JP6217460B2 - Non-aqueous secondary battery electrode binder resin, non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition, non-aqueous secondary battery electrode slurry composition, non-aqueous secondary battery electrode, and non-aqueous secondary battery - Google Patents

Non-aqueous secondary battery electrode binder resin, non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition, non-aqueous secondary battery electrode slurry composition, non-aqueous secondary battery electrode, and non-aqueous secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP6217460B2
JP6217460B2 JP2014041987A JP2014041987A JP6217460B2 JP 6217460 B2 JP6217460 B2 JP 6217460B2 JP 2014041987 A JP2014041987 A JP 2014041987A JP 2014041987 A JP2014041987 A JP 2014041987A JP 6217460 B2 JP6217460 B2 JP 6217460B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
secondary battery
binder resin
aqueous secondary
electrode
structural unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014041987A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015170392A (en
Inventor
春樹 岡田
春樹 岡田
石垣 憲一
憲一 石垣
陽 百瀬
陽 百瀬
綾子 下中
綾子 下中
松本 晃和
晃和 松本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2014041987A priority Critical patent/JP6217460B2/en
Publication of JP2015170392A publication Critical patent/JP2015170392A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6217460B2 publication Critical patent/JP6217460B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

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

Landscapes

  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、非水二次電池電極用バインダ樹脂、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物、非水二次電池電極用スラリー組成物、非水二次電池用電極、および非水二次電池に関する。   The present invention relates to a binder resin for a non-aqueous secondary battery electrode, a binder resin composition for a non-aqueous secondary battery electrode, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode, an electrode for a non-aqueous secondary battery, and a non-aqueous secondary It relates to batteries.

二次電池は、ノート型パソコンや携帯電話等の弱電の民生機器用途、ハイブリッド車や電気自動車等の蓄電池として使用されている。二次電池の中では、リチウムイオン二次電池(以下、単に「電池」ともいう。)が多用されている。
一般に、リチウムイオン二次電池用の電極としては、集電体と、該集電体上に設けられた合剤層とを備えるものが用いられており、合剤層には活物質などがバインダ樹脂によって保持されている。かかる電極は、通常、以下のようにして製造される。
すなわち、バインダ樹脂、活物質、溶媒、および必要に応じて導電助剤等を混練して、非水二次電池電極用スラリー組成物(以下、「電極用スラリー」ともいう。)を調製する。この電極用スラリーを転写ロール等で集電体の片面又は両面に塗工し、溶媒を乾燥除去して合剤層を形成し、その後、必要に応じてロールプレス機等で圧縮成形して電極を得る。溶媒としては、活物質や導電助剤等を分散し、バインダ樹脂を溶解するものが用いられる。
Secondary batteries are used for low-power consumer devices such as notebook computers and mobile phones, and as storage batteries for hybrid vehicles and electric vehicles. Among secondary batteries, lithium ion secondary batteries (hereinafter also simply referred to as “batteries”) are frequently used.
Generally, as an electrode for a lithium ion secondary battery, an electrode including a current collector and a mixture layer provided on the current collector is used, and an active material or the like is a binder layer. It is held by resin. Such an electrode is usually manufactured as follows.
That is, a binder resin, an active material, a solvent, and a conductive aid as necessary are kneaded to prepare a slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes (hereinafter also referred to as “electrode slurry”). This electrode slurry is applied to one or both sides of the current collector with a transfer roll or the like, the solvent is removed by drying to form a mixture layer, and then compression-molded with a roll press or the like as necessary. Get. As the solvent, a solvent in which an active material, a conductive aid or the like is dispersed and a binder resin is dissolved is used.

従来、電極用のバインダ樹脂には、例えば正極用としてポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素系樹脂が用いられている。しかし、電極を作製するに際しては、PVDF等のバインダ樹脂をN―メチル−2−ピロリドン(NMP)等の有機溶媒に溶解して用いるため、乾燥持の溶剤回収コストがかかる、環境に対して負荷が高いなどの問題が顕在化している。
そのため最近では、有機溶媒を水へ置き換える流れがあり、例えば負極用のバインダ樹脂としてスチレン−ブタジエンゴム(SBR)ラテックス等の水溶性のバインダ樹脂や、増粘剤であるカルボキシメチルセルロース(CMC)が用いられている。
Conventionally, fluorine resin such as polyvinylidene fluoride (PVDF) has been used as a binder resin for electrodes, for example, for positive electrodes. However, when producing an electrode, a binder resin such as PVDF is dissolved in an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). The problem of being high is becoming obvious.
Therefore, recently, there is a trend to replace the organic solvent with water. For example, a water-soluble binder resin such as styrene-butadiene rubber (SBR) latex or a thickener carboxymethyl cellulose (CMC) is used as the binder resin for the negative electrode. It has been.

ところで、水溶性のバインダ樹脂は水を含む状態で流通されるため、輸送費が増大するという問題がある。さらに、水溶性のバインダ樹脂には、通常、カビ発生抑制を目的として防カビ剤が添加されるため、電池性能が低下するといった問題も懸念されている。
そこで、水溶性のバインダ樹脂を粉末状で提供することが望まれているが、ラテックス系の樹脂はガラス転移温度が低い組成であることが多い。そのため、一旦粉末化すると高分子鎖が絡み、再度水に分散しにくくなるという問題があり、水溶性のバインダ樹脂を粉末状で供給することは困難であった。
そのため、NMPにPVDF粉を溶解して電極用スラリーを調製するように、電極作製時に、水に溶解または分散して使用することができる粉末状のバインダ樹脂が求められている。
By the way, since water-soluble binder resin is distribute | circulated in the state containing water, there exists a problem that transportation cost increases. Furthermore, since an antifungal agent is usually added to the water-soluble binder resin for the purpose of suppressing the generation of mold, there is a concern that the battery performance is degraded.
Therefore, it is desired to provide a water-soluble binder resin in a powder form, but latex resins often have a composition having a low glass transition temperature. For this reason, once powdered, the polymer chains are entangled and difficult to disperse in water again, and it is difficult to supply a water-soluble binder resin in powder form.
Therefore, there is a demand for a powdered binder resin that can be used by dissolving or dispersing in water at the time of electrode preparation so that PVDF powder is dissolved in NMP to prepare an electrode slurry.

一方、CMCは水溶性の高分子であるため、電極作製時には水に溶解させて用いることができる。しかし、CMCは天然物由来なため、供給ロット毎の品質が安定しにくく、その結果、得られる電極の品質も安定しにくい等の問題がある。
そのため、安定品質で供給可能な非天然物で水溶性のバインダ樹脂が望まれる。
加えて、バインダ樹脂には、電池に高い電池性能を付与できる性能を併せ持つことも要求される。
On the other hand, since CMC is a water-soluble polymer, it can be used by dissolving in water at the time of electrode preparation. However, since CMC is derived from a natural product, the quality of each supply lot is difficult to stabilize, and as a result, the quality of the obtained electrode is difficult to stabilize.
Therefore, a non-natural and water-soluble binder resin that can be supplied with stable quality is desired.
In addition, the binder resin is also required to have performance capable of imparting high battery performance to the battery.

こうした問題に対し、バインダ樹脂としてN−ビニルアセトアミド単位を有する重合体が報告されている。
例えば特許文献1には、バインダ樹脂として、ポリN−ビニルアセトアミドと、エチレンオキサイド(EO)およびプロピレンオキサイド(PO)の共重合体とを含む樹脂成分を含む電極が開示されている。特許文献1によれば、このバインダ樹脂を用いることで、結着性、低温から室温環境下での電池特性、リチウムイオンの伝導性に優れるとしている。
しかし、特許文献1に記載のバインダ樹脂は、EO鎖あるいはPO鎖が電解液組成に類似した分子構造のため、EOおよびPOの共重合体が電解液へ溶出する場合があり、電池性能へ悪影響を及ぼすことが懸念されていた。
In order to solve these problems, a polymer having an N-vinylacetamide unit as a binder resin has been reported.
For example, Patent Document 1 discloses an electrode including a resin component containing poly N-vinylacetamide and a copolymer of ethylene oxide (EO) and propylene oxide (PO) as a binder resin. According to Patent Document 1, by using this binder resin, the binding property, battery characteristics from low temperature to room temperature environment, and lithium ion conductivity are excellent.
However, since the binder resin described in Patent Document 1 has a molecular structure in which the EO chain or the PO chain is similar to the electrolyte composition, a copolymer of EO and PO may be eluted into the electrolyte solution, which adversely affects battery performance. Was concerned.

特許文献2には、アミド構造を有する繰り返し構造単位を含む重合体として、ポリN−ビニルアセトアミドを含む非水電池用正極ペーストが開示されている。ポリN−ビニルアセトアミドは、ペースト安定性、結着性、電気化学的安定性など、二次電池(特に非水二次電池)における要求性能を改善できるとしている。加えて、電解液への溶出も起こりにくい。   Patent Document 2 discloses a positive paste for a non-aqueous battery containing poly N-vinylacetamide as a polymer containing a repeating structural unit having an amide structure. Poly N-vinylacetamide is said to be able to improve the required performance in secondary batteries (especially non-aqueous secondary batteries) such as paste stability, binding properties, and electrochemical stability. In addition, elution into the electrolyte is unlikely to occur.

特開2002−117860号公報JP 2002-117860 A 特開2002−251999号公報JP 2002-251999 A

しかしながら、特許文献2に記載のように、アミド構造を有する繰り返し構造単位のみで構成されたポリN−ビニルアセトアミドは、必ずしも結着性を十分に満足できるものではなかった。さらに、ポリN−ビニルアセトアミドを用いて電極用スラリーを調製した際に、電極用スラリー中で電極材料(活物質や導電助剤等)が十分に分散しないことがあった。電極材料が十分に分散していない電極用スラリーを用いて電極を作製した場合、電極表面(合剤層表面)で電極材料が凝集しやすく、電池性能の低下の原因となる。   However, as described in Patent Document 2, poly N-vinylacetamide composed only of repeating structural units having an amide structure does not always satisfy the binding property sufficiently. Furthermore, when an electrode slurry is prepared using poly N-vinylacetamide, electrode materials (such as active materials and conductive assistants) may not be sufficiently dispersed in the electrode slurry. When an electrode is produced using an electrode slurry in which the electrode material is not sufficiently dispersed, the electrode material is likely to aggregate on the electrode surface (mixture layer surface), which causes a decrease in battery performance.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られ、かつ結着性に優れる水溶性の非水二次電池電極用バインダ樹脂、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物、非水二次電池電極用スラリー組成物、非水二次電池用電極、および非水二次電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to obtain a slurry for an electrode having good dispersibility of an electrode material, and to provide a water-soluble binder resin for a non-aqueous secondary battery electrode, which is excellent in binding properties. It aims at providing the binder resin composition for secondary battery electrodes, the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes, the electrode for non-aqueous secondary batteries, and a non-aqueous secondary battery.

本発明者らは鋭意検討した結果、アミド構造単位の由来源となるアミド系単量体に加え、特定の構造を有する単量体を選択して用い、これらを共重合させて得られる重合体は水溶性であるとともに結着性に優れ、しかも電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies, the present inventors have selected a monomer having a specific structure in addition to the amide monomer that is the source of the amide structural unit, and a polymer obtained by copolymerizing these monomers Has been found to provide a slurry for an electrode that is water-soluble and excellent in binding properties, and has good dispersibility of the electrode material, and has led to the completion of the present invention.

すなわち、本発明は以下の態様を有する。
[1] 下記一般式(1)で表される構造単位(A)と、下記一般式(2)で表される構造単位(B)と、下記一般式(3)で表される構造単位(C)とを少なくとも有する共重合体を含有する非水二次電池電極用バインダ樹脂であって、前記共重合体を構成する全ての単位の合計を100質量%としたときに、前記構造単位(A)の含有率が20〜99.8質量%であり、前記構造単位(B)の含有率が0.1〜50質量%であり、前記構造単位(C)の含有率が0.1〜50質量%である、非水二次電池電極用バインダ樹脂。
That is, this invention has the following aspects.
[1] Structural unit (A) represented by the following general formula (1), structural unit (B) represented by the following general formula (2), and structural unit represented by the following general formula (3) ( C) and a binder resin for a non-aqueous secondary battery electrode, wherein when the total of all the units constituting the copolymer is 100% by mass, the structural unit ( The content of A) is 20 to 99.8% by mass, the content of the structural unit (B) is 0.1 to 50% by mass, and the content of the structural unit (C) is 0.1 to The binder resin for non-aqueous secondary battery electrodes which is 50 mass%.

Figure 0006217460
Figure 0006217460

式(1)中、R、Rは独立して、水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基である。 Wherein (1), R 1, R 2 are independently hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.

Figure 0006217460
Figure 0006217460

式(2)中、Rは水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基である。 In formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.

Figure 0006217460
Figure 0006217460

式(3)中、Rは−(RO)−で表される構造を含む一価の置換基であり、Rは水素原子またはメチル基であり、Rは二価の置換基である。 In formula (3), R 4 is a monovalent substituent containing a structure represented by — (R 6 O) —, R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 is a divalent substituent. It is.

[2] [1]に記載の非水二次電池電極用バインダ樹脂を含有する、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物。
[3] [1]に記載の非水二次電池電極用バインダ樹脂、または[2]に記載の非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物と、活物質と、溶媒とを含有する、非水二次電池電極用スラリー組成物。
[4] 集電体と、該集電体上に設けられた合剤層とを備え、前記合剤層が、[3]に記載の非水二次電池電極用スラリー組成物を集電体に塗工し、乾燥させて得られるものである、非水二次電池用電極。
[5] [4]に記載の非水二次電池用電極を備える、非水二次電池。
[2] A binder resin composition for a nonaqueous secondary battery electrode, comprising the binder resin for a nonaqueous secondary battery electrode according to [1].
[3] A non-aqueous secondary battery electrode binder resin according to [1] or a non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition according to [2], an active material, and a solvent. A slurry composition for a water secondary battery electrode.
[4] A current collector and a mixture layer provided on the current collector, wherein the mixture layer comprises the slurry composition for a nonaqueous secondary battery electrode according to [3]. An electrode for a non-aqueous secondary battery, which is obtained by coating and drying.
[5] A non-aqueous secondary battery comprising the electrode for non-aqueous secondary battery according to [4].

本発明によれば、電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られ、かつ結着性に優れる水溶性の非水二次電池電極用バインダ樹脂、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物、非水二次電池電極用スラリー組成物、非水二次電池用電極、および非水二次電池を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the water-soluble binder resin for non-aqueous secondary battery electrodes and the binder resin composition for non-aqueous secondary battery electrodes which can obtain the slurry for electrodes with the favorable dispersibility of electrode material, and are excellent in binding property Product, slurry composition for non-aqueous secondary battery electrode, electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery.

以下、本発明を詳細に説明する。
なお、本明細書において「水溶性」とは、バインダ樹脂が水に溶解することを意味し、バインダ樹脂の全てが水に溶解することはもちろんのこと、一部が水に溶解する場合でも、水溶性とみなす。
また、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリルとメタクリルの総称であり、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートとメタクリレートの総称であり、「(メタ)アリル」は、アリルとメタリルの総称である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In the present specification, “water-soluble” means that the binder resin is dissolved in water, and not only all of the binder resin is dissolved in water, but also when part of the binder resin is dissolved in water, Considered water soluble.
In the present specification, “(meth) acryl” is a general term for acrylic and methacrylic, “(meth) acrylate” is a general term for acrylate and methacrylate, and “(meth) allyl” means allyl and Generic name for methallyl.

[非水二次電池電極用バインダ樹脂]
本発明の非水二次電池電極用バインダ樹脂(以下、単に「バインダ樹脂」ともいう。)は、後述する構造単位(A)と、構造単位(B)と、構造単位(C)とを少なくとも有する共重合体(以下、「共重合体(I)」という。)を含有する。
[Binder resin for non-aqueous secondary battery electrode]
The binder resin for nonaqueous secondary battery electrodes of the present invention (hereinafter also simply referred to as “binder resin”) includes at least a structural unit (A), a structural unit (B), and a structural unit (C) described later. A copolymer (hereinafter referred to as “copolymer (I)”).

<共重合体(I)>
(構造単位(A))
構造単位(A)は下記一般式(1)で表される構造単位である。
<Copolymer (I)>
(Structural unit (A))
The structural unit (A) is a structural unit represented by the following general formula (1).

Figure 0006217460
Figure 0006217460

上記一般式(1)中、R、Rは独立して、水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基である。
炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基 、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基等のアルキル基などが挙げられる。炭化水素基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。
得られる共重合体(I)の水溶性を高める観点から、RおよびRが炭化水素基である場合は炭素数が少ない方が好ましく、RおよびRとしてはそれぞれ独立して、水素原子または炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。共重合体(I)の水溶性がより高まる点で、RおよびRがそれぞれ水素原子であるものが特に好ましい。
In the general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon group include alkyl groups such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, and a pentyl group. The hydrocarbon group may be linear or branched.
From the viewpoint of increasing the water solubility of the resulting copolymer (I), when R 1 and R 2 are hydrocarbon groups, it is preferable that the number of carbon atoms is small, and R 1 and R 2 are each independently hydrogen. An atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a hydrogen atom or a methyl group is more preferable. In view of further increasing the water solubility of the copolymer (I), it is particularly preferable that each of R 1 and R 2 is a hydrogen atom.

共重合体(I)を構成する全ての単位の合計を100質量%としたときに、構造単位(A)の含有率は20〜99.8質量%であり、25〜99質量%であることが好ましく、30〜99質量%であることがより好ましい。構造単位(A)の含有率が上記範囲内であれば、高い水溶性を示し、かつ電極に用いたときに電解液に対して膨潤しにくく、電池に良好なサイクル特性などの特性を付与できるバインダ樹脂が得られる。   When the total of all the units constituting the copolymer (I) is 100% by mass, the content of the structural unit (A) is 20 to 99.8% by mass, and is 25 to 99% by mass. Is preferable, and it is more preferable that it is 30-99 mass%. If the content of the structural unit (A) is within the above range, it exhibits high water solubility and is difficult to swell with respect to the electrolyte when used in an electrode, and can impart good cycle characteristics and other characteristics to the battery. A binder resin is obtained.

構造単位(A)の由来源となる単量体(以下、「単量体(a)」という。)としては、例えばN−ビニルホルムアミド、N−ビニルアセトアミドなどが挙げられる。単量体(a)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   Examples of the monomer from which the structural unit (A) is derived (hereinafter referred to as “monomer (a)”) include N-vinylformamide and N-vinylacetamide. A monomer (a) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

(構造単位(B))
構造単位(B)は下記一般式(2)で表される構造単位である。
(Structural unit (B))
The structural unit (B) is a structural unit represented by the following general formula (2).

Figure 0006217460
Figure 0006217460

上記一般式(2)中、Rは水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基である。
炭化水素基としては、構造単位(A)の説明において先に例示した炭化水素基が挙げられる。炭化水素基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。
得られる共重合体(I)の水溶性を高める観点から、Rが炭化水素基である場合は炭素数が少ない方が好ましく、Rとしては水素原子または炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、水素原子またはメチル基がより好ましい。共重合体(I)の水溶性がより高まる点で、Rが水素原子であるものが特に好ましい。
In the general formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
Examples of the hydrocarbon group include the hydrocarbon groups exemplified above in the description of the structural unit (A). The hydrocarbon group may be linear or branched.
From the viewpoint of increasing the water solubility of the resulting copolymer (I), when R 3 is a hydrocarbon group, it is preferable that the number of carbon atoms is small, and R 3 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. Preferably, a hydrogen atom or a methyl group is more preferable. In view of further increasing the water solubility of the copolymer (I), it is particularly preferable that R 3 is a hydrogen atom.

共重合体(I)を構成する全ての単位の合計を100質量%としたときに、構造単位(B)の含有率は0.1〜50質量%であり、1〜40質量%であることが好ましい。構造単位(B)の含有率が0.1質量%以上であれば、結着性に優れたバインダ樹脂が得られる。よって、合剤層と集電体との密着性に優れた電極が得られる。一方、構造単位(B)の含有率が50質量%以下であれば、電池性能を良好に維持できる。   When the total of all the units constituting the copolymer (I) is 100% by mass, the content of the structural unit (B) is 0.1 to 50% by mass and 1 to 40% by mass. Is preferred. If the content rate of a structural unit (B) is 0.1 mass% or more, binder resin excellent in binding property will be obtained. Therefore, an electrode having excellent adhesion between the mixture layer and the current collector can be obtained. On the other hand, if the content rate of a structural unit (B) is 50 mass% or less, battery performance can be maintained favorable.

構造単位(B)の由来源となる単量体(以下、「単量体(b)」という。)としては、例えばビニルアミン、メチルビニルアミンなどが挙げられるが、これらに限られるものではない。単量体(b)は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
なお、詳しくは後述するが、構造単位(B)は、単量体(a)と構造単位(C)の由来源となる単量体とを共重合した後に、得られた共重合体を加水分解することでも形成できる。
Examples of the monomer from which the structural unit (B) is derived (hereinafter referred to as “monomer (b)”) include, but are not limited to, vinylamine and methylvinylamine. A monomer (b) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
As will be described later in detail, the structural unit (B) is obtained by copolymerizing the monomer (a) and the monomer that is the source of the structural unit (C), and then hydrolyzing the obtained copolymer. It can also be formed by decomposing.

(構造単位(C))
構造単位(C)は下記一般式(3)で表される構造単位である。
(Structural unit (C))
The structural unit (C) is a structural unit represented by the following general formula (3).

Figure 0006217460
Figure 0006217460

上記一般式(3)中、Rは−(RO)−で表される構造を含む一価の置換基であり、Rは水素原子またはメチル基であり、Rは二価の置換基である。
二価の置換基としては、直鎖状あるいは分岐状の二価の炭化水素基や、芳香環、脂環の任意の炭素原子から水素を2つ除いた二価の置換基などが挙げられ、それらは単一でも他の置換基と結合していてもよく、その骨格あるいは置換基にヘテロ原子を含んでもよい。具体的にはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基等の直鎖状あるいは分岐状の二価の炭化水素基や、ベンゼン環、ナフタレン環、チオフェン環等の芳香環、シクロヘキサン等の脂環の任意の炭素原子から水素を2つ除いた二価の置換基が挙げられる。
−(RO)−で表される構造としては炭素数2〜4のアルキレンオキサイド単位が好ましく、具体的にはエチレンオキサイド単位、プロピレンオキサイド単位が好ましいが、任意の炭化水素基を有するアルキレンオキサイド単位であれば特に限定されない。
In the general formula (3), R 4 is a monovalent substituent including a structure represented by — (R 6 O) —, R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 is a divalent group. It is a substituent.
Examples of the divalent substituent include a linear or branched divalent hydrocarbon group, a divalent substituent obtained by removing two hydrogen atoms from any carbon atom of an aromatic ring or alicyclic ring, and the like. They may be single or bonded to other substituents, and may contain a hetero atom in the skeleton or substituent. Specifically, any of linear or branched divalent hydrocarbon groups such as ethylene group, propylene group and butylene group, aromatic rings such as benzene ring, naphthalene ring and thiophene ring, and alicyclic rings such as cyclohexane And divalent substituents obtained by removing two hydrogen atoms from a carbon atom.
The structure represented by — (R 6 O) — is preferably an alkylene oxide unit having 2 to 4 carbon atoms, specifically, an ethylene oxide unit or a propylene oxide unit is preferred, but an alkylene oxide having an arbitrary hydrocarbon group If it is a unit, it will not specifically limit.

共重合体(I)を構成する全ての単位の合計を100質量%としたときに、構造単位(C)の含有率は0.1〜50質量%であり、1〜40質量%であることが好ましい。構造単位(C)の含有率が0.1質量%以上であれば、電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られる。また、柔軟性に優れた電極が得られる。一方、構造単位(C)の含有率が50質量%以下であれば、バインダ樹脂が過度に膨潤するのを抑制でき、電池性能を良好に維持できる。   When the total of all the units constituting the copolymer (I) is 100% by mass, the content of the structural unit (C) is 0.1 to 50% by mass and 1 to 40% by mass. Is preferred. If the content rate of a structural unit (C) is 0.1 mass% or more, the electrode slurry with the favorable dispersibility of an electrode material will be obtained. In addition, an electrode having excellent flexibility can be obtained. On the other hand, if the content rate of a structural unit (C) is 50 mass% or less, it can suppress that a binder resin swells excessively and can maintain battery performance favorably.

構造単位(C)の由来源となる単量体(以下、「単量体(c)」という。)としては、例えば下記一般式(4)で表される化合物が挙げられる。   Examples of the monomer that is the source of the structural unit (C) (hereinafter referred to as “monomer (c)”) include compounds represented by the following general formula (4).

Figure 0006217460
Figure 0006217460

上記一般式(4)中、Rは上記一般式(3)中のRと同じである。
は水素原子または一価の置換基である。一価の置換基としては、直鎖状あるいは分岐状の一価の炭化水素基や、芳香環、脂環の任意の炭素原子から水素を1つ除いた一価の置換基などが挙げられ、それらは単一でも他の置換基と結合していてもよく、その骨格あるいは置換基にヘテロ原子を含んでもよい。具体的には炭素数1〜20のアルキル基等の直鎖状あるいは分岐状の一価の炭化水素基や、ベンゼン環、ナフタレン環、チオフェン環等の芳香環、シクロヘキサン等の脂環の任意の炭素原子から水素を1つ除いた一価の置換基が挙げられる。
In the general formula (4), R 5 is the same as R 5 in the general formula (3).
R 7 is a hydrogen atom or a monovalent substituent. Examples of the monovalent substituent include a linear or branched monovalent hydrocarbon group, a monovalent substituent obtained by removing one hydrogen from an arbitrary carbon atom of an aromatic ring or an alicyclic ring, and the like. They may be single or bonded to other substituents, and may contain a hetero atom in the skeleton or substituent. Specifically, any linear or branched monovalent hydrocarbon group such as an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an aromatic ring such as a benzene ring, a naphthalene ring or a thiophene ring, or an alicyclic ring such as cyclohexane And monovalent substituents obtained by removing one hydrogen from a carbon atom.

は−(RO)−で表される構造を含む二価の置換基である。具体的には、ポリアルキレングリコールの繰り返し単位、ポリエステルジオールの繰り返し単位、およびポリカーボネートジオールの繰り返し単位よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含む二価の置換基である。中でも、ポリアルキレングリコールの繰り返し単位を有するものが好ましい。
の形態としては、単独構造単位の繰返しでもよいし、2つ以上の構造単位の繰返しでもよい。また、Xの形態が2つ以上の構造単位の繰返しの場合、構造単位の並び方は特に限定されず、各構造単位がランダムに存在していてもよいし、各構造単位がブロックで存在していてもよいし、各構造単位が交互に存在していてもよい。
X 1 is a divalent substituent containing a structure represented by — (R 6 O) —. Specifically, it is a divalent substituent containing at least one selected from the group consisting of a repeating unit of polyalkylene glycol, a repeating unit of polyester diol, and a repeating unit of polycarbonate diol. Among these, those having a repeating unit of polyalkylene glycol are preferable.
The form of X 1 may be a repetition of a single structural unit or a repetition of two or more structural units. Further, if the form X 1 is repeated two or more structural units, the arrangement of the structural units is not particularly limited, and the structural units may exist randomly, each structural unit is present in block Each structural unit may exist alternately.

上記一般式(4)で表される化合物としては、例えば以下に示すものが挙げられる。
がメチル基、Rが水素原子、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーE(エチレングリコールの繰り返し単位が1)、ブレンマーPEシリーズ(例えば、エチレングリコールの繰り返し単位が約2〜8)。
がメチル基、Rが水素原子、Xがプロピレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーP(繰り返し単位が1)、ブレンマーPPシリーズ(例えば、繰り返し単位が約4〜13)。
がメチル基、Rが水素原子、Xがエチレングリコールおよびプロピレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマー50PEP−300(エチレングリコールの繰り返し単位が約3.5、プロピレングリコールの繰り返し単位が約2.5)、ブレンマー70PEP−350B(エチレングリコールの繰り返し単位が約5、プロピレングリコールの繰り返し単位が約2)。
がメチル基、Rが水素原子、Xがエチレングリコールおよびブチレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマー55PET−800(エチレングリコールの繰り返し単位が約10、ブチレングリコールの繰り返し単位が約5)。
が水素原子、Rが水素原子、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーAEシリーズ(例えば、エチレングリコールの繰り返し単位が約2〜10)。
が水素原子、Rが水素原子、Xがプロピレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーAPシリーズ(例えば、プロピレングリコールの繰り返し単位が約3〜9)。
がメチル基、Rがメチル基、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーPMEシリーズ(例えば、エチレングリコールの繰り返し単位が約2〜90)。
が水素原子、Rがメチル基、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、AM−130G(例えば、エチレングリコールの繰り返し単位が約13)。
がメチル基、RがCHCH(C)C、Xがエチレングリコールおよびプロピレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマー50POEP−800B(エチレングリコールの繰り返し単位が約8、プロピレングリコールの繰り返し単位が約6)。
がメチル基、Rがオクタデシル基、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーPSE−1300(エチレングリコールの繰り返し単位が約30)。
がメチル基、Rがフェニル基、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーPAEシリーズ(例えば、エチレングリコールの繰り返し単位が1あるいは2)。
が水素原子、Rがフェニル基の水素原子の1つをノニル基で置換したもの、Xがプロピレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーANP−300(プロピレングリコールの繰り返し単位が約5)。
が水素原子、Rがフェニル基、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、ブレンマーAAEシリーズ(例えば、エチレングリコールの繰り返し単位が約1〜5.5)。
が水素原子、Rがリン酸基、Xがエチレングリコールの繰り返し単位である、メタクリロイルオキシエチルフォスフェート(エチレングリコールの繰り返し単位が1)。
これらの化合物は1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
上述した化合物の構造式の一例を以下に示す。
Examples of the compound represented by the general formula (4) include those shown below.
R 5 is a methyl group, R 7 is a hydrogen atom, X 1 is a repeating unit of ethylene glycol, Blenmer E (repeating units of ethylene glycol is 1), Blenmer PE series (e.g., repeating units of ethylene glycol is from about 2 to 8).
Blemmer P (repeat unit is 1), Blemmer PP series (for example, about 4 to 13 repeat units), wherein R 5 is a methyl group, R 7 is a hydrogen atom, and X 1 is a propylene glycol repeat unit.
R 5 is a methyl group, R 7 is a hydrogen atom, X 1 is a repeating unit of ethylene glycol and propylene glycol, Blemmer 50PEP-300 (repeating units of ethylene glycol is about 3.5, the repeating units of propylene glycol is from about 2 .5), BLEMMER 70PEP-350B (ethylene glycol repeating unit of about 5, propylene glycol repeating unit of about 2).
Blemmer 55PET-800, wherein R 5 is a methyl group, R 7 is a hydrogen atom, and X 1 is a repeating unit of ethylene glycol and butylene glycol (the repeating unit of ethylene glycol is about 10, the repeating unit of butylene glycol is about 5).
Blemmer AE series wherein R 5 is a hydrogen atom, R 7 is a hydrogen atom, and X 1 is a repeating unit of ethylene glycol (for example, ethylene glycol has a repeating unit of about 2 to 10).
BLEMMER AP series (for example, about 3 to 9 repeating units of propylene glycol), wherein R 5 is a hydrogen atom, R 7 is a hydrogen atom, and X 1 is a repeating unit of propylene glycol.
BLEMMER PME series (for example, about 2 to 90 ethylene glycol repeating units) in which R 5 is a methyl group, R 7 is a methyl group, and X 1 is an ethylene glycol repeating unit.
AM-130G (for example, about 13 repeating units of ethylene glycol), wherein R 5 is a hydrogen atom, R 7 is a methyl group, and X 1 is an ethylene glycol repeating unit.
BLEMMER 50POEP-800B (ethylene glycol repeating unit is about 8), wherein R 5 is a methyl group, R 7 is CH 2 CH (C 2 H 5 ) C 4 H 9 , and X 1 is a repeating unit of ethylene glycol and propylene glycol. The repeating unit of propylene glycol is about 6).
BLEMMER PSE-1300 (ethylene glycol repeating unit is about 30), wherein R 5 is a methyl group, R 7 is an octadecyl group, and X 1 is an ethylene glycol repeating unit.
BLEMMER PAE series (for example, ethylene glycol repeating unit 1 or 2), wherein R 5 is a methyl group, R 7 is a phenyl group, and X 1 is an ethylene glycol repeating unit.
Blemmer ANP-300 in which R 5 is a hydrogen atom, R 7 is one in which one of the hydrogen atoms of the phenyl group is substituted with a nonyl group, and X 1 is a propylene glycol repeating unit (the propylene glycol repeating unit is about 5) .
Blemmer AAE series wherein R 5 is a hydrogen atom, R 7 is a phenyl group, and X 1 is an ethylene glycol repeating unit (for example, ethylene glycol repeating unit is about 1 to 5.5).
Methacryloyloxyethyl phosphate (ethylene glycol repeating unit is 1), wherein R 5 is a hydrogen atom, R 7 is a phosphoric acid group, and X 1 is an ethylene glycol repeating unit.
These compounds may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
An example of the structural formula of the compound described above is shown below.

Figure 0006217460
Figure 0006217460

(任意単位)
共重合体(I)は、必要に応じて、構造単位(A)、構造単位(B)、および構造単位(C)以外の単位(以下、「任意単位」という。)を含んでいてもよい。
任意単位の由来源となる単量体(以下、「任意単量体」という。)としては、単量体(a)、単量体(b)、および単量体(c)と共重合可能であれば特に限定されないが、例えばメチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリレート類;(メタ)アクリル酸およびその塩類;メチルビニルケトン、イソプロピルメチルケトン等のビニルケトン類;(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−シアノアクリレート、ジシアノビニリデン、フマロニトリルエチル等のシアン化ビニル単量体;塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル単量体;イタコン酸、クロトン酸等のカルボキシル基含有単量体およびその塩;スチレン、α−メチルスチレン等の芳香族ビニル単量体;マレイミド、フェニルマレイミド等のマレイミド類;(メタ)アリルスルホン酸、(メタ)アリルオキシベンゼンスルホン酸、スチレンスルホン酸等のスルホン酸基含有ビニル単量体およびその塩;リン酸基を含有ビニル単量体およびその塩;酢酸ビニル、N−ビニルピロリドンなどが挙げられる。
これら任意単量体は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
(Arbitrary unit)
The copolymer (I) may contain units other than the structural unit (A), the structural unit (B), and the structural unit (C) (hereinafter referred to as “arbitrary unit”) as necessary. .
The monomer that is the source of the arbitrary unit (hereinafter referred to as “optional monomer”) can be copolymerized with the monomer (a), the monomer (b), and the monomer (c). If it is, it will not specifically limit, For example, (meth) acrylates, such as methyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate; (meth) acrylic acid and its salts; methyl Vinyl ketones such as vinyl ketone and isopropyl methyl ketone; acrylamides such as (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide; acrylonitrile, methacrylo Nitrile, α-cyanoacrylate, dicyanovinylidene, fumaronitrile ethyl, etc. Vinyl halide monomers; vinyl halide monomers such as vinyl chloride, vinyl bromide, vinylidene chloride; carboxyl group-containing monomers such as itaconic acid and crotonic acid and their salts; styrene, α-methylstyrene, etc. Aromatic vinyl monomers; maleimides such as maleimide and phenylmaleimide; vinyl monomers containing sulfonic acid groups such as (meth) allylsulfonic acid, (meth) allyloxybenzenesulfonic acid, styrenesulfonic acid, and salts thereof; phosphorus Examples thereof include vinyl monomers containing acid groups and salts thereof; vinyl acetate, N-vinylpyrrolidone and the like.
These arbitrary monomers may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

共重合体(I)を構成する全ての単位の合計を100質量%としたときに、任意単位の含有率は0〜50質量%であることが好ましく、0〜30質量%であることがより好ましい。任意単位の含有率が上記範囲内であれば、電池性能を良好に維持できる。   When the total of all the units constituting the copolymer (I) is 100% by mass, the content of arbitrary units is preferably 0 to 50% by mass, and more preferably 0 to 30% by mass. preferable. If the content of the arbitrary unit is within the above range, the battery performance can be maintained satisfactorily.

(製造方法)
共重合体(I)は、単量体(a)、単量体(b)、単量体(c)および必要に応じて任意単量体を共重合することで得られる。
重合方法は特に限定されず、使用する単量体の種類や生成する共重合体(I)の溶解性などに応じて、溶液重合、懸濁重合、乳化重合、断熱重合などを選ぶことができる。
例えば、使用する単量体が水に可溶であり、かつ生成する共重合体(I)も水に対して十分な親和性を有する場合には、水溶液重合を用いることができる。水溶液重合は、原料となる単量体および水溶性重合開始剤を水に溶解し、加熱することにより共重合体(I)を得る方法である。
また、使用する単量体の水への溶解度が小さいときは、懸濁重合や乳化重合などを用いることができる。乳化重合は、水中に原料となる単量体、乳化剤、水溶性重合開始剤などを加え、撹拌下に加熱することにより共重合体(I)を得る方法である。
重合後は、ろ過、遠心分離、加熱乾燥、減圧乾燥及びこれらを組み合わせて水を除去することで、粉末状の共重合体(I)が得られる。
(Production method)
The copolymer (I) can be obtained by copolymerizing the monomer (a), the monomer (b), the monomer (c) and, if necessary, an arbitrary monomer.
The polymerization method is not particularly limited, and solution polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, adiabatic polymerization, etc. can be selected according to the type of monomer used and the solubility of the resulting copolymer (I). .
For example, when the monomer used is soluble in water and the copolymer (I) to be produced also has sufficient affinity for water, aqueous solution polymerization can be used. The aqueous solution polymerization is a method of obtaining a copolymer (I) by dissolving a monomer as a raw material and a water-soluble polymerization initiator in water and heating.
Moreover, when the solubility of the monomer to be used in water is small, suspension polymerization or emulsion polymerization can be used. Emulsion polymerization is a method for obtaining a copolymer (I) by adding a monomer, an emulsifier, a water-soluble polymerization initiator and the like as raw materials to water and heating with stirring.
After the polymerization, the powdery copolymer (I) is obtained by removing water by filtration, centrifugal separation, heat drying, vacuum drying and a combination thereof.

水溶性重合開始剤としては、例えば過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム等の過硫酸塩;過酸化水素等の水溶性過酸化物;2,2'−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]等の水溶性アゾ化合物などが挙げられる。
共重合を行うに際しては、分子量調節等の目的で、連鎖移動剤を用いてもよい。連鎖移動剤としては、例えばメルカプタン化合物、チオグリコール、四塩化炭素、α−メチルスチレンダイマー、次亜燐酸塩などが挙げられる。
Examples of the water-soluble polymerization initiator include persulfates such as potassium persulfate, ammonium persulfate, and sodium persulfate; water-soluble peroxides such as hydrogen peroxide; 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) ) -2-methylpropionamidine] and the like.
In carrying out the copolymerization, a chain transfer agent may be used for the purpose of adjusting the molecular weight. Examples of the chain transfer agent include mercaptan compounds, thioglycol, carbon tetrachloride, α-methylstyrene dimer, hypophosphite and the like.

なお、共重合体(I)は、単量体(a)、単量体(c)および必要に応じて任意単量体を共重合した後に、得られた共重合体(以下、「共重合体(I’)」という。)を加水分解する方法でも製造できる。この方法によれば、単量体(b)を用いることなく重合体(I)を製造することができるので、単量体(b)の沸点が低かったり、単量体(b)の取り扱い性が悪かったり、単量体(b)の毒性が高かったりする場合に単量体(b)の使用を回避できるなど、優位である。
共重合体(I’)を加水分解することで、構造単位(A)の一部が構造単位(B)となり、構造単位(A)と構造単位(B)と構造単位(C)とを少なくとも有する共重合体(I)が得られる。
The copolymer (I) is obtained by copolymerizing the monomer (a), the monomer (c) and, if necessary, an optional monomer (hereinafter referred to as “copolymer”). The compound (I ') ") can also be produced by a hydrolysis method. According to this method, since the polymer (I) can be produced without using the monomer (b), the boiling point of the monomer (b) is low or the handleability of the monomer (b) is low. The use of the monomer (b) can be avoided when the monomer is bad or the toxicity of the monomer (b) is high.
By hydrolyzing the copolymer (I ′), a part of the structural unit (A) becomes the structural unit (B), and the structural unit (A), the structural unit (B), and the structural unit (C) are at least The copolymer (I) having is obtained.

加水分解の方法としては、酸による加水分解、アルカリによる加水分解、熱を加えることによる加水分解が挙げられるが、これらの中でもアルカリによる加水分解が好ましい。
アルカリによる加水分解に用いるアルカリ(塩基)としては、周期律表の第1及び第2主族の金属の金属水酸化物が挙げられる。具体的には、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム等が挙げられる。
また、アルカリとしては、アンモニア及びアンモニアのアルキル誘導体、例えばアルキルアミン、アリルアミン等のアミン類も好適である。斯かるアミン類としては、例えばトリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、モルホリン、アニリンなどが挙げられる。
これらの中でもアルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウムが好ましい。
Examples of the hydrolysis method include hydrolysis with an acid, hydrolysis with an alkali, and hydrolysis by applying heat. Among these, hydrolysis with an alkali is preferable.
Examples of the alkali (base) used for hydrolysis with an alkali include metal hydroxides of metals of the first and second main groups of the periodic table. Specific examples include sodium hydroxide, lithium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide.
As the alkali, ammonia and alkyl derivatives of ammonia, for example, amines such as alkylamine and allylamine are also suitable. Examples of such amines include triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, morpholine, aniline and the like.
Among these, as the alkali, sodium hydroxide, lithium hydroxide, and potassium hydroxide are preferable.

共重合体(I’)を加水分解して共重合体(I)を製造する場合、共重合体(I)中の構造単位(A)および構造単位(B)の含有率は、加水分解の進行度合いを制御することで調整できる。加水分解の進行度合いは、上述したアルカリの添加量により制御できる。   When the copolymer (I ′) is hydrolyzed to produce the copolymer (I), the content of the structural unit (A) and the structural unit (B) in the copolymer (I) is determined by hydrolysis. It can be adjusted by controlling the degree of progress. The degree of progress of hydrolysis can be controlled by the amount of alkali added as described above.

酸やアルカリを使用して共重合体(I’)を加水分解した場合、得られる反応液のpHは酸性、もしくはアルカリ性となるが、必要に応じて反応液を中和して中性の水溶液としてもよい。また、加水分解により得られる反応液は、そのまま共重合体(I)の水溶液として用いることもできるが、反応液から水分を除去することで得られる粉末を共重合体(I)として用いてもよい。   When the copolymer (I ′) is hydrolyzed using an acid or alkali, the pH of the resulting reaction solution becomes acidic or alkaline. If necessary, the reaction solution is neutralized to neutral aqueous solution. It is good. The reaction liquid obtained by hydrolysis can be used as an aqueous solution of the copolymer (I) as it is, but a powder obtained by removing water from the reaction liquid may be used as the copolymer (I). Good.

また、共重合体(I)の質量平均分子量は5000〜1000万であることが好ましく、10000〜750万であることがより好ましい。質量平均分子量が上記下限値以上であると電解液中におけるバインダ樹脂の溶出、膨潤に対する安定性がより高まり、上記上限値以下であると水溶性がより良好となる。
共重合体(I)の質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。例えば、テトラヒドロフランや水等の溶媒を溶離液とし、ポリスチレン換算分子量として求めることができる。
Moreover, it is preferable that the mass mean molecular weights of copolymer (I) are 5000-10 million, and it is more preferable that it is 10000-7500,000. When the mass average molecular weight is at least the above lower limit value, the stability of the binder resin in the electrolyte solution with respect to elution and swelling is further enhanced, and when it is at most the above upper limit value, the water solubility becomes better.
The mass average molecular weight of the copolymer (I) can be measured using gel permeation chromatography (GPC). For example, it can be determined as a molecular weight in terms of polystyrene using a solvent such as tetrahydrofuran or water as an eluent.

<他の成分>
本発明のバインダ樹脂は、共重合体(I)のみからなるものでもよいが、本発明の効果を損なわない範囲内であれば、重合体(I)以外の他の重合体を含んでいてもよい。
他の重合体としては、例えばポリアクリル酸およびその塩、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミドなどが挙げられ、これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
バインダ樹脂100質量%中の共重合体(I)の含有量は50〜100質量%以上であることが好ましく、他の重合体の含有量は0〜50質量%であることが好ましい。
<Other ingredients>
The binder resin of the present invention may be composed only of the copolymer (I), but may contain other polymers than the polymer (I) as long as the effects of the present invention are not impaired. Good.
Examples of the other polymer include polyacrylic acid and a salt thereof, polyvinyl alcohol, polyacrylamide and the like, and these may be used alone or in combination of two or more.
The content of the copolymer (I) in 100% by mass of the binder resin is preferably 50 to 100% by mass or more, and the content of the other polymer is preferably 0 to 50% by mass.

<形態>
バインダ樹脂の形態としては、粉末状、水等の溶媒に溶解または分散したドープ状などが挙げられる。
<Form>
Examples of the form of the binder resin include a powder form and a dope form dissolved or dispersed in a solvent such as water.

<作用効果>
以上説明した本発明のバインダ樹脂は、アミド構造単位である構造単位(A)に加え、構造単位(B)および構造単位(C)を有する共重合体(I)を含有する。該共重合体(I)は水溶性である。しかも、構造単位(B)を有するので結着性に優れ、構造単位(C)を有するので電極用スラリーとしたときに、電極材料の分散性が良好である。なお、本発明のバインダ樹脂であれば電極用スラリーとしたときに、電極材料の分散性が良好である理由については、以下のように考えられる。
構造単位(A)のみで構成された重合体は親水性が高く、主に疎水性である電極材料との濡れ性が低いため、電極用スラリー中で電極材料の分散性が低下するものと考えらえる。しかし、構造単位(A)に加えて構造単位(B)および構造単位(C)を有する共重合体(I)であれば、結着性や柔軟性といった機能に加えて、共重合体(I)と電極材料との濡れ性が向上し、電極用スラリー中での電極材料の分散性が向上するものと考えらえる。
<Effect>
The binder resin of the present invention described above contains the copolymer (I) having the structural unit (B) and the structural unit (C) in addition to the structural unit (A) which is an amide structural unit. The copolymer (I) is water-soluble. And since it has a structural unit (B), it is excellent in binding property, and since it has a structural unit (C), when it is set as the slurry for electrodes, the dispersibility of an electrode material is favorable. The reason why the electrode material has good dispersibility when the binder resin of the present invention is used as an electrode slurry can be considered as follows.
The polymer composed only of the structural unit (A) has high hydrophilicity and low wettability with the electrode material that is mainly hydrophobic, so that the dispersibility of the electrode material in the electrode slurry is considered to decrease. Get it. However, if the copolymer (I) has the structural unit (B) and the structural unit (C) in addition to the structural unit (A), in addition to functions such as binding properties and flexibility, the copolymer (I ) And the electrode material are improved, and the dispersibility of the electrode material in the electrode slurry is considered to be improved.

よって、共重合体(I)を含有する本発明のバインダ樹脂は、水溶性であり、結着性に優れる。また、本発明のバインダ樹脂からは電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られる。よって、該電極用スラリーを用いて製造した電極を備えた電池は、電池性能に優れる。   Therefore, the binder resin of the present invention containing the copolymer (I) is water-soluble and has excellent binding properties. Moreover, the electrode slurry with good dispersibility of the electrode material can be obtained from the binder resin of the present invention. Therefore, a battery including an electrode manufactured using the electrode slurry is excellent in battery performance.

本発明のバインダ樹脂は、そのまま電極用スラリーに用いてもよいし、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物として用いてもよい。以下、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物の一例について説明する。   The binder resin of the present invention may be used as it is in an electrode slurry or as a binder resin composition for non-aqueous secondary battery electrodes. Hereinafter, an example of the binder resin composition for nonaqueous secondary battery electrodes will be described.

「非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物」
本発明の非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物(以下、単に「バインダ樹脂組成物」という。)は、上述した本発明のバインダ樹脂を含有する。
バインダ樹脂組成物の形態としては、粉末状、水等の溶媒に溶解または分散したドープ状などが挙げられる。保管や流通時の安定性、経済性、取り扱い性の容易さの観点から、保管や流通時は粉末状が好ましい。
"Binder resin composition for non-aqueous secondary battery electrode"
The binder resin composition for nonaqueous secondary battery electrodes of the present invention (hereinafter simply referred to as “binder resin composition”) contains the binder resin of the present invention described above.
Examples of the form of the binder resin composition include a powder form and a dope form dissolved or dispersed in a solvent such as water. From the viewpoint of stability during storage and distribution, economy, and ease of handling, powder is preferable during storage and distribution.

粉末状のバインダ樹脂組成物中の本発明のバインダ樹脂の含有量は、50質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。上記下限値以上であれば、本発明の効果が顕著に発揮される。   The content of the binder resin of the present invention in the powdery binder resin composition is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and may be 100% by mass. If it is more than the said lower limit, the effect of this invention will be exhibited notably.

バインダ樹脂組成物は、電池性能に影響が出ない量であれば、必要に応じて本発明のバインダ樹脂以外のバインダ樹脂(他のバインダ樹脂)や、粘度調整剤、結着性向上剤、分散剤等の添加剤を含有してもよい。   As long as the amount of the binder resin composition does not affect the battery performance, a binder resin other than the binder resin of the present invention (another binder resin), a viscosity modifier, a binding improver, and a dispersion, as necessary. You may contain additives, such as an agent.

他のバインダ樹脂としては、例えば酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエンブロック共重合体(SBR)、アクリル酸変性SBR樹脂(SBR系ラテックス)、アクリルゴム系ラテックスが挙げられる。   Examples of other binder resins include vinyl acetate copolymer, styrene-butadiene block copolymer (SBR), acrylic acid-modified SBR resin (SBR latex), and acrylic rubber latex.

粘度調整剤は、バインダ樹脂の塗工性を向上させるものである。粘度調整剤としては、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系重合体およびこれらのアンモニウム塩;ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウム等のポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、アクリル酸また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、マレイン酸又はフマル酸とビニルアルコールの共重合体、変性ポリビニルアルコール、変性ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール、ポリカルボン酸が挙げられる。   The viscosity modifier improves the coatability of the binder resin. Examples of the viscosity modifier include cellulose polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxypropylcellulose, and ammonium salts thereof; poly (meth) acrylates such as sodium poly (meth) acrylate; polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, Polyvinyl pyrrolidone, acrylic acid or acrylate and vinyl alcohol copolymer, maleic anhydride, maleic acid or fumaric acid and vinyl alcohol copolymer, modified polyvinyl alcohol, modified polyacrylic acid, polyethylene glycol, polycarboxylic acid Can be mentioned.

粘度調整剤等の添加剤は、最終的には電極に残留するので、なるべく加えないことが望ましいが、加える場合には電気化学的安定性を有する添加剤を用いることが好ましい。
バインダ樹脂組成物が粘度調整剤等の添加剤を含有する場合、その含有量は、バインダ樹脂組成物を100質量%としたときに、50質量%以下が好ましい。ただし、電池性能をより高める観点から、添加剤の含有量は少ないほど好ましい。
Since additives such as a viscosity modifier eventually remain on the electrode, it is desirable not to add them as much as possible, but when they are added, it is preferable to use an additive having electrochemical stability.
When the binder resin composition contains an additive such as a viscosity modifier, the content is preferably 50% by mass or less when the binder resin composition is 100% by mass. However, the content of the additive is preferably as small as possible from the viewpoint of further improving battery performance.

バインダ樹脂組成物は、公知の方法により製造することができる。例えば、粉末状の本発明のバインダ樹脂と、必要に応じて粉末状の添加剤とを粉体混合したり、粉末状の本発明のバインダ樹脂と、必要に応じて粉末状の添加剤とを溶媒に分散したりすることで得られる。   The binder resin composition can be produced by a known method. For example, powdered binder resin of the present invention and powdered additive as required, or powdered binder resin of the present invention and powdered additive as necessary It can be obtained by dispersing in a solvent.

以上説明した本発明のバインダ樹脂組成物は、本発明のバインダ樹脂を含有するので水溶性であり、結着性に優れ、かつ電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られる。   Since the binder resin composition of the present invention described above contains the binder resin of the present invention, it is water-soluble, and an electrode slurry having excellent binding properties and good dispersibility of electrode materials can be obtained.

「非水二次電池電極用スラリー組成物」
本発明の非水二次電池電極用スラリー組成物(以下、単に「電極用スラリー」ともいう。)は、上述した本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物と、活物質と、溶媒とを含有するものである。
"Slurry composition for non-aqueous secondary battery electrode"
The slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention (hereinafter also simply referred to as “slurry for electrodes”) includes the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention, an active material, and a solvent. It contains.

電極用スラリー中の本発明のバインダ樹脂の含有量は、特に限定されないが、電極用スラリーの総固形分(溶媒を除く全成分)中、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜7質量%がより好ましい。0.01質量%以上であれば、電極用スラリーを用いて形成される合剤層と集電体との密着性(結着性)がより高まる。10質量%以下であれば、活物質や必要に応じて添加される導電助剤等を充分に含有できるため、電池性能が向上する。   Although content of the binder resin of this invention in the slurry for electrodes is not specifically limited, 0.01-10 mass% is preferable in the total solid (all components except a solvent) of the slurry for electrodes, 7 mass% is more preferable. If it is 0.01 mass% or more, the adhesiveness (binding property) of the mixture layer formed using the electrode slurry and the current collector is further enhanced. If it is 10 mass% or less, since an active material, the conductive support agent added as needed, etc. can be contained enough, battery performance will improve.

本発明の電極用スラリーに用いる活物質は特に限定されず、当該電極用スラリーを用いて製造する電極がどのような非水二次電池用であるかに応じて公知のものが使用できる。
例えばリチウムイオン二次電池の場合、正極の活物質(正極活物質)としては、負極の活物質(負極活物質)より高電位であり、充放電時にリチウムイオンを吸脱できる物質が用いられる。
正極活物質の具体例としては、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、マンガンから選ばれる少なくとも1種類以上の金属と、リチウムとを含有するリチウム含有金属複合酸化物などが挙げられる。これら正極活物質は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
負極活物質としては、例えば、黒鉛、非晶質炭素、炭素繊維、コークス、活性炭等の炭素材料;前記炭素材料とシリコン、錫、銀等の金属又はこれらの酸化物との複合物等が挙げられる。これら負極活物質は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
リチウムイオン二次電池においては、正極活物質としてリチウム含有金属複合酸化物を用い、負極活物質として黒鉛を用いることが好ましい。このような組み合わせとすることで、リチウムイオン二次電池の電圧を例えば4V以上に高められる。
The active material used for the electrode slurry of the present invention is not particularly limited, and known materials can be used depending on the type of non-aqueous secondary battery used for the electrode manufactured using the electrode slurry.
For example, in the case of a lithium ion secondary battery, as the positive electrode active material (positive electrode active material), a material having a higher potential than the negative electrode active material (negative electrode active material) and capable of absorbing and desorbing lithium ions during charge and discharge is used.
Specific examples of the positive electrode active material include a lithium-containing metal composite oxide containing at least one metal selected from iron, cobalt, nickel, and manganese and lithium. These positive electrode active materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of the negative electrode active material include carbon materials such as graphite, amorphous carbon, carbon fiber, coke, and activated carbon; and composites of the carbon materials with metals such as silicon, tin, and silver, or oxides thereof. It is done. These negative electrode active materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
In the lithium ion secondary battery, it is preferable to use a lithium-containing metal composite oxide as the positive electrode active material and graphite as the negative electrode active material. By setting it as such a combination, the voltage of a lithium ion secondary battery can be raised, for example to 4V or more.

本発明の電極用スラリー中の活物質の含有量は、特に限定されないが、電極用スラリーの総固形分(溶媒を除く全成分)中、80〜99.9質量%が好ましく、85〜99質量%がより好ましい。80質量%以上であれば、合剤層としての機能が充分に発揮される。99.9質量%以下であれば、合剤層と集電体との密着性が良好である。   The content of the active material in the electrode slurry of the present invention is not particularly limited, but is preferably 80 to 99.9% by mass, and 85 to 99% by mass in the total solid content (all components excluding the solvent) of the electrode slurry. % Is more preferable. If it is 80 mass% or more, the function as a mixture layer will fully be exhibited. If it is 99.9 mass% or less, the adhesiveness of a mixture layer and a collector is favorable.

本発明の電極用スラリーは、導電助剤を含有してもよい。特に、電極用スラリーを用いて正極電極を作製する場合、電極用スラリーは導電助剤を含有することが好ましい。導電助剤を含有することで、活物質同士や活物質と金属微粒子との電気的接触を向上させることができ、非水二次電池の放電レート特性等の電池性能をより高めることができる。
導電助剤としては、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックなどが挙げられる。これらの導電助剤は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The electrode slurry of the present invention may contain a conductive additive. In particular, when a positive electrode is produced using an electrode slurry, the electrode slurry preferably contains a conductive additive. By containing the conductive auxiliary agent, the electrical contact between the active materials and between the active material and the metal fine particles can be improved, and the battery performance such as the discharge rate characteristic of the non-aqueous secondary battery can be further improved.
Examples of the conductive assistant include graphite, carbon black, and acetylene black. These conductive assistants may be used alone or in combination of two or more.

本発明の電極用スラリー中の導電助剤の含有量は、特に限定されないが、電極用スラリーの総固形分(溶媒を除く全成分)中、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜7質量%がより好ましい。0.01質量%以上であれば、電池性能がより高められる。10質量%以下であれば、合剤層と集電体との密着性が良好である。   Although content of the conductive support agent in the slurry for electrodes of the present invention is not particularly limited, 0.01 to 10% by mass is preferable in the total solid content (all components excluding the solvent) of the slurry for electrodes. -7 mass% is more preferable. If it is 0.01 mass% or more, battery performance will be improved more. If it is 10 mass% or less, the adhesiveness of a mixture layer and a collector is favorable.

本発明の電極用スラリーに含まれる溶媒としては、水、水と有機溶媒との混合溶媒などが挙げられる。
有機溶媒としては、本発明のバインダ樹脂や本発明のバインダ樹脂組成物を均一に溶解または分散できる溶媒であれば特に制限されないが、例えばNMP、NMPとエステル系溶媒(酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート等)の混合溶液、NMPとグライム系溶媒(ジグライム、トリグライム、テトラグライム等)の混合溶液などが挙げられる。これら有機溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
ただし、有機溶媒は環境への負荷が高いことから、溶媒としては水を単独で用いることが好ましい。
本発明のバインダ樹脂およびバインダ樹脂組成物は水溶性であるため、水に容易に溶解または分散できる。
Examples of the solvent contained in the electrode slurry of the present invention include water and a mixed solvent of water and an organic solvent.
The organic solvent is not particularly limited as long as it is a solvent that can uniformly dissolve or disperse the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention. For example, NMP, NMP and ester solvents (ethyl acetate, n-butyl acetate) , Butyl cellosolve acetate, butyl carbitol acetate, etc.), NMP and glyme solvents (diglyme, triglyme, tetraglyme, etc.). These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
However, since an organic solvent has a high environmental load, it is preferable to use water alone as the solvent.
Since the binder resin and binder resin composition of the present invention are water-soluble, they can be easily dissolved or dispersed in water.

本発明の電極用スラリー100質量%中の溶媒の含有量は、常温で本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物が溶解または分散した状態を保てる必要最低限の量であればよい。ただし、後述するスラリー調製工程では、通常、溶媒を加えながら電極用スラリーの粘度調節を行なうため、必要以上に希釈し過ぎない任意の量とすることが好ましい。具体的には、10〜70質量%が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。   The content of the solvent in 100% by mass of the electrode slurry of the present invention may be a minimum necessary amount that can maintain the dissolved or dispersed state of the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention at room temperature. However, in the slurry preparation step described later, since the viscosity of the electrode slurry is usually adjusted while adding a solvent, it is preferable to use an arbitrary amount that is not excessively diluted. Specifically, 10 to 70% by mass is preferable, and 20 to 60% by mass is more preferable.

本発明の電極用スラリー組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、増粘剤等の任意成分を含有してもよい。   The slurry composition for electrodes of the present invention may contain optional components such as an antioxidant and a thickener as necessary.

本発明の電極用スラリーは、本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物と、活物質と、溶媒と、必要に応じて導電助剤や任意成分とを混練することにより製造できる。混練は公知の方法により実施できる。
スラリー調製時、本発明のバインダ樹脂は、粉末状のものをそのまま使用してもよく、活物質や導電助剤等の電極材料と混合する前に、予め、溶媒に溶解して樹脂溶液として用いてもよい。
The slurry for electrodes of the present invention can be produced by kneading the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention, an active material, a solvent, and optionally a conductive additive and optional components. Kneading can be performed by a known method.
At the time of slurry preparation, the binder resin of the present invention may be used in the form of a powder as it is, and before being mixed with an electrode material such as an active material or a conductive aid, it is dissolved in a solvent in advance and used as a resin solution. May be.

以上説明した本発明の電極用スラリーは、本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物を含むので、電極材料の分散性が良好であり、電極材料の偏在が少なく均一性に優れた合剤層を形成できる。該合剤層は、集電体との結着性にも優れる。   The electrode slurry of the present invention described above contains the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention, so that the dispersibility of the electrode material is good, the uneven distribution of the electrode material is small, and the uniformity is excellent. An agent layer can be formed. The mixture layer is also excellent in binding properties with the current collector.

「非水二次電池用電極」
本発明の非水二次電池用電極(以下、単に「電極」ともいう。)は、集電体と、該集電体上に設けられた合剤層とを備え、前記合剤層が、上述した本発明の電極用スラリーを集電体に塗工し、乾燥させて得られるものである。すなわち、合剤層は、本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物と、活物質とを含有するものである。
"Nonaqueous secondary battery electrodes"
An electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention (hereinafter also simply referred to as “electrode”) includes a current collector and a mixture layer provided on the current collector, and the mixture layer comprises: The electrode slurry of the present invention described above is applied to a current collector and dried. That is, the mixture layer contains the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention and the active material.

集電体は、導電性を有する物質であればよく、材料としては金属を使用できる。具体的には、アルミニウム、銅、ニッケルなどが使用できる。
集電体の形状としては、目的とする電池の形態に応じて決定でき、例えば薄膜状、網状、繊維状が挙げられる。これらの中でも、薄膜状が好ましい。
集電体の厚みは、5〜30μmが好ましく、8〜25μmがより好ましい。
The current collector may be any material having conductivity, and a metal can be used as the material. Specifically, aluminum, copper, nickel or the like can be used.
The shape of the current collector can be determined according to the shape of the target battery, and examples thereof include a thin film shape, a net shape, and a fiber shape. Among these, a thin film is preferable.
The thickness of the current collector is preferably 5 to 30 μm, more preferably 8 to 25 μm.

本発明の電極は、公知の方法を用いて製造することができ、例えば、本発明の電極用スラリーを調製し(スラリー調製工程)、該電極用スラリーを集電体に塗工し(塗工工程)、次いで乾燥させて溶媒を除去し(乾燥工程)、必要に応じて圧延して(圧延工程)、集電体表面に合剤層を形成することにより製造することができる。
なお、得られた電極を任意の寸法に切断してもよい。
The electrode of the present invention can be produced using a known method. For example, the electrode slurry of the present invention is prepared (slurry preparation step), and the electrode slurry is applied to a current collector (coating). Step) and then drying to remove the solvent (drying step), rolling as necessary (rolling step), and forming a mixture layer on the current collector surface.
In addition, you may cut | disconnect the obtained electrode to arbitrary dimensions.

スラリー調製工程では、本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物と、活物質と、必要に応じて導電助剤などの添加剤とを溶媒に分散させ、電極用スラリーを調製する。
塗工工程では、電極用スラリーを集電体に塗工する。塗工方法としては、集電体に電極用スラリーを任意の厚みで塗工できる方法であれば特に制限されず、例えばドクターブレードやコンマコーター等を用いて行なうことができる。塗工量は、形成しようとする合剤層の厚みに応じて適宜設定できる。
乾燥工程では、溶媒を除去する。乾燥方法としては、溶媒を除去できればよく、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線等の照射による乾燥法など等が挙げられる。
圧延工程では、形成された合剤層を圧延する。圧延方法としては、合剤層を任意の厚みに圧延できればよく、例えば金型プレスやロールプレス等の方法が挙げられる。
In the slurry preparation step, the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention, the active material, and, if necessary, additives such as a conductive additive are dispersed in a solvent to prepare an electrode slurry.
In the coating process, the electrode slurry is applied to the current collector. The coating method is not particularly limited as long as the electrode slurry can be applied to the current collector with an arbitrary thickness. For example, a doctor blade or a comma coater can be used. The coating amount can be appropriately set according to the thickness of the mixture layer to be formed.
In the drying step, the solvent is removed. As the drying method, it is sufficient if the solvent can be removed, and examples thereof include drying with warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, drying method by irradiation with (far) infrared rays or electron beams, and the like.
In the rolling process, the formed mixture layer is rolled. As a rolling method, it is sufficient if the mixture layer can be rolled to an arbitrary thickness, and examples thereof include a die press and a roll press.

合剤層の厚みは、20〜200μmが好ましく、30〜120μmがより好ましい。
なお、正極用の電極(正極電極)は負極用の電極(負極電極)と比べ活物質の容量が小さいため、正極電極の合剤層は、負極電極の合剤層より厚くされることが好ましい。
20-200 micrometers is preferable and, as for the thickness of a mixture layer, 30-120 micrometers is more preferable.
Since the positive electrode (positive electrode) has a smaller active material capacity than the negative electrode (negative electrode), the positive electrode mixture layer is preferably thicker than the negative electrode mixture layer.

以上説明した本発明の電極は、本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物を含む合剤層が集電体上に形成されているので、合剤層の集電体に対する結着性が高い。また、合剤層は電極材料の偏在が少なく均一に分散しており、電池性能にも優れる。   In the electrode of the present invention described above, since the mixture layer containing the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention is formed on the current collector, the binding property of the mixture layer to the current collector Is expensive. Further, the mixture layer is uniformly distributed with little uneven distribution of the electrode material, and is excellent in battery performance.

本発明の電極は、非水二次電池の正極電極、負極電極のいずれにも使用でき、特にリチウムイオン二次電池用の電極として好適である。   The electrode of the present invention can be used for either a positive electrode or a negative electrode of a non-aqueous secondary battery, and is particularly suitable as an electrode for a lithium ion secondary battery.

「非水二次電池」
本発明の非水二次電池は、上述した本発明の電極を備えるものである。
「非水二次電池」は、電解液として水を含まない非水系電解液を用いたものであり、例えばリチウムイオン二次電池等が挙げられる。非水二次電池は、通常、電極(正極電極および負極電極)と、非水系電解液と、セパレータとを備える。非水二次電池としては、正極電極と負極電極とを透過性のセパレータ(例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレン製の多孔性フィルム)を間に介して配置し、これに非水系電解液を含浸させた非水二次電池;集電体の両面に合剤層が形成された負極電極/セパレータ/集電体の両面に合剤層が形成された正極電極/セパレータからなる積層体をロール状(渦巻状)に捲回した捲回体が、非水系電解液と共に電池缶(有底の金属ケーシング)に収容された筒状の非水二次電池などが挙げられる。
"Non-aqueous secondary battery"
The nonaqueous secondary battery of the present invention comprises the above-described electrode of the present invention.
The “non-aqueous secondary battery” uses a non-aqueous electrolyte solution that does not contain water as the electrolyte solution, and examples thereof include a lithium ion secondary battery. A non-aqueous secondary battery usually includes an electrode (a positive electrode and a negative electrode), a non-aqueous electrolyte, and a separator. As a non-aqueous secondary battery, a positive electrode and a negative electrode are arranged with a permeable separator (for example, a porous film made of polyethylene or polypropylene) interposed therebetween, and this is impregnated with a non-aqueous electrolyte solution. Water secondary battery: A laminate of a negative electrode / separator / positive electrode with a mixture layer formed on both sides of a current collector and a positive electrode / separator with a mixture layer formed on both sides of the current collector A cylindrical non-aqueous secondary battery in which a wound body wound in () is housed in a battery can (a metal casing with a bottom) together with a non-aqueous electrolyte solution is exemplified.

非水系電解液は、有機溶媒に電解質を溶解した溶液である。
有機溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;トリメトキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等のオキソラン類;アセトニトリル、ニトロメタン、NMP等の含窒素類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル等のエステル類;ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム類;アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;スルホラン等のスルホン類;3−メチル−2−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類;1,3−プロパンスルトン、4−ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類などが挙げられる。これらの有機溶媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
The non-aqueous electrolytic solution is a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent.
Examples of the organic solvent include carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; lactones such as γ-butyrolactone; trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether , Ethers such as 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; oxolanes such as 1,3-dioxolane and 4-methyl-1,3-dioxolane; acetonitrile, nitromethane, NMP and the like Nitrogens such as methyl formate, methyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, phosphate triester; diglyme, triglyme, tetra Glymes such as lime; ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone; sulfones such as sulfolane; oxazolidinones such as 3-methyl-2-oxazolidinone; 1,3-propane sultone, 4-butane sultone, And sultone such as naphtha sultone. These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

電解質としては、例えばLiClO、LiBF、LiI、LiPF、LiCFSO、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、LiCHSO、LiCSO、Li(CFSON、Li[(COBなどが挙げられる。
非水系電解液としては、カーボネート類にLiPFを溶解した溶液が好ましく、該溶液はリチウムイオン二次電池の電解液として特に好適である。
As the electrolyte, for example LiClO 4, LiBF 4, LiI, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiCF 3 CO 2, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiCl, LiBr, LiB (C 2 H 5) 4, LiCH 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, Li [(CO 2 ) 2 ] 2 B, and the like can be given.
As the non-aqueous electrolyte, a solution in which LiPF 6 is dissolved in carbonates is preferable, and the solution is particularly suitable as an electrolyte for a lithium ion secondary battery.

本発明の非水二次電池は、正極電極および負極電極のいずれか一方または両方に、本発明の電極が用いられる。
正極電極および負極電極のいずれか一方が本発明の電極である場合、他方の電極としては、公知のものが利用できる。
In the nonaqueous secondary battery of the present invention, the electrode of the present invention is used for either or both of the positive electrode and the negative electrode.
When either one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode of the present invention, a known one can be used as the other electrode.

セパレータとしては、公知のものを使用することができる。例えばエチレン単独重合体、プロピレン単独重合体、エチレン/ブテン共重合体、エチレン/ヘキセン共重合体、及びエチレン/メタクリレート共重合体などのようなポリオレフィン系高分子から製造した多孔性高分子フィルムを単独でまたはこれらを積層して使用することができる。この他、通常の多孔性不織布、例えば高融点のガラス繊維、ポリエチレンテレフタレート繊維などからなる不織布を使用できるが、これらに限定されることはない。   A well-known thing can be used as a separator. For example, porous polymer films made from polyolefin polymers such as ethylene homopolymers, propylene homopolymers, ethylene / butene copolymers, ethylene / hexene copolymers, and ethylene / methacrylate copolymers are used alone. These can be used in layers. In addition, a normal porous nonwoven fabric, for example, a nonwoven fabric made of high melting point glass fiber, polyethylene terephthalate fiber, or the like can be used, but is not limited thereto.

本発明の非水二次電池は、公知の方法を用いて製造することがでる。以下にリチウムイオン二次電池の製造方法の一例を説明する。
まず、正極電極と負極電極とをセパレータを介してスパイラル状に捲回して捲回体とする。得られた捲回体を電池缶に挿入し、予め負極電極の集電体に溶接しておいたタブ端子を電池缶底に溶接する。
次いで、電池缶に非水系電解液を注入し、さらに予め正極電極の集電体に溶接しておいたタブ端子を電池の蓋に溶接し、蓋を絶縁性のガスケットを介して電池缶の上部に配置し、蓋と電池缶とが接した部分をかしめて密閉して、リチウムイオン二次電池とする。
非水二次電池の形状は、コイン型、円筒型、角形、扁平型など何れであってもよい。
The non-aqueous secondary battery of this invention can be manufactured using a well-known method. Below, an example of the manufacturing method of a lithium ion secondary battery is demonstrated.
First, the positive electrode and the negative electrode are wound spirally through a separator to obtain a wound body. The obtained wound body is inserted into a battery can, and a tab terminal previously welded to the current collector of the negative electrode is welded to the bottom of the battery can.
Next, a non-aqueous electrolyte is injected into the battery can, and a tab terminal previously welded to the current collector of the positive electrode is welded to the battery lid, and the lid is attached to the upper portion of the battery can via an insulating gasket. The lithium ion secondary battery is obtained by caulking and sealing the part where the lid and the battery can are in contact.
The shape of the non-aqueous secondary battery may be any of a coin shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, and the like.

以上説明した本発明の非水二次電池は、本発明の電極を備えているので、電池性能に優れる。電池性能に優れるのは、電極材料の分散性が良好であり、かつ合剤層が本発明のバインダ樹脂または本発明のバインダ樹脂組成物を含有するため、合剤層の集電体に対する結着性が高く、加えてバインダ樹脂が電解液に溶出しにくいので、高い電池性能を維持できるためである。   Since the non-aqueous secondary battery of the present invention described above includes the electrode of the present invention, the battery performance is excellent. The battery performance is excellent because the electrode material has good dispersibility and the mixture layer contains the binder resin of the present invention or the binder resin composition of the present invention, so that the binder layer is bound to the current collector. This is because high battery performance can be maintained because the binder resin is not easily eluted into the electrolyte solution.

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

「バインダ樹脂の製造」
<製造例1>
脱イオン水70質量部に対し、単量体(a)としてN−ビニルホルムアミド27.0質量部と、単量体(c)としてメトキシポリエチレングリコール#550アクリレート(新中村化学工業会社製、「AM−130G」)3.0質量部と、酢酸ナトリウム1.5質量部とを混合した単量体水溶液を、リン酸によりpH=6.3となるよう調節し、単量体調節液を得た。この単量体調節液を5℃まで冷却した後、温度計を取り付けた断熱反応容器に入れ、15分間窒素曝気を行った。その後、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン](和光純薬工業株式会社製、「VA−057」)1500ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加し、次いで、t−ブチルハイドロパーオキサイド200ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加し、さらに、亜硫酸水素ナトリウム200ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加することにより共重合を行った。内温がピークを超えた後さらに1時間熟成し、ゲルを取り出した。取り出したゲルに、10質量%水酸化リチウム水溶液17.7質量部を添加し、さらに水を加えて撹拌して固形分が4質量%の水溶液とし、水浴中にて内温75℃で5時間加熱し、加水分解反応を行った。加水分解反応後の反応液を冷却し、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液1とした。
得られたバインダ樹脂水溶液1について、以下の方法により共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
"Manufacture of binder resin"
<Production Example 1>
With respect to 70 parts by mass of deionized water, 27.0 parts by mass of N-vinylformamide as monomer (a) and methoxypolyethylene glycol # 550 acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “AM” as monomer (c) -130G ") A monomer aqueous solution in which 3.0 parts by mass and 1.5 parts by mass of sodium acetate were mixed was adjusted to pH = 6.3 with phosphoric acid to obtain a monomer adjustment liquid. . After cooling this monomer control liquid to 5 degreeC, it put into the heat insulation reaction container which attached the thermometer, and nitrogen aeration was performed for 15 minutes. Then, 2,2′-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., “VA-057”) 1500 ppm (based on monomer) at 10% by mass. Add as an aqueous solution, then add 200 ppm (based on monomer) t-butyl hydroperoxide as a 10% by weight aqueous solution, and then add 200 ppm sodium bisulfite (based on monomer) as a 10% by weight aqueous solution. Copolymerization was carried out. After the internal temperature exceeded the peak, it was further aged for 1 hour, and the gel was taken out. 17.7 parts by mass of a 10% by mass lithium hydroxide aqueous solution is added to the taken-out gel, and water is further added and stirred to obtain an aqueous solution having a solid content of 4% by mass. It heated and the hydrolysis reaction was performed. The reaction solution after the hydrolysis reaction was cooled to obtain an aqueous solution containing a copolymer. This was designated as binder resin aqueous solution 1.
About the obtained binder resin aqueous solution 1, the content rate of the structural unit in a copolymer was measured with the following method. The results are shown in Table 1.

(構造単位の含有率の測定)
まず、加水分解前の共重合体中の構造単位(A)と構造単位(C)の含有率を、単量体(a)および単量体(c)の配合量から求めた。
(Measurement of structural unit content)
First, the contents of the structural unit (A) and the structural unit (C) in the copolymer before hydrolysis were determined from the blending amounts of the monomer (a) and the monomer (c).

次に、加水分解前の共重合体中の構造単位(A)の含有率から、加水分解後の共重合体中の構造単位(A)および構造単位(B)の含有率を、以下に示すコロイド滴定法により測定した。
バインダ樹脂水溶液を精秤し、メスフラスコに採取し、これに脱塩水を加えた。このメスフラスコから水溶液をホールピペットで採取したものに脱塩水を加えた後、pH計で確認しながら1N−塩酸溶液によりpHが2.5になるように調整し、これを試験液とした。
得られた試験液にトルイジンブルーを加え、N/400−ポリビニル硫酸カリウム溶液(和光純薬工業株式会社製、「PVSK」)で滴定した。試験液が青色から紫色に変色した点を終点とした。滴定結果から、構造単位(A)および構造単位(B)の含有率の含有率を求めた。
Next, from the content of the structural unit (A) in the copolymer before hydrolysis, the content of the structural unit (A) and structural unit (B) in the copolymer after hydrolysis is shown below. It was measured by colloid titration method.
The aqueous binder resin solution was precisely weighed and collected in a measuring flask, and demineralized water was added thereto. Demineralized water was added to the sample collected from the volumetric flask with a whole pipette, and the pH was adjusted to 2.5 with a 1N hydrochloric acid solution while confirming with a pH meter. This was used as a test solution.
Toluidine blue was added to the obtained test solution, and titrated with an N / 400-polyvinyl potassium sulfate solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., “PVSK”). The point at which the test solution turned from blue to purple was defined as the end point. From the titration results, the content ratios of the structural unit (A) and the structural unit (B) were determined.

<製造例2>
15分間窒素曝気を行った後に、次亜リン酸ナトリウム250ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液2とした。
得られたバインダ樹脂水溶液2について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 2>
After performing nitrogen aeration for 15 minutes, the same operation as in Production Example 1 was performed except that 250 ppm of sodium hypophosphite (based on the monomer) was added as a 10% by mass aqueous solution, and an aqueous solution containing the copolymer was prepared. Obtained. This was designated as binder resin aqueous solution 2.
About the obtained binder resin aqueous solution 2, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

<製造例3>
15分間窒素曝気を行った後に、次亜リン酸ナトリウム500ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液3とした。
得られたバインダ樹脂水溶液3について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 3>
After performing nitrogen aeration for 15 minutes, the same operation as in Production Example 1 was carried out except that 500 ppm of sodium hypophosphite (based on monomer) was added as a 10% by mass aqueous solution, and an aqueous solution containing a copolymer was prepared. Obtained. This was designated as binder resin aqueous solution 3.
About the obtained binder resin aqueous solution 3, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

<製造例4>
15分間窒素曝気を行った後に、次亜リン酸ナトリウム1000ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液4とした。
得られたバインダ樹脂水溶液4について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 4>
After performing nitrogen aeration for 15 minutes, the same operation as in Production Example 1 was performed except that sodium hypophosphite 1000 ppm (based on monomer) was added as a 10% by mass aqueous solution, and an aqueous solution containing a copolymer was prepared. Obtained. This was designated as binder resin aqueous solution 4.
About the obtained binder resin aqueous solution 4, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

<製造例5>
15分間窒素曝気を行った後に、次亜リン酸ナトリウム250ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加したこと、および10質量%水酸化リチウム水溶液の量を35.4質量部に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液5とした。
得られたバインダ樹脂水溶液5について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 5>
After nitrogen aeration for 15 minutes, sodium hypophosphite 250 ppm (based on monomer) was added as a 10% by mass aqueous solution, and the amount of the 10% by mass lithium hydroxide aqueous solution was changed to 35.4 parts by mass. Except for this, the same operation as in Production Example 1 was performed to obtain an aqueous solution containing a copolymer. This was designated as binder resin aqueous solution 5.
About the obtained binder resin aqueous solution 5, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

<製造例6>
15分間窒素曝気を行った後に、次亜リン酸ナトリウム500ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加したこと、および10質量%水酸化リチウム水溶液の量を35.4質量部に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液6とした。
得られたバインダ樹脂水溶液6について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 6>
After nitrogen aeration for 15 minutes, sodium hypophosphite 500 ppm (based on monomer) was added as a 10% by mass aqueous solution, and the amount of the 10% by mass lithium hydroxide aqueous solution was changed to 35.4 parts by mass. Except for this, the same operation as in Production Example 1 was performed to obtain an aqueous solution containing a copolymer. This was designated as binder resin aqueous solution 6.
About the obtained binder resin aqueous solution 6, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

<製造例7>
15分間窒素曝気を行った後に、次亜リン酸ナトリウム1000ppm(対単量体)を10質量%水溶液として添加したこと、および10質量%水酸化リチウム水溶液の量を35.4質量部に変更したこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液7とした。
得られたバインダ樹脂水溶液7について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 7>
After nitrogen aeration for 15 minutes, 1000 ppm of sodium hypophosphite (based on monomer) was added as a 10% by mass aqueous solution, and the amount of the 10% by mass lithium hydroxide aqueous solution was changed to 35.4 parts by mass. Except for this, the same operation as in Production Example 1 was performed to obtain an aqueous solution containing a copolymer. This was designated as binder resin aqueous solution 7.
About the obtained binder resin aqueous solution 7, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

<製造例8>
製造例1と同様にして共重合を行い、内温がピークを超えた後さらに1時間熟成し、ゲルを取り出した。取り出したゲルに水を加えて撹拌し、固形分4質量%の水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液8とした。
得られたバインダ樹脂水溶液8について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 8>
Copolymerization was carried out in the same manner as in Production Example 1, and after the internal temperature exceeded the peak, it was further aged for 1 hour, and the gel was taken out. Water was added to the extracted gel and stirred to obtain an aqueous solution having a solid content of 4% by mass. This was designated as binder resin aqueous solution 8.
About the obtained binder resin aqueous solution 8, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

<製造例9>
N−ビニルホルムアミドの量を30.0質量部に変更したこと、メトキシポリエチレングリコール#550アクリレート(新中村化学工業会社製、「AM−130G」)を使用しなかったこと以外は、製造例1と同様の操作を行い、共重合体を含む水溶液を得た。これをバインダ樹脂水溶液9とした。
得られたバインダ樹脂水溶液9について、製造例1と同様にして、共重合体中の構造単位の含有率を測定した。結果を表1に示す。
<Production Example 9>
Production Example 1 except that the amount of N-vinylformamide was changed to 30.0 parts by mass and methoxypolyethylene glycol # 550 acrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., “AM-130G”) was not used. The same operation was performed to obtain an aqueous solution containing a copolymer. This was designated as binder resin aqueous solution 9.
About the obtained binder resin aqueous solution 9, it carried out similarly to manufacture example 1, and measured the content rate of the structural unit in a copolymer. The results are shown in Table 1.

Figure 0006217460
Figure 0006217460

「実施例1」
<電極用スラリーの調製>
バインダ樹脂水溶液1を2.5gと天然黒鉛系負極活物質(三菱化学株式会社製、「MPGC16」)5gを、自公転ミキサー(Thinky社製、「泡とり練太郎」)を用い、自転1000rpm、公転2000rpmの条件にて混練した。その後、塗工可能な粘度まで水で調整することにより、電極用スラリーを得た。
"Example 1"
<Preparation of slurry for electrode>
2.5 g of binder resin aqueous solution 1 and 5 g of a natural graphite-based negative electrode active material (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., “MPGC16”) were used with a revolving mixer (Thinky Co., Ltd., “Awatori Netaro”), Kneading was performed under the condition of revolution 2000 rpm. Then, the slurry for electrodes was obtained by adjusting to the viscosity which can be applied with water.

<負極電極の作製>
得られた電極用スラリーを集電体(銅箔、厚み20μm)上にドクターブレード法により均一に塗工し、室温にて1時間乾燥した。さらに真空乾燥機にて0.6kPa、60℃で12時間減圧乾燥し、合剤層(負極層)が集電体(銅箔)上に形成された負極電極を得た。
得られた負極電極について、以下の方法により分散性および結着性の評価を行った。結果を表2に示す。
<Preparation of negative electrode>
The obtained slurry for electrodes was uniformly coated on a current collector (copper foil, thickness 20 μm) by a doctor blade method and dried at room temperature for 1 hour. Furthermore, it dried under reduced pressure at 0.6 kPa and 60 degreeC with the vacuum dryer for 12 hours, and the negative electrode with which the mixture layer (negative electrode layer) was formed on the electrical power collector (copper foil) was obtained.
About the obtained negative electrode, the dispersibility and the binding property were evaluated by the following methods. The results are shown in Table 2.

<評価>
(分散性の評価)
得られた負極電極の合剤層側の表面を目視にて観察し、電極材料(活物質)等の凝集物の有無を確認し、以下の評価基準にて分散性を評価した。「○」であることは、電極用スラリー中の電極材料の分散性が良好であることを意味する。
○:凝集物が確認されず、均一な表面である。
×:凝集物が確認され、不均一な表面である。
<Evaluation>
(Evaluation of dispersibility)
The surface of the obtained negative electrode on the side of the mixture layer was visually observed to confirm the presence or absence of aggregates such as electrode material (active material), and the dispersibility was evaluated according to the following evaluation criteria. “O” means that the dispersibility of the electrode material in the electrode slurry is good.
○: Aggregate is not confirmed, and the surface is uniform.
X: Aggregates are confirmed and the surface is uneven.

(結着性の評価)
負極電極を幅30mm角になるように切り出し、試験片とした。試験片について、幅1mmのボラゾン切刃(すくい角20°、にげ角10°、刃角60°)を用い、初期押圧荷重0.5N、バランス荷重0.3→0.2N、水平速度1μm/sec、垂直速度0.2μm/sec、初期接触荷重0.08〜1Nの条件で、ボラゾン切刃が合剤層と銅箔との界面を移動する際の最大応力値を3点記録した。この最大応力値の平均値を合剤層と集電体の剥離強度とした。この値が大きいほど、合剤層が集電体に強固に結着していることを示す。
(Evaluation of binding properties)
The negative electrode was cut out to have a width of 30 mm square and used as a test piece. For the test piece, using a 1 mm wide borazon cutting edge (rake angle 20 °, bald angle 10 °, blade angle 60 °), initial pressing load 0.5 N, balance load 0.3 → 0.2 N, horizontal speed 1 μm 3 points were recorded for the maximum stress value when the borazon cutting edge moved on the interface between the mixture layer and the copper foil under the conditions of / sec, vertical velocity of 0.2 μm / sec, and initial contact load of 0.08 to 1N. The average value of the maximum stress values was defined as the peel strength between the mixture layer and the current collector. The larger this value, the stronger the mixture layer is bound to the current collector.

「実施例2〜7、比較例1〜2」
バインダ樹脂水溶液を表2に示す種類のものに変更した以外は、実施例1と同様にして電極用スラリーを調製し、負極電極を作製し、評価を行った。結果を表2に示す。
"Examples 2-7, Comparative Examples 1-2"
Except having changed the binder resin aqueous solution into the kind shown in Table 2, the slurry for electrodes was prepared like Example 1, and the negative electrode was produced and evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 0006217460
Figure 0006217460

表2の結果に示す通り、構造単位(A)、構造単位(B)、および構造単位(C)を有する共重合体からなるバインダ樹脂の水溶液を用いた各実施例の負極電極は、凝集物が確認されず、剥離強度も高かった。すなわち、本発明のバインダ樹脂によれば、電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られ、かつ結着性に優れることが示された。
なお、バインダ樹脂水溶液5〜7に含まれる各共重合体は、バインダ樹脂水溶液1〜4に含まれる各共重合体に比べて、構造単位(C)の含有率が若干多い。これは、以下のように考えらえる。通常、加水分解により構造単位(A)の一部が構造単位(B)となることで置換基の脱離が起こり、共重合体全体の分子量が低下する。バインダ樹脂水溶液5〜7はバインダ樹脂水溶液1〜4よりも加水分解がより進行したため、分子量がより低下し、その結果、相対的に構造単位(C)の含有率が増えたものと考えられる。
As shown in the results of Table 2, the negative electrode of each example using an aqueous solution of a binder resin composed of a copolymer having the structural unit (A), the structural unit (B), and the structural unit (C) is an aggregate. Was not confirmed, and the peel strength was also high. That is, according to the binder resin of the present invention, it was shown that an electrode slurry with good dispersibility of the electrode material was obtained and the binding property was excellent.
In addition, each copolymer contained in binder resin aqueous solution 5-7 has a slightly higher content rate of a structural unit (C) compared with each copolymer contained in binder resin aqueous solution 1-4. This can be considered as follows. Usually, a part of the structural unit (A) becomes the structural unit (B) by hydrolysis, whereby a substituent is eliminated, and the molecular weight of the entire copolymer is lowered. Since the binder resin aqueous solutions 5 to 7 were more hydrolyzed than the binder resin aqueous solutions 1 to 4, the molecular weight was further decreased, and as a result, the content of the structural unit (C) was relatively increased.

一方、構造単位(B)を含まない共重合体からなるバインダ樹脂の水溶液を用いた比較例1の負極電極は、凝集物が確認され、結着性にも劣っていた。
構造単位(C)を含まない共重合体からなるバインダ樹脂を用いた比較例2の負極電極は、結着性には優れているものの、凝集物が確認された。
On the other hand, in the negative electrode of Comparative Example 1 using an aqueous solution of a binder resin made of a copolymer not containing the structural unit (B), aggregates were confirmed and the binding property was inferior.
Although the negative electrode of Comparative Example 2 using a binder resin made of a copolymer not containing the structural unit (C) was excellent in binding properties, aggregates were confirmed.

本発明の非水二次電池電極用バインダ樹脂によれば、少なくとも活物質および溶媒と混合したときに、活物質等の電極材料の分散性が良好な電極用スラリーが得られる。
本発明の非水二次電池電極用スラリー組成物は、本発明の非水二次電池電極用バインダ樹脂または該非水二次電池電極用バインダ樹脂を含有する非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物を用いて得られるものであり、良好な電極材料の分散性を有する。また、本発明の非水二次電池電極用スラリー組成物を用いることで、集電体上に、均一性等が良好で、結着性に優れる合剤層が形成された非水二次電池用電極が得られる。
本発明の非水二次電池用電極は、合剤層の均一性等が良好で、かつ結着性に優れる。そのため該電極を備えた非水二次電池によれば、良好な電池性能が得られる。
According to the binder resin for a nonaqueous secondary battery electrode of the present invention, an electrode slurry having good dispersibility of an electrode material such as an active material can be obtained at least when mixed with an active material and a solvent.
The slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is a binder resin composition for a non-aqueous secondary battery electrode containing the binder resin for a non-aqueous secondary battery electrode or the binder resin for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention. It is obtained by using a material and has good dispersibility of the electrode material. In addition, by using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention, a non-aqueous secondary battery in which a mixture layer having excellent uniformity and excellent binding properties is formed on a current collector. A working electrode is obtained.
The electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention has good uniformity of the mixture layer and the like and excellent binding properties. Therefore, according to the nonaqueous secondary battery provided with the electrode, good battery performance can be obtained.

Claims (5)

下記一般式(1)で表される構造単位(A)と、下記一般式(2)で表される構造単位(B)と、下記一般式(3)で表される構造単位(C)とを少なくとも有する共重合体を含有する非水二次電池電極用バインダ樹脂であって、
前記共重合体を構成する全ての単位の合計を100質量%としたときに、前記構造単位(A)の含有率が20〜84質量%であり、前記構造単位(B)の含有率が〜50質量%であり、前記構造単位(C)の含有率が10〜50質量%である、非水二次電池電極用バインダ樹脂。
Figure 0006217460
式(1)中、R、Rは独立して、水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基である。
Figure 0006217460
式(2)中、Rは水素原子または炭素数1〜5の炭化水素基である。
Figure 0006217460
式(3)中、Rは−(RO)−で表される構造を含む一価の置換基であり、Rは水素原子またはメチル基であり、Rは二価の置換基である。
A structural unit (A) represented by the following general formula (1), a structural unit (B) represented by the following general formula (2), a structural unit (C) represented by the following general formula (3), and A binder resin for a non-aqueous secondary battery electrode containing a copolymer having at least
When the total of all the units constituting the copolymer is 100% by mass, the content of the structural unit (A) is 20 to 84 % by mass, and the content of the structural unit (B) is 6 %. Binder resin for non-aqueous secondary battery electrodes, which is ˜50 mass% and the content of the structural unit (C) is 10 to 50 mass%.
Figure 0006217460
Wherein (1), R 1, R 2 are independently hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
Figure 0006217460
In formula (2), R 3 is a hydrogen atom or a hydrocarbon group having 1 to 5 carbon atoms.
Figure 0006217460
In formula (3), R 4 is a monovalent substituent containing a structure represented by — (R 6 O) —, R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 is a divalent substituent. It is.
請求項1に記載の非水二次電池電極用バインダ樹脂を含有する、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物。   The binder resin composition for non-aqueous secondary battery electrodes containing the binder resin for non-aqueous secondary battery electrodes of Claim 1. 請求項1に記載の非水二次電池電極用バインダ樹脂、または請求項2に記載の非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物と、活物質と、溶媒とを含有する、非水二次電池電極用スラリー組成物。   A non-aqueous secondary containing the binder resin for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 1 or the binder resin composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 2, an active material, and a solvent. A slurry composition for battery electrodes. 集電体と、該集電体上に設けられた合剤層とを備え、
前記合剤層が、請求項3に記載の非水二次電池電極用スラリー組成物を集電体に塗工し、乾燥させて得られるものである、非水二次電池用電極。
A current collector, and a mixture layer provided on the current collector,
An electrode for a non-aqueous secondary battery, wherein the mixture layer is obtained by applying the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 3 to a current collector and drying it.
請求項4に記載の非水二次電池用電極を備える、非水二次電池。   A nonaqueous secondary battery comprising the electrode for a nonaqueous secondary battery according to claim 4.
JP2014041987A 2014-03-04 2014-03-04 Non-aqueous secondary battery electrode binder resin, non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition, non-aqueous secondary battery electrode slurry composition, non-aqueous secondary battery electrode, and non-aqueous secondary battery Expired - Fee Related JP6217460B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014041987A JP6217460B2 (en) 2014-03-04 2014-03-04 Non-aqueous secondary battery electrode binder resin, non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition, non-aqueous secondary battery electrode slurry composition, non-aqueous secondary battery electrode, and non-aqueous secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014041987A JP6217460B2 (en) 2014-03-04 2014-03-04 Non-aqueous secondary battery electrode binder resin, non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition, non-aqueous secondary battery electrode slurry composition, non-aqueous secondary battery electrode, and non-aqueous secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015170392A JP2015170392A (en) 2015-09-28
JP6217460B2 true JP6217460B2 (en) 2017-10-25

Family

ID=54202987

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014041987A Expired - Fee Related JP6217460B2 (en) 2014-03-04 2014-03-04 Non-aqueous secondary battery electrode binder resin, non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition, non-aqueous secondary battery electrode slurry composition, non-aqueous secondary battery electrode, and non-aqueous secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6217460B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3825337A4 (en) * 2018-07-19 2022-06-08 Showa Denko K.K. Copolymer for binder for non-aqueous battery electrode, and slurry for producing non-aqueous battery electrode
CN114080704B (en) * 2019-09-05 2023-01-13 昭和电工株式会社 Copolymer for electrode binder and lithium ion secondary battery

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08273671A (en) * 1995-04-04 1996-10-18 Dainippon Printing Co Ltd Electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4399904B2 (en) * 1999-07-15 2010-01-20 日本ゼオン株式会社 Binder composition for lithium ion secondary battery electrode and use thereof
JP2002117860A (en) * 2000-10-11 2002-04-19 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrode and lithium secondary battery
JP4889067B2 (en) * 2001-02-22 2012-02-29 昭和電工株式会社 Non-aqueous battery and electrode paste and electrode used in the battery
JP5000109B2 (en) * 2005-07-13 2012-08-15 日本曹達株式会社 Binder for electrode preparation, electrode and polymer battery
JP2008270142A (en) * 2007-03-22 2008-11-06 Hitachi Chem Co Ltd Binder resin composition for nonaqueous electrolyte system energy device electrode, nonaqueous electrolyte system energy device electrode using this resin composition, and nonaqueous electrolyte system energy device
US8945767B2 (en) * 2009-08-27 2015-02-03 Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co., Ltd Aqueous coating liquid for an electrode plate, electrode plate for an electrical storage device, method for manufacturing an electrode plate for an electrical storage device, and electrical storage device
JP6028286B2 (en) * 2011-10-24 2016-11-16 東洋インキScホールディングス株式会社 Emulsion binder for forming secondary battery electrode, mixed ink for forming secondary battery electrode, secondary battery electrode, and secondary battery
JP2013164972A (en) * 2012-02-10 2013-08-22 Mitsubishi Rayon Co Ltd Polymer for secondary battery electrode binder and manufacturing method thereof, electrode for secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP5966693B2 (en) * 2012-07-05 2016-08-10 三菱レイヨン株式会社 Binder resin composition for non-aqueous electrolyte battery electrode, and slurry composition, electrode and battery containing the binder resin composition

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015170392A (en) 2015-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6465323B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode binder and use thereof
JP6015649B2 (en) Binder resin composition for secondary battery electrode, slurry for secondary battery electrode, electrode for secondary battery, lithium ion secondary battery
JP6665857B2 (en) Composition for non-aqueous electrolyte secondary battery electrode mixture layer, method for producing the same, and use thereof
EP3370288A1 (en) Binder for nonaqueous electrolyte secondary cell electrode, method for producing binder, and use thereof
JPWO2017150200A1 (en) Non-aqueous battery electrode binder copolymer, non-aqueous battery electrode slurry, non-aqueous battery electrode, and non-aqueous battery
JP6388145B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture layer composition, method for producing the same, and use thereof
US11177478B2 (en) Crosslinked polymer binder from crosslinkable monomer for nonaqueous electrolyte secondary battery and use thereof
WO2017122540A1 (en) Aqueous binder composition for secondary cell electrode, slurry for secondary cell electrode, binder, secondary cell electrode, and secondary cell
JP7272272B2 (en) Method for producing slurry for non-aqueous battery electrode
JP6543007B2 (en) Thickening stabilizer for non-aqueous electrolyte battery electrode, and binder composition containing the same, slurry composition for non-aqueous electrolyte battery electrode, non-aqueous electrolyte battery electrode, and non-aqueous electrolyte battery
WO2016199653A1 (en) Composition for binder for non-aqueous cell electrode, binder for non-aqueous cell electrode, composition for non-aqueous cell electrode, non-aqueous cell electrode, and non-aqueous cell
JP6217460B2 (en) Non-aqueous secondary battery electrode binder resin, non-aqueous secondary battery electrode binder resin composition, non-aqueous secondary battery electrode slurry composition, non-aqueous secondary battery electrode, and non-aqueous secondary battery
JP2015225734A (en) Binder resin for secondary battery electrodes, slurry composition for secondary battery electrodes, secondary battery electrode, and nonaqueous secondary battery
JP2018006333A (en) Binder solution for lithium ion battery positive electrode, powdery binder for lithium ion battery positive electrode, slurry for lithium ion battery positive electrode, positive electrode for lithium ion battery, and lithium ion battery
JP2013122913A (en) Binder for electrode for secondary battery, slurry composition for electrode for secondary battery containing the same, electrode for secondary battery, and secondary battery
JP2016122553A (en) Secondary battery electrode binder, manufacturing method thereof, slurry for secondary battery electrode, secondary battery electrode, and nonaqueous secondary battery
JP2016042437A (en) Binder resin for nonaqueous secondary battery electrode, binder resin composition for nonaqueous secondary battery electrode, slurry composition for nonaqueous secondary battery electrode, nonaqueous secondary battery electrode, and nonaqueous secondary battery
JP2016154068A (en) Binder resin for nonaqueous secondary battery electrode, binder resin composition for nonaqueous secondary battery electrode, slurry composition for nonaqueous secondary battery electrode, nonaqueous secondary battery electrode, and nonaqueous secondary battery
WO2015119084A1 (en) Composition for formation of lithium ion secondary battery electrode, electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery, and method for producing composition for formation of lithium ion secondary battery electrode
JP2016081740A (en) Method for storing binder resin aqueous solution for nonaqueous secondary battery electrode
JP2023164051A (en) Binder for nonaqueous secondary battery electrode and nonaqueous secondary battery electrode
JP2015076225A (en) Binder resin composition for secondary battery electrodes, slurry for secondary battery electrodes, electrode for secondary batteries, and lithium ion secondary battery
JP2023176321A (en) Method for manufacturing nonaqueous secondary battery electrode slurry and method for manufacturing nonaqueous secondary battery electrode
JP2016119279A (en) Secondary battery electrode binder, secondary battery electrode slurry, secondary battery electrode and nonaqueous secondary battery
JP2016062663A (en) Binder resin for secondary battery electrode, binder resin composition for secondary battery electrode, electrode slurry, electrode for secondary battery, and lithium ion secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161007

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170626

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170704

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170814

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170829

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170911

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6217460

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees