JP5462016B2 - Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery and composition for heat-resistant protective layer - Google Patents

Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery and composition for heat-resistant protective layer Download PDF

Info

Publication number
JP5462016B2
JP5462016B2 JP2010025442A JP2010025442A JP5462016B2 JP 5462016 B2 JP5462016 B2 JP 5462016B2 JP 2010025442 A JP2010025442 A JP 2010025442A JP 2010025442 A JP2010025442 A JP 2010025442A JP 5462016 B2 JP5462016 B2 JP 5462016B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
protective layer
heat
resistant protective
secondary battery
binder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2010025442A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011165430A (en
Inventor
貴志 松山
皇雄 三崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon A&L Inc
Original Assignee
Nippon A&L Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon A&L Inc filed Critical Nippon A&L Inc
Priority to JP2010025442A priority Critical patent/JP5462016B2/en
Publication of JP2011165430A publication Critical patent/JP2011165430A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5462016B2 publication Critical patent/JP5462016B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、二次電池耐熱保護層用バインダーおよび耐熱保護層用組成物に関するものである。更に詳しくは、耐熱保護層フィラーとの結着能力に優れた二次電池耐熱保護層用バインダーおよび強固な結着能力を有した二次電池耐熱保護層用組成物に関するものである。   The present invention relates to a binder for a heat resistant protective layer for a secondary battery and a composition for a heat resistant protective layer. More specifically, the present invention relates to a secondary battery heat-resistant protective layer binder excellent in binding ability with a heat-resistant protective layer filler, and a secondary battery heat-resistant protective layer composition having strong binding ability.

リチウムイオン二次電池は、軽量でエネルギー密度が大きいことから、小型電子機器を初めとして、自動車あるいは住宅の電源としての活用が検討されており、安全性の更なる向上が要望されている。従来から、正負極間の短絡防止を目的に、無機フィラーを主剤とした保護層を電池内部に設けることが提案されている。
例えば、特開平9−147916号公報(特許文献1)では、無機フィラーと水溶性ポリマーから構成される保護層を電極上に設けることで、安全性に優れた非水二次電池が得られることが提案されている。また、WO2009−096528号公報(特許文献2)では、無機フィラーおよびポリマーバインダーとして特定重合度の水溶性高分子および粒子状の非水溶性高分子を用いた耐熱保護層を電池内部に設けることによる短絡防止が提案されている。
Lithium ion secondary batteries are lightweight and have a high energy density. Therefore, their use as a power source for automobiles or houses, including small electronic devices, has been studied, and further improvements in safety are desired. Conventionally, for the purpose of preventing a short circuit between positive and negative electrodes, it has been proposed to provide a protective layer containing an inorganic filler as a main component inside the battery.
For example, in JP-A-9-147916 (Patent Document 1), a non-aqueous secondary battery excellent in safety can be obtained by providing a protective layer composed of an inorganic filler and a water-soluble polymer on an electrode. Has been proposed. In WO2009-096528 (Patent Document 2), a heat-resistant protective layer using a water-soluble polymer having a specific polymerization degree and a particulate water-insoluble polymer as an inorganic filler and a polymer binder is provided inside the battery. Short circuit prevention has been proposed.

特開平9−147916号公報JP-A-9-147916

WO2009−096528号公報WO2009-096528

しかしながら、上記特許文献1に記載の水溶性ポリマーや、特許文献2に記載のポリマーバインダーは、フィラー同士、およびフィラーと活物質層との結着力が不十分であり、耐熱保護層としての機能が不十分である。
そこで、本発明の目的は、フィラーや活物質層などとの結着力に優れた二次電池耐熱保護層用バインダーおよび耐熱保護層用組成物を提供することにある。
However, the water-soluble polymer described in Patent Document 1 and the polymer binder described in Patent Document 2 have insufficient bonding power between fillers and between the filler and the active material layer, and function as a heat-resistant protective layer. It is insufficient.
Then, the objective of this invention is providing the binder for secondary battery heat-resistant protective layers excellent in the binding power with a filler, an active material layer, etc., and the composition for heat-resistant protective layers.

上記した課題を解決するため、フィラーとバインダーを含有するリチウムイオン二次電池耐熱保護層において、該バインダーが、脂肪族共役ジエン系単量体とエチレン系不飽和カルボン酸単量体を含む単量体混合物を乳化重合して得られるカルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスであり、ラテックス中の重合体粒子の数平均粒子径が50〜250nmであることを特徴としている。 In order to solve the above problems, a lithium ion secondary battery heat-resistant protective layer containing a filler and a binder, wherein the binder comprises an aliphatic conjugated diene monomer and an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer Ri carboxy-modified diene polymer latex der obtained a body mixture by emulsion polymerization, the number-average particle size of the polymer particles in the latex is characterized by a 50 to 250 nm.

本発明の二次電池耐熱保護層用バインダーは、カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスであることを特徴としているため、フィラーや活物質層などとの結着力、および耐電解液性に優れており、その結果として短絡防止効果に優れた耐熱保護層を形成することができる。 Since the binder for the heat-resistant protective layer of the secondary battery of the present invention is characterized by being a carboxy-modified diene polymer latex, it has excellent binding power to the filler and active material layer, etc., and electrolyte resistance, As a result, it is possible to form a heat-resistant protective layer having an excellent short circuit prevention effect.

以下に本発明について詳しく説明する。
本発明におけるカルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスは、脂肪族共役ジエン系単量体とエチレン系不飽和カルボン酸単量体を必須成分とし、任意成分として、これらと共重合可能な他の単量体を共重合して得られるものである。
The present invention is described in detail below.
The carboxy-modified diene polymer latex in the present invention comprises an aliphatic conjugated diene monomer and an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer as essential components, and other monomers copolymerizable with these as optional components. Is obtained by copolymerization.

脂肪族共役ジエン系単量体としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などが挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特に1,3−ブタジエンが好ましい。
脂肪族共役ジエン系単量体は、5〜85重量%(全単量体の合計は100重量%)であることが好ましく、さらに好ましくは、10〜70重量%である。5重量%未満であると、バインダーとして機能せず結着力に劣る傾向にあり、85重量%を超えると、共重合体ラテックスの重合安定性が劣り凝集物が増えるなど生産性が劣る傾向があり、好ましくない。
Aliphatic conjugated diene monomers include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, substituted Examples thereof include linear conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes, and one or more kinds can be used. 1,3-butadiene is particularly preferable.
The aliphatic conjugated diene monomer is preferably 5 to 85% by weight (total of all monomers is 100% by weight), more preferably 10 to 70% by weight. If it is less than 5% by weight, it does not function as a binder and tends to be inferior in binding power. If it exceeds 85% by weight, the copolymer latex tends to be inferior in polymerization stability and productivity tends to be inferior. Is not preferable.

エチレン系不飽和カルボン酸単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などのモノまたはジカルボン酸(無水物)等が挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。   Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer include mono- or dicarboxylic acids (anhydrides) such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and the like. More than seeds can be used.

エチレン系不飽和カルボン酸単量体は0.1〜20重量%(全単量体の合計は100重量%)であることが好ましい。エチレン系不飽和カルボン酸単量体が0.1重量%未満ではフィラーの結着性が劣る傾向にあり、耐熱保護層の剥離が起こり、短絡防止機能を示さなくなるため、安全上問題である。また、20重量%を超えるとラテックスの粘度が高くなり、共重合体ラテックス自身の取り扱い上の問題を生じる傾向にあるため好ましくない。さらに好ましくは0.5〜10重量%である。   The ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is preferably 0.1 to 20% by weight (the total of all monomers is 100% by weight). If the amount of the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is less than 0.1% by weight, the binding property of the filler tends to be inferior, the heat-resistant protective layer is peeled off, and the short-circuit preventing function is not exhibited, which is a safety problem. On the other hand, if it exceeds 20% by weight, the viscosity of the latex tends to be high, which tends to cause problems in handling the copolymer latex itself, which is not preferable. More preferably, it is 0.5 to 10% by weight.

これらと共重合可能な他の単量体としては、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体、ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体、不飽和カルボン酸アミド系単量体等が挙げられ、これらは、1種または2種以上用いることができる。中でも、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体および/または不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体を用いることで、フィラーや活物質層などとの結着力と、耐電解液性のバランスが良好となるため、これらを組み合わせることが好ましい。   Other monomers copolymerizable with these include aromatic vinyl monomers, vinyl cyanide monomers, unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers, and unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group. Examples thereof include monomers and unsaturated carboxylic acid amide monomers, and these can be used alone or in combination of two or more. Among them, by using an aromatic vinyl monomer, a vinyl cyanide monomer and / or an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer, the binding force with a filler or an active material layer, etc. Since the balance of properties becomes good, it is preferable to combine them.

芳香族ビニル系単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、メチルα−メチルスチレン、ビニルトルエンおよびジビニルベンゼン等が挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にスチレンが好ましい。   Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, α-methylstyrene, methyl α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene, and the like, and one or more can be used. Styrene is particularly preferable.

シアン化ビニル系単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどが挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にアクリロニトリル、メタクリロニトリルが好ましい。   Examples of the vinyl cyanide monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile and the like, and one or more can be used. In particular, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable.

不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、グリシジルメタクリレート、ジメチルフマレート、ジエチルフマレート、ジメチルマレエート、ジエチルマレエート、ジメチルイタコネート、モノメチルフマレート、モノエチルフマレート、2−エチルヘキシルアクリレート等が挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にメチルメタクリレート、ブチルアクリレートが好ましい。   Unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomers include methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, glycidyl methacrylate, dimethyl fumarate, diethyl fumarate, dimethyl maleate, diethyl maleate, dimethyl itaconate , Monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-ethylhexyl acrylate and the like, and one kind or two or more kinds can be used. In particular, methyl methacrylate and butyl acrylate are preferable.

ヒドロキシアルキル基を含有する不飽和単量体としては、β−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレート、3−クロロ−2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、ジ−(エチレングリコール)マレエート、ジ−(エチレングリコール)イタコネート、2−ヒドロキシエチルマレエート、ビス(2−ヒドロキシエチル)マレエート、2−ヒドロキシエチルメチルフマレートなどが挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にβ−ヒドロキシエチルアクリレート、β−ヒドロキシエチルメタクリレートが好ましい。   Examples of unsaturated monomers containing a hydroxyalkyl group include β-hydroxyethyl acrylate, β-hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, and 3-chloro-2-hydroxypropyl. Methacrylate, di- (ethylene glycol) maleate, di- (ethylene glycol) itaconate, 2-hydroxyethyl maleate, bis (2-hydroxyethyl) maleate, 2-hydroxyethyl methyl fumarate, etc. More than one species can be used. In particular, β-hydroxyethyl acrylate and β-hydroxyethyl methacrylate are preferable.

不飽和カルボン酸アミド系単量体としては、アクリルアミド、メタクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド、N−メチロールメタクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド等が挙げられ、1種または2種以上用いることができる。特にアクリルアミド、メタクリルアミドが好ましい。   Examples of unsaturated carboxylic acid amide monomers include acrylamide, methacrylamide, N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, and the like, and one or more of them can be used. Particularly preferred are acrylamide and methacrylamide.

さらに、上記単量体の他に、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、塩化ビニル、塩化ビニリデン等、通常の乳化重合において使用される単量体は何れも使用可能である。   Further, in addition to the above monomers, any of the monomers used in ordinary emulsion polymerization such as ethylene, propylene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl chloride, vinylidene chloride can be used.

脂肪族共役ジエン系単量体とエチレン性不飽和カルボン酸単量体の必須成分と共重合可能な他の単量体は、0〜94.9重量%が好ましいが、さらに好ましくは5〜89.5重量%(全単量体の合計は100重量%)である。特に、芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体および/または不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体の合計は、5〜85重量%、さらに好ましくは10〜75重量%(全単量体の合計は100重量%)の範囲であることが好ましい。この範囲内にすることで、フィラーや活物質層などとの結着力と耐電解液性のバランスがより良好となる。   The other monomer copolymerizable with the essential component of the aliphatic conjugated diene monomer and the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is preferably 0 to 94.9% by weight, more preferably 5 to 89%. 0.5% by weight (total of all monomers is 100% by weight). In particular, the total of the aromatic vinyl monomer, vinyl cyanide monomer and / or unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer is 5 to 85% by weight, more preferably 10 to 75% by weight (total The total of the monomers is preferably in the range of 100% by weight. By making it within this range, the balance between the binding force with the filler, the active material layer, and the like and the resistance to the electrolytic solution become better.

上述の単量体を乳化重合してカルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスを製造するに際しては、常用の乳化剤、重合開始剤、還元剤、連鎖移動剤、酸化還元触媒、炭化水素系溶剤、電解質、重合促進剤、キレート剤等を使用することができる。   In producing a carboxy-modified diene polymer latex by emulsion polymerization of the above-mentioned monomers, conventional emulsifiers, polymerization initiators, reducing agents, chain transfer agents, redox catalysts, hydrocarbon solvents, electrolytes, polymerization Accelerators, chelating agents and the like can be used.

乳化剤としては、高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩等のアニオン性界面活性剤あるいはポリエチレングリコールのアルキルエステル型、アルキルフェニルエーテル型、アルキルエーテル型等のノニオン性界面活性剤が挙げられ、これらを1種又は2種以上使用することができる。特に、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩が好ましい。   As an emulsifier, anionic surfactants such as sulfate esters of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, sulfate esters of nonionic surfactants, etc. Examples thereof include nonionic surfactants such as an alkyl ester type, an alkyl phenyl ether type, and an alkyl ether type of polyethylene glycol, and one or more of these can be used. In particular, alkylbenzene sulfonate and alkyl diphenyl ether disulfonate are preferable.

重合開始剤としては、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤、クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、t−ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド等の油溶性重合開始剤を適宜用いることができる。特に過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムの水溶性重合開始剤、クメンハイドロパーオキサイドの油溶性重合開始剤の使用が好ましい。   As the polymerization initiator, water-soluble polymerization initiators such as potassium persulfate, sodium persulfate, ammonium persulfate, cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, acetyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, An oil-soluble polymerization initiator such as 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide can be appropriately used. In particular, water-soluble polymerization initiators such as potassium persulfate, sodium persulfate and ammonium persulfate and oil-soluble polymerization initiators of cumene hydroperoxide are preferred.

還元剤としては、亜硫酸塩、亜硫酸水素塩、ピロ亜硫酸塩、亜ニチオン酸塩、ニチオン酸塩、チオ硫酸塩、ホルムアルデヒドスルホン酸塩、ベンズアルデヒドスルホン酸塩、また、L−アスコルビン酸、エリソルビン酸、酒石酸、クエン酸などのカルボン酸類及びその塩、更にはデキストロース、サッカロースなどの還元糖類、更にはジメチルアニリン、トリエタノールアミンなどのアミン類が挙げられる。特にL−アスコルビン酸、エリソルビン酸、が好ましい。   As a reducing agent, sulfite, bisulfite, pyrosulfite, nitrite, nithionate, thiosulfate, formaldehyde sulfonate, benzaldehyde sulfonate, L-ascorbic acid, erythorbic acid, tartaric acid And carboxylic acids such as citric acid and salts thereof, further reducing sugars such as dextrose and saccharose, and amines such as dimethylaniline and triethanolamine. In particular, L-ascorbic acid and erythorbic acid are preferable.

連鎖移動剤としては、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ステアリルメルカプタン等のアルキルメルカプタン、ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のチウラム系化合物、2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノール等のフェノール系化合物、アリルアルコール等のアリル化合物、ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素等のハロゲン化炭化水素化合物、α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミド等のビニルエーテルなどの他、ターピノレン、トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート、α−メチルスチレンダイマー等が挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。特に、n−オクチルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、α−メチルスチレンダイマーが好ましい。これらの連鎖移動剤の量は特に限定されないが、通常、単量体100重量部に対して0〜5重量部にて使用される。   Examples of chain transfer agents include alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan, dimethylxanthogen disulfide, diisopropylxanthogen disulfide, etc. Xanthogen compounds, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, thiuram compounds such as tetramethylthiuram monosulfide, phenol compounds such as 2,6-di-t-butyl-4-methylphenol, styrenated phenol, allyl alcohol Allyl compounds such as dichloromethane, dibromomethane, halogenated hydrocarbon compounds such as carbon tetrabromide, α-benzyloxystyrene, α-benzyloxy In addition to vinyl ethers such as acrylonitrile and α-benzyloxyacrylamide, terpinolene, triphenylethane, pentaphenylethane, acrolein, methacrolein, thioglycolic acid, thiomalic acid, 2-ethylhexylthioglycolate, α-methylstyrene dimer, etc. 1 type, or 2 or more types can be used. In particular, n-octyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, and α-methylstyrene dimer are preferable. The amount of these chain transfer agents is not particularly limited, but is usually 0 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the monomer.

また、重合に際してペンテン、ヘキセン、ヘプテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、4−メチルシクロヘキセン、1−メチルシクロヘキセン等の不飽和炭化水素を使用しても良い。特に、沸点が適度に低く、重合終了後に水蒸気蒸留などによって回収、再利用しやすいシクロヘキセンが、本発明の目的とは異なるものの、環境問題の観点から好適である。   In the polymerization, unsaturated hydrocarbons such as pentene, hexene, heptene, cyclopentene, cyclohexene, cycloheptene, 4-methylcyclohexene, and 1-methylcyclohexene may be used. In particular, cyclohexene, which has a moderately low boiling point and can be easily recovered and reused after the completion of polymerization by steam distillation or the like, is preferable from the viewpoint of environmental problems although it differs from the object of the present invention.

さらに、カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスには、必要に応じて、老化防止剤、防腐剤、分散剤、増粘剤などを適宜添加することができる。   Furthermore, an anti-aging agent, a preservative, a dispersant, a thickener, and the like can be appropriately added to the carboxy-modified diene polymer latex as necessary.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックス重合方法としては、一段重合、二段重合、多段階重合、シード重合法等何れを採用してもよい。また、重合における各種成分の添加方法についても特に制限されるものではなく、一括添加方法、分割添加方法、連続添加方法、パワーフィード法の何れも採用することができる。   As the carboxy-modified diene polymer latex polymerization method, any one of single-stage polymerization, two-stage polymerization, multi-stage polymerization, seed polymerization method and the like may be adopted. Further, the addition method of various components in the polymerization is not particularly limited, and any of a batch addition method, a divided addition method, a continuous addition method, and a power feed method can be adopted.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスのガラス転移温度(Tg)には特に制限はないが、−60〜70℃であることが好ましい。ガラス転移温度が−60℃未満では、耐電解液性に劣る傾向があり、好ましくない。ガラス転移温度が70℃を超えると、フィラーとの結着性が劣ることで耐熱保護層の剥離が発生し、短絡防止機能を示さなくなる傾向があるため好ましくない。   The glass transition temperature (Tg) of the carboxy-modified diene polymer latex is not particularly limited, but is preferably −60 to 70 ° C. If the glass transition temperature is less than −60 ° C., the resistance to electrolytic solution tends to be inferior, which is not preferable. When the glass transition temperature exceeds 70 ° C., the heat-resistant protective layer is peeled off due to poor binding properties with the filler, and this is not preferable because it does not exhibit a short-circuit preventing function.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスにおける重合体粒子の数平均粒子径には特に制限はないが、50〜250nmであることが好ましい。数平均粒子径が50nm未満では、ラテックスの粘度が高くなり、共重合体ラテックス自身の取り扱い上の問題を生じるため好ましくない。数平均粒子径が250nmを超えると、フィラーとの結着性が劣ることで耐熱保護層の剥離が発生し、短絡防止機能を示さなくなる傾向があるため好ましくない。   The number average particle diameter of the polymer particles in the carboxy-modified diene polymer latex is not particularly limited, but is preferably 50 to 250 nm. If the number average particle diameter is less than 50 nm, the viscosity of the latex is increased, which causes a problem in handling the copolymer latex itself, which is not preferable. When the number average particle diameter exceeds 250 nm, the heat-resistant protective layer is peeled off due to poor binding properties with the filler, and the short-circuit preventing function tends not to be exhibited.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスにおける重合体のトルエン不溶分(ゲル含有量)には特に制限はないが、20重量%以上、さらに40〜99重量%、特に60〜98重量%であることが好ましい。トルエン不溶分が20重量%未満では、耐電解液性に劣る傾向があり、好ましくない。 The toluene-insoluble content (gel content) of the polymer in the carboxy-modified diene polymer latex is not particularly limited, but is preferably 20% by weight or more, more preferably 40 to 99% by weight, and particularly preferably 60 to 98% by weight. . When the toluene insoluble content is less than 20% by weight, the electrolytic solution resistance tends to be inferior, which is not preferable.

また、本発明の二次電池耐熱保護層用バインダーは、耐熱保護層中において、フィラー粒子同士、フィラー粒子と正極活物質塗工層表面、フィラー粒子と負極活物質塗工層表面、または、フィラー粒子とセパレータ表面とを結着させるバインダーとして機能する。
具体的には、カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスを、フィラーに配合することにより、二次電池耐熱保護層用組成物が調製される。
Further, the binder for the heat-resistant protective layer of the secondary battery according to the present invention includes the filler particles, the filler particles and the positive electrode active material coating layer surface, the filler particles and the negative electrode active material coating layer surface, or filler in the heat-resistant protective layer. It functions as a binder that binds the particles to the separator surface.
Specifically, a composition for a secondary battery heat-resistant protective layer is prepared by blending a carboxy-modified diene polymer latex with a filler.

耐熱保護層の主剤となるフィラーとしては、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化マグネシウム、二酸化チタン、タルクなどの無機物やアラミドなどの有機物が挙げられ、特に無機フィラーである酸化アルミニウム(アルミナ)が好ましい。酸化アルミニウム(アルミナ)の粒子径(体積基準D50)には、特に制限はないが、0.1〜10μmであることが、好ましい。 Examples of the filler used as the main component of the heat-resistant protective layer include inorganic substances such as aluminum oxide (alumina), magnesium oxide, titanium dioxide, and talc, and organic substances such as aramid, and aluminum oxide (alumina) that is an inorganic filler is particularly preferable. The particle size of the aluminum oxide (alumina) (volume basis D 50), is not particularly limited, it is, preferably 0.1 to 10 [mu] m.

本発明の二次電池耐熱保護層用組成物(第二発明)とは、フィラー、バインダーを含有する二次電池耐熱保護層において、該フィラーが無機フィラーであり、かつバインダーがカルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスであることを特徴とする二次電池耐熱保護層用組成物である。二次電池耐熱保護層用組成物を構成するフィラーおよびバインダーの配合比率には特に制限はないが、フィラー100重量部に対して二次電池耐熱保護層用バインダーを、固形分換算で0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部となるように配合する。
フィラー100重量部に対するバインダー(固形分)が、0.1重量部未満では、良好な結着力が得られず、耐熱保護層の剥離が起こり、短絡防止機能を示さなくなる可能性が高く、10重量部を超えると、二次電池として組み立てたときの体積エネルギー密度に不利となるため、好ましくない。
The composition for a secondary battery heat-resistant protective layer according to the present invention (second invention) is a secondary battery heat-resistant protective layer containing a filler and a binder, wherein the filler is an inorganic filler and the binder is a carboxy-modified diene-based heavy. It is a composition for a secondary battery heat-resistant protective layer, which is a combined latex. Although there is no restriction | limiting in particular in the mixture ratio of the filler and binder which comprise the composition for secondary battery heat-resistant protective layers, the binder for secondary battery heat-resistant protective layers is 0.1 in conversion of solid content with respect to 100 weight part of fillers. -10 parts by weight, preferably 0.5 to 5 parts by weight.
When the binder (solid content) with respect to 100 parts by weight of the filler is less than 0.1 parts by weight, it is highly possible that a good binding force cannot be obtained, the heat-resistant protective layer is peeled off, and the short-circuit preventing function is not exhibited. Exceeding the portion is not preferable because it is disadvantageous for volume energy density when assembled as a secondary battery.

二次電池耐熱保護層用組成物には、フィラーならびにバインダー以外に、必要により、水溶性高分子、分散剤、安定化剤などの各種添加剤を添加することができる。水溶性高分子としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸(塩)、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼインなどが挙げられ、分散剤としては、例えば、ヘキサメタリン酸ソーダ、トリポリリン酸ソーダ、ピロリン酸ソーダ、ポリアクリル酸ソーダなどが挙げられ、安定化剤としては、例えば、ノニオン性、アニオン性界面活性剤などが挙げられる。   In addition to the filler and the binder, various additives such as a water-soluble polymer, a dispersant, and a stabilizer can be added to the composition for a secondary battery heat-resistant protective layer, if necessary. Examples of the water-soluble polymer include carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid (salt), oxidized starch, phosphorylated starch, and casein. Examples of the dispersant include hexametalin. Examples include acid soda, sodium tripolyphosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyacrylate, and examples of the stabilizer include nonionic and anionic surfactants.

二次電池耐熱保護層用組成物に水溶性高分子を添加する場合には、例えば、フィラー100重量部に対して固形分換算で、0.05〜10重量部、好ましくは、0.1〜5重量部の割合で配合する。   In the case of adding a water-soluble polymer to the composition for a secondary battery heat-resistant protective layer, for example, 0.05 to 10 parts by weight, preferably 0.1 to 0.1 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the filler. It mix | blends in the ratio of 5 weight part.

本発明の二次電池耐熱保護層用組成物は、正極活物質層表面上、負極活物質層表面上、セパレータ表面上の、少なくともいずれかに塗布、乾燥することにより、二次電池耐熱保護層として設けられる。   The composition for a secondary battery heat-resistant protective layer of the present invention is applied to at least one of the surface of the positive electrode active material layer, the surface of the negative electrode active material layer, and the surface of the separator. It is provided as.

また、本発明の二次電池耐熱保護層用組成物を電極またはセパレータに塗布する方法としては、リバースロール法、コンマバー法、グラビヤ法、エアーナイフ法など任意のコーターヘッドを用いることができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できる。乾燥温度は、50℃以上で行うことが好ましい。 In addition, as a method of applying the composition for heat-resistant protective layer of the secondary battery of the present invention to an electrode or a separator, any coater head such as a reverse roll method, a comma bar method, a gravure method, an air knife method can be used, As the method, standing drying, blower dryer, hot air dryer, infrared heater, far-infrared heater and the like can be used. The drying temperature is preferably 50 ° C. or higher.

本発明の二次電池耐熱保護層用バインダーおよび組成物を用いた電池を製造する際に使用される集電体、セパレータ、電解液、端子、絶縁体、電池容器等については、既存のものが特に制限無く使用可能である。   Regarding current collectors, separators, electrolytes, terminals, insulators, battery containers, and the like used in manufacturing a battery using the binder and composition for a heat-resistant secondary battery layer of the present invention, existing ones It can be used without any particular restrictions.

以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を変更しない限り、これらの実施例に限定されるものではない。なお実施例中、割合を示す部および%は重量基準によるものである。また実施例における諸物性の評価は次の方法に拠った。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is changed. In the examples, parts and percentages indicating percentages are based on weight. In addition, various physical properties in the examples were evaluated by the following methods.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックス中の重合体のガラス転移温度(Tg)の測定
重合体ラテックスをガラス板上に流延し70℃で4時間乾燥してフィルムを作製し、示差走査熱量計(セイコーインスツルメンツ社製 DSC6200)を用いて昇温速度10℃/minにて測定した。
Measurement of glass transition temperature (Tg) of polymer in carboxy-modified diene polymer latex Casting polymer latex on a glass plate and drying at 70C for 4 hours to produce a film, differential scanning The measurement was performed at a heating rate of 10 ° C./min using a calorimeter (DSC6200 manufactured by Seiko Instruments Inc.).

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックス中の重合体粒子の数平均粒子径(μm)の測定
数平均粒子径を動的光散乱法により測定した。測定に際しては、大塚電子株式会社製FPAR−1000を使用した。
Measurement of number average particle diameter (μm) of polymer particles in carboxy-modified diene polymer latex The number average particle diameter was measured by a dynamic light scattering method. In the measurement, FPAR-1000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd. was used.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックス中の重合体のトルエン不溶分(ゲル含有量)の測定
温度80℃の雰囲気にてラテックスフィルムを作成した。その後ラテックスフィルムを約1g秤量し、これを400mlのトルエンに入れ48時間膨潤溶解させた。その後、これを300メッシュの金網で濾過し、金網に捕捉されたトルエン不溶部を乾燥後、秤量し、下記式より重量%で算出した。
ゲル含有量(%)=100×(トルエン不溶部重量)/(溶解前のフィルム重量)
Measurement of toluene insoluble content (gel content) of polymer in carboxy-modified diene polymer latex A latex film was prepared in an atmosphere at a temperature of 80C. Thereafter, about 1 g of the latex film was weighed and placed in 400 ml of toluene to swell and dissolve for 48 hours. Thereafter, this was filtered through a 300-mesh wire mesh, and the toluene-insoluble portion captured by the wire mesh was dried and weighed, and the weight percent was calculated from the following formula.
Gel content (%) = 100 × (toluene insoluble part weight) / (film weight before dissolution)

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスA,E,F,G,H,K,Mの作製
耐圧性の重合反応器に、窒素雰囲気下で、表1および2の「添加1」に示す各単量体、t−ドデシルメルカプタン、シクロヘキセン、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、純水を加えて70℃に昇温した後に、過硫酸カリウムを加えて重合を開始した。重合開始から2時間後に表1および2の「添加2」に示す各単量体、t−ドデシルメルカプタン、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、純水を添加し、重合を継続した。重合開始から8時間以降に、重合転化率が97%を超えたことを確認して、重合停止剤を添加し、内温を35℃以下に冷却後、水酸化ナトリウム水溶液でpHを7.5に調整した。その後に、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去して、表1および2に示すガラス転移温度、数平均粒子径、トルエン不溶分の重合体ラテックスA,E,F,G,H,K,Mを得た。
Preparation of Carboxy-modified Diene Polymer Latex A, E, F, G, H, K, M Each monomer shown in “Addition 1” in Tables 1 and 2 in a pressure resistant polymerization reactor in a nitrogen atmosphere , T-dodecyl mercaptan, cyclohexene, sodium dodecylbenzenesulfonate and pure water were added and the temperature was raised to 70 ° C., and then potassium persulfate was added to initiate polymerization. Two hours after the start of polymerization, each monomer, t-dodecyl mercaptan, sodium dodecylbenzenesulfonate, and pure water shown in “Addition 2” in Tables 1 and 2 were added, and polymerization was continued. After 8 hours from the start of polymerization, it was confirmed that the polymerization conversion rate exceeded 97%, a polymerization terminator was added, the internal temperature was cooled to 35 ° C. or lower, and the pH was adjusted to 7.5 with an aqueous sodium hydroxide solution. Adjusted. Thereafter, unreacted monomers and other low-boiling compounds are removed by steam distillation, and the glass transition temperatures, number average particle sizes, and toluene-insoluble polymer latexes A, E, F, and Tables shown in Tables 1 and 2 are used. G, H, K, M were obtained.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスB,I,Jの作製
耐圧性の重合反応器に、窒素雰囲気下で、表1および2の「添加1」に示す各単量体、α-メチルスチレンダイマー、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄、純水を加えて35℃に昇温した後に、クメンハイドロパーオキサイド、L−アスコルビン酸を加えて重合を開始した。重合開始から20時間以降に、重合転化率が97%を超えたことを確認して、重合停止剤を添加し、内温を35℃以下に冷却後、アンモニア水溶液でpHを7.5に調整した。その後に、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去して、表1および2に示すガラス転移温度、数平均粒子径、トルエン不溶分の重合体ラテックスB,I,Jを得た。
Preparation of Carboxy-modified Diene Polymer Latex B, I, J In a pressure-resistant polymerization reactor, each monomer, α-methylstyrene dimer and alkyl listed in “Addition 1” in Tables 1 and 2 are placed under a nitrogen atmosphere. Sodium diphenyl ether disulfonate, sodium dodecylbenzenesulfonate, ferrous sulfate, and pure water were added and the temperature was raised to 35 ° C., and then cumene hydroperoxide and L-ascorbic acid were added to initiate polymerization. After 20 hours from the start of polymerization, after confirming that the polymerization conversion rate exceeded 97%, a polymerization terminator was added, the internal temperature was cooled to 35 ° C or lower, and the pH was adjusted to 7.5 with an aqueous ammonia solution. did. Thereafter, unreacted monomers and other low-boiling compounds are removed by steam distillation, and the glass transition temperatures, number average particle diameters, and toluene-insoluble polymer latexes B, I, and J shown in Tables 1 and 2 are obtained. Obtained.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスCの作製
耐圧性の重合反応器に、窒素雰囲気下で、表1の「添加1」に示す各単量体、t−ドデシルメルカプタン、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、純水を加えて60℃に昇温した後に、過硫酸カリウムを加えて重合を開始した。重合開始から3時間後に温度を80℃に昇温し、表1の「添加2」に示す各単量体、t−ドデシルメルカプタン、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、純水を添加し、重合を継続した。重合開始から7時間以降に、重合転化率が97%を超えたことを確認して、重合停止剤を添加し、内温を35℃以下に冷却後、水酸化カリウム水溶液でpHを7.5に調整した。その後に、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去して、表1に示すガラス転移温度、数平均粒子径、トルエン不溶分の重合体ラテックスCを得た。
Preparation of Carboxy-modified Diene Polymer Latex C In a pressure resistant polymerization reactor, each monomer, t-dodecyl mercaptan, sodium dodecylbenzenesulfonate, pure water shown in “Addition 1” in Table 1 in a nitrogen atmosphere. And the temperature was raised to 60 ° C., and then potassium persulfate was added to initiate polymerization. 3 hours after the start of polymerization, the temperature was raised to 80 ° C., and each monomer, t-dodecyl mercaptan, sodium dodecylbenzenesulfonate, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate, and pure water shown in Table 1 “Addition 2” were added. The polymerization was continued. After 7 hours from the start of polymerization, it was confirmed that the polymerization conversion rate exceeded 97%, a polymerization terminator was added, the internal temperature was cooled to 35 ° C. or lower, and the pH was adjusted to 7.5 with an aqueous potassium hydroxide solution. Adjusted. Thereafter, unreacted monomers and other low-boiling compounds were removed by steam distillation to obtain a polymer latex C having a glass transition temperature, a number average particle diameter, and a toluene-insoluble content shown in Table 1.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスDの作製
耐圧性の重合反応器に、窒素雰囲気下で、表1の「添加1」に示す各単量体、t−ドデシルメルカプタン、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、硫酸第一鉄、純水を加えて40℃に昇温した後に、クメンハイドロパーオキサイド、L−アスコルビン酸を加えて重合を開始した。重合開始から15時間以降に、重合転化率が97%を超えたことを確認して、重合停止剤を添加し、内温を35℃以下に冷却後、水酸化カリウム水溶液及びアンモニア水溶液でpHを7.5に調整した。その後に、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去して、表1に示すガラス転移温度、数平均粒子径、トルエン不溶分の重合体ラテックスDを得た。
Preparation of Carboxy-modified Diene Polymer Latex D In a pressure resistant polymerization reactor, each monomer, t-dodecyl mercaptan, sodium dodecylbenzenesulfonate, sulfuric acid After adding ferrous iron and pure water and raising the temperature to 40 ° C., cumene hydroperoxide and L-ascorbic acid were added to initiate polymerization. After 15 hours from the start of the polymerization, after confirming that the polymerization conversion rate exceeded 97%, a polymerization terminator was added, the internal temperature was cooled to 35 ° C. or lower, and the pH was adjusted with an aqueous potassium hydroxide solution and an aqueous ammonia solution. Adjusted to 7.5. Thereafter, unreacted monomers and other low-boiling compounds were removed by steam distillation to obtain a polymer latex D having a glass transition temperature, a number average particle diameter, and a toluene-insoluble content shown in Table 1.

カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスLの作製
耐圧性の重合反応器に、窒素雰囲気下で、表2の「添加1」に示す各単量体、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、純水を加えて60℃に昇温した後に、過硫酸カリウムを加えて重合を開始した。重合開始から2時間後に表2の「添加2」に示す各単量体、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、純水を添加し、重合を継続した。重合開始から8時間以降に、重合転化率が97%を超えたことを確認して、重合停止剤を添加し、内温を35℃以下に冷却後、アンモニア水溶液でpHを7.5に調整した。その後に、水蒸気蒸留により未反応単量体および他の低沸点化合物を除去して、表2に示すガラス転移温度、数平均粒子径、トルエン不溶分の重合体ラテックスLを得た。
Preparation of Carboxy-modified Diene Polymer Latex L In a nitrogen atmosphere, each monomer, sodium dodecylbenzenesulfonate and pure water shown in “Addition 1” in Table 2 were added to a pressure resistant polymerization reactor at 60 ° C. After the temperature was raised to 1, potassium persulfate was added to initiate polymerization. Two hours after the start of polymerization, each monomer shown in “Addition 2” in Table 2, sodium dodecylbenzenesulfonate, and pure water were added, and polymerization was continued. After 8 hours from the start of polymerization, confirm that the polymerization conversion rate exceeded 97%, add a polymerization terminator, cool the internal temperature to 35 ° C or lower, and adjust the pH to 7.5 with aqueous ammonia solution did. Thereafter, unreacted monomers and other low-boiling compounds were removed by steam distillation to obtain a polymer latex L having a glass transition temperature, a number average particle diameter, and a toluene-insoluble content shown in Table 2.

耐熱保護層用組成物の作成
フィラーとしてα−アルミナ「AKP−3000(住友化学株式会社製、平均粒子径(体積基準D50)0.4〜0.6μm)」を100部、表3に示す水溶性高分子を固形分で1部、バインダーとして重合体ラテックスA〜Mを固形分で3部とを全固形分が60%となるように適量の水を加えて、混合分散し、耐熱保護層用組成物1〜16を調整した。なお、耐熱保護層用組成物17は、水溶性高分子を3部配合したこと、バインダーとして重合体ラテックスAを含まないこと以外は、組成物2と同様にして調整した。
Table 3 shows 100 parts of α-alumina “AKP-3000 (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle diameter (volume basis D 50 ) 0.4 to 0.6 μm)” as a filler for preparing the heat-resistant protective layer composition. Add 1 part of water-soluble polymer in solid content, 3 parts of polymer latex A to M as binder and 3 parts in solid content, add appropriate amount of water so that the total solid content is 60%, mix and disperse, heat protection Layer compositions 1-16 were prepared. The composition 17 for heat-resistant protective layer was prepared in the same manner as the composition 2 except that 3 parts of a water-soluble polymer was blended and the polymer latex A was not included as a binder.

耐熱保護層を有した負極の作成
負極活物質として天然黒鉛を100部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶液を固形分で1部、結着剤として共重合体ラテックス「AL−1001(日本エイアンドエル株式会社製)」を固形分で2部とを全固形分が40%となるように適量の水を加えて混練し、負極用組成物を調製した。得られたスラリーを集電体として厚さ20μmの銅箔の両面に塗布乾燥後、室温でプレスして、塗工層の厚みが80μmの負極を得た。
こうして得られた両面の活物質塗工層表面上に、上記の耐熱保護層用組成物1〜17を塗布乾燥し、耐熱保護層の厚みが10μmの負極を得た。
Preparation of negative electrode having heat-resistant protective layer 100 parts of natural graphite as a negative electrode active material, 1 part of carboxymethyl cellulose aqueous solution as a thickener, and copolymer latex “AL-1001 (Nippon A & L Co., Ltd.) as a binder. 2) in a solid content and kneaded with an appropriate amount of water so that the total solid content is 40%, to prepare a negative electrode composition. The obtained slurry was applied to both sides of a 20 μm thick copper foil as a current collector and then dried at room temperature to obtain a negative electrode having a coating layer thickness of 80 μm.
On the surfaces of the active material coating layers thus obtained, the compositions 1 to 17 for the heat-resistant protective layer were applied and dried to obtain a negative electrode having a heat-resistant protective layer having a thickness of 10 μm.

耐熱保護層を有した正極の作成
正極活物質としてLiCoOを100部、導電剤としてアセチレンブラックを5部、結着剤として共重合体ラテックス「AL−1001(日本エイアンドエル株式会社製)」を固形分で2部とを全固形分が40%となるように適量の水を加えて混練し、正極用組成物を調製した。得られたスラリーを集電体として厚さ20μmのアルニミウム箔の両面に塗布乾燥後、室温でプレスして、塗工層の厚みが80μmの正極を得た。
こうして得られた両面の活物質塗工層表面上に、上記の耐熱保護層用組成物1〜17を塗布乾燥し、耐熱保護層の厚みが10μmの正極を得た。
Preparation of positive electrode having heat-resistant protective layer 100 parts of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 5 parts of acetylene black as a conductive agent, and solid copolymer latex “AL-1001 (manufactured by Nippon A & L Co., Ltd.)” as a binder An appropriate amount of water was added and kneaded so that the total solid content would be 40%, and a composition for positive electrode was prepared. The obtained slurry was applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a current collector, dried and then pressed at room temperature to obtain a positive electrode having a coating layer thickness of 80 μm.
On the surfaces of the active material coating layers on both sides thus obtained, the compositions 1 to 17 for the heat-resistant protective layer were applied and dried to obtain a positive electrode having a heat-resistant protective layer having a thickness of 10 μm.

耐熱保護層を有したセパレータの作成
厚みが20μmのポリエチレン製多孔膜である市販のセパレータ両面の表面上に、上記の耐熱保護層用組成物1〜17を塗布乾燥し、耐熱保護層の厚みが10μmの耐熱保護層を有するセパレータを得た。
Preparation of a separator having a heat-resistant protective layer On the surfaces of both surfaces of a commercially available separator, which is a polyethylene porous film having a thickness of 20 μm, the compositions 1 to 17 for the heat-resistant protective layer are applied and dried. A separator having a 10 μm heat-resistant protective layer was obtained.

耐熱保護層の結着力の測定
各実施例および各比較例の正負極電極シートの表面、および耐熱保護層を有したセパレータ表面上に、ナイフを用いて、耐熱保護層から活物質塗工層表面、またはセパレータ表面に達する深さまでの切り込みを、2mm間隔で縦横それぞれ6本入れ、25個(5個×5個)のマス目を有する碁盤目を形成した。この碁盤目に粘着テープを貼着して直ちに引き剥がし、フィラーの脱落の程度を目視評価した。結果を表4、5および6に示す。
◎:剥離なし。
○:1〜3個のマス目が剥離。
△:4〜10個のマス目が剥離。
×:11個以上のマス目が剥離。
Measurement of binding force of heat-resistant protective layer Surface of active material coating layer from heat-resistant protective layer using knife on surface of positive and negative electrode sheet of each example and comparative example, and separator surface having heat-resistant protective layer Alternatively, 6 cuts were made to reach the depth of the separator surface at intervals of 2 mm to form grids having 25 (5 × 5) squares. Adhesive tape was applied to the grid and immediately peeled off, and the degree of filler falling off was visually evaluated. The results are shown in Tables 4, 5 and 6.
A: No peeling.
○: 1 to 3 squares peeled off.
Δ: 4-10 squares peeled off.
X: 11 or more squares peeled off.

耐熱保護層の耐電解液性の測定
エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:1で混合した溶媒にLiPF6を1mol/Lで溶解した電解液に、各実施例および各比較例の耐熱保護層を有した正・負極電極シートまたはセパレータより100cmの試験片を切り出し、48時間浸漬させる。試験片を取り出した後、120℃で真空乾燥を行った後に秤量し、下記の式により、溶出減量を測定した。結果を表4、5および6に示す。
溶出減量(%)=100×{(電解液浸漬前の重量)−(電解液浸漬後の重量)}/(電解液浸漬前の重量)
◎:溶出減量が0.01%未満。
○:溶出減量が0.01%以上、0.05%未満。
△:溶出減量が0.05%以上、0.1%未満。
×:溶出減量が0.1%以上。
Measurement of Electrolytic Solution Resistance of Heat-resistant Protective Layer The heat-resistant protective layer of each example and each comparative example was added to an electrolytic solution in which LiPF6 was dissolved at 1 mol / L in a solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1. A test piece of 100 cm 2 is cut out from the positive / negative electrode sheet or separator, and is immersed for 48 hours. After the test piece was taken out, it was weighed after vacuum drying at 120 ° C., and the dissolution loss was measured by the following formula. The results are shown in Tables 4, 5 and 6.
Loss of dissolution (%) = 100 × {(weight before immersion in electrolyte) − (weight after immersion in electrolyte)} / (weight before immersion in electrolyte)
A: Elution loss is less than 0.01%.
○: Elution loss is 0.01% or more and less than 0.05%.
Δ: Elution loss is 0.05% or more and less than 0.1%.
X: Elution loss is 0.1% or more.

表3記載の耐熱保護層用組成物を塗工した耐熱保護層の物性評価結果を示す。
負極に塗工した場合の物性評価結果を表4に、正極に塗工した場合の結果を表5に、セパレータに塗工した場合の結果を表6に示す。
The physical-property evaluation result of the heat-resistant protective layer which coated the composition for heat-resistant protective layers of Table 3 is shown.
Table 4 shows the physical property evaluation results when applied to the negative electrode, Table 5 shows the results when applied to the positive electrode, and Table 6 shows the results when applied to the separator.

なお、上記発明は、本発明の例示の実施形態として提供したが、これは単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。当該技術分野の当業者によって明らかな本発明の変形例は、後記特許請求の範囲に含まれるものである。 In addition, although the said invention was provided as embodiment of illustration of this invention, this is only a mere illustration and must not be interpreted limitedly. Modifications of the present invention apparent to those skilled in the art are intended to be included within the scope of the following claims.

上記の通り、本発明の二次電池耐熱保護層用バインダーは、フィラーとの結着力および耐電解液性に優れる二次電池耐熱保護装用組成物を得ることができ、当該組成物を用いることにより、塗工欠陥の少ない耐熱保護層を得ることができる。その結果として、安全性の良好な電池を得ることが可能である。



As described above, the binder for a secondary battery heat-resistant protective layer of the present invention can provide a secondary battery heat-resistant protective composition excellent in binding power with a filler and electrolyte solution resistance, and by using the composition. A heat-resistant protective layer with few coating defects can be obtained. As a result, it is possible to obtain a battery with good safety.



Claims (16)

フィラー、バインダーを含有するリチウムイオン二次電池耐熱保護層において、該バインダーが脂肪族共役ジエン系単量体とエチレン系不飽和カルボン酸単量体を含む単量体混合物を乳化重合して得られるカルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスであり、ラテックス中の重合体粒子の数平均粒子径が50〜250nmであることを特徴とするリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 In a heat-resistant protective layer for a lithium ion secondary battery containing a filler and a binder, the binder is obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing an aliphatic conjugated diene monomer and an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer. carboxy-modified diene polymer latex der is, a lithium ion secondary battery heat resistant protective layer binder, wherein the number average particle size of the polymer particles in the latex is 50 to 250 nm. エチレン性不飽和カルボン酸単量体が、カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスを構成する全単量体100重量%あたり0.1〜20重量%含有することを特徴とする請求項1記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 2. The lithium ion according to claim 1, wherein the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer is contained in an amount of 0.1 to 20% by weight per 100% by weight of all monomers constituting the carboxy-modified diene polymer latex. Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery. 脂肪族共役ジエン系単量体が、カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスを構成する全単量体100重量%あたり5〜85重量%含有することを特徴とする請求項1又は請求項2記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 3. The lithium according to claim 1, wherein the aliphatic conjugated diene monomer contains 5 to 85 wt% per 100 wt% of all monomers constituting the carboxy-modified diene polymer latex. Binder for heat-resistant protective layer of ion secondary battery. カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックス中の重合体のトルエン不溶分が、20重量%以上であることを特徴とする請求項1〜の何れかに記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 The binder for a heat-resistant protective layer of a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 3 , wherein a toluene-insoluble content of the polymer in the carboxy-modified diene polymer latex is 20% by weight or more. カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスの重合体が、1)脂肪族共役ジエン系単量体及び2)エチレン性不飽和カルボン酸単量体と、3)芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体からなる群より選ばれる1種の単量体を共重合して得られることを特徴とする請求項1〜の何れかに記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 The polymer of the carboxy-modified diene polymer latex is 1) an aliphatic conjugated diene monomer and 2) an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, 3) an aromatic vinyl monomer, or vinyl cyanide. The lithium according to any one of claims 1 to 4 , which is obtained by copolymerizing one monomer selected from the group consisting of a monomer and an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer. Binder for heat-resistant protective layer of ion secondary battery. カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスの重合体が、1)脂肪族共役ジエン系単量体及び2)エチレン性不飽和カルボン酸単量体と、3)芳香族ビニル系単量体、シアン化ビニル系単量体、不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体からなる群より選ばれる2種の単量体を共重合して得られることを特徴とする請求項1〜の何れかに記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 The polymer of the carboxy-modified diene polymer latex is 1) an aliphatic conjugated diene monomer and 2) an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, 3) an aromatic vinyl monomer, or vinyl cyanide. The lithium according to any one of claims 1 to 4 , which is obtained by copolymerizing two monomers selected from the group consisting of a monomer and an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer. Binder for heat-resistant protective layer of ion secondary battery. カルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスの重合体が、1)脂肪族共役ジエン系単量体、2)エチレン性不飽和カルボン酸単量体、3)芳香族ビニル系単量体、4)シアン化ビニル系単量体、5)不飽和カルボン酸アルキルエステル系単量体を共重合して得られることを特徴とする請求項1〜の何れかに記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 The polymer of the carboxy-modified diene polymer latex is 1) an aliphatic conjugated diene monomer, 2) an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer, 3) an aromatic vinyl monomer, 4) vinyl cyanide. A binder for a heat-resistant protective layer of a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 4 , wherein the binder is obtained by copolymerization of a system monomer, 5) an unsaturated carboxylic acid alkyl ester monomer. . フィラー、バインダーを含有するリチウムイオン二次電池耐熱保護層において、該フィラーが無機フィラーであり、かつ該バインダーが脂肪族共役ジエン系単量体とエチレン系不飽和カルボン酸単量体を含む単量体混合物を乳化重合して得られるカルボキシ変性ジエン系重合体ラテックスであり、ラテックス中の重合体粒子の数平均粒子径が50〜250nmであることを特徴とするリチウムイオン二次電池耐熱保護層用組成物。 In a heat-resistant protective layer for a lithium ion secondary battery containing a filler and a binder, the filler is an inorganic filler, and the binder contains an aliphatic conjugated diene monomer and an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer Ri carboxy-modified diene polymer latex der obtained a body mixture by emulsion polymerization, a lithium ion secondary battery heat resistant protective layer, wherein the number average particle size of the polymer particles in the latex is 50~250nm Composition. 無機フィラーが、アルミナであることを特徴とする請求項に記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用組成物。 The composition for a heat-resistant protective layer for a lithium ion secondary battery according to claim 8 , wherein the inorganic filler is alumina. アルミナの平均粒子径(体積基準D50)が、0.1〜10μmであることを特徴とする請求項に記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用組成物。 The composition for a heat-resistant protective layer of a lithium ion secondary battery according to claim 9 , wherein the average particle diameter (volume basis D50) of alumina is 0.1 to 10 µm. フィラーが、無機フィラーであることを特徴とする請求項1〜の何れかに記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 The binder for a heat-resistant protective layer of a lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 7 , wherein the filler is an inorganic filler. 無機フィラーが、アルミナであることを特徴とする請求項11に記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 The binder for a heat resistant protective layer of a lithium ion secondary battery according to claim 11 , wherein the inorganic filler is alumina. アルミナの平均粒子径(体積基準D50)が、0.1〜10μmであることを特徴とする請求項12に記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用バインダー。 The binder for a heat-resistant protective layer of a lithium ion secondary battery according to claim 12 , wherein the average particle diameter (volume basis D50) of alumina is 0.1 to 10 µm. フィラーが、無機フィラーであり、バインダーが請求項1〜の何れかに記載の二次電池耐熱保護層用バインダーであることを特徴とするリチウムイオン二次電池耐熱保護層用組成物。 A composition for a heat-resistant protective layer for a lithium ion secondary battery, wherein the filler is an inorganic filler and the binder is a binder for a heat-resistant protective layer for a secondary battery according to any one of claims 1 to 7 . 無機フィラーが、アルミナであることを特徴とする請求項14に記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用組成物。 The composition for a heat-resistant protective layer for a lithium ion secondary battery according to claim 14 , wherein the inorganic filler is alumina. アルミナの平均粒子径(体積基準D50)が、0.1〜10μmであることを特徴とする請求項15に記載のリチウムイオン二次電池耐熱保護層用組成物。
The composition for a heat-resistant protective layer of a lithium ion secondary battery according to claim 15 , wherein the average particle diameter (volume basis D50) of alumina is 0.1 to 10 µm.
JP2010025442A 2010-02-08 2010-02-08 Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery and composition for heat-resistant protective layer Active JP5462016B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010025442A JP5462016B2 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery and composition for heat-resistant protective layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010025442A JP5462016B2 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery and composition for heat-resistant protective layer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011165430A JP2011165430A (en) 2011-08-25
JP5462016B2 true JP5462016B2 (en) 2014-04-02

Family

ID=44595884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010025442A Active JP5462016B2 (en) 2010-02-08 2010-02-08 Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery and composition for heat-resistant protective layer

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5462016B2 (en)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012011555A1 (en) * 2010-07-23 2012-01-26 日本ゼオン株式会社 Secondary battery porous membrane, slurry for secondary battery porous membrane, and secondary battery
KR101927700B1 (en) * 2010-10-28 2018-12-11 제온 코포레이션 Secondary battery porous membrane, slurry for secondary battery porous membrane, and secondary battery
KR101852657B1 (en) * 2011-09-26 2018-04-26 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 Adhesive resin composition for secondary battery
JP6336703B2 (en) * 2011-10-05 2018-06-06 日産自動車株式会社 Separator with heat-resistant insulation layer
JP5803628B2 (en) * 2011-12-05 2015-11-04 東亞合成株式会社 Method for producing aqueous resin emulsion composition
US9758629B2 (en) 2012-09-11 2017-09-12 Jsr Corporation Composition for producing protective film, protective film, and electrical storage device
KR102053259B1 (en) * 2012-10-31 2019-12-09 아사히 가세이 이-매터리얼즈 가부시키가이샤 Multilayer porous film and method for manufacturing same, and separator for non-aqueous electrolyte cell
JP2015151445A (en) * 2014-02-13 2015-08-24 三菱樹脂株式会社 Laminated porous film, separator for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
HUE046528T2 (en) 2014-07-25 2020-03-30 Zeon Corp Porous membrane for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
HUE055163T2 (en) 2014-09-30 2021-11-29 Zeon Corp Composition for lithium ion secondary battery porous membrane, porous membrane for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP6737182B2 (en) 2014-11-28 2020-08-05 日本ゼオン株式会社 Non-aqueous secondary battery functional layer composition, non-aqueous secondary battery functional layer and non-aqueous secondary battery
WO2018173717A1 (en) * 2017-03-24 2018-09-27 日本ゼオン株式会社 Binder composition for nonaqueous secondary batteries and slurry composition for nonaqueous secondary batteries
KR101970648B1 (en) * 2018-01-04 2019-04-22 주식회사 엘지화학 Binder composition for secondary battery, electrode slurry compositon comprising the same, electrode and secondary battery

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100758482B1 (en) * 2004-12-07 2007-09-12 주식회사 엘지화학 Surface-treated microporous membrane and electrochemical device prepared thereby
US8518577B2 (en) * 2008-06-13 2013-08-27 Samsung Sdi Co., Ltd. Electrode assembly and secondary battery having the same
KR20110038115A (en) * 2008-08-05 2011-04-13 제온 코포레이션 Electrode for lithium ion secondary battery
KR20110063437A (en) * 2008-08-29 2011-06-10 제온 코포레이션 Porous membrane, secondary battery electrode and lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011165430A (en) 2011-08-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5462016B2 (en) Binder for heat-resistant protective layer of secondary battery and composition for heat-resistant protective layer
JP5547507B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode binder.
JP5329559B2 (en) Secondary battery electrode binder
JP5204635B2 (en) Battery electrode binder
JP5394716B2 (en) Secondary battery electrode binder
JP5870216B2 (en) Electrode binder, electrode composition, and electrode sheet
JP5729799B2 (en) Secondary battery electrode binder
JP2010146870A (en) Binder for secondary-battery electrode
JP2010146871A (en) Binder for nonaqueous electrolytic solution secondary battery electrode
JP2011108373A (en) Binder for battery electrode
JP5651346B2 (en) Battery electrode composition
JP5547504B2 (en) Secondary battery electrode binder
JPWO2012049971A1 (en) Secondary battery electrode binder, secondary battery electrode slurry, and secondary battery electrode
JP2002319403A (en) Secondary battery anode binder and secondary battery electrode composition
JP6029823B2 (en) Aqueous composition for secondary battery electrode and electrode for secondary battery positive electrode
JP2017126456A (en) Aqueous binder for battery electrode
JP6363331B2 (en) Aqueous binder for battery electrode and method for producing the same
JP5651518B2 (en) Battery electrode binder and battery electrode composition
JP2010245035A (en) Binder for battery electrode, and battery electrode
JP5835682B2 (en) Battery electrode composition
JP5547505B2 (en) Secondary battery electrode binder
JP5632956B1 (en) Copolymer latex
JP6116964B2 (en) Aqueous composition for secondary battery electrode and electrode for secondary battery positive electrode
WO2015012369A1 (en) Copolymer latex
JP5632954B1 (en) Copolymer latex

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120607

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131001

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140114

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140116

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5462016

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150