JP5733219B2 - Positive electrode for secondary battery and secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、二次電池用正極に関し、さらに詳しくはリチウムイオン二次電池などに用いられる、高いレート特性とサイクル特性を有する二次電池用正極及びそれに用いる二次電池正極用スラリーに関する。また本発明は、かかる電極を有する二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode for a secondary battery, and more particularly relates to a positive electrode for a secondary battery having high rate characteristics and cycle characteristics used for a lithium ion secondary battery and the like, and a slurry for a secondary battery positive electrode used therefor. The present invention also relates to a secondary battery having such an electrode.

実用化されている電池の中でも、リチウムイオン二次電池は最も高いエネルギー密度を示し、特に小型エレクトロニクス用に多く使用されている。また、小型用途に加えて自動車用途への展開も期待されている。その中で、リチウムイオン二次電池の高出力化や、サイクル特性などの信頼性のさらなる向上が要望されている。
リチウムイオン二次電池の構成材料である正極活物質は、主流として用いられているコバルト系活物質の価格高騰及び埋蔵量に限りがあるといった点から、安価なニッケル、マンガン、鉄を含有するリチウム系活物質への移行が進んでいる。
しかしながら、高容量を達成するリチウムニッケル酸化物には、充電時に電池の安全性を低下させるという問題があり、安全性が高く安価であるリチウムマンガン酸化物は高温(約60℃)充放電時に3価のマンガンが電解液中に溶出し、それが長時間の充放電サイクルなどの電池性能を著しく劣化させるという問題があり、これらの材料への代替はあまり進んでいない。
Among batteries in practical use, lithium ion secondary batteries exhibit the highest energy density, and are often used particularly for small electronics. In addition to small-sized applications, it is also expected to expand to automotive applications. Among them, there is a demand for higher output of lithium ion secondary batteries and further improvement in reliability such as cycle characteristics.
The positive electrode active material that is a constituent material of the lithium ion secondary battery is an inexpensive lithium, nickel, manganese, and iron-containing lithium, because the price of cobalt-based active materials used as the mainstream is limited and the amount of reserves is limited. Transition to active materials is progressing.
However, lithium nickel oxide that achieves a high capacity has a problem of reducing the safety of the battery during charging, and lithium manganese oxide, which is safe and inexpensive, is 3 at the time of charge / discharge at high temperature (about 60 ° C.). There is a problem in that valent manganese is eluted in the electrolyte, which significantly deteriorates battery performance such as a long charge / discharge cycle, and the substitution to these materials has not progressed much.

それらの課題に対し、特許文献1には、長時間の充放電サイクルにおいて、3V以上の平均放電電圧を保持することができ、且つリチウムコバルト酸化物系正極材料と同等若しくはそれ以上の放電容量を有する層状岩塩型構造の結晶相を含むリチウムフェライト系複合酸化物が開示されている。
しかしながら、前記特許文献1に開示されているリチウムフェライト系複合酸化物は、充放電特性が悪く、初回の充放電効率が著しく低く、40%程度の不可逆容量が発生することが大きな課題となっている。
In order to solve these problems, Patent Document 1 discloses that a long discharge / discharge cycle can maintain an average discharge voltage of 3 V or more and a discharge capacity equal to or higher than that of a lithium cobalt oxide-based positive electrode material. A lithium ferrite composite oxide containing a crystal phase having a layered rock salt structure is disclosed.
However, the lithium ferrite composite oxide disclosed in Patent Document 1 has poor charge / discharge characteristics, the initial charge / discharge efficiency is remarkably low, and an irreversible capacity of about 40% occurs. Yes.

一方、リチウムイオン二次電池に用いられる電極は、通常、電極活物質層が集電体に積層された構造を有しており、前記電極活物質層には、電極活物質の他に電極活物質同士及び電極活物質と集電体とを結着させるため結着剤が用いられている。リチウムイオン二次電池用電極、特に正極用結着剤として、フッ素系樹脂(PVDF)や合成ゴム系重合体粒子型結着剤が提案されている。
合成ゴム系重合体粒子型結着剤としては、(メタ)アクリレート系軟質重合体などが開示されている。(特許文献2や3を参照)
On the other hand, an electrode used in a lithium ion secondary battery usually has a structure in which an electrode active material layer is laminated on a current collector, and the electrode active material layer includes an electrode active material in addition to the electrode active material. Binders are used to bind materials, electrode active materials, and current collectors. As a binder for lithium ion secondary batteries, in particular, a positive electrode binder, a fluororesin (PVDF) or a synthetic rubber polymer particle binder has been proposed.
As the synthetic rubber polymer particle type binder, a (meth) acrylate soft polymer is disclosed. (See Patent Documents 2 and 3)

特開2003−48718号公報JP 2003-48718 A 特開平8−287915号公報(対応外国公報:米国特許第5595841号明細書)JP-A-8-287915 (corresponding foreign publication: US Pat. No. 5,595,841) 特開平11−149929号公報JP-A-11-149929

本発明者らの検討によれば、バインダーとして上記のフッ素系樹脂(PVDF)や通常用いられる合成ゴム系のバインダーを用い、電極活物質としてリチウムフェライト系複合酸化物を用いて電池を作製しても、前記の充放電効率の低下は解決されないことがわかった。ところが、合成ゴム系重合体粒子中に酸成分を有するビニルモノマーの重合単位を含ませることにより、重合体粒子が正極活物質表面に吸着し、活物質表面で生じる電解液の分解を抑制し、得られる電池の充放電効率を著しく改善できることが見いだせた。
しかし、そのような酸成分を有するビニルモノマーの重合単位を含む、特許文献2および3に開示されている合成ゴム系のバインダーを用いても、バインダーを構成する酸成分を有するビニルモノマー単位の含有量によっては、バインダーの保存安定性が低下したり、電極活物質層を形成するために用いるスラリーの安定性や、得られる極板の結着性が低下するという問題が生じることを確認した。
従って、本発明の目的は、バインダーの保存安定性、スラリーの安定性に優れる二次電池正極用スラリー、並びに電極の結着性に優れ、得られる電池が高い初期の充放電効率を達成可能であり、更には充放電の繰り返しによる容量低下を少なくすることが達成可能な二次電池用正極を提供することにある。
According to the study by the present inventors, a battery was prepared using the above-mentioned fluororesin (PVDF) or a commonly used synthetic rubber binder as a binder and a lithium ferrite composite oxide as an electrode active material. However, it was found that the above-described decrease in charge / discharge efficiency was not solved. However, by including a polymer unit of a vinyl monomer having an acid component in the synthetic rubber polymer particles, the polymer particles are adsorbed on the surface of the positive electrode active material, and the decomposition of the electrolytic solution generated on the surface of the active material is suppressed, It was found that the charge / discharge efficiency of the obtained battery can be remarkably improved.
However, even if a synthetic rubber-based binder disclosed in Patent Documents 2 and 3 including a vinyl monomer polymerization unit having such an acid component is used, the vinyl monomer unit having an acid component constituting the binder is contained. It was confirmed that depending on the amount, the storage stability of the binder was lowered, the stability of the slurry used for forming the electrode active material layer, and the binding property of the obtained electrode plate were lowered.
Therefore, the object of the present invention is to provide secondary battery positive electrode slurry having excellent binder storage stability and slurry stability, as well as excellent electrode binding properties, and the resulting battery can achieve high initial charge / discharge efficiency. Furthermore, another object of the present invention is to provide a positive electrode for a secondary battery that can achieve a reduction in capacity reduction due to repeated charge and discharge.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、バインダーの保存安定性、スラリーの安定性の低下だけでなく、電池容量及び出力特性の低下も、バインダーを構成する酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合に起因していることがわかった。そこで、さらに検討を進めた結果、バインダーとして、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を含む重合体であり、前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位を重合体の全重合単位中特定割合含有するものを用いることによって、保存安定性に優れるリチウムイオン二次電池正極用スラリー、並びに結着性に優れ、かつ得られる電池が高い初期の充放電効率を有し、更には充放電の繰り返しによる容量低下の少ないリチウムイオン二次電池用正極を作製することが可能となることを見出し、それに基づき本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have not only reduced storage stability of the binder and stability of the slurry, but also reduced battery capacity and output characteristics. It was found that this was due to the content ratio of the polymerization units of the vinyl monomer. Therefore, as a result of further investigation, as a binder, a polymer containing a polymerization unit of (meth) acrylic acid ester monomer, a polymerization unit of vinyl monomer having an acid component, and a polymerization unit of α, β unsaturated nitrile monomer, By using a vinyl monomer polymer unit having the acid component in a specific proportion of the total polymer units of the polymer, the slurry for lithium ion secondary battery positive electrode having excellent storage stability, and excellent binding properties, and It has been found that the obtained battery has a high initial charge / discharge efficiency, and that it is possible to produce a positive electrode for a lithium ion secondary battery with little capacity decrease due to repeated charge / discharge, and the present invention has been completed based on this. It came to do.

上記課題を解決する本発明は、下記事項を要旨として含む。
(1)集電体、及び前記集電体上に設けられた、正極活物質及びバインダーを含有する正極活物質層を有し、前記正極活物質が、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−y(但し、0≦x<2、0≦y≦1、0.01≦m≦0.30、0.05≦n≦0.75、0.06≦m+n<1)で表され、かつ層状岩塩型構造を有するリチウムフェライト系複合酸化物であり、
前記バインダーが(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を含む重合体であり、前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%である二次電池用正極。
(2)前記バインダーが、更に架橋性を有する構造単位を含む上記(1)に記載の二次電池用正極。
(3)前記架橋性を有する構造単位の含有割合が0.05〜2.0重量%である上記(2)に記載の二次電池用正極。
(4)前記(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの重合単位であり、
前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位が、カルボン酸基を有するモノマーの重合単位、スルホン酸基を有するモノマーの重合単位、またはこれらの組み合わせであり、
前記α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位が、アクリロニトリルの重合単位、メタクリロニトリルの重合単位、またはこれらの組み合わせである、上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の二次電池用正極。
(5)前記バインダーが、更に架橋性を有する構造単位を含み、
前記架橋性を有する構造単位が、アリル基を有する構造単位、エポキシ基を有する構造単位、またはこれらの組み合わせである、上記(4)に記載の二次電池用正極。
(6)正極活物質、バインダー及び溶媒を含有してなり、前記正極活物質が、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−y(但し、0≦x<2、0≦y≦1、0.01≦m≦0.30、0.05≦n≦0.75、0.06≦m+n<1)で表され、かつ層状岩塩型構造を有するリチウムフェライト系複合酸化物であり、前記バインダーが(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を含む重合体であり、前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%である二次電池正極用スラリー。
(7)前記(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの重合単位であり、
前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位が、カルボン酸基を有するモノマーの重合単位、スルホン酸基を有するモノマーの重合単位、またはこれらの組み合わせであり、
前記α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位が、アクリロニトリルの重合単位、メタクリロニトリルの重合単位、またはこれらの組み合わせである、(6)に記載の二次電池正極用スラリー。
(8)前記バインダーが、更に架橋性を有する構造単位を含み、
前記架橋性を有する構造単位が、アリル基を有する構造単位、エポキシ基を有する構造単位、またはこれらの組み合わせである、(7)に記載の二次電池正極用スラリー。
(9)正極、電解液、セパレーター及び負極を備える二次電池であって、前記正極が、上記(1)〜(5)のいずれかに記載の二次電池用正極である二次電池。
The present invention for solving the above-mentioned problems includes the following matters as a gist.
(1) A current collector and a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder provided on the current collector, wherein the positive electrode active material has a composition formula Li 2-x (Mn 1− mn Fe n Ni m ) O 3-y (where 0 ≦ x <2, 0 ≦ y ≦ 1, 0.01 ≦ m ≦ 0.30, 0.05 ≦ n ≦ 0.75, 0.06) ≦ m + n <1), and a lithium ferrite composite oxide having a layered rock salt structure,
The binder is a polymer including a polymerization unit of (meth) acrylic acid ester monomer, a polymerization unit of vinyl monomer having an acid component, and a polymerization unit of α, β unsaturated nitrile monomer, and polymerization of the vinyl monomer having the acid component The positive electrode for secondary batteries whose content rate of a unit is 1.0 to 3.0 weight% in all the polymerization units of a polymer.
(2) The positive electrode for a secondary battery according to (1), wherein the binder further includes a structural unit having crosslinkability.
(3) The positive electrode for a secondary battery according to the above (2), wherein the content ratio of the structural unit having crosslinkability is 0.05 to 2.0% by weight.
(4) The polymerization unit of the (meth) acrylic acid ester monomer is a polymerization unit of a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer,
The polymerization unit of the vinyl monomer having an acid component is a polymerization unit of a monomer having a carboxylic acid group, a polymerization unit of a monomer having a sulfonic acid group, or a combination thereof.
The secondary according to any one of (1) to (3) above, wherein the polymerization unit of the α, β unsaturated nitrile monomer is a polymerization unit of acrylonitrile, a polymerization unit of methacrylonitrile, or a combination thereof. Battery positive electrode.
(5) The binder further includes a structural unit having crosslinkability,
The positive electrode for a secondary battery according to (4), wherein the structural unit having crosslinkability is a structural unit having an allyl group, a structural unit having an epoxy group, or a combination thereof.
(6) A positive electrode active material, a binder, and a solvent are contained, and the positive electrode active material has a composition formula Li 2-x (Mn 1-mn F n Ni m ) O 3-y (where 0 ≦ x <2, 0 ≦ y ≦ 1, 0.01 ≦ m ≦ 0.30, 0.05 ≦ n ≦ 0.75, 0.06 ≦ m + n <1) and a lithium ferrite having a layered rock salt structure A composite oxide, wherein the binder is a polymer containing a polymer unit of a (meth) acrylic acid ester monomer, a polymer unit of a vinyl monomer having an acid component, and a polymer unit of an α, β unsaturated nitrile monomer, The slurry for secondary battery positive electrodes whose content rate of the polymerization unit of the vinyl monomer which has a component is 1.0 to 3.0 weight% in all the polymerization units of a polymer.
(7) The polymerization unit of the (meth) acrylic acid ester monomer is a polymerization unit of a (meth) acrylic acid alkyl ester monomer,
The polymerization unit of the vinyl monomer having an acid component is a polymerization unit of a monomer having a carboxylic acid group, a polymerization unit of a monomer having a sulfonic acid group, or a combination thereof.
The slurry for secondary battery positive electrode according to (6), wherein the polymerization unit of the α, β unsaturated nitrile monomer is a polymerization unit of acrylonitrile, a polymerization unit of methacrylonitrile, or a combination thereof.
(8) The binder further includes a structural unit having crosslinkability,
The slurry for secondary battery positive electrode according to (7), wherein the structural unit having crosslinkability is a structural unit having an allyl group, a structural unit having an epoxy group, or a combination thereof.
(9) A secondary battery comprising a positive electrode, an electrolytic solution, a separator, and a negative electrode, wherein the positive electrode is the positive electrode for a secondary battery according to any one of (1) to (5).

本発明によれば、安定性に優れる二次電池正極用スラリー、並びに結着性に優れ、得られる二次電池が高い充放電効率を有し、更には充放電の繰り返しによる容量低下の少ない二次電池用電極が作製できることが可能となる。   According to the present invention, the secondary battery positive electrode slurry having excellent stability and the binding property are excellent, and the obtained secondary battery has high charge / discharge efficiency, and further has a small capacity decrease due to repeated charge / discharge. It becomes possible to produce an electrode for a secondary battery.

以下に本発明を詳述する。
本発明の二次電池用正極は、集電体、及び集電体上に設けられた、正極活物質及びバインダーを含有する正極活物質層を有し、前記正極活物質が、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−y(但し、0≦x<2、0≦y≦1、0.01≦m≦0.30、0.05≦n≦0.75、0.06≦m+n<1)で表され、かつ層状岩塩型構造を有するリチウムフェライト系複合酸化物であり、前記バインダーが(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を含む重合体であり、前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%である。
The present invention is described in detail below.
The positive electrode for a secondary battery of the present invention has a current collector and a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder provided on the current collector, and the positive electrode active material has a composition formula Li 2. -x (Mn 1-m-n Fe n Ni m) O 3-y ( where, 0 ≦ x <2,0 ≦ y ≦ 1,0.01 ≦ m ≦ 0.30,0.05 ≦ n ≦ 0 .75, 0.06 ≦ m + n <1), and a lithium ferrite composite oxide having a layered rock salt structure, wherein the binder is a polymer having a polymerization unit of (meth) acrylic acid ester monomer and an acid component It is a polymer containing a polymerized unit of a monomer and a polymerized unit of an α, β unsaturated nitrile monomer, and the content ratio of the polymerized unit of the vinyl monomer having the acid component is 1.0 to 3.0 in the total polymerized units of the polymer. % By weight.

(正極活物質)
本発明において、正極活物質として用いるリチウムフェライト系複合酸化物は、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−y(但し、0≦x<2、0≦y≦1、0.01≦m≦0.30、0.05≦n≦0.75、0.06≦m+n<1)で表され、かつ層状岩塩型構造を有する。
前記リチウムフェライト系複合酸化物は、FeイオンおよびNiイオンが、LiCoOのCo層に対応するMn層を部分的に置換していることが特徴である。すなわち、FeイオンおよびNiイオンは、含有層内でLiイオンおよびMnイオンの共存により希釈されている。LiCoOのCo層内がすべてFeイオンにより置換されたものが、層状岩塩型LiFeOであるが、この材料はほとんど充放電容量を有しない。十分な充放電容量を有する複合酸化物を得るためには、FeイオンおよびNiイオンが、LiCoOのCo層に対応するMn層を部分的に置換していることが必要なので、本発明に用いるリチウムフェライト系複合酸化物に固溶させるFeイオン量は、Liイオン以外の金属イオン量の5〜75モル%(0.05≦n≦0.75)であり、20〜60モル%(0.20≦n≦0.60)であることが好ましい。Feイオンの固溶量が過剰となる場合には、充放電に関与しないFeイオンが多くなるので、電池特性上好ましくない。これに対し、Feイオンの固溶量が少なすぎる場合には、充放電容量が小さくなるため、やはり好ましくない。
(Positive electrode active material)
In the present invention, the lithium ferrite composite oxide used as the positive electrode active material has a composition formula of Li 2-x (Mn 1-mn Fe n Ni m ) O 3-y (where 0 ≦ x <2, 0 ≦ y ≦ 1, 0.01 ≦ m ≦ 0.30, 0.05 ≦ n ≦ 0.75, 0.06 ≦ m + n <1), and has a layered rock salt structure.
The lithium ferrite composite oxide is characterized in that Fe ions and Ni ions partially replace the Mn layer corresponding to the Co layer of LiCoO 2 . That is, Fe ions and Ni ions are diluted by the coexistence of Li ions and Mn ions in the containing layer. The LiCoO 2 in which the entire Co layer is replaced by Fe ions is layered rock salt type LiFeO 2 , but this material has almost no charge / discharge capacity. In order to obtain a complex oxide having a sufficient charge / discharge capacity, Fe ions and Ni ions need to partially replace the Mn layer corresponding to the Co layer of LiCoO 2. The amount of Fe ions to be dissolved in the lithium ferrite composite oxide is 5 to 75 mol% (0.05 ≦ n ≦ 0.75) of the amount of metal ions other than Li ions, and is 20 to 60 mol% (0. 20 ≦ n ≦ 0.60) is preferable. When the amount of Fe ion solid solution is excessive, Fe ions that do not participate in charge / discharge increase, which is not preferable in terms of battery characteristics. On the other hand, when the amount of Fe ion solid solution is too small, the charge / discharge capacity becomes small, which is also not preferable.

本発明に用いるリチウムフェライト系複合酸化物において、これに固溶させるNiイオンも、基本的にFeイオンと同様にMnイオンを置換する形で層状岩塩型構造中に存在している。Niイオンは、2価−3価の混合原子価状態で存在しているものと推測され、複合酸化物の電子伝導性の向上などに寄与している。リチウムフェライト系複合酸化物に固溶させるNiイオン量は、Liイオン以外の金属イオン量の1〜30モル%(0.01≦m≦0.30)であり、5〜25モル%(0.05≦m≦0.25)であることが好ましい。MnおよびFeに比して高価なNiを多量に使用する場合には、経済的に不利となる。これに対し、Niイオンの固溶量が少なすぎる場合には、Ni添加による達成される電子伝導性の向上などの効果が十分に発現されない場合がある。   In the lithium ferrite-based composite oxide used in the present invention, Ni ions to be dissolved in the lithium ferrite complex oxide are also present in the layered rock salt structure in the form of replacing Mn ions in the same manner as Fe ions. Ni ions are presumed to exist in a divalent to trivalent mixed valence state, and contribute to an improvement in the electronic conductivity of the composite oxide. The amount of Ni ions dissolved in the lithium ferrite composite oxide is 1 to 30 mol% (0.01 ≦ m ≦ 0.30) of the amount of metal ions other than Li ions, and 5 to 25 mol% (0. 05 ≦ m ≦ 0.25) is preferable. When a large amount of expensive Ni is used compared to Mn and Fe, it is economically disadvantageous. On the other hand, when the amount of Ni ions in the solid solution is too small, effects such as improvement of electron conductivity achieved by addition of Ni may not be sufficiently exhibited.

さらに、本発明に用いるリチウムフェライト系複合酸化物に固溶させるFeイオンとNiイオンの合計量は、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−yにおいて、0.06≦m+n<1以下であり、好ましくは0.3≦m+n≦0.8の範囲内にある。また、本発明に用いるリチウムフェライト系複合酸化物において、層状岩塩型の結晶構造を保つことができる限り、Li2−xMnO3−yのxとyは、それぞれ最大1程度までの正の値をとることができる。しかしながら、充電容量の観点からは、できるだけ0に近いことが好ましい。さらに、本発明に用いる複合酸化物は、充放電特性に重大な影響を及ぼさない範囲(最大10モル%程度)のLiCOなどの不純物相を含んでいてもよい。Furthermore, the total amount of Fe ions and Ni ions to be dissolved in the lithium ferrite composite oxide used in the present invention is as follows in the composition formula Li 2-x (Mn 1-mn Fe n Ni m ) O 3-y 0.06 ≦ m + n <1 or less, preferably 0.3 ≦ m + n ≦ 0.8. In addition, in the lithium ferrite composite oxide used in the present invention, as long as the layered rock salt type crystal structure can be maintained, x and y of Li 2-x MnO 3-y are positive values up to about 1 each. Can be taken. However, from the viewpoint of charge capacity, it is preferable to be as close to 0 as possible. Furthermore, the composite oxide used in the present invention may contain an impurity phase such as Li 2 CO 3 in a range that does not significantly affect the charge / discharge characteristics (up to about 10 mol%).

本発明に用いるリチウムフェライト系複合酸化物は、通常の複合酸化物合成法である水熱反応法、固相反応法などにより製造することが可能である。しかしながら、一般に、乾式混合プロセスを用いる固相反応法においては、金属イオン間の均質混合(特にFeイオンとMnイオンとNiイオンとの混合)が困難である。従って、本発明に用いるリチウムフェライト系複合酸化物は、各イオンの生成源となる金属塩を水、水/アルコール混合物などに溶解させた混合溶液を用いて、水熱反応法で製造することが、より好ましい。   The lithium ferrite composite oxide used in the present invention can be produced by a hydrothermal reaction method, a solid phase reaction method, or the like, which is a common composite oxide synthesis method. However, in general, in a solid-phase reaction method using a dry mixing process, homogeneous mixing between metal ions (particularly mixing of Fe ions, Mn ions, and Ni ions) is difficult. Therefore, the lithium ferrite composite oxide used in the present invention can be produced by a hydrothermal reaction method using a mixed solution in which a metal salt that is a source of each ion is dissolved in water, a water / alcohol mixture, or the like. More preferable.

本発明の二次電池用正極の電極活物質層中に含まれる正極活物質の量は、50〜99重量%であり、更に好ましくは、70〜99重量%であり、最も好ましい範囲は、80〜99重量%である。上記範囲とすることにより、高容量なリチウム二次電池を作製することができる。   The amount of the positive electrode active material contained in the electrode active material layer of the secondary battery positive electrode of the present invention is 50 to 99% by weight, more preferably 70 to 99% by weight, and the most preferable range is 80%. ~ 99% by weight. By setting it as the said range, a high capacity | capacitance lithium secondary battery is producible.

(バインダー)
本発明に用いるバインダーは、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を含む重合体である。
(binder)
The binder used in the present invention is a polymer containing a polymer unit of a (meth) acrylic acid ester monomer, a polymer unit of a vinyl monomer having an acid component, and a polymer unit of an α, β unsaturated nitrile monomer.

本発明において(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位を構成する(メタ)アクリル酸エステルモノマーとしては、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、即ちアクリル酸アルキルエステル及び/又はメタクリル酸アルキルエステルを挙げることができる。例えば、一般式CH=CR−COO−R(Rは水素またはメチル基を表し、Rはアルキル基を表す)で表される化合物を挙げることができる。
アクリル酸アルキルエステルの例としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n−テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレートなどが挙げられる。メタクリル酸アルキルエステルの例としては、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n−テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートなどが挙げられる。
これらの中でも、電解液に溶出せずに電解液への適度な膨潤によるリチウムイオンの伝導性を示すこと、加えて活物質の分散においてポリマーによる橋架け凝集を起こしにくいことから、アクリル酸アルキルエステルが好ましく、非カルボニル性酸素原子に結合するアルキル基の炭素数が7〜13のアクリル酸アルキルエステルである、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレートが好ましく、非カルボニル性酸素原子に結合するアルキル基の炭素数が8〜10のオクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレートは電解液に膨潤しないため、より好ましい。
In the present invention, examples of the (meth) acrylic acid ester monomer constituting the polymerization unit of the (meth) acrylic acid ester monomer include (meth) acrylic acid alkyl ester, that is, acrylic acid alkyl ester and / or methacrylic acid alkyl ester. it can. For example, the general formula CH 2 = CR 1 -COO-R 2 (R 1 represents hydrogen or a methyl group, R 2 represents an alkyl group) can be exemplified compounds represented by.
Examples of alkyl acrylates include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, pentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, Nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate and the like can be mentioned. Examples of the methacrylic acid alkyl ester include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, Nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-tetradecyl methacrylate, stearyl methacrylate and the like can be mentioned.
Among these, the alkyl acrylate ester has a lithium ion conductivity by moderate swelling into the electrolyte without eluting into the electrolyte, and in addition, it is difficult to cause bridging and aggregation by the polymer in the dispersion of the active material. Preferred are heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, and lauryl acrylate, which are alkyl acrylates having 7 to 13 carbon atoms in the alkyl group bonded to the non-carbonyl oxygen atom. Octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, and nonyl acrylate having 8 to 10 carbon atoms in the alkyl group bonded to the non-carbonyl oxygen atom are more preferable because they do not swell in the electrolytic solution.

本発明において、バインダーにおける(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は、重合体の全重合単位中50〜95重量%であることが好ましく、60〜90重量%であることがより好ましい。バインダーにおける(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合が前記範囲であることにより、極板の柔軟性に優れ、かつ電池内で耐酸化性に優れたバインダーを得ることができる。   In the present invention, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylic acid ester monomer in the binder is preferably 50 to 95% by weight, more preferably 60 to 90% by weight, based on the total polymer units of the polymer. . When the content ratio of the polymerization unit of the (meth) acrylic acid ester monomer in the binder is within the above range, a binder having excellent flexibility of the electrode plate and excellent oxidation resistance in the battery can be obtained.

本発明において酸成分を有するビニルモノマーの重合単位を構成する単量体としては、−COOH基(カルボン酸基)を有する単量体、−OH基(水酸基)を有する単量体、−SOH基(スルホン酸基)を有する単量体、−PO基を有する単量体、−PO(OH)(OR)基(Rは炭化水素基を表す)を有する単量体、及び低級ポリオキシアルキレン基を有する単量体が挙げられ、中でも−COOH基(カルボン酸基)を有する単量体、−OH基(水酸基)を有する単量体、−SOH基(スルホン酸基)を有する単量体がバインダーの結着性が高くすることができるためより好ましい。特に、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体、またはこれらの組み合わせであることが特に好ましい。In the present invention, the monomer constituting the polymerization unit of the vinyl monomer having an acid component includes a monomer having a —COOH group (carboxylic acid group), a monomer having an —OH group (hydroxyl group), and —SO 3. A monomer having an H group (sulfonic acid group), a monomer having a —PO 3 H 2 group, a monomer having a —PO (OH) (OR) group (R represents a hydrocarbon group), and Examples include monomers having a lower polyoxyalkylene group. Among them, a monomer having a —COOH group (carboxylic acid group), a monomer having an —OH group (hydroxyl group), a —SO 3 H group (sulfonic acid group). ) Is more preferable because the binder can have high binding properties. In particular, a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a sulfonic acid group, or a combination thereof is particularly preferable.

カルボン酸基を有する単量体としては、モノカルボン酸及びその誘導体やジカルボン酸、その酸無水物、及びこれらの誘導体などが挙げられる。モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。モノカルボン酸誘導体としては、2−エチルアクリル酸、2−エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α−アセトキシアクリル酸、β−trans−アリールオキシアクリル酸、α−クロロ−β−E−メトキシアクリル酸、β−ジアミノアクリル酸などが挙げられる。ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。ジカルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。ジカルボン酸誘導体としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキルなどのマレイン酸エステル;が挙げられる。   Examples of the monomer having a carboxylic acid group include monocarboxylic acid and derivatives thereof, dicarboxylic acid, acid anhydrides thereof, and derivatives thereof. Examples of monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid. Monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, β-trans-aryloxyacrylic acid, α-chloro-β-E-methoxyacrylic acid, β -Diamino acrylic acid etc. are mentioned. Examples of the dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like. Examples of the acid anhydride of dicarboxylic acid include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride. Dicarboxylic acid derivatives include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, nonyl maleate, decyl maleate, dodecyl maleate, octadecyl maleate, fluoroalkyl maleate And maleate esters.

水酸基を有する単量体としては、(メタ)アリルアルコール、3−ブテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オールなどのエチレン性不飽和アルコール;アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、マレイン酸−ジ−2−ヒドロキシエチル、マレイン酸ジ−4−ヒドロキシブチル、イタコン酸ジ−2−ヒドロキシプロピルなどのエチレン性不飽和カルボン酸のアルカノールエステル類;一般式CH=CR−COO−(CnHnO)m−H(mは2ないし9の整数、nは2ないし4の整数、Rは水素またはメチル基を表す)で表されるポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類;2−ヒドロキシエチル−2’−(メタ)アクリロイルオキシフタレート、2−ヒドロキシエチル−2’−(メタ)アクリロイルオキシサクシネートなどのジカルボン酸のジヒドロキシエステルのモノ(メタ)アクリル酸エステル類;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;(メタ)アリル−2−ヒドロキシエチルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−3−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル−3−ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル−4−ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル−6−ヒドロキシヘキシルエーテルなどのアルキレングリコールのモノ(メタ)アリルエーテル類;ジエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルなどのポリオキシアルキレングリコール(メタ)モノアリルエーテル類;グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリル−2−クロロ−3−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルエーテルなどの、(ポリ)アルキレングリコールのハロゲン及びヒドロキシ置換体のモノ(メタ)アリルエーテル;オイゲノール、イソオイゲノールなどの多価フェノールのモノ(メタ)アリルエーテル及びそのハロゲン置換体;(メタ)アリル−2−ヒドロキシエチルチオエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシプロピルチオエーテルなどのアルキレングリコールの(メタ)アリルチオエーテル類;などが挙げられる。Examples of the monomer having a hydroxyl group include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth) allyl alcohol, 3-buten-1-ol, 5-hexen-1-ol; 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic acid-2 Ethylene such as hydroxypropyl, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, di-2-hydroxyethyl maleate, di-4-hydroxybutyl maleate, di-2-hydroxypropyl itaconate alkanol esters of sexual unsaturated carboxylic acids; formula CH 2 = CR 1 -COO- (CnH 2 nO) m-H (m is 2 to 9 integer, n represents 2 to 4 integer, R 1 is hydrogen or An ester of a polyalkylene glycol represented by a methyl group) and (meth) acrylic acid; 2-hydroxy Mono (meth) acrylic acid esters of dihydroxy esters of dicarboxylic acids such as cyethyl-2 ′-(meth) acryloyloxyphthalate, 2-hydroxyethyl-2 ′-(meth) acryloyloxysuccinate; 2-hydroxyethyl vinyl ether; Vinyl ethers such as 2-hydroxypropyl vinyl ether; (meth) allyl-2-hydroxyethyl ether, (meth) allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-3-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-2- Mono (meth) allyl ethers of alkylene glycols such as hydroxybutyl ether, (meth) allyl-3-hydroxybutyl ether, (meth) allyl-4-hydroxybutyl ether, (meth) allyl-6-hydroxyhexyl ether Polyoxyalkylene glycol (meth) monoallyl ethers such as diethylene glycol mono (meth) allyl ether and dipropylene glycol mono (meth) allyl ether; glycerin mono (meth) allyl ether, (meth) allyl-2-chloro Mono (meth) allyl ethers of halogen and hydroxy-substituted products of (poly) alkylene glycols such as -3-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-2-hydroxy-3-chloropropyl ether; eugenol, isoeugenol Mono (meth) allyl ether of monohydric phenol and its halogen-substituted product; (meth) allylthiol of alkylene glycol such as (meth) allyl-2-hydroxyethylthioether, (meth) allyl-2-hydroxypropylthioether Oethers; and the like.

スルホン酸基を有する単量体としては、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。   Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, 2-acrylamido-2-methyl. Examples thereof include propanesulfonic acid and 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid.

−PO基及び/又は−PO(OH)(OR)基(Rは炭化水素基を表す)を有する単量体としては、リン酸−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−(メタ)アクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。
低級ポリオキシアルキレン基含基を含有する単量体としては、ポリ(エチレンオキシド)等のポリ(アルキレンオキシド)などが挙げられる。
As a monomer having a —PO 3 H 2 group and / or —PO (OH) (OR) group (R represents a hydrocarbon group), 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl phosphate -2- (meth) acryloyloxyethyl, ethyl phosphate- (meth) acryloyloxyethyl, and the like.
Examples of the monomer containing a lower polyoxyalkylene group-containing group include poly (alkylene oxide) such as poly (ethylene oxide).

これらの中でも、集電体への密着性に優れること及び、正極活物質から溶出したマンガンイオンを効率良く捕捉するという理由からカルボン酸基を有する単量体が好ましく、中でも、アクリル酸、メタクリル酸などの炭素数5以下のカルボン酸基を有するモノカルボン酸や、マレイン酸、イタコン酸などの炭素数5以下のカルボン酸基を2つ有するジカルボン酸が好ましい。さらには、作製したバインダーの保存安定性が高いという観点から、アクリル酸やメタクリル酸が特に好ましい。   Among these, a monomer having a carboxylic acid group is preferable because of excellent adhesion to the current collector and efficient capture of manganese ions eluted from the positive electrode active material, among which acrylic acid and methacrylic acid are preferred. A monocarboxylic acid having a carboxylic acid group having 5 or less carbon atoms such as a dicarboxylic acid having 2 or less carboxylic acid groups having 5 or less carbon atoms such as maleic acid or itaconic acid is preferred. Furthermore, acrylic acid and methacrylic acid are particularly preferable from the viewpoint that the prepared binder has high storage stability.

本発明において、バインダーにおける酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は、重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%であることが必要である。バインダーにおける酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%であることにより、初期の充放電効率が高く、更には充放電の繰り返しによる容量低下が小さい電池を得ることができる。本発明において、バインダーにおける酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が1.0重量%未満であると、初期充放電効率が小さく、かつ充放電の繰り返しによる容量低下が大きくなり、逆に3.0重量%を超えるとバインダーの保存安定性や後述する正極用スラリーの安定性が低下する。
本発明において、バインダーにおける酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は、重合体の全重合単位中1.5〜2.5重量%であることが好ましい。バインダーにおける酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が前記範囲であることにより、保存安定性に優れたバインダー、安定性に優れた正極用スラリーを得ることができ、さらには初期充放電効率がより高く、充放電の繰り返しによる容量低下がより小さい電池を作製することができる。
In this invention, the content rate of the polymerization unit of the vinyl monomer which has an acid component in a binder needs to be 1.0 to 3.0 weight% in all the polymerization units of a polymer. When the content ratio of the polymer units of the vinyl monomer having an acid component in the binder is 1.0 to 3.0% by weight in the total polymer units of the polymer, the initial charge / discharge efficiency is high, and further charge / discharge is repeated. A battery with a small capacity drop due to the above can be obtained. In the present invention, if the content ratio of the polymerization unit of the vinyl monomer having an acid component in the binder is less than 1.0% by weight, the initial charge / discharge efficiency is small, and the capacity decrease due to repeated charge / discharge increases, conversely If it exceeds 3.0% by weight, the storage stability of the binder and the stability of the positive electrode slurry described later are lowered.
In this invention, it is preferable that the content rate of the polymerization unit of the vinyl monomer which has an acid component in a binder is 1.5 to 2.5 weight% in all the polymerization units of a polymer. When the content ratio of the polymerization unit of the vinyl monomer having an acid component in the binder is within the above range, a binder having excellent storage stability, a positive electrode slurry having excellent stability can be obtained, and further, initial charge / discharge efficiency Thus, a battery having a higher capacity and smaller capacity reduction due to repeated charge and discharge can be produced.

本発明においてα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を構成する単量体としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが挙げられる。
本発明において、バインダーにおけるα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は、重合体の全重合単位中3〜40重量%であることが好ましく、5〜30重量%であることがより好ましい。バインダーにおけるα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合が前記範囲であることにより、集電体への密着性、すなわち結着性に優れた電極を得ることができる。
In the present invention, examples of the monomer constituting the polymerization unit of the α, β unsaturated nitrile monomer include acrylonitrile and methacrylonitrile.
In the present invention, the content of the polymerization units of the α, β unsaturated nitrile monomer in the binder is preferably 3 to 40% by weight, more preferably 5 to 30% by weight, based on the total polymerization units of the polymer. . When the content ratio of the polymerization unit of the α, β unsaturated nitrile monomer in the binder is within the above range, an electrode excellent in adhesion to the current collector, that is, binding property can be obtained.

本発明において使用するバインダーは、上記の重合単位以外に、更に架橋性を有する構造単位を含むことが好ましい。バインダーに、架橋性を有する構造単位を含ませることにより、電極強度をより向上させることができ、電池の作製工程における歩留まりの向上に寄与する。
前記バインダー中に架橋性を有する構造単位を導入する方法としては、バインダー中に光架橋性の架橋性基を導入する方法や熱架橋性の架橋性基を導入する方法が挙げられる。これら中でも、バインダー中に熱架橋性の架橋性基を導入する方法は、極板塗布後に極板に加熱処理を行うことにより、バインダーを架橋させることができ、さらに電解液への溶解を抑制でき、強靱で柔軟な極板が得られるので好ましい。バインダー中に熱架橋性の架橋性基を導入する場合において、熱架橋性の架橋性基を有する1つのオレフィン性二重結合を持つ単官能性単量体を用いる方法と、少なくとも2つのオレフィン性二重結合を持つ多官能性単量体を用いる方法がある。1つのオレフィン性二重結合を持つ単官能性単量体に含まれる熱架橋性の架橋性基としては、エポキシ基、ヒドロキシル基、N−メチロールアミド基、オキセタニル基、及びオキサゾリン基からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、エポキシ基が架橋及び架橋密度の調節が容易な点でより好ましい。
The binder used in the present invention preferably further contains a structural unit having crosslinkability in addition to the above polymerized units. By including a structural unit having crosslinkability in the binder, the electrode strength can be further improved, which contributes to an improvement in yield in the battery manufacturing process.
Examples of a method for introducing a structural unit having crosslinkability into the binder include a method for introducing a photocrosslinkable crosslinkable group into the binder and a method for introducing a heat crosslinkable crosslinkable group. Among these, the method of introducing a heat-crosslinkable crosslinkable group into the binder can crosslink the binder by applying heat treatment to the electrode plate after coating, and can further suppress dissolution in the electrolyte. It is preferable because a strong and flexible electrode plate can be obtained. A method of using a monofunctional monomer having one olefinic double bond having a heat-crosslinkable crosslinkable group when introducing a heat-crosslinkable crosslinkable group into the binder, and at least two olefinic properties There is a method using a polyfunctional monomer having a double bond. The heat-crosslinkable crosslinkable group contained in the monofunctional monomer having one olefinic double bond is selected from the group consisting of epoxy group, hydroxyl group, N-methylolamide group, oxetanyl group, and oxazoline group. At least one selected from the above is preferable, and an epoxy group is more preferable in terms of easy crosslinking and adjustment of the crosslinking density.

エポキシ基を含有する単量体としては、炭素−炭素二重結合およびエポキシ基を含有する単量体とハロゲン原子およびエポキシ基を含有する単量体が挙げられる。
炭素−炭素二重結合およびエポキシ基を含有する単量体としては、たとえば、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブテニルグリシジルエーテル、o−アリルフェニルグリシジルエーテルなどの不飽和グリシジルエーテル;ブタジエンモノエポキシド、クロロプレンモノエポキシド、4,5−エポキシ−2−ペンテン、3,4−エポキシ−1−ビニルシクロヘキセン、1,2−エポキシ−5,9−シクロドデカジエンなどのジエンまたはポリエンのモノエポキシド;3,4−エポキシ−1−ブテン、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−9−デセンなどのアルケニルエポキシド;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジル−4−ヘプテノエート、グリシジルソルベート、グリシジルリノレート、グリシジル−4−メチル−3−ペンテノエート、3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステル、4−メチル−3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステル類;が挙げられる。
Examples of the monomer containing an epoxy group include a monomer containing a carbon-carbon double bond and an epoxy group, and a monomer containing a halogen atom and an epoxy group.
Examples of the monomer containing a carbon-carbon double bond and an epoxy group include unsaturated glycidyl ethers such as vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butenyl glycidyl ether, o-allylphenyl glycidyl ether; butadiene monoepoxide, Diene or polyene monoepoxides such as chloroprene monoepoxide, 4,5-epoxy-2-pentene, 3,4-epoxy-1-vinylcyclohexene, 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene; Alkenyl epoxides such as epoxy-1-butene, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene; glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl crotonate, glycidyl-4-heptenoate, glycy Glycidyl esters of unsaturated carboxylic acids such as rubsorbate, glycidyl linoleate, glycidyl-4-methyl-3-pentenoate, glycidyl ester of 3-cyclohexene carboxylic acid, glycidyl ester of 4-methyl-3-cyclohexene carboxylic acid; It is done.

ハロゲン原子およびエポキシ基を有する単量体としては、たとえば、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、エピフルオロヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリンなどのエピハロヒドリン;p−クロロスチレンオキシド;ジブロモフェニルグリシジルエーテル;が挙げられる。   Examples of the monomer having a halogen atom and an epoxy group include epihalohydrins such as epichlorohydrin, epibromohydrin, epiiodohydrin, epifluorohydrin, β-methylepichlorohydrin; p-chlorostyrene oxide; dibromo Phenyl glycidyl ether;

N−メチロールアミド基を含有する単量体としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどのメチロール基を有する(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。   Examples of the monomer containing an N-methylolamide group include (meth) acrylamides having a methylol group such as N-methylol (meth) acrylamide.

オキセタニル基を含有する単量体としては、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−4−トリフロロメチルオキセタンなどが挙げられる。   Examples of the monomer containing an oxetanyl group include 3-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 3-((meth) acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, and 3-((meth) acryloyloxymethyl. ) -2-phenyloxetane, 2-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 2-((meth) acryloyloxymethyl) -4-trifluoromethyloxetane, and the like.

オキサゾリン基を含有する単量体としては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリン等が挙げられる。   Examples of the monomer containing an oxazoline group include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2- Examples include oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2-oxazoline, and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline.

少なくとも2つのオレフィン性二重結合を持つ多官能性単量体としてはアリルアクリレートまたはアリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパン−トリアクリレート、トリメチロールプロパン−トリメタクリレート、ジプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリグリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキノンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、またはこれら以外の多官能性アルコールのアリルまたはビニルエーテル、テトラエチレングリコールジアクリレート、トリアリルアミン、トリメチロールプロパン−ジアリルエーテル、メチレンビスアクリルアミドおよび/またはジビニルベンゼンが好ましい。特にアリルアクリレート、アリルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートおよび/またはトリメチロールプロパン−メタクリレート等が挙げられる。
これらの中でも、架橋密度が向上しやすいことから、少なくとも2つのオレフィン性二重結合を有する多官能性単量体が好ましく、更に架橋密度の向上および共重合性が高いという観点の理由でアリルアクリレート、アリルメタクリレート、またはエチレングリコールジメタクリレートが好ましい。
Polyfunctional monomers having at least two olefinic double bonds include allyl acrylate or allyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane-triacrylate, trimethylolpropane-trimethacrylate, dipropylene glycol diallyl ether, poly Glycol diallyl ether, triethylene glycol divinyl ether, hydroquinone diallyl ether, tetraallyloxyethane, or allyl or vinyl ethers of other multifunctional alcohols, tetraethylene glycol diacrylate, triallylamine, trimethylolpropane-diallyl ether, methylene bis Acrylamide and / or divinylbenzene are preferred. In particular, allyl acrylate, allyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate and / or trimethylolpropane-methacrylate and the like can be mentioned.
Of these, polyfunctional monomers having at least two olefinic double bonds are preferred because the crosslinking density is likely to be improved, and allyl acrylate is also preferred because of improved crosslinking density and high copolymerizability. Allyl methacrylate or ethylene glycol dimethacrylate is preferred.

以上のなかでも、架橋性を有する構造単位としては、特に、アリルメタアクリレートの重合単位、エチレングリコールジメタクリレートの重合単位、またはこれらの組み合わせが好ましい。とりわけ、アリルメタアクリレートの重合単位は、少量で高い架橋効果を得ることができるため好ましい。   Among these, as the structural unit having crosslinkability, an allyl methacrylate polymer unit, an ethylene glycol dimethacrylate polymer unit, or a combination thereof is particularly preferable. In particular, polymerized units of allyl methacrylate are preferable because a high crosslinking effect can be obtained with a small amount.

バインダーにおける架橋性を有する構造単位の含有割合は、熱架橋性の架橋性基を含有する単量体に基づく構造単位の量として、重合体全量100重量%に対して、好ましくは0.05〜2.0重量%、更に好ましくは0.1〜1.0重量%の範囲である。バインダーにおける架橋性を有する構造単位の含有割合を前記範囲とすることにより、極板の結着性がより向上し、さらには電解液への過度の膨潤を抑制し、充放電の繰り返しによる容量低下をより小さくすることができる。バインダー中の架橋性を有する構造単位の含有割合は、バインダーを製造する時の単量体仕込み比により制御できる。バインダー中の架橋性を有する構造単位の含有割合が、上記範囲内にあることで適度な電解液に対する膨潤性を示すことができ、初期充放電効率をより高く、充放電の繰り返しによる容量低下をより小さくすることができる。   The content ratio of the structural unit having crosslinkability in the binder is preferably 0.05 to 100% by weight with respect to the total amount of the polymer as the amount of the structural unit based on the monomer containing the heat crosslinkable crosslinkable group. It is 2.0 weight%, More preferably, it is the range of 0.1-1.0 weight%. By making the content ratio of the structural unit having crosslinkability in the binder within the above range, the binding property of the electrode plate is further improved, and further, the excessive swelling to the electrolytic solution is suppressed, and the capacity decreases due to repeated charge and discharge. Can be made smaller. The content ratio of the structural unit having crosslinkability in the binder can be controlled by the monomer charge ratio when the binder is produced. When the content ratio of the structural unit having crosslinkability in the binder is within the above range, it is possible to show swelling property with respect to an appropriate electrolytic solution, higher initial charge / discharge efficiency, and capacity reduction due to repeated charge / discharge. It can be made smaller.

本発明に用いるバインダーは、上記の成分以外に任意の重合単位を含んでいてもよい。任意の重合単位は、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位、及び架橋性を有する構造単位以外の重合単位である。このような重合単位を構成する単量体としては、(メタ)アクリル酸エステルモノマー、酸成分を有するビニルモノマー、α,β不飽和ニトリルモノマー、及び架橋性を有する構造単位のを構成するモノマー以外のビニルモノマーを挙げることができる。具体的には、塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子含有単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、等のビニルエステル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビエルエーテル等のビニルエーテル類;メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソプロペニルビニルケトン等のビニルケトン類;N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環含有ビニル化合物;アクリルアミド、が挙げられる。これらの重合単位の含有割合は、重合体の全重合単位中10重量%以下である。   The binder used in the present invention may contain an arbitrary polymerization unit in addition to the above components. Arbitrary polymer units are polymer units other than (meth) acrylic acid ester monomer polymer units, vinyl monomer polymer units having acid components, α, β unsaturated nitrile monomer polymer units, and crosslinkable structural units. is there. As monomers constituting such polymerized units, (meth) acrylic acid ester monomers, vinyl monomers having an acid component, α, β unsaturated nitrile monomers, and monomers other than those constituting structural units having crosslinkability The vinyl monomer can be mentioned. Specifically, halogen atom-containing monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate and vinyl butyrate; vinyl ethers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and butyl vinyl ether; methyl And vinyl ketones such as vinyl ketone, ethyl vinyl ketone, butyl vinyl ketone, hexyl vinyl ketone, and isopropenyl vinyl ketone; heterocyclic ring-containing vinyl compounds such as N-vinyl pyrrolidone, vinyl pyridine, and vinyl imidazole; and acrylamide. The content ratio of these polymerized units is 10% by weight or less in the total polymerized units of the polymer.

本発明に用いるバインダーは、分散媒に分散された分散液または溶解された溶液の状態で使用される。その中でも分散媒に粒子状で分散していることが電解液の膨潤性を抑制するという理由から好ましい。
バインダーが分散媒に粒子状で分散している場合において、粒子状で分散しているバインダーの数平均粒径は、50nm〜500nmが好ましく、70nm〜400nmがさらに好ましく、最も好ましくは100nm〜250nmである。バインダーの平均粒径がこの範囲であると得られる電極の強度および柔軟性が良好となる。また、分散媒としては有機溶媒や水が用いられるが、中でも乾燥速度が速いという理由から分散媒として水を利用することが好ましい。
The binder used in the present invention is used in the state of a dispersion liquid or a dissolved solution dispersed in a dispersion medium. Among these, it is preferable that it is dispersed in the dispersion medium in the form of particles because the swelling property of the electrolytic solution is suppressed.
When the binder is dispersed in a particulate form in the dispersion medium, the number average particle size of the binder dispersed in the particulate form is preferably 50 nm to 500 nm, more preferably 70 nm to 400 nm, and most preferably 100 nm to 250 nm. is there. When the average particle size of the binder is within this range, the strength and flexibility of the obtained electrode are improved. In addition, an organic solvent or water is used as the dispersion medium, but it is preferable to use water as the dispersion medium because of the high drying speed.

バインダーが分散媒に粒子状で分散している場合において、分散液の固形分濃度は、通常15〜70重量%であり、20〜65重量%が好ましく、30〜60重量%がさらに好ましい。固形分濃度がこの範囲であると電極用スラリー製造における作業性が良好である。   When the binder is dispersed in the dispersion medium in the form of particles, the solid content concentration of the dispersion is usually 15 to 70% by weight, preferably 20 to 65% by weight, and more preferably 30 to 60% by weight. When the solid content concentration is within this range, workability in the production of the slurry for electrodes is good.

本発明に用いるバインダーのガラス転移温度(Tg)は、好ましくは−50〜25℃、より好ましくは−45〜15℃、特に好ましくは−40〜5℃である。バインダーのTgが上記範囲にあることにより、優れた強度と柔軟性を有し、高い出力特性の二次電池用電極を得ることができる。なお、バインダーのガラス転移温度は、様々な単量体を組み合わせることによって調製可能である。   The glass transition temperature (Tg) of the binder used in the present invention is preferably −50 to 25 ° C., more preferably −45 to 15 ° C., and particularly preferably −40 to 5 ° C. When the Tg of the binder is in the above range, a secondary battery electrode having excellent strength and flexibility and high output characteristics can be obtained. The glass transition temperature of the binder can be adjusted by combining various monomers.

本発明に用いるバインダーの製造方法は特に限定はされず、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法も用いることができる。重合方法としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などいずれの方法も用いることができる。重合に用いる重合開始剤としては、たとえば過酸化ラウロイル、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−2−エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、t−ブチルパーオキシピバレート、3,3,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイドなどの有機過酸化物、α,α’−アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、または過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウムなどがあげられる。
バインダー中の重合単位の割合は、対応するモノマーの割合を調節することにより調節することができる。
The method for producing the binder used in the present invention is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method can be used. As the polymerization method, any method such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used. Examples of the polymerization initiator used for polymerization include lauroyl peroxide, diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, t-butyl peroxypivalate, 3,3,5-trimethylhexanoyl peroxide, and the like. Organic peroxides, azo compounds such as α, α′-azobisisobutyronitrile, ammonium persulfate, potassium persulfate, and the like.
The proportion of polymerized units in the binder can be adjusted by adjusting the proportion of the corresponding monomer.

本発明に用いるバインダーを乳化重合、懸濁重合などの重合法により製造する場合において用いられる分散剤は、通常の合成で使用されるものでよく、具体例としては、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩;ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジヘキシルスルホコハク酸ナトリウムなどのスルホコハク酸塩;ラウリン酸ナトリウムなどの脂肪酸塩;ポリオキシエチレンラウリルエーテルサルフェートナトリウム塩、ポリオキシエチレンノニルフェニルエ−テルサルフェートナトリウム塩などのエトキシサルフェート塩;アルカンスルホン酸塩;アルキルエーテルリン酸エステルナトリウム塩;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンラウリルエステル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロック共重合体などの非イオン性乳化剤;ゼラチン、無水マレイン酸−スチレン共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸ナトリウム、重合度700以上かつケン化度75%以上のポリビニルアルコールなどの水溶性高分子などが例示され、これらは単独でも2種類以上を併用して用いても良い。これらの中でも好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩;ラウリル硫酸ナトリウム、テトラドデシル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸塩であり、更に好ましくは、耐酸化性に優れるという点から、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシルフェニルエーテルスルホン酸ナトリウムなどのベンゼンスルホン酸塩である。分散剤の添加量は任意に設定でき、モノマー総量100重量部に対して通常0.01〜10重量部程度である。   The dispersant used in the case where the binder used in the present invention is produced by a polymerization method such as emulsion polymerization or suspension polymerization may be used in ordinary synthesis. Specific examples include sodium dodecylbenzenesulfonate and dodecyl. Benzene sulfonates such as sodium phenyl ether sulfonate; alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and sodium tetradodecyl sulfate; sulfosuccinates such as sodium dioctyl sulfosuccinate and sodium dihexyl sulfosuccinate; fatty acid salts such as sodium laurate; poly Ethoxy sulfate salts such as oxyethylene lauryl ether sulfate sodium salt and polyoxyethylene nonylphenyl ether sulfate sodium salt; alkane sulfonate; alkyl ether phosphate ester Tersodium salt; Nonionic emulsifier such as polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene sorbitan lauryl ester, polyoxyethylene-polyoxypropylene block copolymer; gelatin, maleic anhydride-styrene copolymer, polyvinylpyrrolidone, Examples thereof include water-soluble polymers such as sodium polyacrylate, polyvinyl alcohol having a polymerization degree of 700 or more and a saponification degree of 75% or more, and these may be used alone or in combination of two or more. Among these, benzenesulfonates such as sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium dodecylphenylethersulfonate; alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate and sodium tetradodecylsulfate are preferable, and oxidation resistance is more preferable. From this point, it is a benzenesulfonate such as sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium dodecylphenylethersulfonate. The addition amount of the dispersing agent can be arbitrarily set, and is usually about 0.01 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the total amount of monomers.

本発明に用いるバインダーが分散媒に分散している時のpHは、5〜13が好ましく、更には5〜12、最も好ましくは10〜12である。バインダーのpHが上記範囲にあることにより、バインダーの保存安定性が向上し、さらには、機械的安定性が向上する。   The pH when the binder used in the present invention is dispersed in the dispersion medium is preferably 5 to 13, more preferably 5 to 12, and most preferably 10 to 12. When the pH of the binder is in the above range, the storage stability of the binder is improved, and further, the mechanical stability is improved.

バインダーのpHを調整するpH調整剤は、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどのアルカリ金属水酸化物、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム、水酸化バリウムなどのアルカリ土類金属酸化物、水酸化アルミニウムなどの長周期律表でIIIA属に属する金属の水酸化物などの水酸化物;炭酸ナトリウム、炭酸カリウムなどのアルカリ金属炭酸塩、炭酸マグネシウムなどのアルカリ土類金属炭酸塩などの炭酸塩;などが例示され、有機アミンとしては、エチルアミン、ジエチルアミン、プロピルアミンなどのアルキルアミン類;モノメタノールアミン、モノエタノールアミン、モノプロパノールアミンなどのアルコールアミン類;アンモニア水などのアンモニア類;などが挙げられる。これらのなかでも、結着性や操作性の観点からアルカリ金属水酸化物が好ましく、特に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムが好ましい。   PH adjusting agents for adjusting the pH of the binder include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkaline earth metal oxides such as calcium hydroxide, magnesium hydroxide and barium hydroxide, Hydroxides such as hydroxides of metals belonging to Group IIIA in a long periodic table such as aluminum hydroxide; carbonates such as alkali metal carbonates such as sodium carbonate and potassium carbonate, alkaline earth metal carbonates such as magnesium carbonate Examples of organic amines include alkylamines such as ethylamine, diethylamine and propylamine; alcohol amines such as monomethanolamine, monoethanolamine and monopropanolamine; ammonia such as ammonia water; Can be mentioned. Among these, alkali metal hydroxides are preferable from the viewpoints of binding properties and operability, and sodium hydroxide, potassium hydroxide, and lithium hydroxide are particularly preferable.

正極活物質層中のバインダーの含有量は、正極活物質100重量部に対して0.1〜10重量部、更に好ましくは0.5〜5重量部である。二次電池正極中のバインダーの含有量が前記範囲にあることで、正極活物質同士及び集電体への結着性に優れ更に柔軟性を維持しながらも、Liの移動を阻害せず抵抗が増大することがない。   Content of the binder in a positive electrode active material layer is 0.1-10 weight part with respect to 100 weight part of positive electrode active materials, More preferably, it is 0.5-5 weight part. The content of the binder in the positive electrode of the secondary battery is within the above range, so that the positive electrode active materials are excellent in binding property to the current collector and the current collector. Does not increase.

(集電体)
本発明に用いられる集電体は、電気導電性を有しかつ電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されないが、耐熱性を有するとの観点から、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、白金などの金属材料が好ましい。中でも、リチウムイオン二次電池の正極用としてはアルミニウムが特に好ましい。集電体の形状は特に制限されないが、厚さ0.001〜0.5mm程度のシート状のものが好ましい。集電体は、正極活物質層の接着強度を高めるため、予め粗面化処理して使用するのが好ましい。粗面化方法としては、機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。機械的研磨法においては、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。また、正極活物質層の接着強度や導電性を高めるために、集電体表面に中間層を形成してもよい。
(Current collector)
The current collector used in the present invention is not particularly limited as long as it has electrical conductivity and is electrochemically durable, but from the viewpoint of heat resistance, for example, iron, copper, aluminum Metal materials such as nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold and platinum are preferred. Among these, aluminum is particularly preferable for the positive electrode of the lithium ion secondary battery. The shape of the current collector is not particularly limited, but a sheet shape having a thickness of about 0.001 to 0.5 mm is preferable. In order to increase the adhesive strength of the positive electrode active material layer, the current collector is preferably used after roughening in advance. Examples of the roughening method include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method. In the mechanical polishing method, an abrasive cloth paper with a fixed abrasive particle, a grindstone, an emery buff, a wire brush provided with a steel wire or the like is used. Further, an intermediate layer may be formed on the current collector surface in order to increase the adhesive strength and conductivity of the positive electrode active material layer.

本発明に用いる正極活物質層には、上記成分のほかに、さらに導電性付与材、補強材、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、増粘剤、電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤、その他結着剤等の、任意成分が含まれていてもよい。後述の二次電池正極用スラリーにも、これらの成分が含まれていてもよい。これらは電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られない。   In addition to the above components, the positive electrode active material layer used in the present invention further has electroconductivity imparting material, reinforcing material, dispersing agent, leveling agent, antioxidant, thickener, electrolytic solution having functions such as inhibiting decomposition of the electrolyte. Optional components such as liquid additives and other binders may be contained. These components may also be contained in a slurry for a secondary battery positive electrode described later. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction.

導電付与材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、気相成長カーボン繊維、カーボンナノチューブ等の導電性カーボンを使用することができる。黒鉛などの炭素粉末、各種金属のファイバーや箔などが挙げられる。導電性付与材を用いることにより電極活物質同士の電気的接触を向上させることができ、特にリチウムイオン二次電池に用いる場合に放電負荷特性を改善したりすることができる。補強材としては、各種の無機および有機の球状、板状、棒状または繊維状のフィラーが使用できる。補強材を用いることにより強靭で柔軟な電極を得ることができ、優れた長期サイクル特性を示すことができる。導電性付与材や補強剤の使用量は、電極活物質100重量部に対して通常0.01〜20重量部、好ましくは1〜10重量部である。前記範囲に含まれることにより、高い容量と高い負荷特性を示すことができる。   As the conductivity-imparting material, conductive carbon such as acetylene black, ketjen black, carbon black, graphite, vapor-grown carbon fiber, and carbon nanotube can be used. Examples thereof include carbon powders such as graphite, and fibers and foils of various metals. By using the conductivity imparting material, the electrical contact between the electrode active materials can be improved. In particular, when used in a lithium ion secondary battery, the discharge load characteristics can be improved. As the reinforcing material, various inorganic and organic spherical, plate-like, rod-like or fibrous fillers can be used. By using a reinforcing material, a tough and flexible electrode can be obtained, and excellent long-term cycle characteristics can be exhibited. The usage-amount of an electroconductivity imparting material or a reinforcing agent is 0.01-20 weight part normally with respect to 100 weight part of electrode active materials, Preferably it is 1-10 weight part. By being included in the said range, a high capacity | capacitance and a high load characteristic can be shown.

分散剤としてはアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子化合物が例示される。分散剤は用いる電極活物質や導電剤に応じて選択される。正極活物質層中の分散剤の含有割合は、好ましくは0.01〜10重量%である。分散剤量が上記範囲であることにより後述する正極用スラリーの安定性に優れ、平滑な電極を得ることができ、高い電池容量を示すことができる。   Examples of the dispersant include an anionic compound, a cationic compound, a nonionic compound, and a polymer compound. A dispersing agent is selected according to the electrode active material and electrically conductive agent to be used. The content ratio of the dispersant in the positive electrode active material layer is preferably 0.01 to 10% by weight. When the amount of the dispersant is in the above range, the positive electrode slurry described later is excellent in stability, a smooth electrode can be obtained, and a high battery capacity can be exhibited.

レベリング剤としてはアルキル系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、金属系界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。前記界面活性剤を混合することにより、塗工時に発生するはじきを防止したり、電極の平滑性を向上させることができる。正極活物質層中のレベリング剤の含有割合は、好ましくは0.01〜10重量%である。レベリング剤が上記範囲であることにより電極作製時の生産性、平滑性及び電池特性に優れる。   Examples of the leveling agent include surfactants such as alkyl surfactants, silicon surfactants, fluorine surfactants, and metal surfactants. By mixing the surfactant, it is possible to prevent the repelling that occurs during coating or to improve the smoothness of the electrode. The content ratio of the leveling agent in the positive electrode active material layer is preferably 0.01 to 10% by weight. When the leveling agent is within the above range, the productivity, smoothness, and battery characteristics during electrode production are excellent.

酸化防止剤としてはフェノール化合物、ハイドロキノン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物、フェニレンジアミン化合物、ポリマー型フェノール化合物等が挙げられる。ポリマー型フェノール化合物は、分子内にフェノール構造を有する重合体であり、重量平均分子量が200〜1000、好ましくは600〜700のポリマー型フェノール化合物が好ましく用いられる。正極活物質層中の酸化防止剤の含有割合は、好ましくは0.01〜10重量%、更に好ましくは0.05〜5重量%である。酸化防止剤が上記範囲であることにより後述する正極用スラリーの安定性、電池容量及びサイクル特性に優れる。   Examples of the antioxidant include a phenol compound, a hydroquinone compound, an organic phosphorus compound, a sulfur compound, a phenylenediamine compound, and a polymer type phenol compound. The polymer type phenol compound is a polymer having a phenol structure in the molecule, and a polymer type phenol compound having a weight average molecular weight of 200 to 1000, preferably 600 to 700 is preferably used. The content ratio of the antioxidant in the positive electrode active material layer is preferably 0.01 to 10% by weight, more preferably 0.05 to 5% by weight. When the antioxidant is within the above range, the positive electrode slurry described later is excellent in stability, battery capacity, and cycle characteristics.

増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリ(メタ)アクリル酸およびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリビニルアルコール、アクリル酸又はアクリル酸塩とビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸又はマレイン酸もしくはフマル酸とビニルアルコールの共重合体などのポリビニルアルコール類;ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリアクリル酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物などが挙げられる。増粘剤の使用量がこの範囲であると、塗工性や、電極や有機セパレーターとの密着性が良好である。本発明において、「(変性)ポリ」は「未変性ポリ」又は「変性ポリ」を意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」又は「メタアクリル」を意味する。正極活物質層中の増粘剤の含有割合は、好ましくは0.01〜10重量%である。増粘剤が上記範囲であることにより、後述する正極用スラリー中の活物質等の分散性に優れ、平滑な電極を得ることができ、優れた負荷特性及びサイクル特性を示す。   Examples of thickeners include cellulosic polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, and ammonium salts and alkali metal salts thereof; (modified) poly (meth) acrylic acid and ammonium salts and alkali metal salts thereof; ) Polyvinyl alcohols such as polyvinyl alcohol, copolymers of acrylic acid or acrylate and vinyl alcohol, maleic anhydride or copolymers of maleic acid or fumaric acid and vinyl alcohol; polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, modified Examples include polyacrylic acid, oxidized starch, phosphoric acid starch, casein, various modified starches, acrylonitrile-butadiene copolymer hydride, and the like. When the use amount of the thickener is within this range, the coating property and the adhesion with the electrode and the organic separator are good. In the present invention, “(modified) poly” means “unmodified poly” or “modified poly”, and “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”. The content ratio of the thickener in the positive electrode active material layer is preferably 0.01 to 10% by weight. When the thickener is in the above range, a smooth electrode having excellent dispersibility of the active material in the positive electrode slurry described later can be obtained, and excellent load characteristics and cycle characteristics are exhibited.

電解液添加剤は、後述する正極用スラリー中及び電解液中に使用されるビニレンカーボネートなどを用いることができる。正極活物質層中の電解液添加剤の含有割合は、好ましくは0.01〜10重量%である。電解液添加剤が上記範囲であることによりサイクル特性及び高温特性に優れる。その他には、フュームドシリカやフュームドアルミナなどのナノ微粒子が挙げられる。前記ナノ微粒子を混合することにより電極形成用スラリーのチキソ性をコントロールすることができ、さらにそれにより得られる電極のレベリング性を向上させることができる。正極活物質層中のナノ微粒子及の含有割合は、好ましくは0.01〜10重量%である。ナノ微粒子が上記範囲であることによりスラリー安定性、生産性に優れ、高い電池特性を示す。   As the electrolytic solution additive, vinylene carbonate used in the positive electrode slurry and the electrolytic solution described later can be used. The content ratio of the electrolytic solution additive in the positive electrode active material layer is preferably 0.01 to 10% by weight. When the electrolytic solution additive is in the above range, the cycle characteristics and the high temperature characteristics are excellent. Other examples include nanoparticles such as fumed silica and fumed alumina. By mixing the nanoparticles, the thixotropy of the electrode forming slurry can be controlled, and the leveling property of the resulting electrode can be improved. The content ratio of nanoparticles and the like in the positive electrode active material layer is preferably 0.01 to 10% by weight. When the nanoparticles are in the above range, the slurry stability and productivity are excellent, and high battery characteristics are exhibited.

本発明の二次電池用正極を製造する方法としては、前記集電体の少なくとも片面、好ましくは両面に正極活物質層を層状に結着させる方法であればよい。例えば、後述するリチウム二次電池正極用スラリーを集電体に塗布、乾燥し、次いで、120℃以上で1時間以上加熱処理して電極を形成する。加熱処理温度の上限は、特に限定されないが、好ましくは300℃以下とすることができる。加熱時間の上限も特に限定されないが、好ましくは200℃以下とすることができる。正極用スラリーを集電体へ塗布する方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ジップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。乾燥方法としては例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。   As a method for producing the positive electrode for a secondary battery of the present invention, any method may be used as long as the positive electrode active material layer is bound in layers on at least one surface, preferably both surfaces of the current collector. For example, a slurry for a lithium secondary battery positive electrode, which will be described later, is applied to a current collector and dried, and then heated at 120 ° C. or higher for 1 hour or longer to form an electrode. Although the upper limit of heat processing temperature is not specifically limited, Preferably it can be 300 degrees C or less. The upper limit of the heating time is not particularly limited, but can be preferably 200 ° C. or lower. The method for applying the positive electrode slurry to the current collector is not particularly limited. Examples thereof include a doctor blade method, a zip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method. Examples of the drying method include drying by warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, and drying by irradiation with (far) infrared rays or electron beams.

次いで、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により電極の空隙率を低くすることが好ましい。空隙率の好ましい範囲は5%〜15%、より好ましくは7%〜13%である。空隙率が高すぎると充電効率や放電効率が悪化する。空隙率が低すぎる場合は、高い体積容量が得難かったり、電極が剥がれ易く不良を発生し易いといった問題を生じる。さらに、硬化性の重合体を用いる場合は、硬化させることが好ましい。   Next, it is preferable to lower the porosity of the electrode by pressure treatment using a mold press or a roll press. The preferable range of the porosity is 5% to 15%, more preferably 7% to 13%. If the porosity is too high, charging efficiency and discharging efficiency are deteriorated. When the porosity is too low, there are problems that it is difficult to obtain a high volume capacity, or that the electrode is easily peeled off and a defect is likely to occur. Further, when a curable polymer is used, it is preferably cured.

本発明の二次電池用正極の厚みは、通常5〜300μmであり、好ましくは10〜250μmである。電極厚みが上記範囲にあることにより、負荷特性及びエネルギー密度共に高い特性を示す。   The thickness of the positive electrode for secondary batteries of the present invention is usually 5 to 300 μm, preferably 10 to 250 μm. When the electrode thickness is in the above range, both load characteristics and energy density are high.

(二次電池正極用スラリー)
本発明に用いる二次電池正極用スラリーは、正極活物質、バインダー及び溶媒を含有してなり、前記正極活物質が、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−y(但し、0≦x<2、0≦y≦1、0.01≦m≦0.30、0.05≦n≦0.75、0.06≦m+n<1)で表され、かつ層状岩塩型構造を有するリチウムフェライト系複合酸化物であり、前記バインダーが(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を含む重合体であり、前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%である。バインダー、正極活物質としては、二次電池用正極で説明したものを用いる。
(Slurry for secondary battery positive electrode)
The slurry for a secondary battery positive electrode used in the present invention contains a positive electrode active material, a binder, and a solvent, and the positive electrode active material has a composition formula Li 2-x (Mn 1-mn Fe n Ni m ) O. 3-y (where 0 ≦ x <2, 0 ≦ y ≦ 1, 0.01 ≦ m ≦ 0.30, 0.05 ≦ n ≦ 0.75, 0.06 ≦ m + n <1), And a lithium ferrite composite oxide having a layered rock salt structure, wherein the binder is a polymerization unit of (meth) acrylate monomer, a polymerization unit of vinyl monomer having an acid component, and a polymerization unit of α, β unsaturated nitrile monomer The content ratio of the polymer units of the vinyl monomer having the acid component is 1.0 to 3.0% by weight in the total polymer units of the polymer. As a binder and a positive electrode active material, what was demonstrated by the positive electrode for secondary batteries is used.

(溶媒)
溶媒としては、本発明に用いるバインダーを均一に溶解または分散し得るものであれば特に制限されない。
正極用スラリーに用いる溶媒としては、水および有機溶媒のいずれも使用できる。有機溶媒としては、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの環状脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;アセトン、エチルメチルケトン、ジソプロピルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどのケトン類;メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素など塩素系脂肪族炭化水素;酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトンなどのエステル類;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのアシロニトリル類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類:メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール類;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類があげられる。
これらの溶媒は、単独で使用しても、これらを2種以上混合して混合溶媒として使用してもよい。これらの中でも特に、電極活物質及び導電剤の分散性にすぐれ、沸点が低く揮発性が高い溶媒が、短時間でかつ低温で除去できるので好ましい。アセトン、トルエン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、キシレン、水、若しくはN−メチルピロリドン、またはこれらの混合溶媒が好ましい。また、本発明の効果が、バインダーとして水分散型粒子状高分子を用いた時に顕著に見られることから、特に溶媒として水が好ましい。
(solvent)
The solvent is not particularly limited as long as it can uniformly dissolve or disperse the binder used in the present invention.
As the solvent used for the positive electrode slurry, either water or an organic solvent can be used. Examples of organic solvents include cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; acetone, ethyl methyl ketone, disopropyl ketone, cyclohexanone, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane. Ketones; chlorinated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, γ-butyrolactone and ε-caprolactone; acylonitriles such as acetonitrile and propionitrile; tetrahydrofuran; Ethers such as ethylene glycol diethyl ether: alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol and ethylene glycol monomethyl ether; Amides such as loridone and N, N-dimethylformamide are exemplified.
These solvents may be used alone, or two or more of these may be mixed and used as a mixed solvent. Among these, a solvent having excellent dispersibility of the electrode active material and the conductive agent and having a low boiling point and high volatility is preferable because it can be removed in a short time and at a low temperature. Acetone, toluene, cyclohexanone, cyclopentane, tetrahydrofuran, cyclohexane, xylene, water, N-methylpyrrolidone, or a mixed solvent thereof is preferable. In addition, since the effect of the present invention is noticeable when a water-dispersed particulate polymer is used as a binder, water is particularly preferable as a solvent.

本発明に用いる二次電池正極用スラリーの固形分濃度は、塗布、浸漬が可能な程度でかつ、流動性を有する粘度になる限り特に限定はされないが、一般的には10〜80重量%程度である。   The solid content concentration of the slurry for the secondary battery positive electrode used in the present invention is not particularly limited as long as it can be applied and immersed and has a fluid viscosity, but is generally about 10 to 80% by weight. It is.

また、二次電池正極用スラリーには、前記バインダー、前記リチウムフェライト系複合酸化物及び溶媒のほかに、さらに前述の二次電池用正極中に使用される分散剤や電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等の任意成分が含まれていてもよい。これらは電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られない。   In addition to the binder, the lithium ferrite composite oxide and the solvent, the slurry for the secondary battery positive electrode further functions as a dispersant used in the above-mentioned positive electrode for the secondary battery and the electrolytic solution decomposition suppression. Arbitrary components, such as electrolyte solution additive which has this, may be contained. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction.

(二次電池用正極用スラリー製法)
本発明においては、二次電池正極用スラリーの製法は、特に限定はされず、前記バインダー、リチウムフェライト系複合酸化物、及び溶媒と必要に応じ添加される任意成分を混合して得られる。
本発明においては上記成分を用いることにより混合方法や混合順序にかかわらず、前記成分が高度に分散された正極用スラリーを得ることができる。混合装置は、上記成分を均一に混合できる装置であれば特に限定されず、ビーズミル、ボールミル、ロールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどを使用することができるが、中でも高濃度での分散が可能なことから、ボールミル、ロールミル、顔料分散機、擂潰機、プラネタリーミキサーを使用することが特に好ましい。
正極用スラリーの粘度は、均一塗工性、スラリー経時安定性の観点から、好ましくは10mPa・s〜100,000mPa・s、更に好ましくは100〜50,000mPa・sである。前記粘度は、B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmで測定した時の値である。
(Slurry manufacturing method for secondary battery positive electrode)
In the present invention, the method for producing the slurry for the secondary battery positive electrode is not particularly limited, and can be obtained by mixing the binder, the lithium ferrite composite oxide, and the solvent and optional components added as necessary.
In the present invention, a positive electrode slurry in which the above components are highly dispersed can be obtained regardless of the mixing method and mixing order by using the above components. The mixing device is not particularly limited as long as it can uniformly mix the above-mentioned components. Bead mill, ball mill, roll mill, sand mill, pigment disperser, crusher, ultrasonic disperser, homogenizer, planetary mixer, fill mix, etc. Among them, it is particularly preferable to use a ball mill, a roll mill, a pigment disperser, a crusher, or a planetary mixer because dispersion at a high concentration is possible.
The viscosity of the positive electrode slurry is preferably 10 mPa · s to 100,000 mPa · s, more preferably 100 to 50,000 mPa · s, from the viewpoints of uniform coatability and slurry aging stability. The viscosity is a value measured using a B-type viscometer at 25 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.

(二次電池)
本発明の二次電池は、正極、負極、セパレーター及び電解液を備えてなり、前記正極が、前記二次電池用正極である。
(Secondary battery)
The secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution, and the positive electrode is the positive electrode for the secondary battery.

前記二次電池としては、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等挙げられるが、、長期サイクル特性の向上・出力特性の向上等性能向上が最も求められていることから用途としてはリチウムイオン二次電池が好ましい。以下、リチウムイオン二次電池に使用する場合について説明する。   Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery. However, since the most demanded performance improvement such as improvement of long-term cycle characteristics / improvement of output characteristics, lithium ion secondary batteries are used as applications. Secondary batteries are preferred. Hereinafter, the case where it uses for a lithium ion secondary battery is demonstrated.

(リチウムイオン二次電池用電解液)
リチウムイオン二次電池用の電解液としては、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。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、特に制限はないが、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF、LiClO、CFSOLiが好ましい。これらは、二種以上を併用してもよい。解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
(Electrolyte for lithium ion secondary battery)
As the electrolytic solution for the lithium ion secondary battery, an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is used. A lithium salt is used as the supporting electrolyte. The lithium salt is not particularly limited, LiPF 6, LiAsF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiClO 4, CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like. Among these, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li that are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation are preferable. Two or more of these may be used in combination. Since the lithium ion conductivity increases as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

リチウムイオン二次電池用の電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、メチルエチルカーボネート(MEC)などのカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物類;が好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いのでカーボネート類が好ましい。用いる溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、溶媒の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
また前記電解液には添加剤を含有させて用いることも可能である。添加剤としては前述の二次電池正極用スラリー中に使用されるビニレンカーボネート(VC)などのカーボネート系の化合物が挙げられる。
The organic solvent used in the electrolyte for the lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte, but dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene Carbonates such as carbonate (PC), butylene carbonate (BC), methyl ethyl carbonate (MEC); esters such as γ-butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfolane, dimethyl sulfoxide Sulfur-containing compounds such as are preferably used. Moreover, you may use the liquid mixture of these solvents. Among these, carbonates are preferable because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region. Since the lithium ion conductivity increases as the viscosity of the solvent used decreases, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the solvent.
Moreover, it is also possible to use the electrolyte solution by containing an additive. Examples of the additive include carbonate compounds such as vinylene carbonate (VC) used in the slurry for a secondary battery positive electrode.

リチウムイオン二次電池用の電解液中における支持電解質の濃度は、通常1〜30重量%、好ましくは5重量%〜20重量%である。また、支持電解質の種類に応じて、通常0.5〜2.5モル/Lの濃度で用いられる。支持電解質の濃度が低すぎても高すぎてもイオン導電度は低下する傾向にある。
上記以外の電解液としては、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質や前記ポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、LiI、LiNなどの無機固体電解質を挙げることができる。
The concentration of the supporting electrolyte in the electrolytic solution for a lithium ion secondary battery is usually 1 to 30% by weight, preferably 5% to 20% by weight. Further, it is usually used at a concentration of 0.5 to 2.5 mol / L depending on the type of the supporting electrolyte. If the concentration of the supporting electrolyte is too low or too high, the ionic conductivity tends to decrease.
Examples of the electrolytic solution other than the above include polymer electrolytes such as polyethylene oxide and polyacrylonitrile, gelled polymer electrolytes in which the polymer electrolyte is impregnated with an electrolytic solution, and inorganic solid electrolytes such as LiI and Li 3 N.

(リチウムイオン二次電池用セパレーター)
リチウムイオン二次電池用セパレーターとしては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や芳香族ポリアミド樹脂を含む微孔膜または不織布;無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート;など公知のものを用いることができる。例えばポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル)、及びこれらの混合物あるいは共重合体等の樹脂からなる微多孔膜、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂からなる微多孔膜またはポリオレフィン系の繊維を織ったもの、またはその不織布、絶縁性物質粒子の集合体等が挙げられる。これらの中でも、セパレーター全体の膜厚を薄くし電池内の活物質比率を上げて体積あたりの容量を上げることができるため、ポリオレフィン系の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
セパレーターの厚さは、通常0.5〜40μm、好ましくは1〜30μm、更に好ましくは1〜10μmである。この範囲であると電池内でのセパレーターによる抵抗が小さくなり、また電池作成時の作業性に優れる。
(Separator for lithium ion secondary battery)
As a separator for a lithium ion secondary battery, known ones such as a microporous film or non-woven fabric containing a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene or an aromatic polyamide resin; a porous resin coat containing an inorganic ceramic powder can be used. . For example, a polyolefin film (polyethylene, polypropylene, polybutene, polyvinyl chloride), a microporous film made of a resin such as a mixture or copolymer thereof, polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyether sulfone, polyamide, polyimide, polyimide amide, Examples thereof include a microporous membrane made of a resin such as polyaramid, polycycloolefin, nylon, and polytetrafluoroethylene, or a woven fabric of polyolefin fibers, a nonwoven fabric thereof, an aggregate of insulating substance particles, or the like. Among these, a microporous film made of a polyolefin-based resin is preferable because the thickness of the entire separator can be reduced and the active material ratio in the battery can be increased to increase the capacity per volume.
The thickness of a separator is 0.5-40 micrometers normally, Preferably it is 1-30 micrometers, More preferably, it is 1-10 micrometers. Within this range, the resistance due to the separator in the battery is reduced, and the workability during battery production is excellent.

(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負極は、負極活物質及びバインダーを含む負極活物質層が、集電体上に積層されてなる。バインダー及び集電体としては、二次電池用正極で説明したものと同様のものが挙げられる。
(Lithium ion secondary battery negative electrode)
The negative electrode for a lithium ion secondary battery is formed by laminating a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material and a binder on a current collector. Examples of the binder and the current collector are the same as those described for the positive electrode for the secondary battery.

(リチウムイオン二次電池用負極活物質)
リチウムイオン二次電池負極用の電極活物質(負極活物質)としては、たとえば、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メゾカーボンマイクロビーズ、ピッチ系炭素繊維などの炭素質材料、ポリアセン等の導電性高分子などがあげられる。また、負極活物質としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の金属やこれらの合金、前記金属又は合金の酸化物や硫酸塩が用いられる。加えて、金属リチウム、Li−Al、Li−Bi−Cd、Li−Sn−Cd等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコン等を使用できる。電極活物質は、機械的改質法により表面に導電付与材を付着させたものも使用できる。負極活物質の粒径は、電池の他の構成要件との兼ね合いで適宜選択されるが、初期効率、負荷特性、サイクル特性などの電池特性の向上の観点から、50%体積累積径が、通常1〜50μm、好ましくは15〜30μmである。
(Anode active material for lithium ion secondary battery)
Examples of electrode active materials (negative electrode active materials) for negative electrodes of lithium ion secondary batteries include carbonaceous materials such as amorphous carbon, graphite, natural graphite, mesocarbon microbeads, pitch-based carbon fibers, and high conductivity such as polyacene. Examples include molecules. In addition, as the negative electrode active material, metals such as silicon, tin, zinc, manganese, iron, nickel, alloys thereof, oxides or sulfates of the metals or alloys are used. In addition, lithium alloys such as lithium metal, Li—Al, Li—Bi—Cd, and Li—Sn—Cd, lithium transition metal nitride, silicon, and the like can be used. As the electrode active material, a material obtained by attaching a conductivity imparting material to the surface by a mechanical modification method can also be used. The particle diameter of the negative electrode active material is appropriately selected in consideration of other constituent elements of the battery. From the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, load characteristics, and cycle characteristics, a 50% volume cumulative diameter is usually The thickness is 1 to 50 μm, preferably 15 to 30 μm.

負極活物質層中の負極活物質の含有割合は、好ましくは90〜99.9重量%、より好ましくは95〜99重量%である。負極活物質層中の負極活物質の含有量を、前記範囲とすることにより、高い容量を示しながらも柔軟性、結着性を示すことができる。   The content ratio of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably 90 to 99.9% by weight, more preferably 95 to 99% by weight. By setting the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer within the above range, flexibility and binding properties can be exhibited while exhibiting high capacity.

リチウムイオン二次電池用負極には、上記成分のほかに、さらに前述の二次電池用正極中に使用される分散剤や電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等の任意成分が含まれていてもよい。これらは電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られない。   In addition to the above components, the negative electrode for a lithium ion secondary battery further includes optional components such as a dispersant used in the above-described positive electrode for a secondary battery and an electrolyte additive having a function of inhibiting electrolyte decomposition and the like. It may be included. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction.

(リチウムイオン二次電池負極用バインダー)
リチウムイオン二次電池負極用バインダーとしては特に制限されず公知のものを用いることができる。例えば、前述のリチウムイオン二次電池正極用に使用される、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリアクリル酸誘導体、ポリアクリロニトリル誘導体などの樹脂や、アクリル系軟質重合体、ジエン系軟質重合体、オレフィン系軟質重合体、ビニル系軟質重合体等の軟質重合体を用いることができる。これらは単独で使用しても、これらを2種以上併用してもよい。
(Binder for lithium ion secondary battery negative electrode)
The binder for the negative electrode of the lithium ion secondary battery is not particularly limited and a known binder can be used. For example, polyethylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyacrylic acid, which are used for the above-described lithium ion secondary battery positive electrode Resins such as derivatives and polyacrylonitrile derivatives, and soft polymers such as acrylic soft polymers, diene soft polymers, olefin soft polymers, and vinyl soft polymers can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

集電体としては、前述の二次電池正極用に使用される集電体を用いることができ、電気導電性を有しかつ電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されないが、リチウムイオン二次電池の負極用としては銅が特に好ましい。   As the current collector, the current collector used for the secondary battery positive electrode described above can be used, and is not particularly limited as long as the material has electrical conductivity and is electrochemically durable. Copper is particularly preferable for the negative electrode of a lithium ion secondary battery.

リチウムイオン二次電池負極の厚みは、通常5〜300μmであり、好ましくは10〜250μmである。電極厚みが上記範囲にあることにより、負荷特性及びエネルギー密度共に高い特性を示す。   The thickness of the lithium ion secondary battery negative electrode is usually 5 to 300 μm, preferably 10 to 250 μm. When the electrode thickness is in the above range, both load characteristics and energy density are high.

リチウムイオン二次電池負極は、前述のリチウムイオン二次電池正極用と同様の方法で製造することができる。   The lithium ion secondary battery negative electrode can be produced by the same method as that for the lithium ion secondary battery positive electrode described above.

リチウムイオン二次電池の具体的な製造方法としては、正極と負極とをセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法が挙げられる。必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をする事もできる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など何れであってもよい。   As a specific method for producing a lithium ion secondary battery, a positive electrode and a negative electrode are overlapped via a separator, and this is wound into a battery container according to the shape of the battery. The method of injecting and sealing is mentioned. If necessary, an expanded metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate, or the like can be inserted to prevent an increase in pressure inside the battery and overcharge / discharge. The shape of the battery may be any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, and the like.

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、本実施例における部および%は、特記しない限り重量基準である。
実施例および比較例において、各種物性は以下のように評価した。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, parts and% are based on weight unless otherwise specified.
In the examples and comparative examples, various physical properties were evaluated as follows.

<バインダー特性:保存安定性>
得られたバインダーの水分散液を50日冷暗所下にて保存する(保存前の水分散液の重量をaとする)。50日経過後のポリマーの水分散液を200メッシュにて濾過し、メッシュ上に残った固形物の乾燥重量(残存物の重量をbとする)を求め、保存前の水分散液の重量(a)と、メッシュ上に残った固形物の乾燥重量(b)との比(%)を求め、これをバインダーの保存安定性の評価基準とし、以下の基準で評価する。この値が小さいほど保存安定性に優れることを示す。
A:0.001%未満
B:0.001%以上0.01%未満
C:0.01%以上0.1%未満
D:0.1%以上
<Binder properties: storage stability>
The obtained aqueous dispersion of the binder is stored for 50 days in a cool dark place (the weight of the aqueous dispersion before storage is a). The polymer aqueous dispersion after 50 days was filtered through 200 mesh, the dry weight of the solid matter remaining on the mesh was determined (the weight of the residue is b), and the weight of the aqueous dispersion before storage (a ) And the dry weight (b) of the solid matter remaining on the mesh, the ratio (%) is determined, and this is used as an evaluation criterion for the storage stability of the binder, and is evaluated according to the following criteria. It shows that it is excellent in storage stability, so that this value is small.
A: Less than 0.001% B: 0.001% or more and less than 0.01% C: 0.01% or more and less than 0.1% D: 0.1% or more

<スラリー安定性:粘性変化率>
正極用スラリー作製1時間後のスラリー粘度(η1h)と5時間後のスラリー粘度(η5h)とから、下記式によりスラリー粘性変化率を求め、以下の基準で判定する。
スラリー粘度変化率(%)=100×(η5h−η1h)/η1h
この値が小さいほどスラリーの安定性が高いことを示す。
A:10%未満
B:10%以上20%未満
C:20%以上30%未満
D:30%以上
なお、スラリーの粘度は、JIS Z8803:1991に準じて単一円筒形回転粘度計(25℃、回転数=60rpm、スピンドル形状:4)により測定する。
<Slurry stability: Viscosity change rate>
From the slurry viscosity (η 1h ) 1 hour after the production of the positive electrode slurry and the slurry viscosity (η 5h ) after 5 hours, the rate of change in slurry viscosity is determined by the following formula, and the following criteria are used.
Slurry viscosity change rate (%) = 100 × (η 5h −η 1h ) / η 1h
It shows that stability of a slurry is so high that this value is small.
A: Less than 10% B: 10% or more and less than 20% C: 20% or more and less than 30% D: 30% or more The viscosity of the slurry is a single cylindrical rotational viscometer (25 ° C. according to JIS Z8803: 1991). Rotational speed = 60 rpm, spindle shape: 4)

<電極特性:ピール強度>
電極活物質層を形成した正極を、幅2.5cm×長さ10cmの矩形に切って試験片とし、電極活物質層面を上にして固定する。試験片の電極活物質層表面にセロハンテープを貼り付けた後、試験片の一端からセロハンテープを50mm/分の速度で180°方向に引き剥がしたときの応力を測定する。測定を10回行い、その平均値を求めてこれをピール強度(N/m)とし、これをピール強度の評価基準とし、以下の基準で評価する。この値が大きいほど電極の結着性に優れることを示す。
A:15N/m以上
B:10N/m以上〜15N/m未満
C:5.0N/m以上〜10N/m未満
D:5.0N/m未満
<Electrode characteristics: peel strength>
The positive electrode on which the electrode active material layer is formed is cut into a rectangle having a width of 2.5 cm and a length of 10 cm to form a test piece, which is fixed with the electrode active material layer surface facing up. After applying the cellophane tape to the surface of the electrode active material layer of the test piece, the stress is measured when the cellophane tape is peeled off from one end of the test piece in the direction of 180 ° at a speed of 50 mm / min. The measurement is performed 10 times, an average value thereof is obtained, and this is defined as peel strength (N / m), which is used as an evaluation standard for peel strength, and evaluated according to the following criteria. It shows that it is excellent in the binding property of an electrode, so that this value is large.
A: 15 N / m or more B: 10 N / m or more to less than 15 N / m C: 5.0 N / m or more to less than 10 N / m D: less than 5.0 N / m

<電池特性:初期充放電効率>
10セルのハーフセルコイン型電池を25℃雰囲気下、0.2Cの定電流法によって4.3Vに充電し、3.0Vまで放電する充放電を行い電気容量を測定した。充放電効率は1サイクル目の充電容量aに対する1サイクル目の放電容量bの比(b/a(%))を10セルの平均値を測定値とし、50サイクル終了時の電気容量と5サイクル終了時の電気容量の比(%)で表される充放電容量保持率を求め、これをサイクル特性の評価基準とし、以下の基準で評価する。この値が大きいほど初期充放電効率に優れることを示す。
A:60%以上
B:40%以上50%未満
C:30%以上40%未満
D:20%以上30%未満
E:20%未満
<電池特性:サイクル特性>
10セルのハーフセルコイン型電池を60℃雰囲気下、0.2Cの定電流法によって4.3Vに充電し、3.0Vまで放電する充放電を繰り返し電気容量を測定した。10セルの平均値を測定値とし、50サイクル終了時の電気容量と5サイクル終了時の電気容量の比(%)で表される充放電容量保持率を求め、これをサイクル特性の評価基準とし、以下の基準で評価する。この値が高いほどサイクル特性に優れる、すなわち充放電の繰り返しによる容量低下が少ないことを示す。
A:80%以上
B:70%以上80%未満
C:50%以上70%未満
D:30%以上50%未満
E:30%未満
<Battery characteristics: Initial charge / discharge efficiency>
A 10-cell half-cell coin-type battery was charged to 4.3 V by a constant current method of 0.2 C in a 25 ° C. atmosphere, charged and discharged to 3.0 V, and the electric capacity was measured. The charge / discharge efficiency is the ratio of the discharge capacity b of the first cycle to the charge capacity a of the first cycle (b / a (%)), with the average value of 10 cells as the measured value, the electric capacity at the end of 50 cycles and the 5 cycles The charge / discharge capacity retention ratio represented by the ratio (%) of the electric capacity at the end is obtained, and this is used as an evaluation criterion for cycle characteristics, and evaluated according to the following criteria. It shows that it is excellent in initial stage charge / discharge efficiency, so that this value is large.
A: 60% or more B: 40% or more and less than 50% C: 30% or more and less than 40% D: 20% or more and less than 30% E: Less than 20% <Battery characteristics: cycle characteristics>
A 10-cell half-cell coin-type battery was charged to 4.3 V by a constant current method of 0.2 C in an atmosphere at 60 ° C., and the electric capacity was repeatedly measured by charging and discharging to 3.0 V. Using the average value of 10 cells as the measured value, the charge / discharge capacity retention ratio represented by the ratio (%) of the electric capacity at the end of 50 cycles and the electric capacity at the end of 5 cycles is obtained, and this is used as an evaluation criterion for cycle characteristics. Evaluation is based on the following criteria. The higher this value, the better the cycle characteristics, that is, the smaller the capacity drop due to repeated charge and discharge.
A: 80% or more B: 70% or more and less than 80% C: 50% or more and less than 70% D: 30% or more and less than 50% E: Less than 30%

(実施例1)
(A)バインダーの製造
重合缶Aに、2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸2.0部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーAの水分散液を得た。得られたバインダーAの、ガラス転移温度は−32℃、数平均粒子径は0.15μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーA中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中79%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中2.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は18%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーAのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.5であった。
Example 1
(A) Production of Binder 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 part of sodium lauryl sulfate, and 79 parts of ion-exchanged water are added to the polymerization can A, and 0. After 2 parts and 10 parts of ion exchange water were added and heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes, another polymerization vessel B was charged with 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of methacrylic acid, sodium lauryl sulfate 0 7 parts and 46 parts of ion-exchanged water were added to the emulsion prepared by stirring for about 180 minutes, and then added to the polymerization can A sequentially from the polymerization can B. After stirring for about 120 minutes, the monomer consumption was 95%. Then, the reaction was terminated by cooling to obtain an aqueous dispersion of binder A. The obtained binder A had a glass transition temperature of −32 ° C. and a number average particle size of 0.15 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder A, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylate monomer is 79% of the total polymer units of the polymer, and the content rate of the polymer units of the vinyl monomer having an acid component is 2% in the total polymer units of the polymer. 0.0%, the content of polymerization units of α, β-unsaturated nitrile monomer was 18%, and the content of structural units having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder A was 10.5 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.

(B)正極用スラリーおよび正極の製造
特開2003−48718号公報の実施例1に基づいて、層状岩塩型構造を有する10%Ni−40%Fe含有Li2−xMnO3−yで表されるリチウムフェライト系複合酸化物を合成した。得られたリチウムフェライト系複合酸化物100部と、アセチレンブラック(HS−100:電気化学工業)2.0部と、前記バインダーAの水分散液2.5部(固形分濃度40%)と、増粘剤としてのエーテル化度が0.8であるカルボキシメチルセルロース水溶液40部(固形分濃度2%)と、適量の水とをプラネタリーミキサーにて攪拌し、正極用スラリーを調製した。得られた正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。上記正極用スラリーをコンマコーターで厚さ20μmのアルミ箔上に乾燥後の膜厚が70μm程度になるように塗布し、60℃で20分間乾燥後、150℃で2時間加熱処理して電極原反を得た。この電極原反をロールプレスで圧延し、密度が2.1g/cm、アルミ箔および電極活物質層からなる厚みが65μmに制御された正極極板を作製した。作製した極板を用いてピール強度測定を行った。結果を表1及び表2に示す。
(B) Production of slurry for positive electrode and positive electrode Based on Example 1 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-48718, it is represented by Li 2-x MnO 3-y containing 10% Ni-40% Fe having a layered rock salt structure. A lithium ferrite composite oxide was synthesized. 100 parts of the obtained lithium ferrite-based composite oxide, 2.0 parts of acetylene black (HS-100: Electrochemical Industry), 2.5 parts of the aqueous dispersion of the binder A (solid content concentration 40%), A slurry for positive electrode was prepared by stirring 40 parts of a carboxymethylcellulose aqueous solution (solid content concentration 2%) having a degree of etherification of 0.8 as a thickener with a planetary mixer. Slurry stability was evaluated using the obtained positive electrode slurry. The results are shown in Tables 1 and 2. The positive electrode slurry is applied on an aluminum foil having a thickness of 20 μm with a comma coater so that the film thickness after drying becomes about 70 μm, dried at 60 ° C. for 20 minutes, and then heat-treated at 150 ° C. for 2 hours to form an electrode substrate. Got anti. This electrode original fabric was rolled with a roll press to produce a positive electrode plate with a density of 2.1 g / cm 3 and a thickness of aluminum foil and an electrode active material layer controlled to 65 μm. Peel strength measurement was performed using the produced electrode plate. The results are shown in Tables 1 and 2.

(C)電池の作製
前記正極極板を直径16mmの円盤状に切り抜いた。直径18mm、厚さ25μmの円盤状のポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ、及び金属リチウムの負極を調製した。円盤状の正極極板、セパレータ、負極、及びエキスパンドメタルを順に積層し、これをポリプロピレン製パッキンを設置したステンレス鋼製のコイン型外装容器(直径20mm、高さ1.8mm、ステンレス鋼厚さ0.25mm)中に収納した。円盤状の正極極板は、活物質層側の面がセパレータと対面する向きに配置した。この容器中に電解液を空気が残らないように注入し、ポリプロピレン製パッキンを介して外装容器に厚さ0.2mmのステンレス鋼のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止して、直径20mm、厚さ約2mmのリチウムイオンコイン電池(ハーフセル)を作製した。
なお、電解液としてはエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とをEC:DEC=1:2(20℃での容積比)で混合してなる混合溶媒にLiPFを1モル/リットルの濃度で溶解させた溶液を用いた。
この電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。その結果を表1及び表2に示す。
(C) Production of battery The positive electrode plate was cut into a disk shape having a diameter of 16 mm. A separator made of a disc-shaped polypropylene porous film having a diameter of 18 mm and a thickness of 25 μm, and a negative electrode of metallic lithium were prepared. A disc-shaped positive electrode plate, separator, negative electrode, and expanded metal are laminated in order, and this is a stainless steel coin-type outer container with a polypropylene packing (diameter 20 mm, height 1.8 mm, stainless steel thickness 0 .25 mm). The disc-shaped positive electrode plate was disposed so that the surface on the active material layer side faced the separator. The electrolyte is poured into the container so that no air remains, and the outer container is fixed with a 0.2 mm thick stainless steel cap through a polypropylene packing, and the battery can is sealed, and the diameter is A lithium ion coin battery (half cell) having a thickness of 20 mm and a thickness of about 2 mm was produced.
In addition, as an electrolytic solution, LiPF 6 was added at 1 mol / liter in a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) at EC: DEC = 1: 2 (volume ratio at 20 ° C.). A solution dissolved at a concentration was used.
The initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using this battery. The results are shown in Tables 1 and 2.

(実施例2)
(A)バインダーの製造
重合缶Aに2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、イタコン酸2.0部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーBの水分散液を得た。得られたバインダーBの、ガラス転移温度は−29℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
なお、バインダーB中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中79%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位は重合体の全重合単位中2.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中18%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーBのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.6であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーBの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 2)
(A) Production of Binder 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water are added to Polymerization Can A, and 0.2% of ammonium persulfate is used as a polymerization initiator. And 10 parts of ion-exchanged water were added and heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes. Then, another polymerization vessel B was charged with 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of itaconic acid, 0. 7 parts and an emulsion prepared by adding 46 parts of ion-exchanged water and stirring were sequentially added from polymerization can B to polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes, resulting in a monomer consumption of 95%. The reaction was terminated after cooling to obtain an aqueous dispersion of binder B. The obtained binder B had a glass transition temperature of −29 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
The content ratio of the polymer units of the (meth) acrylic acid ester monomer in the binder B is 79% of the total polymer units of the polymer, and the polymer unit of the vinyl monomer having an acid component is 2. The content of polymer units of 0%, α, β unsaturated nitrile monomer was 18% of the total polymer units of the polymer, and the content of cross-linkable structural units was 0%.
The pH of the obtained binder B was 10.6 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder B was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例3)
(A)バインダーの製造
重合缶Aに2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸1.0部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーCの水分散液を得た。得られたバインダーCのガラス転移温度は−32℃、数平均粒子径は0.15μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーC中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位は重合体の全重合単位中1.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中20%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーCのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーCの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 3)
(A) Production of Binder 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water are added to Polymerization Can A, and 0.2% of ammonium persulfate is used as a polymerization initiator. And 10 parts of ion-exchanged water were added and heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes. Then, another polymerization vessel B was charged with 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 1.0 part of methacrylic acid, 0. 7 parts and an emulsion prepared by adding 46 parts of ion-exchanged water and stirring were sequentially added from polymerization can B to polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes, resulting in a monomer consumption of 95%. The reaction was terminated by cooling to obtain an aqueous dispersion of binder C. The obtained binder C had a glass transition temperature of −32 ° C. and a number average particle size of 0.15 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
The content ratio of polymer units of (meth) acrylic acid ester monomer in binder C is 78% of the total polymer units of the polymer, and the polymer unit of vinyl monomers having an acid component is 1.0% of the total polymer units of the polymer. The content of the polymerized units of the α, β unsaturated nitrile monomer was 20% of the total polymerized units of the polymer, and the content of the structural unit having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder C was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder C was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例4)
(A)バインダーの製造
重合缶Aにエチルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bにエチルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、イタコン酸1.0部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーDの水分散液を得た。得られたバインダーDの、ガラス転移温度は5℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーD中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中79%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位は重合体の全重合単位中1.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中19%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーDのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.3であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーDの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
Example 4
(A) Production of Binder 10.75 parts of ethyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 part of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water are added to Polymerization Can A, 0.2 parts of ammonium persulfate as a polymerization initiator, After adding 10 parts of ion exchange water and heating to 60 ° C. and stirring for 90 minutes, 67 parts of ethyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 1.0 part of itaconic acid, 0.7 part of sodium lauryl sulfate, The emulsion prepared by adding 46 parts of exchange water and stirring was added sequentially from polymerization can B to polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes and cooled when the monomer consumption reached 95%. Thus, the reaction was completed, and an aqueous dispersion of binder D was obtained. The obtained binder D had a glass transition temperature of 5 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder D, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylate monomer is 79% in the total polymer units of the polymer, and the polymer unit of the vinyl monomer having an acid component is 1.0% in the total polymer units of the polymer. The content of the polymerized units of the α, β unsaturated nitrile monomer was 19% of the total polymerized units of the polymer, and the content of the structural unit having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder D was 10.3 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder D was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例5)
(A)バインダーの製造
重合缶Aにエチルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bにエチルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸2.0部、アリルメタクリレート0.2部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーEの水分散液を得た。得られたバインダーEの、ガラス転移温度は2℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーE中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位は重合体の全重合単位中2.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中19%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0.2%であった。
得られたバインダーEのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.5であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーEの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 5)
(A) Production of Binder 10.75 parts of ethyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 part of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water are added to Polymerization Can A, 0.2 parts of ammonium persulfate as a polymerization initiator, After adding 10 parts of ion-exchanged water and heating to 60 ° C. and stirring for 90 minutes, 67 parts of ethyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of methacrylic acid, 0.2 part of allyl methacrylate, 0.2 parts of lauryl sulfate are added to another polymerization vessel B. An emulsion prepared by adding 0.7 parts of sodium and 46 parts of ion-exchanged water and stirring is sequentially added from polymerization can B to polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes to achieve a monomer consumption of 95. The reaction was terminated by cooling at the time when the water content reached%, and an aqueous dispersion of binder E was obtained. The obtained binder E had a glass transition temperature of 2 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder E, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylate monomer is 78% of the total polymer units of the polymer, and the polymer unit of the vinyl monomer having an acid component is 2.0% of the total polymer units of the polymer. The content of the polymerized units of the α, β unsaturated nitrile monomer was 19% of the total polymerized units of the polymer, and the content of the structural unit having crosslinkability was 0.2%.
The pH of the obtained binder E was 10.5 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder E was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例6)
(A)バインダーの製造
重合缶Aにエチルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bにエチルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸2.0部、アリルメタクリレート0.1部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーFの水分散液を得た。得られたバインダーFの、ガラス転移温度は2℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーF中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位は重合体の全重合単位中2.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中19%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0.1%であった。
得られたバインダーFのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.5であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーFの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 6)
(A) Production of Binder 10.75 parts of ethyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 part of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water are added to Polymerization Can A, 0.2 parts of ammonium persulfate as a polymerization initiator, After adding 10 parts of ion exchanged water and heating to 60 ° C. and stirring for 90 minutes, 67 parts of ethyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of methacrylic acid, 0.1 part of allyl methacrylate, lauryl sulfate are added to another polymerization vessel B. An emulsion prepared by adding 0.7 parts of sodium and 46 parts of ion-exchanged water and stirring is sequentially added from polymerization can B to polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes to achieve a monomer consumption of 95. The reaction was terminated by cooling at the time when the water content reached%, and an aqueous dispersion of binder F was obtained. The obtained binder F had a glass transition temperature of 2 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder F, the content of polymer units of (meth) acrylate monomer is 78% of the total polymer units of the polymer, and the polymer unit of vinyl monomers having an acid component is 2.0% of the total polymer units of the polymer. The content of the polymerized units of the α, β unsaturated nitrile monomer was 19% of the total polymerized units of the polymer, and the content of the structural unit having crosslinkability was 0.1%.
The pH of the obtained binder F was 10.5 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder F was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(比較例1)
重合缶Aに2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーGの水分散液を得た。得られたバインダーGの、ガラス転移温度は−10℃、数平均粒子径は0.15μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーG中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中79%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位は重合体の全重合単位中0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中20%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーGのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーGの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Comparative Example 1)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 part of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, and 0.2 part of ammonium persulfate and 10 parts of ion-exchanged water were used as polymerization initiators. After adding 90 parts and heating to 60 ° C. and stirring for 90 minutes, 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 0.7 part of sodium lauryl sulfate and 46 parts of ion-exchanged water were added to another polymerization vessel B and stirred. The emulsion prepared in this manner was sequentially added from polymerization vessel B to polymerization vessel A over about 180 minutes, and stirred for about 120 minutes to cool the monomer consumption amount to 95%, and the reaction was terminated. An aqueous dispersion was obtained. The obtained binder G had a glass transition temperature of −10 ° C. and a number average particle size of 0.15 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder G, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylate monomer is 79% of the total polymer units of the polymer, the polymer unit of the vinyl monomer having an acid component is 0% of the total polymer units of the polymer, α The content ratio of the polymer units of the β-unsaturated nitrile monomer was 20% of the total polymer units of the polymer, and the content ratio of the structural unit having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder G was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder G was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(比較例2)
重合缶Aに2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸5.0部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーHの水分散液を得た。得られたバインダーHの、ガラス転移温度は−10℃、数平均粒子径は0.15μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーH中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中77%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位は重合体の全重合単位中5.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中17%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーHのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーHの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Comparative Example 2)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 part of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, and 0.2 part of ammonium persulfate and 10 parts of ion-exchanged water were used as polymerization initiators. And heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes, and then in another polymerization vessel B, 67 parts 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts acrylonitrile, 5.0 parts methacrylic acid, 0.7 parts sodium lauryl sulfate, ion-exchanged water The emulsion prepared by adding 46 parts and stirring was sequentially added from the polymerization can B to the polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes to cool and react when the monomer consumption reached 95%. And an aqueous dispersion of binder H was obtained. The obtained binder H had a glass transition temperature of −10 ° C. and a number average particle size of 0.15 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder H, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylic acid ester monomer is 77% of the total polymer units of the polymer, and the polymer unit of the vinyl monomer having an acid component is 5.0% of the total polymer units of the polymer. The content of the polymerized units of the α, β unsaturated nitrile monomer was 17% of the total polymerized units of the polymer, and the content of the structural unit having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder H was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder H was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(比較例3)
重合缶Aに2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸0.5部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーIの水分散液を得た。得られたバインダーIの、ガラス転移温度は−10℃、数平均粒子径は0.15μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーI中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中79%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中0.5%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中19.5%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーIのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーIの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板のピール強度並びにリチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Comparative Example 3)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 part of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, and 0.2 part of ammonium persulfate and 10 parts of ion-exchanged water were used as polymerization initiators. And then heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes, and then in another polymerization vessel B, 67 parts 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts acrylonitrile, 0.5 parts methacrylic acid, 0.7 parts sodium lauryl sulfate, ion-exchanged water The emulsion prepared by adding 46 parts and stirring was sequentially added from the polymerization can B to the polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes to cool and react when the monomer consumption reached 95%. And an aqueous dispersion of binder I was obtained. The obtained binder I had a glass transition temperature of −10 ° C. and a number average particle size of 0.15 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder I, the content of polymer units of the (meth) acrylate monomer is 79% of the total polymer units of the polymer, and the content of the polymer units of the vinyl monomer having an acid component is 0% of the total polymer units of the polymer. The content of the polymerized units of the α, β unsaturated nitrile monomer was 19.5% of the total polymerized units of the polymer, and the content of the structural unit having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder I was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder I was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, the slurry stability was evaluated using the positive electrode slurry, and the initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using the peel strength of the electrode plate and the lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例7)
重合缶Aに、2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸2.0部、アリルメタクリレート0.2部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーJの水分散液を得た。得られたバインダーJの、ガラス転移温度は−31℃、数平均粒子径は0.19μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーJ中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中2.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は19%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0.2%であった。
得られたバインダーJのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーJの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 7)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, 0.2 parts of ammonium persulfate as the polymerization initiator, and ion-exchanged water After 10 parts were added and heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes, 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, allyl methacrylate were added to another polymerization vessel B. The emulsion prepared by adding 0.2 part, 0.7 part of sodium lauryl sulfate and 46 parts of ion-exchanged water and stirring the mixture was sequentially added from the polymerization vessel B to the polymerization vessel A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes. When the monomer consumption reached 95%, the reaction was terminated by cooling, and an aqueous dispersion of binder J was obtained. The obtained binder J had a glass transition temperature of −31 ° C. and a number average particle size of 0.19 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder J, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylic acid ester monomer is 78% of the total polymer units of the polymer, and the content rate of the polymer units of the vinyl monomer having an acid component is 2% in the total polymer units of the polymer. 0.0%, the content of polymerization units of α, β-unsaturated nitrile monomer was 19%, and the content of structural units having crosslinkability was 0.2%.
The pH of the obtained binder J was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder J was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例8)
重合缶Aに、2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、アクリル酸2.0部、アリルメタクリレート0.2部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーKの水分散液を得た。得られたバインダーKの、ガラス転移温度は−32℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーK中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中2.0%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は19%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0.2%であった。
得られたバインダーKのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーKの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 8)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, 0.2 parts of ammonium persulfate as the polymerization initiator, and ion-exchanged water After adding 10 parts and heating to 60 ° C. and stirring for 90 minutes, 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of acrylic acid, 0.2 part of allyl methacrylate, sodium lauryl sulfate are added to another polymerization vessel B. An emulsion prepared by adding 0.7 parts and 46 parts of ion-exchanged water and stirring the mixture is sequentially added from the polymerization can B to the polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes and the monomer consumption is 95%. Then, the reaction was terminated by cooling to obtain an aqueous dispersion of binder K. The obtained binder K had a glass transition temperature of −32 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder K, the content of polymer units of (meth) acrylate monomer is 78% of the total polymer units of the polymer, and the content of polymer units of vinyl monomer having an acid component is 2% of the total polymer units of the polymer. 0.0%, the content of polymerization units of α, β-unsaturated nitrile monomer was 19%, and the content of structural units having crosslinkability was 0.2%.
The pH of the obtained binder K was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder K was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例9)
重合缶Aに、2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸2.5部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーLの水分散液を得た。得られたバインダーLの、ガラス転移温度は−30℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーL中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78.5%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中2.5%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は18.0%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーLのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.0であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーLの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
Example 9
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, 0.2 parts of ammonium persulfate as the polymerization initiator, and ion-exchanged water After adding 10 parts and heating to 60 ° C. and stirring for 90 minutes, 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.5 parts of methacrylic acid, 0.7 parts of sodium lauryl sulfate, ion exchange are added to another polymerization vessel B. The emulsion prepared by adding 46 parts of water and stirring was sequentially added from the polymerization can B to the polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes and cooled when the monomer consumption reached 95%. The reaction was terminated, and an aqueous dispersion of binder L was obtained. The obtained binder L had a glass transition temperature of −30 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder L, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylate monomer is 78.5% of the total polymer units of the polymer, and the content of the polymer units of the vinyl monomer having an acid component is the total polymer units of the polymer. Among them, the content of polymerization units of α, β unsaturated nitrile monomer was 18.0%, and the content of structural units having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder L was 10.0 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder L was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例10)
重合缶Aに、2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、イタコン酸2.5部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーMの水分散液を得た。得られたバインダーMの、ガラス転移温度は−29℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーM中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78.5%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中2.5%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は18.0%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0%であった。
得られたバインダーMのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーMの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 10)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, 0.2 parts of ammonium persulfate as the polymerization initiator, and ion-exchanged water After adding 10 parts and heating to 60 ° C. and stirring for 90 minutes, 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.5 parts of itaconic acid, 0.7 parts of sodium lauryl sulfate, ion exchange are added to another polymerization vessel B. The emulsion prepared by adding 46 parts of water and stirring was sequentially added from the polymerization can B to the polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes and cooled when the monomer consumption reached 95%. The reaction was terminated, and an aqueous dispersion of binder M was obtained. The obtained binder M had a glass transition temperature of −29 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder M, the content of polymer units of (meth) acrylic acid ester monomer is 78.5% of the total polymer units of the polymer, and the content of polymer units of vinyl monomer having an acid component is the total polymer units of the polymer. Among them, the content of polymerization units of α, β unsaturated nitrile monomer was 18.0%, and the content of structural units having crosslinkability was 0%.
The pH of the obtained binder M was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder M was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例11)
重合缶Aに、2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸2.0部、エチレングリコールジメタクリレート0.8部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーNの水分散液を得た。得られたバインダーNの、ガラス転移温度は−30℃、数平均粒子径は0.18μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーN中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78.5%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中2.1%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は17.5%、架橋性を有する構造単位の含有割合は0.9%であった。
得られたバインダーNのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーNの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 11)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, 0.2 parts of ammonium persulfate as the polymerization initiator, and ion-exchanged water After 10 parts were added and heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes, 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of methacrylic acid, 0.8 part of ethylene glycol dimethacrylate, lauryl were added to another polymerization vessel B. An emulsion prepared by adding 0.7 parts of sodium sulfate and 46 parts of ion-exchanged water and stirring is sequentially added from polymerization can B to polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes to reduce monomer consumption. When it reached 95%, the reaction was terminated by cooling to obtain an aqueous dispersion of binder N. The obtained binder N had a glass transition temperature of −30 ° C. and a number average particle size of 0.18 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder N, the content ratio of the polymer units of the (meth) acrylate monomer is 78.5% of the total polymer units of the polymer, and the content of the polymer units of the vinyl monomer having an acid component is the total polymer units of the polymer. Among them, the content ratio of 2.1% of polymerization units of α, β unsaturated nitrile monomers was 17.5%, and the content ratio of structural units having crosslinkability was 0.9%.
The pH of the obtained binder N was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder N was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

(実施例12)
重合缶Aに、2−エチルヘキシルアクリレート10.75部、アクリロニトリル1.25部、ラウリル硫酸ナトリウム0.12部、イオン交換水79部を加え、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.2部、イオン交換水10部を加え60℃に加温し90分攪拌した後に、別の重合缶Bに2−エチルヘキシルアクリレート67部、アクリロニトリル19部、メタクリル酸2.0部、エチレングリコールジメタクリレート1.8部、ラウリル硫酸ナトリウム0.7部、イオン交換水46部を加えて攪拌して作製したエマルジョンを約180分かけて重合缶Bから重合缶Aに逐次添加した後、約120分攪拌してモノマー消費量が95%になったところで冷却して反応を終了し、バインダーOの水分散液を得た。得られたバインダーOの、ガラス転移温度は−29℃、数平均粒子径は0.17μmであった。得られた水分散液を用いてバインダー保存安定性を評価した。結果を表1及び表2に示す。
バインダーO中の、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中78.0%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合は重合体の全重合単位中2.2%、α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位の含有割合は17.0%、架橋性を有する構造単位の含有割合は2.0%であった。
得られたバインダーOのpHは、4重量%のNaOH水溶液で調整後、10.1であった。
バインダーAの水分散液のかわりに、バインダーOの水分散液を用いた他は、実施例1と同様にして、正極用スラリー、正極極板、リチウムイオンコイン電池を作製した。そして、この正極用スラリーを用いてスラリー安定性を評価し、この極板を用いてピール強度を評価し、リチウムイオンコイン電池を用いて初期充放電効率及びサイクル特性を評価した。表1及び表2に示す。
(Example 12)
To polymerization can A, 10.75 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 1.25 parts of acrylonitrile, 0.12 parts of sodium lauryl sulfate and 79 parts of ion-exchanged water were added, 0.2 parts of ammonium persulfate as the polymerization initiator, and ion-exchanged water After 10 parts were added and heated to 60 ° C. and stirred for 90 minutes, 67 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 19 parts of acrylonitrile, 2.0 parts of methacrylic acid, 1.8 parts of ethylene glycol dimethacrylate, lauryl were added to another polymerization vessel B. An emulsion prepared by adding 0.7 parts of sodium sulfate and 46 parts of ion-exchanged water and stirring is sequentially added from polymerization can B to polymerization can A over about 180 minutes, and then stirred for about 120 minutes to reduce monomer consumption. When it reached 95%, the reaction was terminated by cooling to obtain an aqueous dispersion of binder O. The obtained binder O had a glass transition temperature of −29 ° C. and a number average particle size of 0.17 μm. Binder storage stability was evaluated using the obtained aqueous dispersion. The results are shown in Tables 1 and 2.
In the binder O, the content of the polymer units of the (meth) acrylate monomer is 78.0% of the total polymer units of the polymer, and the content of the polymer units of the vinyl monomer having an acid component is the total polymer units of the polymer. Among them, the content of polymer units of α, β unsaturated nitrile monomer was 17.0%, and the content of structural units having crosslinkability was 2.0%.
The pH of the obtained binder O was 10.1 after adjusting with 4 wt% NaOH aqueous solution.
A positive electrode slurry, a positive electrode plate, and a lithium ion coin battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of binder O was used instead of the aqueous dispersion of binder A. Then, slurry stability was evaluated using this positive electrode slurry, peel strength was evaluated using this electrode plate, and initial charge / discharge efficiency and cycle characteristics were evaluated using a lithium ion coin battery. It shows in Table 1 and Table 2.

Figure 0005733219
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Figure 0005733219
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表1及び表2の結果より、正極活物質として層状岩塩型構造を有するリチウムフェライト系複合酸化物を用い、バインダーとして、(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位を含む重合体であり、且つ酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が、重合体の全重合単位中に所定の範囲内である共重合体を用いることにより、バインダーの保存安定性やスラリーの安定性に優れ、ピール強度(すなわち、電極の結着性)に優れる電極、初期充放電効率及びサイクル特性に優れた(すなわち、充放電の繰り返しによる容量低下の少ない)リチウム二次電池を得ることができる。
一方、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位を含有していないものをバインダーとして用いた場合(比較例1)や、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が範囲外のものをバインダーとして用いた場合(比較例2、比較例3)は、バインダーの保存安定性、スラリーの安定性、ピール強度、初期充放電効率、サイクル特性の少なくともいずれかが劣る。
From the results shown in Tables 1 and 2, a lithium ferrite composite oxide having a layered rock salt structure is used as the positive electrode active material, and a polymerization unit of (meth) acrylate monomer and a polymerization of vinyl monomer having an acid component as a binder. A polymer containing a unit and a polymerized unit of an α, β unsaturated nitrile monomer, and the content of the polymerized unit of the vinyl monomer having an acid component is within a predetermined range in all polymerized units of the polymer By using the coalescence, the storage stability of the binder and the stability of the slurry are excellent, the electrode is excellent in peel strength (that is, the binding property of the electrode), the initial charge / discharge efficiency and the cycle characteristics are excellent (that is, the charge and discharge are A lithium secondary battery can be obtained in which the capacity is not reduced by repetition.
On the other hand, when the thing which does not contain the polymerization unit of the vinyl monomer which has an acid component is used as a binder (comparative example 1), or the content rate of the polymerization unit of the vinyl monomer which has an acid component is out of the range as a binder When used (Comparative Examples 2 and 3), at least one of the storage stability of the binder, the stability of the slurry, the peel strength, the initial charge / discharge efficiency, and the cycle characteristics is inferior.

Claims (9)

集電体、及び前記集電体上に設けられた、正極活物質及びバインダーを含有する正極活物質層を有し、
前記正極活物質が、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−y(但し、0≦x<2、0≦y≦1、0.01≦m≦0.30、0.05≦n≦0.75、0.06≦m+n<1)で表され、かつ層状岩塩型構造を有するリチウムフェライト系複合酸化物であり、
前記バインダーが(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位60〜90重量%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位5〜30重量%を含む重合体であり、前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%である二次電池用正極。
A current collector, and a positive electrode active material layer provided on the current collector and containing a positive electrode active material and a binder;
The positive electrode active material has a composition formula Li 2-x (Mn 1-mn F n Ni m ) O 3-y (where 0 ≦ x <2, 0 ≦ y ≦ 1, 0.01 ≦ m ≦ 0). .30, 0.05 ≦ n ≦ 0.75, 0.06 ≦ m + n <1), and a lithium ferrite composite oxide having a layered rock salt structure,
The binder comprises a polymer containing 60 to 90% by weight of a polymer unit of (meth) acrylate monomer, a polymer unit of a vinyl monomer having an acid component, and a polymer unit of 5 to 30% by weight of an α, β unsaturated nitrile monomer. The positive electrode for secondary batteries whose content rate of the polymerization unit of the vinyl monomer which has the said acid component is 1.0 to 3.0 weight% in all the polymerization units of a polymer.
前記バインダーが、更に架橋性を有する構造単位を含む請求項1に記載の二次電池用正極。   The positive electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the binder further includes a structural unit having crosslinkability. 前記架橋性を有する構造単位の含有割合が0.05〜2重量%である請求項2に記載の二次電池用正極。   The positive electrode for a secondary battery according to claim 2, wherein a content ratio of the cross-linking structural unit is 0.05 to 2% by weight. 前記(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの重合単位であり、
前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位が、カルボン酸基を有するモノマーの重合単位、スルホン酸基を有するモノマーの重合単位、またはこれらの組み合わせであり、
前記α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位が、アクリロニトリルの重合単位、メタクリロニトリルの重合単位、またはこれらの組み合わせである、請求項1に記載の二次電池用正極。
The polymerization unit of the (meth) acrylic acid ester monomer is a polymerization unit of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer,
The polymerization unit of the vinyl monomer having an acid component is a polymerization unit of a monomer having a carboxylic acid group, a polymerization unit of a monomer having a sulfonic acid group, or a combination thereof.
The positive electrode for a secondary battery according to claim 1, wherein the polymerization unit of the α, β unsaturated nitrile monomer is a polymerization unit of acrylonitrile, a polymerization unit of methacrylonitrile, or a combination thereof.
前記バインダーが、更に架橋性を有する構造単位を含み、
前記架橋性を有する構造単位が、アリルアクリレートの重合単位、エチレングリコールジメタクリレートの重合単位、またはこれらの組み合わせである、請求項4に記載の二次電池用正極。
The binder further includes a structural unit having crosslinkability,
The positive electrode for a secondary battery according to claim 4, wherein the structural unit having crosslinkability is a polymerization unit of allyl acrylate, a polymerization unit of ethylene glycol dimethacrylate, or a combination thereof.
正極活物質、バインダー及び溶媒を含有してなり、
前記正極活物質が、組成式Li2−x(Mn1−m−nFeNi)O3−y(但し、0≦x<2、0≦y≦1、0.01≦m≦0.30、0.05≦n≦0.75、0.06≦m+n<1)で表され、かつ層状岩塩型構造を有するリチウムフェライト系複合酸化物であり、
前記バインダーが(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位60〜90重量%、酸成分を有するビニルモノマーの重合単位及びα,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位5〜30重量%を含む重合体であり、前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位の含有割合が重合体の全重合単位中1.0〜3.0重量%である二次電池正極用スラリー。
Containing a positive electrode active material, a binder and a solvent;
The positive electrode active material has a composition formula Li 2-x (Mn 1-mn F n Ni m ) O 3-y (where 0 ≦ x <2, 0 ≦ y ≦ 1, 0.01 ≦ m ≦ 0). .30, 0.05 ≦ n ≦ 0.75, 0.06 ≦ m + n <1), and a lithium ferrite composite oxide having a layered rock salt structure,
The binder comprises a polymer containing 60 to 90% by weight of a polymer unit of (meth) acrylate monomer, a polymer unit of a vinyl monomer having an acid component, and a polymer unit of 5 to 30% by weight of an α, β unsaturated nitrile monomer. The slurry for secondary battery positive electrodes whose content rate of the polymerization unit of the vinyl monomer which has the said acid component is 1.0 to 3.0 weight% in all the polymerization units of a polymer.
前記(メタ)アクリル酸エステルモノマーの重合単位が、(メタ)アクリル酸アルキルエステルモノマーの重合単位であり、
前記酸成分を有するビニルモノマーの重合単位が、カルボン酸基を有するモノマーの重合単位、スルホン酸基を有するモノマーの重合単位、またはこれらの組み合わせであり、
前記α,β不飽和ニトリルモノマーの重合単位が、アクリロニトリルの重合単位、メタクリロニトリルの重合単位、またはこれらの組み合わせである、請求項6に記載の二次電池正極用スラリー。
The polymerization unit of the (meth) acrylic acid ester monomer is a polymerization unit of the (meth) acrylic acid alkyl ester monomer,
The polymerization unit of the vinyl monomer having an acid component is a polymerization unit of a monomer having a carboxylic acid group, a polymerization unit of a monomer having a sulfonic acid group, or a combination thereof.
The slurry for a secondary battery positive electrode according to claim 6, wherein the polymerization unit of the α, β unsaturated nitrile monomer is a polymerization unit of acrylonitrile, a polymerization unit of methacrylonitrile, or a combination thereof.
前記バインダーが、更に架橋性を有する構造単位を含み、
前記架橋性を有する構造単位が、アリルアクリレートの重合単位、エチレングリコールジメタクリレートの重合単位、またはこれらの組み合わせである、請求項7に記載の二次電池正極用スラリー。
The binder further includes a structural unit having crosslinkability,
The slurry for secondary battery positive electrode of Claim 7 whose structural unit which has the said crosslinking | crosslinked property is a polymerization unit of allyl acrylate, a polymerization unit of ethylene glycol dimethacrylate, or these combination.
正極、電解液、セパレーター及び負極を備える二次電池であって、
前記正極が、請求項1〜5のいずれか一項に記載の二次電池用正極である二次電池。
A secondary battery comprising a positive electrode, an electrolyte, a separator and a negative electrode,
The secondary battery whose said positive electrode is a positive electrode for secondary batteries as described in any one of Claims 1-5.
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