JP2024009777A - Binder for secondary battery electrode and use of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池電極用バインダー及びその利用に関する。 The present invention relates to a binder for secondary battery electrodes and its use.
従来、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の向上を達成すべく、電極合材層の形成に用いられるバインダーの改良が試みられている。例えば、スチレン、エチレン性不飽和カルボン酸エステル及びエチレン性不飽和カルボン酸等から得られる重合体(特許文献1)や、スチレン・ブタジエン系の重合体(特許文献2)が提案されている。 Conventionally, in order to improve the cycle characteristics of lithium ion secondary batteries, attempts have been made to improve the binder used to form the electrode mixture layer. For example, polymers obtained from styrene, ethylenically unsaturated carboxylic acid esters, ethylenically unsaturated carboxylic acids, etc. (Patent Document 1), and styrene-butadiene-based polymers (Patent Document 2) have been proposed.
しかしながら、いずれの場合も電極用スラリーの分散性が十分ではなく、結果として得られるリチウムイオン二次電池のサイクル特性が十分とはならない場合があった。よって、本発明は、電極用スラリーの分散性に優れ、高いサイクル特性を発現するリチウムイオン二次電池電極用バインダー(リチウムイオン二次電極用バインダーともいう)を提供することを目的とする。 However, in either case, the dispersibility of the electrode slurry was not sufficient, and the cycle characteristics of the resulting lithium ion secondary battery were sometimes insufficient. Therefore, an object of the present invention is to provide a binder for lithium ion secondary battery electrodes (also referred to as a binder for lithium ion secondary electrodes) that has excellent dispersibility in electrode slurry and exhibits high cycle characteristics.
本発明者らは、上記目的を達成する為に種々検討を行ない、本発明に想到した。すなわち本発明は、以下の通りである。
[1] 重合体粒子を含むリチウムイオン二次電極用バインダーであって、
該重合体粒子に、赤外スペクトルにおける吸収帯の1550cm-1~1650cm-1の最大吸光度Aに対する、1650cm-1~1750cm-1の最大吸光度Bとの比(B/A)が、0~1.5であるフラグメント重合体を含む、リチウムイオン二次電極用バインダー。
[2] 前記フラグメント重合体の、最大吸光度Aに対する、最大吸光度Bとの比(B/A)が、0~1.0である、[1]に記載のリチウムイオン二次電極用バインダー。
[3] 前記重合体粒子に、前記フラグメント重合体を0.1~60質量%含む、[1]に記載のリチウムイオン二次電極用バインダー。
[4] 前記重合体粒子が、コアシェル構造を有する、[1]又は[2]に記載のリチウムイオン二次電極用バインダー。
[5] 前記重合体粒子の体積平均粒子径が、0.01~5μmである、[1]~[3]のいずれかに記載のリチウムイオン二次電極用バインダー。
In order to achieve the above object, the present inventors conducted various studies and came up with the present invention. That is, the present invention is as follows.
[1] A binder for a lithium ion secondary electrode containing polymer particles,
The ratio (B/A) of the maximum absorbance B of 1650 cm -1 to 1750 cm -1 to the maximum absorbance A of 1550 cm -1 to 1650 cm -1 in the absorption band in the infrared spectrum of the polymer particles is 0 to 1. A binder for a lithium ion secondary electrode, comprising a fragment polymer having a composition of .5.
[2] The binder for a lithium ion secondary electrode according to [1], wherein the fragment polymer has a ratio of maximum absorbance B to maximum absorbance A (B/A) of 0 to 1.0.
[3] The binder for a lithium ion secondary electrode according to [1], wherein the polymer particles contain 0.1 to 60% by mass of the fragment polymer.
[4] The binder for a lithium ion secondary electrode according to [1] or [2], wherein the polymer particles have a core-shell structure.
[5] The binder for a lithium ion secondary electrode according to any one of [1] to [3], wherein the polymer particles have a volume average particle diameter of 0.01 to 5 μm.
本開示によれば、電極用スラリーの分散性が高く、サイクル特性に優れた二次電池電極用バインダーを提供できる。 According to the present disclosure, it is possible to provide a binder for secondary battery electrodes in which the slurry for electrodes has high dispersibility and excellent cycle characteristics.
以下、本発明を詳細に説明する。なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。 The present invention will be explained in detail below. Note that a combination of two or more of the individual preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.
[バインダー]
本開示のバインダーは、重合体粒子を有する。
[binder]
The binder of the present disclosure has polymer particles.
<重合体粒子>
本開示の重合体粒子は、単層構造の粒子を含んでいても多層構造の粒子を含んでいてもよいが、少なくとも多層構造の粒子を含むことが好ましい。多層構造である場合、例えばコア部とその外側に設けられたシェル部で構成されたコアシェル粒子であってもよい。コアシェル構造とすることで、後述する負極活物質を均一に分散し易くする傾向にあり、該重合体粒子を含むバインダーを電極に用いたときのサイクル特性をより向上させる傾向にある。
<Polymer particles>
The polymer particles of the present disclosure may include particles with a single layer structure or particles with a multilayer structure, but preferably include particles with at least a multilayer structure. In the case of a multilayer structure, for example, it may be a core-shell particle composed of a core part and a shell part provided outside the core part. The core-shell structure tends to make it easier to uniformly disperse the negative electrode active material described below, and tends to further improve cycle characteristics when a binder containing the polymer particles is used in an electrode.
本開示の重合体粒子は、架橋性単量体に由来する構造単位を有することが好ましい。なお本明細書において、架橋性単量体に由来する構造単位とは、架橋性単量体が重合して形成される構造と同じ構造を有する構造単位を言い、通常は、架橋性単量体に含まれる炭素炭素二重結合が、炭素炭素単結合とそれぞれの炭素に結合する2つの結合手とに置き換わった構造である。なお、架橋性単量体に由来する構造単位は、実際に架橋性単量体が重合することにより形成された構造単位である必要は無く、架橋性単量体が重合して形成される構造と同じ構造であれば、架橋性単量体が重合する以外の方法で形成された構造単位(例えば重合後の反応により形成された構造単位)であっても、架橋性単量体に由来する構造単位に含まれる。 The polymer particles of the present disclosure preferably have a structural unit derived from a crosslinkable monomer. Note that in this specification, the structural unit derived from a crosslinkable monomer refers to a structural unit having the same structure as the structure formed by polymerization of the crosslinkable monomer, and usually, the structural unit derived from the crosslinkable monomer This is a structure in which the carbon-carbon double bond contained in is replaced by a carbon-carbon single bond and two bonds bonded to each carbon. Note that the structural unit derived from the crosslinkable monomer does not need to be a structural unit actually formed by polymerization of the crosslinkable monomer, but may be a structure formed by polymerization of the crosslinkable monomer. If the structure is the same as that of the crosslinkable monomer, even if it is a structural unit formed by a method other than polymerization (for example, a structural unit formed by a reaction after polymerization), it is derived from the crosslinkable monomer. Included in the structural unit.
架橋性単量体としては、架橋性を有する単量体であればよく、例えば、エチレン性不飽和結合を2又は3以上有する単量体が挙げられる。多官能エチレン性不飽和単量体は、末端にエチレン性不飽和結合を2又は3以上有する単量体であること、すなわちCH2=C<基を2又は3以上有する単量体であることが好ましい。例えば、CH2=CH-基、CH2=CH-O-基、CH2=CH-CH2-O-基、CH2=C(CH3)-CH2-O-基、CH2=CH-CH2-CH2-O-基、CH2=C(CH3)-CH2-CH2-O-基、CH2=CH-CO-O-基、CH2=C(CH3)-CO-O-基、及びCH2=CH-CO-NH-基から選択される1種又は2種以上のエチレン性の炭化炭素二重結合を2又は3以上含む化合物が挙げられる。上記に例示されたCH2=CH-基等は、例えば、2又は3価以上の炭化水素基に結合して架橋性単量体を形成したり、多価アルコール(多価アルキルアルコール、ポリエーテルポリオール等の水酸基を2つ以上有する化合物が包含される)の2又は3以上の水酸基が結合手に置き換わった基に結合して架橋性単量体を形成するのが好ましい。 The crosslinking monomer may be any monomer having crosslinking properties, such as a monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds. The polyfunctional ethylenically unsaturated monomer is a monomer having two or more ethylenically unsaturated bonds at its terminal, that is, a monomer having two or more CH 2 =C< groups. is preferred. For example, CH 2 =CH- group, CH 2 =CH-O- group, CH 2 =CH-CH 2 -O- group, CH 2 =C(CH 3 )-CH 2 -O- group, CH 2 =CH -CH 2 -CH 2 -O- group, CH 2 =C(CH 3 )-CH 2 -CH 2 -O- group, CH 2 =CH-CO-O- group, CH 2 =C(CH 3 )- Examples include compounds containing two or more ethylenic carbon double bonds of one or more selected from CO--O- groups and CH 2 ═CH--CO--NH- groups. The CH 2 =CH- group etc. exemplified above may be bonded to a di- or trivalent or higher hydrocarbon group to form a crosslinkable monomer, or may be bonded to a polyhydric alcohol (polyhydric alkyl alcohol, polyether It is preferable to form a crosslinkable monomer by bonding to a group in which two or three or more hydroxyl groups (including compounds having two or more hydroxyl groups such as polyol) are substituted with a bond.
架橋性単量体(以下、多官能エチレン性単量体という場合もある)としては、分子量が50以上、1000以下であることが好ましく、100以上、400以下であることがより好ましい。 The crosslinkable monomer (hereinafter sometimes referred to as polyfunctional ethylenic monomer) preferably has a molecular weight of 50 or more and 1000 or less, more preferably 100 or more and 400 or less.
架橋性単量体としては、炭化水素架橋性単量体、ジビニルエーテル系単量体、ジアリルエーテル系単量体、多価(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。 Examples of the crosslinkable monomer include hydrocarbon crosslinkable monomers, divinyl ether monomers, diallyl ether monomers, polyvalent (meth)acrylic acid esters, and the like.
炭化水素架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、トリビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレンなどの芳香族炭化水素架橋性単量体;トリビニルシクロヘキサンなどの環状炭化水素架橋性単量体(例えば、脂環式炭化水素架橋性単量体);1,3-ブタジエンなど鎖状炭化水素架橋性単量体;などが挙げられる。 Examples of the hydrocarbon crosslinking monomer include aromatic hydrocarbon crosslinking monomers such as divinylbenzene, trivinylbenzene, divinylnaphthalene, divinyltoluene, and divinylxylene; cyclic hydrocarbon crosslinking monomers such as trivinylcyclohexane; Examples include alicyclic hydrocarbon crosslinking monomers (for example, alicyclic hydrocarbon crosslinking monomers); chain hydrocarbon crosslinking monomers such as 1,3-butadiene;
ジビニルエーテル系単量体としては、例えば、ジエチレングリコールジビニルエーテル、ジプロピレングリコールジビニルエーテル、ジブチレングリコールジビニルエーテル等のジアルキレングリコールジビニルエーテル(好ましくは、ジC1-4アルキレングリコールジビニルエーテル);ポリエチレングリコールジビニルエーテル、ポリプロピレングリコールジビニルエーテル、ポリブチレングリコールジビニルエーテル等のポリアルキレングリコールジビニルエーテル(好ましくは、ポリC1-4アルキレングリコールジビニルエーテル);などが挙げられる。なお、前記ポリアルキレングリコールジビニルエーテルにおけるアルキレングリコール単位の繰り返し数は特に限定されないが、3~10が好ましく、3~5がより好ましい。 Examples of the divinyl ether monomer include dialkylene glycol divinyl ether (preferably diC 1-4 alkylene glycol divinyl ether) such as diethylene glycol divinyl ether, dipropylene glycol divinyl ether, and dibutylene glycol divinyl ether; polyethylene glycol Examples include polyalkylene glycol divinyl ether (preferably polyC 1-4 alkylene glycol divinyl ether) such as divinyl ether, polypropylene glycol divinyl ether, and polybutylene glycol divinyl ether. The number of repeating alkylene glycol units in the polyalkylene glycol divinyl ether is not particularly limited, but is preferably from 3 to 10, more preferably from 3 to 5.
ジアリルエーテル系単量体としては、例えば、ジエチレングリコールジアリルエーテル、ジプロピレングリコールジアリルエーテル、ジブチレングリコールジアリルエーテル等のジアルキレングリコールジアリルエーテル(好ましくは、ジC1-4アルキレングリコールジアリルエーテル);ポリエチレングリコールジアリルエーテル、ポリプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリブチレングリコールジアリルエーテル等のポリアルキレングリコールジアリルエーテル(好ましくは、ポリC1-4アルキレングリコールジアリルエーテル);などが挙げられる。なお、前記ポリアルキレングリコールジアリルエーテルにおけるアルキレングリコール単位の繰り返し数は特に限定されないが、3~10が好ましく、3~5がより好ましい。 Examples of the diallyl ether monomer include dialkylene glycol diallyl ether (preferably diC 1-4 alkylene glycol diallyl ether) such as diethylene glycol diallyl ether, dipropylene glycol diallyl ether, and dibutylene glycol diallyl ether; polyethylene glycol Examples include polyalkylene glycol diallyl ether (preferably polyC 1-4 alkylene glycol diallyl ether) such as diallyl ether, polypropylene glycol diallyl ether, and polybutylene glycol diallyl ether. The number of repeating alkylene glycol units in the polyalkylene glycol diallyl ether is not particularly limited, but is preferably from 3 to 10, more preferably from 3 to 5.
多価(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート等のモノ、ジ、又はポリアルキレングリコールの(メタ)アクリル酸ジエステル;トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート等のポリオールの(メタ)アクリル酸トリエステル;ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート等のポリオールの(メタ)アクリル酸テトラエステル;ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート等のポリオールの(メタ)アクリル酸ペンタエステル;ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート等のポリオールの(メタ)アクリル酸ヘキサエステル;などが挙げられる。 Examples of polyvalent (meth)acrylic esters include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, tetraethylene glycol di(meth)acrylate, and 1,6- (Meth)acrylic acid diesters of mono-, di-, or polyalkylene glycols such as hexanediol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate; trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate (meth)acrylic acid triesters of polyols such as; (meth)acrylic acid tetraesters of polyols such as pentaerythritol tetra(meth)acrylate; (meth)acrylic acid pentaesters of polyols such as dipentaerythritol penta(meth)acrylate ; (meth)acrylic acid hexaester of polyol such as dipentaerythritol hexa(meth)acrylate; and the like.
前記重合体粒子は、架橋性単量体に由来する構造単位を1種単独で含んでもよく、2種以上含んでいてもよい。 The polymer particles may contain one type of structural unit derived from a crosslinkable monomer, or may contain two or more types of structural units.
架橋性単量体として、好ましくは炭化水素架橋性単量体、多価(メタ)アクリル酸エステルである。特に、重合体粒子の溶媒への溶出を抑制し、本願の効果をより高める観点から、芳香族炭化水素架橋性単量体、多価メタクリル酸エステルがより好ましく、ジビニルベンゼン、モノアルキレングリコールのメタクリル酸ジエステルがさらに好ましい。
また、本開示の重合体粒子が多層構造を有する場合、コア部等の内層が多価メタクリル酸エステル由来の構造単位を有することが好ましく、シェル部等の最外殻の層が芳香族炭化水素架橋性単量体由来の構造単位を有することが好ましい。
As the crosslinkable monomer, preferably a hydrocarbon crosslinkable monomer or a polyvalent (meth)acrylic acid ester. In particular, aromatic hydrocarbon crosslinkable monomers and polyvalent methacrylic acid esters are more preferable from the viewpoint of suppressing elution of polymer particles into solvents and further enhancing the effects of the present application, and divinylbenzene and monoalkylene glycol methacrylic acid esters are more preferable. More preferred are acid diesters.
Further, when the polymer particles of the present disclosure have a multilayer structure, it is preferable that the inner layer such as the core portion has a structural unit derived from polyvalent methacrylic acid ester, and the outermost layer such as the shell portion has an aromatic hydrocarbon layer. It is preferable to have a structural unit derived from a crosslinkable monomer.
本開示の重合体粒子に含まれる架橋性単量体に由来する構造単位の割合としては、10質量%以下であることが好ましく、8質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることがさらに好ましく、3質量%以下がよりさらに好ましい。一方、0.01質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.02質量%以上であり、さらに好ましくは0.04質量%以上であり、よりさらに好ましくは0.1質量%以上である。 The proportion of structural units derived from crosslinkable monomers contained in the polymer particles of the present disclosure is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and 6% by mass or less. It is more preferable that the amount is present, and even more preferably 3% by mass or less. On the other hand, it is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, even more preferably 0.04% by mass or more, even more preferably 0.1% by mass or more. .
本開示の重合体粒子は、単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を有することが好ましい。 The polymer particles of the present disclosure preferably have a structural unit derived from a monofunctional ethylenically unsaturated monomer.
単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位とは、上述の通り、単官能エチレン性不飽和単量体が重合して形成される構造と同じ構造を有する構造単位を言い、通常は、単官能エチレン性不飽和単量体に含まれる炭素炭素不飽和二重結合が、炭素炭素単結合とそれぞれの炭素に結合する2つの結合手とに置き換わった構造である。なお、単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位は、実際に単官能エチレン性不飽和単量体が重合することにより形成された構造単位である必要は無く、単官能エチレン性不飽和単量体が重合して形成される構造と同じ構造であれば、単官能エチレン性不飽和単量体が重合する以外の方法で形成された構造単位(例えば重合後の反応により形成された構造単位)であっても、単量体に由来する構造単位に含まれる。例えば、アクリル酸メチル(CH2=CH(-COOCH3))であれば、アクリル酸メチルに由来する構造単位は、-CH2-CH(-COOCH3)-で表すことができる。 As mentioned above, the structural unit derived from a monofunctional ethylenically unsaturated monomer refers to a structural unit having the same structure as the structure formed by polymerization of a monofunctional ethylenically unsaturated monomer, and usually , a structure in which a carbon-carbon unsaturated double bond contained in a monofunctional ethylenically unsaturated monomer is replaced with a carbon-carbon single bond and two bonds bonded to each carbon. Note that the structural unit derived from the monofunctional ethylenically unsaturated monomer does not need to be a structural unit actually formed by polymerization of the monofunctional ethylenically unsaturated monomer; If the structure is the same as that formed by the polymerization of a saturated monomer, it is a structural unit formed by a method other than the polymerization of a monofunctional ethylenically unsaturated monomer (for example, a structural unit formed by a reaction after polymerization). Structural units) are included in the structural units derived from monomers. For example, in the case of methyl acrylate (CH 2 =CH(-COOCH 3 )), the structural unit derived from methyl acrylate can be represented by -CH 2 -CH(-COOCH 3 )-.
本開示の単官能エチレン性不飽和単量体は、極性を有する官能基(以下、極性官能基)を含むことが好ましい。極性官能基としては特に限定されないが、例えば、カルボキシ基、アミド基、ニトリル基、アミノ基、水酸基、エポキシ基、ポリオキシエチレン基が挙げられる。好ましくは、カルボキシ基、アミド基、ニトリル基、水酸基である。ここで、本明細書においてカルボキシ基とは、「-C(=O)O」構造を含む基であり、例えば-COOH、-COOX(Xは、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、アンモニウム)、-COO-R(Rは、アルキル基等の炭化水素基)が挙げられる。すなわち、極性官能基としてカルボキシ基を有する単官能エチレン性不飽和単量体には、カルボン酸;カルボン酸のエステル;アルカリ金属、アルカリ土類金属、アンモニアやアミンとのカルボン酸塩等が挙げられる。なお本開示の単官能エチレン性不飽和単量体は、極性官能基を1種有していてもよく、2種類以上有してもよい。 The monofunctional ethylenically unsaturated monomer of the present disclosure preferably contains a polar functional group (hereinafter referred to as a polar functional group). Although the polar functional group is not particularly limited, examples thereof include a carboxy group, an amide group, a nitrile group, an amino group, a hydroxyl group, an epoxy group, and a polyoxyethylene group. Preferred are a carboxyl group, an amide group, a nitrile group, and a hydroxyl group. Here, in this specification, the carboxy group is a group containing a "-C(=O)O" structure, such as -COOH, -COOX (X is an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or ammonium) , -COO-R (R is a hydrocarbon group such as an alkyl group). That is, monofunctional ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group as a polar functional group include carboxylic acids; esters of carboxylic acids; carboxylic acid salts with alkali metals, alkaline earth metals, ammonia and amines, etc. . Note that the monofunctional ethylenically unsaturated monomer of the present disclosure may have one type of polar functional group, or may have two or more types of polar functional groups.
カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体(ただし、アミド基、ニトリル基、アミノ基、水酸基、エポキシ基、及びポリオキシエチレン基からなる群から選択される少なくとも1つの基を有する単量体は包含されないことが好ましい)としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t-ブチル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル系単量体(好ましくは(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体);(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸などのカルボン酸系単量体;カルボン酸系単量体のアルカリ金属塩、カルボン酸系単量体のアルカリ土類金属塩、カルボン酸系単量体のアンモニウム塩等のカルボン酸系単量体の塩;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどのビニルエステル系単量体等が挙げられる。なお、カルボン酸系単量体の塩において、カルボン酸系単量体と塩を形成するアルカリ金属原子やアンモニウムの具体例は、後述のR1で表されるアルカリ金属原子やアンモニウムの例示と同様であり、その好ましい態様も同様である。 An ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group (however, a monomer having at least one group selected from the group consisting of an amide group, a nitrile group, an amino group, a hydroxyl group, an epoxy group, and a polyoxyethylene group) (preferably not included) include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, isobutyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, 2 - (meth)acrylic monomers such as ethylhexyl (meth)acrylate and lauryl (meth)acrylate (preferably (meth)acrylic acid alkyl ester monomers); (meth)acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, Carboxylic acid monomers such as crotonic acid, itaconic acid, maleic anhydride; alkali metal salts of carboxylic acid monomers, alkaline earth metal salts of carboxylic acid monomers, ammonium of carboxylic acid monomers Examples include salts of carboxylic acid monomers such as salts; vinyl ester monomers such as vinyl acetate and vinyl propionate. In addition, in the salt of the carboxylic acid monomer, specific examples of the alkali metal atom and ammonium that form the salt with the carboxylic acid monomer are the same as the examples of the alkali metal atom and ammonium represented by R 1 described below. The preferred embodiments are also the same.
カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体として、好ましくは、(メタ)アクリル系単量体、カルボン酸系単量体、カルボン酸系単量体の塩であり、より好ましくは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ラウリルアクリレート等のアクリル系単量体;アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、イタコン酸、無水マレイン酸などのカルボン酸系単量体(a)、カルボン酸系単量体(a)の塩が挙げられる。特に、サイクル特性をより高める観点から、本開示の重合体粒子は、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位として、アクリル酸及び/又はアクリル酸の塩由来の構造単位を有することが好ましく、アクリル酸の塩由来の構造単位を有することがより好ましい。前記アクリル酸の塩由来の構造単位は、アクリル系単量体を(共)重合し、その後アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物やアンモニアやアミン等の塩基性物質を添加することでエステル基を加水分解することにより、本開示の重合体粒子に導入することが好ましい。また前記アクリル酸由来の構造単位は、上記加水分解後に適宜酸を添加して中和を行うことにより、本開示の重合体粒子に導入することが好ましい。なお、前記アクリル酸由来の構造単位やアクリル酸の塩由来の構造単位は、本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、及び多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層に含まれていることが好ましい。
前記重合体粒子(好ましくは、重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、或いは多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層)に含まれるカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位100モル%中、アクリル酸由来の構造単位及びアクリル酸の塩由来の構造単位の合計割合(特にアクリル酸の塩由来の構造単位の割合)は、例えば15~100モル%、好ましくは30~100モル%、より好ましくは40~100モル%、さらに好ましくは70~100モル%である。
The ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group is preferably a (meth)acrylic monomer, a carboxylic acid monomer, or a salt of a carboxylic acid monomer, more preferably methyl acrylate, Acrylic monomers such as ethyl acrylate, propyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate; acrylic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid, itaconic acid, anhydride Examples include carboxylic acid monomers (a) such as maleic acid, and salts of carboxylic acid monomers (a). In particular, from the viewpoint of further improving cycle characteristics, the polymer particles of the present disclosure have a structural unit derived from acrylic acid and/or a salt of acrylic acid as a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group. It is more preferable to have a structural unit derived from a salt of acrylic acid. The structural unit derived from the salt of acrylic acid can be obtained by (co)polymerizing an acrylic monomer, and then adding an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, or a basic substance such as ammonia or amine. It is preferable to introduce the ester group into the polymer particles of the present disclosure by hydrolyzing the ester group with . Further, the structural unit derived from acrylic acid is preferably introduced into the polymer particles of the present disclosure by appropriately adding an acid to perform neutralization after the hydrolysis. Note that the structural unit derived from acrylic acid and the structural unit derived from a salt of acrylic acid are used in the polymer particles of the present disclosure when they have a single-layer structure, and when they have a multilayer structure, such as in the shell part, etc. Preferably, it is included in the outer shell layer.
The ethylenic inorganic compound having a carboxy group contained in the polymer particles (preferably, the polymer particles have a single-layer structure, or the outermost layer of the shell part when the polymer particles have a multi-layer structure) In 100 mol% of structural units derived from saturated monomers, the total proportion of structural units derived from acrylic acid and structural units derived from salts of acrylic acid (particularly the proportion of structural units derived from salts of acrylic acid) is, for example, 15 to 100. The mol% is preferably 30 to 100 mol%, more preferably 40 to 100 mol%, and even more preferably 70 to 100 mol%.
アミド基を有するエチレン性不飽和単量体としては、(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリルアミド、N-ビニルピロリドンなどが挙げられる。好ましくは、アクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジメチルアミノエチルアクリルアミド、N-ビニルピロリドンであり、より好ましくは、N,N-ジメチルアクリルアミド、N-ビニルピロリドンである。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an amide group include (meth)acrylamide, N,N-dimethyl(meth)acrylamide, dimethylaminoethyl(meth)acrylamide, and N-vinylpyrrolidone. Preferred are acrylamide, N,N-dimethylacrylamide, dimethylaminoethylacrylamide, and N-vinylpyrrolidone, and more preferred are N,N-dimethylacrylamide and N-vinylpyrrolidone.
ニトリル基を有するエチレン性不飽和単量体としては、(メタ)アクリロニトリル等が挙げられ、好ましくは、アクリロニトリルである。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a nitrile group include (meth)acrylonitrile, and preferably acrylonitrile.
アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体としては、N,N-ジメチルアミノメチル(メタ)アクリレート、N,N-ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体等が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an amino group include amino group-containing (meth)acrylic acid alkyl esters such as N,N-dimethylaminomethyl (meth)acrylate and N,N-dimethylaminoethyl (meth)acrylate. Examples include monomers.
水酸基を有するエチレン性不飽和単量体としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の水酸基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体;後述の一般式(2)で表される単量体等が挙げられ、好ましくは一般式(2)で表される単量体である。 Examples of ethylenically unsaturated monomers having a hydroxyl group include 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 3-hydroxypropyl (meth)acrylate, 2-hydroxybutyl (meth)acrylate, - Hydroxyl group-containing (meth)acrylic acid alkyl ester monomers such as hydroxybutyl (meth)acrylate; examples include monomers represented by the general formula (2) described below, preferably those represented by the general formula (2). The monomer represented.
エポキシ基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えばグリシジル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸アルキルエステル系単量体等が挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having an epoxy group include epoxy group-containing (meth)acrylic acid alkyl ester monomers such as glycidyl (meth)acrylate.
ポリオキシエチレン基を有するエチレン性不飽和単量体としては、例えば、エチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールメトキシ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。 Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a polyoxyethylene group include ethylene glycol methoxy (meth)acrylate, diethylene glycol methoxy (meth)acrylate, and the like.
前記単官能エチレン性不飽和単量体として下記一般式(2)で表される単量体を用いる場合、本開示の重合体粒子には、下記一般式(1)で表される構造単位を有することとなる。 When using a monomer represented by the following general formula (2) as the monofunctional ethylenically unsaturated monomer, the polymer particles of the present disclosure include a structural unit represented by the following general formula (1). It will be held.
本開示の重合体粒子は、集電体に対する結着力を強くする観点から、本開示の単官能エチレン性不飽和単量体由来の構造単位として、一般式(1)で表される構造単位を有することがより好ましい。なお、重合体粒子が多層構造である場合には、少なくともシェル部等の最外殻の層に一般式(1)で表される構造単位を有することが好ましい。 The polymer particles of the present disclosure include a structural unit represented by general formula (1) as a structural unit derived from the monofunctional ethylenically unsaturated monomer of the present disclosure, from the viewpoint of strengthening the binding force to a current collector. It is more preferable to have. In addition, when the polymer particle has a multilayer structure, it is preferable that at least the outermost layer such as the shell portion has a structural unit represented by the general formula (1).
上記R1で表される炭素数1~4のアルキル基は、炭素数1~2のアルキル基であることが好ましく、炭素数1のアルキル基(メチル基)であることがより好ましい。 The alkyl group having 1 to 4 carbon atoms represented by R 1 above is preferably an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 carbon number (methyl group).
R1で表されるアルカリ金属原子は、リチウム、ナトリウム、カリウムが好ましく、ナトリウム、カリウムがより好ましく、ナトリウムがよりさらに好ましい。 The alkali metal atom represented by R 1 is preferably lithium, sodium, or potassium, more preferably sodium or potassium, and even more preferably sodium.
R1で表されるアルカリ土類金属原子は、カルシウム、マグネシウムが好ましく、カルシウムがより好ましい。 The alkaline earth metal atom represented by R 1 is preferably calcium or magnesium, and more preferably calcium.
R1で表されるアンモニウムとは、NH4+に限られず、有機アンモニウムを含む意味であると定義される。有機アンモニウムとしては、テトラメチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウムなどのテトラアルキルアンモニウム(好ましくはテトラC1-10アルキルアンモニウム)などの4級アンモニウム;アミンをプロトン化することによって形成されるアンモニウム(1~3級アンモニウム)などが挙げられる。R1としては、アンモニア又はアミンのプロトン化によって形成されるアンモニウムが好ましい。前記アミンとしては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミンなどのトリアルキルアミン(好ましくはトリC1-10アルキルアミン);ジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのヒドロキシアルキルアミン(好ましくはジ又はトリ(ヒドロキシC1-10アルキル)アミンなど)などが挙げられ、ヒドロキシアルキルアミンが好ましい。 The ammonium represented by R 1 is defined to include not only NH 4+ but also organic ammonium. Examples of organic ammonium include quaternary ammonium such as tetraalkylammonium (preferably tetraC 1-10 alkylammonium) such as tetramethylammonium and tetrabutylammonium; ammonium), etc. As R 1 , ammonia or ammonium formed by protonation of an amine is preferred. The amines include trialkylamines (preferably tri-C 1-10 alkyl amines) such as trimethylamine, triethylamine, and tributylamine; hydroxyalkylamines (preferably di- or tri(hydroxyC 1-10 ) such as diethanolamine and triethanolamine); hydroxyalkylamines are preferred.
なお、R1がアルカリ金属原子である場合は、カルボキシ基とアルカリ金属との塩に相当し、R1がアンモニウムである場合は、カルボキシ基とアンモニウムとの塩に相当する。またR1がアルカリ土類金属原子である場合は、2分子のカルボキシ基と1分子のアルカリ土類金属原子との塩に相当し、すなわち式(1)や式(2)において、R1で表されるアルカリ土類金属原子の個数は1/2である。 In addition, when R 1 is an alkali metal atom, it corresponds to a salt of a carboxyl group and an alkali metal, and when R 1 is ammonium, it corresponds to a salt of a carboxyl group and ammonium. In addition, when R 1 is an alkaline earth metal atom, it corresponds to a salt of two molecules of carboxy groups and one molecule of alkaline earth metal atom, that is, in formula (1) or formula (2), R 1 The number of alkaline earth metal atoms represented is 1/2.
本開示の重合体粒子が、一般式(1)で表される構造単位を複数有している場合、複数の一般式(1)に含まれるR1は、それぞれ同一であってもよく、異なっていてもよい。全て同一の場合、R1としては水素原子、アルカリ金属原子、又はアンモニウムが好ましく、アルカリ金属原子又はアンモニウムがより好ましい。異なるR1が存在する場合、R1としては、水素原子、アルカリ金属原子、及びアンモニウムから選ばれる1種以上と炭素数1~4のアルキル基との組み合わせが好ましく、アルカリ金属原子及びアンモニウムから選ばれる1種以上と炭素数1~4のアルキル基との組み合わせがより好ましい。前記重合体粒子(好ましくは、重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、或いは多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層)に含まれる全R1100モル%中、水素原子、アルカリ金属原子、及びアンモニウムから選ばれる1種以上(好ましくはアルカリ金属原子及びアンモニウムから選ばれる1種以上)であるR1の割合は、例えば20~100モル%、好ましくは40~100モル%、より好ましくは50~100モル%、さらに好ましくは70~100モル%である。 When the polymer particles of the present disclosure have a plurality of structural units represented by the general formula (1), R 1 contained in the plurality of general formulas (1) may be the same or different. You can leave it there. If they are all the same, R 1 is preferably a hydrogen atom, an alkali metal atom, or ammonium, and more preferably an alkali metal atom or ammonium. When different R 1 exists, R 1 is preferably a combination of one or more selected from hydrogen atoms, alkali metal atoms, and ammonium and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms; A combination of one or more of the above and an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is more preferable. In 100 mol% of the total R 1 contained in the polymer particles (preferably, the polymer particles have a single layer structure, or the outermost layer such as a shell part when the polymer particles have a multilayer structure). , hydrogen atoms, alkali metal atoms, and ammonium (preferably one or more selected from alkali metal atoms and ammonium), the proportion of R 1 is, for example, 20 to 100 mol%, preferably 40 to The content is 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%, even more preferably 70 to 100 mol%.
上記一般式(1)で表される構造単位は、上記一般式(2)で表される単量体が重合反応を経由することにより形成されてもよいが、他の方法で形成されてもよい。例えば、一般式(2)において、R1が炭素数1~4のアルキル基である単量体を重合し、その後アルカリ金属水酸化物やアルカリ土類金属水酸化物やアンモニアやアミン等の塩基性物質を添加することでエステル基を加水分解することにより、上記一般式(1)においてR1がアルカリ金属の構造単位、アルカリ土類金属の構造単位、またはアンモニウムの構造単位を形成してもよい。また、加水分解後に適宜酸を添加して中和を行うことで、上記一般式(1)においてR1が水素原子の構造単位を形成してもよい。 The structural unit represented by the above general formula (1) may be formed by the monomer represented by the above general formula (2) via a polymerization reaction, but it may also be formed by other methods. good. For example, in the general formula (2), a monomer in which R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is polymerized, and then an alkali metal hydroxide, an alkaline earth metal hydroxide, a base such as ammonia or an amine, etc. By hydrolyzing the ester group by adding a chemical substance, even if R 1 forms an alkali metal structural unit, an alkaline earth metal structural unit, or an ammonium structural unit in the above general formula (1), good. Further, by neutralizing by appropriately adding an acid after hydrolysis, a structural unit in which R 1 is a hydrogen atom in the above general formula (1) may be formed.
上述の通り、前記重合体粒子は、一般式(1)で表される構造単位(すなわち、一般式(2)で表される単量体由来の構造単位)を、1種又は2種以上含んでもよい。R1を2種以上含む場合、2種以上の上記一般式(2)で表される単量体を重合して形成してもよく、R1が炭素数1~4のアルキル基である上記一般式(2)で表される単量体を重合した後に、エステル基を部分加水分解したり、2種以上の塩基性物質で加水分解することにより形成してもよい。 As described above, the polymer particles contain one or more structural units represented by general formula (1) (i.e., structural units derived from a monomer represented by general formula (2)). But that's fine. When two or more types of R 1 are included, it may be formed by polymerizing two or more types of monomers represented by the above general formula (2), and the above where R 1 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It may be formed by partially hydrolyzing the ester group or hydrolyzing it with two or more basic substances after polymerizing the monomer represented by the general formula (2).
本開示の重合体粒子は、単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を1種含んでいてもよく、2種以上有していてもよい。 The polymer particles of the present disclosure may contain one type of structural unit derived from a monofunctional ethylenically unsaturated monomer, or may contain two or more types of structural units.
本開示の重合体粒子は、上記一般式(1)で表される構造単位を、5質量%以上含むことが好ましく、10質量%以上含むことがより好ましく、15質量%以上含むことがさらに好ましい。一方、本開示の重合体粒子は、上記一般式(1)で表される構造単位を、99.9質量%以下含むことが好ましく、99質量%以下含むことがより好ましく、90質量%以下含むことがさらに好ましい。 The polymer particles of the present disclosure preferably contain 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and even more preferably 15% by mass or more of the structural unit represented by the above general formula (1). . On the other hand, the polymer particles of the present disclosure preferably contain 99.9% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, and 90% by mass or less of the structural unit represented by the above general formula (1). It is even more preferable.
前記単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位としては、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位、一般式(1)で表される構造単位が好ましい。
特に、本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、及び多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層は、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位として、アクリル酸アルキルエステル、アクリル酸、及びアクリル酸の塩から選択される少なくとも1種の単量体由来の構造単位を有することが好ましく、アクリル酸C1~8アルキルエステル、アクリル酸のアルカリ金属塩、及びアクリル酸のアンモニウム塩から選択される少なくとも1種の単量体由来の構造単位を有することがより好ましい。
また、本開示の重合体粒子が多層構造を有する場合のコア部等の内層は、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位として、(メタ)アクリル酸アルキルエステル由来の構造単位を有することが好ましく、(メタ)アクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位を有することがより好ましく、硬さ等の物性を調整しやすくする観点からアクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位及びメタクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位を有することがさらに好ましい。
The structural unit derived from the monofunctional ethylenically unsaturated monomer is preferably a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group, or a structural unit represented by general formula (1).
In particular, when the polymer particles of the present disclosure have a single layer structure, the outermost layer such as the shell portion when the polymer particles have a multilayer structure are derived from an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group. The structural unit preferably has a structural unit derived from at least one monomer selected from acrylic acid alkyl ester, acrylic acid, and salts of acrylic acid, and acrylic acid C 1-8 alkyl ester, acrylic acid It is more preferable to have a structural unit derived from at least one monomer selected from an alkali metal salt of and an ammonium salt of acrylic acid.
In addition, in the case where the polymer particles of the present disclosure have a multilayer structure, the inner layer such as the core portion has a structural unit derived from an alkyl (meth)acrylate ester as a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group. It is preferable to have a structural unit derived from (meth)acrylic acid C 1-8 alkyl ester, and it is more preferable to have a structural unit derived from acrylic acid C 1-8 alkyl ester, from the viewpoint of easy adjustment of physical properties such as hardness. It is more preferable to have a structural unit and a structural unit derived from methacrylic acid C 1-8 alkyl ester.
本開示の重合体粒子において、単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位100質量%中、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位及び一般式(1)で表される構造単位の合計含有割合は、例えば50質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。
また、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位100質量部に対する一般式(1)で表される構造単位の含有量は、0~100質量部であることが好ましく、より好ましくは5~70質量部、さらに好ましくは10~50質量部である。
In the polymer particles of the present disclosure, out of 100% by mass of structural units derived from monofunctional ethylenically unsaturated monomers, structural units derived from ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group and those represented by general formula (1) The total content of structural units is, for example, 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, even more preferably 95% by mass or more, even if it is 100% by mass. good.
Further, the content of the structural unit represented by the general formula (1) with respect to 100 parts by mass of the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group is preferably 0 to 100 parts by mass, more preferably is 5 to 70 parts by weight, more preferably 10 to 50 parts by weight.
本開示の重合体粒子は、単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位として、上記に例示した単量体以外の単量体に由来する構造単位(以下、「その他の単量体に由来する構造単位」ともいう)を1種または2種以上含んでいてもよい。その他単量体に由来する構造単位とは、その他単量体の少なくとも一つの炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造単位を表す。 The polymer particles of the present disclosure include structural units derived from monomers other than the monomers exemplified above (hereinafter referred to as "other monomers") as structural units derived from monofunctional ethylenically unsaturated monomers. may contain one or more types of structural units (also referred to as "structural units derived from"). The structural unit derived from other monomers refers to a structural unit in which at least one carbon-carbon double bond of the other monomer is replaced with a carbon-carbon single bond.
その他単量体由来の構造単位は、例えば、その他単量体をラジカル重合することにより形成することができる。なお、その他単量体由来の構造単位は、その他単量体の炭素炭素二重結合が炭素炭素単結合に置き換わった構造と同じ構造であればよく、その他単量体が重合することにより形成された構造単位に限定されず、例えば重合後の反応により形成された構造単位であってもよい。 The structural unit derived from other monomers can be formed, for example, by radical polymerization of other monomers. In addition, the structural unit derived from other monomers may have the same structure as that of the other monomer in which the carbon-carbon double bond is replaced with a carbon-carbon single bond, and may be formed by polymerization of the other monomer. The structural unit is not limited to the structural unit, and may be, for example, a structural unit formed by a reaction after polymerization.
その他単量体としては、特に限定されず、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、tert-ブチルスチレン、クロロスチレン、ビニルトルエンなどのスチレン系単量体;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリ(メトキシエトキシ)シラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、2-スチリルエチルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルヒドロキシシラン、γ-(メタ)アクリロイルオキシプロピルメチルヒドロキシシランなどのシラン基含有単量体;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、テトラフルオロプロピル(メタ)アクリレート、オクタフルオロペンチル(メタ)アクリレートなどのフッ素原子含有単量体;2,2,6,6-テトラメチルピペリジン-4-(メタ)アクリレート等の光安定化単量体;ベンゾトリアゾール系紫外線吸収性単量体、ベンゾフェノン系紫外線吸収性単量体などの紫外線吸収性単量体;などが例示される。 Other monomers include, but are not particularly limited to, styrene monomers such as styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, tert-butylstyrene, chlorostyrene, and vinyltoluene; vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy Silane, vinyltri(methoxyethoxy)silane, γ-(meth)acryloyloxypropyltrimethoxysilane, 2-styrylethyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, γ-(meth)acryloyloxypropylhydroxysilane, γ-(meth)acryloyl Silane group-containing monomers such as oxypropylmethylhydroxysilane; fluorine atom-containing monomers such as trifluoroethyl (meth)acrylate, tetrafluoropropyl (meth)acrylate, and octafluoropentyl (meth)acrylate; 2,2, Photo-stabilizing monomers such as 6,6-tetramethylpiperidine-4-(meth)acrylate; UV-absorbing monomers such as benzotriazole-based UV-absorbing monomers and benzophenone-based UV-absorbing monomers; Examples include.
本開示の重合体粒子は、単官能エチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を1種以上含んでいてもよく、2種以上有していてもよい。 The polymer particles of the present disclosure may contain one or more types of structural units derived from a monofunctional ethylenically unsaturated monomer, or may have two or more types of structural units.
本開示の重合体粒子は、架橋性単量体由来の構造単位及び単官能エチレン性不飽和単量体由来の構造単位を有することが好ましく、架橋性単量体由来の構造単位、並びにカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位及び/又は一般式(1)で表される構造単位を有することがより好ましく、架橋性単量体由来の構造単位、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位、及び一般式(1)で表される構造単位を有することがさらに好ましい。特に、本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、及び多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層が、前記組成を有することが好ましい。 The polymer particles of the present disclosure preferably have a structural unit derived from a crosslinkable monomer and a structural unit derived from a monofunctional ethylenically unsaturated monomer, and the structural unit derived from a crosslinkable monomer and a carboxyl group. It is more preferable to have a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer and/or a structural unit represented by the general formula (1), and a structural unit derived from a crosslinkable monomer, an ethylenic unit having a carboxy group. It is more preferable to have a structural unit derived from an unsaturated monomer and a structural unit represented by general formula (1). In particular, it is preferable that the polymer particles of the present disclosure have a single layer structure, and the outermost layer of the shell portion or the like when the polymer particles have a multilayer structure have the above composition.
本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、或いは多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層における、架橋性単量体由来の構造単位の含有割合は、0.01~10質量%であることが好ましく、より好ましくは0.02~8質量%、さらに好ましくは0.04~6質量%、よりさらに好ましくは0.1~3質量%である。
本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、或いは多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層における、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位の含有割合は、20~99.99質量%が好ましく、より好ましくは30~99.96質量%であり、さらに好ましくは40~85質量%である。
本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、或いは多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層における、一般式(1)で表される構造単位の含有割合は、0~75質量%が好ましく、より好ましくは15~65質量%、さらに好ましくは30~60質量%である。
また、本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、或いは多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層において、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位100質量部に対する一般式(1)で表される構造単位の含有量は、0~200質量部であることが好ましく、より好ましくは50~150質量部である。
本開示の重合体粒子が単層構造である場合の重合体粒子、或いは多層構造である場合のシェル部等の最外殻の層における、架橋性単量体由来の構造単位、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位、及び一般式(1)で表される構造単位の合計割合は、例えば50質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。
The content ratio of the structural unit derived from the crosslinkable monomer in the polymer particle of the present disclosure has a single layer structure, or in the outermost layer such as the shell part when the polymer particle has a multilayer structure, The amount is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.02 to 8% by weight, even more preferably 0.04 to 6% by weight, even more preferably 0.1 to 3% by weight.
Originating from the ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group in the outermost shell layer of the polymer particle of the present disclosure, such as a shell part when the polymer particle has a single layer structure or a multilayer structure The content of structural units is preferably 20 to 99.99% by mass, more preferably 30 to 99.96% by mass, and even more preferably 40 to 85% by mass.
Content ratio of the structural unit represented by general formula (1) in the polymer particles of the present disclosure when they have a single-layer structure, or in the outermost layer of the shell portion when they have a multi-layer structure is preferably 0 to 75% by weight, more preferably 15 to 65% by weight, even more preferably 30 to 60% by weight.
Further, in the case where the polymer particles of the present disclosure have a single-layer structure, or in the outermost layer of the shell part or the like when the polymer particles have a multi-layer structure, the polymer particles derived from an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group The content of the structural unit represented by general formula (1) with respect to 100 parts by mass of structural units is preferably 0 to 200 parts by mass, more preferably 50 to 150 parts by mass.
The polymer particles of the present disclosure have a structural unit derived from a crosslinkable monomer, a carboxyl group, in the outermost layer of the shell portion, etc., when the polymer particles have a single layer structure, or when they have a multilayer structure. The total proportion of the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer and the structural unit represented by general formula (1) is, for example, 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass. The content is more preferably 95% by mass or more, and may be 100% by mass.
また、本開示の重合体粒子が多層構造を有する場合のコア部等の内層の組成は特に限定されないが、架橋性単量体由来の構造単位及び単官能エチレン性不飽和単量体由来の構造単位を有することが好ましく、架橋性単量体由来の構造単位及びカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位を有することがより好ましく、架橋性単量体由来の構造単位及び(メタ)アクリル酸アルキルエステル(特に、(メタ)アクリル酸C1~8アルキルエステル)由来の構造単位を有することがさらに好ましく、架橋性単量体由来の構造単位、アクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位、及びメタクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位を有することがよりさらに好ましい。
本開示の重合体粒子が多層構造を有する場合のコア部等の内層における、架橋性単量体に由来する構造単位の割合は、0.01~20質量%であることが好ましく、より好ましくは0.04~10質量%、さらに好ましくは0.1~6質量%、よりさらに好ましくは0.3~3質量%である。
本開示の重合体粒子が多層構造を有する場合のコア部等の内層における、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位の割合は、50~99.99質量%が好ましく、より好ましくは70~99.96質量%であり、さらに好ましくは80~99.9質量%、よりさらに好ましくは90~99.7質量%である
本開示の重合体粒子が多層構造を有する場合のコア部等の内層が、アクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位及びメタクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位を有する場合、その質量比(アクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位:メタクリル酸C1~8アルキルエステル由来の構造単位)は、10:90~90:10が好ましく、より好ましくは30:70~70:30である。
本開示の重合体粒子が多層構造を有する場合のコア部等の内層における、架橋性単量体由来の構造単位及びカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体由来の構造単位の合計割合は、例えば50質量%以上であり、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上であり、100質量%であってもよい。
In addition, when the polymer particles of the present disclosure have a multilayer structure, the composition of the inner layer such as the core part is not particularly limited, but may include structural units derived from a crosslinkable monomer and structures derived from a monofunctional ethylenically unsaturated monomer. unit, more preferably a structural unit derived from a crosslinkable monomer and a structural unit derived from an ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group, and a structural unit derived from a crosslinkable monomer and ( It is more preferable to have a structural unit derived from a meth)acrylic acid alkyl ester (particularly a (meth)acrylic acid C 1-8 alkyl ester), and a structural unit derived from a crosslinking monomer, an acrylic acid C 1-8 alkyl ester. It is even more preferable to have a structural unit derived from a methacrylic acid C 1-8 alkyl ester.
When the polymer particles of the present disclosure have a multilayer structure, the proportion of structural units derived from crosslinkable monomers in the inner layer such as the core portion is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably The amount is 0.04 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 6% by weight, even more preferably 0.3 to 3% by weight.
When the polymer particles of the present disclosure have a multilayer structure, the proportion of the structural unit derived from the ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group in the inner layer such as the core portion is preferably 50 to 99.99% by mass, and more preferably Preferably 70 to 99.96% by mass, more preferably 80 to 99.9% by mass, even more preferably 90 to 99.7% by mass. Core when the polymer particles of the present disclosure have a multilayer structure. In the case where the inner layer of the Unit: Structural unit derived from methacrylic acid C 1-8 alkyl ester) is preferably 10:90 to 90:10, more preferably 30:70 to 70:30.
When the polymer particles of the present disclosure have a multilayer structure, the total proportion of the structural units derived from the crosslinkable monomer and the structural units derived from the ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group in the inner layer such as the core part is: For example, it is 50% by mass or more, preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, and may be 100% by mass.
本開示の重合体粒子がコアシェル粒子である場合、コア部とシェル部の質量比(コア部:シェル部)は、10:90~90:10が好ましく、より好ましくは30:70~70:30である。 When the polymer particles of the present disclosure are core-shell particles, the mass ratio of the core part to the shell part (core part:shell part) is preferably 10:90 to 90:10, more preferably 30:70 to 70:30. It is.
本開示の重合体粒子は、上述の通り、少なくとも一部が加水分解されていてもよい。ここで、少なくとも一部が加水分解されているとは、重合体粒子が、部分加水分解物、完全加水分解物、これらの加水分解中和物のいずれかであることを意味する。例えば、アクリル酸メチル(CH2=CH(-COO-CH3))であれば、部分加水分解物とは、CH2=CH(-COO-CH3)とCH2=CH(-COO-H)に由来する構造単位との両方を含む。 The polymer particles of the present disclosure may be at least partially hydrolyzed, as described above. Here, the phrase "at least partially hydrolyzed" means that the polymer particles are either a partial hydrolyzate, a complete hydrolyzate, or a hydrolyzed neutralized product thereof. For example, in the case of methyl acrylate (CH 2 =CH(-COO-CH 3 )), the partial hydrolyzate is CH 2 =CH(-COO-CH 3 ) and CH 2 =CH(-COO-H ) and structural units derived from
本開示の重合体粒子に含まれる、少なくとも一部が加水分解された重合体粒子は、重合体粒子の総量に対し、0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは1質量%以上であり、さらに好ましくは10質量%以上である。一方、100質量%以下であることが好ましく、より好ましくは99.99質量%以下であり、さらに好ましくは90質量%以下であり、よりさらに好ましくは85質量%以下である。 The at least partially hydrolyzed polymer particles contained in the polymer particles of the present disclosure are preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, based on the total amount of the polymer particles. and more preferably 10% by mass or more. On the other hand, the content is preferably 100% by mass or less, more preferably 99.99% by mass or less, even more preferably 90% by mass or less, even more preferably 85% by mass or less.
本開示の重合体粒子は、全ての重合体粒子が完全に加水分解された重合体粒子(すなわち、加水分解率が100%である重合体粒子)であってもよい。
本開示の重合体粒子の加水分解率は、サイクル特性をより高める観点から、10~100%が好ましく、より好ましくは40~100%であり、さらに好ましくは80~100%である。なお、加水分解率は、最外殻(単層である場合は粒子全体)に含まれる加水分解し得る単量体由来の構造単位100モル%に対して添加した塩基性物質の添加量により算出することができる。加水分解し得る単量体としては、アクリル酸アルキルエステル系単量体等のアクリル系単量体、一般式(2)で表される単量体等が挙げられる。
The polymer particles of the present disclosure may be polymer particles in which all polymer particles are completely hydrolyzed (ie, polymer particles with a hydrolysis rate of 100%).
The hydrolysis rate of the polymer particles of the present disclosure is preferably 10 to 100%, more preferably 40 to 100%, and even more preferably 80 to 100%, from the viewpoint of further improving cycle characteristics. The hydrolysis rate is calculated based on the amount of the basic substance added to 100 mol% of the structural unit derived from the hydrolyzable monomer contained in the outermost shell (the entire particle if it is a single layer). can do. Examples of hydrolyzable monomers include acrylic monomers such as acrylic acid alkyl ester monomers, monomers represented by general formula (2), and the like.
本開示の重合体粒子の体積平均粒子径は10nm~5μm又は0.01~5μmであることが好ましく、25nm~3μmであることがより好ましく、50nm~2μmであることがさらに好ましく、100nm~1μmであることが特に好ましい。なお、体積平均粒子径は、たとえば動的光散乱法により測定することができる。 The volume average particle diameter of the polymer particles of the present disclosure is preferably 10 nm to 5 μm or 0.01 to 5 μm, more preferably 25 nm to 3 μm, even more preferably 50 nm to 2 μm, and even more preferably 100 nm to 1 μm. It is particularly preferable that Note that the volume average particle diameter can be measured, for example, by a dynamic light scattering method.
本開示の重合体粒子の含有量は、本開示のバインダーの総量に対し、1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは5質量%以上であり、さらに好ましくは10質量%以上である。一方前記含有量は、99質量%以下であることが好ましく、より好ましくは、95質量%以下であり、さらに好ましくは90質量%以下である。
また本開示の重合体粒子の含有量は、本開示のバインダーの固形分100質量%中、例えば50~100質量%であり、好ましくは80~100質量%、より好ましくは90~100質量%、さらに好ましくは95~100質量%である。
The content of the polymer particles of the present disclosure is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more, based on the total amount of the binder of the present disclosure. On the other hand, the content is preferably 99% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, still more preferably 90% by mass or less.
Further, the content of the polymer particles of the present disclosure is, for example, 50 to 100% by mass, preferably 80 to 100% by mass, more preferably 90 to 100% by mass, based on 100% by mass of the solid content of the binder of the present disclosure. More preferably, it is 95 to 100% by mass.
なお、本明細書において固形分(不揮発分)とは、溶剤を除いた成分を指す。固形分(不揮発分)の算出方法としては、公知の手法を用いることができ、対象とする試料(バインダーの固形分であれば、バインダー)全質量と、揮発成分質量とを用いて、以下の式Aの通り算出してもよく、対象とする試料約1gを秤量し、120℃の温度で30間熱風乾燥させ、得られた残渣を固形分(不揮発分)とし、下記式Bの通り算出してもよい。
式A:〔試料における固形分量(質量%)〕=(〔試料全質量-揮発成分質量〕÷〔試料全質量〕)×100
式B:〔試料における固形分量(質量%)〕=(〔乾燥後の試料の質量〕÷〔乾燥前の試料の質量〕)×100
Note that in this specification, the solid content (nonvolatile content) refers to components excluding the solvent. A known method can be used to calculate the solid content (non-volatile content). Using the total mass of the target sample (if the solid content of the binder, the binder) and the mass of volatile components, calculate the following: It may be calculated according to formula A. Approximately 1 g of the target sample is weighed, dried with hot air at a temperature of 120°C for 30 minutes, the resulting residue is defined as solid content (nonvolatile content), and calculated according to formula B below. You may.
Formula A: [solid content in sample (mass%)] = ([total sample mass - mass of volatile components] ÷ [total sample mass]) x 100
Formula B: [solid content in sample (mass%)] = ([mass of sample after drying] ÷ [mass of sample before drying]) x 100
本開示の重合体粒子は、リチウムイオン二次電極(リチウム二次電極ともいう)用バインダーとして好適に用いられるが、その良好な分散性の機能を活用することによって、例えば、半導体研磨剤、セラミック、塗膜、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、各種フィルム、触媒担体、断熱材料、低反射材料等の各種分野での応用も可能となる。 The polymer particles of the present disclosure are suitably used as a binder for lithium ion secondary electrodes (also referred to as lithium secondary electrodes), and by utilizing their good dispersibility, they can be used, for example, in semiconductor abrasives, ceramic It can also be applied in various fields such as coatings, thermoplastic resins, thermosetting resins, various films, catalyst carriers, insulation materials, and low-reflection materials.
<フラグメント重合体>
本開示のバインダーは、フラグメント重合体を含む。本開示のフラグメント重合体(以下、フラグメントという場合もある)は、赤外吸収スペクトルにおける吸収帯として1550cm-1~1650cm-1の範囲において吸収ピークを有する。ここで、上記吸収帯における最大の吸収ピークの吸光度を、最大吸光度(A)とする。
<Fragment polymer>
The binders of the present disclosure include fragment polymers. The fragment polymer of the present disclosure (hereinafter sometimes referred to as fragment) has an absorption peak in the range of 1550 cm -1 to 1650 cm -1 as an absorption band in an infrared absorption spectrum. Here, the absorbance of the maximum absorption peak in the above absorption band is defined as the maximum absorbance (A).
本開示のフラグメント重合体は、赤外吸収スペクトルにおける吸収帯として、1650cm-1~1750cm-1の範囲において吸収ピークを有することが好ましい。ここで、上記吸収帯における最大の吸収ピークの吸光度を、最大吸光度(B)とする。 The fragment polymer of the present disclosure preferably has an absorption peak in the range of 1650 cm -1 to 1750 cm -1 as an absorption band in the infrared absorption spectrum. Here, the absorbance of the maximum absorption peak in the above absorption band is defined as the maximum absorbance (B).
本開示のフラグメント重合体は、最大吸光度(A)に対する最大吸光度Bとの比(B/A)が、例えば1.5以下であり、好ましくは1以下又は1.0以下であることが好ましく、より好ましくは0.9以下であり、さらに好ましくは0.8以下である。一方、0.001以上が好ましく、より好ましくは0.01であり、さらに好ましくは0.1である。
最大吸光度(A)に対する最大吸光度Bとの比(B/A)の調整方法は特に限定されないが、例えばフラグメント重合体を含む重合体粒子の製造において、加水分解率を高めることで、その値を小さくすることができる。
The fragment polymer of the present disclosure preferably has a ratio (B/A) of maximum absorbance B to maximum absorbance (A) of, for example, 1.5 or less, preferably 1 or less, or 1.0 or less, More preferably it is 0.9 or less, still more preferably 0.8 or less. On the other hand, it is preferably 0.001 or more, more preferably 0.01, and still more preferably 0.1.
The method for adjusting the ratio (B/A) of the maximum absorbance B to the maximum absorbance (A) is not particularly limited, but for example, in the production of polymer particles containing fragment polymers, the value can be adjusted by increasing the hydrolysis rate. Can be made smaller.
本開示のフラグメント重合体の最大吸光度(A)が存在する吸収帯としては、好ましくは1550cm-1~1650cm-1であり、より好ましくは1555cm-1~1645cm-1である。本開示のフラグメント重合体の最大吸光度(B)が存在する吸収帯としては、好ましくは1650cm-1~1750cm-1であり、より好ましくは1655cm-1~1745cm-1である。 The absorption band in which the maximum absorbance (A) of the fragment polymer of the present disclosure exists is preferably from 1550 cm -1 to 1650 cm -1 , more preferably from 1555 cm -1 to 1645 cm -1 . The absorption band in which the maximum absorbance (B) of the fragment polymer of the present disclosure exists is preferably from 1650 cm -1 to 1750 cm -1 , more preferably from 1655 cm -1 to 1745 cm -1 .
本開示のフラグメント重合体の重量平均分子量は、500以上であることが好ましく、より好ましくは1000以上であり、さらに好ましくは1500以上である。一方、500000以下であることが好ましく、より好ましくは250000以下であり、さらに好ましくは100000以下である。本開示のフラグメント重合体の重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。 The weight average molecular weight of the fragment polymer of the present disclosure is preferably 500 or more, more preferably 1000 or more, and still more preferably 1500 or more. On the other hand, it is preferably 500,000 or less, more preferably 250,000 or less, and still more preferably 100,000 or less. The weight average molecular weight of the fragment polymers of the present disclosure can be measured using gel permeation chromatography (GPC).
本開示のフラグメント重合体は、本開示のバインダーの総量(好ましくは、前記重合体粒子100質量%、或いは、バインダーの固形分の総量)に対し、0.1質量%以上であることが好ましく、より好ましくは0.2質量%以上であり、さらに好ましくは0.3質量%以上である。一方、60質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以下であり、さらに好ましくは40質量%以下である。フラグメント重合体の含有量を上記範囲に調整することで、重合体粒子の密度を高くすることができ、高いサイクル特性が発現する傾向にある。 The fragment polymer of the present disclosure is preferably 0.1% by mass or more based on the total amount of the binder of the present disclosure (preferably 100% by mass of the polymer particles or the total amount of solid content of the binder), The content is more preferably 0.2% by mass or more, and still more preferably 0.3% by mass or more. On the other hand, the content is preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 40% by mass or less. By adjusting the content of the fragment polymer within the above range, the density of the polymer particles can be increased, and high cycle characteristics tend to be exhibited.
本開示のバインダーにおけるフラグメント重合体の形態は特に限定されず、球状、筒状、板状、不定形状等の粒子状にて局在化(好ましくは分散)していてもよいし、溶解した状態で存在していてもよい。 The form of the fragment polymer in the binder of the present disclosure is not particularly limited, and it may be localized (preferably dispersed) in the form of particles such as spherical, cylindrical, plate-like, irregularly shaped, etc., or it may be in a dissolved state. may exist.
フラグメント重合体が粒子形状である場合、本開示の重合体粒子の体積平均粒子径に対するフラグメント重合体の体積平均粒子径は、1/7以上であることが好ましく、より好ましくは1/6以上であり、さらに好ましくは1/5以上である。一方、2/3以下であることが好ましく、より好ましくは5/8以下であり、さらに好ましくは3/5以下である。 When the fragment polymer has a particle shape, the volume average particle diameter of the fragment polymer is preferably 1/7 or more, more preferably 1/6 or more with respect to the volume average particle diameter of the polymer particles of the present disclosure. Yes, and more preferably 1/5 or more. On the other hand, it is preferably 2/3 or less, more preferably 5/8 or less, and even more preferably 3/5 or less.
本開示のフラグメント重合体の組成は、前記重合体粒子にて例示した組成と同様であり、その好ましい態様も同様である。 The composition of the fragment polymer of the present disclosure is the same as the composition exemplified for the polymer particles, and its preferred embodiments are also the same.
本開示のフラグメント重合体は、上記一般式(1)で表される構造単位を有することが好ましい。上記一般式(1)で表される構造単位は、上記一般式(2)で表される単量体が重合反応により形成されてもよいが、他の方法で形成されてもよい。一般式(1)で表される構造単位や一般式(2)で表される単量体として、具体的には、上記した構造単位や単量体が挙げられる。 The fragment polymer of the present disclosure preferably has a structural unit represented by the above general formula (1). The structural unit represented by the above general formula (1) may be formed by a polymerization reaction of the monomer represented by the above general formula (2), but may also be formed by other methods. Specific examples of the structural unit represented by general formula (1) and the monomer represented by general formula (2) include the above-mentioned structural units and monomers.
本開示のフラグメント重合体は、多層構造を有していてもよく、例えばコア部とその外側に設けられたシェル部で構成された重合体であってもよい。 The fragment polymer of the present disclosure may have a multilayer structure, for example, a polymer composed of a core portion and a shell portion provided outside the core portion.
本開示のフラグメント重合体は、加水分解された重合体を含んでいてもよい。 Fragment polymers of the present disclosure may include hydrolyzed polymers.
本開示のフラグメント重合体は、公知の方法により取得することができる。例えば、本開示の重合体粒子を含む水溶液をろ過することによって、フラグメント重合体を濾別分離することができる。より詳細には、本開示の重合体粒子を含む水溶液をろ過することにより得られたろ液から、加熱乾燥するなどして溶媒を除去することで、フラグメント重合体を取得することができる。ろ過方法としては特に限定されないが、精密ろ過(MF)、限外ろ過(UF)、逆浸透(RO)などが挙げられる。前記ろ過においては、前記重合体粒子の体積平均粒子径の1/7~2/3(好ましくは1/6~5/8、より好ましくは1/5~3/5)に相当する開口径のフィルターを用いて濾別分離することが好ましい。 The fragment polymer of the present disclosure can be obtained by a known method. For example, fragment polymers can be separated by filtration by filtering an aqueous solution containing the polymer particles of the present disclosure. More specifically, a fragment polymer can be obtained by removing the solvent from a filtrate obtained by filtering an aqueous solution containing the polymer particles of the present disclosure, such as by heating and drying. The filtration method is not particularly limited, but includes microfiltration (MF), ultrafiltration (UF), reverse osmosis (RO), and the like. In the filtration, the opening diameter corresponds to 1/7 to 2/3 (preferably 1/6 to 5/8, more preferably 1/5 to 3/5) of the volume average particle diameter of the polymer particles. It is preferable to separate by filtration using a filter.
前記ろ液の乾燥条件は特に限定されないが、乾燥温度は、例えば80~180℃、好ましくは100℃~150℃であり、乾燥時間は、例えば30分~20時間、好ましくは3時間~10時間である。 The drying conditions for the filtrate are not particularly limited, but the drying temperature is, for example, 80 to 180°C, preferably 100 to 150°C, and the drying time is, for example, 30 minutes to 20 hours, preferably 3 hours to 10 hours. It is.
本開示のフラグメント重合体は、上記重合体粒子の体積平均粒子径が0.05~10μmである時は精密ろ過によって取得することができる。精密ろ過膜の開口径は特に制限はないが、0.05~10μmであることが好ましく、より好ましくは0.06~9μmであり、さらに好ましくは0.07~8μmである。 The fragment polymer of the present disclosure can be obtained by microfiltration when the volume average particle diameter of the polymer particles is 0.05 to 10 μm. The opening diameter of the microfiltration membrane is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 10 μm, more preferably 0.06 to 9 μm, and even more preferably 0.07 to 8 μm.
本開示のフラグメント重合体は、上記重合体粒子の体積平均粒子径が0.001~0.05μmである時は限外ろ過によって取得することができる。限外ろ過膜の開口径は特に制限はないが、0.001~0.05μmであることが好ましく、より好ましくは0.002~0.06μmであり、さらに好ましくは0.003~0.07μmである。本開示のフラグメント重合体は、上記重合体粒子の体積平均粒子径が0.001μm以下である時は逆浸透によって取得することができる。 The fragment polymer of the present disclosure can be obtained by ultrafiltration when the volume average particle diameter of the polymer particles is 0.001 to 0.05 μm. The opening diameter of the ultrafiltration membrane is not particularly limited, but it is preferably 0.001 to 0.05 μm, more preferably 0.002 to 0.06 μm, and even more preferably 0.003 to 0.07 μm. It is. The fragment polymer of the present disclosure can be obtained by reverse osmosis when the volume average particle diameter of the polymer particles is 0.001 μm or less.
精密ろ過によってフラグメント重合体を濾別分離する場合、具体的には、以下の方法を採用してもよい。すなわち、本開示の重合体粒子を含む水溶液700gを、精密ろ過モジュール(例えば、旭化成ケミカルズ(株)製のマイクローザMF)で350mLの処理液を排出させ濃縮し、得られた濃縮液に350mLの水を加えることを7回繰り返す。そして排出された処理液を全て回収し、該回収された処理液を上述の乾燥条件にて加熱乾燥を行うことで、フラグメント重合体を得てもよい。なお、上記重合体粒子を含む水溶液の固形分量は、3~30質量%が好ましく、5~20質量%がより好ましい。 When separating the fragment polymer by microfiltration, specifically, the following method may be employed. That is, 700 g of an aqueous solution containing the polymer particles of the present disclosure is concentrated by discharging 350 mL of the treated liquid using a microfiltration module (for example, Microza MF manufactured by Asahi Kasei Chemicals Co., Ltd.), and 350 mL of the solution is added to the obtained concentrated liquid. Repeat adding water 7 times. Then, a fragment polymer may be obtained by collecting all of the discharged processing liquid and heating and drying the collected processing liquid under the above-mentioned drying conditions. The solid content of the aqueous solution containing the polymer particles is preferably 3 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass.
<その他成分>
本開示のバインダーは、上記したフラグメント重合体を含む重合体粒子が、例えば、水に分散した混合物(以下、水分散体という場合もある)を含むことが好ましい。
<Other ingredients>
The binder of the present disclosure preferably includes a mixture in which polymer particles containing the fragment polymer described above are dispersed in water (hereinafter sometimes referred to as a water dispersion).
本開示のバインダーには、水分散体から乾燥して得られた重合体粒子を含有していてもよい。乾燥させる方法は特に限定されないが、例えば、加熱乾燥、減圧乾燥、噴霧乾燥等が挙げられる。 The binder of the present disclosure may contain polymer particles obtained by drying an aqueous dispersion. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include heat drying, reduced pressure drying, spray drying, and the like.
本開示のバインダーは、上記したフラグメント重合体を含む重合体粒子以外の任意の成分を含んでいてもよい。例えば、溶媒、分散剤、増粘剤、湿潤剤、pH調整剤、安定化剤、界面活性剤、酸化防止剤、重合禁止剤などが挙げられる。 The binder of the present disclosure may contain any component other than the polymer particles containing the fragment polymer described above. Examples include solvents, dispersants, thickeners, wetting agents, pH adjusters, stabilizers, surfactants, antioxidants, and polymerization inhibitors.
溶媒としては、水;メタノール、エタノール、イソピルアルコール、ヘキサノール等のアルコール類;アセトン、2-ブタノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類等が挙げられる。好ましくは、後述する水系溶媒であり、中でも水であることがより好ましい。溶剤の含有量は、特に限定されないが、本開示のバインダー100質量%中、例えば20~88質量%、好ましくは50~96質量%、より好ましくは70~95質量%である。 Examples of the solvent include water; alcohols such as methanol, ethanol, isopyl alcohol, and hexanol; ketones such as acetone and 2-butanone; and acetic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate. Preferably, the aqueous solvent described below is preferred, and water is particularly preferred. The content of the solvent is not particularly limited, but is, for example, 20 to 88% by weight, preferably 50 to 96% by weight, and more preferably 70 to 95% by weight based on 100% by weight of the binder of the present disclosure.
[バインダーの製造方法]
本開示のバインダーは、例えば、架橋性単量体や単官能エチレン性不飽和単量体等の原料単量体成分を、水系溶媒で重合させた後、重合体粒子を得ることにより製造することができる。重合させた後、後述する加水分解を実施して重合体を得ることによって製造してもよい。
[Binder manufacturing method]
The binder of the present disclosure can be manufactured by, for example, polymerizing raw material monomer components such as a crosslinkable monomer or a monofunctional ethylenically unsaturated monomer in an aqueous solvent and then obtaining polymer particles. I can do it. After polymerization, the polymer may be produced by performing hydrolysis as described below to obtain a polymer.
<重合方法>
重合方法としては、懸濁重合、乳化重合、分散重合等が挙げられる。中でも、乳化剤の存在下、上記原料単量体成分を反応溶媒(例えば水系溶媒)に分散させて(ラジカル)重合反応を行う乳化重合が好ましく、具体的には、本発明の重合体粒子の製造方法としては、乳化剤の存在下、上記式(2)で示される単量体の少なくとも1種を水系溶媒に分散させて重合反応を行う乳化重合を含むことが好ましい。乳化重合は、1段階のみで行ってもよく多段階で行ってもよい。
<Polymerization method>
Examples of polymerization methods include suspension polymerization, emulsion polymerization, and dispersion polymerization. Among these, emulsion polymerization is preferred, in which a (radical) polymerization reaction is carried out by dispersing the raw material monomer components in a reaction solvent (e.g., an aqueous solvent) in the presence of an emulsifier, and specifically, for producing the polymer particles of the present invention. The method preferably includes emulsion polymerization in which at least one monomer represented by the above formula (2) is dispersed in an aqueous solvent and a polymerization reaction is performed in the presence of an emulsifier. Emulsion polymerization may be performed in only one stage or in multiple stages.
前記乳化剤としては、1種又は2種以上を用いることができ、非反応型界面活性剤であっても、ラジカル重合可能な基を構造中に有する反応型界面活性剤であってもよい。 The emulsifier may be used alone or in combination of two or more, and may be a non-reactive surfactant or a reactive surfactant having a radically polymerizable group in its structure.
非反応型界面活性剤には、アニオン性、ノニオン性の界面活性剤が包含される。アニオン性界面活性剤としては、脂肪酸塩、アルキル(アリル)スルホン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸塩等が挙げられ、ノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンブロックポリマー等が挙げられる。 Non-reactive surfactants include anionic and nonionic surfactants. Examples of anionic surfactants include fatty acid salts, alkyl (allyl) sulfonates, alkyl sulfate salts, polyoxyethylene alkyl (phenyl) ether sulfates, etc., and examples of nonionic surfactants include polyoxyethylene Examples include alkyl (phenyl) ether, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene polyoxypropylene block polymer, and the like.
反応型界面活性剤には、アニオン性、ノニオン性の界面活性剤が包含される。アニオン性反応型界面活性剤としては、エーテルサルフェート型反応型界面活性剤、リン酸エステル系反応型界面活性剤が挙げられるが、これに限定されない。 The reactive surfactant includes anionic and nonionic surfactants. Examples of the anionic reactive surfactant include, but are not limited to, ether sulfate type reactive surfactants and phosphate ester type reactive surfactants.
乳化剤は、原料単量体成分の合計100質量部に対して、0.05質量部以上であることが好ましく、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.3質量部以上であり、20質量部以下であることが好ましく、より好ましくは10質量部以下、さらに好ましくは5質量部以下、特に好ましくは3質量部以下である。 The amount of the emulsifier is preferably 0.05 parts by mass or more, more preferably 0.1 parts by mass or more, and even more preferably 0.3 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the raw material monomer components in total. , is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or less, still more preferably 5 parts by mass or less, particularly preferably 3 parts by mass or less.
本開示において、水系溶媒とは、水単独、または水と水混和性有機溶媒との混合溶媒が挙げられるが、水単独であることが好ましい。水系溶媒とは、典型的には、水の含有量が50体積%を超える溶媒を指す。水としては、イオン交換水(脱イオン水)、蒸留水、純水等を用いることができる。水混和性有機溶媒としては、水と均一に混合し得る有機溶剤(C1-4アルキルアルコール等の低級アルコール等)を用いることができる。重合体中に有機溶媒が極力残存しないようにする観点から、水系溶媒の80体積%以上が水である水系溶媒が好ましく、水系溶媒の90体積%以上が水である水系溶媒がより好ましく、水系溶媒の95体積%以上が水である水系溶媒がさらに好ましく、実質的に水からなる水系溶媒(99.5体積%以上が水である水系溶媒)が特に好ましく、水単独であることが最も好ましい。 In the present disclosure, the aqueous solvent includes water alone or a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent, but water alone is preferable. An aqueous solvent typically refers to a solvent in which the content of water exceeds 50% by volume. As water, ion exchange water (deionized water), distilled water, pure water, etc. can be used. As the water-miscible organic solvent, an organic solvent (lower alcohol such as C 1-4 alkyl alcohol, etc.) that can be uniformly mixed with water can be used. From the viewpoint of preventing the organic solvent from remaining in the polymer as much as possible, an aqueous solvent in which 80% by volume or more of the aqueous solvent is water is preferable, an aqueous solvent in which 90% by volume or more in the aqueous solvent is water is more preferable; An aqueous solvent in which 95% by volume or more of the solvent is water is more preferred, an aqueous solvent consisting essentially of water (an aqueous solvent in which 99.5% by volume or more is water) is particularly preferred, and water alone is most preferred. .
原料単量体成分を重合する際には、例えば、重合開始剤の使用、紫外線や放射線の照射、熱の印加等の手段が用いられ、重合開始剤を使用することが好ましく、原料単量体成分を効率よく反応させ、残存するモノマーを十分に低減させる観点から、酸化剤及び還元剤を組み合わせた重合開始剤(レドックス型重合開始剤)が好ましい。 When polymerizing the raw material monomer components, methods such as using a polymerization initiator, irradiating ultraviolet rays or radiation, or applying heat are used, and it is preferable to use a polymerization initiator. A polymerization initiator that combines an oxidizing agent and a reducing agent (redox type polymerization initiator) is preferable from the viewpoint of efficiently reacting the components and sufficiently reducing the amount of residual monomer.
重合反応を行う際の反応温度は、特に限定されず、通常、好ましくは30℃以上、より好ましくは50℃以上であり、好ましくは100℃以下、より好ましくは95℃以下である。反応温度がこの範囲にあれば、重合反応の制御が容易である。 The reaction temperature during the polymerization reaction is not particularly limited, and is usually preferably 30°C or higher, more preferably 50°C or higher, and preferably 100°C or lower, more preferably 95°C or lower. If the reaction temperature is within this range, the polymerization reaction can be easily controlled.
<加水分解方法>
本開示の重合体粒子は、単官能エチレン性不飽和単量体と、例えば、架橋性単量体とを含有する原料単量体成分を上述のようにして水系溶媒中で重合させて重合体粒子を含む水分散体を得た後、部分的に又は完全に加水分解することにより製造してもよい。
<Hydrolysis method>
The polymer particles of the present disclosure are produced by polymerizing raw monomer components containing a monofunctional ethylenically unsaturated monomer and, for example, a crosslinking monomer in an aqueous solvent as described above. It may be produced by obtaining an aqueous dispersion containing the particles and then partially or completely hydrolyzing it.
本開示の重合体粒子の加水分解は、例えば、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カルシウム水溶液、アンモニア水溶液、シクロヘキシルアミン水溶液等の塩基性水溶液を重合体粒子を含む水分散体に添加することで加水分解を行うことができる。さらに、加水分解液に適宜酸を添加することで、部分中和又は完全中和を行うことができる。加水分解及び中和を行うことで、例えば、上記一般式(1)のR1に該当する基を水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土類金属原子、またはアンモニウムにできる。重合時、加水分解時、及び中和時に用いる酸や塩基の量を調整したり、R1が水素原子である単量体単位の割合を調整することで、重合体のpHや親水性を調整することができ、集電体に対する結着力を強くする傾向にある。 The polymer particles of the present disclosure can be hydrolyzed by, for example, adding a basic aqueous solution such as an aqueous sodium hydroxide solution, an aqueous calcium hydroxide solution, an aqueous ammonia solution, or an aqueous cyclohexylamine solution to an aqueous dispersion containing the polymer particles. It can be performed. Furthermore, partial or complete neutralization can be achieved by appropriately adding an acid to the hydrolyzed solution. By performing hydrolysis and neutralization, for example, the group corresponding to R 1 in the above general formula (1) can be converted into a hydrogen atom, an alkali metal atom, an alkaline earth metal atom, or ammonium. The pH and hydrophilicity of the polymer can be adjusted by adjusting the amount of acid or base used during polymerization, hydrolysis, and neutralization, and by adjusting the proportion of monomer units in which R 1 is a hydrogen atom. This tends to strengthen the binding force to the current collector.
上述の重合方法及び加水分解方法により得られた重合体粒子を含む水分散体は、フラグメント重合体を含む。従って、上記方法により得られた重合体粒子を含む水分散体をそのままバインダー樹脂として使用してもよいし、重合体粒子を含む水分散体をろ過することによって、フラグメントを濾別分離した後、得られたフラグメント重合体と別途作製した重合体粒子(好ましくは、重合体粒子を含む水分散体)を混合してバインダーとしてもよい。 The aqueous dispersion containing polymer particles obtained by the above-mentioned polymerization method and hydrolysis method contains a fragment polymer. Therefore, the aqueous dispersion containing polymer particles obtained by the above method may be used as it is as a binder resin, or after filtering the aqueous dispersion containing polymer particles to separate the fragments, A binder may be prepared by mixing the obtained fragment polymer with separately produced polymer particles (preferably an aqueous dispersion containing polymer particles).
[リチウムイオン電極用組成物]
本開示のリチウムイオン電極用組成物(電極用スラリーともいう)には、上記重合体粒子を含むバインダー(以下、バインダー1という場合がある)と負極活物質が含まれていればよい。バインダー1を用いることで、リチウムイオン電極用組成物の分散性が高められるためか、得られるリチウム二次電池のサイクル特性を高めることができる。バインダー1の含有量は特に限定されないが、前記バインダー1に含まれる重合体粒子が、リチウムイオン電極用組成物の総量(好ましくは、リチウムイオン電極用組成物の固形分の総量)に対して1質量%以上含まれていることが好ましく、より好ましくは1.5質量%以上であり、さらに好ましくは2質量%以上である。一方、前記含有量は、20質量%以下であることが好ましく、より好ましくは15質量%以下であり、さらに好ましくは10質量%以下である。上記範囲に含めることで、高いサイクル特性が発現し易い傾向にある。
[Composition for lithium ion electrode]
The composition for a lithium ion electrode (also referred to as an electrode slurry) of the present disclosure may contain a binder containing the polymer particles (hereinafter sometimes referred to as binder 1) and a negative electrode active material. By using Binder 1, the cycle characteristics of the obtained lithium secondary battery can be improved, probably because the dispersibility of the lithium ion electrode composition is improved. The content of the binder 1 is not particularly limited, but the amount of polymer particles contained in the binder 1 is 1 based on the total amount of the lithium ion electrode composition (preferably, the total amount of solid content of the lithium ion electrode composition). The content is preferably at least 1.5% by mass, more preferably at least 1.5% by mass, and still more preferably at least 2% by mass. On the other hand, the content is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less. By including it in the above range, high cycle characteristics tend to be easily exhibited.
なお、リチウムイオン電極用組成物に含まれるバインダー成分としては、上述のバインダー1以外のバインダー(以下、バインダー2という場合がある)が含まれていてもよい。バインダー2としては、ポリビニリデンフロライド、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;スチレン-ブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、メチルメタクリレートブタジエンゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴム;ポリアミドイミド等のポリアミド系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂;ポリアクリルアミド、ポリメチルメタクリレート等のポリ(メタ)アクリル系樹脂;ポリアクリル酸;メチルセルロース、エチルセルロース、トリエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アミノエチルセルロース等のセルロース系樹脂;エチレンビニルアルコール、ポリビニルアルコール等のビニルアルコール系樹脂;等が挙げられ、中でもセルロース系樹脂が好ましい。これらのバインダー2は単独で使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。また負極の製造時、これらのバインダーは、溶媒に溶けた状態であっても、溶媒に分散した状態であっても構わない。 Note that the binder component contained in the composition for a lithium ion electrode may include a binder other than the above-mentioned binder 1 (hereinafter sometimes referred to as binder 2). As the binder 2, fluorine resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber, nitrile butadiene rubber, methyl methacrylate butadiene rubber, and chloroprene rubber; polyamide resins such as polyamideimide; polyethylene , polyolefin resins such as polypropylene; poly(meth)acrylic resins such as polyacrylamide and polymethyl methacrylate; polyacrylic acid; cellulose resins such as methyl cellulose, ethyl cellulose, triethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and aminoethyl cellulose; ethylene vinyl alcohol, Examples include vinyl alcohol resins such as polyvinyl alcohol, among which cellulose resins are preferred. These binders 2 may be used alone or in combination of two or more. Furthermore, during the production of the negative electrode, these binders may be in a state dissolved in a solvent or in a state dispersed in a solvent.
バインダー1の含有量は、バインダー1及びバインダー2の合計量100質量%中、例えば30~100質量%であり、好ましくは50~95質量%、より好ましくは60~90質量%である。 The content of Binder 1 is, for example, 30 to 100% by weight, preferably 50 to 95% by weight, and more preferably 60 to 90% by weight, based on 100% by weight of the total amount of Binder 1 and Binder 2.
[負極活物質]
本開示の負極活物質としては、ケイ素を含む負極活物質(以下シリコン系負極活物質という場合もある)、炭素材料、複合金属酸化物(ただし、ケイ素原子は含まない)、リチウム合金などが挙げられる。
[Negative electrode active material]
Examples of the negative electrode active material of the present disclosure include negative electrode active materials containing silicon (hereinafter sometimes referred to as silicon-based negative electrode active materials), carbon materials, composite metal oxides (however, they do not contain silicon atoms), lithium alloys, etc. It will be done.
シリコン系負極活物質としては、ケイ素(Si)、ケイ素を含む合金、ケイ素を含む炭化物、ケイ素を含む窒化物、ケイ素を含む酸化物などが挙げられる。具体的には、Si、SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOx(0<x≦2)、SnSiOx、LiSiOを例示することができる。中でも、リチウムイオン二次電池のサイクル特性をより高くする観点から、ケイ素を含む酸化物が好ましく、より好ましくはSiOx(0<x≦2)、さらに好ましくは一酸化ケイ素(SiO)等である。 Examples of silicon-based negative electrode active materials include silicon (Si), alloys containing silicon, carbides containing silicon, nitrides containing silicon, and oxides containing silicon. Specifically, Si, SiB4 , SiB6 , Mg2Si , Ni2Si, TiSi2 , MoSi2 , CoSi2, NiSi2 , CaSi2 , CrSi2 , Cu5Si , FeSi2 , MnSi2 , NbSi 2 , TaSi2 , VSi2 , WSi2 , ZnSi2, SiC, Si3N4 , Si2N2O , SiOx (0<x≦2), SnSiOx , and LiSiO. Among them, from the viewpoint of improving the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery, oxides containing silicon are preferred, more preferably SiO x (0<x≦2), and even more preferably silicon monoxide (SiO). .
炭素材料としては、グラファイト、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンフィブリル等が挙げられる。 Examples of carbon materials include graphite, carbon black, fullerene, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, carbon fibrils, and the like.
複合金属酸化物としては、ポリアセン系導電性ポリマー、チタン酸リチウム等が挙げられる。 Examples of the composite metal oxide include polyacene-based conductive polymers, lithium titanate, and the like.
本開示の負極活物質は、1種であってもよく、2種以上を併用してもよい。より好ましくは、2種以上である。 The negative electrode active materials of the present disclosure may be used alone or in combination of two or more. More preferably, two or more types are used.
中でも、本開示の負極活物質は、シリコン系負極活物質を含むことが好ましく、シリコン系負極活物質とその他の負極活物質(具体的には、炭素材料、複合金属酸化物、及びリチウム合金から選択される少なくとも1種)とを含むことがより好ましく、シリコン系負極活物質と炭素材料とを含むことがさらに好ましい。 Among these, the negative electrode active material of the present disclosure preferably includes a silicon-based negative electrode active material, and includes a silicon-based negative electrode active material and other negative electrode active materials (specifically, carbon materials, composite metal oxides, and lithium alloys). It is more preferable to include at least one selected type of active material, and even more preferably to include a silicon-based negative electrode active material and a carbon material.
ケイ素(好ましくは、シリコン系負極活物質)の含有量は、分散性の観点から負極活物質の総量に対し、5質量%以上であることが好ましく、より好ましくは7質量%以上であり、さらに好ましくは10質量%以上である。一方、前記含有量は90質量%以下であることが好ましく、より好ましくは80質量%以下であり、さらに好ましくは70質量%以下である。 The content of silicon (preferably silicon-based negative electrode active material) is preferably 5% by mass or more, more preferably 7% by mass or more, based on the total amount of negative electrode active material from the viewpoint of dispersibility, and Preferably it is 10% by mass or more. On the other hand, the content is preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, still more preferably 70% by mass or less.
本開示のリチウムイオン電極用組成物には、負極活物質が、リチウムイオン電極用組成物の固形分の総量に対して85質量%以上含まれていることが好ましく、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。一方、前記含有量は99質量%以下であることが好ましく、より好ましくは98質量%以下であり、さらに好ましくは97質量%以下である。 The composition for a lithium ion electrode of the present disclosure preferably contains a negative electrode active material in an amount of 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more based on the total solid content of the composition for a lithium ion electrode. and more preferably 95% by mass or more. On the other hand, the content is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, still more preferably 97% by mass or less.
本開示のリチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)は、その他成分を含んでいてもよい。その他成分としては、導電助剤、溶剤、分散剤、増粘剤、成膜助剤、湿潤剤、pH調整剤、安定化剤、重合禁止剤、界面活性剤、接着促進剤、充填剤、酸化防止剤、帯電防止剤、染料、顔料などが挙げられる。 The composition for a lithium ion electrode (preferably the composition for a negative electrode of a lithium ion secondary battery) of the present disclosure may contain other components. Other ingredients include conductive aids, solvents, dispersants, thickeners, film-forming aids, wetting agents, pH adjusters, stabilizers, polymerization inhibitors, surfactants, adhesion promoters, fillers, and oxidation agents. Examples include inhibitors, antistatic agents, dyes, and pigments.
導電助剤としては、リチウムイオン二次電池の出力を向上させやすい傾向にあることから、導電性カーボンが好ましい。導電性カーボンとしては、例えば、カーボンブラック、ファイバー状カーボン、黒鉛等が挙げられるが、より好ましくは、カーボンブラックである。カーボンブラックとしては、具体的には、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。導電助剤は、1種であってもよく、2種以上を併用してもよい。 As the conductive aid, conductive carbon is preferable because it tends to improve the output of the lithium ion secondary battery. Examples of the conductive carbon include carbon black, fibrous carbon, and graphite, but carbon black is more preferred. Specific examples of carbon black include Ketjen black, acetylene black, and the like. The number of conductive aids may be one type, or two or more types may be used in combination.
導電助剤の含有率は、リチウムイオン二次電池の出力特性及び電気特性を向上させる観点から、リチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)の総量(好ましくは、リチウムイオン電極用組成物の固形分の総量)に対し0.01質量%以上含まれることが好ましく、より好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは1質量%以上である。一方、前記含有率は15質量%以下であることが好ましく、より好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。
また、負極活物質及び導電助剤の合計含有率は、リチウムイオン電極用組成物の固形分の総量に対し86質量%以上含まれることが好ましく、より好ましくは91質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。一方、前記合計含有率は、99質量%以下であることが好ましく、より好ましくは98質量%以下であり、さらに好ましくは97質量%以下である。
The content of the conductive additive is determined by the total amount of the lithium ion electrode composition (preferably the lithium ion secondary battery negative electrode composition) from the viewpoint of improving the output characteristics and electrical characteristics of the lithium ion secondary battery. The content is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and still more preferably 1% by mass or more based on the total solid content of the lithium ion electrode composition. On the other hand, the content is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less.
Further, the total content of the negative electrode active material and the conductive additive is preferably 86% by mass or more, more preferably 91% by mass or more, and even more preferably is 95% by mass or more. On the other hand, the total content is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less, still more preferably 97% by mass or less.
溶媒としては、水;メタノール、エタノール、イソピルアルコール、ヘキサノール等のアルコール類;アセトン、2-ブタノン等のケトン類;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等の酢酸エステル類;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、1,2-ジメチルエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のエーテル類等が挙げられ、中でも水単独、または水と水混和性有機溶媒(C1-4アルキルアルコール等の低級アルコール等)との混合溶媒が好ましい。水と水混和性有機溶媒の混合溶媒である場合、その体積比の好ましい態様は、前述の水系溶媒で説明した好ましい態様と同様である。溶媒は、1種であってもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of solvents include water; alcohols such as methanol, ethanol, isopyl alcohol, and hexanol; ketones such as acetone and 2-butanone; acetate esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and butyl acetate; tetrahydrofuran, diethyl ether, etc. , 2-dimethylethane, diethylene glycol dimethyl ether, etc. Among them, water alone or a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent (lower alcohol such as C 1-4 alkyl alcohol, etc.) is preferred. In the case of a mixed solvent of water and a water-miscible organic solvent, the preferred embodiment of the volume ratio is the same as the preferred embodiment described for the aqueous solvent described above. The number of solvents may be one type, or two or more types may be used in combination.
溶媒の含有率は、リチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)の総量に対し20質量%以上含まれることが好ましく、より好ましくは25質量%以上であり、さらに好ましくは30質量%以上である。一方、前記含有率は70質量%以下であることが好ましく、より好ましくは60質量%以下であり、さらに好ましくは50質量%以下である。 The content of the solvent is preferably 20% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, based on the total amount of the lithium ion electrode composition (preferably the lithium ion secondary battery negative electrode composition), and Preferably it is 30% by mass or more. On the other hand, the content is preferably 70% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less.
本開示のリチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)の25℃でのpHは、集電体の腐食を抑制する観点から、好ましくは5以上、より好ましくは5.5以上、より一層好ましくは6以上、さらに好ましくは6.5以上である。また、リチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)の25℃でのpHは、集電体の腐食を抑制する観点から、好ましくは10以下、より好ましくは9以下、より一層好ましくは8以下、さらに好ましくは7.5以下である。 The pH at 25°C of the lithium ion electrode composition (preferably the lithium ion secondary battery negative electrode composition) of the present disclosure is preferably 5 or more, more preferably 5 or more, from the viewpoint of suppressing corrosion of the current collector. .5 or more, even more preferably 6 or more, still more preferably 6.5 or more. In addition, the pH at 25°C of the lithium ion electrode composition (preferably the lithium ion secondary battery negative electrode composition) is preferably 10 or less, more preferably 9 or less, from the viewpoint of suppressing corrosion of the current collector. , even more preferably 8 or less, still more preferably 7.5 or less.
本開示のリチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)は、バインダーに含まれる特定の重合体粒子によって、活物質やその他成分を高濃度で分散させることができるため、省エネルギー化が可能となり、電極の生産を向上させることができる。 The composition for a lithium ion electrode (preferably the composition for a negative electrode of a lithium ion secondary battery) of the present disclosure is capable of dispersing the active material and other components at a high concentration due to the specific polymer particles contained in the binder. , it becomes possible to save energy and improve electrode production.
[リチウムイオン二次電池負極]
リチウムイオン二次電池用の電極には、正極及び負極が含まれる。本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の電極は、いずれの電極にも用いることができるが、負極に好適に使用できる。
[Lithium ion secondary battery negative electrode]
Electrodes for lithium ion secondary batteries include a positive electrode and a negative electrode. Although the electrode of the lithium ion secondary battery according to this embodiment can be used as any electrode, it can be preferably used as a negative electrode.
リチウムイオン二次電池用の負極は、負極集電体上に、上述のリチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)から形成された負極合材層を有する。負極集電体に用いられる金属としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金等が挙げられる。これらの中では銅が好ましい。なお、負極集電体の形状や寸法は特に制限されない。 A negative electrode for a lithium ion secondary battery has a negative electrode composite layer formed from the above-mentioned lithium ion electrode composition (preferably a lithium ion secondary battery negative electrode composition) on a negative electrode current collector. Examples of metals used for the negative electrode current collector include iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, and platinum. Among these, copper is preferred. Note that the shape and dimensions of the negative electrode current collector are not particularly limited.
[リチウムイオン二次電池負極の製造方法]
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池の電極は、例えば、集電体に、上述のリチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)を塗布したり、集電体をリチウムイオン電極用組成物(好ましくはリチウムイオン二次電池負極用組成物)に浸漬させたりした後、乾燥させて、負極合材層を形成させることで製造できる。乾燥させる温度は、40℃以上が好ましく、より好ましくは50℃以上である。一方、前記温度は、150℃以下であることが好ましく、より好ましくは130℃以下である。電極には、必要により、例えば、金型プレス、ロールプレス等を用いて加圧処理を施してもよい。
[Method for manufacturing lithium ion secondary battery negative electrode]
The electrode of the lithium ion secondary battery according to the present embodiment can be prepared, for example, by applying the above-described composition for a lithium ion electrode (preferably a composition for a negative electrode of a lithium ion secondary battery) to a current collector, or It can be manufactured by immersing the material in a lithium ion electrode composition (preferably a lithium ion secondary battery negative electrode composition) and then drying it to form a negative electrode composite layer. The drying temperature is preferably 40°C or higher, more preferably 50°C or higher. On the other hand, the temperature is preferably 150°C or lower, more preferably 130°C or lower. If necessary, the electrode may be subjected to pressure treatment using, for example, a mold press, a roll press, or the like.
前記リチウムイオン二次電池用の負極は、そのプレス前の密度が高められている点においても好ましい。リチウムイオン電極用組成物(電極用スラリー)の分散性が高められている程、プレス前密度が高くなる傾向にある。そして、リチウムイオン電極用組成物の分散性が高められている(すなわちプレス前密度が高められている)ことで、サイクル特性をより高めることができる。前記リチウムイオン二次電池用の負極のプレス前密度は1.0以上が好ましい。また該プレス前密度の上限は特に限定されないが、例えば1.3以下である。なお、前記プレス前密度は、以下の方法により測定することができる。すなわち、集電体にリチウムイオン電極用組成物を、乾燥後の塗工重量が5.69~5.95g/cm2となるように塗布し、60℃で10分間熱風乾燥し、次いで80℃で10時間真空乾燥処理を行い、プレス前負極を得る。その後、前記プレス前負極を円形(Φ12mm)で3枚打ち抜き、3枚の負極合材層を得る。各負極合材層の厚みと重量を測定し、その平均値を算出する。そして下記の(式1)からプレス前密度(g/cm3)を算出すればよい。なお、各負極合材層の厚みと重量を測定する際は、負極合材層1枚につき負極合材層の厚み、重量を3回ずつ測定し、3回の平均値を各負極合材層の厚み及び重量とすることが好ましい。
プレス前密度(g/cm3)=負極合材層重量(g)/{1.1304(cm2)×負極合材厚み(cm)} (式1)
The negative electrode for a lithium ion secondary battery is also preferable in that its density before pressing is increased. The higher the dispersibility of the lithium ion electrode composition (electrode slurry), the higher the density before pressing tends to be. Furthermore, since the dispersibility of the lithium ion electrode composition is improved (that is, the density before pressing is increased), the cycle characteristics can be further improved. The density before pressing of the negative electrode for the lithium ion secondary battery is preferably 1.0 or more. Further, the upper limit of the density before pressing is not particularly limited, but is, for example, 1.3 or less. Note that the pre-press density can be measured by the following method. That is, a lithium ion electrode composition was coated on a current collector so that the coating weight after drying was 5.69 to 5.95 g/cm 2 , dried with hot air at 60°C for 10 minutes, and then heated at 80°C. A vacuum drying process is performed for 10 hours to obtain a pre-press negative electrode. Thereafter, three circular pieces (Φ12 mm) are punched out from the unpressed negative electrode to obtain three negative electrode composite layers. The thickness and weight of each negative electrode composite material layer are measured, and the average value thereof is calculated. Then, the density before pressing (g/cm 3 ) may be calculated from the following (Formula 1). When measuring the thickness and weight of each negative electrode composite material layer, measure the thickness and weight of each negative electrode composite material layer three times, and calculate the average value of the three times for each negative electrode composite material layer. It is preferable to set the thickness and weight to .
Density before pressing (g/cm 3 )=Negative electrode composite layer weight (g)/{1.1304 (cm 2 )×Negative electrode composite material thickness (cm)} (Formula 1)
[リチウムイオン二次電池]
本開示のリチウムイオン二次電池は、正極と上記負極を含有する。より具体的には、このリチウムイオン二次電池は、正極及び上記負極と、該正極及び負極との間に設けられたセパレーターと、該セパレーターに含浸された状態で、該正極及び負極等と共に外装ケースに収容される電解液とを備える。
[Lithium ion secondary battery]
The lithium ion secondary battery of the present disclosure includes a positive electrode and the negative electrode. More specifically, this lithium ion secondary battery includes a positive electrode, the negative electrode, a separator provided between the positive electrode and the negative electrode, and an exterior packaging together with the positive electrode, negative electrode, etc. while the separator is impregnated with the separator. and an electrolytic solution housed in the case.
正極としては、特に限定されず、公知のものを使用してもよい。 The positive electrode is not particularly limited, and any known positive electrode may be used.
セパレーターとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂等の樹脂からなるフィルムを用いることができる。 As the separator, for example, a film made of a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, or a resin such as a fluororesin can be used.
電解液には、支持電解質を有機溶媒に溶解させた電解液を用いることができる。支持電解質としては、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiSbF6、LiAlCl4、LiClO4、CF3SO3Li、C4F9SO3Li、CF3COOLi、(CF3CO)2NLi、(FSO2)2NLi、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)2NLi等が挙げられる。前記有機溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、メチルエチルカーボネート、フルオロエチレンカーボネート等のカーボネート、γ-ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル等が挙げられる。
電解液における支持電解質の濃度は特に限定されないが、好ましくは0.5~2.5mol/L、より好ましくは0.8~1.5mol/Lである。
As the electrolytic solution, an electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent can be used. A lithium salt is used as the supporting electrolyte. Examples of lithium salts include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi. , (FSO 2 ) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) 2 NLi, and the like. Examples of the organic solvent include carbonates such as dimethyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, methyl ethyl carbonate, and fluoroethylene carbonate, esters such as γ-butyrolactone and methyl formate, and 1,2-dimethoxyethane. and ethers such as tetrahydrofuran.
The concentration of the supporting electrolyte in the electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 2.5 mol/L, more preferably 0.8 to 1.5 mol/L.
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池は、例えば、正極と負極とをセパレーターを介して重ね合わせ、得られた積層体を電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口することにより、容易に製造することができる。 The lithium ion secondary battery according to this embodiment can be produced by, for example, stacking a positive electrode and a negative electrode with a separator in between, placing the obtained laminate in a battery container, and sealing the battery container by pouring an electrolyte into the battery container. , can be easily manufactured.
電池容器には、必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子等の過電流防止素子、リード板等を入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をしてもよい。電池の形状としては、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型等が挙げられるが、本開示は、かかる例示のみに限定されるものではない。 If necessary, an expanded metal, a fuse, an overcurrent prevention element such as a PTC element, a lead plate, etc. may be placed in the battery container to prevent pressure increase inside the battery and overcharging and discharging. Examples of the shape of the battery include a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, etc., but the present disclosure is not limited to these examples.
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「質量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be explained in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, unless otherwise specified, "parts" shall mean "parts by mass" and "%" shall mean "% by mass."
<体積平均粒子径>
重合体粒子をイオン交換水で希釈したもの(希釈液)を光散乱粒度分布測定機(スペクトリス社製「Zetasizer Ultra」)を用いて測定して、動的光散乱法により重合体粒子の体積平均粒子径(nm)を求めた。前記希釈液としては、重合体粒子水分散体をイオン交換水で重合体粒子の濃度が0.01~0.05質量%となるように希釈したものを使用することが推奨される。
<Volume average particle diameter>
The polymer particles diluted with ion-exchanged water (dilute solution) were measured using a light scattering particle size distribution analyzer ("Zetasizer Ultra" manufactured by Spectris), and the volume average of the polymer particles was determined by dynamic light scattering method. The particle diameter (nm) was determined. As the diluent, it is recommended to use a polymer particle aqueous dispersion diluted with ion-exchanged water so that the concentration of the polymer particles is 0.01 to 0.05% by mass.
<固形分量>
重合体粒子水分散体の固形分量は、蓋つきのガラス製シャーレに試料(重合体粒子水分散体)を約1.0gとなるように秤量し、ふたを開けた状態で120℃、30分間熱風乾燥させ、その後、速やかに蓋をし、ガラス製のシャーレを取り出し、以下の式に基づいて固形分を算出した。
重合体粒子水分散体の固形分量(%)=[{乾燥後のガラス製シャーレの質量(g)-ガラス製のシャーレの風袋質量(g)}]/[{乾燥前のガラス製シャーレの質量(g)-ガラス製のシャーレの風袋質量(g)}]×100
<Solid content>
To determine the solid content of the aqueous polymer particle dispersion, weigh the sample (aqueous polymer particle dispersion) to approximately 1.0 g in a glass petri dish with a lid, and heat it with hot air at 120°C for 30 minutes with the lid open. After drying, the glass petri dish was quickly covered with a lid, and the solid content was calculated based on the following formula.
Solid content (%) of polymer particle aqueous dispersion = [{Mass of glass petri dish after drying (g) - Tare weight of glass petri dish (g)}] / [{Mass of glass petri dish before drying (g) - Tare weight of glass petri dish (g)}] x 100
<フラグメント重合体の評価>
(1-1)処理液の乾燥物(フラグメント重合体)の作製
精密ろ過モジュール(旭化成ケミカルズ(株)製、マイクローザMF)を用いて各重合体粒子水分散体を精製した際に得られた処理液を熱風乾燥機を用いて120℃で5時間乾燥することにより処理液の乾燥物を得た。なお、前記処理液は、以下の方法により作製することが推奨される。すなわち、各製造例で得られた重合体粒子水分散体700gを、精密ろ過モジュール(旭化成ケミカルズ(株)製、マイクローザMF、型式:PSP-103)で350mLの処理液を排出させ濃縮し、得られた濃縮液に350mLの水を加えることを7回繰り返す。この際排出された処理液を前記処理液とすることが好ましい。
(1-2)フラグメント重合体の含有量の算出
下記の(式2)からフラグメント重合体の含有量を算出した。
フラグメント重合体の含有量(%)={処理液の乾燥物(g)/重合体粒子水分散体の固形分量(g)}×100 (式2)
(1-3)赤外吸収スペクトル測定
(1-1)で得られた乾燥物(フラグメント重合体)の赤外吸収スペクトルの測定(赤外線全反射測定:ATR法)は、日本分光社製Thermo Nicolet社製のNEXUS-670を用い、ダイヤモンド結晶を装着して室温、分解能4cm-1、積算回数32回の条件で測定した。得られた赤外吸収スペクトにおいて吸収帯1550cm-1以上1650cm-1以下の範囲における最大吸光度をAとし、吸収帯1650cm-1以上1750cm-1以下の範囲における最大吸光度をBとした。そして、吸光度比B/Aを求めた。
<Evaluation of fragment polymer>
(1-1) Preparation of dried product (fragment polymer) of the treatment liquid. A dried product of the treatment liquid was obtained by drying the treatment liquid at 120° C. for 5 hours using a hot air dryer. Note that it is recommended that the treatment liquid be produced by the following method. That is, 700 g of the polymer particle aqueous dispersion obtained in each production example was concentrated by discharging 350 mL of the treatment liquid using a microfiltration module (manufactured by Asahi Kasei Chemicals, Microza MF, model: PSP-103). Adding 350 mL of water to the obtained concentrate is repeated 7 times. It is preferable to use the treatment liquid discharged at this time as the treatment liquid.
(1-2) Calculation of content of fragment polymer The content of fragment polymer was calculated from the following (Formula 2).
Fragment polymer content (%) = {dry product of treatment liquid (g)/solid content of polymer particle aqueous dispersion (g)} x 100 (Formula 2)
(1-3) Infrared absorption spectrum measurement The infrared absorption spectrum of the dried product (fragment polymer) obtained in (1-1) was measured (infrared total reflection measurement: ATR method) using a Thermo Nicolet manufactured by JASCO Corporation. Measurement was carried out using NEXUS-670 manufactured by Co., Ltd., equipped with a diamond crystal, at room temperature, with a resolution of 4 cm -1 , and with 32 integrations. In the obtained infrared absorption spectrum, the maximum absorbance in the absorption band range of 1550 cm -1 to 1650 cm -1 was designated as A, and the maximum absorbance in the absorption band range of 1650 cm -1 to 1750 cm -1 was designated as B. Then, the absorbance ratio B/A was determined.
[重合体粒子の合成]
<製造例1>
攪拌機、温度計及び冷却管を備えたステンレス製の反応釜に、脱イオン水684.8質量部、及びエーテルサルフェート型アンモニウム塩を主成分とするアニオン性反応型界面活性剤アデカリアソープSR-20(有効成分100質量%、ADEKA社製)をイオン交換水で有効成分25.0質量%に希釈したもの(以下、「SR-20(有効成分25.0質量%)」という)0.72質量部を加え、内温を75℃まで昇温し、同温度に保った。滴下ロートAにメチルメタクリレート(以下「MMA」と称する)67.2質量部、n-ブチルアクリレート(以下「BA」と称する)67.2質量部、1,6-ヘキサンジオールジメタクリレート(以下「16HX」と称する)0.68質量部、SR-20(有効成分25.0質量%)11.3質量部、及び脱イオン水123.7質量部とを投入して、滴下ロートA内で滴下用プレエマルションAを調製した。滴下ロートBにアクリル酸メチル(以下「MA」と称する)149.7質量部、ジビニルベンゼン(日鉄ケミカル&マテリアル社製、ジビニルベンゼン純度81%、以下「DVB810」と称する)0.34質量部、SR-20(有効成分25.0質量%)12.0質量部、アンモニア水溶液(濃度28質量%)0.27質量部、及び脱イオン水137.7質量部を投入して、滴下ロートB内で滴下用プレエマルションBを調製した。滴下ロートCに過酸化水素水(濃度0.57質量%)320質量部を投入した。滴下ロートDにL-アスコルビン酸水溶液(濃度0.89質量%)320質量部を投入した。
次に、反応釜内を窒素ガスで置換した後、MMA7.5質量部とBA7.5質量部の混合単量体組成物15.0質量部、過酸化水素水(濃度0.48質量%)20質量部、及びL-アスコルビン酸水溶液(濃度0.75質量%)20質量部を反応釜内に添加して、初期重合反応を行った。続いて、滴下ロートAから滴下用プレエマルションAを60分間、滴下ロートBから滴下用プレエマルションBを180分間、滴下ロートCから過酸化水素水を240分間、滴下ロートDからL-アスコルビン酸水溶液を240分間滴下した。なお、滴下用プレエマルションBは、滴下用プレエマルションAの滴下が完了した直後に滴下を開始した。滴下終了後、反応釜の内温を75℃に保持し、同温度で2時間保持して熟成した後、反応溶液を冷却して、重合体粒子(1)が分散した重合体粒子水分散体(1a)を得た。重合体粒子水分散体(1a)の固形分量は13.94質量%であり、重合体粒子(1)の体積平均粒子径は191nmであった。
[Synthesis of polymer particles]
<Manufacture example 1>
In a stainless steel reaction pot equipped with a stirrer, a thermometer, and a cooling tube, 684.8 parts by mass of deionized water and Adecaria Soap SR-20, an anionic reactive surfactant whose main component is an ether sulfate type ammonium salt, were placed. (active ingredient 100% by mass, manufactured by ADEKA) diluted with ion exchange water to 25.0% by mass of active ingredient (hereinafter referred to as "SR-20 (active ingredient 25.0% by mass)") 0.72 mass The internal temperature was raised to 75°C and maintained at the same temperature. In dropping funnel A, 67.2 parts by mass of methyl methacrylate (hereinafter referred to as "MMA"), 67.2 parts by mass of n-butyl acrylate (hereinafter referred to as "BA"), and 1,6-hexanediol dimethacrylate (hereinafter referred to as "16HX") were added. ), 11.3 parts by mass of SR-20 (25.0% by mass of active ingredient), and 123.7 parts by mass of deionized water, and placed in the dropping funnel A for dropping. Pre-emulsion A was prepared. In dropping funnel B, 149.7 parts by mass of methyl acrylate (hereinafter referred to as "MA") and 0.34 parts by mass of divinylbenzene (manufactured by Nippon Steel Chemical & Materials, divinylbenzene purity 81%, hereinafter referred to as "DVB810") , 12.0 parts by mass of SR-20 (active ingredient 25.0% by mass), 0.27 parts by mass of ammonia aqueous solution (concentration 28% by mass), and 137.7 parts by mass of deionized water were added to dropping funnel B. A pre-emulsion B for dropping was prepared in a container. 320 parts by mass of hydrogen peroxide solution (concentration 0.57% by mass) was charged into dropping funnel C. 320 parts by mass of an aqueous L-ascorbic acid solution (concentration 0.89% by mass) was charged into dropping funnel D.
Next, after purging the inside of the reaction vessel with nitrogen gas, 15.0 parts by mass of a mixed monomer composition of 7.5 parts by mass of MMA and 7.5 parts by mass of BA, hydrogen peroxide solution (concentration 0.48% by mass) 20 parts by mass and 20 parts by mass of an aqueous L-ascorbic acid solution (concentration 0.75% by mass) were added into the reaction vessel to perform an initial polymerization reaction. Subsequently, pre-emulsion A for dropping was added from dropping funnel A for 60 minutes, pre-emulsion B for dropping was added for 180 minutes from dropping funnel B, hydrogen peroxide solution was added for 240 minutes from dropping funnel C, and L-ascorbic acid aqueous solution was added from dropping funnel D. was added dropwise for 240 minutes. Note that the dropping pre-emulsion B started dropping immediately after the dropping of the dropping pre-emulsion A was completed. After completion of the dropping, the internal temperature of the reaction vessel was maintained at 75°C, and after aging by maintaining at the same temperature for 2 hours, the reaction solution was cooled to form a polymer particle aqueous dispersion in which polymer particles (1) were dispersed. (1a) was obtained. The solid content of the aqueous polymer particle dispersion (1a) was 13.94% by mass, and the volume average particle diameter of the polymer particles (1) was 191 nm.
<製造例2>
前記重合体粒子水分散体(1a)700.0質量部、及び塩基性水溶液として水酸化ナトリウム水溶液(濃度20.0質量%)117.6質量部を混合し、25℃で終夜撹拌することにより、加水分解された重合体粒子(2)が分散した重合体粒子水分散体(2a)を得た。この際、重合体粒子水分散体中(1a)のMAのモル数に対し、加えた水酸化ナトリウムのモル数の割合は100%であった。また、重合体粒子水分散体(2a)の固形分量は13.59質量%であり、重合体粒子(2)の体積平均粒子径は644nmであった。
<Manufacture example 2>
By mixing 700.0 parts by mass of the polymer particle aqueous dispersion (1a) and 117.6 parts by mass of an aqueous sodium hydroxide solution (concentration 20.0% by mass) as a basic aqueous solution, and stirring at 25 ° C. overnight. A polymer particle aqueous dispersion (2a) in which hydrolyzed polymer particles (2) were dispersed was obtained. At this time, the ratio of the number of moles of sodium hydroxide added to the number of moles of MA in the aqueous dispersion of polymer particles (1a) was 100%. Further, the solid content of the aqueous polymer particle dispersion (2a) was 13.59% by mass, and the volume average particle diameter of the polymer particles (2) was 644 nm.
<製造例3>
製造例1において粒子組成の比率を表1の通り変更したこと以外は、製造例1と同様にして重合体粒子(3)が分散した重合体粒子水分散体(3a)を合成した。重合体粒子水分散体(3a)の固形分量は14.49質量%であり、重合体粒子(3)の体積平均粒子径は166nmであった。なお、表1中のRHMAは、2-ヒドロキシメチルアクリル酸メチルを表す。
<Manufacture example 3>
An aqueous polymer particle dispersion (3a) in which polymer particles (3) were dispersed was synthesized in the same manner as in Production Example 1, except that the ratio of the particle composition in Production Example 1 was changed as shown in Table 1. The solid content of the aqueous polymer particle dispersion (3a) was 14.49% by mass, and the volume average particle diameter of the polymer particles (3) was 166 nm. Note that RHMA in Table 1 represents methyl 2-hydroxymethylacrylate.
<製造例4>
前記重合体粒子水分散体(3a)700.0質量部、及び塩基性水溶液として水酸化ナトリウム水溶液(濃度20.0質量%)51.2質量部を混合し、25℃で終夜撹拌することにより、部分的に加水分解された重合体粒子(4)が分散した重合体粒子水分散体(4a)を得た。この際、重合体粒子水分散体(3a)中のRHMAとMAの合計のモル数に対し、加えた水酸化ナトリウムのモル数の割合は50%であった。重合体粒子水分散体(4a)の固形分量は12.09質量%であり、重合体粒子(4)の体積平均粒子径は548nmであった。
<Manufacture example 4>
By mixing 700.0 parts by mass of the polymer particle aqueous dispersion (3a) and 51.2 parts by mass of an aqueous sodium hydroxide solution (concentration 20.0% by mass) as a basic aqueous solution, and stirring at 25 ° C. overnight. An aqueous polymer particle dispersion (4a) in which partially hydrolyzed polymer particles (4) were dispersed was obtained. At this time, the ratio of the number of moles of sodium hydroxide added to the total number of moles of RHMA and MA in the aqueous dispersion of polymer particles (3a) was 50%. The solid content of the aqueous polymer particle dispersion (4a) was 12.09% by mass, and the volume average particle diameter of the polymer particles (4) was 548 nm.
<製造例5>
前記重合体粒子水分散体(3a)700.0質量部、及び塩基性水溶液として水酸化ナトリウム水溶液(濃度20.0質量%)102.4質量部を混合し、25℃で終夜撹拌することにより、加水分解された重合体粒子(5)が分散した重合体粒子水分散体(5a)を得た。この際、重合体粒子水分散体(3a)中のRHMAとMAの合計のモル数に対し、加えた水酸化ナトリウムのモル数の割合は100%であった。重合体粒子水分散体(5a)の固形分量は13.62質量%であり、重合体粒子(5)の体積平均粒子径は274nmであった。
<Manufacture example 5>
By mixing 700.0 parts by mass of the polymer particle aqueous dispersion (3a) and 102.4 parts by mass of an aqueous sodium hydroxide solution (concentration 20.0% by mass) as a basic aqueous solution, and stirring at 25 ° C. overnight. A polymer particle aqueous dispersion (5a) in which hydrolyzed polymer particles (5) were dispersed was obtained. At this time, the ratio of the number of moles of sodium hydroxide added to the total number of moles of RHMA and MA in the aqueous dispersion of polymer particles (3a) was 100%. The solid content of the aqueous polymer particle dispersion (5a) was 13.62% by mass, and the volume average particle diameter of the polymer particles (5) was 274 nm.
<製造例6>
前記重合体粒子水分散体(4a)700gを限外ろ過モジュール(旭化成ケミカルズ(株)製、マイクローザMF、型式:PSP-103)で350mLの処理液を排出させ濃縮し、350mLの水を加えることを7回繰り返すことで精製した。そして前記重合体粒子水分散体(4a)からフラグメント成分の量を少なくした重合体粒子水分散体(6a)を得た。重合体粒子水分散体(6a)の固形分量は7.6質量%であった。尚、体積平均粒子径2/3~1/7に相当する目開きのフィルターで処理した際の処理液に含まれる微小成分のことをフラグメント成分とすることが好ましい。
<Manufacture example 6>
700 g of the polymer particle aqueous dispersion (4a) is concentrated by discharging 350 mL of the treatment liquid using an ultrafiltration module (manufactured by Asahi Kasei Chemicals, Microza MF, model: PSP-103), and 350 mL of water is added. It was purified by repeating this 7 times. A polymer particle aqueous dispersion (6a) with a reduced amount of fragment components was obtained from the polymer particle aqueous dispersion (4a). The solid content of the polymer particle aqueous dispersion (6a) was 7.6% by mass. Incidentally, it is preferable to refer to the minute components contained in the processing liquid when the processing liquid is processed through a filter having an opening corresponding to a volume average particle diameter of 2/3 to 1/7 as a fragment component.
<製造例7>
製造例6において重合体粒子水分散体(4a)の代わりに前記重合体粒子水分散体(5a)を用いて精製し、重合体粒子水分散体(7a)を得た。重合体粒子水分散体(7a)の固形分量は8.35質量%であった。
<Manufacture example 7>
In Production Example 6, the aqueous polymer particle dispersion (5a) was used instead of the aqueous polymer particle dispersion (4a) for purification to obtain an aqueous polymer particle dispersion (7a). The solid content of the aqueous polymer particle dispersion (7a) was 8.35% by mass.
<製造例8>
製造例6において重合体粒子水分散体(4a)の代わりに重合体粒子水分散体(3a)を用いて精製し、この際排出された重合体粒子水分散体(3a)のフラグメント重合体を含有する処理液を処理液(1)として得た。前記処理液(1)を熱風乾燥機を用いて120℃で乾燥することで濃度6.57質量%まで濃縮し、処理液(2)を得た。重合体粒子水分散体(6a)(濃度7.6質量%)468質量部と処理液(2)(濃度6.57質量%)232質量部を混合することで重合体粒子水分散体(8a)を得た。重合体粒子水分散体(8a)の固形分量は7.26質量%であった。
<Manufacture example 8>
In Production Example 6, the aqueous polymer particle dispersion (3a) was used instead of the aqueous polymer particle dispersion (4a) for purification, and the fragment polymer of the aqueous polymer particle dispersion (3a) discharged at this time was purified. A processing solution containing the above was obtained as processing solution (1). The treatment liquid (1) was concentrated to a concentration of 6.57% by mass by drying at 120° C. using a hot air dryer to obtain a treatment liquid (2). Polymer particle aqueous dispersion (8a) was prepared by mixing 468 parts by mass of polymer particle aqueous dispersion (6a) (concentration 7.6% by mass) and 232 parts by mass of treatment liquid (2) (concentration 6.57% by mass). ) was obtained. The solid content of the aqueous polymer particle dispersion (8a) was 7.26% by mass.
[バインダーの評価]
[実施例1]
(1-1)電極用スラリーの調製
カルボキシメチルセルロース(ダイセルファインケム社製、商品名「CMCダイセル2200」、以下「CMC」と称する)をイオン交換水に投入し、撹拌脱泡機(シンキー社製、あわとり練太郎ARE-310)を使用して、2000rpmで10分間撹拌混合することにより、濃度2質量%のCMC水溶液を調製した。前記で得られたCMC水溶液50質量部と、負極活物質(1)(昭和電工マテリアルズ社製、黒鉛活物質、「MAGE」)80質量部、負極活物質(2)(信越化学工業社製、シリコン活物質、「KSC-1265」)20質量部、導電助剤(1)(昭和電工社製、黒鉛化炭素繊維、「VGCF-H」)2質量部、導電助剤(2)(デンカ社製、カーボンブラック、「デンカブラック粉状品」)3質量部、イオン交換水を所定量添加し、撹拌脱泡機を使用して、2000rpmで27分間撹拌混合した。その後、製造例2で得られた重合体水分散体(2a)(濃度13.59質量%)をバインダー(2b)として22.08質量部と所定量のイオン交換水を加えて混合することで電極用スラリー(負極組成物)を調製した。その際、電極用スラリー粘度が800±300mPa・sとなるように加えるイオン交換水の量を調整した。前記電極用スラリーの固形分を表2に示す。
[Binder evaluation]
[Example 1]
(1-1) Preparation of slurry for electrodes Carboxymethyl cellulose (manufactured by Daicel FineChem Co., Ltd., product name "CMC Daicel 2200", hereinafter referred to as "CMC") was added to ion-exchanged water, and a stirring deaerator (manufactured by Shinky Co., Ltd., A CMC aqueous solution having a concentration of 2% by mass was prepared by stirring and mixing at 2000 rpm for 10 minutes using a Awatori Rentaro ARE-310). 50 parts by mass of the CMC aqueous solution obtained above, 80 parts by mass of negative electrode active material (1) (manufactured by Showa Denko Materials Co., Ltd., graphite active material, "MAGE"), negative electrode active material (2) (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) , silicon active material, "KSC-1265") 20 parts by mass, conductive aid (1) (manufactured by Showa Denko, graphitized carbon fiber, "VGCF-H") 2 parts by mass, conductive aid (2) (Denka) A predetermined amount of ion-exchanged water and 3 parts by mass of carbon black (manufactured by Denka Black, Inc., "Denka Black Powder Product") were added, and the mixture was stirred and mixed at 2000 rpm for 27 minutes using a stirring defoamer. Thereafter, by adding and mixing 22.08 parts by mass of the polymer aqueous dispersion (2a) (concentration 13.59% by mass) obtained in Production Example 2 (concentration 13.59% by mass) as a binder (2b) and a predetermined amount of ion-exchanged water. An electrode slurry (negative electrode composition) was prepared. At that time, the amount of ion-exchanged water to be added was adjusted so that the viscosity of the electrode slurry was 800±300 mPa·s. Table 2 shows the solid content of the electrode slurry.
(1-2)プレス前密度評価
集電体である銅箔(福田金属箔粉工業社製、厚み16μm)に、前記で得られた電極用スラリーを、乾燥後の塗工重量が5.69~5.95g/cm2となるようにアプリケーターで塗布し、60℃で10分間熱風乾燥し、次いで80℃で10時間真空乾燥処理を行い、プレス前負極を得た。その後、前記プレス前負極を円形(Φ12mm)で3枚打ち抜き、3枚の負極合材層を得た。各負極合材層の厚みと重量を測定し、その平均値を算出した。その際、各負極合材層の厚み、重量は3回ずつ測定し、3回の平均値を各負極合材層の厚み及び重量の測定値とした。そして下記の(式1)からプレス前密度(g/cm3)を算出した。
プレス前密度(g/cm3)=負極合材層重量(g)/{1.1304(cm2)×負極合材厚み(cm)} (式1)
プレス前密度の結果を表2に示す。
(1-2) Density evaluation before pressing The electrode slurry obtained above was applied to a copper foil (manufactured by Fukuda Metal Foil and Powder Industries Co., Ltd., thickness 16 μm) as a current collector, and the coating weight after drying was 5.69 μm. It was coated with an applicator to give a weight of ~5.95 g/cm 2 , dried with hot air at 60°C for 10 minutes, and then vacuum-dried at 80°C for 10 hours to obtain a pre-pressed negative electrode. Thereafter, three circular pieces (Φ12 mm) were punched out from the unpressed negative electrode to obtain three negative electrode composite layers. The thickness and weight of each negative electrode composite material layer were measured, and the average value thereof was calculated. At that time, the thickness and weight of each negative electrode composite material layer were measured three times, and the average value of the three measurements was taken as the measured value of the thickness and weight of each negative electrode composite material layer. Then, the density before pressing (g/cm 3 ) was calculated from the following (Formula 1).
Density before pressing (g/cm 3 )=Negative electrode composite layer weight (g)/{1.1304 (cm 2 )×Negative electrode composite material thickness (cm)} (Formula 1)
Table 2 shows the results of the density before pressing.
(1-3)電池評価用の負極の作製
集電体である銅箔(福田金属箔粉工業社製、厚み16μm)に、前記で得られた電極用スラリーを、乾燥後の塗工重量が5.82g/cm2となるようにアプリケーターで塗布し、60℃で10分間熱風乾燥し、次いで80℃で10時間真空乾燥処理を行った。その後、ロールプレス機により密度1.5g/cm3となるまで加圧成形し、負極を得た。
(1-3) Preparation of negative electrode for battery evaluation The electrode slurry obtained above was applied to a copper foil (manufactured by Fukuda Metal Foil and Powder Industries Co., Ltd., thickness 16 μm) as a current collector, so that the coating weight after drying was It was coated with an applicator at a weight of 5.82 g/cm 2 , dried with hot air at 60°C for 10 minutes, and then vacuum-dried at 80°C for 10 hours. Thereafter, the material was pressure-molded using a roll press machine until the density reached 1.5 g/cm 3 to obtain a negative electrode.
(1-4)電池の作製
正極としてリチウム箔(本城金属社製、厚み0.5mm)、前記で得られた負極、及びポリエチレン製セパレーター(厚み25μm)を、それぞれ円形(負極Φ12mm、リチウム箔Φ15mm、セパレーターΦ16mm)に打ち抜いた。CR2032コイン型電池用部品(宝泉社製:ケース(SUS316L製)、キャップ(SUS316L製)、スペーサー(0.5mm厚、SUS316L製)、ウェーブワッシャー(SUS316L製)、ガスケット(ポリプロピレン製))を用いて、以下の手順でコイン型リチウムイオン二次電池をそれぞれ作製した。
まず、ガスケットを装着したキャップ、リチウム箔、セパレーターをこの順で重ねた。次に、エチレンカーボネート(キシダ化学社製):ジメチルカーボネート(キシダ化学社製):フルオロエチレンカーボネート(キシダ化学社製)=2:7:1(体積比)溶液にLiPF6(ステラケミファ社製)を1.0mol/Lの濃度で溶解させて調製した電解液を、セパレーターに含浸させた。そして、負極塗布面がリチウム箔と対向するように、前記で得られた負極を設置し、その上にスペーサー、ウェーブワッシャー、ケースをこの順で重ね、カシメ機(宝泉社製)で封口してコイン型リチウムイオン二次電池を作製した。
(1-4) Production of battery A lithium foil (manufactured by Honjo Kinzoku Co., Ltd., thickness 0.5 mm) was used as a positive electrode, the negative electrode obtained above, and a polyethylene separator (thickness 25 μm) were each placed in a circular shape (negative electrode Φ12 mm, lithium foil It was punched out into Φ15mm, separator Φ16mm). Using CR2032 coin battery parts (manufactured by Hosensha: case (made of SUS316L), cap (made of SUS316L), spacer (0.5 mm thick, made of SUS316L), wave washer (made of SUS316L), gasket (made of polypropylene)) Each coin-type lithium ion secondary battery was manufactured using the following procedure.
First, a cap with a gasket attached, lithium foil, and a separator were layered in this order. Next, ethylene carbonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.): dimethyl carbonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.): fluoroethylene carbonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.): fluoroethylene carbonate (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) = 2:7:1 (volume ratio) solution was mixed with LiPF 6 (manufactured by Stella Chemifa). The separator was impregnated with an electrolytic solution prepared by dissolving the following at a concentration of 1.0 mol/L. Then, place the negative electrode obtained above so that the negative electrode coated surface faces the lithium foil, stack the spacer, wave washer, and case on top of it in this order, and seal it with a crimping machine (manufactured by Hosensha). A coin-type lithium-ion secondary battery was fabricated using this method.
(1-5)充放電試験
前記で得られたコイン型リチウムイオン二次電池(設計容量3.73mAh)について、温度25℃の環境下、充放電試験装置(アスカ電子社製)を使用し、容量維持率の測定を行った。0.1Cで0.01Vまで定電流定電圧放電し、0.1C、0.1C、0.2C、1C、2C、0.1Cの順で、1.5Vまで定電流充電し、各充放電時には10分の充放電休止時間を設けて充放電試験を行った。その容量維持率を表2に示す。容量維持率が高いほど、サイクル特性に優れているといえる。
(1-5) Charge/discharge test The coin-type lithium ion secondary battery (designed capacity 3.73 mAh) obtained above was tested using a charge/discharge test device (manufactured by Asuka Electronics) in an environment at a temperature of 25°C. The capacity retention rate was measured. Constant current constant voltage discharge to 0.01V at 0.1C, constant current charge to 1.5V in the order of 0.1C, 0.1C, 0.2C, 1C, 2C, 0.1C, each charge/discharge. The charging/discharging test was sometimes conducted with a charging/discharging pause time of 10 minutes. Table 2 shows the capacity retention rate. It can be said that the higher the capacity retention rate, the better the cycle characteristics.
[実施例2]
製造例2で得られた重合体水分散体(2a)であるバインダー(2b)の代わりに、製造例4で得られた重合体水分散体(4a)(濃度12.09%)をバインダー(4b)として24.81質量部を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で評価した。
[Example 2]
Instead of the binder (2b), which is the aqueous polymer dispersion (2a) obtained in Production Example 2, the aqueous polymer dispersion (4a) obtained in Production Example 4 (concentration 12.09%) was used as the binder (2b). Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, except that 24.81 parts by mass of 4b) was used.
[実施例3]
製造例2で得られた重合体水分散体(2a)であるバインダー(2b)の代わりに、製造例7で得られた重合体水分散体(7a)(濃度8.35%)をバインダー(7b)として35.92質量部を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で評価した。
[Example 3]
Instead of the binder (2b) which is the aqueous polymer dispersion (2a) obtained in Production Example 2, the aqueous polymer dispersion (7a) obtained in Production Example 7 (concentration 8.35%) was used as the binder (2b). Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, except that 35.92 parts by mass of 7b) was used.
[比較例1]
製造例2で得られた重合体水分散体(2a)であるバインダー(2b)の代わりに、製造例1で得られた重合体水分散体(1a)(濃度13.94%)をバインダー(1b)として21.52質量部を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で評価した。
[Comparative example 1]
Instead of the binder (2b) which is the aqueous polymer dispersion (2a) obtained in Production Example 2, the aqueous polymer dispersion (1a) obtained in Production Example 1 (concentration 13.94%) was used as the binder (2b). Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, except that 21.52 parts by mass of 1b) was used.
[比較例2]
製造例2で得られた重合体水分散体(2a)であるバインダー(2b)の代わりに、製造例8で得られた重合体水分散体(8a)(濃度7.26%)をバインダー(8b)として41.33質量部を用いたこと以外は、実施例1と同様の手順で評価した。
[Comparative example 2]
Instead of the binder (2b) which is the aqueous polymer dispersion (2a) obtained in Production Example 2, the aqueous polymer dispersion (8a) obtained in Production Example 8 (concentration 7.26%) was used as the binder (2b). Evaluation was performed in the same manner as in Example 1, except that 41.33 parts by mass of 8b) was used.
表1および表2の結果から、本開示のリチウム二次電池用バインダーを含む電極用スラリーは分散性に優れており、また得られるリチウムイオン二次電池は高いサイクル特性を発現することが明らかとなった。 From the results in Tables 1 and 2, it is clear that the electrode slurry containing the binder for lithium secondary batteries of the present disclosure has excellent dispersibility, and the obtained lithium ion secondary batteries exhibit high cycle characteristics. became.
Claims (5)
該重合体粒子に、赤外スペクトルにおける吸収帯の1550cm-1~1650cm-1の最大吸光度Aに対する、1650cm-1~1750cm-1の最大吸光度Bとの比(B/A)が、0~1.5であるフラグメント重合体を含む、リチウムイオン二次電極用バインダー。 A binder for a lithium ion secondary electrode containing polymer particles,
The ratio (B/A) of the maximum absorbance B of 1650 cm -1 to 1750 cm -1 to the maximum absorbance A of 1550 cm -1 to 1650 cm -1 in the absorption band in the infrared spectrum of the polymer particles is 0 to 1. A binder for a lithium ion secondary electrode, comprising a fragment polymer having a composition of .5.
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