of resin in 1 liter of N, N-dimethylformamide) is 0.1 to 5.0 dL / g. It is preferable that it is 0.3 to 3.5 dL / g. If it is a viscosity within the said range, it can be conveniently used for the electrode mixture for nonaqueous electrolyte secondary batteries.

本実施形態に係るフッ化ビニリデン重合体を製造する方法としては、特に限定されず、懸濁重合、乳化重合および溶液重合等の従来公知の方法を挙げることができる。これらの中でも、後処理の容易さ等の点から、重合の方法としては、水系の懸濁重合または乳化重合であることが好ましく、水系の懸濁重合であることがより好ましい。   It does not specifically limit as a method to manufacture the vinylidene fluoride polymer which concerns on this embodiment, Conventionally well-known methods, such as suspension polymerization, emulsion polymerization, and solution polymerization, can be mentioned. Among these, from the viewpoint of easiness of post-treatment and the like, the polymerization method is preferably aqueous suspension polymerization or emulsion polymerization, and more preferably aqueous suspension polymerization.

水を分散媒とした懸濁重合における懸濁剤としては、メチルセルロース、メトキシ化メチルセルロース、プロポキシ化メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシドおよびゼラチン等を使用することができる。   As a suspending agent in suspension polymerization using water as a dispersion medium, methyl cellulose, methoxylated methyl cellulose, propoxylated methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, gelatin and the like can be used.

また、重合開始剤としては、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジノルマルプロピルペルオキシジカーボネート、ジノルマルヘプタフルオロプロピルペルオキシジカーボネート、イソブチリルペルオキサイド、ジ(クロロフルオロアシル)ペルオキサイド、ジ(ペルフルオロアシル)ペルオキサイド、t−ブチルペルオキシピバレート等が使用できる。   In addition, as polymerization initiators, diisopropyl peroxydicarbonate, dinormalpropyl peroxydicarbonate, dinormalheptafluoropropyl peroxydicarbonate, isobutyryl peroxide, di (chlorofluoroacyl) peroxide, di (perfluoroacyl) peroxide Oxide, t-butylperoxypivalate, etc. can be used.

また、酢酸エチル、酢酸メチル、アセトン、エタノール、n−プロパノール、アセトアルデヒド、プロピルアルデヒド、プロピオン酸エチル、および四塩化炭素等の連鎖移動剤を添加することにより、得られる重合体の重合度を調節することも可能である。   In addition, the degree of polymerization of the resulting polymer is adjusted by adding a chain transfer agent such as ethyl acetate, methyl acetate, acetone, ethanol, n-propanol, acetaldehyde, propyl aldehyde, ethyl propionate, and carbon tetrachloride. It is also possible.

[バインダー組成物]
本実施形態に係るバインダー組成物は、上記フッ化ビニリデン重合体および溶媒を含有する。フッ化ビニリデン重合体としては、フッ化ビニリデンと式(1)で表される化合物とを重合して得られる上述したフッ化ビニリデン重合体を、単独で用いても、2種類以上を併用してもよい。
[Binder composition]
The binder composition according to this embodiment contains the vinylidene fluoride polymer and a solvent. As the vinylidene fluoride polymer, the above-mentioned vinylidene fluoride polymer obtained by polymerizing vinylidene fluoride and the compound represented by the formula (1) may be used alone or in combination of two or more kinds. Also good.

本実施形態に係るバインダー組成物においては、所望の効果を阻害しない限り、さらに別の重合体を含んでいてもよい。また、本実施形態に係るバインダー組成物においては、所望の効果を阻害しない限り、各種添加剤を含んでいてもよい。   The binder composition according to this embodiment may further contain another polymer as long as the desired effect is not inhibited. Moreover, in the binder composition which concerns on this embodiment, unless the desired effect is inhibited, various additives may be included.

本実施形態に係るバインダー組成物に導電助剤を添加することにより、後述の電極合剤原料を得ることができる。また、この電極合剤原料に電極活物質を添加することにより、後述の電極合剤を得ることができる。なお、バインダー組成物に導電助剤および/または電極活物質を添加する場合には、これらをそのままバインダー組成物に添加してよい。あるいは、導電助剤および/または電極活物質を溶媒に添加し、攪拌混合したものをバインダー組成物に添加してもよい。   By adding a conductive additive to the binder composition according to the present embodiment, an electrode mixture material described later can be obtained. Moreover, the electrode mixture mentioned later can be obtained by adding an electrode active material to this electrode mixture raw material. In addition, when adding a conductive support agent and / or an electrode active material to a binder composition, you may add these to a binder composition as it is. Or you may add a conductive support agent and / or an electrode active material to a solvent, and what was stirred and mixed may be added to a binder composition.

(溶媒)
本実施形態におけるバインダー組成物において用いられる溶媒としては、フッ化ビニリデン重合体を溶解できる溶媒であれば特に限定されるものではなく、非水溶媒であっても、水系溶媒であってもよい。具体的には、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、水、ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホアミド、ジオキサン、テトラヒドロフラン、テトラメチルウレア、トリエチルホスフェート、トリメチルホスフェート、アセトン、メチルエチルケトン、およびテトラヒドロフラン等が挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、二種類以上を混合した混合溶媒として用いてもよい。バインダー組成物において用いられる溶媒は、非水溶媒が好ましく、中でも、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドおよびN,N−ジメチルアセトアミドなどの含窒素系有機溶媒が好ましく、N−メチル−2−ピロリドンがより好ましい。
(solvent)
The solvent used in the binder composition in the present embodiment is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve the vinylidene fluoride polymer, and may be a non-aqueous solvent or an aqueous solvent. Specifically, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), water, dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylsulfoxide, hexamethylphosphoamide, dioxane, tetrahydrofuran, tetramethylurea, triethyl phosphate , Trimethyl phosphate, acetone, methyl ethyl ketone, and tetrahydrofuran. These solvents may be used alone or as a mixed solvent in which two or more kinds are mixed. The solvent used in the binder composition is preferably a non-aqueous solvent, among which nitrogen-containing organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide are preferred, and N- Methyl-2-pyrrolidone is more preferred.

バインダー組成物において、フッ化ビニリデン重合体を100質量部とすると、溶媒の量は400〜10000質量部であることが好ましく、600〜5000質量部であることがより好ましい。上述した溶媒の量の範囲内では適度な溶液粘度となり、ハンドリング性に優れる。   In the binder composition, when the vinylidene fluoride polymer is 100 parts by mass, the amount of the solvent is preferably 400 to 10000 parts by mass, and more preferably 600 to 5000 parts by mass. Within the range of the amount of the solvent described above, the solution viscosity is moderate and the handling property is excellent.

(その他の重合体)
本実施形態におけるバインダー組成物は、フッ化ビニリデンと式(1)で表される化合物とを重合して得られる上述したフッ化ビニリデン重合体に加えて、本発明の効果を阻害しない範囲で、その他の重合体を含んでいてもよい。
(Other polymers)
In addition to the above-mentioned vinylidene fluoride polymer obtained by polymerizing vinylidene fluoride and the compound represented by the formula (1), the binder composition in the present embodiment is within a range that does not impair the effects of the present invention. Other polymers may be included.

このようなその他の重合体としては、フッ化ビニリデン単独重合体、式(1)で表される化合物に由来する構造単位を含まないフッ化ビニリデン重合体、極性基含有フッ化ビニリデン重合体等が挙げられる。より具体的には、コハク酸モノ(アクリロキシプロピル)(APS)に由来する構造単位を含むVDF/APS共重合体、ヘキサフルオロプロピレン(HFP)に由来する構造単位を含むVDF/HFP共重合体、アクリル酸(AA)に由来する構造単位を含むVDF/AA共重合体、および、VDF/HFP/APS共重合体等が挙げられる。   Examples of such other polymers include vinylidene fluoride homopolymers, vinylidene fluoride polymers not containing a structural unit derived from the compound represented by formula (1), and polar group-containing vinylidene fluoride polymers. Can be mentioned. More specifically, a VDF / APS copolymer containing a structural unit derived from mono (acryloxypropyl) succinate (APS) and a VDF / HFP copolymer containing a structural unit derived from hexafluoropropylene (HFP) And a VDF / AA copolymer containing a structural unit derived from acrylic acid (AA), a VDF / HFP / APS copolymer, and the like.

バインダー組成物が上記その他の重合体を含む場合、その他の重合体を100質量部とすると、フッ化ビニリデン重合体の量は1質量部以上であることが好ましく、例えば、1〜50質量部である。   When the binder composition contains the other polymer, the amount of the vinylidene fluoride polymer is preferably 1 part by mass or more, for example, 1 to 50 parts by mass when the other polymer is 100 parts by mass. is there.

(バインダー組成物の他の成分)
本実施形態におけるバインダー組成物は、上述の成分以外の他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、ポリビニルピロリドン等の分散剤を挙げることができる。
(Other components of binder composition)
The binder composition in this embodiment may contain components other than the above-described components. Examples of other components include a dispersant such as polyvinylpyrrolidone.

[電極合剤原料]
本実施形態に係る電極合剤原料は、上記バインダー組成物および導電助剤を含有する。この電極合剤原料と、電極活物質とを混合することにより、後述の電極合剤を容易に調製することができる。電極合剤原料は、ペースト状またはスラリー状であり、溶媒の量を調節することによって、所望の粘度に調整することができる。
[Electrode material mixture]
The electrode mixture raw material according to the present embodiment contains the binder composition and a conductive additive. By mixing the electrode mixture raw material and the electrode active material, an electrode mixture described later can be easily prepared. The electrode mixture raw material is in the form of a paste or slurry, and can be adjusted to a desired viscosity by adjusting the amount of the solvent.

(導電助剤)
導電助剤は、LiCoO等の電子伝導性の小さい活物質を使用する場合に、電極合剤層の導電性を向上する目的で添加するものである。
(Conductive aid)
The conductive additive is added for the purpose of improving the conductivity of the electrode mixture layer when using an active material having a low electron conductivity such as LiCoO 2 .

本実施形態において用いられる導電助剤としては、炭素材料からなる導電助剤が挙げられる。このような導電助剤としては、導電性を有する炭素材料からなるものであれば特に限定されないが、例えば、カーボンブラック、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー等)、黒鉛微粉末および黒鉛繊維等の炭素材料を、単独で、または2種類以上を組み合わせて用いることができる。   Examples of the conductive assistant used in the present embodiment include a conductive assistant made of a carbon material. Such a conductive auxiliary agent is not particularly limited as long as it is made of a conductive carbon material. For example, carbon black, conductive carbon fiber (carbon nanotube, carbon nanofiber, etc.), graphite fine powder, and graphite Carbon materials such as fibers can be used alone or in combination of two or more.

炭素材料からなる導電助剤の酸素含有量は、5質量%未満であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることがさらに好ましい。導電助剤の酸素含有量が5質量%以上であると、電極合剤の粘度が高くなり、電極合剤のハンドリング性が悪化する問題が生じる。   The oxygen content of the conductive additive made of a carbon material is preferably less than 5% by mass, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less. When the oxygen content of the conductive additive is 5% by mass or more, the viscosity of the electrode mixture becomes high, resulting in a problem that the handling property of the electrode mixture is deteriorated.

ここで、導電助剤の酸素含有量とは、導電助剤を構成する炭素材料において、化合物中の酸素、すなわち炭素材料に結合している酸素の量を意味し、元素分析によって測定される値である。より具体的には、導電助剤の酸素含有量は、CHNアナライザー(Parkin−elmer社製2400II)による元素分析によって得られる試料中の水素(H)、炭素(C)および窒素(N)の質量割合から、次式で計算される。   Here, the oxygen content of the conductive auxiliary means the amount of oxygen in the compound, that is, the oxygen bonded to the carbon material in the carbon material constituting the conductive auxiliary, and is a value measured by elemental analysis. It is. More specifically, the oxygen content of the conductive assistant is the mass of hydrogen (H), carbon (C) and nitrogen (N) in the sample obtained by elemental analysis using a CHN analyzer (Parkin-elmer 2400II). From the ratio, it is calculated by the following formula.

酸素含有量(質量%)=100(%)−(C(%)+H(%)+N(%))
電極合剤原料における導電助剤の量は、導電助剤と非水溶媒とフッ化ビニリデン重合体との合計を100質量%とすると、0.5〜50.0質量%であることが好ましく、1〜30質量%であることがより好ましく、5〜20質量%であることがさらに好ましい。
Oxygen content (% by mass) = 100 (%) − (C (%) + H (%) + N (%))
The amount of the conductive auxiliary in the electrode mixture raw material is preferably 0.5 to 50.0% by mass when the total of the conductive auxiliary, the non-aqueous solvent and the vinylidene fluoride polymer is 100% by mass, It is more preferably 1 to 30% by mass, and further preferably 5 to 20% by mass.

[電極合剤]
本実施形態に係る電極合剤は、上記バインダー組成物、導電助剤および電極活物質を含有する。この電極合剤を集電体上に塗布して電極合剤層を形成することにより、電極を作製することができる。電極合剤は、スラリー状であり、バインダー組成物等の溶媒の量を調節することによって、所望の粘度に調整することができる。
[Electrode mixture]
The electrode mixture according to the present embodiment contains the binder composition, a conductive additive and an electrode active material. An electrode can be produced by applying this electrode mixture on a current collector to form an electrode mixture layer. The electrode mixture is in the form of a slurry, and can be adjusted to a desired viscosity by adjusting the amount of a solvent such as a binder composition.

電極合剤は、塗布対象である集電体の種類等に応じて電極活物質等の種類を変更することにより、正極用の電極合剤、または負極用の電極合剤とすることができる。フッ化ビニリデン重合体は、一般に優れた耐酸化性を有しているため、本実施形態における電極合剤は、正極用の電極活物質、すなわち正極活物質(正極材料)を用いた正極用の電極合剤として好適に用いることができる。   The electrode mixture can be used as an electrode mixture for a positive electrode or an electrode mixture for a negative electrode by changing the type of the electrode active material according to the type of the current collector to be applied. Since vinylidene fluoride polymers generally have excellent oxidation resistance, the electrode mixture in this embodiment is a positive electrode active material, that is, a positive electrode using a positive electrode active material (positive electrode material). It can be suitably used as an electrode mixture.

本実施形態に係る電極合剤は、上記フッ化ビニリデン重合体を含有するバインダー組成物を含むため、この電極合剤を集電体に塗布・乾燥することにより得られる電極は、集電体と合剤層との接着性に優れている。   Since the electrode mixture according to the present embodiment includes the binder composition containing the vinylidene fluoride polymer, an electrode obtained by applying and drying the electrode mixture on the current collector is the current collector and Excellent adhesion to the mixture layer.

(電極活物質)
本実施形態における電極合剤において用いられる電極活物質は、上述したように、本実施形態に係る電極合剤を負極用の電極合剤とする場合には、負極用の電極活物質、すなわち負極活物質を用いればよく、本実施形態に係る電極合剤を正極用の電極合剤とする場合には、正極用の電極活物質、すなわち正極活物質を用いればよい。
(Electrode active material)
As described above, the electrode active material used in the electrode mixture in the present embodiment is an electrode active material for a negative electrode, that is, a negative electrode, when the electrode mixture according to the present embodiment is used as an electrode mixture for a negative electrode. An active material may be used. When the electrode mixture according to this embodiment is used as a positive electrode mixture, a positive electrode active material, that is, a positive electrode active material may be used.

正極活物質としては、例えば、リチウムを含むリチウム系正極活物質が挙げられる。リチウム系正極活物質としては例えば、LiCoOおよびLiCoNi1−x(0≦x<1)等の一般式LiMYで表わされる複合金属カルコゲン化合物、または複合金属酸化物、LiMnなどのスピネル構造をとる複合金属酸化物およびLiFePOなどのオリビン型リチウム化合物等が挙げられる。ここでMは、Co、Ni、Fe、Mn、CrおよびV等の遷移金属もしくはAlの少なくとも一種であり、YはOおよびS等のカルコゲン元素である。 Examples of the positive electrode active material include a lithium-based positive electrode active material containing lithium. Examples of the lithium-based positive electrode active material include a composite metal chalcogen compound represented by a general formula LiMY 2 such as LiCoO 2 and LiCo x Ni 1-x O 2 (0 ≦ x <1), or a composite metal oxide, LiMn 2 O And composite metal oxides having a spinel structure such as 4 and olivine type lithium compounds such as LiFePO 4 . Here, M is at least one of transition metals such as Co, Ni, Fe, Mn, Cr and V or Al, and Y is a chalcogen element such as O and S.

負極活物質としては、黒鉛などの炭素系材料をはじめとした従来公知の材料を用いることができる。   As the negative electrode active material, conventionally known materials including carbon-based materials such as graphite can be used.

本実施形態に係る電極合剤において、フッ化ビニリデン重合体と電極活物質との合計100質量部あたり、フッ化ビニリデン重合体は0.5〜15質量部であることが好ましく、1〜10質量部であることがより好ましく、電極活物質は85〜99.5質量部であることが好ましく、90〜99質量部であることがより好ましい。   In the electrode mixture according to the present embodiment, the vinylidene fluoride polymer is preferably 0.5 to 15 parts by mass per 100 parts by mass in total of the vinylidene fluoride polymer and the electrode active material, and 1 to 10 parts by mass. The electrode active material is preferably 85 to 99.5 parts by mass, and more preferably 90 to 99 parts by mass.

上記範囲内で各成分を含有すると、本実施形態に係る電極合剤を用いて、電極を生産性よく製造することが可能であり、電極を製造した際に、合剤層と集電体とが高い接着性(剥離強度)を示す。   When each component is contained within the above range, it is possible to produce the electrode with high productivity using the electrode mixture according to the present embodiment. When the electrode is produced, the mixture layer and the current collector Shows high adhesiveness (peel strength).

本実施形態に係る電極合剤の製造方法としては、バインダー組成物または電極合剤原料と、電極活物質とを均一なスラリーとなるように混合すればよい。混合する際の順序は特に限定されないが、例えば、電極活物質をそのままバインダー組成物または電極合剤原料に添加すればよい。あるいは、フッ化ビニリデン重合体を溶媒の一部に溶解してバインダー溶液を得て、このバインダー溶液に電極活物質、導電助剤および残りの溶媒を添加し、攪拌混合し、電極合剤を得ることができる。   As a method for producing the electrode mixture according to the present embodiment, the binder composition or the electrode mixture raw material and the electrode active material may be mixed so as to form a uniform slurry. The order of mixing is not particularly limited. For example, the electrode active material may be added as it is to the binder composition or the electrode mixture raw material. Alternatively, a vinylidene fluoride polymer is dissolved in a part of a solvent to obtain a binder solution, and an electrode active material, a conductive auxiliary agent and the remaining solvent are added to the binder solution, and the mixture is stirred and mixed to obtain an electrode mixture. be able to.

〔電極〕
本実施形態に係る電極は、前記電極合剤を、集電体に塗布・乾燥することにより得られる。本実施形態に係る電極は、集電体と、電極合剤から形成される層とを有する。なお、前記電極合剤として負極合剤を用いた場合には、負極が得られ、電極合剤として正極合剤を用いた場合には、正極が得られる。
〔electrode〕
The electrode according to the present embodiment can be obtained by applying and drying the electrode mixture on a current collector. The electrode according to the present embodiment includes a current collector and a layer formed from an electrode mixture. In addition, when a negative electrode mixture is used as the electrode mixture, a negative electrode is obtained, and when a positive electrode mixture is used as the electrode mixture, a positive electrode is obtained.

なお、本発明において、電極合剤を集電体に塗布・乾燥することにより形成される、電極合剤から形成される層を、合剤層と記す。   In addition, in this invention, the layer formed from an electrode mixture formed by apply | coating and drying an electrode mixture to a collector is described as a mixture layer.

本発明に用いる集電体としては、負極を得るためには、例えば銅が挙げられ、その形状としては例えば金属箔や金属網等が挙げられる。負極を得るためには、集電体としては、銅箔を用いることが好ましい。   The current collector used in the present invention includes, for example, copper in order to obtain a negative electrode, and examples of the shape thereof include a metal foil and a metal net. In order to obtain a negative electrode, it is preferable to use a copper foil as the current collector.

本発明に用いる集電体としては、正極を得るためには、例えばアルミニウムが挙げられ、その形状としては例えば金属箔や金属網等が挙げられる。正極を得るためには、集電体としては、アルミニウム箔を用いることが好ましい。   The current collector used in the present invention includes, for example, aluminum in order to obtain a positive electrode, and examples of the shape thereof include a metal foil and a metal net. In order to obtain a positive electrode, it is preferable to use an aluminum foil as the current collector.

集電体の厚さは、通常は5〜100μmであり、好ましくは5〜20μmである。   The thickness of the current collector is usually 5 to 100 μm, preferably 5 to 20 μm.

合剤層の厚さは、通常は20〜250μmであり、好ましくは20〜150μmである。また、合剤層の目付け量は、通常20〜700g/mであり、好ましくは30〜500g/mである。 The thickness of the mixture layer is usually 20 to 250 μm, preferably 20 to 150 μm. Moreover, the fabric weight of a mixture layer is 20-700 g / m < 2 > normally, Preferably it is 30-500 g / m < 2 >.

本実施形態に係る電極を製造する際には、電極合剤を集電体の少なくとも一面、好ましくは両面に塗布する。塗布する際の方法としては特に限定は無く、バーコーター、ダイコーターまたはコンマコーター等を用いる方法が挙げられる。   When manufacturing the electrode which concerns on this embodiment, an electrode mixture is apply | coated to at least one surface of an electrical power collector, Preferably it is both surfaces. The method for coating is not particularly limited, and examples thereof include a method using a bar coater, a die coater, or a comma coater.

また、塗布した後に行われる乾燥としては、通常50〜150℃の温度で1〜300分行われる。また、乾燥の際の圧力は特に限定はないが、通常は、大気圧下または減圧下で行われる。   Moreover, as drying performed after apply | coating, it is normally performed for 1 to 300 minutes at the temperature of 50-150 degreeC. Moreover, the pressure at the time of drying is not particularly limited, but it is usually carried out under atmospheric pressure or reduced pressure.

さらに、乾燥を行ったのちに、熱処理が行われてもよい。熱処理を行う場合には、通常100〜250℃の温度で1〜300分行われる。なお、熱処理の温度は前記乾燥と重複するが、これらの工程は、別個の工程であってもよく、連続的に行われる工程であってもよい。   Further, heat treatment may be performed after drying. When performing heat processing, it is normally performed for 1 to 300 minutes at the temperature of 100-250 degreeC. In addition, although the temperature of heat processing overlaps with the said drying, these processes may be a separate process and the process performed continuously.

また、さらにプレス処理を行ってもよい。プレス処理を行う場合には、通常1〜200MPa−Gで行われる。プレス処理を行うと電極密度を向上できるため好ましい。   Further, press processing may be performed. When performing a press process, it is normally performed at 1-200 MPa-G. It is preferable to perform the press treatment because the electrode density can be improved.

電極の層構成としては、電極合剤を集電体の一面に塗布した場合には、合剤層/集電体の二層構成であり、電極合剤を集電体の両面に塗布した場合には、合剤層/集電体/合剤層の三層構成である。   When the electrode mixture is applied to one surface of the current collector, the electrode layer structure is a two-layer structure of the mixture layer / current collector, and the electrode mixture is applied to both surfaces of the current collector. Has a three-layer structure of a mixture layer / current collector / mixture layer.

本実施形態に係る電極は、前記電極合剤を用いることにより、集電体と合剤層とが高い接着性(剥離強度)を示すため、プレス、スリット、捲回などの工程で電極に亀裂や剥離が生じにくく、生産性の向上に繋がるために好ましい。   In the electrode according to the present embodiment, since the current collector and the mixture layer exhibit high adhesiveness (peeling strength) by using the electrode mixture, the electrode cracks in processes such as pressing, slitting, and winding. And peeling are less likely to occur, leading to improved productivity.

[非水電解質二次電池]
本実施形態に係る非水電解質二次電池は、前記電極を有することを特徴とする。
[Nonaqueous electrolyte secondary battery]
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to this embodiment includes the electrode.

本実施形態に係る非水電解質二次電池としては、前記電極を有していること以外は特に限定は無い。非水電解質二次電池としては、前記電極、好ましくは正極を有し、電極以外の部材、例えば、セパレータ等は従来公知のものを用いることができる。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present embodiment is not particularly limited except that the electrode is provided. As the nonaqueous electrolyte secondary battery, the electrode, preferably the positive electrode, is used, and conventionally known members can be used for members other than the electrode, such as a separator.

[まとめ]
本発明に係るバインダー組成物は、電極活物質を集電体に結着させるために用いられるバインダー組成物であって、上記バインダー組成物は、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位と、下記式(1)
[Summary]
The binder composition according to the present invention is a binder composition used for binding an electrode active material to a current collector, the binder composition comprising a first structural unit derived from vinylidene fluoride, Following formula (1)

Figure 2019160651
Figure 2019160651

[式(1)において、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、塩素原子または炭素数1〜5のアルキル基であり、Xは、{(CHO}からなる構造であって、かつ、分子量600以下の原子団であり、ここで、nは2〜6であり、mは2〜6である。]
で表される化合物に由来する第2の構成単位とを含むフッ化ビニリデン重合体を含有する。
[In the formula (1), R 1, R 2, R 3 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a {(CH 2) n O} m And an atomic group having a molecular weight of 600 or less, where n is 2 to 6 and m is 2 to 6. ]
The vinylidene fluoride polymer containing the 2nd structural unit derived from the compound represented by these is contained.

また、本発明に係るバインダー組成物は、上記フッ化ビニリデン重合体が、上記第2の構成単位を0.01〜10モル%(ただし、上記第1の構成単位と、上記第2の構成単位との合計を100モル%とする)の範囲で含むことが好ましい。   In the binder composition according to the present invention, the vinylidene fluoride polymer contains 0.01 to 10 mol% of the second structural unit (provided that the first structural unit and the second structural unit are included). In the range of 100 mol%).

また、本発明に係るバインダー組成物は、上記フッ化ビニリデン重合体のインヘレント粘度が、0.1〜5.0dL/gであることが好ましい。   In the binder composition according to the present invention, the inherent viscosity of the vinylidene fluoride polymer is preferably 0.1 to 5.0 dL / g.

また、本発明に係るバインダー組成物は、非水溶媒をさらに含むことが好ましい。   Moreover, it is preferable that the binder composition concerning this invention further contains a non-aqueous solvent.

本発明に係る電極合剤原料は、上述のバインダー組成物と、炭素材料からなる導電助剤とを含み、上記導電助剤の酸素含有量が5質量%未満であり、上記導電助剤を0.5〜50.0質量%(ただし、上記導電助剤と、上記非水溶媒と、上記フッ化ビニリデン重合体との合計を100質量%とする)の範囲で含む電極合剤原料である。   The electrode mixture raw material according to the present invention includes the binder composition described above and a conductive auxiliary composed of a carbon material, and the oxygen content of the conductive auxiliary is less than 5% by mass. 0.5 to 50.0% by mass (provided that the total of the conductive assistant, the non-aqueous solvent, and the vinylidene fluoride polymer is 100% by mass).

本発明に係る電極合剤は、上述の電極合剤原料と電極活物質とを含む電極合剤である。   The electrode mixture which concerns on this invention is an electrode mixture containing the above-mentioned electrode mixture raw material and an electrode active material.

本発明に係る電極は、上述の電極合剤から形成された合剤層を集電体上に備える電極である。   The electrode which concerns on this invention is an electrode provided with the mixture layer formed from the above-mentioned electrode mixture on a collector.

本発明に係る非水電解質二次電池は、上述の電極を備える非水電解質二次電池である。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the above-described electrode.

本発明に係る電極合剤の製造方法は、上述のバインダー組成物と、導電助剤と、非水溶媒とを含む電極合剤原料を調製する工程、及び、上記電極合剤原料に極性基含有フッ化ビニリデン重合体を添加して電極合剤を調製する工程を含む。   The method for producing an electrode mixture according to the present invention includes a step of preparing an electrode mixture material containing the binder composition, a conductive additive, and a nonaqueous solvent, and a polar group in the electrode mixture material. And a step of preparing an electrode mixture by adding a vinylidene fluoride polymer.

以下に実施例を示し、本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。もちろん、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、細部については様々な態様が可能であることはいうまでもない。さらに、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、それぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   Examples will be shown below, and the embodiments of the present invention will be described in more detail. Of course, the present invention is not limited to the following examples, and it goes without saying that various aspects are possible in detail. Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and the present invention is also applied to the embodiments obtained by appropriately combining the disclosed technical means. It is included in the technical scope of the invention.

後述のように、本発明に係る種々のバインダー組成物を用いて電極合剤を製造し、それを用いて、剥離強度およびスラリー粘度についての評価試験を行った。   As will be described later, an electrode mixture was produced using various binder compositions according to the present invention, and an evaluation test for peel strength and slurry viscosity was performed using the mixture.

なお、本明細書における「インヘレント粘度」は、以下の方法により測定される値である。   In addition, “inherent viscosity” in the present specification is a value measured by the following method.

(インヘレント粘度ηi)
インヘレント粘度ηiを算出するために、フッ化ビニリデン重合体80mgを20mLのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解することによってフッ化ビニリデン重合体溶液を作製する。当該溶液の粘度ηを、30℃の恒温槽内においてウベローデ粘度計を用いて測定する。インヘレント粘度ηiは、当該粘度ηを用いて下記式によって求められる。
ηi=(1/C)・ln(η/η0)
上記式において、η0は溶媒であるN,N−ジメチルホルムアミドの粘度、Cは0.4g/dLである。
(Inherent viscosity ηi)
In order to calculate the inherent viscosity ηi, a vinylidene fluoride polymer solution is prepared by dissolving 80 mg of vinylidene fluoride polymer in 20 mL of N, N-dimethylformamide. The viscosity η of the solution is measured using a Ubbelohde viscometer in a constant temperature bath at 30 ° C. The inherent viscosity ηi is obtained by the following formula using the viscosity η.
ηi = (1 / C) · ln (η / η0)
In the above formula, η0 is the viscosity of N, N-dimethylformamide as a solvent, and C is 0.4 g / dL.

[実施例1]
ポリエチレン製の袋(ラミジップ(登録商標)、株式会社日本生産社製)に、モノマーAとして、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)60gを入れ、袋内を窒素置換した。その後、袋の入り口をヒートシールし、密封した。
[Example 1]
As a monomer A, 60 g of polyvinylidene fluoride (PVDF) was placed in a polyethylene bag (Lami Zip (registered trademark), manufactured by Nippon Production Co., Ltd.), and the inside of the bag was purged with nitrogen. Thereafter, the bag entrance was heat sealed and sealed.

次に、前記PVDFが密封された袋に、PVDFの吸収線量が30kGyとなるように電子線を照射し、電子線照射PVDFを作製した。   Next, the bag sealed with the PVDF was irradiated with an electron beam so that the absorbed dose of PVDF was 30 kGy, thereby producing an electron beam irradiated PVDF.

その後、300mlのサンプル瓶に、モノマーBとして、式(2)で表されるポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)2.9g、イオン交換水36.3g、イソプロピルアルコール13gを仕込み、そこへ電子線照射PVDF(1)30gを投入し、25℃で3時間撹拌混合した。   Thereafter, 2.9 g of polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2) represented by the formula (2), 36.3 g of ion-exchanged water, and 13 g of isopropyl alcohol are added as monomer B to a 300 ml sample bottle. 30 g of electron beam irradiated PVDF (1) was added thereto and mixed with stirring at 25 ° C. for 3 hours.

撹拌混合した反応物を取り出し、吸引ろ過瓶に取り付けたヌッチェに移した。イオン交換水を用いて、ヌッチェ内で反応物の洗浄およびろ過を行い、未反応のEGMA、および、EGMA単独重合体を除去した。その後、エタノールを用いて、ヌッチェ内で反応物の洗浄およびろ過を行った。その後、75℃で5時間乾燥を行い、フッ化ビニリデン(VDF)とポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA)との重合体(VDF/EGMA重合体)を得た。   The stirred reaction mixture was taken out and transferred to Nutsche attached to a suction filter bottle. The reaction product was washed and filtered in Nutsche using ion-exchanged water to remove unreacted EGMA and EGMA homopolymer. Thereafter, the reaction product was washed and filtered in Nutsche using ethanol. Then, it dried at 75 degreeC for 5 hours, and obtained the polymer (VDF / EGMA polymer) of vinylidene fluoride (VDF) and polyethyleneglycol monoacrylate (EGMA).

得られたVDF/EGMA重合体について、下記条件のH NMR測定により得られるH NMRスペクトルから、重合体中のEGMA導入量を測定した。 The resulting VDF / EGMA polymer, from the 1 H NMR spectrum obtained by 1 H NMR measurement of the following conditions to measure the EGMA introduction amount of the polymer.

装置:Bruker社製 AVANCE AC 400FT NMRスペクトルメーター
測定条件
周波数:400MHz
測定溶媒:DMSO−d
測定温度:25℃
重合体のフッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量、およびEGMAに由来する第2の構成単位の量を、H NMRスペクトルで、主としてEGMAに由来する4.00〜4.20ppmに観察されるシグナルと、主としてフッ化ビニリデンに由来する2.24ppmおよび2.87ppmに観察されるシグナルの積分強度に基づき算出した。
Apparatus: Bruker AVANCE AC 400FT NMR spectrum meter Measurement conditions Frequency: 400 MHz
Measuring solvent: DMSO-d 6
Measurement temperature: 25 ° C
The amount of the first structural unit derived from the vinylidene fluoride of the polymer and the amount of the second structural unit derived from the EGMA were adjusted to 4.00 to 4.20 ppm mainly derived from EGMA in the 1 H NMR spectrum. Calculation was based on the observed signal and the integrated intensity of the signal observed mainly at 2.24 ppm and 2.87 ppm derived from vinylidene fluoride.

得られたVDF/EGMA重合体において、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、99.68モル%であり、EGMAに由来する第2の構成単位の量(EGMA量)は0.32モル%であった。また、得られたVDF/EGMA重合体について、インヘレント粘度を測定したところ、インヘレント粘度は1.5dL/gであった。   In the obtained VDF / EGMA polymer, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (VDF amount) was 99.68 mol%, and the amount of the second structural unit derived from EGMA (EGMA Amount) was 0.32 mol%. Moreover, when the inherent viscosity was measured about the obtained VDF / EGMA polymer, the inherent viscosity was 1.5 dL / g.

上記で得られたVDF/EGMA重合体1g、および、N−メチル−2ピロリドン(NMP)9gを混合し、VDF/EGMA重合体10質量%溶液を作製した。   1 g of the VDF / EGMA polymer obtained above and 9 g of N-methyl-2pyrrolidone (NMP) were mixed to prepare a 10% by mass solution of the VDF / EGMA polymer.

電極活物質としてリチウム−ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物(NCM523;Li1.00Ni0.50Mn0.20Co0.20、平均粒径11μm)10.0gと、導電助剤としてカーボンブラック(SP;Timcal Japan社製 Super−P(登録商標)、平均粒径40nm、比表面積60m/g、酸素含有量0.3質量%)0.1gを混合し、そこへNMP1.1gと、VDF/EGMA重合体10質量%溶液2.0gを加え、混合することでスラリー状の正極合剤を調製した。 Lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide (NCM523; Li 1.00 Ni 0.50 Mn 0.20 Co 0.20 O 2 , average particle size 11 μm) as an electrode active material and 10.0 g as a conductive additive Carbon black (SP; Super-P (registered trademark) manufactured by Timcal Japan, average particle size 40 nm, specific surface area 60 m 2 / g, oxygen content 0.3 mass%) 0.1 g was mixed, and NMP 1.1 g was mixed there. Then, 2.0 g of a 10% by mass solution of VDF / EGMA polymer was added and mixed to prepare a slurry-like positive electrode mixture.

得られた正極合剤を、厚み15μmのAl箔上にバーコーターで塗布し、110℃で30分乾燥し、片面目付け量が200g/mの片面塗工電極(正極)を作製した。 The obtained positive electrode mixture was coated on a 15 μm thick Al foil with a bar coater and dried at 110 ° C. for 30 minutes to produce a single-side coated electrode (positive electrode) having a single-sided weight of 200 g / m 2 .

前記片面目付け量が200g/mの片面塗工電極(正極)を、長さ100mm、幅20mmに切り出し、JIS K6854−1に準じて引張試験機(ORIENTEC社製「STA−1150 UNIVERSAL TESTING MACHINE」)を使用し、ヘッド速度10mm/分で90度剥離試験を行い、剥離強度(正極)を測定したところ、8.2gf/mmであった。 A single-side coated electrode (positive electrode) having a weight per side of 200 g / m 2 is cut into a length of 100 mm and a width of 20 mm, and a tensile tester (“STA-1150 UNIVERSAL TESTING MACHINE” manufactured by ORIENTEC Co., Ltd.) according to JIS K6854-1. ), A 90 ° peel test was conducted at a head speed of 10 mm / min, and the peel strength (positive electrode) was measured, and found to be 8.2 gf / mm.

また、正極合剤のスラリー粘度は、E型粘度計を用いて、25℃、せん断速度2s−1で測定を行った。なお、スラリー粘度は、スラリーを測定装置に仕込んでから60秒待機し、その後ローターを回転させることで測定を行った。また、ローターの回転開始から100秒の間における粘度の最大値をスラリー粘度とした。このように測定した正極合剤のスラリー粘度は4750mPa・sであった。 The slurry viscosity of the positive electrode mixture was measured at 25 ° C. and a shear rate of 2 s −1 using an E-type viscometer. The slurry viscosity was measured by waiting 60 seconds after the slurry was charged into the measuring apparatus and then rotating the rotor. Moreover, the maximum value of the viscosity within 100 seconds from the start of rotation of the rotor was defined as the slurry viscosity. The slurry viscosity of the positive electrode mixture thus measured was 4750 mPa · s.

[実施例2]
式(2)で表されるポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)の添加量を0.57gとした以外は、実施例1と同様にして、VDF/EGMA重合体を得た。
[Example 2]
A VDF / EGMA polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2) represented by the formula (2) was changed to 0.57 g. It was.

得られたVDF/EGMA重合体について、実施例1と同様にして、重合体中のEGMA導入量を測定したところ、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、99.87モル%であり、EGMAに由来する第2の構成単位の量(EGMA量)は0.13モル%であった。また得られたVDF/EGMA重合体について、インヘレント粘度を測定したところ、インヘレント粘度は1.5dL/gであった。   About the obtained VDF / EGMA polymer, when the amount of EGMA introduced into the polymer was measured in the same manner as in Example 1, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (VDF amount) was 99. The amount of the second structural unit derived from EGMA (EGMA amount) was 0.13 mol%. Moreover, when the inherent viscosity was measured about the obtained VDF / EGMA polymer, the inherent viscosity was 1.5 dL / g.

得られたVDF/EGMA重合体を用いて、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、7.4gf/mmであった。また、スラリー粘度は、4625mPa・sであった。   Using the obtained VDF / EGMA polymer, a binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1, and the peel strength (positive electrode) was measured. It was 4 gf / mm. The slurry viscosity was 4625 mPa · s.

[実施例3]
モノマーBとして、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)の代わりに、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=4)を使用し、その添加量を0.52gとした以外は、実施例1と同様にして、VDF/EGMA重合体を得た。
[Example 3]
As monomer B, polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 4) was used instead of polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2), and the addition amount was 0.52 g. A VDF / EGMA polymer was obtained in the same manner as in Example 1 except that.

得られたVDF/EGMA重合体について、実施例1と同様にして、重合体中のEGMA導入量を測定したところ、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、99.54モル%であり、EGMAに由来する第2の構成単位の量(EGMA量)は0.46モル%であった。また得られたVDF/EGMA重合体について、インヘレント粘度を測定したところ、インヘレント粘度は1.5dL/gであった。   About the obtained VDF / EGMA polymer, when the amount of EGMA introduced into the polymer was measured in the same manner as in Example 1, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (VDF amount) was 99. The amount of the second structural unit derived from EGMA (EGMA amount) was 0.46 mol%. Moreover, when the inherent viscosity was measured about the obtained VDF / EGMA polymer, the inherent viscosity was 1.5 dL / g.

得られたVDF/EGMA重合体を用いて、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、6.7gf/mmであった。また、スラリー粘度は、4270mPa・sであった。   Using the obtained VDF / EGMA polymer, a binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1, and the peel strength (positive electrode) was measured. 0.7 gf / mm. The slurry viscosity was 4270 mPa · s.

[実施例4]
導電助剤としてカーボンナノチューブ(CNT;酸素含有量2.0質量%)を使用した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、0.8gf/mmであった。また、スラリー粘度は、17600mPa・sであった。
[Example 4]
A binder composition, a positive electrode mixture, and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1 except that carbon nanotubes (CNT; oxygen content 2.0 mass%) were used as the conductive assistant. The peel strength (positive electrode) was measured and found to be 0.8 gf / mm. The slurry viscosity was 17600 mPa · s.

[実施例5]
内容量2リットルのオートクレーブに、イオン交換水1096g、メトローズ(登録商標)90SH−100(信越化学工業(株)製)0.2g、50質量%ジイソプロピルペルオキシジカーボネート−フロン225cb溶液2.2g、フッ化ビニリデン(モノマーA)426g、およびアクリロイロキシプロピルコハク酸(APS、モノマーB)の初期添加量0.2gの各量を仕込み、26℃まで1時間で昇温した。その後、26℃を維持し、6質量%アクリロイロキシプロピルコハク酸水溶液を0.5g/minの速度で徐々に添加した。得られた重合体スラリーを脱水、乾燥して極性基を含むフッ化ビニリデン共重合体(VDF/APS共重合体、ポリマーA)を得た。アクリロイロキシプロピルコハク酸は、初期に添加した量を含め、全量4.0gを添加した。
[Example 5]
In an autoclave having an internal volume of 2 liters, 1096 g of ion-exchanged water, 0.2 g of Metroles (registered trademark) 90SH-100 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 2.2 g of a 50 mass% diisopropyl peroxydicarbonate-fluorocarbon 225 cb solution, Each amount of 426 g of vinylidene chloride (monomer A) and an initial addition amount of 0.2 g of acryloyloxypropyl succinic acid (APS, monomer B) was charged, and the temperature was raised to 26 ° C. over 1 hour. Thereafter, the temperature was maintained at 26 ° C., and a 6 mass% acryloyloxypropyl succinic acid aqueous solution was gradually added at a rate of 0.5 g / min. The resulting polymer slurry was dehydrated and dried to obtain a vinylidene fluoride copolymer containing a polar group (VDF / APS copolymer, polymer A). A total of 4.0 g of acryloyloxypropyl succinic acid was added, including the amount added initially.

このVDF/APS共重合体(ポリマーA)と実施例1で得られたVDF/EGMA重合体(ポリマーB)とを用い、VDF/APS共重合体:VDF/EGMA重合体=9:1となるようブレンドし、ブレンドポリマーを得た。このブレンドポリマーのインヘレント粘度は、1.5dL/gであった。   Using this VDF / APS copolymer (polymer A) and the VDF / EGMA polymer (polymer B) obtained in Example 1, VDF / APS copolymer: VDF / EGMA polymer = 9: 1. To obtain a blend polymer. The inherent viscosity of this blend polymer was 1.5 dL / g.

上記で得られたブレンドポリマー0.6g、および、N−メチル−2ピロリドン(NMP)9.4gを混合し、ブレンドバインダー6質量%溶液を作製した。このブレンドバインダー6質量%溶液を用いた以外は、実施例1と同様の方法で正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、1.1gf/mmであった。また、スラリー粘度は、140013mPa・sであった。   0.6 g of the blend polymer obtained above and 9.4 g of N-methyl-2pyrrolidone (NMP) were mixed to prepare a 6% by mass solution of a blend binder. A positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were produced in the same manner as in Example 1 except that this blend binder 6 mass% solution was used, and the peel strength (positive electrode) was measured to find 1.1 gf / mm. The slurry viscosity was 140013 mPa · s.

[実施例6]
内容量2リットルのオートクレーブに、イオン交換水1280g、メトローズ(登録商標)90SH−100(信越化学工業(株)製)0.4g、50質量%ジイソプロピルペルオキシジカーボネート−フロン225cb溶液1.7gおよびフッ化ビニリデン(モノマーA)400gの各量を仕込み、45℃まで1時間で昇温した。その後、45℃を維持し、0.02質量%ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2、モノマーB)を0.5g/minの速度で徐々に添加した。得られた重合体スラリーを脱水、乾燥して極性基を含むフッ化ビニリデン重合体(VDF/EGMA重合体、ポリマーB)を得た。ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)は、初期に添加した量を含め、全量4.0gを添加した。
[Example 6]
In an autoclave with an internal volume of 2 liters, 1280 g of ion-exchanged water, 0.4 g of Metroles (registered trademark) 90SH-100 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 1.7 g of a 50 mass% diisopropyl peroxydicarbonate-fluorocarbon 225 cb solution and Each amount of vinylidene chloride (monomer A) 400 g was charged and heated to 45 ° C. over 1 hour. Thereafter, the temperature was maintained at 45 ° C., and 0.02 mass% polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2, monomer B) was gradually added at a rate of 0.5 g / min. The obtained polymer slurry was dehydrated and dried to obtain a vinylidene fluoride polymer (VDF / EGMA polymer, polymer B) containing a polar group. Polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2) was added in a total amount of 4.0 g including the amount added initially.

得られたVDF/EGMA重合体について、実施例1と同様にして、重合体中のEGMA導入量を測定したところ、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、99.76モル%であり、EGMAに由来する第2の構成単位の量(EGMA量)は0.24モル%であった。   About the obtained VDF / EGMA polymer, when the amount of EGMA introduced into the polymer was measured in the same manner as in Example 1, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (VDF amount) was 99. The amount of the second structural unit derived from EGMA (EGMA amount) was 0.24 mol%.

このVDF/EGMA重合体(ポリマーB)と実施例5で得られたVDF/APS共重合体(ポリマーA)とを用い、VDF/APS共重合体:VDF/EGMA重合体=9:1となるようブレンドし、ブレンドポリマーを得た。このブレンドポリマーのインヘレント粘度は、1.5dL/gであった。   Using this VDF / EGMA polymer (Polymer B) and the VDF / APS copolymer (Polymer A) obtained in Example 5, VDF / APS copolymer: VDF / EGMA polymer = 9: 1. To obtain a blend polymer. The inherent viscosity of this blend polymer was 1.5 dL / g.

上記で得られたブレンドポリマーを用いた以外は実施例5と同様にして、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、1.0gf/mmであった。また、スラリー粘度は、152525mPa・sであった。   A positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 5 except that the blend polymer obtained above was used, and the peel strength (positive electrode) was measured, and 1.0 gf / mm was measured. Met. The slurry viscosity was 152525 mPa · s.

[実施例7]
実施例6で用いたVDF/EGMA重合体1g、および、N−メチル−2ピロリドン(NMP)9gを混合し、VDF/EGMA重合体10質量%溶液を作製した。
[Example 7]
1 g of VDF / EGMA polymer used in Example 6 and 9 g of N-methyl-2pyrrolidone (NMP) were mixed to prepare a 10% by mass solution of VDF / EGMA polymer.

上記VDF/EGMA重合体溶液1gと、導電助剤として実施例4で用いたカーボンナノチューブ(CNT;酸素含有量2.0質量%)0.1gと、NMP2gとを混合し、電極合剤原料を得た。   1 g of the above VDF / EGMA polymer solution, 0.1 g of carbon nanotubes (CNT; oxygen content 2.0 mass%) used in Example 4 as a conductive auxiliary agent, and 2 g of NMP were mixed, and an electrode mixture raw material was used. Obtained.

上記電極合剤原料を用いて、実施例1の正極合剤と同様にして、電極合剤原料のスラリー粘度を測定したところ、11519mPa・sであった。   Using the electrode mixture raw material, the slurry viscosity of the electrode mixture raw material was measured in the same manner as in the positive electrode mixture of Example 1, and was 11519 mPa · s.

[比較例1]
VDF/EGMA重合体の代わりに、実施例1で使用したポリフッ化ビニリデン(PVDF、インヘレント粘度1.7dL/g)をそのまま使用した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製した。得られた正極合剤について、剥離強度(正極)を測定したところ、3.4gf/mmであった。また、スラリー粘度は、4750mPa・sであった。
[Comparative Example 1]
Instead of the VDF / EGMA polymer, the binder composition and the positive electrode composite were prepared in the same manner as in Example 1, except that the polyvinylidene fluoride (PVDF, inherent viscosity 1.7 dL / g) used in Example 1 was used as it was. An agent and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared. The peel strength (positive electrode) of the obtained positive electrode mixture was measured and found to be 3.4 gf / mm. The slurry viscosity was 4750 mPa · s.

[比較例2]
モノマーBとして、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)の代わりに、アクリル酸4−ヒドロキシブチル(HBA)を使用し、その添加量を2.86gとした以外は、実施例1と同様にして、VDF/HBA重合体を得た。
[Comparative Example 2]
Example except that 4-hydroxybutyl acrylate (HBA) was used as the monomer B instead of polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2) and the addition amount was 2.86 g. In the same manner as in Example 1, a VDF / HBA polymer was obtained.

得られたVDF/HBA重合体について、実施例1と同様の条件のH NMR測定により、重合体中のHBA導入量を測定した。 About the obtained VDF / HBA polymer, the amount of HBA introduced into the polymer was measured by 1 H NMR measurement under the same conditions as in Example 1.

重合体のフッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量、およびHBAに由来する第2の構成単位の量を、H NMRスペクトルで、主としてHBAに由来する4.00ppmに観察されるシグナルと、主としてフッ化ビニリデンに由来する2.24ppmおよび2.87ppmに観察されるシグナルの積分強度に基づき算出した。 The amount of the first structural unit derived from the vinylidene fluoride of the polymer and the amount of the second structural unit derived from HBA are signals observed at 4.00 ppm mainly derived from HBA in the 1 H NMR spectrum. And based on the integrated intensity of signals observed mainly at 2.24 ppm and 2.87 ppm derived from vinylidene fluoride.

得られたVDF/HBA重合体において、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、99.46モル%であり、HBAに由来する第2の構成単位の量(HBA量)は0.54モル%であった。また、得られたVDF/HBA重合体について、インヘレント粘度を測定したところ、インヘレント粘度は1.5dL/gであった。   In the obtained VDF / HBA polymer, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (VDF amount) was 99.46 mol%, and the amount of the second structural unit derived from HBA (HBA Amount) was 0.54 mol%. Moreover, when the inherent viscosity was measured about the obtained VDF / HBA polymer, the inherent viscosity was 1.5 dL / g.

得られたVDF/HBA重合体を用いて、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、6.2gf/mmであった。また、スラリー粘度は、4000mPa・sであった。   Using the obtained VDF / HBA polymer, a binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1, and the peel strength (positive electrode) was measured. It was 2 gf / mm. The slurry viscosity was 4000 mPa · s.

[比較例3]
モノマーBとして、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)の代わりに、アクリル酸(AA)を使用し、その添加量を0.57gとした以外は、実施例1と同様にして、VDF/AA重合体を得た。
[Comparative Example 3]
As monomer B, acrylic acid (AA) was used instead of polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2), and the addition amount was 0.57 g. Thus, a VDF / AA polymer was obtained.

得られたVDF/AA重合体について、AAに由来する第2の構成単位の量(AA量)を、0.03モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いた中和滴定により求めた。より具体的には、重合体0.3gをアセトン9.7gに約80℃で溶解した後、3gの純水を加えることで被滴定溶液を調製した。指示薬として、フェノールフタレインを用い、室温下、0.03モル/Lの水酸化ナトリウム水溶液を用いて中和滴定を行った。   About the obtained VDF / AA polymer, the quantity (AA quantity) of the 2nd structural unit derived from AA was calculated | required by neutralization titration using 0.03 mol / L sodium hydroxide aqueous solution. More specifically, a solution to be titrated was prepared by dissolving 0.3 g of a polymer in 9.7 g of acetone at about 80 ° C. and then adding 3 g of pure water. As an indicator, phenolphthalein was used, and neutralization titration was performed using a 0.03 mol / L aqueous sodium hydroxide solution at room temperature.

さらに、中和滴定により求められたAA量と中和滴定に用いたポリマーの総量との関係からフッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量を算出した。   Furthermore, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride was calculated from the relationship between the amount of AA determined by neutralization titration and the total amount of polymer used for neutralization titration.

得られたVDF/AA重合体において、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、99.70モル%であり、AAに由来する第2の構成単位の量(AA量)は0.30モル%であった。また、得られたVDF/AA重合体について、インヘレント粘度を測定したところ、インヘレント粘度は1.5dL/gであった。   In the obtained VDF / AA polymer, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (the amount of VDF) was 99.70 mol%, and the amount of the second structural unit derived from AA (AA Amount) was 0.30 mol%. Moreover, when the inherent viscosity was measured about the obtained VDF / AA polymer, the inherent viscosity was 1.5 dL / g.

得られたVDF/AA重合体を用いて、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、6.8gf/mmであった。また、スラリー粘度は、8125mPa・sであった。   Using the obtained VDF / AA polymer, a binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1, and the peel strength (positive electrode) was measured. 0.8 gf / mm. The slurry viscosity was 8125 mPa · s.

[比較例4]
VDF/EGMA重合体の代わりに、比較例3で得られたVDF/AA重合体を使用した以外は、実施例4と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、0.6gf/mmであった。また、スラリー粘度は、26800mPa・sであった。
[Comparative Example 4]
A binder composition, a positive electrode mixture, and a single-side coated electrode (positive electrode) were used in the same manner as in Example 4 except that the VDF / AA polymer obtained in Comparative Example 3 was used instead of the VDF / EGMA polymer. The peel strength (positive electrode) was measured and found to be 0.6 gf / mm. The slurry viscosity was 26800 mPa · s.

[比較例5]
モノマーBとして、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)の代わりに、コハク酸モノ(アクリロキシプロピル)(APS)を使用し、その添加量を0.57gとした以外は、実施例1と同様にして、VDF/APS重合体を得た。
[Comparative Example 5]
As monomer B, instead of polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2), mono (acryloxypropyl) succinate (APS) was used, and the addition amount was 0.57 g. In the same manner as in Example 1, a VDF / APS polymer was obtained.

得られたVDF/APS重合体について、実施例1と同様の条件のH NMR測定により、重合体中のAPS導入量を測定した。 About the obtained VDF / APS polymer, the amount of APS introduced into the polymer was measured by 1 H NMR measurement under the same conditions as in Example 1.

重合体のフッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量、およびAPSに由来する第2の構成単位の量を、H NMRスペクトルで、主としてAPSに由来する4.18ppmに観察されるシグナルと、主としてフッ化ビニリデンに由来する2.24ppmおよび2.87ppmに観察されるシグナルの積分強度に基づき算出した。 The amount of the first structural unit derived from the vinylidene fluoride of the polymer and the amount of the second structural unit derived from APS are signals observed at 4.18 ppm mainly derived from APS in the 1 H NMR spectrum. And based on the integrated intensity of signals observed mainly at 2.24 ppm and 2.87 ppm derived from vinylidene fluoride.

得られたVDF/APS重合体において、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、99.67モル%であり、APSに由来する第2の構成単位の量(APS量)は0.33モル%であった。また、得られたVDF/APS重合体について、インヘレント粘度を測定したところ、インヘレント粘度は1.5dL/gであった。   In the obtained VDF / APS polymer, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (VDF amount) was 99.67 mol%, and the amount of the second structural unit derived from APS (APS Amount) was 0.33 mol%. Moreover, when the inherent viscosity was measured about the obtained VDF / APS polymer, the inherent viscosity was 1.5 dL / g.

得られたVDF/APS重合体を用いて、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、5.9gf/mmであった。また、スラリー粘度は、6000mPa・sであった。   Using the obtained VDF / APS polymer, a binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1, and the peel strength (positive electrode) was measured. 0.9 gf / mm. The slurry viscosity was 6000 mPa · s.

[比較例6]
VDF/EGMA重合体の代わりに、実施例1で使用したポリフッ化ビニリデン(PVDF)およびEGMA(スラリー添加)の混合物(質量比PVDF/EGMA=1/0.008、インヘレント粘度1.5dL/g)を使用した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製した。得られた正極合剤について、剥離強度(正極)を測定したところ、4.4gf/mmであった。
[Comparative Example 6]
A mixture of polyvinylidene fluoride (PVDF) and EGMA (slurry added) used in Example 1 instead of VDF / EGMA polymer (mass ratio PVDF / EGMA = 1 / 0.008, inherent viscosity 1.5 dL / g) A binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were produced in the same manner as in Example 1 except that was used. The peel strength (positive electrode) of the obtained positive electrode mixture was measured and found to be 4.4 gf / mm.

[比較例7]
モノマーBとして、ポリエチレングリコールモノアクリレート(EGMA、n=2、m=2)の代わりに、アクリル酸2−(2−エトキシエトキシ)エチル(EEEA)を使用し、その添加量を2.9gとした以外は、実施例1と同様にして、VDF/EEEA重合体を得た。
[Comparative Example 7]
As monomer B, 2- (2-ethoxyethoxy) ethyl acrylate (EEEA) was used instead of polyethylene glycol monoacrylate (EGMA, n = 2, m = 2), and the addition amount was 2.9 g. Except for the above, a VDF / EEEA polymer was obtained in the same manner as in Example 1.

得られたVDF/EEEA重合体について、実施例1と同様の条件のH NMR測定により、重合体中のEEEA導入量を測定した。 About the obtained VDF / EEEA polymer, the amount of EEEA introduced into the polymer was measured by 1 H NMR measurement under the same conditions as in Example 1.

重合体のフッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量、およびEEEAに由来する第2の構成単位の量を、H NMRスペクトルで、主としてEEEAに由来する4.11ppmに観察されるシグナルと、主としてフッ化ビニリデンに由来する2.24ppmおよび2.87ppmに観察されるシグナルの積分強度に基づき算出した。 The amount of the first structural unit derived from the vinylidene fluoride of the polymer and the amount of the second structural unit derived from EEEA are signals observed at 4.11 ppm mainly derived from EEEA in the 1 H NMR spectrum. And based on the integrated intensity of signals observed mainly at 2.24 ppm and 2.87 ppm derived from vinylidene fluoride.

得られたVDF/EEEA重合体において、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位の量(VDF量)は、98.30モル%であり、EEEAに由来する第2の構成単位の量(EEEA量)は1.70モル%であった。また、得られたVDF/EEEA重合体について、インヘレント粘度を測定したところ、インヘレント粘度は1.5dL/gであった。   In the obtained VDF / EEEA polymer, the amount of the first structural unit derived from vinylidene fluoride (VDF amount) was 98.30 mol%, and the amount of the second structural unit derived from EEEA (EEEA Amount) was 1.70 mol%. Moreover, when the inherent viscosity was measured about the obtained VDF / EEEA polymer, the inherent viscosity was 1.5 dL / g.

得られたVDF/EEEA重合体を用いて、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、3.9gf/mmであった。   Using the obtained VDF / EEEA polymer, a binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1, and the peel strength (positive electrode) was measured. 0.9 gf / mm.

[比較例8]
VDF/EGMA重合体の代わりに、実施例1で使用したポリフッ化ビニリデン(PVDF)と、ポリエチレングリコール(PEG、平均分子量1500)との混合物(質量比PVDF/PEG=1/0.075、インヘレント粘度1.5dL/g)を使用した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製した。得られた正極合剤について、剥離強度(正極)を測定したところ、3.0gf/mmであった。
[Comparative Example 8]
Instead of VDF / EGMA polymer, a mixture of polyvinylidene fluoride (PVDF) used in Example 1 and polyethylene glycol (PEG, average molecular weight 1500) (mass ratio PVDF / PEG = 1 / 0.075, inherent viscosity) A binder composition, a positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.5 dL / g) was used. The peel strength (positive electrode) of the obtained positive electrode mixture was measured and found to be 3.0 gf / mm.

[比較例9]
内容量2リットルのオートクレーブに、イオン交換水900g、ヒドロキシプロピルメチルセルロース0.4g、ブチルペルオキシピバレート6g、フッ化ビニリデン(モノマーA)396g、およびアクリル酸(モノマーB)の初期添加量0.8gの各量を仕込み、50℃に加熱した。重合中に圧力を一定に保つ条件で、アクリル酸を含む1質量%アクリル酸水溶液を反応容器に連続的に供給した。得られた重合体スラリーを脱水、乾燥して極性基を含むフッ化ビニリデン共重合体(VDF/AA共重合体、ポリマーB)を得た。アクリル酸は、初期に添加した量を含め、全量4.0gを添加した。
[Comparative Example 9]
In an autoclave having an internal volume of 2 liters, 900 g of ion-exchanged water, 0.4 g of hydroxypropylmethylcellulose, 6 g of butyl peroxypivalate, 396 g of vinylidene fluoride (monomer A), and an initial amount of 0.8 g of acrylic acid (monomer B) were added. Each amount was charged and heated to 50 ° C. A 1% by mass aqueous acrylic acid solution containing acrylic acid was continuously supplied to the reaction vessel under the condition that the pressure was kept constant during the polymerization. The obtained polymer slurry was dehydrated and dried to obtain a vinylidene fluoride copolymer containing a polar group (VDF / AA copolymer, polymer B). A total of 4.0 g of acrylic acid was added, including the amount added initially.

このVDF/AA共重合体(ポリマーB)と、実施例5で得られたVDF/APS共重合体(ポリマーA)とを用い、VDF/APS共重合体:VDF/AA共重合体=9:1となるようブレンドし、ブレンドポリマーを得た。このブレンドポリマーのインヘレント粘度は、1.5dL/gであった。   Using this VDF / AA copolymer (Polymer B) and the VDF / APS copolymer (Polymer A) obtained in Example 5, VDF / APS copolymer: VDF / AA copolymer = 9: Blending was performed to obtain a blend polymer. The inherent viscosity of this blend polymer was 1.5 dL / g.

上記で得られたブレンドポリマー0.6g、および、N−メチル−2ピロリドン(NMP)9.4gを混合し、ブレンドバインダー6質量%溶液を作製した。このブレンドバインダー6質量%溶液を用いた以外は、実施例1と同様の方法で正極合剤および片面塗工電極(正極)を作製し、剥離強度(正極)を測定したところ、1.0gf/mmであった。また、スラリー粘度は、177350mPa・sであった。   0.6 g of the blend polymer obtained above and 9.4 g of N-methyl-2pyrrolidone (NMP) were mixed to prepare a 6% by mass solution of a blend binder. A positive electrode mixture and a single-side coated electrode (positive electrode) were prepared in the same manner as in Example 1 except that this blend binder 6 mass% solution was used, and the peel strength (positive electrode) was measured. mm. The slurry viscosity was 177350 mPa · s.

[比較例10]
比較例9で用いたVDF/AA共重合体1g、および、N−メチル−2ピロリドン(NMP)9gを混合し、VDF/AA共重合体10質量%溶液を作製した。
[Comparative Example 10]
1 g of the VDF / AA copolymer used in Comparative Example 9 and 9 g of N-methyl-2pyrrolidone (NMP) were mixed to prepare a 10% by mass solution of the VDF / AA copolymer.

上記VDF/AA共重合体溶液1gと、導電助剤として実施例4で用いたカーボンナノチューブ(CNT;酸素含有量2.0質量%)0.1gと、NMP2gとを混合し、電極合剤原料を得た。   1 g of the above VDF / AA copolymer solution, 0.1 g of carbon nanotubes (CNT; oxygen content 2.0 mass%) used in Example 4 as a conductive assistant, and 2 g of NMP were mixed, and an electrode mixture raw material Got.

上記電極合剤原料を用いて、実施例1の正極合剤と同様にして、電極合剤原料のスラリー粘度を測定したところ、42699mPa・sであった。   When the slurry viscosity of the electrode mixture raw material was measured in the same manner as in the positive electrode mixture of Example 1, using the electrode mixture raw material, it was 42699 mPa · s.

実施例1〜7および比較例1〜10の結果を以下の表1、2、3に示す。   The results of Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 10 are shown in Tables 1, 2, and 3 below.

Figure 2019160651
Figure 2019160651

Figure 2019160651
Figure 2019160651

Figure 2019160651
Figure 2019160651

表1に示すように、実施例1〜3は、高い剥離強度と低いスラリー粘度とを示した。   As shown in Table 1, Examples 1 to 3 showed high peel strength and low slurry viscosity.

これに対し、バインダー組成物中のバインダー樹脂として、PVDFを用いる比較例1は、低いスラリー粘度を示すものの、剥離強度が低いものであった。バインダー樹脂としてVDF/HBA重合体を用いる比較例2についても同様であり、実施例1〜3と比較して、剥離強度に劣るものであった。   In contrast, Comparative Example 1 using PVDF as the binder resin in the binder composition showed a low slurry viscosity but a low peel strength. The same applies to Comparative Example 2 in which a VDF / HBA polymer is used as a binder resin, and the peel strength is inferior to Examples 1-3.

バインダー樹脂としてVDF/AA重合体を用いる比較例3は、良好な剥離強度を示すものの、実施例1〜3と比較して、スラリー粘度が高く、スラリー特性に劣るものであった。   Although the comparative example 3 using a VDF / AA polymer as a binder resin shows a good peel strength, the slurry viscosity is high and the slurry characteristics are inferior to those of Examples 1 to 3.

また、バインダー樹脂として本発明の重合体を用いる実施例4は、VDF/AA重合体を用いる比較例4と比較して、剥離強度が高まり、かつ、スラリー粘度が低下していた。   Further, in Example 4 using the polymer of the present invention as the binder resin, the peel strength was increased and the slurry viscosity was reduced as compared with Comparative Example 4 using the VDF / AA polymer.

さらに、バインダー樹脂として、VDF/APS重合体を用いる比較例5、PVDFとEGMAとの混合物を用いる比較例6、VDF/EEEA重合体を用いる比較例7およびPVDFとPEGとの混合物を用いる比較例8はいずれも、剥離強度およびスラリー特性のいずれかまたは両方において、実施例よりも劣るものであった。   Further, Comparative Example 5 using a VDF / APS polymer as a binder resin, Comparative Example 6 using a mixture of PVDF and EGMA, Comparative Example 7 using a VDF / EEEA polymer, and Comparative Example using a mixture of PVDF and PEG All 8 were inferior to the examples in either or both of peel strength and slurry properties.

また、表2に示すように、VDF/EGMA重合体とVDF/APS共重合体とをブレンドした実施例5〜6は、高い剥離強度と低いスラリー粘度とを示した。   Moreover, as shown in Table 2, Examples 5-6 which blended VDF / EGMA polymer and VDF / APS copolymer showed high peeling strength and low slurry viscosity.

これに対し、VDF/AA共重合体とVDF/APS共重合体とをブレンドした比較例9は、VDF/EGMA重合体を含まないため、スラリー粘度が高いものであった。   On the other hand, Comparative Example 9 in which a VDF / AA copolymer and a VDF / APS copolymer were blended did not contain a VDF / EGMA polymer, and thus had a high slurry viscosity.

また、表3に示すように、導電助剤と有機溶媒とVDF/EGMA重合体とで構成された電極合剤原料である実施例7は、VDF/EGMA重合体の代わりにVDF/AA共重合体を含む比較例10よりも、顕著に低いスラリー粘度を示した。   In addition, as shown in Table 3, Example 7 which is an electrode mixture raw material composed of a conductive additive, an organic solvent, and a VDF / EGMA polymer is different from the VDF / EGMA polymer. The slurry viscosity was significantly lower than that of Comparative Example 10 including coalescence.

本発明は、非水系電解質二次電池において集電体と電極活物質との結着に用いられるバインダー組成物として利用することができる。   The present invention can be used as a binder composition used for binding a current collector and an electrode active material in a non-aqueous electrolyte secondary battery.

Claims (9)

電極活物質を集電体に結着させるために用いられるバインダー組成物であって、
上記バインダー組成物は、フッ化ビニリデンに由来する第1の構成単位と、下記式(1)で表される化合物に由来する第2の構成単位とを含むフッ化ビニリデン重合体を含有するバインダー組成物。
Figure 2019160651
[式(1)において、R、R、Rは、それぞれ独立に水素原子、塩素原子または炭素数1〜5のアルキル基であり、Xは、{(CHO}からなる構造であって、かつ、分子量600以下の原子団であり、ここで、nは2〜6であり、mは2〜6である。]
A binder composition used for binding an electrode active material to a current collector,
The binder composition contains a vinylidene fluoride polymer containing a first structural unit derived from vinylidene fluoride and a second structural unit derived from a compound represented by the following formula (1). object.
Figure 2019160651
[In the formula (1), R 1, R 2, R 3 each independently represent a hydrogen atom, a chlorine atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, X is a {(CH 2) n O} m And an atomic group having a molecular weight of 600 or less, where n is 2 to 6 and m is 2 to 6. ]
上記フッ化ビニリデン重合体が、上記第2の構成単位を0.01〜10モル%(ただし、上記第1の構成単位と、上記第2の構成単位との合計を100モル%とする)の範囲で含む、請求項1に記載のバインダー組成物。   The vinylidene fluoride polymer contains 0.01 to 10 mol% of the second structural unit (provided that the total of the first structural unit and the second structural unit is 100 mol%). The binder composition according to claim 1, comprising a range. 上記フッ化ビニリデン重合体のインヘレント粘度が、0.1〜5.0dL/gである、請求項1または2に記載のバインダー組成物。   The binder composition according to claim 1 or 2, wherein the inherent viscosity of the vinylidene fluoride polymer is 0.1 to 5.0 dL / g. 非水溶媒をさらに含む、請求項1から3のいずれか1項に記載のバインダー組成物。   The binder composition according to any one of claims 1 to 3, further comprising a non-aqueous solvent. 請求項4に記載のバインダー組成物と、炭素材料からなる導電助剤とを含み、
上記導電助剤の酸素含有量が5質量%未満であり、
上記導電助剤を0.5〜50.0質量%(ただし、上記導電助剤と、上記非水溶媒と、上記フッ化ビニリデン重合体との合計を100質量%とする)の範囲で含む、電極合剤原料。
The binder composition according to claim 4 and a conductive auxiliary agent made of a carbon material,
The oxygen content of the conductive assistant is less than 5% by mass,
The conductive auxiliary agent is included in a range of 0.5 to 50.0% by mass (however, the total of the conductive auxiliary agent, the non-aqueous solvent, and the vinylidene fluoride polymer is 100% by mass), Electrode material mixture.
請求項5に記載の電極合剤原料と電極活物質とを含む電極合剤。   An electrode mixture comprising the electrode mixture material according to claim 5 and an electrode active material. 請求項6に記載の電極合剤から形成された合剤層を集電体上に備える電極。   The electrode which equips a collector with the mixture layer formed from the electrode mixture of Claim 6. 請求項7に記載の電極を備える非水電解質二次電池。   A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the electrode according to claim 7. 電極合剤の製造方法であって、
請求項1から3のいずれか1項に記載のバインダー組成物と、導電助剤と、非水溶媒とを含む電極合剤原料を調製する工程、及び
前記電極合剤原料に極性基含有フッ化ビニリデン重合体を添加して電極合剤を調製する工程を含むことを特徴とする電極合剤の製造方法。
A method for producing an electrode mixture,
The process of preparing the electrode mixture raw material containing the binder composition of any one of Claim 1 to 3, a conductive support agent, and a nonaqueous solvent, and polar group containing fluorination in the said electrode mixture raw material The manufacturing method of the electrode mixture characterized by including the process of adding a vinylidene polymer and preparing an electrode mixture.
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