JP6475317B2 - SOLID ELECTROLYTE COMPOSITION, BATTERY ELECTRODE SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME - Google Patents

SOLID ELECTROLYTE COMPOSITION, BATTERY ELECTRODE SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME Download PDF

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Description

本開示は、固体電解質組成物、電池用電極シート及びその製造方法、並びに、全固体二次電池及びその製造方法に関する。   The present disclosure relates to a solid electrolyte composition, a battery electrode sheet and a manufacturing method thereof, and an all-solid secondary battery and a manufacturing method thereof.

リチウムイオン電池には、電解液が用いられている。その電解液を固体電解質に置き換え、構成材料を全て固体にして全固体二次電池とする試みが進められている。中でも、無機の固体電解質を利用する技術の利点として、安全性が挙げられる。リチウムイオン二次電池に用いられる電解液には、その媒体として、カーボネート系溶媒など、可燃性の材料が適用されている。従来から様々な安全対策が採られてきているものの、過充電時などに不具合を来たすおそれがないとは言えず、さらなる安全性への配慮が望まれる。電解質を不燃性のものとし得る無機化合物からなる全固体二次電池は、安全性を高める方策の1つとして位置づけられる。   An electrolyte solution is used for the lithium ion battery. Attempts are being made to replace the electrolytic solution with a solid electrolyte and to make all the constituent materials solid to form an all-solid secondary battery. Among these, safety is an advantage of the technology using an inorganic solid electrolyte. A flammable material such as a carbonate-based solvent is used as a medium for the electrolytic solution used in the lithium ion secondary battery. Although various safety measures have been taken in the past, it cannot be said that there is no risk of problems during overcharging, and further consideration for safety is desired. An all-solid-state secondary battery made of an inorganic compound capable of making the electrolyte nonflammable is positioned as one of the measures for improving safety.

全固体二次電池のさらなる利点としては、電極のスタックによる高エネルギー密度化に適していることが挙げられる。具体的には、電極と電解質を直接並べて直列化した構造を持つ電池にすることができる。この際、電池セルを封止する金属パッケージ、電池セルをつなぐ銅線やバスバーを省略することができるので、電池のエネルギー密度が大幅に高められる。また、高電位化が可能な正極材料との相性の良さなども利点として挙げられる。   A further advantage of the all-solid-state secondary battery is that it is suitable for increasing the energy density by stacking electrodes. Specifically, a battery having a structure in which an electrode and an electrolyte are directly arranged in series can be obtained. At this time, since the metal package for sealing the battery cell, the copper wire and the bus bar for connecting the battery cell can be omitted, the energy density of the battery is greatly increased. In addition, good compatibility with the positive electrode material capable of increasing the potential is also mentioned as an advantage.

上記のような各利点から、次世代のリチウムイオン二次電池として、その開発は精力的に進められている(例えば、NEDO技術開発機構,燃料電池・水素技術開発部,蓄電技術開発室「NEDO次世代自動車用蓄電池技術開発 ロードマップ2008」(平成21年6月)参照)。
一方で、無機系の全固体二次電池においては、その電解質が硬質の固体であるために不利な点もある。例えば、固体粒子間、固体粒子と集電体間等の界面抵抗が大きくなることが挙げられる。これを改善するために、アクリル系のバインダー、フッ素含有バインダー、ブタジエン等のゴムバインダー等を用いることがある(例えば、特開2012−212652号公報参照)。
Due to the above-mentioned advantages, the development of a next-generation lithium ion secondary battery has been vigorously advanced (for example, NEDO Technology Development Organization, Fuel Cell / Hydrogen Technology Development Department, Energy Storage Technology Development Office “NEDO”). Next-generation automotive storage battery technology development roadmap 2008 "(June 2009)).
On the other hand, an inorganic all-solid secondary battery has a disadvantage because the electrolyte is a hard solid. For example, the interfacial resistance between the solid particles and between the solid particles and the current collector is increased. In order to improve this, an acrylic binder, a fluorine-containing binder, a rubber binder such as butadiene, or the like may be used (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-212552).

また、固体電解質の粒子を用いて電解質層等を形成する場合に、電解質層等の形成性、電極層のイオン伝導度及び強度、電池出力、正極における結着力の観点から、バインダーとしてフッ化ビニリデン(VDF)−ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体等のフッ素樹脂などを用いる技術が提案されている(例えば、特開2012−204114号公報、特開2013−114966号公報、特開2014−7138号公報参照)。   In addition, when forming an electrolyte layer or the like using solid electrolyte particles, vinylidene fluoride is used as a binder from the viewpoints of formability of the electrolyte layer, etc., ion conductivity and strength of the electrode layer, battery output, and binding force at the positive electrode. Techniques using a fluororesin such as (VDF) -hexafluoropropylene (HFP) copolymer have been proposed (for example, JP 2012-204114 A, JP 2013-114966 A, JP 2014-7138 A). No. publication).

上記のほか、電池のサイクル特性を高める他のバインダーの例として、ソフトセグメントがポリアルキレンエーテルジオールと有機ジイソシアネートとが付加した構造を有し、ハードセグメントが有機ジイソシアネートと有機ジアミンとが付加した構造を有するポリウレタンウレア樹脂を含む電極用バインダーに関する開示がある(例えば、特開2013−097906号公報参照)。
さらに、ポリイソシアネート、2個以上の活性水素基を有する化合物、1個以上の活性水素基と親水性基を有する化合物、及びアルコキシシラン誘導体(鎖伸長剤)からなるポリウレタン水分散体を含有する電極用結着剤が開示されており(例えば、特開2014−191942号公報参照)、柔軟性及び集電体に対する結着性に優れるとされている。
In addition to the above, as an example of another binder for improving the cycle characteristics of the battery, the soft segment has a structure in which a polyalkylene ether diol and an organic diisocyanate are added, and the hard segment has a structure in which an organic diisocyanate and an organic diamine are added. There is a disclosure relating to a binder for an electrode including a polyurethane urea resin (see, for example, JP 2013-097906 A).
Furthermore, an electrode containing a polyurethane water dispersion comprising a polyisocyanate, a compound having two or more active hydrogen groups, a compound having one or more active hydrogen groups and a hydrophilic group, and an alkoxysilane derivative (chain extender) (For example, refer to Unexamined-Japanese-Patent No. 2014-191942) and it is supposed that it is excellent in a softness | flexibility and the binding property with respect to a collector.

各層における粒子間の結着性を向上させる技術として、ポリオキシエチレン鎖を有する界面活性剤を含有する粒子状のポリマーからなる結着剤を用いることが開示されている(例えば、特開2013−8611号公報参照)。また、固体電解質の変質を防ぐために溶媒を用いず、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、及びポリプロピレンから選ばれる粉末状のバインダーを正極活物質に混合することで、イオン伝導性等に優れた正極を製造する技術が開示されている(例えば、特開2012−99315号公報参照)。粒子状若しくは粉末状のポリマーの例としては、表面がポリウレアコロイド粒子によって被覆されたポリウレタン微粒子も知られている(例えば、特開平7−97425号公報参照)。   As a technique for improving the binding property between particles in each layer, it is disclosed to use a binder made of a particulate polymer containing a surfactant having a polyoxyethylene chain (for example, JP-A-2013-2003). 8611). In addition, a positive electrode with excellent ion conductivity and the like is manufactured by mixing a powdered binder selected from polytetrafluoroethylene, polyethylene, and polypropylene into the positive electrode active material without using a solvent to prevent the deterioration of the solid electrolyte. The technique to do is disclosed (for example, refer to JP2012-99315A). As examples of the particulate or powdery polymer, polyurethane fine particles whose surface is coated with polyurea colloidal particles are also known (see, for example, JP-A-7-97425).

上記のように、従来から、固体電解質を利用した全固体電池の性能を改善するために種々の検討がなされている。しかしながら、固体電解質を含む電池構造であるが故に、電極と電解質層等の隣接層との間の結着性、又は各層中の粒子間の密着性としては、依然として不足傾向にある。一方、固体電解質とバインダーを含有する組成では、結着性又は密着性を良化し得ても、電解質がポリマーで被覆されてイオン伝導性を損なう場合がある。例えば、上記した従来技術のうち、特開2012−204114号公報、特開2013−114966号公報、特開2014−7138号公報、及び特開2013−097906号公報では、ポリウレタンウレア等の樹脂が粒子状若しくは粉末状のポリマーではないため、固体電解質の表面はポリマーで被覆されやすく、電極活物質と固体電解質との間のイオン伝導性は著しく損なわれる。また、特開2014−191942号公報に記載の発明は、ポリウレタンを水分散させた電解液を備えた二次電池の電極に用いるものであり、電解質が被覆されるおそれは少ないが、水分を嫌う全固体二次電池への適用は困難である。一方、特開2013−8611号公報及び特開2012−99315号公報では、粒子状若しくは粉末状のポリマーを用いる技術が提案されているが、分散溶媒を用いずに粉体のまま電極活物質と混合されるため、混合が不均一になりやすく所望とする結着性又は密着性を確保できない課題がある。
そのため、固体粒子間又は層間での界面抵抗が下がらず、電池特性を引き上げるのに必要なイオン伝導度を確保できていないのが現状である。また、固体電解質を含む電極又は電解質層自体の強度不足、及び長期に亘る使用により次第に発生する界面剥がれも、イオン伝導度を安定的に保持できない理由の1つとなっている。界面抵抗が高いことに起因するイオン伝導度の低下は、電池電圧等の電池特性に直接的に影響する。
上記のような従来技術では、さらに高まる電池の高性能化の要求に応えることは困難であり、長期でのサイクル特性を含めた電池の性能改良が求められている。
As described above, conventionally, various studies have been made to improve the performance of an all-solid battery using a solid electrolyte. However, since the battery structure includes a solid electrolyte, the binding property between an electrode and an adjacent layer such as an electrolyte layer or the adhesion between particles in each layer still tends to be insufficient. On the other hand, in a composition containing a solid electrolyte and a binder, even if the binding property or adhesion can be improved, the electrolyte may be coated with a polymer to impair ion conductivity. For example, among the above-described conventional techniques, in JP 2012-204114 A, JP 2013-114966 A, JP 2014-7138 A, and JP 2013-097906 A, resins such as polyurethane urea are particles. Since it is not a polymer in the form of powder or powder, the surface of the solid electrolyte is easily coated with the polymer, and the ionic conductivity between the electrode active material and the solid electrolyte is significantly impaired. Further, the invention described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2014-191942 is used for an electrode of a secondary battery provided with an electrolytic solution in which polyurethane is dispersed in water, and is less likely to be covered with an electrolyte, but dislikes moisture. Application to all-solid-state secondary batteries is difficult. On the other hand, in JP2013-8611A and JP2012-99315A, a technique using a particulate or powdered polymer is proposed, but the electrode active material and the powder can be used without using a dispersion solvent. Since they are mixed, there is a problem that the desired binding property or adhesion cannot be ensured because the mixing tends to be uneven.
For this reason, the interfacial resistance between solid particles or between layers does not decrease, and the ionic conductivity necessary to enhance battery characteristics cannot be ensured at present. Further, insufficient strength of the electrode containing the solid electrolyte or the electrolyte layer itself, and interface peeling that gradually occurs due to long-term use are also one of the reasons that the ionic conductivity cannot be stably maintained. The decrease in ionic conductivity due to the high interface resistance directly affects battery characteristics such as battery voltage.
In the conventional technology as described above, it is difficult to meet the demand for higher battery performance, and there is a demand for improvement in battery performance including long-term cycle characteristics.

本開示は、上記に鑑みなされたものであり、外力の付与に依らず、固体粒子間の密着性、又は固体粒子を含む層間もしくは電池製造の際における固体粒子を含む層及び集電体間等における結着性に優れ、かつ、界面抵抗が低く抑えられた固体電解質組成物、外力の付与に依らずに良好な結着性を発現する電池用電極シート及びその製造方法、並びに、高電圧が得られ、サイクル寿命の長い全固体二次電池及びその製造方法を提供することを目的とし、これらの目的を達成することを課題とする。   The present disclosure has been made in view of the above, and does not depend on the application of external force, adhesion between solid particles, or between layers containing solid particles or between a layer containing solid particles and a current collector during battery production, etc. A solid electrolyte composition having excellent binding properties and low interface resistance, a battery electrode sheet that exhibits good binding properties regardless of the application of external force, a method for producing the same, and a high voltage It is an object of the present invention to provide an all-solid secondary battery having a long cycle life and a method for producing the same, and to achieve these objects.

課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
<1> ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子と、第1の粒子よりも粒子径が小さく、かつ、ポリウレア構造を有する、第1の粒子の表面を覆う複数の第2の粒子と、を有する有機粒子(A)、及び、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)を含有する固体電解質組成物である。
<2> 第2の粒子は、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有する<1>に記載の固体電解質組成物である。
<3> 第1の粒子が、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する<1>又は<2>に記載の固体電解質組成物である。
<4> 有機粒子(A)の体積平均粒子径が、0.1μm〜100μmである<1>〜<3>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
Specific means for solving the problems include the following aspects.
<1> First particles having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure, and a plurality of first particles having a particle diameter smaller than that of the first particles and covering the surface of the first particles having a polyurea structure. A solid electrolyte composition containing organic particles (A) having two particles, and an inorganic solid electrolyte (B) having conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. .
<2> The second particle is the solid electrolyte composition according to <1>, which has a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms.
<3> The solid electrolyte composition according to <1> or <2>, in which the first particles have a hard segment and a soft segment.
<4> The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <3>, wherein the organic particles (A) have a volume average particle diameter of 0.1 μm to 100 μm.

<5> 第1の粒子のガラス転移温度は、第2の粒子のガラス転移温度よりも高い<1>〜<4>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
<6> 第1の粒子のガラス転移温度が50℃未満であり、第2の粒子のガラス転移温度が0℃未満である<1>〜<5>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
<7> 無機固体電解質(B)が、硫化物系の無機固体電解質である<1>〜<6>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
<8> 無機固体電解質(B)が、酸化物系の無機固体電解質である<1>〜<6>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
<9> 有機粒子(A)の含有量が、無機固体電解質(B)100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下である<1>〜<8>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
<10> 更に、無機固体電解質(B)に対する比率が10質量%以上1000質量%以下の分散媒(C)を含有し、分散媒(C)の少なくとも一種が、炭化水素系溶媒である<1>〜<9>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
<11> 有機粒子(A)の体積平均粒子径が、0.5μm〜25μmである<1>〜<10>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物である。
<5> The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <4>, wherein the glass transition temperature of the first particles is higher than the glass transition temperature of the second particles.
<6> The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <5>, wherein the glass transition temperature of the first particles is less than 50 ° C., and the glass transition temperature of the second particles is less than 0 ° C. It is a thing.
<7> The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <6>, wherein the inorganic solid electrolyte (B) is a sulfide-based inorganic solid electrolyte.
<8> The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <6>, wherein the inorganic solid electrolyte (B) is an oxide-based inorganic solid electrolyte.
<9> The content of the organic particles (A) is 0.01 part by mass or more and 20 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the inorganic solid electrolyte (B), and any one of <1> to <8> The solid electrolyte composition described in 1.
<10> Further, the dispersion medium (C) has a ratio of 10% by mass to 1000% by mass with respect to the inorganic solid electrolyte (B), and at least one of the dispersion media (C) is a hydrocarbon solvent. It is a solid electrolyte composition as described in any one of>-<9>.
<11> The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <10>, wherein the organic particles (A) have a volume average particle diameter of 0.5 μm to 25 μm.

<12> 少なくとも、イソシアネート化合物と、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物と、アミン化合物と、を反応させて、炭化水素系溶媒と溶媒和した構造部分と溶媒和しない構造部分とを含む第2の粒子を調製する工程と、第2の粒子と、イソシアネート化合物と、ジオール化合物及びジアミン化合物の少なくとも一方と、を炭化水素系溶媒中で分散させて乳濁液を調製し、乳濁液を重縮合反応させることで、第1の粒子の表面が複数の第2の粒子で覆われた有機粒子(A)を調製する工程と、有機粒子(A)と、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)と、を混合する工程と、を有する固体電解質組成物の製造方法である。   <12> At least an isocyanate compound, a diol compound having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms, and an amine compound are reacted, and a structural part solvated with a hydrocarbon-based solvent and a structural part that is not solvated Preparing an emulsion by dispersing the second particles, the second particles, the isocyanate compound, and at least one of a diol compound and a diamine compound in a hydrocarbon solvent, A step of preparing organic particles (A) in which the surface of the first particles is covered with a plurality of second particles by subjecting the suspension to a polycondensation reaction, organic particles (A), and periodic table first And a step of mixing an inorganic solid electrolyte (B) having conductivity of ions of metals belonging to Group 2 or Group 2. A method for producing a solid electrolyte composition.

<13> 集電体と、<1>〜<11>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物を用いて集電体の上に配置された固体電解質含有層と、を有する電池用電極シートである。
<14> 正極活物質層と、負極活物質層と、正極活物質層及び負極活物質層の間に配置された無機固体電解質層と、を有し、正極活物質層、負極活物質層、及び無機固体電解質層の少なくとも1つの層は、固体電解質含有層である<13>に記載の電池用電極シートである。
<15> <1>〜<11>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物を集電体の上に付与し、固体電解質含有層を形成する工程を有する電池用電極シートの製造方法である。
<16> 集電体と、正極活物質層と、負極活物質層と、正極活物質層及び負極活物質層の間に配置された無機固体電解質層と、を有し、正極活物質層、負極活物質層、及び無機固体電解質層の少なくとも1つの層が、ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子と、第1の粒子よりも粒子径が小さく、かつ、ポリウレア構造を有する、第1の粒子の表面を覆う複数の第2の粒子と、を有する有機粒子(A)、及び、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)を含有する全固体二次電池である。
<17> <13>又は<14>に記載の電池用電極シートを備えた全固体二次電池である。
<18> <13>又は<14>に記載の電池用電極シートを用いて全固体二次電池を製造する全固体二次電池の製造方法である。
<19> <1>〜<11>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物を集電体の上に付与し、固体電解質含有層を形成することにより電池用電極シートを製造する工程を有する全固体二次電池の製造方法である。
<13> A battery electrode having a current collector and a solid electrolyte-containing layer disposed on the current collector using the solid electrolyte composition according to any one of <1> to <11> It is a sheet.
<14> a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and an inorganic solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, And at least 1 layer of an inorganic solid electrolyte layer is a battery electrode sheet as described in <13> which is a solid electrolyte content layer.
<15> By the manufacturing method of the electrode sheet for batteries which has the process of providing the solid electrolyte composition as described in any one of <1>-<11> on a collector, and forming a solid electrolyte content layer. is there.
<16> a current collector, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, an inorganic solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, a positive electrode active material layer, At least one of the negative electrode active material layer and the inorganic solid electrolyte layer includes a first particle having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure, a particle diameter smaller than the first particle, and a polyurea structure. A plurality of second particles covering the surface of the first particles, and an organic particle (A), and an inorganic having conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table It is an all-solid-state secondary battery containing a solid electrolyte (B).
<17> An all-solid secondary battery comprising the battery electrode sheet according to <13> or <14>.
<18> A method for producing an all-solid secondary battery, comprising producing an all-solid secondary battery using the battery electrode sheet according to <13> or <14>.
<19> A step of producing a battery electrode sheet by applying the solid electrolyte composition according to any one of <1> to <11> on a current collector and forming a solid electrolyte-containing layer. It is a manufacturing method of the all-solid-state secondary battery which has.

本開示によれば、外力の付与に依らず、固体粒子間の密着性、又は固体粒子を含む層間もしくは電池製造の際における固体粒子を含む層及び集電体間等における結着性に優れ、かつ、界面抵抗が低く抑えられた固体電解質組成物が提供される。
また、本開示によれば、外力の付与に依らずに良好な結着性を発現する電池用電極シート及びその製造方法が提供される。
更に、本開示によれば、高電圧が得られ、サイクル寿命の長い全固体二次電池及びその製造方法が提供される。
According to the present disclosure, regardless of the application of external force, the adhesion between the solid particles, or the binding between the layer containing the solid particles or the layer containing the solid particles and the current collector in the battery production, etc. In addition, a solid electrolyte composition having low interface resistance is provided.
Moreover, according to this indication, the battery electrode sheet which expresses favorable binding property without depending on the provision of external force, and its manufacturing method are provided.
Furthermore, according to the present disclosure, an all-solid secondary battery having a high voltage and a long cycle life and a method for manufacturing the same are provided.

図1は、ポリウレア構造を有する第2の粒子を模式的に示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing second particles having a polyurea structure. 図2は、実施例で合成した有機粒子であるポリウレタン粒子(1)の外観形状を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。FIG. 2 is a scanning electron microscope (SEM) photograph showing the appearance of polyurethane particles (1), which are organic particles synthesized in the examples. 図3は、コア粒子がポリウレア構造を有する第2の粒子で被覆された有機粒子の構造を模式的に示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing the structure of organic particles in which core particles are coated with second particles having a polyurea structure. 図4は、実施例で合成した有機粒子であるポリウレタン粒子(1)の示差走査熱量(DSC)測定によるDSC曲線である。FIG. 4 is a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) measurement of polyurethane particles (1), which are organic particles synthesized in the examples. 図5は、本発明の一実施形態に係る全固体二次電池を模式化して示す概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view schematically showing an all solid state secondary battery according to an embodiment of the present invention. 図6は、実施例で用いた試験装置を模式的に示す側断面図である。FIG. 6 is a side sectional view schematically showing the test apparatus used in the examples.

以下、本開示の固体電解質組成物、電池用電極シート及びその製造方法、並びに、全固体二次電池及びその製造方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, the solid electrolyte composition of the present disclosure, the battery electrode sheet and the manufacturing method thereof, and the all-solid secondary battery and the manufacturing method thereof will be described in detail.

「組成物」とは、2種以上の成分が混合された混合物を指す。ただし、組成物は、実質的に均一性を有していればよく、所望の効果を奏する範囲であれば部分的に凝集又は偏在が生じていてもよい。   “Composition” refers to a mixture in which two or more components are mixed. However, the composition may be substantially uniform, and may be partially aggregated or unevenly distributed as long as a desired effect is achieved.

また、特定の符号で表示された置換基や連結基が複数ある場合、又は複数の置換基等(置換基数の規定も同様)を同時もしくは択一的に規定する場合、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよい。複数の置換基等が近接する場合には、それらが互いに結合又は縮合することで環を形成していてもよい。   In addition, when there are a plurality of substituents or linking groups indicated by a specific code, or when a plurality of substituents etc. (same definition of the number of substituents) are specified simultaneously or alternatively, each substituent etc. They may be the same or different from each other. When a plurality of substituents and the like are close to each other, they may be bonded to each other or condensed to form a ring.

本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。   In the present specification, a numerical range expressed using “to” means a range including numerical values described before and after “to” as a lower limit value and an upper limit value.

<固体電解質組成物>
本発明の一実施形態の固体電解質組成物は、ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子(以下、「ポリウレタン粒子」、「ポリウレア粒子」もしくは「ポリウレタンウレア粒子」、又は「コア粒子」ともいう。)と、ポリウレタン粒子よりも粒子径が小さく、かつ、ポリウレア構造を有する、ポリウレタン粒子の表面を覆う複数の第2の粒子(以下、「ポリウレアコロイド粒子」ともいう。)と、を有する有機粒子(A)、及び、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)を含有する。本発明の一実施形態の固体電解質組成物は、更に、活物質を含有していてもよく、必要に応じて、分散媒、リチウム塩等の他の成分を含有することができる。
<Solid electrolyte composition>
The solid electrolyte composition according to an embodiment of the present invention includes first particles having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure (hereinafter referred to as “polyurethane particles”, “polyurea particles” or “polyurethane urea particles”, or “ Core particle)) and a plurality of second particles (hereinafter also referred to as “polyurea colloid particles”) having a particle diameter smaller than that of the polyurethane particles and having a polyurea structure and covering the surface of the polyurethane particles. And an inorganic solid electrolyte (B) having conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table. The solid electrolyte composition of one embodiment of the present invention may further contain an active material, and may contain other components such as a dispersion medium and a lithium salt as necessary.

従来より、LiLaTiO(LLT)又はLiLaZr12(LLZ)等の無機固体電解質を用いた全固体二次電池は知られており、製造時に物理的な外力を加えて圧着させることによって、粒子間又は層間等の結着性が確保されてきた。しかしながら、固体粒子間、固体粒子を含む層間、又は電池製造の際における固体粒子を含む層及び集電体間等における結着性が悪いために、使用状況、使用環境又は経時等の諸事情に伴って剥がれが生じ易い。結果、界面抵抗が大きくなり、ひいては所望の電池電圧が得られないという課題があった。しかも、固体粒子間又は層間等の界面に剥がれが生じると、長期間に亘り安定的にサイクル特性を維持することは困難となる。
このような状況のもと、本実施形態においては、ポリウレタン等のコア粒子の表面がポリウレア構造を有するポリウレアコロイド粒子で覆われた有機粒子を無機固体電解質とともに含有する組成にすることで、ポリマー成分が粒子の形態で含有されるため、無機固体電解質がポリマー膜内に完全に包含されてしまうことがなく、固体電解質と活物質又は電極もしくは隣接層とを点で繋いだ状態を形成することができる。
これにより、界面抵抗を低く抑えてイオン導電性を確保しながら、固体粒子間、固体粒子を含む層間、又は電池製造の際における固体粒子を含む層及び集電体間等における結着性を良化させることができる。しかも、有機粒子の形態が、コア粒子を、ポリウレア構造を有するポリウレアコロイド粒子で覆った構造のため、コア粒子に由来する弾性により、活物質等の膨張収縮に伴うサイクル特性の悪化が防止される。また、コア粒子表面に存在するポリウレア構造を有するポリウレアコロイド粒子に由来する柔軟さによって、固体粒子間、固体粒子を含む層間、又は電池製造の際における固体粒子を含む層及び集電体間等において、付着性が良くなり、界面密着性が向上する。ポリウレアコロイド粒子に由来する柔軟さは、柔軟な長鎖アルキル基を有している場合により顕著となる。
よって、本実施形態では、固体粒子間、固体粒子を含む層間、又は電池製造の際における固体粒子を含む層及び集電体間等における界面剥がれが抑えられ、長期に亘って良好な電池電圧とサイクル特性とを安定的に保持することができる。
Conventionally, an all-solid secondary battery using an inorganic solid electrolyte such as Li x La y TiO 3 (LLT) or Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ) has been known, and physical external force is applied during manufacturing. In addition, binding properties between particles or between layers have been secured by press bonding. However, due to poor binding properties between solid particles, between layers containing solid particles, or between a layer containing solid particles and a current collector during battery production, there are various situations such as usage status, usage environment, or aging. As a result, peeling easily occurs. As a result, there has been a problem that the interfacial resistance is increased and a desired battery voltage cannot be obtained. In addition, when peeling occurs between solid particles or an interface such as an interlayer, it is difficult to stably maintain cycle characteristics over a long period of time.
Under such circumstances, in the present embodiment, the polymer component is made by including organic particles in which the surface of core particles such as polyurethane is covered with polyurea colloidal particles having a polyurea structure together with an inorganic solid electrolyte. Is contained in the form of particles, the inorganic solid electrolyte is not completely included in the polymer film, and a state in which the solid electrolyte and the active material or the electrode or the adjacent layer are connected by dots can be formed. it can.
This ensures good binding between solid particles, between layers containing solid particles, or between layers containing solid particles and current collectors during battery production, while keeping ionic conductivity low by keeping the interface resistance low. It can be made. In addition, since the form of the organic particles is a structure in which the core particles are covered with polyurea colloidal particles having a polyurea structure, the elasticity derived from the core particles prevents the deterioration of cycle characteristics associated with the expansion and contraction of the active material or the like. . In addition, due to the flexibility derived from the polyurea colloidal particles having a polyurea structure present on the core particle surface, between solid particles, between layers containing solid particles, or between layers containing solid particles and current collectors during battery production, etc. , Adhesion is improved and interfacial adhesion is improved. The flexibility derived from the polyurea colloidal particles becomes more prominent when it has a flexible long-chain alkyl group.
Therefore, in this embodiment, interfacial peeling between solid particles, between layers containing solid particles, or between a layer containing solid particles and a current collector during battery production is suppressed, and a good battery voltage can be obtained over a long period of time. The cycle characteristics can be stably maintained.

−有機粒子(A)−
本発明の一実施形態の固体電解質組成物は、ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子(ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子、又はポリウレタンウレア粒子)と、第1の粒子よりも粒子径が小さく、かつ、ポリウレア構造を有する、第1の粒子の表面を覆う複数の第2の粒子(ポリウレアコロイド粒子)と、を有する有機粒子の少なくとも一種を含有する。このような特定の有機粒子を用いることで、無機固体電解質と活物質等とを繋いで密着性を確保する役割を担う一方、無機固体電解質をポリマー膜で完全に包み込むことがない。したがって、固体粒子間の密着性、固体粒子を含む層間等における結着性を保ち、かつ、界面抵抗を低く抑える効果が得られる。
なお、第1の粒子は、有機粒子(A)の、ポリウレア構造を有する第2の粒子で覆われた内部に存在する粒子状の部分を指し、以下において、ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子もしくはポリウレタンウレア粒子、又はコア粒子ともいう。
-Organic particles (A)-
A solid electrolyte composition according to an embodiment of the present invention includes a first particle (polyurethane particle, polyurea particle, or polyurethane urea particle) having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure, and particles that are more than the first particles. It contains at least one organic particle having a plurality of second particles (polyurea colloidal particles) having a small diameter and having a polyurea structure and covering the surface of the first particles. By using such specific organic particles, the inorganic solid electrolyte is connected to the active material and the like to ensure adhesion, while the inorganic solid electrolyte is not completely encapsulated by the polymer film. Therefore, it is possible to obtain the effects of maintaining the adhesion between the solid particles, the binding property between the layers including the solid particles, and the like, and suppressing the interface resistance low.
The first particle refers to a part of the organic particle (A) that is covered with the second particle having a polyurea structure, and is hereinafter referred to as a polyurethane particle, a polyurea particle, or a polyurethane urea particle. Or core particles.

有機粒子は、イソシアネート化合物と活性水素を有する化合物とを、乳化剤としてのポリウレアコロイド粒子の存在下、炭化水素系溶媒中で乳化重合させることによって合成される。具体的な方法として、例えば、特開平7−97425号公報の記載にしたがって合成することができる。
このようにして得られる有機粒子は、図3に示すように、コア粒子(ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子、又はポリウレタンウレア粒子)23の表面がポリウレアコロイド粒子24で覆われた粒子構造を有している。
The organic particles are synthesized by emulsion polymerization of an isocyanate compound and a compound having active hydrogen in a hydrocarbon solvent in the presence of polyurea colloid particles as an emulsifier. As a specific method, for example, it can be synthesized according to the description in JP-A-7-97425.
The organic particles thus obtained have a particle structure in which the surfaces of the core particles (polyurethane particles, polyurea particles, or polyurethane urea particles) 23 are covered with polyurea colloidal particles 24, as shown in FIG. .

有機粒子の合成方法について、さらに具体的に説明する。
有機粒子は、例えば、(1)親油性ジオールの合成(分散剤の合成)、(2)親油性ジオール(分散剤)を用いた第2の粒子(ポリウレアコロイド粒子)の合成、(3)第2の粒子(ポリウレアコロイド粒子)を乳化分散剤として用いた、第1の粒子(ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子、又はポリウレタンポリウレア粒子)を内部に含む有機粒子(A)の乳化重合、の3段階の操作を経て形成される。操作(1)は、例えば市販の親油性ジオールを用意し、親油性ジオールを合成する操作を省いてもよい。
具体的な例として、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物(親油性ジオール)を用意し、少なくとも、イソシアネート化合物と、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物と、アミン化合物と、を反応させて、炭化水素系溶媒と溶媒和する構造部分と溶媒和しない構造部分とを含む第2の粒子を調製する工程と、調製した第2の粒子とイソシアネート化合物とジオール化合物及びジアミン化合物の少なくとも一方とを炭化水素系溶媒中で分散させて乳濁液を調製し、乳濁液を重縮合反応(乳化重合反応)させることで、第1の粒子の表面が複数の第2の粒子で覆われた有機粒子(A)を調製する工程(以下、有機粒子(A)を調製する工程ともいう。)と、を設けた合成方法としてもよい。
有機粒子(A)を調製する工程では、第1の粒子の生成と、生成された第1の粒子の表面を複数の第2の粒子で覆う有機粒子(A)の調製と、が行われる。
このように炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物を用いた場合、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有する第2の粒子が得られる。これにより、密着性の向上がより図られる。
The method for synthesizing the organic particles will be described more specifically.
The organic particles are, for example, (1) synthesis of lipophilic diol (synthesis of dispersant), (2) synthesis of second particles (polyurea colloid particles) using lipophilic diol (dispersant), (3) Three-step operation of emulsion polymerization of organic particles (A) containing the first particles (polyurethane particles, polyurea particles, or polyurethane polyurea particles) inside, using two particles (polyurea colloid particles) as an emulsifying dispersant It is formed through. In the operation (1), for example, a commercially available lipophilic diol may be prepared, and the operation of synthesizing the lipophilic diol may be omitted.
As a specific example, a diol compound (lipophilic diol) having a long chain alkyl group having 6 or more carbon atoms is prepared, and at least an isocyanate compound, a diol compound having a long chain alkyl group having 6 or more carbon atoms, and an amine And reacting the compound to prepare second particles containing a hydrocarbon solvent and a solvated structural portion and a non-solvated structural portion, the prepared second particles, an isocyanate compound, a diol compound, and At least one of the diamine compounds is dispersed in a hydrocarbon solvent to prepare an emulsion, and the emulsion is subjected to a polycondensation reaction (emulsion polymerization reaction). It is good also as the synthesis method which provided the process (henceforth the process of preparing organic particle (A)) which prepares the organic particle (A) covered with the particle | grains.
In the step of preparing the organic particles (A), the generation of the first particles and the preparation of the organic particles (A) that cover the surfaces of the generated first particles with a plurality of second particles are performed.
Thus, when a diol compound having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms is used, second particles having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms can be obtained. Thereby, the adhesiveness is further improved.

以下、上記の操作(1)〜(3)について説明する。
(1)親油性ジオールの合成
まず、炭化水素系溶媒に親和性のある疎水性基を有するジオールモノマー(好ましくは、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物)と、ヒドロキシル基を有するモノマーと、を各種重合方法(ラジカル重合、カチオン重合、重縮合等)によってオリゴマー化又はポリマー化する。この際に形成されるオリゴマー又はポリマーは、炭化水素系溶媒に親和性のある疎水性基を有し、炭化水素系溶媒に対して可溶性の親油性オリゴマー又はポリマーである。
ここで得られるオリゴマー又はポリマーの重量平均分子量は、500〜2000の範囲が好ましい。
Hereinafter, the operations (1) to (3) will be described.
(1) Synthesis of lipophilic diol First, a diol monomer having a hydrophobic group having an affinity for a hydrocarbon solvent (preferably a diol compound having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms) and a hydroxyl group The monomer is oligomerized or polymerized by various polymerization methods (radical polymerization, cationic polymerization, polycondensation, etc.). The oligomer or polymer formed at this time is a lipophilic oligomer or polymer having a hydrophobic group having an affinity for the hydrocarbon solvent and soluble in the hydrocarbon solvent.
As for the weight average molecular weight of the oligomer or polymer obtained here, the range of 500-2000 is preferable.

(2)親油性ジオールを用いた第2の粒子(ポリウレアコロイド粒子)の合成
次に、炭化水素系溶媒に親和性のある疎水性基を有する親油性オリゴマー又はポリマーを炭化水素系溶媒存在下、イソシアネート化合物と反応させ、末端にイソシアネート基が残存するポリウレタンプレポリマーを合成する。これにアミン化合物を加え、ポリウレタンポリウレアを合成すると、コロイド粒子状のポリウレア(ポリウレアコロイド粒子)が形成される。このポリウレアコロイド粒子は、親油性基が粒子の外側に向き、ポリウレアによる水素結合で形成される凝集部が粒子の内側に向いた構造を有するものと推定される。
ポリウレアコロイド粒子の大きさは、体積平均粒子径で0.01μm〜1μmが好ましい。このポリウレア粒子には、残存イソシアネート基が含まれる。
ポリウレアコロイド粒子において、疎水基(好ましくは炭素数6以上の長鎖アルキル基)は、炭化水素系溶媒と溶媒和する構造部分であり、ポリウレア構造(ポリウレアによる水素結合で形成される凝集部)は、炭化水素系溶媒と溶媒和しない構造部分である。疎水基、特に炭素数6以上の長鎖アルキル基は、炭化水素系溶媒との溶媒和により密着性向上に寄与している。
(2) Synthesis of second particles (polyurea colloidal particles) using lipophilic diol Next, a lipophilic oligomer or polymer having a hydrophobic group having affinity for a hydrocarbon solvent is added in the presence of the hydrocarbon solvent. A polyurethane prepolymer having an isocyanate group remaining at the terminal is synthesized by reacting with an isocyanate compound. When an amine compound is added to this to synthesize polyurethane polyurea, colloidal particulate polyurea (polyurea colloidal particles) is formed. This polyurea colloidal particle is presumed to have a structure in which the lipophilic group is directed to the outside of the particle, and the agglomerated part formed by hydrogen bonding with polyurea is directed to the inside of the particle.
The size of the polyurea colloidal particles is preferably 0.01 μm to 1 μm in terms of volume average particle diameter. The polyurea particles contain residual isocyanate groups.
In the polyurea colloidal particles, the hydrophobic group (preferably a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms) is a structural part that solvates with a hydrocarbon solvent, and the polyurea structure (aggregated part formed by hydrogen bonding with polyurea) is It is a structural part that does not solvate with a hydrocarbon solvent. Hydrophobic groups, particularly long-chain alkyl groups having 6 or more carbon atoms, contribute to improved adhesion by solvation with hydrocarbon solvents.

(3)第2の粒子(ポリウレアコロイド粒子)を乳化分散剤として用いた、第1の粒子(ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子、又はポリウレタンポリウレア粒子)を内部に含む有機粒子(A)の乳化重合
[3.1 コア粒子がポリウレタンである場合]
上記(2)のようにして得られるコロイド粒子状のポリウレアコロイド粒子を乳化剤として用い、ポリウレタンコア粒子を形成するために一般的にポリウレタン合成に用いられるモノマー類(例えば、イソシアネート化合物、ジオール化合物等)を炭化水素系溶媒中で強く分散すると、乳濁液が得られる。得られた乳濁液を重縮合反応に供することで、ポリウレタンからなるコア粒子(ポリウレタン構造を有する第1の粒子)と、コア粒子の表面を覆う、コア粒子よりも粒子径の小さいポリウレア構造を有するポリウレアコロイド粒子(ポリウレア構造を有する第2の粒子)を有する有機粒子が形成される。
[3.2 コア粒子がポリウレアである場合]
上記(2)のようにして得られるコロイド粒子状のポリウレアコロイド粒子を乳化剤として用い、ポリウレアコア粒子を形成するために一般的にポリウレア合成に用いられるモノマー類(例えば、イソシアネート化合物、ジアミン化合物等)を炭化水素系溶媒中で強く分散すると、乳濁液が得られる。得られた乳濁液を重縮合反応に供することで、ポリウレアからなるコア粒子(ポリウレア構造を有する第1の粒子)と、コア粒子の表面を覆う、コア粒子よりも粒子径の小さいポリウレア構造を有するポリウレアコロイド粒子(ポリウレア構造を有する第2の粒子)を有する有機粒子が形成される。
[3.3 コア粒子がポリウレタンウレアである場合]
ポリウレタンウレアコア粒子は、コア部にポリウレタン構造とポリウレア構造とを有している。
上記(2)のようにして得られるコロイド粒子状のポリウレアコロイド粒子を乳化剤として用い、ポリウレタンウレアコア粒子を形成するために一般的にポリウレタンウレア合成に用いられるモノマー類(例えば、イソシアネート化合物、ジオール化合物、ジアミン化合物等)を炭化水素系溶媒中で強く分散すると、乳濁液が得られる。得られた乳濁液を重縮合反応に供することで、ポリウレタンウレアからなるコア粒子(ポリウレタンウレア構造を有する第1の粒子)と、コア粒子の表面を覆う、コア粒子よりも粒子径の小さいポリウレア構造を有するポリウレアコロイド粒子(ポリウレア構造を有する第2の粒子)を有する有機粒子が形成される。
(3) Emulsion polymerization of organic particles (A) containing the first particles (polyurethane particles, polyurea particles, or polyurethane polyurea particles) inside, using the second particles (polyurea colloid particles) as an emulsifying dispersant [3 .1 When the core particles are polyurethane]
Monomers (for example, isocyanate compounds, diol compounds, etc.) generally used in polyurethane synthesis to form polyurethane core particles using colloidal particulate polyurea colloidal particles obtained as described in (2) above as emulsifiers Is strongly dispersed in a hydrocarbon solvent, an emulsion is obtained. By subjecting the obtained emulsion to a polycondensation reaction, a polyurethane core particle (first particle having a polyurethane structure) and a polyurea structure having a particle diameter smaller than the core particle covering the surface of the core particle are formed. Organic particles having the polyurea colloid particles (second particles having a polyurea structure) are formed.
[3.2 When the core particles are polyurea]
Monomers (for example, isocyanate compounds, diamine compounds, etc.) generally used for polyurea synthesis to form polyurea core particles using colloidal polyurea colloidal particles obtained as described in (2) above as emulsifiers Is strongly dispersed in a hydrocarbon solvent, an emulsion is obtained. By subjecting the obtained emulsion to a polycondensation reaction, polyurea core particles (first particles having a polyurea structure) and a polyurea structure having a particle diameter smaller than the core particles covering the surface of the core particles are formed. Organic particles having the polyurea colloid particles (second particles having a polyurea structure) are formed.
[3.3 When the core particles are polyurethane urea]
The polyurethane urea core particles have a polyurethane structure and a polyurea structure in the core part.
Monomers (for example, isocyanate compounds, diol compounds) generally used for polyurethane urea synthesis to form polyurethane urea core particles using colloidal particulate polyurea colloid particles obtained as described in (2) above as emulsifiers , Diamine compounds, etc.) are strongly dispersed in a hydrocarbon solvent to obtain an emulsion. By subjecting the obtained emulsion to a polycondensation reaction, core particles made of polyurethane urea (first particles having a polyurethane urea structure) and polyurea covering the surface of the core particles and having a particle diameter smaller than that of the core particles Organic particles having polyurea colloidal particles having a structure (second particles having a polyurea structure) are formed.

有機粒子は、乾燥させて粉末状にして用いてもよいし、溶媒に分散された分散物の状態で用いてもよい。溶媒は、炭化水素系溶媒であることが好ましい。
炭化水素系溶媒の詳細については、後述する。
The organic particles may be dried and used in the form of a powder, or may be used in the form of a dispersion dispersed in a solvent. The solvent is preferably a hydrocarbon solvent.
Details of the hydrocarbon solvent will be described later.

有機粒子は、上記の方法により得ることができ、好ましくは、ポリウレアコロイド粒子を分散含有する炭化水素系溶媒を、撹拌機又は乳化機付のジャケット式合成釜に仕込み、この中にイソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物の不活性媒体溶液を添加して乳化し、仕込んだ原料を反応させることにより有機粒子を合成する方法、イソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物を、それぞれ別々にポリウレアコロイド粒子の存在下、炭化水素系溶媒中に乳化させ、乳化物を用いて互いに反応させる方法、等が挙げられる。   The organic particles can be obtained by the above-described method. Preferably, a hydrocarbon solvent containing polyurea colloid particles dispersed therein is charged into a jacket-type synthesis kettle equipped with a stirrer or an emulsifier, and in this, an isocyanate compound and an activity A method of synthesizing organic particles by adding an inert medium solution of a compound having hydrogen and emulsifying and reacting the charged raw materials, and an isocyanate compound and a compound having active hydrogen separately in the presence of polyurea colloid particles. And a method of emulsifying in a hydrocarbon solvent and reacting with each other using an emulsion.

有機粒子(A)の調製における乳化重合では、強い剪断をかけながら第2の粒子とイソシアネートと活性水素を有する化合物とを乳濁させることが有効である。強い剪断をかけ得る撹拌機としては、上記に加え、ホモジナイザー(例えば高圧ホモジナイザー、回転式ホモジナイザー、超音波ホモジナイザーなど)、ミル(例えば、ビーズミル、ボールミル、タワーミル、3本ロールミル)、ミキサー(例えば、プラネタリーミキサー、ディスパーミキサー、ヘンシルミキサー、ニーダー、クレアミックス、自公転ミキサー(攪拌脱泡機))などが好適である。特に、回転式ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、ボールミルがより好ましく、更に好ましくは回転式ホモジナイザーである。
剪断速度としては、8000rpm〜50000rpmが好ましく、10000rpm〜35000rpmがより好ましい。
なお、乳化処理では、用いる撹拌機は1種類に限らず、複数の撹拌機を用いてもよい。
また、乳化処理中に重合反応を行ってもよいし、乳化処理を行った後、乳化液を加熱熟成して重合してもよい。
In the emulsion polymerization in the preparation of the organic particles (A), it is effective to make the second particles, the isocyanate and the compound having active hydrogen an emulsion while applying strong shearing. In addition to the above, the stirrer capable of applying a strong shear includes a homogenizer (for example, a high-pressure homogenizer, a rotary homogenizer, an ultrasonic homogenizer, etc.), a mill (for example, a bead mill, a ball mill, a tower mill, a three roll mill), a mixer (for example, a planetary unit). A Lee mixer, a disper mixer, a hensil mixer, a kneader, a Claire mix, a self-revolving mixer (agitating and defoaming machine)) and the like are suitable. In particular, a rotary homogenizer, an ultrasonic homogenizer, and a ball mill are more preferable, and a rotary homogenizer is more preferable.
As a shear rate, 8000 rpm to 50000 rpm is preferable, and 10,000 rpm to 35000 rpm is more preferable.
In the emulsification process, the number of agitators used is not limited to one, and a plurality of agitators may be used.
Further, a polymerization reaction may be performed during the emulsification treatment, or after the emulsification treatment, the emulsion may be heated and aged to be polymerized.

−ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子−
有機粒子(A)は、コア部(中心部)をなすコア粒子として、ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子(ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子、又はポリウレタンウレア粒子)を有している。
-First particles having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure-
The organic particles (A) have first particles (polyurethane particles, polyurea particles, or polyurethane urea particles) having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure as core particles forming the core part (center part). ing.

ポリウレタン粒子の合成に用いるイソシアネート化合物の例としては、トリレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、メタキシレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジイソシアネート、1,6−ヘキサンジオールジイソシアネート、リジンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、メチルシクロヘキサン−2,4−(又は−2,6−)−ジイソシアネート、1,3−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン、イソホロンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ダイマー酸ジイソシアネート等の2個のイソシアネート基を有するものが挙げられる。   Examples of isocyanate compounds used for the synthesis of polyurethane particles include tolylene diisocyanate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, xylene diisocyanate, metaxylene diisocyanate, 1,6-hexamethylene diisocyanate, 1,6-hexane diisocyanate, 1,6. -Hexanediol diisocyanate, lysine diisocyanate, 4,4'-methylenebis (cyclohexyl isocyanate), methylcyclohexane-2,4- (or -2,6-)-diisocyanate, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, isophorone diisocyanate And those having two isocyanate groups such as trimethylhexamethylene diisocyanate and dimer acid diisocyanate.

また、上記のイソシアネート化合物をイソシアヌレート体、ビューレット体、アダクト体、又はポリメリック体とした複数のイソシアネート基を有する多官能イソシアネート化合物も挙げられる。
多官能イソシアネート化合物としては、例えば、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートの環状三量体、2,6−トリレンジイソシアネートの環状三量体、2,4−及び2,6−トリレンジイソシアネートの環状三量体、ジフェニールメタン−4,4’−ジイソシアネートの三量体、3モルのジフェニールメタン−4,4’−ジイソシアネートと1モルのトリメチロールプロパンとの反応生成物、3モルの2,4−トリレンジイソシアネートと1モルのトリメチロールプロパンとの反応生成物、3モルの2,6−トリレンジイソシアネートと1モルのトリメチロールプロパンとの反応生成物、3モルの2,4−トリレンジイソシアネートと1モルのトリメチロールエタンとの反応生成物、3モルの2,6−トリレンジイソシアネートと1モルのトリメチロールエタンとの反応生成物、3モルの2,4−及び2,6−トリレンジイソシアネートと1モルのトリメチロールプロパンとの反応生成物等、及びこれらのポリイソシアネートを、メタノール、エタノール、フェノール、クレゾール、ε−カプロラクタム、メチルエチルケトンオキシム、アセトンオキシム、N,N−ジメチルヒドロキシアミン、マロン酸ジエチル、又はアセチルアセトン等の、活性水素を分子内に1個有する化合物と、イソシアネート化合物のイソシアネート基の一部又は全部と、を付加反応したもの等が挙げられる。
Moreover, the polyfunctional isocyanate compound which has several isocyanate group which made said isocyanate compound the isocyanurate body, the burette body, the adduct body, or the polymeric body is also mentioned.
Examples of the polyfunctional isocyanate compound include 4,4 ′, 4 ″ -triphenylmethane triisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate cyclic trimer, 2,6-tolylene diisocyanate cyclic trimer, 2 , 4- and 2,6-tolylene diisocyanate cyclic trimer, diphenylmethane-4,4'-diisocyanate trimer, 3 moles diphenylmethane-4,4'-diisocyanate and 1 mole of triisocyanate Reaction product of methylolpropane, reaction product of 3 moles of 2,4-tolylene diisocyanate and 1 mole of trimethylolpropane, 3 moles of 2,6-tolylene diisocyanate and 1 mole of trimethylolpropane Reaction product, reaction product of 3 moles of 2,4-tolylene diisocyanate and 1 mole of trimethylolethane, 3 Reaction product of 2,6-tolylene diisocyanate with 1 mol of trimethylol ethane, reaction product of 3 mol of 2,4- and 2,6-tolylene diisocyanate with 1 mol of trimethylol propane, etc. , And these polyisocyanates with methanol, ethanol, phenol, cresol, ε-caprolactam, methyl ethyl ketone oxime, acetone oxime, N, N-dimethylhydroxyamine, diethyl malonate, acetylacetone, etc. The compound etc. which carried out addition reaction of the compound which has an individual, and one part or all part of the isocyanate group of an isocyanate compound are mentioned.

ポリウレタン粒子の合成に用いる、活性水素を有する化合物の例としては、水、ポリオール化合物(1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、オクタンジオール等のジオール化合物、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール、ヘキサントリオール、グリセリン、トリメチルロールプロパン、ペンタエリスリトール、トリエタノールアミン、ソルビトール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリテトラメチレングリコール、1,4−ベンゼンチオール、ポリヘキサメチレンアジペート、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリヘキサメチレンカーボネート、ポリプロピレングリコールビス2−アミノプロピルエーテル)等が挙げられる。   Examples of compounds having active hydrogen used for the synthesis of polyurethane particles include water, polyol compounds (diol compounds such as 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, octanediol, Ethylene glycol, propylene glycol, neopentyl glycol, hexanetriol, glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, triethanolamine, sorbitol, polypropylene glycol, polyethylene glycol, polyethylene adipate, polybutylene adipate, polytetramethylene glycol, 1,4- Benzenethiol, polyhexamethylene adipate, poly-ε-caprolactone, polyhexamethylene carbonate, polypropylene glycol bis 2-aminop Pills ether).

ポリウレア粒子の合成に用いる、活性水素を有する化合物の例としては、アミン化合物が挙げられる。アミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、プロパンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサンジアミン、2,2’−オキシ(エチルアミン)、イソホロンジアミン、ポリエチルエーテルジアミン(例えば、ジェファーミンED−600,ジェファーミンED−900,ジェファーミンED−2003(ハンツマン社製)など)、ポリプロピルエーテルジアミン(例えば、ジェファーミンD−230、ジェファーミンD−400、ジェファーミンD−2000、ジェファーミンD−2010、ジェファーミンD−4000(ハンツマン社製)など)、ポリブチルエーテルジアミン、ポリエチレンイミン等が挙げられる。   Examples of the compound having active hydrogen used for the synthesis of polyurea particles include amine compounds. Examples of the amine compound include ethylenediamine, propanediamine, 1,4-butanediamine, 1,6-hexanediamine, 2,2′-oxy (ethylamine), isophoronediamine, polyethyletherdiamine (for example, Jeffamine ED-600). , Jeffamine ED-900, Jeffamine ED-2003 (manufactured by Huntsman), etc.), polypropyl ether diamine (for example, Jeffamine D-230, Jeffamine D-400, Jeffamine D-2000, Jeffamine D-2010, Jeffamine D-4000 (manufactured by Huntsman) and the like), polybutyl ether diamine, polyethyleneimine, and the like.

ポリウレタンウレア粒子は、活性水素を有する化合物として、上記のポリオール化合物とアミン化合物との混合物を用いて合成できる。   Polyurethane urea particles can be synthesized using a mixture of the above polyol compound and amine compound as a compound having active hydrogen.

活性水素を有する化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合又は共重合した混合物又は共重合物などの、イソシアネート化合物と反応する化合物を全て用いることができる。   The compound having active hydrogen may be used alone, or any compound that reacts with an isocyanate compound, such as a mixture or copolymer obtained by mixing or copolymerizing two or more of them, can be used.

合成温度は、特に制限はなく、好ましくは0℃〜120℃である。
また、有機粒子の合成時に用いるポリウレアコロイド粒子の量は、イソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物のそれぞれ100質量部あたり、5質量部以上の範囲とするのが好ましく、95質量部以下が好ましい。中でも、より好ましくは10質量部〜80質量部であり、更に好ましくは20質量部〜50質量部である
ポリウレアコロイド粒子の量が5質量部以上であると、ポリウレタンの合成に用いる原料の乳化反応が良好に進行し、合成過程でポリウレタン粒子の大きい凝集塊が発生し難く、目的とする微細な重合体の分散体を得やすくなる。一方、ポリウレアコロイド粒子の量が80質量部以下であると、ポリウレタンの合成に用いる原料の乳化反応は良好に進行し、ポリウレタン粒子の分散体を製造し得る一方、乳化剤の作用を得るのに過剰量とはなりにくい。
There is no restriction | limiting in particular in synthesis | combination temperature, Preferably it is 0 to 120 degreeC.
The amount of the polyurea colloidal particles used in the synthesis of the organic particles is preferably in the range of 5 parts by mass or more and preferably 95 parts by mass or less per 100 parts by mass of the isocyanate compound and the compound having active hydrogen. Among them, more preferably 10 parts by weight to 80 parts by weight, and still more preferably 20 parts by weight to 50 parts by weight. When the amount of the polyurea colloidal particles is 5 parts by weight or more, the emulsification reaction of the raw material used for the synthesis of polyurethane. Progresses well, makes it difficult for large agglomerates of polyurethane particles to occur during the synthesis process, and makes it easier to obtain the desired fine polymer dispersion. On the other hand, when the amount of the polyurea colloidal particles is 80 parts by mass or less, the emulsification reaction of the raw material used for the synthesis of polyurethane proceeds well, and a dispersion of polyurethane particles can be produced. It is hard to be a quantity.

イソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物の炭化水素系溶媒中における濃度は、小さい粒径のものを得やすい点で低いことが好ましく、生産性の観点から、炭化水素系溶媒100質量部に対して、5質量部〜70質量部がより好ましく、更に好ましくは10質量部から50質量部である。   The concentration of the isocyanate compound and the compound having active hydrogen in the hydrocarbon solvent is preferably low in that it is easy to obtain a small particle size, and from the viewpoint of productivity, 100 parts by mass of the hydrocarbon solvent, 5 mass parts-70 mass parts are more preferable, More preferably, they are 10 mass parts-50 mass parts.

なお、本明細書中において、ポリウレタンとは、熱可塑性ポリウレタン、架橋型ポリウレタン、熱可塑性ウレタンプレポリマー、架橋型ウレタンプレポリマー、及びポリ(ウレタン−尿素)が含まれる。   In the present specification, the term “polyurethane” includes thermoplastic polyurethane, crosslinked polyurethane, thermoplastic urethane prepolymer, crosslinked urethane prepolymer, and poly (urethane-urea).

ポリウレタンは、イソシアネート化合物と活性水素を有する化合物との組み合わせによってハードセグメントとソフトセグメントとを有する。そのため、ポリウレタン粒子の力学物性に影響し、更には全固体二次電池を作製した場合は電池性能に影響を与える。   Polyurethane has a hard segment and a soft segment by a combination of an isocyanate compound and a compound having active hydrogen. Therefore, it affects the mechanical properties of the polyurethane particles, and further affects the battery performance when an all-solid secondary battery is produced.

以下、ハードセグメント及びソフトセグメント、並びに、ハードセグメント及びソフトセグメント以外の第三成分について、詳細に説明する。   Hereinafter, the hard segment, the soft segment, and the third component other than the hard segment and the soft segment will be described in detail.

(ハードセグメント)
ハードセグメントは、水素結合を介在して分子間擬似架橋を形成する骨格を有するものであることが好ましい。また、ハードセグメントは、ハードセグメントを形成する化合物のガラス転移温度(Tg)が高く、Tgが100℃以上であるものを指す。ハードセグメントは、アミド結合、ウレア結合、ウレタン結合、及びイミド結合から選ばれる少なくとも1つの結合を有していることが好ましく、ウレタン結合を有していることがより好ましい。ハードセグメントとしてウレタン結合を有する場合、例えば、ジイソシアネート化合物と炭素数6以下のジオール化合物とから形成されるウレタン結合を含む構造部分を有していることが好ましい。ハードセグメントは、下記I群から選ばれることがより好ましい。
(Hard segment)
The hard segment preferably has a skeleton that forms intermolecular pseudo-crosslinks through hydrogen bonds. Moreover, a hard segment points out that the glass transition temperature (Tg) of the compound which forms a hard segment is high, and Tg is 100 degreeC or more. The hard segment preferably has at least one bond selected from an amide bond, a urea bond, a urethane bond, and an imide bond, and more preferably has a urethane bond. When it has a urethane bond as a hard segment, it is preferable to have a structural part including a urethane bond formed from, for example, a diisocyanate compound and a diol compound having 6 or less carbon atoms. The hard segment is more preferably selected from the following group I.


構造中の「*」は、結合部位を表す。
11及びR12は、それぞれ独立に、アルキレン基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、シクロアルキレン基(炭素数5〜22が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10が特に好ましい)、アリーレン基(炭素数は6〜22が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10が特に好ましい)、又はアルキレン基とシクロアルキレン基とアリーレン基との群より選ばれる少なくとも2つを組み合わせた連結基を表す。R11及びR12の好ましい連結基としては、下記式(M)で表される基が挙げられる。
なお、式(I−1)及び式(I−2)が、結合部位「*」にて酸素原子又はイミノ基(NR)に連結していくことで、ウレタン基又はウレア基になる。Rは、水素原子又はアルキル基を表し、好ましくは水素原子、メチル基、エチル基である。
更に、各式のNH基の水素原子は、任意の置換基Tで置換されていてもよい。Nに置換する置換基Tとしては、例えば、メチル基、エチル基、ハロゲン原子、シアノ基等が挙げられる。
“*” In the structure represents a binding site.
R 11 and R 12 are each independently an alkylene group (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, particularly preferably 1 to 3 carbon atoms), a cycloalkylene group (preferably having 5 to 22 carbon atoms, 6 to 14 are more preferable, and 6 to 10 are particularly preferable), an arylene group (the number of carbon atoms is preferably 6 to 22, more preferably 6 to 14, and particularly preferably 6 to 10), or an alkylene group and a cycloalkylene group. The linking group is a combination of at least two selected from the group of an arylene group. Preferred examples of the linking group for R 11 and R 12 include a group represented by the following formula (M).
In addition, a formula (I-1) and a formula (I-2) will become a urethane group or a urea group by connecting with an oxygen atom or an imino group (NR < N >) in the coupling | bond part "*". RN represents a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
Furthermore, the hydrogen atom of the NH group in each formula may be substituted with an arbitrary substituent T. Examples of the substituent T substituted with N include a methyl group, an ethyl group, a halogen atom, and a cyano group.


式(M)中、Xは、単結合又は炭素数1〜4のアルキレン基を表す。Xのアルキレン基としては、例えば、−CH−、−C(CH−等が挙げられる。「*」は、結合部位を表す。In formula (M), X represents a single bond or an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of the alkylene group for X include —CH 2 —, —C (CH 3 ) 2 — and the like. “*” Represents a binding site.

式(I−3)及び式(I−4)において、R13は、アルキル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3が特に好ましい)、アルケニル基(炭素数は2〜12が好ましく、2〜6がより好ましく、2〜3が特に好ましい)、アリール基(炭素数は6〜22が好ましく、6〜14がより好ましく、6〜10が特に好ましい)、アラルキル基(炭素数は7〜23が好ましく、7〜15がより好ましく、7〜11が特に好ましい)を表す。
なお、式(I−3)において、主鎖のエチレン基には任意の置換基(メチル基、エチル基、プロピル基、ハロゲン原子、ヒドロキシ基等)が置換していてもよい。
ここで、R13は、環を形成していてもよく、例えば、式(I−4)において、Nと結合して、N位で置換したピロリドン環を形成していてもよい。
なお、式(I−3)及び(I−4)において、主鎖のエチレン基は置換基Tを有していてもよい。置換基Tとしては、例えば、メチル基、エチル基、ハロゲン原子、シアノ基等が挙げられる。また、主鎖のエチレン基と置換基のCO基又はNH基の間には、任意の連結基が介在していてもよい。Nに置換する置換基としては、Rの例が挙げられる。
In Formula (I-3) and Formula (I-4), R 13 is an alkyl group (the number of carbon atoms is preferably 1-12, more preferably 1-6, and particularly preferably 1-3), an alkenyl group (carbon). The number is preferably 2 to 12, more preferably 2 to 6, and particularly preferably 2 to 3, and an aryl group (the number of carbon atoms is preferably 6 to 22, more preferably 6 to 14, and particularly preferably 6 to 10). An aralkyl group (7 to 23 carbon atoms are preferable, 7 to 15 carbon atoms are more preferable, and 7 to 11 carbon atoms are particularly preferable).
In the formula (I-3), the main chain ethylene group may be optionally substituted with a substituent (such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a halogen atom, or a hydroxy group).
Here, R 13 may form a ring. For example, in Formula (I-4), R 13 may be bonded to N to form a pyrrolidone ring substituted at the N position.
In formulas (I-3) and (I-4), the ethylene group of the main chain may have a substituent T. Examples of the substituent T include a methyl group, an ethyl group, a halogen atom, and a cyano group. Further, an arbitrary linking group may be interposed between the ethylene group of the main chain and the CO group or NH group of the substituent. Examples of the substituent that substitutes N include the example of RN.

式(I−5)において、R14は、芳香族又は脂肪族の4価の連結基を表す。R14は、下記の式(i)〜(iix)のいずれかで表される連結基であることが好ましい。In the formula (I-5), R 14 represents an aromatic or aliphatic tetravalent linking group. R 14 is preferably a linking group represented by any one of the following formulas (i) to (iii).


式中、Xは、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、炭素数1〜6のアルキレン基(メチレン基、エチレン基、プロピレン基)、−SO−、−S−、−CO−、又は−O−が好ましい。中でも、上記のアルキレン基がより好ましい。Lは、アルケニレン基(例えば−CH=CH−)、又はアルキレン基(例えば、−CH−、−CHCH−)を表す。R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又は置換基(例えば上記の置換基T)を表す。*は、カルボニル基との結合部位を表す。In the formula, X 1 represents a single bond or a divalent linking group. Examples of the divalent linking group include an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (methylene group, ethylene group, propylene group), - SO 2 -, - S -, - CO-, or -O- is preferable. Among these, the above alkylene group is more preferable. L represents an alkenylene group (for example, —CH═CH—) or an alkylene group (for example, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —). R X and R Y each independently represent a hydrogen atom or a substituent (for example, the above-described substituent T). * Represents a binding site with a carbonyl group.

(ソフトセグメント)
ソフトセグメントは、ソフトセグメントを形成する化合物のガラス転移温度(Tg)が低く、Tgが50℃以下であるものを指す。ソフトセグメントは、ポリアルキレンオキシド鎖(ポリエチレンオキシド鎖、ポリプロピレンオキシド鎖が好ましい)、ポリカーボネート鎖、ポリエステル鎖、及びシリコーン鎖から選ばれる少なくとも1つを有することが好ましい。
また、ソフトセグメントは、例えばドデシルメタクリレート等のエステル化合物にジオール化合物を付加することで、ジオール化合物に由来する構造部分を有するエステル化合物に由来の基でもよい。この場合、ジオール化合物の重量平均分子量は、適度なゴム伸縮性を付与する観点から、600以上が好ましく、800以上5000以下がより好ましい。
ソフトセグメントのうち、下記II群から選ばれる基は好適なものである。
(Soft segment)
The soft segment refers to a compound having a low glass transition temperature (Tg) and a Tg of 50 ° C. or lower of the compound forming the soft segment. The soft segment preferably has at least one selected from a polyalkylene oxide chain (a polyethylene oxide chain and a polypropylene oxide chain are preferable), a polycarbonate chain, a polyester chain, and a silicone chain.
The soft segment may be a group derived from an ester compound having a structural portion derived from a diol compound by adding a diol compound to an ester compound such as dodecyl methacrylate. In this case, the weight average molecular weight of the diol compound is preferably 600 or more, more preferably 800 or more and 5000 or less, from the viewpoint of imparting appropriate rubber stretchability.
Of the soft segments, groups selected from the following group II are preferred.


各構造中の「*」は、結合部位を表す。
式(II−1)〜(II−5)中、R21は、水素原子、又はアルキル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい)を表す。
“*” In each structure represents a binding site.
In formulas (II-1) to (II-5), R 21 represents a hydrogen atom or an alkyl group (the number of carbon atoms is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and further preferably 1 to 3). .

22は、ポリアルキレンオキシド鎖(ポリエチレンオキシド鎖、ポリプロピレンオキシド鎖が好ましい)、ポリカーボネート鎖、又はポリエステル鎖を有する、重量平均分子量200以上200000以下の1価の置換基を表す。R22で表される置換基の重量平均分子量は、500以上が好ましく、700以上がより好ましく、1,000以上がさらに好ましい。また、重量平均分子量は、100000以下が好ましく、10000以下がより好ましい。
22は、末端にアルキル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい)を有することが好ましい。また、アルキル基は、炭化水素からなる基のみならず、アルキル基の中にエーテル基(−O−)、チオエーテル基(−S−)、カルボニル基(>C=O)、イミノ基(>NR)を有していてもよい。また、R22は、後述する第三成分で定義されるヘテロ原子含有基又は炭素−炭素不飽和基を有していてもよい。NRとしては、上記Rの例が挙げられる。
R 22 represents a monovalent substituent having a weight average molecular weight of 200 or more and 200,000 or less, having a polyalkylene oxide chain (a polyethylene oxide chain or a polypropylene oxide chain is preferred), a polycarbonate chain, or a polyester chain. The weight average molecular weight of the substituent represented by R 22 is preferably 500 or more, more preferably 700 or more, and still more preferably 1,000 or more. Further, the weight average molecular weight is preferably 100,000 or less, and more preferably 10,000 or less.
R 22 preferably has an alkyl group at the terminal (C1 is preferably 1-12, more preferably 1-6). The alkyl group is not only a hydrocarbon group, but also an ether group (—O—), a thioether group (—S—), a carbonyl group (> C═O), an imino group (> NR) in the alkyl group. N )). R 22 may have a heteroatom-containing group or a carbon-carbon unsaturated group defined in the third component described later. The NR N, examples of the R N and the like.

23は、ポリアルキレンオキシド鎖(ポリエチレンオキシド鎖、ポリプロピレンオキシド鎖が好ましい)、ポリカーボネート鎖、又はポリエステル鎖を含有する、重量平均分子量200以上200000以下の連結基である。R23で表される連結基の重量平均分子量は、500以上が好ましく、700以上がより好ましく、1000以上がさらに好ましい。重量平均分子量は、100000以下が好ましく、10000以下がより好ましい。
23は、末端にアルキル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい)を有することが好ましい。また、アルキル基中に、エーテル基(−O−)、チオエーテル基(−S−)、カルボニル基(>C=O)、イミノ基(>NR)を有していてもよい。Rは、水素原子又はアルキル基を表し、好ましくは水素原子、メチル基、エチル基である。
また、R23は、後述する第三成分で定義されるヘテロ原子含有基又は炭素−炭素不飽和基を有していてもよい。
R 23 is a linking group having a weight average molecular weight of 200 or more and 200,000 or less, which contains a polyalkylene oxide chain (preferably a polyethylene oxide chain or a polypropylene oxide chain), a polycarbonate chain, or a polyester chain. The weight average molecular weight of the linking group represented by R 23 is preferably 500 or more, more preferably 700 or more, and still more preferably 1000 or more. The weight average molecular weight is preferably 100,000 or less, and more preferably 10,000 or less.
R 23 preferably has an alkyl group at the terminal (C1 is preferably 1-12, more preferably 1-6). Further, the alkyl group may have an ether group (—O—), a thioether group (—S—), a carbonyl group (> C═O), or an imino group (> NR N ). RN represents a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
R 23 may have a heteroatom-containing group or a carbon-carbon unsaturated group defined in the third component described later.

なお、R22及びR23の重量平均分子量は、ポリマーに組み込む前のモノマーをゲル透過クロマトグラフ(GPC)により下記条件にて測定し、ポリスチレン換算値として求められる。検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製する。
<条件>
・GPC:HLC(登録商標)−8020GPC(東ソー(株)製)
・カラム:G3000HXL及びG2000HXL
・溶離液:THF(テトラヒドロフラン)、クロロホルム、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、m−クレゾール/クロロホルム(湘南和光純薬社製)から選定することができ、溶解するものであればTHFを用いる
・試料濃度:0.45質量%
・流速:1mL/min
・サンプル注入量:10μl
・測定温度:23℃
・示差屈折計(RI)検出器を使用
The weight average molecular weights of R 22 and R 23 are obtained as polystyrene equivalent values by measuring the monomers before being incorporated into the polymer by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions. The calibration curve is “Standard sample TSK standard, polystyrene” manufactured by Tosoh Corporation: “F-40”, “F-20”, “F-4”, “F-1”, “A-5000”, “A -2500 "," A-1000 ", and" n-propylbenzene ".
<Condition>
GPC: HLC (registered trademark) -8020 GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: G3000HXL and G2000HXL
-Eluent: THF (tetrahydrofuran), chloroform, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), m-cresol / chloroform (manufactured by Shonan Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) can be selected. Used ・ Sample concentration: 0.45% by mass
・ Flow rate: 1 mL / min
Sample injection volume: 10 μl
・ Measurement temperature: 23 ℃
・ Uses differential refractometer (RI) detector

有機粒子のコア粒子をなすポリウレタンのハードセグメント成分とソフトセグメント成分との比率は、以下に示す範囲が好ましい。
ハードセグメント成分の含有比率は、ポリウレタン全体中、50mol%以上が好ましく、60mol%以上がより好ましく、70mol%以上がさらに好ましい。ハードセグメント成分の含有比率は、99mol%以下が好ましく、90mol%以下がより好ましく、80mol%以下がさらに好ましい。
ソフトセグメント成分の含有比率は、ポリウレタン全体中、1mol%以上が好ましく、2mol%以上がより好ましく、5mol%以上がさらに好ましい。ソフトセグメント成分の含有比率は、50mol%以下が好ましく、30mol%以下がより好ましく、20mol%以下がさらに好ましい。
また、ハードセグメント成分100モルに対するソフトセグメント成分のモル比は、1モル以上が好ましく、10モル以上がより好ましく、50モル以上がさらに好ましい。ソフトセグメント成分のモル比は、1000モル以下が好ましく、500モル以下がより好ましく、100モル以下がさらに好ましい。
The ratio of the hard segment component and the soft segment component of the polyurethane forming the core particle of the organic particles is preferably in the following range.
The content ratio of the hard segment component is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, and further preferably 70 mol% or more in the whole polyurethane. The content ratio of the hard segment component is preferably 99 mol% or less, more preferably 90 mol% or less, and still more preferably 80 mol% or less.
The content ratio of the soft segment component is preferably 1 mol% or more, more preferably 2 mol% or more, and further preferably 5 mol% or more in the whole polyurethane. The content ratio of the soft segment component is preferably 50 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, and further preferably 20 mol% or less.
Moreover, 1 mol or more is preferable, as for the molar ratio of the soft segment component with respect to 100 mol of hard segment components, 10 mol or more is more preferable, and 50 mol or more is further more preferable. The molar ratio of the soft segment component is preferably 1000 mol or less, more preferably 500 mol or less, and even more preferably 100 mol or less.

ポリウレタン粒子は、ハードセグメント成分とソフトセグメント成分とを上記の範囲で調整することにより、全固体二次電池における界面抵抗の低減及び界面抵抗の維持により一層優れた効果が奏される。   By adjusting the hard segment component and the soft segment component in the above range, the polyurethane particles can achieve more excellent effects by reducing the interface resistance and maintaining the interface resistance in the all-solid secondary battery.

(第三成分)
ポリウレタン粒子(コア粒子)は、上記のハードセグメント成分及びソフトセグメント成分以外の第三成分を含んでもよい。
ポリウレタン粒子(コア粒子)は、第三成分として、ヘテロ原子含有基をもつ繰り返し単位を有することが好ましい。へテロ原子含有基としては、アルコール性水酸基(ヒドロキシアルキル基:炭素数は、1〜6が好ましく、1〜3がより好ましい。)、フェノール性水酸基(ヒドロキシフェニル基)、メルカプト基、カルボキシ基、スルホ基、スルホンアミド基、リン酸基、シアノ基、アミノ基、双性イオン含有基、金属ヒドロキシド基及び金属アルコキシド基から選ばれる少なくとも1つを有することが好ましい。
(Third component)
The polyurethane particles (core particles) may contain a third component other than the hard segment component and the soft segment component.
The polyurethane particles (core particles) preferably have a repeating unit having a hetero atom-containing group as a third component. As a hetero atom-containing group, an alcoholic hydroxyl group (hydroxyalkyl group: the number of carbon atoms is preferably 1-6, more preferably 1-3), a phenolic hydroxyl group (hydroxyphenyl group), a mercapto group, a carboxy group, It preferably has at least one selected from a sulfo group, a sulfonamide group, a phosphate group, a cyano group, an amino group, a zwitterion-containing group, a metal hydroxide group, and a metal alkoxide group.

ここで、アミノ基は、−NR で表され、Rは、上記のイミノ基(>NR)のRと同義であり、好ましい範囲も同じである。双性イオン含有基は、ベタイン構造(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい)を有する基であり、カチオン部分は4級アンモニウム、スルホニウム、ホスホニウムが挙げられ、アニオン部はカルボキシレート、スルホネートが挙げられる。金属ヒドロキシド基の例としては、ヒドロキシルシリル基、ヒドロキシルチタニル基が挙げられる。金属アルコキシド基の例としては、アルコキシシリル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい)、アルコキシチタニル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましい)が好ましく、より具体的には、トリメトキシシリル基、メチルジメトキシシリル基、トリエトキシシリル基、メチルジエトキシシリル基、トリメトキシチタニル基が挙げられる。Here, the amino group is represented by -NR N 2, R N has the same meaning as R N of the imino groups (> NR N), and the preferred range is also the same. The zwitterion-containing group is a group having a betaine structure (the number of carbon atoms is preferably 1 to 12, and more preferably 1 to 6). Examples of the cation moiety include quaternary ammonium, sulfonium, and phosphonium. Rate, sulfonate. Examples of the metal hydroxide group include a hydroxylsilyl group and a hydroxyl titanyl group. Examples of the metal alkoxide group include an alkoxysilyl group (carbon number is preferably 1-12, more preferably 1-6) and an alkoxy titanyl group (carbon number is preferably 1-12, more preferably 1-6). More specific examples include a trimethoxysilyl group, a methyldimethoxysilyl group, a triethoxysilyl group, a methyldiethoxysilyl group, and a trimethoxytitanyl group.

ヘテロ原子含有基をもつ繰り返し単位は、ポリウレタン全体中、0mol%〜30mol%が好ましい。ヘテロ原子含有基をもつ繰り返し単位を、ポリウレタンに組み込むことで、リチウムイオンの伝導性が向上し、無機固体電解質との相互作用により密着性が向上する。   The repeating unit having a hetero atom-containing group is preferably 0 mol% to 30 mol% in the whole polyurethane. By incorporating a repeating unit having a heteroatom-containing group into polyurethane, the conductivity of lithium ions is improved, and the adhesion is improved by interaction with the inorganic solid electrolyte.

また、コア粒子(ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子、又はポリウレタンウレア粒子)は、第三成分として、炭素−炭素不飽和基を有することも好ましい。炭素−炭素不飽和基として、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を含む基が挙げられる。炭素−炭素二重結合を含む基として、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、アリル基、マレイミド基等が挙げられる。炭素−炭素三重結合を含む基として、末端エチニル基、内部エチニル基、プロパルギル基等が挙げられる。   The core particles (polyurethane particles, polyurea particles, or polyurethane urea particles) also preferably have a carbon-carbon unsaturated group as the third component. Examples of the carbon-carbon unsaturated group include a group containing a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond. Examples of the group containing a carbon-carbon double bond include an acryl group, a methacryl group, a vinyl group, an allyl group, and a maleimide group. Examples of the group containing a carbon-carbon triple bond include a terminal ethynyl group, an internal ethynyl group, and a propargyl group.

炭素−炭素不飽和基を有する基は、下記式(1)又は式(2)で表される基がより好ましい。   The group having a carbon-carbon unsaturated group is more preferably a group represented by the following formula (1) or formula (2).


式中の「*」は、結合部位を表す。
式(1)及び式(2)中、R及びRは、それぞれ独立に、酸素原子又はイミノ基(>NR)を表す。Rは、水素原子又はアルキル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい)を表す。R〜R、R〜R10は、それぞれ独立に、水素原子又はアルキル基(炭素数は1〜12が好ましく、1〜6がより好ましく、1〜3がさらに好ましい)を表す。
“*” In the formula represents a binding site.
In formula (1) and formula (2), R 1 and R 5 each independently represents an oxygen atom or an imino group (> NR N ). RN represents a hydrogen atom or an alkyl group (C1-C12 is preferable, 1-6 are more preferable, and 1-3 are more preferable). R 2 to R 4 and R 6 to R 10 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group (the carbon number is preferably 1 to 12, more preferably 1 to 6, and further preferably 1 to 3).

炭素−炭素不飽和基をもつ繰り返し単位は、ポリウレタン、ポリウレア粒子、又はポリウレタンウレア粒子の全体に対して、それぞれ0mol%〜30mol%の範囲で含まれることが好ましい。炭素−炭素不飽和基をもつ繰り返し単位が、コア粒子をなすポリウレタン、ポリウレア、又はポリウレタンウレアに組み込まれることで、無機固体電解質との化学結合により密着性が向上する。   It is preferable that the repeating unit having a carbon-carbon unsaturated group is contained in the range of 0 mol% to 30 mol% with respect to the entire polyurethane, polyurea particles, or polyurethane urea particles. By incorporating the repeating unit having a carbon-carbon unsaturated group into polyurethane, polyurea, or polyurethane urea forming the core particle, adhesion is improved by chemical bonding with the inorganic solid electrolyte.

第三成分は、コア粒子をなすポリウレタン、ポリウレア、又はポリウレタンウレアにおいて、ハードセグメント成分又はソフトセグメント成分のいずれに存在してもよい。また、ポリマーの側鎖として存在してもよいし、ポリマーの主鎖の末端に存在していてもよい。   The third component may be present in either the hard segment component or the soft segment component in the polyurethane, polyurea, or polyurethane urea forming the core particle. Further, it may exist as a side chain of the polymer or may exist at the end of the main chain of the polymer.

イソシアネート化合物と活性水素を有する化合物との反応に使用し、生成する有機粒子(A)の分散体の連続相を形成する炭化水素系溶媒は、生成する第1の粒子(ポリウレタン、ポリウレア、又はポリウレタンウレア)に対して実質的に貧溶媒であり、かつ、活性水素を有しないものが好ましい。
炭化水素系溶媒の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、石油スピリット、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン、メシチレン等の炭化水素、ジメチルポリシロキサンなどの不活性液体が挙げられる。炭化水素系溶媒は、一種単独で用いるほか、二種以上の混合物として用いてもよい。
The hydrocarbon solvent used for the reaction between the isocyanate compound and the compound having active hydrogen and forming the continuous phase of the dispersion of the organic particles (A) to be produced is the first particles to be produced (polyurethane, polyurea or polyurethane). Those which are substantially poor solvents for urea and do not have active hydrogen are preferred.
Examples of hydrocarbon solvents include pentane, hexane, heptane, octane, decane, petroleum ether, petroleum benzine, ligroin, petroleum spirit, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, xylene, mesitylene hydrocarbons, dimethylpolysiloxane, etc. An inert liquid is mentioned. The hydrocarbon solvents may be used alone or as a mixture of two or more.

炭化水素系溶媒は、以下に挙げるポリウレア構造を有する第2の粒子に用いる溶媒と同じでもよいし、第2の粒子に用いる溶媒と異なってもよい。
また、2種以上の炭化水素系溶媒を用いて第1の粒子を生成する場合、乳化重合する前にあらかじめ混合された混合溶媒を用いて乳化重合してもよいし、イソシアネート化合物を溶解し得る第1の溶媒と、活性水素を有する化合物を溶解し得る第2の溶媒と、をあらかじめ用意しておき、一方の強く撹拌している中に他方を混合して乳化と同時に重合反応を行い、結果として2種以上の混合溶媒に分散させて第1の粒子としてもよい。この場合、ポリウレアコロイド粒子(第2の粒子)は、第1の溶媒中に分散させておくことが好ましい。
The hydrocarbon solvent may be the same as the solvent used for the second particles having the polyurea structure described below, or may be different from the solvent used for the second particles.
Moreover, when producing | generating 1st particle | grains using 2 or more types of hydrocarbon type solvents, it may emulsion-polymerize using the mixed solvent mixed beforehand before emulsion polymerization, and can dissolve an isocyanate compound. A first solvent and a second solvent capable of dissolving a compound having active hydrogen are prepared in advance, and one of them is mixed while stirring strongly, and a polymerization reaction is performed simultaneously with emulsification; As a result, the first particles may be dispersed in two or more mixed solvents. In this case, the polyurea colloidal particles (second particles) are preferably dispersed in the first solvent.

炭化水素系溶媒は、炭化水素系溶媒と合成されたポリウレタン、ポリウレア、又はポリウレタンウレアとの分離性及び生産性の観点から、220℃以下の沸点を有するものが好ましい。
ポリウレタン粒子、ポリウレア粒子、又はポリウレタンウレア粒子の合成は、場合により、触媒の使用により低温で行うことができ、作業面から、0℃以上の反応温度、好ましくは20℃以上の反応温度、より好ましくは40℃以上の反応温度で行うのが好ましい。
The hydrocarbon solvent preferably has a boiling point of 220 ° C. or less from the viewpoint of separability and productivity from polyurethane, polyurea or polyurethane urea synthesized with the hydrocarbon solvent.
The synthesis of polyurethane particles, polyurea particles, or polyurethane urea particles can optionally be carried out at a low temperature by using a catalyst. From the work surface, a reaction temperature of 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher is more preferable. Is preferably carried out at a reaction temperature of 40 ° C. or higher.

有機粒子が有する第1の粒子のガラス転移温度(Tg)は、粒子にゴム弾性を与える観点から、後述の第2の粒子のガラス転移温度(Tg)よりも高いことが好ましい。
第1の粒子のガラス転移温度は、50℃未満であることが好ましく、30℃未満であることがより好ましい。ガラス転移温度が50℃未満であると、コア粒子に弾性を与えながらも、コア粒子の形状を良好に保持するのに適している。また、ガラス転移温度は、0℃超であることが好ましく、10℃以上であることがより好ましい。ガラス転移温度が0℃超であると、コア粒子に弾性を与え、活物質等の膨張又は収縮に伴うサイクル特性の悪化が防止される。
The glass transition temperature (Tg) of the first particles of the organic particles is preferably higher than the glass transition temperature (Tg) of the second particles described later from the viewpoint of imparting rubber elasticity to the particles.
The glass transition temperature of the first particles is preferably less than 50 ° C, and more preferably less than 30 ° C. When the glass transition temperature is less than 50 ° C., it is suitable for favorably maintaining the shape of the core particle while imparting elasticity to the core particle. The glass transition temperature is preferably more than 0 ° C., more preferably 10 ° C. or more. When the glass transition temperature is higher than 0 ° C., elasticity is imparted to the core particles, and deterioration of cycle characteristics due to expansion or contraction of the active material or the like is prevented.

ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量計「X−DSC7000」(SII・ナノテクノロジー社製)を用いて下記の条件にて測定される値である。測定は、同一の試料について2回実施し、2回目の測定結果を採用する。
<条件>
・測定室内の雰囲気:窒素(50mL/min)
・昇温速度:5℃/min
・測定開始温度:−100℃
・測定終了温度:200℃
・試料パン:アルミニウム製パン
・測定試料の質量:5mg
・Tgの算定:DSCチャートの下降開始点と下降終了点の中間温度の小数点以下を四捨五入することでTgを算定した。
The glass transition temperature (Tg) is a value measured under the following conditions using a differential scanning calorimeter “X-DSC7000” (manufactured by SII Nanotechnology). The measurement is performed twice for the same sample, and the second measurement result is adopted.
<Condition>
・ Atmosphere in measurement chamber: Nitrogen (50 mL / min)
・ Raising rate: 5 ° C / min
Measurement start temperature: -100 ° C
-Measurement end temperature: 200 ° C
・ Sample pan: Aluminum pan ・ Measurement sample mass: 5 mg
-Calculation of Tg: Tg was calculated by rounding off the decimal point of the intermediate temperature between the lowering start point and the lowering end point of the DSC chart.

−ポリウレア構造を有する第2の粒子−
有機粒子(A)は、コア粒子の表面に、ポリウレア構造を有する複数の第2の粒子(ポリウレアコロイド粒子)を有している。
第2の粒子は、合成過程でコロイド状のポリウレア粒子として得られ、有機粒子(A)の合成時に乳化剤として用いられる。
-Second particles having a polyurea structure-
The organic particles (A) have a plurality of second particles (polyurea colloid particles) having a polyurea structure on the surface of the core particles.
The second particles are obtained as colloidal polyurea particles during the synthesis process, and are used as an emulsifier during the synthesis of the organic particles (A).

ポリウレアコロイド粒子の溶媒中における形態は、図1に示すように、ウレア水素結合部22に、例えば炭素数6以上の長鎖アルキル基などの親油性部21が結合した構造を有し、コロイド状態が形成されているものと推察される。ポリウレアコロイド粒子の粒径の制御については、炭化水素系溶媒と溶媒和する構造部分と溶媒和しない構造部分であるウレアドメインとを含む粒子全体の大きさ、炭化水素系溶媒と溶媒和する構造部分と溶媒和しない構造部分であるウレアドメインとのそれぞれの大きさの制御が可能である。   As shown in FIG. 1, the polyurea colloid particles in the solvent have a structure in which a lipophilic part 21 such as a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms is bonded to the urea hydrogen bond part 22 in a colloidal state. Is presumed to be formed. Regarding the control of the particle size of the polyurea colloidal particles, the size of the whole particle including the structural part that solvates with the hydrocarbon solvent and the urea domain that is the non-solvated structural part, the structural part that solvates with the hydrocarbon solvent. And the urea domain, which is a structural portion that does not solvate, can be controlled.

ポリウレアコロイド粒子は、炭化水素系溶媒に対して溶媒和されている構造部分(溶媒和部分)と溶媒和されない構造部分(非溶媒和部分)とを有している。ポリウレアコロイド粒子としては、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有する粒子が好ましい。このような粒子は、例えば、非水媒体中で、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物(いわゆる親油性ジオール)と、イソシアネート化合物と、アミン化合物と、を反応させることで得られる。つまり、炭素数6以上の長鎖アルキル基等の、炭化水素系溶媒と溶媒和した構造部分を粒子に付与することができる。なお、親油性ジオール及びイソシアネート化合物に代えて、これらの化合物からなる末端NCOプレポリマーを反応させてもよい。
一方、反応が進むにつれて、ウレア結合同士の水素結合によって、媒体中に非溶解性のウレアドメインが形成され、同時に親油性ジオールの疎水的な長鎖アルキル基が媒体中で溶媒和されることにより、非溶解性のウレアドメインの凝集等によるポリウレアコロイド粒子の巨大化が防止され、安定なポリウレアコロイド粒子が容易に得られる。
The polyurea colloidal particles have a structural part (solvated part) that is solvated with respect to the hydrocarbon solvent and a structural part that is not solvated (non-solvated part). The polyurea colloidal particles are preferably particles having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms. Such particles can be obtained, for example, by reacting a diol compound having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms (so-called lipophilic diol), an isocyanate compound, and an amine compound in a non-aqueous medium. . That is, a structural portion solvated with a hydrocarbon solvent such as a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms can be imparted to the particles. In place of the lipophilic diol and the isocyanate compound, a terminal NCO prepolymer comprising these compounds may be reacted.
On the other hand, as the reaction proceeds, hydrogen bonds between urea bonds form insoluble urea domains in the medium, and at the same time, hydrophobic long-chain alkyl groups of lipophilic diols are solvated in the medium. The polyurea colloidal particles are prevented from becoming enormous due to aggregation of non-soluble urea domains, and stable polyurea colloidal particles can be easily obtained.

ポリウレアコロイド粒子を形成する炭化水素溶媒に溶媒和する構造は、有機粒子(A)の最外層に存在する。有機粒子(A)をその他の粒子と結合させることを目的に炭化水素溶媒に溶媒和する構造中に炭素−炭素不飽和結合を有していることも好ましい。具体的には、炭素数6以上の長鎖アルキル基に炭素−炭素不飽和結合を有していることが好ましく、さらに極性基を有していないことが好ましい。このような置換基としては、ビニル基、アリル基、エチニル基などである。   The structure that solvates with the hydrocarbon solvent that forms the polyurea colloidal particles exists in the outermost layer of the organic particles (A). It is also preferable to have a carbon-carbon unsaturated bond in the structure solvated with a hydrocarbon solvent for the purpose of binding the organic particles (A) to other particles. Specifically, it is preferable that the long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms has a carbon-carbon unsaturated bond, and further it does not have a polar group. Examples of such a substituent include a vinyl group, an allyl group, and an ethynyl group.

第2の粒子の非溶媒和部分の体積平均粒子径は、0.01μm〜1.0μmの範囲が好ましく、0.05μm〜0.5μmの範囲がより好ましい。
体積平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(HORIBA社製)にて測定される値である。
The volume average particle diameter of the non-solvated portion of the second particle is preferably in the range of 0.01 μm to 1.0 μm, and more preferably in the range of 0.05 μm to 0.5 μm.
The volume average particle diameter is a value measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-920 (manufactured by HORIBA).

更に、親油性ジオールは、非水媒体中での結晶性が低く、反応が進むにつれて生じる高分子化の過程で、媒体中で親油性ジオールを主体とするポリマー鎖がある程度自由に動き得るため、非溶解性結晶部分と溶解性非結晶部分との分離が容易に行われる。ウレア結合同士の水素結合によって形成される凝集物(図1のウレア水素結合部22)が非溶解性結晶部分に相当し、非溶解性結晶部分を粒子の中心とするウレアドメインとして形成される。非溶解性結晶部分の周囲に溶媒和された疎水性基(例えば炭素数6以上の長鎖アルキル基)は、規則正しく粒子の外側に向いて配向される(図1の親油性部21)。これは、従来のミセル下に重合することにより得られる公知のコロイド粒子の製造方法における界面活性剤とは根本的に異なる作用である。   Furthermore, the lipophilic diol has low crystallinity in a non-aqueous medium, and the polymer chain mainly composed of the lipophilic diol can move freely to some extent in the process of polymerization, which occurs as the reaction proceeds. Separation of the non-soluble crystalline portion and the soluble non-crystalline portion is easily performed. Aggregates (urea hydrogen bond portions 22 in FIG. 1) formed by hydrogen bonds between urea bonds correspond to non-soluble crystal parts, and are formed as urea domains having the non-soluble crystal parts as the center of the particles. Hydrophobic groups (for example, long-chain alkyl groups having 6 or more carbon atoms) solvated around the non-soluble crystal portion are regularly oriented toward the outside of the particles (lipophilic portion 21 in FIG. 1). This is a fundamentally different action from the surfactant in the known method for producing colloidal particles obtained by polymerization under conventional micelles.

ポリウレアコロイド粒子の製造方法について、更に具体的に説明する。
まず初めに、親油性ジオールとイソシアネート化合物とを非水媒体中又は無溶媒で反応させ、イソシアネート基(NCO基)を有するプレポリマーを合成する。次に、合成されたプレポリマーを撹拌機付きのジャケット式合成釜に仕込み、濃度が5質量%〜70質量%になるように炭化水素系溶媒(不活性液体)を添加し、濃度を調整する。この溶液を撹拌しながら、予め2質量%〜20質量%の濃度に調整したアミン化合物の溶液を徐々に添加して反応させ、ポリウレア化反応でポリウレアコロイド粒子を製造する。
The method for producing polyurea colloidal particles will be described more specifically.
First, a lipophilic diol and an isocyanate compound are reacted in a non-aqueous medium or without a solvent to synthesize a prepolymer having an isocyanate group (NCO group). Next, the synthesized prepolymer is charged into a jacket-type synthesis kettle equipped with a stirrer, and a hydrocarbon solvent (inert liquid) is added to adjust the concentration so that the concentration becomes 5 mass% to 70 mass%. . While stirring this solution, a solution of an amine compound adjusted to a concentration of 2% by mass to 20% by mass in advance is gradually added and reacted to produce polyurea colloidal particles by polyureaization reaction.

アミン化合物の溶液を添加する方法は、上記の方法のほか、アミン溶液にプレポリマー又はプレポリマーの溶液を添加する方法でもよい。
ポリマー合成時の合成温度は、特に制限されず、30℃〜120℃が好ましい。ポリマー合成に際し、反応濃度、温度、撹拌機の形態、撹拌力、アミン溶液及びプレポリマー又はその溶液の添加速度等は特に限定されないが、アミン化合物とプレポリマーのイソシアネート基との反応は速いので、急激な反応が行われないように、反応を制御することが好ましい。
In addition to the above method, the method of adding the amine compound solution may be a method of adding a prepolymer or a prepolymer solution to the amine solution.
The synthesis temperature at the time of polymer synthesis is not particularly limited, and is preferably 30 ° C to 120 ° C. In the synthesis of the polymer, the reaction concentration, temperature, stirrer form, stirring power, amine solution and prepolymer or addition rate of the solution are not particularly limited, but the reaction between the amine compound and the isocyanate group of the prepolymer is fast, It is preferable to control the reaction so that a rapid reaction is not performed.

ポリウレアコロイド粒子の製造に用いる親油性ジオールは、官能基が2以下のポリオールであって、好ましい分子量は700以上5000未満である。但し、親油性ジオールは、これに限定されない。親油性ジオールの具体例としては、各種の油脂を低級アルコールやグリコールを用いてアルコリシス化する方法、油脂を部分鹸化する方法、水酸基含有脂肪酸をグリコールによりエステル化する方法等によって、油脂に約2個以下の水酸基を含有させたもの、あるいはJ.H.SAUNDERS,K.C.FRISCH著のPOLYURETHANES,CHEMISTRY ANDTECHNOLOGY PART1,Chemistry(p.48〜53、1962年発行)等に記載の、油脂変性ポリオール、末端アルコール変性したアクリル樹脂、末端アルコール変性したポリエステル等が挙げられる。
上記のうち、水酸基含有脂肪酸としては、例えば、リシノレイン酸、12−ヒドロキシステアリン酸、ヒマシ油脂肪酸、水添ヒマシ油脂肪酸等が挙げられる。
末端アルコール変性したアクリル樹脂としては、例えば、チオグリセロールを連鎖移動剤として用いた長鎖アルキル(メタ)アクリレートの重合物などが挙げられる。長鎖アルキル(メタ)アクリレートとしては、炭素数6以上30未満のアルキル(メタ)アクリレートの1種又は2種以上が好適であり、さらに好ましくは、炭素数8以上25未満(最も好ましくは炭素数10以上20未満)のアルキル(メタ)アクリレートである。具体例としては、ヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ドデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ベンジルメタクリレートなどが挙げられる。
The lipophilic diol used for the production of the polyurea colloidal particles is a polyol having a functional group of 2 or less, and a preferred molecular weight is 700 or more and less than 5000. However, the lipophilic diol is not limited to this. Specific examples of the lipophilic diol include about 2 fats and oils by a method of alcoholyzing various fats and oils with a lower alcohol or glycol, a method of partially saponifying fats and oils, a method of esterifying a hydroxyl group-containing fatty acid with glycols, etc. Those containing the following hydroxyl groups, or J.I. H. SAUNDERS, K.A. C. Examples include oil-modified polyols, terminal alcohol-modified acrylic resins, terminal alcohol-modified polyesters, and the like described in FRISCH's POLYURETHANES, CHEMISTRY ANDTECHNOLOGY PART1, Chemistry (p. 48-53, 1962).
Among the above, examples of the hydroxyl group-containing fatty acid include ricinoleic acid, 12-hydroxystearic acid, castor oil fatty acid, hydrogenated castor oil fatty acid, and the like.
Examples of the terminal alcohol-modified acrylic resin include a polymer of a long-chain alkyl (meth) acrylate using thioglycerol as a chain transfer agent. As the long-chain alkyl (meth) acrylate, one or more alkyl (meth) acrylates having 6 to 30 carbon atoms are suitable, and more preferably 8 to 25 carbon atoms (most preferably carbon number). 10 to less than 20) alkyl (meth) acrylate. Specific examples include hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, undecyl (Meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, benzyl methacrylate and the like can be mentioned.

親油性ジオールとイソシアネート化合物との反応は、水酸基(OH)の個数に対するイソシアネート基(NCO)の個数が、下記式1に示す条件を満たすように行い、溶媒和されるプレポリマー鎖の分子量を調節する。
1<「NCO/OH」≦2 ・・・(式1)
このようにして合成されるプレポリマー鎖の分子量は、特に制限はなく、好ましい範囲は約500〜15000である。
The reaction between the lipophilic diol and the isocyanate compound is carried out so that the number of isocyanate groups (NCO) relative to the number of hydroxyl groups (OH) satisfies the condition shown in the following formula 1, and the molecular weight of the solvated prepolymer chain is adjusted. To do.
1 <“NCO / OH” ≦ 2 (Formula 1)
The molecular weight of the prepolymer chain thus synthesized is not particularly limited, and a preferred range is about 500 to 15000.

イソシアネート化合物としては、公知のイソシアネート化合物を全て適用でき、特に好ましくは、ヘキサメチレンジイソシアネート、水添加トルエンジイソシアネート(水添加TDI)、水添加ジフェニルメタンジイソシアネート(水添加MDI)、イソホロジイソシアネート等の脂肪族又は脂環族系ジイソシアネート化合物である。   As the isocyanate compound, all known isocyanate compounds can be applied, and particularly preferably aliphatic such as hexamethylene diisocyanate, water-added toluene diisocyanate (water-added TDI), water-added diphenylmethane diisocyanate (water-added MDI), isophorodiisocyanate or the like. It is an alicyclic diisocyanate compound.

ポリウレアコロイド粒子の製造に用いる非水媒体としては、使用原料である親油性ジオール、ジイソシアネート化合物、及びアミン化合物を溶解するもので、活性水素を有しない全ての非水系溶媒を使用することができる。特に好ましい非水媒体は、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素系溶媒である。
非水媒体は1種単独で用いてもよいし、2種以上を混合してもよい。
なお、本開示において、「溶解」には、常温及び高温下での溶解の両方が含まれる。
As the non-aqueous medium used for producing the polyurea colloidal particles, any non-aqueous solvent that dissolves the lipophilic diol, the diisocyanate compound, and the amine compound, which are raw materials, and does not have active hydrogen can be used. Particularly preferred non-aqueous media are hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane, decane, cyclohexane, toluene, and xylene.
A non-aqueous medium may be used individually by 1 type, and may mix 2 or more types.
In the present disclosure, “dissolution” includes both dissolution at normal temperature and high temperature.

ポリウレアコロイド粒子の製造に用いるアミン化合物としては、例えば、エチレンジアミン、ジアミノプロパン、ジアミノブタン、ヘキサメチレンジアミン、トリメチルヘキサメチレンジアミン、N−アミノエチルピペラジン、ビス−アミノプロピルピペラジン、ポリオキシプロピレンジアミン、4,4−ジアミノジシクロヘキシルメタン、イソホロンジアミン、チオ尿素、メチルイミノビスプロピルアミン等が挙げられる。アミン化合物は、一種単独で用いてもよいし、二種以上を混合した混合物として用いてもよい。   Examples of amine compounds used for the production of polyurea colloidal particles include ethylenediamine, diaminopropane, diaminobutane, hexamethylenediamine, trimethylhexamethylenediamine, N-aminoethylpiperazine, bis-aminopropylpiperazine, polyoxypropylenediamine, 4, 4-diaminodicyclohexylmethane, isophoronediamine, thiourea, methyliminobispropylamine and the like can be mentioned. An amine compound may be used individually by 1 type, and may be used as a mixture which mixed 2 or more types.

ポリウレアコロイド粒子の製造に用いる親油性ジオール、イソシアネート化合物、アミン化合物、並びに、得られるプレポリマーの種類、使用量及び使用比率は、使用する溶媒中でのポリウレアコロイド粒子の大きさ及び安定性等を制御する目的で決定される。すなわち、ポリウレアコロイド粒子は、非水媒体中で溶媒和されないウレアドメイン(結晶部分)と、ウレアドメインから伸びて非水媒体中で溶媒和されたポリマー鎖と、により形成されている。   The type, use amount and use ratio of the lipophilic diol, isocyanate compound, amine compound and the resulting prepolymer used in the production of the polyurea colloid particles are the size and stability of the polyurea colloid particles in the solvent used. Determined for control purposes. That is, the polyurea colloidal particles are formed by urea domains (crystal parts) that are not solvated in the non-aqueous medium, and polymer chains that extend from the urea domain and are solvated in the non-aqueous medium.

ポリウレアコロイド粒子のウレアドメインの大きさ及び溶媒和されたポリマー鎖の大きさと形態により、ポリウレアコロイド粒子の性質は左右される。
ウレアドメインと炭化水素溶媒と溶媒和する構造部分(ポリマー鎖)とで形成されたポリウレアコロイド粒子は、非水媒体中で安定的に分散されたポリウレアコロイド分散液として得られる。また、分散液中でのポリウレアコロイド粒子におけるウレアドメインの体積平均粒子径は、通常0.01μm〜1.0μmである。炭化水素溶媒と溶媒和する構造部分(ポリマー鎖)の1個の分子量は、約500〜15000である。
ポリマー鎖に対するウレアドメインの質量比(ウレアドメイン(ウレア結合又はアミン化合物)/ポリマー鎖)としては、0.5〜30の範囲が好ましい。ウレア結合の割合が上記範囲の下限以上であると、ポリウレアコロイド粒子中の非溶媒和性ウレアドメインが形成されやすく、ポリウレアコロイド粒子が非水媒体に溶解性し難くなり、良好なポリウレアコロイド粒子が生成されやすい。一方、ウレア結合の割合が上記範囲の上限以下であると、ウレアドメインが大きくなり過ぎず、得られるポリウレアコロイド粒子の安定性が保たれ、ポリウレアコロイド粒子の凝集が抑制される。
なお、ポリウレアコロイド粒子の分散液における粒子径は、ウレアドメイン(図1に示す粒子状の結晶部分)の直径(図1中の長さA)を表している。
The nature of the polyurea colloidal particles depends on the size of the urea domains of the polyurea colloidal particles and the size and morphology of the solvated polymer chains.
The polyurea colloidal particles formed of the urea domain, the hydrocarbon solvent, and the solvating structural part (polymer chain) are obtained as a polyurea colloid dispersion liquid stably dispersed in a non-aqueous medium. The volume average particle diameter of the urea domain in the polyurea colloidal particles in the dispersion is usually 0.01 μm to 1.0 μm. The molecular weight of one of the structural parts (polymer chains) solvated with the hydrocarbon solvent is about 500-15000.
The mass ratio of urea domain to polymer chain (urea domain (urea bond or amine compound) / polymer chain) is preferably in the range of 0.5 to 30. If the ratio of urea bonds is at least the lower limit of the above range, non-solvating urea domains in the polyurea colloid particles are likely to be formed, and the polyurea colloid particles are difficult to dissolve in a non-aqueous medium. Easy to generate. On the other hand, if the ratio of urea bonds is less than or equal to the upper limit of the above range, the urea domain does not become too large, the stability of the resulting polyurea colloid particles is maintained, and aggregation of the polyurea colloid particles is suppressed.
The particle diameter in the dispersion of polyurea colloidal particles represents the diameter (length A in FIG. 1) of the urea domain (particulate crystal portion shown in FIG. 1).

以上のように、ポリウレアコロイド粒子の分散液は、光の錯乱により青い乳光から黄味がかった乳光に見える。ポリウレアコロイド粒子の分散液を乾燥固化したものは、比較的溶解力の低い炭化水素系溶媒中に容易に再分散し、任意の濃度のポリウレアコロイド粒子の分散液とすることができる。また、ポリウレアコロイド粒子の分散液を乾燥固化したものは、ジメチルホルムアミド、ホルムアミド、シメチルスルホキシド、メチルエチルケトン、酢酸ブチル等の極性溶剤には殆ど溶解し、溶解した液に上記のような溶解力の低い非水溶媒を適当量添加混合することにより、ポリマー中のウレア結合が析出結晶化して、溶媒和されないウレアドメインを形成し、ポリウレアコロイド分散液とすることができる。   As described above, the dispersion of the polyurea colloidal particles looks from blue opalescence to yellowish opalescence due to light confusion. A solution obtained by drying and solidifying a dispersion of polyurea colloidal particles can be easily redispersed in a hydrocarbon solvent having a relatively low dissolving power to obtain a dispersion of polyurea colloidal particles having an arbitrary concentration. In addition, when the polyurea colloidal particle dispersion is dried and solidified, it is almost soluble in polar solvents such as dimethylformamide, formamide, cymethyl sulfoxide, methyl ethyl ketone, and butyl acetate, and has low solubility as described above. By adding and mixing an appropriate amount of a non-aqueous solvent, urea bonds in the polymer are precipitated and crystallized to form urea domains that are not solvated, whereby a polyurea colloidal dispersion can be obtained.

安定的な分散状態に制御されたポリウレアコロイド粒子の分散液を製造するには、図1のように、非水溶媒(特に炭化水素系溶媒)と溶媒和する構造部分(ポリマー鎖)と、溶媒和しない構造部分(結晶部分)であるウレアドメインと、が明瞭に相分離していることが望ましい。明瞭に相分離するには、非水溶媒(特に炭化水素系溶媒)と溶媒和する構造部分と、溶媒和しない構造部分(結晶部分)であるウレアドメインと、が混在しないように製造することが重要である。そのためには、合成過程において、非水溶媒(特に炭化水素系溶媒)と溶媒和する構造部分と溶媒和しない構造部分であるウレアドメインとを分離しやすい合成条件が要求される。   In order to produce a dispersion of polyurea colloidal particles controlled to a stable dispersion state, as shown in FIG. 1, a structure portion (polymer chain) solvated with a nonaqueous solvent (particularly a hydrocarbon solvent), a solvent, It is desirable that the urea domain, which is a structure part (crystal part) that is not summed, is clearly phase-separated. In order to clearly separate the phases, it is necessary to manufacture so that a non-aqueous solvent (particularly a hydrocarbon solvent) and a solvated structure part and a non-solvated structure part (crystal part) are not mixed with urea domains. is important. For this purpose, a synthesis condition is required in which the non-aqueous solvent (particularly hydrocarbon solvent) and the solvated structural part and the urea domain, which is a non-solvated structural part, can be easily separated in the synthesis process.

ポリウレアコロイド粒子の合成は、NCO基を有するプレポリマーの溶液及びアミン化合物の溶液の両方の濃度が低く、一方の溶液に他方の溶液を添加する添加速度が遅いほど良好な結果が得られる。撹拌は、プロペラミキサー撹拌で充分である。また、原料溶液の濃度が高い場合又は溶液の添加速度が速い場合には、ホモジナイザー等の使用による高剪断力の混合を行いながら合成することが好ましい。反応温度は、使用する非水溶媒の種類と、非水溶媒に対するウレアドメインの溶解度とにより決まり、合成を制御し易い点で、好ましい温度は30℃〜120℃である。但し、温度は、上記範囲に特に限定されない。
ウレアドメインの形成は、合成過程で形成する方法、あるいは高温で合成したものの冷却過程で形成する方法でもよい。
The synthesis of the polyurea colloidal particles gives better results as the concentrations of both the prepolymer solution having an NCO group and the amine compound solution are lower and the addition rate of adding the other solution to one solution is slower. For the stirring, propeller mixer stirring is sufficient. Further, when the concentration of the raw material solution is high or when the addition rate of the solution is high, it is preferable to synthesize while mixing with a high shearing force by using a homogenizer or the like. The reaction temperature is determined by the type of the non-aqueous solvent used and the solubility of the urea domain in the non-aqueous solvent, and the preferred temperature is 30 ° C. to 120 ° C. in that the synthesis can be easily controlled. However, the temperature is not particularly limited to the above range.
The formation of the urea domain may be a method of forming in the synthesis process, or a method of forming the urea domain in the cooling process of the one synthesized at a high temperature.

ポリウレアコロイド粒子において重要な因子は、粒子の表面基の種類及び濃度であり、更には、不活性液体中における分散性と分散粒径である。すなわち、ポリウレアコロイド粒子の乳化剤としての作用は、水滴が油に分散する油中水滴(W/O)型の乳化剤、又は油滴が水に分散する水中油滴(O/W)型の乳化剤に依存し、イソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物の、親水性及び疎水性の強さと、不活性液体と、の相関性で作用する。
これらの条件を加味して検討を加えた結果として、ポリイソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物に対するポリウレアコロイド粒子の添加量の調整で、ポリウレタン粒子の粒径をコントロールすることが可能であり、上記の範囲で添加量が多い程粒径は小さくなり、少ない程粒径が大きくなる。
The important factors in the polyurea colloidal particles are the type and concentration of the surface groups of the particles, and further the dispersibility and the dispersed particle size in an inert liquid. That is, the action of the polyurea colloidal particles as an emulsifier is as follows: a water-in-oil (W / O) type emulsifier in which water droplets are dispersed in oil; Depending on the correlation between the strength of hydrophilicity and hydrophobicity of the isocyanate compound and the compound having active hydrogen, and the inert liquid.
As a result of adding consideration to these conditions, it is possible to control the particle size of the polyurethane particles by adjusting the amount of polyurea colloid particles added to the polyisocyanate compound and the compound having active hydrogen. The larger the amount added in the range, the smaller the particle size, and the smaller the amount, the larger the particle size.

有機粒子が有する第2の粒子のガラス転移温度は、柔軟さを与え、固体粒子間、固体粒子を含む層間、又は電池製造の際における固体粒子を含む層及び集電体間等における付着性が良くなり、界面密着性が向上する点から、既述の第1の粒子のガラス転移温度よりも低いことが好ましい。
第2の粒子のガラス転移温度は、0℃未満であることが好ましく、−20℃未満であることがより好ましい。ガラス転移温度が0℃未満であることで、コア粒子の表面に柔軟な構造部分(好ましくは長鎖アルキル部位)を付与し、付着性が高められる。また、第2の粒子のガラス転移温度は、−100℃以上が好ましく、−70℃以上がより好ましい。ガラス転移温度が−70℃以上であることで、取扱い性を保持しやすい。
ガラス転移温度(Tg)は、上記と同様の方法で測定される値である。
The glass transition temperature of the second particles of the organic particles gives flexibility and adherence between the solid particles, between the layers containing the solid particles, or between the layer containing the solid particles and the current collector during battery production. It is preferable that it is lower than the glass transition temperature of the first particles described above from the viewpoint of improving the interface adhesion.
The glass transition temperature of the second particles is preferably less than 0 ° C, and more preferably less than -20 ° C. When the glass transition temperature is less than 0 ° C., a flexible structural portion (preferably a long-chain alkyl moiety) is imparted to the surface of the core particle, and adhesion is improved. The glass transition temperature of the second particles is preferably −100 ° C. or higher, more preferably −70 ° C. or higher. When the glass transition temperature is −70 ° C. or higher, handleability is easily maintained.
The glass transition temperature (Tg) is a value measured by the same method as described above.

以上のような原材料から得られた有機粒子を含む有機粒子分散液に無機固体電解質を加えることで固体電解質組成物を得ることができる。
また、以上のように、原料から得た有機粒子の分散液から、常圧又は減圧下で炭化水素系溶媒を分離することによって、有機粒子を得ることもできる。有機粒子を分散媒に再分散し、これに無機固体電解質を加えることで、固体電解質組成物を得ることもできる。
A solid electrolyte composition can be obtained by adding an inorganic solid electrolyte to an organic particle dispersion containing organic particles obtained from the raw materials as described above.
In addition, as described above, organic particles can also be obtained by separating a hydrocarbon solvent under a normal pressure or a reduced pressure from a dispersion of organic particles obtained from a raw material. A solid electrolyte composition can also be obtained by redispersing organic particles in a dispersion medium and adding an inorganic solid electrolyte thereto.

粒子化に用いる装置としては、スプレイドライヤー、濾過装置付真空乾燥機、撹拌装置付真空乾燥機、棚式乾燥機等の公知の装置を使用することができる。
好ましい乾燥温度は、不活性液体の蒸気圧、ポリウレタン粒子の軟化温度、粒径等に影響されるが、好ましくは減圧下40℃〜80℃である。
As an apparatus used for particle formation, known apparatuses such as a spray dryer, a vacuum dryer with a filtration device, a vacuum dryer with a stirring device, and a shelf dryer can be used.
The preferred drying temperature is influenced by the vapor pressure of the inert liquid, the softening temperature of the polyurethane particles, the particle size, etc., but is preferably 40 ° C. to 80 ° C. under reduced pressure.

上記のようにして作製された有機粒子は、真球状であることが好ましい。真球であることは、図1に示す粒子状の結晶部分の形状を拡大観察等することで把握することができる。真球とは、球体であることを指し、球体が完全な球形である場合のみならず、一見して球形と把握できる略球形である場合も含む。
有機粒子の体積平均粒子径は、0.1μm〜100μmの範囲が好ましく、0.5μm〜25μmの範囲がより好ましい。
体積平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(HORIBA社製)にて測定される値である。
体積平均粒子径は、合成釜の乳化型式(プロペラ式、錨型式、ホモジナイザー、螺旋帯式等)及び撹拌力の大小に左右されるが、特に非水溶媒中のイソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物の濃度、ポリウレアコロイド粒子の種類及び添加量に影響される。
イソシアネート化合物及び活性水素を有する化合物を乳化するための機械的撹拌又は剪断力は、乳化の初期段階で決定され、機械的撹拌又は剪断力が強いほど、被分散体の粒子径は小さくなる。その後の撹拌及び剪断力は、大きく影響せず、かえって機械的撹拌又は剪断力が強すぎると、分散体同士の凝集を促進することがある。
The organic particles produced as described above are preferably spherical. Being a true sphere can be grasped by magnifying the shape of the particulate crystal portion shown in FIG. The true sphere indicates a sphere, and includes not only a case where the sphere is a perfect sphere but also a case where the sphere is a substantially sphere that can be grasped at a glance.
The volume average particle diameter of the organic particles is preferably in the range of 0.1 μm to 100 μm, and more preferably in the range of 0.5 μm to 25 μm.
The volume average particle diameter is a value measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-920 (manufactured by HORIBA).
The volume average particle size depends on the emulsification type of the synthetic kettle (propeller type, vertical type, homogenizer, spiral band type, etc.) and the magnitude of the stirring force, but in particular a compound having an isocyanate compound and active hydrogen in a non-aqueous solvent It is influenced by the concentration of polyurea, the type of polyurea colloidal particles and the amount added.
The mechanical stirring or shearing force for emulsifying the isocyanate compound and the compound having active hydrogen is determined in the initial stage of emulsification. The stronger the mechanical stirring or shearing force, the smaller the particle size of the dispersion. Subsequent stirring and shearing forces do not have a significant effect, and if the mechanical stirring or shearing force is too strong, aggregation of the dispersions may be promoted.

固体電解質組成物中における有機粒子の含有量は、無機固体電解質(活物質を用いる場合はこれを含む)100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.1質量部以上であることがより好ましく、0.5質量部以上であることが特に好ましい。また、有機粒子の含有量は、20質量部以下であることが好ましく、15質量部以下であることがより好ましく、10質量部以下であることが特に好ましい。   The content of the organic particles in the solid electrolyte composition is preferably 0.01 parts by mass or more and 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the inorganic solid electrolyte (including this when an active material is used). More preferably, it is more than 0.5 part by weight. Further, the content of the organic particles is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 15 parts by mass or less, and particularly preferably 10 parts by mass or less.

また、固体電解質組成物中における有機粒子の含有量としては、固体電解質組成物の固形分に対して、0.01質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることが更に好ましい。また、有機粒子の含有量は、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。
有機粒子の含有量が上記の範囲内であると、無機固体電解質の結着性と界面抵抗の抑制効果とを、より一層向上させることができる。
The content of the organic particles in the solid electrolyte composition is preferably 0.01% by mass or more and more preferably 0.1% by mass or more with respect to the solid content of the solid electrolyte composition. Preferably, it is 0.5 mass% or more. Further, the content of the organic particles is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
When the content of the organic particles is within the above range, the binding property of the inorganic solid electrolyte and the effect of suppressing the interface resistance can be further improved.

なお、固体電解質組成物には、既述の特定の有機粒子以外に、他のバインダーや各種の添加剤を組み合わせて用いてもよい。   In addition to the specific organic particles described above, other binders and various additives may be used in combination in the solid electrolyte composition.

−無機固体電解質(B)−
本発明の一実施形態の固体電解質組成物は、無機固体電解質の少なくとも一種を含有する。無機固体電解質としては、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有するものであれば、特に制限はなく、電子伝導性を有しないものが一般的である。
無機固体電解質とは、無機の固体電解質を指し、固体電解質とは、電解質内部においてイオンを移動させることができる固体のことである。
-Inorganic solid electrolyte (B)-
The solid electrolyte composition of one embodiment of the present invention contains at least one inorganic solid electrolyte. The inorganic solid electrolyte is not particularly limited as long as it has conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and generally does not have electron conductivity.
The inorganic solid electrolyte refers to an inorganic solid electrolyte, and the solid electrolyte is a solid that can move ions inside the electrolyte.

無機固体電解質は、有機物(つまり炭素原子)を含まないことから、有機固体電解質(ポリエチレンオキシド(PEO)等に代表される高分子電解質、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)などに代表される有機電解質塩)とは明確に区別される。
また、無機固体電解質は、定常状態では固体であるため、カチオン及びアニオンが解離又は遊離しておらず、電解液又はポリマー中でカチオン及びアニオンが解離又は遊離している無機電解質塩(LiPF,LiBF,LiFSI,LiClなど)とも明確に区別される。
Since inorganic solid electrolytes do not contain organic substances (that is, carbon atoms), they are represented by organic solid electrolytes (polymer electrolytes typified by polyethylene oxide (PEO), lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI), etc. It is clearly distinguished from the organic electrolyte salt).
Further, since the inorganic solid electrolyte is solid in a steady state, the cation and the anion are not dissociated or released, and the inorganic electrolyte salt (LiPF 6 , LiBF 4 , LiFSI, LiCl, etc.) are also clearly distinguished.

周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質は、固体電解質を利用した二次電池分野において常用される固体電解質材料から適宜選定して用いることができる。無機固体電解質としては、(i)硫化物系の無機固体電解質、及び(ii)酸化物系の無機固体電解質を好適に挙げることができる。   The inorganic solid electrolyte having conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table can be appropriately selected from solid electrolyte materials commonly used in the field of secondary batteries using solid electrolytes. . Preferred examples of the inorganic solid electrolyte include (i) a sulfide-based inorganic solid electrolyte and (ii) an oxide-based inorganic solid electrolyte.

(i)硫化物系の無機固体電解質
硫化物系の無機固体電解質は、硫黄(S)を含有し、かつ、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有するものを選択すればよい。硫化物系の無機固体電解質は、電子絶縁性を有するものであってもよい。
硫化物系の無機固体電解質としては、例えば、下記式(1)で表される組成を有するリチウムイオン伝導性の無機固体電解質が挙げられる。
Li ・・・(1)
式(1)において、Mは、B、Zn、Sn、Si、Cu、Ga、Sb、Al及びGeから選択される元素を表す。中でも、Mは、B、Sn、Si、Al及びGeが好ましく、Sn、Al及びGeがより好ましい。Aは、I、Br、Cl又はFを表し、I及びBrが好ましく、Iが特に好ましい。
a,b,c,d及びeは、それぞれ独立に、各元素の組成比を表し、a:b:c:d:eは、1〜12:0〜1:1:2〜12:0〜5を満たす。
更には、aは、1〜9が好ましく、1.5〜4がより好ましい。bは、0〜0.5が好ましい。dは、3〜7が好ましく、3.25〜4.5がより好ましい。eは、0〜3が好ましく、0〜2がより好ましい。
(I) Sulfide-based inorganic solid electrolyte The sulfide-based inorganic solid electrolyte contains sulfur (S) and has conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. Should be selected. The sulfide-based inorganic solid electrolyte may have an electronic insulating property.
Examples of the sulfide-based inorganic solid electrolyte include a lithium ion conductive inorganic solid electrolyte having a composition represented by the following formula (1).
Li a M b P c S d A e ··· (1)
In the formula (1), M represents an element selected from B, Zn, Sn, Si, Cu, Ga, Sb, Al, and Ge. Among these, M is preferably B, Sn, Si, Al and Ge, and more preferably Sn, Al and Ge. A represents I, Br, Cl or F, I and Br are preferred, and I is particularly preferred.
a, b, c, d and e each independently represent a composition ratio of each element, and a: b: c: d: e is 1-12: 0 to 1: 1: 2 to 12: 0. 5 is satisfied.
Furthermore, a is preferably 1 to 9, and more preferably 1.5 to 4. b is preferably 0 to 0.5. d is preferably 3 to 7, and more preferably 3.25 to 4.5. e is preferably from 0 to 3, and more preferably from 0 to 2.

式(1)において、Li、M、P及びSの組成比は、好ましくはb=e=0である。すなわち、リチウム・リン硫化物系(以下、Li/P/S系ともいう。)の無機固体電解質が好ましい。Li、M、P及びSのより好ましい組成比は、b=e=0、かつ、a、c及びdの組成比(a:c:d)がa:c:d=1〜9:1:3〜7を満たす場合であり、さらに好ましくは、b=e=0、かつ、a:c:d=1.5〜4:1:3.25〜4.5を満たす場合である。   In the formula (1), the composition ratio of Li, M, P and S is preferably b = e = 0. That is, an inorganic solid electrolyte of lithium / phosphorous sulfide type (hereinafter also referred to as Li / P / S type) is preferable. More preferable composition ratios of Li, M, P and S are b = e = 0, and the composition ratios of a, c and d (a: c: d) are a: c: d = 1 to 9: 1: 3 to 7, more preferably b = e = 0 and a: c: d = 1.5 to 4: 1: 3.25 to 4.5.

式(1)中の各元素の組成比は、下記のように、硫化物系の無機固体電解質を製造する際の原料化合物の配合量を調整することにより制御することができる。   The composition ratio of each element in the formula (1) can be controlled by adjusting the blending amount of the raw material compound when producing the sulfide-based inorganic solid electrolyte as described below.

硫化物系の無機固体電解質は、非結晶(ガラス)であっても、結晶化(ガラスセラミックス化)していてもよく、一部のみが結晶化していてもよい。中でも、Li/P/S系ガラス及びLi/P/S系ガラスセラミックスが好ましい。   The sulfide-based inorganic solid electrolyte may be amorphous (glass), crystallized (glass ceramics), or only partially crystallized. Among these, Li / P / S glass and Li / P / S glass ceramic are preferable.

硫化物系の無機固体電解質の中でも、リチウムイオンの伝導性に優れることから、ガラス状の硫化物系無機固体電解質が好ましく、ガラスセラミックス状の硫化物系無機固体電解質が好ましく、更には、リチウム・リン硫化物系のガラスセラミックス状固体電解質が好ましい。
「ガラスセラミックス状硫化物系無機固体電解質」とは、非晶質構造の一部が結晶化された組織を有する硫化物系の無機固体電解質のことを指す。
リチウム・リン硫化物系電解質は、[1]硫化リチウム(LiS)と五硫化二燐(P)、[2]硫化リチウムと単体燐及び単体硫黄の少なくとも一方、又は[3]硫化リチウムと五硫化二燐と単体燐及び単体硫黄の少なくとも一方、の反応により製造することができる。
Among sulfide-based inorganic solid electrolytes, glass-like sulfide-based inorganic solid electrolytes are preferable, glass-ceramic sulfide-based inorganic solid electrolytes are preferable, because lithium ion conductivity is excellent. A phosphide-based glass-ceramic solid electrolyte is preferred.
The “glass ceramics-like sulfide-based inorganic solid electrolyte” refers to a sulfide-based inorganic solid electrolyte having a structure in which a part of an amorphous structure is crystallized.
The lithium-phosphorous sulfide-based electrolyte includes [1] lithium sulfide (Li 2 S) and diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ), [2] lithium sulfide and at least one of elemental phosphorus and elemental sulfur, or [3]. It can be produced by the reaction of lithium sulfide, diphosphorus pentasulfide, simple phosphorus and simple sulfur.

Li/P/S系ガラス及びLi/P/S系ガラスセラミックスにおける、LiSとPとの比率は、LiS:Pのモル比で、好ましくは65:35〜85:15、より好ましくは68:32〜75:25である。LiSとPとの比率をこの範囲にすることにより、リチウムイオン伝導度を高いものとすることができる。具体的には、リチウムイオン伝導度を、好ましくは1×10−4S/cm以上とすることができ、より好ましくは1×10−3S/cm以上とすることができる。上限には、特に制限はないが、1×10−1以下であることが実際的である。The ratio of Li 2 S to P 2 S 5 in the Li / P / S glass and Li / P / S glass ceramic is a molar ratio of Li 2 S: P 2 S 5 , preferably 65:35 to 35:35. 85:15, more preferably 68:32 to 75:25. By setting the ratio of Li 2 S to P 2 S 5 within this range, the lithium ion conductivity can be increased. Specifically, the lithium ion conductivity can be preferably 1 × 10 −4 S / cm or more, and more preferably 1 × 10 −3 S / cm or more. The upper limit is not particularly limited, but is practically 1 × 10 −1 or less.

具体的な化合物例としては、LiSと、第13族〜第15族の元素の硫化物と、を含有する原料組成物を用いてなる固体電解質を挙げることができる。
具体的には、LiS/P、LiS/LiI/P、LiS/LiI/LiO/P、LiS/LiBr/P、LiS/LiO/P、LiS/LiPO/P、LiS/P/P、LiS/P/SiS、LiS/P/SnS、LiS/P/Al、LiS/GeS、LiS/GeS/ZnS、LiS/Ga、LiS/GeS/Ga、LiS/GeS/P、LiS/GeS/Sb、LiS/GeS/Al、LiS/SiS、LiS/Al、LiS/SiS/Al、LiS/SiS/P、LiS/SiS/P/LiI、LiS/SiS/LiI、LiS/SiS/LiSiO、LiS/SiS/LiPO、Li10GeP12などが挙げられる。その中でも、LiS/P、LiS/GeS/Ga、LiS/LiI/P、LiS/LiI/LiO/P、LiS/GeS/P、LiS/SiS/P、LiS/SiS/LiSiO、LiS/SiS/LiPO4、LiS/LiPO/P、LiS/GeS/P、Li10GeP12からなる固体電解質が好ましい。 上記のような結晶質の原料組成物及び非晶質の原料組成物から選ばれる原料組成物は、高いリチウムイオン伝導性を有するので好ましい。
Specific examples of the compound include a solid electrolyte using a raw material composition containing Li 2 S and a sulfide of an element belonging to Group 13 to Group 15.
Specifically, Li 2 S / P 2 S 5 , Li 2 S / LiI / P 2 S 5 , Li 2 S / LiI / Li 2 O / P 2 S 5 , Li 2 S / LiBr / P 2 S 5 Li 2 S / Li 2 O / P 2 S 5 , Li 2 S / Li 3 PO 4 / P 2 S 5 , Li 2 S / P 2 S 5 / P 2 O 5 , Li 2 S / P 2 S 5 / SiS 2 , Li 2 S / P 2 S 5 / SnS, Li 2 S / P 2 S 5 / Al 2 S 3 , Li 2 S / GeS 2 , Li 2 S / GeS 2 / ZnS, Li 2 S / Ga 2 S 3 , Li 2 S / GeS 2 / Ga 2 S 3 , Li 2 S / GeS 2 / P 2 S 5 , Li 2 S / GeS 2 / Sb 2 S 5 , Li 2 S / GeS 2 / Al 2 S 3, Li 2 S / SiS 2 , Li 2 S / Al 2 S 3, Li 2 S / SiS 2 / Al S 3, Li 2 S / SiS 2 / P 2 S 5, Li 2 S / SiS 2 / P 2 S 5 / LiI, Li 2 S / SiS 2 / LiI, Li 2 S / SiS 2 / Li 4 SiO 4, Examples include Li 2 S / SiS 2 / Li 3 PO 4 , Li 10 GeP 2 S 12, and the like. Among them, Li 2 S / P 2 S 5 , Li 2 S / GeS 2 / Ga 2 S 3 , Li 2 S / LiI / P 2 S 5 , Li 2 S / LiI / Li 2 O / P 2 S 5 , Li 2 S / GeS 2 / P 2 S 5 , Li 2 S / SiS 2 / P 2 S 5 , Li 2 S / SiS 2 / Li 4 SiO 4 , Li 2 S / SiS 2 / Li 3 PO 4, Li 2 A solid electrolyte composed of S / Li 3 PO 4 / P 2 S 5 , Li 2 S / GeS 2 / P 2 S 5 , and Li 10 GeP 2 S 12 is preferable. A raw material composition selected from the crystalline raw material composition and the amorphous raw material composition as described above is preferable because it has high lithium ion conductivity.

上記のような原料組成物を用いて硫化物固体電解質材料を合成する方法としては、例えば、非晶質化法が挙げられる。非晶質化法としては、例えば、メカニカルミリング法又は溶融急冷法を挙げることができ、中でも、メカニカルミリング法が好ましい。メカニカルミリング法は、常温での処理が可能であり、製造工程の簡略化を図ることができる点で好ましい。   Examples of a method for synthesizing a sulfide solid electrolyte material using the raw material composition as described above include an amorphization method. Examples of the amorphization method include a mechanical milling method and a melt quenching method, and among them, the mechanical milling method is preferable. The mechanical milling method is preferable in that processing at normal temperature is possible and the manufacturing process can be simplified.

(ii)酸化物系の無機固体電解質
酸化物系の無機固体電解質は、酸素(O)を含有し、かつ、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオン伝導性を有するものを選択すればよい。酸化物系の無機固体電解質は、電子絶縁性を有するものであってもよい。
(Ii) Oxide-based inorganic solid electrolyte An oxide-based inorganic solid electrolyte contains oxygen (O) and has ionic conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. Just choose. The oxide-based inorganic solid electrolyte may have an electronic insulating property.

具体的な化合物例としては、LiLaTiO〔x=0.3〜0.7、y=0.3〜0.7〕(LLT)、LiLaZr(MはAl,Mg,Ca,Sr,V,Nb,Ta,Ti,Ge,In,及びSnの少なくとも1種以上の元素であり、xは5≦x≦10を満たし、yは1≦y≦4を満たし、zは1≦z≦4を満たし、mは0≦z≦2を満たし、nは5≦x≦20を満たす。)、Li(MはC,S,Al,Si,Ga,Ge,In,及びSnの少なくとも1種以上の元素であり、xは0≦x≦5を満たし、yは0≦y≦1を満たし、zは0≦z≦1を満たし、nは0≦x≦6を満たす。)、Li(Al,Ga)(Ti,Ge)Si(但し、1≦x≦3、0≦y≦1、0≦z≦2、0≦a≦1、1≦m≦7、3≦n≦13)、Li(3−2x)DO(xは0以上0.1以下の数を表し、Mは2価の金属原子を表す。Dはハロゲン原子又は2種以上のハロゲン原子の組み合わせを表す。)、LiSi(1≦x≦5、0<y≦3、1≦z≦10)、Li(1≦x≦3、0<y≦2、1≦z≦10)、LiBO−LiSO、LiO−B−P、LiO−SiO、LiBaLaTa12、LiPO(4−3/2w)(wはw<1)、LISICON(Lithium super ionic conductor)型結晶構造を有するLi3.5Zn0.25GeO、ペロブスカイト型結晶構造を有するLa0.55Li0.35TiO、NASICON(Natrium super ionic conductor)型結晶構造を有するLiTi12、Li1+x+y(Al,Ga)(Ti,Ge)2−xSi3−y12(但し、0≦x≦1、0≦y≦1)、ガーネット型結晶構造を有するLiLaZr12等が挙げられる。
また、Li、P及びOを含むリン化合物も望ましく、例えば、リン酸リチウム(LiPO)、リン酸リチウムの酸素の一部を窒素で置換したLiPON、LiPOD(Dは、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、Ta、W、Pt、及びAu等から選ばれた少なくとも1種)等が挙げられる。
また、LiAON(Aは、Si、B、Ge、Al、C、及びGa等から選ばれる少なくとも1種)等も好ましく用いることができる。
Specific compound examples, Li x La y TiO 3 [x = 0.3~0.7, y = 0.3~0.7] (LLT), Li x La y Zr z M m O n ( M is at least one element selected from Al, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Ti, Ge, In, and Sn, x satisfies 5 ≦ x ≦ 10, and y satisfies 1 ≦ y ≦. 4 was filled, z satisfies 1 ≦ z ≦ 4, m satisfies 0 ≦ z ≦ 2, n satisfies 5 ≦ x ≦ 20.), Li x B y M z O n (M is C, S , Al, Si, Ga, Ge, In, and Sn, x satisfies 0 ≦ x ≦ 5, y satisfies 0 ≦ y ≦ 1, and z satisfies 0 ≦ z ≦ 1. the filled, n represents satisfy 0 ≦ x ≦ 6.), Li x (Al, Ga) y (Ti, Ge) z Si a P m O n ( where, 1 ≦ x ≦ 3,0 ≦ y 1,0 ≦ z ≦ 2,0 ≦ a ≦ 1,1 ≦ m ≦ 7,3 ≦ n ≦ 13), Li (3-2x) M x DO (x is a number from 0 to 0.1, M represents a divalent metal atom, D represents a halogen atom or a combination of two or more halogen atoms), Li x Si y O z (1 ≦ x ≦ 5, 0 <y ≦ 3, 1 ≦ z) ≦ 10), Li x S y O z (1 ≦ x ≦ 3, 0 <y ≦ 2, 1 ≦ z ≦ 10), Li 3 BO 3 —Li 2 SO 4 , Li 2 O—B 2 O 3 —P 2 O 5 , Li 2 O—SiO 2 , Li 6 BaLa 2 Ta 2 O 12 , Li 3 PO (4-3 / 2w) N w (w is w <1), LISICON (Lithium super ionic conductor) type crystal structure Li 3.5 Zn 0.25 GeO 4 having, having a perovskite crystal structure La 0.55 Li 0.35 TiO 3, NASICON (Natrium super ionic conductor) type LiTi 2 P 3 O 12 having a crystal structure, Li 1 + x + y ( Al, Ga) x (Ti, Ge) 2-x Si y P 3 -y O 12 (where, 0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1), Li 7 La 3 Zr 2 O 12 or the like having a garnet-type crystal structure.
A phosphorus compound containing Li, P and O is also desirable. For example, lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), LiPON obtained by substituting part of oxygen of lithium phosphate with nitrogen, LiPOD (D is Ti, V, And at least one selected from Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Ta, W, Pt, Au, and the like.
LiAON (A is at least one selected from Si, B, Ge, Al, C, Ga and the like) and the like can also be preferably used.

中でも、LiLaTiO〔x=0.3〜0.7、y=0.3〜0.7〕(LLT)、LiLaZr(MはAl,Mg,Ca,Sr,V,Nb,Ta,Ti,Ge,In,及びSnの少なくとも1種以上の元素であり、xは5≦x≦10を満たし、yは1≦y≦4を満たし、zは1≦z≦4を満たし、mは0≦z≦2を満たし、nは5≦x≦20を満たす。)、LiLaZr12(LLZ)、LiBO、LiBO−LiSO、Li(Al,Ga)(Ti,Ge)Si(但し、1≦x≦3、0≦y≦1、0≦z≦2、0≦a≦1、1≦m≦7、3≦n≦13)が好ましい。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。Among them, Li x La y TiO 3 [x = 0.3~0.7, y = 0.3~0.7] (LLT), Li x La y Zr z M m O n (M is Al, Mg, It is at least one element of Ca, Sr, V, Nb, Ta, Ti, Ge, In, and Sn, x satisfies 5 ≦ x ≦ 10, y satisfies 1 ≦ y ≦ 4, and z is 1 ≦ z ≦ 4, m satisfies 0 ≦ z ≦ 2, n satisfies 5 ≦ x ≦ 20), Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ), Li 3 BO 3 , Li 3 BO 3 -Li 2 SO 4, Li x (Al, Ga) y (Ti, Ge) z Si a P m O n ( where, 1 ≦ x ≦ 3,0 ≦ y ≦ 1,0 ≦ z ≦ 2,0 ≦ a ≦ 1, 1 ≦ m ≦ 7, 3 ≦ n ≦ 13) are preferred. These may be used alone or in combination of two or more.

酸化物系の無機固体電解質のイオン伝導度は、1×10−6S/cm以上であることが好ましく、5×10−6S/cm以上であることがより好ましく、1×10−5S/cm以上であることが特に好ましい。The ionic conductivity of the oxide-based inorganic solid electrolyte is preferably 1 × 10 −6 S / cm or more, more preferably 5 × 10 −6 S / cm or more, and 1 × 10 −5 S. / Cm or more is particularly preferable.

イオン伝導度は、あらかじめ定めた厚みで成形された固体電解質層に対し、1255BFREQUENCY RESPONSE ANALYZER(SOLARTRON社製)を用いて、電圧振幅5mV、周波数1MHz〜1Hzにて交流インピーダンス測定することにより膜厚方向の抵抗を求め、下記式により算出される値(mS/cm)である。測定は、30℃の恒温槽中で行う。
イオン伝導度=1000×層厚(cm)/(抵抗(Ω)×層の面積(cm))
The ion conductivity is measured in the film thickness direction by measuring AC impedance at a voltage amplitude of 5 mV and a frequency of 1 MHz to 1 Hz using a 1255 BF REQUENCY RESPONSE ANALYZER (manufactured by SOLARTRON) for a solid electrolyte layer formed with a predetermined thickness. Is a value (mS / cm) calculated by the following formula. The measurement is performed in a constant temperature bath at 30 ° C.
Ionic conductivity = 1000 × layer thickness (cm) / (resistance (Ω) × layer area (cm 2 ))

中でも、硫化物系又は酸化物系の無機固体電解質を用いることが好ましい。
無機固体電解質は、総じて硬度がより高く、全固体二次電池における界面抵抗の上昇を招きやすいので、既述のような特定の有機粒子を用いた組成にすることによって、本発明の一実施形態による効果がより顕著に現れる。
Among these, it is preferable to use a sulfide-based or oxide-based inorganic solid electrolyte.
Inorganic solid electrolytes generally have a higher hardness and are likely to cause an increase in interfacial resistance in all solid state secondary batteries. Therefore, by using a composition using specific organic particles as described above, one embodiment of the present invention is used. The effect by appears more prominently.

固体電解質組成物において、無機固体電解質は1種を単独で用いてもよいし、2種以上の無機固体電解質を組み合わせて用いてもよい。   In the solid electrolyte composition, one inorganic solid electrolyte may be used alone, or two or more inorganic solid electrolytes may be used in combination.

無機固体電解質は、粒子の形態で用いられてもよい。この場合、無機固体電解質の体積平均粒子径は、特に制限はなく、0.01μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましい。また、無機固体電解質の体積平均粒子径は、100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。
体積平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(HORIBA社製)にて測定される値である。
The inorganic solid electrolyte may be used in the form of particles. In this case, the volume average particle diameter of the inorganic solid electrolyte is not particularly limited and is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more. Further, the volume average particle size of the inorganic solid electrolyte is preferably 100 μm or less, and more preferably 50 μm or less.
The volume average particle diameter is a value measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-920 (manufactured by HORIBA).

固体電解質組成物中における無機固体電解質の濃度は、電池性能と界面抵抗の低減効果及び維持効果とを両立することを考慮すると、固形成分100質量%において、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが特に好ましい。無機固体電解質の濃度は、同様の観点から、99.9質量%以下であることが好ましく、99.5質量%以下であることがより好ましく、99.0質量%以下であることが特に好ましい。
但し、無機固体電解質を正極活物質又は負極活物質と用いる場合は、その総和が上記の濃度範囲であることが好ましい。
The concentration of the inorganic solid electrolyte in the solid electrolyte composition is preferably 5% by mass or more in 100% by mass of the solid component in consideration of both the battery performance and the effect of reducing and maintaining the interface resistance. It is more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass or more. From the same viewpoint, the concentration of the inorganic solid electrolyte is preferably 99.9% by mass or less, more preferably 99.5% by mass or less, and particularly preferably 99.0% by mass or less.
However, when using an inorganic solid electrolyte with a positive electrode active material or a negative electrode active material, it is preferable that the sum total is the said density | concentration range.

−分散媒(C)−
固体電解質組成物は、上記の各成分を分散させる分散媒を含有してもよい。
分散媒としては、例えば、炭化水素系溶媒などが挙げられる。
炭化水素系溶媒の例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、石油エーテル、石油ベンジン、リグロイン、石油スピリット、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、トルエン、キシレン等の炭化水素、ジメチルポリシロキサンなどの不活性液体が挙げられる。
また、アルコール化合物溶媒、エーテル化合物溶媒、アミド化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、脂肪族化合物溶媒、ニトリル化合物溶媒、等も好ましい分散媒として挙げられる。
-Dispersion medium (C)-
The solid electrolyte composition may contain a dispersion medium in which each of the above components is dispersed.
Examples of the dispersion medium include hydrocarbon solvents.
Examples of hydrocarbon solvents include pentane, hexane, heptane, octane, decane, petroleum ether, petroleum benzine, ligroin, petroleum spirit, cyclohexane, methylcyclohexane, toluene, xylene and other hydrocarbons, dimethylpolysiloxane, and other inert solvents. Liquid.
In addition, alcohol compound solvents, ether compound solvents, amide compound solvents, ketone compound solvents, aromatic compound solvents, aliphatic compound solvents, nitrile compound solvents, and the like are also preferable dispersion media.

アルコール化合物溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、1−プロピルアルコール、2−プロピルアルコール、2−ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,6−ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ソルビトール、キシリトール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール等が挙げられる。
エーテル化合物溶媒としては、例えば、アルキレングリコール(ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール等)、アルキレングリコールアルキルエーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル等)、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、シクロペンチルメチルエーテル、ジメトキシエタン、1,4−ジオキサン等が挙げられる。
Examples of the alcohol compound solvent include methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 2-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, 1,6-hexanediol, cyclohexanediol, sorbitol, xylitol, Examples include 2-methyl-2,4-pentanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol and the like.
Examples of the ether compound solvent include alkylene glycol (diethylene glycol, dipropylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol and the like), alkylene glycol alkyl ether (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dibutyl ether, etc.), dimethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, cyclopentyl methyl ether, dimethoxyethane, 1, 4 Dioxane.

アミド化合物溶媒としては、例えば、N,N−ジメチルホルムアミド、1−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、2−ピロリジノン、ε−カプロラクタム、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどが挙げられる。
ケトン化合物溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、ジプロピルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノンが挙げられる。
芳香族化合物溶媒としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンなどが挙げられる。
脂肪族化合物溶媒としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカンなどが挙げられる。
ニトリル化合物溶媒としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、ベンゾニトリルなどが挙げられる。
Examples of the amide compound solvent include N, N-dimethylformamide, 1-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 2-pyrrolidinone, ε-caprolactam, formamide, N -Methylformamide, acetamide, N-methylacetamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpropanamide, hexamethylphosphoric triamide and the like.
Examples of the ketone compound solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, diethyl ketone, dipropyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone, and cyclohexanone.
Examples of the aromatic compound solvent include benzene, toluene, xylene, chlorobenzene, dichlorobenzene, and the like.
Examples of the aliphatic compound solvent include hexane, heptane, octane, decane, dodecane, and the like.
Examples of the nitrile compound solvent include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, benzonitrile and the like.

上記の中でも、エーテル化合物溶媒、ケトン化合物溶媒、芳香族化合物溶媒、又は脂肪族化合物溶媒を用いることが好ましく、芳香族化合物溶媒又は脂肪族化合物溶媒を用いることがより好ましい。本開示においては、固体電解質組成物中で有機粒子が粒子として形状を保持していることが好ましいことから、有機粒子に対する溶解性が低い溶媒又は有機粒子を溶解しない溶媒が好ましい。かかる観点から、脂肪族化合物溶媒が最も好ましい。   Among these, it is preferable to use an ether compound solvent, a ketone compound solvent, an aromatic compound solvent, or an aliphatic compound solvent, and it is more preferable to use an aromatic compound solvent or an aliphatic compound solvent. In the present disclosure, since it is preferable that the organic particles maintain their shape as particles in the solid electrolyte composition, a solvent having low solubility in the organic particles or a solvent that does not dissolve the organic particles is preferable. From this viewpoint, an aliphatic compound solvent is most preferable.

分散媒は、常圧(1気圧)下での沸点が50℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましい。常圧(1気圧)下での沸点は、250℃以下であることが好ましく、220℃以下であることがさらに好ましい。
分散媒は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
分散媒の無機固体電解質(B)に対する比率は、分散安定性や塗布粘度の適正の観点から、10質量%以上1000質量%以下の範囲が好ましく、更には、30質量%以上200質量%以下の範囲が好ましい。
また、分散媒の固体電解質組成物中における含有量は、固体電解質組成物の粘度と乾燥負荷とのバランスを考慮して任意の量とすることができる。一般的には、分散媒の固体電解質組成物中における含有量は、固体電解質組成物の全質量に対して、20質量%〜99質量%であることが好ましい。
The dispersion medium preferably has a boiling point of 50 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, under normal pressure (1 atm). The boiling point under normal pressure (1 atm) is preferably 250 ° C. or lower, and more preferably 220 ° C. or lower.
A dispersion medium may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
The ratio of the dispersion medium to the inorganic solid electrolyte (B) is preferably in the range of 10% by mass to 1000% by mass, and more preferably 30% by mass to 200% by mass from the viewpoint of appropriate dispersion stability and coating viscosity. A range is preferred.
Further, the content of the dispersion medium in the solid electrolyte composition can be set to an arbitrary amount in consideration of the balance between the viscosity of the solid electrolyte composition and the drying load. Generally, it is preferable that content in the solid electrolyte composition of a dispersion medium is 20 mass%-99 mass% with respect to the total mass of a solid electrolyte composition.

(リチウム塩(E))
固体電解質組成物は、本発明の一実施形態による効果を損なわない範囲で、リチウム塩を含有してもよい。リチウム塩としては、二次電池に一般に用いられているリチウム塩を好適に用いることができ、具体例として、以下に示す化合物が挙げられる。
(Lithium salt (E))
The solid electrolyte composition may contain a lithium salt as long as the effect of the embodiment of the present invention is not impaired. As the lithium salt, a lithium salt generally used in a secondary battery can be suitably used, and specific examples thereof include the following compounds.

(L−1)無機リチウム塩:
例えば、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF等の無機フッ化物塩;LiClO、LiBrO、LiIO等の過ハロゲン酸塩;LiAlCl等の無機塩化物塩等。
(L−2)含フッ素有機リチウム塩:
例えば、LiCFSO等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩;LiN(CFSO、LiN(CFCFSO、LiN(FSO、LiN(CFSO)(CSO)等のパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩;LiC(CFSO等のパーフルオロアルカンスルホニルメチド塩;Li[PF(CFCFCF)]、Li[PF(CFCFCF]、Li[PF(CFCFCF]、Li[PF(CFCFCFCF)]、Li[PF(CFCFCFCF]、Li[PF(CFCFCFCF]等のフルオロアルキルフッ化リン酸塩等。
(L−3)オキサラトボレート塩:
例えば、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等。
(L-1) Inorganic lithium salt:
For example, inorganic fluoride salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 ; perhalogenates such as LiClO 4 , LiBrO 4 , LiIO 4 ; inorganic chloride salts such as LiAlCl 4 .
(L-2) Fluorine-containing organic lithium salt:
For example, perfluoroalkane sulfonates such as LiCF 3 SO 3 ; LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 CF 2 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) ( Perfluoroalkanesulfonylimide salts such as C 4 F 9 SO 2 ); perfluoroalkanesulfonylmethide salts such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ; Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [ PF 4 (CF 2 CF 2 CF 3 ) 2 ], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 3 ) 3 ], Li [PF 5 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 )], Li [PF 4 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 ) 2 ], Li [PF 3 (CF 2 CF 2 CF 2 CF 3 ) 3 ], etc.
(L-3) Oxalatoborate salt:
For example, lithium bis (oxalato) borate, lithium difluorooxalatoborate and the like.

上記のうち、リチウム塩は、LiPF、LiBF、LiAsF、LiSbF、LiClO、Li(RfSO)、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSO)が好ましく、LiPF、LiBF、LiN(RfSO、LiN(FSO、及びLiN(RfSO)(RfSO)等のリチウムイミド塩がより好ましい。
Rf及びRfは、それぞれ独立に、パーフルオロアルキル基を表し、CF、CFCF、C等が挙げられる。
Among the above, lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiClO 4 , Li (Rf 1 SO 3 ), LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN ( Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) is preferred, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (Rf 1 SO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) 2 , and LiN (Rf 1 SO 2 ) (Rf 2 SO 2 ) More preferred is a lithium imide salt such as.
Rf 1 and Rf 2 each independently represent a perfluoroalkyl group, and examples thereof include CF 3 , CF 3 CF 2 , and C 4 F 9 .

固体電解質組成物の作製は、既述のように有機粒子(A)を調製する工程と、調製された有機粒子(A)、及び周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)を混合する工程と、を設けて行われてもよい。
混合は、方法に制限はなく、例えば、ホモジナイザー(例えば高圧ホモジナイザー、回転式ホモジナイザー、超音波ホモジナイザーなど)、ミル(例えば、ビーズミル、ボールミル、タワーミル、3本ロールミル)、ミキサー(例えば、プラネタリーミキサー、ディスパーミキサー、ヘンシルミキサー、ニーダー、クレアミックス、自公転ミキサー(攪拌脱泡機))などを用いて行うことができる。
混合には、ビーズ又はボール等の、被分散体を分散させるために用いる分散媒体を用いてもよく、例えば、ガラスビーズ、ジルコニアビーズ等の公知のビーズを適宜選択することができる。
また、有機粒子(A)及び無機固体電解質(B)を混合する場合、有機粒子(A)及び無機固体電解質(B)を分散媒等と混合し、分散媒体を用いて混合してもよい。
The preparation of the solid electrolyte composition includes the steps of preparing the organic particles (A) as described above, the prepared organic particles (A), and ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. And a step of mixing the conductive inorganic solid electrolyte (B).
Mixing is not limited in the method, for example, a homogenizer (for example, a high-pressure homogenizer, a rotary homogenizer, an ultrasonic homogenizer, etc.), a mill (for example, a bead mill, a ball mill, a tower mill, a three roll mill), a mixer (for example, a planetary mixer, A disper mixer, a hensil mixer, a kneader, a CLEARMIX, a self-revolving mixer (stirring deaerator), etc. can be used.
For mixing, a dispersion medium used for dispersing the object to be dispersed, such as beads or balls, may be used. For example, known beads such as glass beads and zirconia beads can be appropriately selected.
Moreover, when mixing an organic particle (A) and an inorganic solid electrolyte (B), you may mix an organic particle (A) and an inorganic solid electrolyte (B) with a dispersion medium, and mix using a dispersion medium.

(正極活物質)
次に、全固体二次電池の正極用組成物に用いられる正極活物質について説明する。
正極活物質には、可逆的にリチウムイオンを挿入、放出できるものが好ましい。正極活物質の材料としては、特に制限はなく、遷移金属酸化物、又は硫黄などのLiと複合化できる元素などでもよい。中でも、正極活物質としては、遷移金属酸化物を用いることが好ましく、遷移金属元素M(Co、Ni、Fe、Mn、Cu、及びVから選択される1種以上の元素)を有する遷移金属酸化物がより好ましい。また、遷移金属酸化物には、混合元素M(リチウム以外の金属、周期律表の第1(Ia)族の元素、第2(IIa)族の元素、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P、Bなど)が混合されてもよい。
遷移金属酸化物の具体例としては、(MA)層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物、(MB)スピネル型構造を有する遷移金属酸化物、(MC)リチウム含有遷移金属リン酸化合物、(MD)リチウム含有遷移金属ハロゲン化リン酸化合物、(ME)リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物等が挙げられる。
(Positive electrode active material)
Next, the positive electrode active material used for the positive electrode composition of the all solid state secondary battery will be described.
The positive electrode active material is preferably one that can reversibly insert and release lithium ions. There is no restriction | limiting in particular as a material of a positive electrode active material, The element etc. which can be combined with Li, such as transition metal oxide or sulfur, may be sufficient. Among them, as the positive electrode active material, it is preferable to use a transition metal oxide, and a transition metal having a transition metal element M a (one or more elements selected from Co, Ni, Fe, Mn, Cu, and V). Oxides are more preferred. Transition metal oxides include mixed elements M b (metals other than lithium, elements of Group 1 (Ia) of the periodic table, elements of Group 2 (IIa), Al, Ga, In, Ge, and Sn. , Pb, Sb, Bi, Si, P, B, etc.) may be mixed.
Specific examples of the transition metal oxide include (MA) a transition metal oxide having a layered rock salt structure, (MB) a transition metal oxide having a spinel structure, (MC) a lithium-containing transition metal phosphate compound, (MD And lithium-containing transition metal halide phosphate compounds, (ME) lithium-containing transition metal silicate compounds, and the like.

(MA)層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物
層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物の具体例としては、LiCoO(コバルト酸リチウム[LCO])、LiNi(ニッケル酸リチウム)、LiNi0.85Co0.10Al0.05(ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム[NCA])、LiNi0.33Co0.33Mn0.33(ニッケルマンガンコバルト酸リチウム[NMC])、LiNi0.5Mn0.5(マンガンニッケル酸リチウム)が挙げられる。
(MB)スピネル型構造を有する遷移金属酸化物
スピネル型構造を有する遷移金属酸化物の具体例としては、LiCoMnO4、LiFeMn、LiCuMn、LiCrMn8、LiNiMnが挙げられる。
(MC)リチウム含有遷移金属リン酸化合物
リチウム含有遷移金属リン酸化合物としては、例えば、LiFePO、LiFe(PO等のオリビン型リン酸鉄塩、LiFeP等のピロリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類、Li(PO(リン酸バナジウムリチウム)等の単斜晶ナシコン型リン酸バナジウム塩が挙げられる。
(MD)リチウム含有遷移金属ハロゲン化リン酸化合物
リチウム含有遷移金属ハロゲン化リン酸化合物としては、例えば、LiFePOF等のフッ化リン酸鉄塩、LiMnPOF等のフッ化リン酸マンガン塩、LiCoPOF等のフッ化リン酸コバルト類が挙げられる。
(ME)リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物
リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物としては、例えば、LiFeSiO、LiMnSiO、LiCoSiO等が挙げられる。
(MA) Transition metal oxide having a layered rock salt structure As specific examples of the transition metal oxide having a layered rock salt structure, LiCoO 2 (lithium cobaltate [LCO]), LiNi 2 O 2 (lithium nickelate), LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 (nickel cobalt lithium aluminum oxide [NCA]), LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 (nickel manganese lithium cobalt oxide [NMC]), LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 (lithium manganese nickelate) may be mentioned.
(MB) Transition metal oxide having a spinel structure As specific examples of the transition metal oxide having a spinel structure, LiCoMnO 4, Li 2 FeMn 3 O 8 , Li 2 CuMn 3 O 8 , Li 2 CrMn 3 O 8 , Li 2 NiMn 3 O 8 .
(MC) Lithium-containing transition metal phosphate compound Examples of the lithium-containing transition metal phosphate compound include olivine-type phosphate iron salts such as LiFePO 4 and Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , and pyrroline such as LiFeP 2 O 7. Examples thereof include iron phosphates, cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and monoclinic Nasicon type vanadium phosphate salts such as Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 (vanadium lithium phosphate).
(MD) as the lithium-containing transition metal halogenated phosphoric acid compound containing lithium transition metal halogenated phosphate compound, for example, Li 2 FePO 4 fluorophosphate iron salt such as F, Li 2 MnPO 4 F fluoride such as phosphorus Examples thereof include cobalt phosphates such as an acid manganese salt and Li 2 CoPO 4 F.
(ME) Lithium-containing transition metal silicate compound Examples of the lithium-containing transition metal silicate compound include Li 2 FeSiO 4 , Li 2 MnSiO 4 , and Li 2 CoSiO 4 .

全固体二次電池で用いられる正極活物質の体積平均粒子径(球換算平均粒子径)は、特に制限されるものではなく、0.1μm〜50μmが好ましい。
正極活物質をあらかじめ定めた粒子径に調整するには、従来より知られている粉砕機又は分級機を用いればよい。焼成法によって得られた正極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄した後に使用してもよい。
正極活物質の体積平均粒子径(球換算平均粒子径)は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(商品名、HORIBA社製)を用いて測定される値である。
The volume average particle diameter (sphere conversion average particle diameter) of the positive electrode active material used in the all-solid secondary battery is not particularly limited, and is preferably 0.1 μm to 50 μm.
In order to adjust the positive electrode active material to a predetermined particle diameter, a conventionally known pulverizer or classifier may be used. You may use the positive electrode active material obtained by the baking method, after wash | cleaning with water, acidic aqueous solution, alkaline aqueous solution, and an organic solvent.
The volume average particle diameter (sphere conversion average particle diameter) of the positive electrode active material is a value measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-920 (trade name, manufactured by HORIBA).

正極活物質の濃度には、特に制限はなく、正極用組成物の固形成分100質量%に対して、10質量%〜90質量%が好ましく、20質量%〜80質量%がより好ましい。   There is no restriction | limiting in particular in the density | concentration of a positive electrode active material, 10 mass%-90 mass% are preferable with respect to 100 mass% of solid components of the composition for positive electrodes, and 20 mass%-80 mass% are more preferable.

正極活物質は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。また、正極活物質層には、必要に応じて導電助剤を含有させてもよい。   A positive electrode active material may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. Moreover, you may make a positive electrode active material layer contain a conductive support agent as needed.

(負極活物質)
次に、全固体二次電池の負極用組成物に用いられる負極活物質について説明する。
負極活物質としては、可逆的にリチウムイオンを挿入、放出できるものが好ましい。負極活物質の材料は、特に制限はなく、炭素質材料、酸化錫及び酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体、リチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、及び、Sn、Si、In等のリチウムと合金形成可能な金属等が挙げられる。
中でも、信頼性の点で、炭素質材料又はリチウム複合酸化物が好ましい。また、金属複合酸化物としては、リチウムの吸蔵、放出が可能であることから好ましい。
負極活物質の材料は、特には制限されないが、構成成分としてチタン及びリチウムの少なくとも一方を含有していることが、高電流密度充放電特性の観点で好ましい。
(Negative electrode active material)
Next, the negative electrode active material used for the negative electrode composition of the all-solid-state secondary battery will be described.
As the negative electrode active material, those capable of reversibly inserting and releasing lithium ions are preferable. The material of the negative electrode active material is not particularly limited, and is a carbonaceous material, a metal oxide such as tin oxide and silicon oxide, a metal composite oxide, a lithium simple substance, a lithium alloy such as a lithium aluminum alloy, and Sn, Si, In Examples thereof include metals that can form alloys with lithium.
Among these, a carbonaceous material or a lithium composite oxide is preferable from the viewpoint of reliability. The metal composite oxide is preferable because it can occlude and release lithium.
The material of the negative electrode active material is not particularly limited, but preferably contains at least one of titanium and lithium as a constituent component from the viewpoint of high current density charge / discharge characteristics.

負極活物質として用いられる炭素質材料とは、実質的に炭素からなる材料であり、例えば、石油ピッチ、天然黒鉛、気相成長黒鉛等の人造黒鉛、アセチレンブラック等のカーボンブラック、及びPAN系の樹脂及びフルフリルアルコール樹脂等の各種の合成樹脂を焼成した炭素質材料を挙げることができる。炭素質材料には、更に、PAN系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、脱水PVA系炭素繊維、リグニン炭素繊維、ガラス状炭素繊維、活性炭素繊維等の各種炭素繊維、メソフェーズ微小球体、グラファイトウィスカー、平板状の黒鉛等を挙げることができる。   The carbonaceous material used as the negative electrode active material is a material substantially composed of carbon, for example, petroleum pitch, natural graphite, artificial graphite such as vapor-grown graphite, carbon black such as acetylene black, and PAN-based materials. Examples thereof include carbonaceous materials obtained by firing various synthetic resins such as resins and furfuryl alcohol resins. The carbonaceous material further includes various types such as PAN-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, dehydrated PVA-based carbon fiber, lignin carbon fiber, glassy carbon fiber, and activated carbon fiber. Examples thereof include carbon fibers, mesophase microspheres, graphite whiskers, and flat graphite.

炭素質材料は、黒鉛化の程度によって難黒鉛化炭素材料と黒鉛系炭素材料とに分けることができる。炭素質材料は、特開昭62−22066号公報、特開平2−6856号公報、特開平3−45473号公報に記載の、面間隔、密度、結晶子の大きさを有することが好ましい。炭素質材料は、単一の材料である必要はなく、特開平5−90844号公報に記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開平6−4516号公報に記載の被覆層を有する黒鉛等を用いることもできる。   Carbonaceous materials can be divided into non-graphitizable carbon materials and graphite-based carbon materials depending on the degree of graphitization. The carbonaceous material preferably has an interplanar spacing, density, and crystallite size described in JP-A-62-222066, JP-A-2-6856, and JP-A-3-45473. The carbonaceous material does not need to be a single material, and a mixture of natural graphite and artificial graphite described in JP-A-5-90844, graphite having a coating layer described in JP-A-6-4516, and the like. It can also be used.

負極活物質として用いられる金属酸化物及び金属複合酸化物としては、特に非晶質酸化物が好ましく、さらに金属元素と周期律表第16族の元素との反応生成物であるカルコゲナイトが好適である。「非晶質」とは、CuKα線を用いたX線回折法により2θ値で20°以上40°以下の領域に頂点を有するブロードな散乱帯を有するものを意味し、結晶性の回折線を有してもよい。2θ値で40°以上70°以下に見られる結晶性の回折線のうち、最も強い強度が、2θ値で20°以上40°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の100倍以下であるのが好ましく、5倍以下であるのがより好ましく、結晶性の回折線を有さないことが特に好ましい。   As the metal oxide and metal composite oxide used as the negative electrode active material, an amorphous oxide is particularly preferable, and chalcogenite which is a reaction product of a metal element and a group 16 element of the periodic table is more preferable. . “Amorphous” means a material having a broad scattering band having an apex in a region of 20 ° or more and 40 ° or less as a 2θ value by an X-ray diffraction method using CuKα rays. You may have. Of the crystalline diffraction lines seen from 40 ° to 70 ° in 2θ value, the strongest intensity is 100 times the diffraction line intensity at the apex of the broad scattering band seen from 20 ° to 40 ° in 2θ value. The ratio is preferably 5 or less, more preferably 5 times or less, and particularly preferably no crystalline diffraction line.

非晶質酸化物及びカルコゲナイドからなる化合物群の中でも、半金属元素の非晶質酸化物、及びカルコゲナイドがより好ましく、周期律表第13(IIIB)族〜第15(VB)族の元素、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、ケイ素(Si)、スズ(Sn)、ゲルマニウム(Ge)、鉛(Pb)、アンチモン(Sb)、及びビスマス(Bi)からなる群より選ばれる一種、又は、Al、Ga、Si、Sn、Ge、Pb、Sb、及びBiからなる群より選ばれる2種以上の組み合わせからなる酸化物、並びにカルコゲナイドが特に好ましい。
好ましい非晶質酸化物及びカルコゲナイドの具体例としては、Ga、SiO、GeO、SnO、SnO、PbO、PbO、Pb、Pb、Pb、Sb、Sb、Sb、Bi、Bi、SnSiO、GeS、SnS、SnS、PbS、PbS、Sb、Sb、SnSiSなど、及びこれらと酸化リチウムとの複合酸化物(例えばLiSnO)が好適に挙げられる。
Among the compound group consisting of an amorphous oxide and a chalcogenide, an amorphous oxide of a metalloid element and a chalcogenide are more preferable, and elements of Group 13 (IIIB) to Group 15 (VB) of the periodic table, aluminum One selected from the group consisting of (Al), gallium (Ga), silicon (Si), tin (Sn), germanium (Ge), lead (Pb), antimony (Sb), and bismuth (Bi), or Al , Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb, and Bi oxides selected from the group consisting of two or more, and chalcogenides are particularly preferable.
Specific examples of preferable amorphous oxides and chalcogenides include Ga 2 O 3 , SiO, GeO, SnO, SnO 2 , PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 2 O 4 , Pb 3 O 4 , Sb 2. O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Bi 2 O 4 , SnSiO 3 , GeS, SnS, SnS 2 , PbS, PbS 2 , Sb 2 S 3 , Sb 2 S 5 , SnSiS 3 And composite oxides of these and lithium oxide (for example, Li 2 SnO 2 ) are preferable.

負極活物質の平均粒子径は、0.1μm〜60μmが好ましい。
負極活物質をあらかじめ定めた粒子径にするには、従来より知られている粉砕機又は分級機が用いればよく、例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミル、篩などが好適である。粉砕時には、水あるいはメタノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も必要に応じて行うことができる。所望の粒子径とするためには、分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に制限はなく、篩、風力分級機などを必要に応じて用いることができる。分級方法としては、乾式方法、湿式方法のいずれも適用することができる。
負極活物質の平均粒子径は、前述の正極活物質の体積平均粒子径の測定方法と同様の方法により測定される値である。
The average particle diameter of the negative electrode active material is preferably 0.1 μm to 60 μm.
In order to make the negative electrode active material have a predetermined particle diameter, a conventionally known pulverizer or classifier may be used. For example, a mortar, ball mill, sand mill, vibration ball mill, satellite ball mill, planetary ball mill, swirling airflow type A jet mill, a sieve, etc. are suitable. At the time of pulverization, wet pulverization in the presence of water or an organic solvent such as methanol can be performed as necessary. In order to obtain a desired particle diameter, classification is preferably performed. There is no restriction | limiting in particular as a classification method, A sieve, an air classifier, etc. can be used as needed. As a classification method, either a dry method or a wet method can be applied.
The average particle diameter of the negative electrode active material is a value measured by the same method as the above-described method for measuring the volume average particle diameter of the positive electrode active material.

Sn、Si、Geを中心とする非晶質酸化物が負極活物質として用いられる場合、Sn、Si、Geを中心とする非晶質酸化物と併用される負極活物質は、リチウムイオン又はリチウム金属を吸蔵、放出できる炭素材料、リチウム、リチウム合金、リチウムと合金形成可能な金属が好適である。
中でも、下記式(A)で表される活物質の少なくとも1種を含むことが好ましい。
Si(1−x) ・・・式(A)
When an amorphous oxide centered on Sn, Si, Ge is used as the negative electrode active material, the negative electrode active material used in combination with the amorphous oxide centered on Sn, Si, Ge is lithium ion or lithium A carbon material capable of inserting and extracting metal, lithium, a lithium alloy, and a metal capable of forming an alloy with lithium are preferable.
Especially, it is preferable that at least 1 sort (s) of the active material represented by a following formula (A) is included.
Si x M (1-x) Formula (A)

式(A)において、xは、0.01以上1未満の数を表し、モル分率を意味する。xは、0.1以上1未満が好ましく、0.1以上0.99以下がより好ましく、0.2以上0.98以下がさらに好ましく、0.3以上0.95以下が特に好ましい。
Mは、カルコゲン元素、半金属元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素もしくは遷移金属元素のいずれか、又は、カルコゲン元素、半金属元素、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素、及び遷移金属元素から選ばれる複数の元素の組み合わせを表す。
In the formula (A), x represents a number of 0.01 or more and less than 1, and means a mole fraction. x is preferably 0.1 or more and less than 1, more preferably 0.1 or more and 0.99 or less, further preferably 0.2 or more and 0.98 or less, and particularly preferably 0.3 or more and 0.95 or less.
M is a chalcogen element, a metalloid element, an alkali metal element, an alkaline earth metal element or a transition metal element, or a chalcogen element, a metalloid element, an alkali metal element, an alkaline earth metal element, and a transition metal element Represents a combination of a plurality of elements selected from

Mとしては、酸素(O)、硫黄(S)、セレン(Se)等のカルコゲン元素、ホウ素(B)、ゲルマニウム(Ge)等の半金属元素、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)等のアルカリ金属元素、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)等のアルカリ土類金属元素、チタン(Ti)、バナジウム(V)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)等の遷移金属元素からなる群より選択されることが好ましい。また、上記の群より選択される元素を2つ以上の組み合わせたものでもよい。
中でも、Mは、カルコゲン元素又は遷移金属元素が好ましく、遷移金属元素がより好ましい。遷移金属元素の中でも、第一遷移金属元素が好ましく、Ti、V、Mn、Fe、Co、Ni、及びCuがより好ましく、Ti、Mn、Fe、Co、及びNiが特に好ましい。
M includes chalcogen elements such as oxygen (O), sulfur (S), and selenium (Se), metalloid elements such as boron (B) and germanium (Ge), and alkalis such as lithium (Li) and sodium (Na). Metal elements, alkaline earth metal elements such as magnesium (Mg), calcium (Ca), titanium (Ti), vanadium (V), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), It is preferably selected from the group consisting of transition metal elements such as copper (Cu). Further, a combination of two or more elements selected from the above group may be used.
Among these, M is preferably a chalcogen element or a transition metal element, and more preferably a transition metal element. Among the transition metal elements, the first transition metal element is preferable, Ti, V, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu are more preferable, and Ti, Mn, Fe, Co, and Ni are particularly preferable.

負極活物質は、チタン(Ti)を含有することも好ましい。具体的には、例えばLiTi12は、リチウムイオンの吸蔵放出時の体積変動が小さいことから、急速充放電特性に優れており、電極の劣化が抑制され、電池寿命を向上させ得る点で好ましい。The negative electrode active material also preferably contains titanium (Ti). Specifically, for example, Li 4 Ti 5 O 12 is excellent in rapid charge / discharge characteristics because it has a small volume fluctuation at the time of occlusion / release of lithium ions, can suppress deterioration of the electrode, and can improve battery life. This is preferable.

負極活物質の濃度は、特に限定されないが、固体電解質組成物の固形成分に対して、10質量%〜80質量%であることが好ましく、20質量%〜70質量%であることがより好ましい。
負極活物質は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
Although the density | concentration of a negative electrode active material is not specifically limited, It is preferable that it is 10 mass%-80 mass% with respect to the solid component of a solid electrolyte composition, and it is more preferable that it is 20 mass%-70 mass%.
A negative electrode active material may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.

また、負極活物質層には、必要に応じて、導電助剤を含有させてもよい。   Moreover, you may make a negative electrode active material layer contain a conductive support agent as needed.

正極活物質及び負極活物質の表面は、別の金属酸化物で表面被覆されていてもよい。
表面被覆剤としては、Ti,Nb、Ta,W,Zr、Si等を含有し、かつ更にLiを含有してもよい金属酸化物が挙げられる。
The surfaces of the positive electrode active material and the negative electrode active material may be surface-coated with another metal oxide.
Examples of the surface coating agent include metal oxides that contain Ti, Nb, Ta, W, Zr, Si, and the like and may further contain Li.

表面被覆する方法としては、以下の方法が挙げられ、適宜利用することができる。
正極活物質の表面が表面被覆された例として、酸化物である正極活物質の表面にニオブ酸リチウム系化合物を被覆してなる被覆部を有する正極活物質材料が挙げられる。この正極活物質材料は、特開2010−225309号公報及び非特許文献(Narumi Ohta et al.,“LiNbO−coated LiCoO as cathode material for all solid−state lithium secondary batteries”,Electrochemistry Communications 9(2007)1486−1490)に記載されている。
また、金属酸リチウムLiXO(式中、Xは、Co、Mn又はNiを表し、Y及びZは、それぞれ独立に1〜10の整数を表す。)である活物質の表面を被覆するコーティング材の例として、チタン酸スピネル、タンタル系酸化物、ニオブ系酸化物等が挙げられる。具体的な例としては、特開2008−103280号公報に記載されるように、LiTi12,LiTaO,LiNbO,LiAlO,LiZrO,LiWO,LiTiO,Li,LiPO,LiMoO,LiBO等が挙げられる。
特開2008−027581号公報には、全固体二次電池用の電極材料として、硫黄及びリンの少なくとも一方で表面処理された電極材料が記載されている。
また、特開2001−052733号公報に記載されるように、酸化物である正極活物質の表面にリチウム塩化物を担持させてもよい。
Examples of the surface coating method include the following methods, which can be used as appropriate.
As an example in which the surface of the positive electrode active material is coated, a positive electrode active material having a coating portion formed by coating the surface of a positive electrode active material that is an oxide with a lithium niobate compound can be given. This positive electrode active material is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-225309 and non-patent literature (Narumi Ohta et al., “LiNbO 3 -coated LiCoO 2 as cathode material for solid-state lithium secondary material 7 1486-1490).
Further, (In the formula, X, Co, represents Mn or Ni, Y and Z each independently represent an integer from 1 to 10.) Lithium metal oxide Li Y XO Z covers the surface of the active material is Examples of the coating material include titanate spinel, tantalum oxide, niobium oxide, and the like. Specific examples include Li 4 Ti 5 O 12 , LiTaO 3 , LiNbO 3 , LiAlO 2 , Li 2 ZrO 3 , Li 2 WO 4 , Li 2 TiO as described in JP-A-2008-103280. 3 , Li 2 B 4 O 7 , Li 3 PO 4 , Li 2 MoO 4 , LiBO 2 and the like.
Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2008-027581 describes an electrode material that has been surface-treated with at least one of sulfur and phosphorus as an electrode material for an all-solid-state secondary battery.
Further, as described in JP-A No. 2001-052733, lithium chloride may be supported on the surface of the positive electrode active material that is an oxide.

<電池用電極シート>
本発明の一実施形態の電池用電極シートは、集電体と、本開示の固体電解質組成物を用いて集電体上に配置された固体電解質含有層と、を有している。電池用電極シートとしては、集電体と、正極活物質層と、負極活物質層と、正極活物質層及び負極活物質層の間に配置された無機固体電解質層と、を有し、正極活物質層、負極活物質層、及び無機固体電解質層の少なくとも1つの層に、上記の固体電解質含有層が適用された態様が好ましい。
本発明の一実施形態の電池用電極シートは、固体電解質層が本開示の固体電解質組成物を用いて成形されているので、固体電解質層自体の抵抗が低いだけでなく、固体電解質層及び集電体間の結着性が高く、界面抵抗を低く保つことができる。これにより、二次電池を作製した場合に、長期に亘ってサイクル特性を良好に維持することができる。
<Battery electrode sheet>
The battery electrode sheet of one embodiment of the present invention has a current collector and a solid electrolyte-containing layer disposed on the current collector using the solid electrolyte composition of the present disclosure. The battery electrode sheet includes a current collector, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and an inorganic solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. An embodiment in which the above-described solid electrolyte-containing layer is applied to at least one of the active material layer, the negative electrode active material layer, and the inorganic solid electrolyte layer is preferable.
In the battery electrode sheet of one embodiment of the present invention, since the solid electrolyte layer is formed using the solid electrolyte composition of the present disclosure, not only the resistance of the solid electrolyte layer itself is low, but also the solid electrolyte layer and The binding property between the electric bodies is high, and the interface resistance can be kept low. Thereby, when a secondary battery is produced, it is possible to maintain good cycle characteristics over a long period of time.

電池用電極シートにおいては、正極活物質層、負極活物質層、及び無機固体電解質層のいずれかの層が、既述の固体電解質組成物を用いて配置されていてもよい。中でも、正極活物質層が、既述の固体電解質組成物を用いて配置されている態様、又は、正極活物質層、負極活物質層、及び無機固体電解質層の全ての層が、既述の固体電解質組成物を用いて配置されている態様は、固体電解質層自体の抵抗が低くなり、固体電解質層及び集電体間の結着性が高く、界面抵抗を低く保つことができる。   In the battery electrode sheet, any one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the inorganic solid electrolyte layer may be disposed using the solid electrolyte composition described above. Among them, the aspect in which the positive electrode active material layer is disposed using the above-described solid electrolyte composition, or all the layers of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the inorganic solid electrolyte layer are as described above. In the embodiment in which the solid electrolyte composition is used, the resistance of the solid electrolyte layer itself is low, the binding property between the solid electrolyte layer and the current collector is high, and the interface resistance can be kept low.

本発明の一実施形態の電池用電極シートの構造は、例えば、正極側集電体(例えば金属箔)/固体電解質層/負極側集電体(例えば金属箔)の積層構造であってもよいし、図5に示すように、正極側集電体(例えば金属箔)5/正極活物質層4/固体電解質層3/負極活物質層2/負極側集電体(例えば金属箔)1の積層構造であってもよい。
例えば後者の構造では、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層が本開示の固体電解質組成物を用いて成形されている場合、各層自体の抵抗が低く抑えられており、更には、正極活物質層及び負極活物質層と集電体との各界面、正極活物質層及び固体電解質層との界面、固体電解質層と負極活物質層との界面における結着性が高く、界面抵抗を低く保つことができる。これにより、長期に亘って優れたサイクル特性が発現する。
The structure of the battery electrode sheet according to one embodiment of the present invention may be, for example, a laminated structure of a positive electrode side current collector (for example, metal foil) / solid electrolyte layer / negative electrode side current collector (for example, metal foil). 5, positive electrode side current collector (for example, metal foil) 5 / positive electrode active material layer 4 / solid electrolyte layer 3 / negative electrode active material layer 2 / negative electrode side current collector (for example, metal foil) 1 A laminated structure may be used.
For example, in the latter structure, when the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer are formed using the solid electrolyte composition of the present disclosure, the resistance of each layer itself is suppressed to a low level. High binding properties at each interface between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer and the current collector, the interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer, and the interface between the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer, and the interface resistance Can be kept low. Thereby, excellent cycle characteristics are developed over a long period of time.

なお、固体電解質層及び固体電解質組成物の詳細については、既述の通りであり、正極活物質層及び負極活物質層は、既述の固体電解質組成物を用いて好適に成形することができる。
本発明の一実施形態の固体電解質組成物は、負極活物質層、正極活物質層及び固体電解質層の成形材料として好適に用いられ、中でも、固体電解質層の成形に用いられることが好ましい。
The details of the solid electrolyte layer and the solid electrolyte composition are as described above, and the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer can be suitably formed using the solid electrolyte composition described above. .
The solid electrolyte composition of one embodiment of the present invention is suitably used as a molding material for a negative electrode active material layer, a positive electrode active material layer, and a solid electrolyte layer, and among them, it is preferably used for molding a solid electrolyte layer.

(集電体)
集電体は、全固体二次電池を作製した場合に電極として機能するものであり、一般には正極及び負極として配置される。正極及び負極としての集電体としては、化学変化を起こさない電子伝導体が用いられることが好ましい。
(Current collector)
The current collector functions as an electrode when an all-solid secondary battery is produced, and is generally arranged as a positive electrode and a negative electrode. As the current collector as the positive electrode and the negative electrode, an electron conductor that does not cause a chemical change is preferably used.

正極の集電体としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタン等の金属材、及びアルミニウム又はステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンもしくは銀を処理した複合材が好ましく、中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金がより好ましい。   The positive electrode current collector is preferably a metal material such as aluminum, stainless steel, nickel, titanium, or a composite material obtained by treating the surface of aluminum or stainless steel with carbon, nickel, titanium, or silver. Is more preferable.

負極の集電体としては、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、ニッケル又はチタンが好ましく、アルミニウム、銅又は銅合金がより好ましい。   As the current collector of the negative electrode, aluminum, copper, stainless steel, nickel or titanium is preferable, and aluminum, copper or copper alloy is more preferable.

集電体の形状としては、通常、フィルム状又はシート状、あるいは箔が好適である。また、集電体の形状は、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体などであってもよい。   The shape of the current collector is usually preferably a film shape, a sheet shape, or a foil. Further, the shape of the current collector may be a net, a punched body, a lath body, a porous body, a foamed body, a molded body of a fiber group, or the like.

集電体の厚みとしては、特に制限はなく、1μm〜500μmが好ましい。また、集電体の表面は、表面処理を施して凹凸が付与されていてもよい。   There is no restriction | limiting in particular as thickness of a collector, 1 micrometer-500 micrometers are preferable. Further, the surface of the current collector may be provided with irregularities by performing a surface treatment.

〜電池用電極シートの製造方法〜
本発明の一実施形態の電池用電極シートは、公知の方法で作製されてもよく、好ましくは、本開示の固体電解質組成物を集電体の上に付与し、固体電解質含有層を形成する工程を有する方法によって作製される。
~ Method for producing battery electrode sheet ~
The battery electrode sheet of one embodiment of the present invention may be produced by a known method, and preferably, the solid electrolyte composition of the present disclosure is applied onto a current collector to form a solid electrolyte-containing layer. It is produced by a method having steps.

具体的には、集電体となる例えば金属箔の上に、固体電解質組成物を例えば塗布法等の公知の方法で付与し、固体電解質組成物の膜を形成して電池用電極シートを作製する方法であってもよい。
例えば、以下に示す方法によって、より好適に電池用電極シートを作製できる。
まず、正極集電体である金属箔を準備し、金属箔上に正極材料となる組成物を塗布後、乾燥し、正極活物質層を有する正極シートを作製する。次いで、正極シートの正極活物質層上に、固体電解質組成物を塗布し、さらに乾燥させて、固体電解質層を成形する。形成された固体電解質層の上に、さらに負極材料となる組成物を塗布し、乾燥させて、負極活物質層を成形する。その後、負極活物質層の上に、負極側の集電体(金属箔)を重ね合わせる。このようにして、正極活物質層と負極活物質層との間に固体電解質層が挟まれた全固体二次電池を作製することができる。
なお、上記の各組成物を塗布する塗布法は、常法によればよい。
正極活物質層を成形するための組成物、固体電解質層をなす組成物(固体電解質組成物)、及び負極活物質層を成形するための組成物は、各組成物の塗布毎に乾燥処理が施されてもよいし、各組成物を重層塗布した後に一括して乾燥処理が施されてもよい。
Specifically, a solid electrolyte composition is applied by, for example, a known method such as a coating method on, for example, a metal foil serving as a current collector, and a film of the solid electrolyte composition is formed to produce a battery electrode sheet It may be a method to do.
For example, a battery electrode sheet can be more suitably produced by the method described below.
First, a metal foil that is a positive electrode current collector is prepared, a composition that becomes a positive electrode material is applied on the metal foil, and then dried to produce a positive electrode sheet having a positive electrode active material layer. Next, the solid electrolyte composition is applied onto the positive electrode active material layer of the positive electrode sheet and further dried to form a solid electrolyte layer. On the formed solid electrolyte layer, a composition to be a negative electrode material is further applied and dried to form a negative electrode active material layer. Thereafter, a current collector (metal foil) on the negative electrode side is overlaid on the negative electrode active material layer. In this manner, an all-solid secondary battery in which the solid electrolyte layer is sandwiched between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer can be manufactured.
In addition, what is necessary is just to use the apply | coating method which apply | coats said each composition by a conventional method.
The composition for forming the positive electrode active material layer, the composition for forming the solid electrolyte layer (solid electrolyte composition), and the composition for forming the negative electrode active material layer are subjected to a drying treatment for each application of each composition. It may be applied, or a dry treatment may be applied collectively after each composition is applied in multiple layers.

乾燥温度には、特に制限はなく、30℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましい。乾燥温度は、300℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましい。上記の温度範囲にて加熱して乾燥させることで、分散媒を含む場合は分散媒が除去され、固体状態の積層構造を得ることができる。   There is no restriction | limiting in particular in drying temperature, 30 degreeC or more is preferable and 60 degreeC or more is more preferable. The drying temperature is preferably 300 ° C. or lower, and more preferably 250 ° C. or lower. By heating and drying in the above temperature range, when the dispersion medium is contained, the dispersion medium is removed, and a solid state laminated structure can be obtained.

以上により、全固体二次電池を作製した場合において、正極活物質層/固体電解質層/負極活物質層の積層構造における各界面の結着性が向上し、非加圧下においても優れたイオン伝導性を確保することができる。   As described above, when an all-solid secondary battery is manufactured, the binding property of each interface in the laminated structure of the positive electrode active material layer / solid electrolyte layer / negative electrode active material layer is improved, and excellent ion conduction is achieved even under no pressure. Sex can be secured.

<全固体二次電池>
本発明の一実施形態の全固体二次電池は、少なくとも、本開示の電池用電極シートを備えている。本発明の一実施形態の全固体二次電池は、本発明の一実施形態の電池用電極シートを備えるので、サイクル特性に優れている。
以下、図5を参照して、一実施形態に係る全固体二次電池について説明する。図5は、本発明の好ましい実施形態に係る全固体二次電池(リチウムイオン二次電池)を模式化して示す断面図である。
<All-solid secondary battery>
The all-solid-state secondary battery of one embodiment of the present invention includes at least the battery electrode sheet of the present disclosure. Since the all-solid-state secondary battery of one embodiment of the present invention includes the battery electrode sheet of one embodiment of the present invention, it has excellent cycle characteristics.
Hereinafter, with reference to FIG. 5, the all-solid-state secondary battery which concerns on one Embodiment is demonstrated. FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an all solid state secondary battery (lithium ion secondary battery) according to a preferred embodiment of the present invention.

本実施形態に係る全固体二次電池10は、負極側からみて、負極集電体1、負極活物質層2、固体電解質層3、正極活物質層4、正極集電体5をこの順に積層した構造を有している。各層は、それぞれ接触しており、良好な結着状態となっている。そのため、長期間使用しても容易に剥がれ難く、二次電池のサイクル特性を良好に保持することができる。
上記の積層構造を有していることで、充電時には、負極側に電子(e)が供給され、リチウムイオン(Li)が蓄積される。一方、放電時には、負極に蓄積されたリチウムイオン(Li)が正極側に戻され、作動部位6に電子が供給される。
図5に示す全固体二次電池10では、作動部位6に電球が取り付けられており、放電時に点灯するようになっている。
The all-solid-state secondary battery 10 according to this embodiment includes a negative electrode current collector 1, a negative electrode active material layer 2, a solid electrolyte layer 3, a positive electrode active material layer 4, and a positive electrode current collector 5 stacked in this order as viewed from the negative electrode side. It has the structure. Each layer is in contact with each other and is in a good binding state. Therefore, even if it is used for a long period of time, it is difficult to peel off and the cycle characteristics of the secondary battery can be maintained well.
By having the above laminated structure, at the time of charging, electrons (e ) are supplied to the negative electrode side, and lithium ions (Li + ) are accumulated. On the other hand, at the time of discharge, lithium ions (Li + ) accumulated in the negative electrode are returned to the positive electrode side, and electrons are supplied to the working part 6.
In the all-solid-state secondary battery 10 shown in FIG. 5, a light bulb is attached to the operating part 6 and lights up at the time of discharging.

正極活物質層4、固体電解質層3、及び負極活物質層2の厚さは、特に限定されないが、一般的な電池の寸法を考慮すると、10μm〜1000μmが好ましく、100μm〜500μmがより好ましい。   The thicknesses of the positive electrode active material layer 4, the solid electrolyte layer 3, and the negative electrode active material layer 2 are not particularly limited, but are preferably 10 μm to 1000 μm, more preferably 100 μm to 500 μm, in consideration of general battery dimensions.

〜全固体二次電池の作製〜
全固体二次電池は、常法により作製されてもよく、好ましくは、本開示の固体電解質組成物を集電体の上に付与し、固体電解質含有層を形成する工程を有する方法によって作製される。
具体的には、既述の電池用電極シートの作製と同様に、固体電解質含有層を形成する工程を設けて電池用電極シートを作製した後、電池用電極シートを、図6に示すように所望サイズ(例えば直径14.5mm)の円板状に切り出して円盤状電極シート15とし、円盤状電極シート15を例えばステンレス製の2032型コインケース14に入れて必要な圧力で締め付けることにより、コイン型の全固体二次電池13を作製することができる。必要な圧力は、例えば図6に示すように、円盤状電極シート15を入れたコインケース14を上部支持板11と下部支持板12との間に挟み、加圧用ネジSで締め付けることで与えてもよい。
また、既述の電池用電極シートを用いて全固体二次電池を作製することもできる。
-Production of all-solid-state secondary batteries-
The all-solid-state secondary battery may be produced by a conventional method, and is preferably produced by a method having a step of applying the solid electrolyte composition of the present disclosure onto a current collector to form a solid electrolyte-containing layer. The
Specifically, similarly to the production of the battery electrode sheet described above, a process for forming a solid electrolyte-containing layer is provided to produce the battery electrode sheet, and then the battery electrode sheet is formed as shown in FIG. A disk-shaped electrode sheet 15 is cut out into a disk shape having a desired size (for example, 14.5 mm in diameter), and the disk-shaped electrode sheet 15 is placed in, for example, a stainless steel 2032 type coin case 14 and tightened with a necessary pressure. A type all-solid-state secondary battery 13 can be produced. For example, as shown in FIG. 6, the necessary pressure is applied by sandwiching a coin case 14 in which a disc-shaped electrode sheet 15 is placed between an upper support plate 11 and a lower support plate 12 and tightening with a pressurizing screw S. Also good.
Moreover, an all-solid-state secondary battery can also be produced using the battery electrode sheet described above.

〜全固体二次電池の用途〜
全固体二次電池は、種々の用途に適用することができる。全固体二次電池の適用態様には、特に制限はなく、例えば、電子機器に搭載する場合、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカード等が挙げられる。
その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。
更に、各種軍需用、宇宙用として用いたり、あるいは太陽電池と組み合わせて用いることもできる。
-Applications of all-solid-state secondary batteries-
The all solid state secondary battery can be applied to various uses. The application mode of the all-solid-state secondary battery is not particularly limited. For example, when it is installed in an electronic device, a notebook computer, a pen input computer, a mobile computer, an electronic book player, a mobile phone, a cordless phone, a pager, a handy Terminal, Mobile Fax, Mobile Copy, Mobile Printer, Headphone Stereo, Video Movie, LCD TV, Handy Cleaner, Portable CD, Mini Disc, Electric Shaver, Walkie Talkie, Electronic Notebook, Calculator, Memory Card, Portable Tape Recorder, Radio, Backup Power Supply And memory cards.
Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, and shoulder grinders).
Furthermore, it can be used for various military uses, space use, or in combination with solar cells.

中でも、高容量且つ高レート放電特性が要求されるアプリケーションに適用されることが好ましい。例えば、大容量化が予想される蓄電設備等においては、より高い安全性が求められるようになり、さらに電池性能との両立が要求される。また、電気自動車等においては、高容量の二次電池を搭載し、かつ、家庭で日々充電が行われる用途が想定され、過充電に対するより一層の安全性が要求される。
本開示によれば、固体粒子間及び層間における結着性に優れ、回転抵抗が低く抑えられので、様々な使用態様において安定的な電池電圧が得られ、使用形態に応じて優れたサイクル特性を発現することができる。
In particular, it is preferably applied to applications that require high capacity and high rate discharge characteristics. For example, in power storage facilities and the like that are expected to increase in capacity, higher safety is required, and further compatibility with battery performance is required. Moreover, in an electric vehicle or the like, an application in which a high-capacity secondary battery is mounted and charging is performed every day at home is assumed, and further safety against overcharging is required.
According to the present disclosure, excellent binding properties between solid particles and between layers, and rotational resistance is kept low, so that a stable battery voltage can be obtained in various usage modes, and excellent cycle characteristics according to usage modes. Can be expressed.

以下、本発明の実施形態を実施例により更に具体的に説明するが、本発明の実施形態はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は質量基準である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the embodiments of the present invention are not limited to the following examples unless they exceed the gist of the present invention. Unless otherwise specified, “part” is based on mass.

<有機粒子の合成>
−ポリウレタン粒子(1)の合成−
(1)末端ジオール親油性ポリマーの合成
500mL3つ口フラスコ中にメチルエチルケトン20mLを仕込み、窒素気流下で75℃で加熱した。一方、500mLメスシリンダーにドデシルメタクリレート(アルキル部位の炭素数12、和光純薬工業(株)製)70gとメチルエチルケトン110gとを仕込み、良く撹拌した。これに連鎖移動剤としてチオグリセロール(和光純薬工業(株)製)2.9gとラジカル重合開始剤V−601(和光純薬工業(株)製)3.2gとを加え、さらに良く撹拌した。得られたモノマー溶液を2時間かけて500mL3つ口フラスコに滴下し、ラジカル重合を開始させた。さらに、滴下終了後、75℃で6時間加熱撹拌を続けた。得られた重合液を減圧濃縮させ、メチルエチルケトンを留去させた後、ヘプタンに溶解して、末端ジオール変性ポリメタクリル酸ドデシル(Ab−1)〔アルキル部位の炭素数12;末端ジオール親油性ポリマー〕の25質量%ヘプタン溶液292gを得た。
得られたポリマーの重量平均分子量は、3200であった。重量平均分子量の測定は、以下に示す方法にて行った。
<Synthesis of organic particles>
-Synthesis of polyurethane particles (1)-
(1) Synthesis of terminal diol lipophilic polymer 20 mL of methyl ethyl ketone was charged in a 500 mL three-necked flask and heated at 75 ° C. under a nitrogen stream. On the other hand, 70 g of dodecyl methacrylate (carbon number of alkyl part: 12, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 110 g of methyl ethyl ketone were charged into a 500 mL graduated cylinder and stirred well. To this, 2.9 g of thioglycerol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 3.2 g of radical polymerization initiator V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added as chain transfer agents and further stirred. . The obtained monomer solution was dropped into a 500 mL three-necked flask over 2 hours to initiate radical polymerization. Furthermore, after completion of the dropwise addition, heating and stirring were continued at 75 ° C. for 6 hours. The obtained polymerization solution was concentrated under reduced pressure, and methyl ethyl ketone was distilled off, and then dissolved in heptane. Terminal diol-modified polydodecyl methacrylate (Ab-1) [carbon number of alkyl moiety: 12; terminal diol lipophilic polymer] 292 g of a 25% by weight heptane solution was obtained.
The weight average molecular weight of the obtained polymer was 3200. The weight average molecular weight was measured by the following method.

(2)ポリウレアコロイド粒子(Aa−1)の合成
末端ジオール変性ポリメタクリル酸ドデシル(Ab−1;炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物)25質量%のヘプタン溶液260gを、1リットル(L)の3つ口フラスコに加え、ヘプタン110gで希釈した。これにイソホロンジイソシアネート(和光純薬工業(株)製)11.1gとネオスタンU−600(日東化成(株)製;触媒)0.1gとを加え、75℃で5時間加熱撹拌した。その後、イソホロンジアミン(アミン化合物)0.4gのヘプタン125g希釈液を1時間かけて滴下した。ポリマー溶液は、滴下開始後10分で透明から薄い黄色の蛍光色を有する溶液へと変化した。これより、ウレアコロイドが形成していることがわかる。反応液を室温に冷却し、ポリウレアコロイド粒子(Aa−1)〔ポリウレア構造を有する第2の粒子〕の15質量%ヘプタン溶液506gを得た。
ポリウレアコロイド粒子(Aa−1)において、末端ジオール変性ポリメタクリル酸ドデシルのドデシル基は、ヘプタン(炭化水素系溶媒)と溶媒和する構造部分であり、ポリウレア構造は、ヘプタンと溶媒和しない構造部分である。
ポリウレアコロイド粒子(Aa−1)のポリウレアの重量平均分子量は、9600であった。重量平均分子量の測定は、以下に示す方法にて行った。
(2) Synthesis of polyurea colloidal particles (Aa-1) 1 liter of a terminal diol-modified polydodecyl methacrylate (Ab-1; a diol compound having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms) with a mass of 25% by weight of heptane In addition to the three-necked flask of (L), it was diluted with 110 g of heptane. To this, 11.1 g of isophorone diisocyanate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.1 g of Neostan U-600 (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd .; catalyst) were added and stirred at 75 ° C. for 5 hours. Thereafter, a diluted solution of 125 g of heptane of 0.4 g of isophoronediamine (amine compound) was dropped over 1 hour. The polymer solution changed from a transparent solution to a pale yellow fluorescent color 10 minutes after the start of dropping. This shows that a urea colloid is formed. The reaction solution was cooled to room temperature to obtain 506 g of a 15 mass% heptane solution of polyurea colloidal particles (Aa-1) [second particles having a polyurea structure].
In the polyurea colloidal particles (Aa-1), the dodecyl group of the terminal diol-modified polydodecyl methacrylate is a structural part that solvates with heptane (hydrocarbon solvent), and the polyurea structure is a structural part that does not solvate with heptane. is there.
The weight average molecular weight of the polyurea of the polyurea colloidal particles (Aa-1) was 9,600. The weight average molecular weight was measured by the following method.

(3)ポリウレタン粒子(1)の合成
50mLサンプル瓶にジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(東京化成工業(株)製)2.6g、1,4−ブタンジオール(和光純薬工業(株)製)0.42g、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸(東京化成工業(株)製)0.28g、及びクラレポリオールP−1020((株)クラレ製)2.9gを加えた。これにポリウレアコロイド粒子(Aa−1)の15質量%ヘプタン溶液15.7gを加え、50℃で加温しながらホモジナイザーで30分間分散した。この間、混合液は微粒子化し、薄橙色のスラリーとなった。得られたスラリーを、あらかじめ80℃、回転数400rpmで撹拌した100mL3つ口フラスコに手早く投入し、ネオスタンU−600(日東化成(株)製;触媒)0.1gを加えて80℃で3時間加熱撹拌した。スラリーは、白色乳濁状となった。これより、ポリウレタン粒子が形成されたことが推定される。白色乳濁状のスラリーを冷却し、ポリウレタン粒子(1)〔有機粒子(A)〕の40質量%ヘプタン分散液を得た。
(3) Synthesis of polyurethane particles (1) In a 50 mL sample bottle, 2.6 g of dicyclohexylmethane diisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), 0.42 g of 1,4-butanediol (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.28 g of 2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 2.9 g of Kuraray polyol P-1020 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.) were added. To this was added 15.7 g of a 15 mass% heptane solution of polyurea colloidal particles (Aa-1), and the mixture was dispersed with a homogenizer for 30 minutes while heating at 50 ° C. During this time, the mixture became fine particles and became a light orange slurry. The obtained slurry was quickly put into a 100 mL three-necked flask that had been stirred at 80 ° C. and a rotation speed of 400 rpm in advance, and 0.1 g of Neostan U-600 (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd .; catalyst) was added thereto at 80 ° C. for 3 hours. Stir with heating. The slurry became a white emulsion. From this, it is presumed that polyurethane particles were formed. The white emulsion slurry was cooled to obtain a 40 mass% heptane dispersion of polyurethane particles (1) [organic particles (A)].

得られたポリウレタン粒子(1)の走査型電子顕微鏡(SEM)写真を図2に示す。
また、ポリウレタン粒子は、重量平均分子量が18100であり、体積平均粒子径が12μmであった。重量平均分子量及び体積平均粒子径の測定は、以下に示す方法にて行った。
更に、ポリウレタン粒子(1)のガラス転移温度(Tg)を測定した結果を図4に示す。Tgの測定は、以下に示す方法で行った。図4は、ポリウレタン粒子(1)の示差走査熱量(DSC)測定によるDSC曲線を示す。DSC測定の結果、図4に示すように、−44.7℃と56.2℃の2点が観測された。これより、ポリウレタンコア粒子(ポリウレタン構造を有する第1の粒子)上にポリウレアコロイド粒子(Aa−1;ポリウレア構造を有する第2の粒子)がウレタン結合したポリウレタン粒子が形成されたことが推定される。2つのTgのうち、低温側のTgがポリウレアコロイド粒子のTgであり、高温側のTgがポリウレタンコア粒子のTgである。
A scanning electron microscope (SEM) photograph of the obtained polyurethane particles (1) is shown in FIG.
The polyurethane particles had a weight average molecular weight of 18100 and a volume average particle diameter of 12 μm. The weight average molecular weight and the volume average particle diameter were measured by the following methods.
Furthermore, the result of having measured the glass transition temperature (Tg) of a polyurethane particle (1) is shown in FIG. Tg was measured by the following method. FIG. 4 shows a DSC curve obtained by differential scanning calorimetry (DSC) measurement of the polyurethane particles (1). As a result of DSC measurement, as shown in FIG. 4, two points of −44.7 ° C. and 56.2 ° C. were observed. From this, it is presumed that polyurethane particles in which polyurea colloid particles (Aa-1; second particles having a polyurea structure) are urethane-bonded are formed on polyurethane core particles (first particles having a polyurethane structure). . Of the two Tg's, the Tg on the low temperature side is the Tg of the polyurea colloidal particles, and the Tg on the high temperature side is the Tg of the polyurethane core particles.

〜重量平均分子量の測定〜
重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフ(GPC)により下記条件にてポリスチレン換算値として測定した。以下で合成した他の例示化合物の重量平均分子量についても同様である。なお、検量線は、東ソー(株)製「標準試料TSK standard,polystyrene」:「F−40」、「F−20」、「F−4」、「F−1」、「A−5000」、「A−2500」、「A−1000」、「n−プロピルベンゼン」の8サンプルから作製した。
<条件>
・GPC:HLC(登録商標)−8020GPC(東ソー(株)製)
・カラム:G3000HXL及びG2000HXL
・溶離液:THF(テトラヒドロフラン)、クロロホルム、NMP(N−メチル−2−ピロリドン)、m−クレゾール/クロロホルム(湘南和光純薬社製)から選定することができ、溶解するものであればTHFを用いる
・試料濃度:0.45質量%
・流速:1mL/min
・サンプル注入量:10μl
・測定温度:23℃
・示差屈折計(RI)検出器を使用
~ Measurement of weight average molecular weight ~
The weight average molecular weight was measured as a polystyrene equivalent value by gel permeation chromatograph (GPC) under the following conditions. The same applies to the weight average molecular weights of other exemplary compounds synthesized below. The calibration curve is “Standard sample TSK standard, polystyrene” manufactured by Tosoh Corporation: “F-40”, “F-20”, “F-4”, “F-1”, “A-5000”, It produced from eight samples of "A-2500", "A-1000", and "n-propylbenzene".
<Condition>
GPC: HLC (registered trademark) -8020 GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: G3000HXL and G2000HXL
-Eluent: THF (tetrahydrofuran), chloroform, NMP (N-methyl-2-pyrrolidone), m-cresol / chloroform (manufactured by Shonan Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) can be selected. Used ・ Sample concentration: 0.45% by mass
・ Flow rate: 1 mL / min
Sample injection volume: 10 μl
・ Measurement temperature: 23 ℃
・ Uses differential refractometer (RI) detector

〜体積平均粒子径の測定〜
体積平均粒子径は、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA−920(HORIBA社製)にて光散乱法により測定した。
~ Measurement of volume average particle diameter ~
The volume average particle size was measured by a light scattering method using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-920 (manufactured by HORIBA).

〜Tgの測定〜
ポリウレタン粒子のガラス転移温度(Tg)は、ポリマー分散液を乾燥して得られたポリマーについて、示差走査熱量計「X−DSC7000」(SII・ナノテクノロジー社製)を用いて下記の条件にて測定した。測定は、同一の試料について2回実施し、2回目の測定結果を採用した。
<条件>
・測定室内の雰囲気:窒素(50mL/min)
・昇温速度:5℃/min
・測定開始温度:−100℃
・測定終了温度:200℃
・試料パン:アルミニウム製パン
・測定試料の質量:5mg
・Tgの算定:DSCチャートの下降開始点と下降終了点の中間温度の小数点以下を四捨五入することでTgを算定した。
~ Measurement of Tg ~
The glass transition temperature (Tg) of the polyurethane particles is measured under the following conditions using a differential scanning calorimeter “X-DSC7000” (manufactured by SII Nanotechnology) for the polymer obtained by drying the polymer dispersion. did. The measurement was performed twice for the same sample, and the second measurement result was adopted.
<Condition>
・ Atmosphere in measurement chamber: Nitrogen (50 mL / min)
・ Raising rate: 5 ° C / min
Measurement start temperature: -100 ° C
-Measurement end temperature: 200 ° C
・ Sample pan: Aluminum pan ・ Measurement sample mass: 5 mg
-Calculation of Tg: Tg was calculated by rounding off the decimal point of the intermediate temperature between the lowering start point and the lowering end point of the DSC chart.

−ポリウレタン粒子(2)〜(6)の合成−
上記したポリウレタン粒子(1)の合成において、以下に示す点を変更したこと以外は、ポリウレタン粒子(1)の合成と同様の操作にて、ポリウレタン粒子(2)〜(6)を合成した。なお、各ポリウレタン粒子において、低温側のTgはポリウレアコロイド粒子のTgであり、高温側のTgは末端ジオール変性ポリメタクリル酸ドデシルのTgである。
・ポリウレタン粒子(2):
ドデシルメタクリレートを、ステアリルメタクリレート(アルキル部位の炭素数18)に変更した。
重量平均分子量は32300であり、体積平均粒子径は15μmであった。また、ガラス転移温度は、−67.2℃と42℃の2点が観測された。
・ポリウレタン粒子(3):
イソホロンジイソシアネートを、1,6−ヘキサンジオールジイソシアネートに変更した。
重量平均分子量は22300であり、体積平均粒子径は23μmであった。また、ガラス転移温度は、−54.5℃と42℃の2点が観測された。
・ポリウレタン粒子(4):
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートに変更した。
重量平均分子量は58500であり、体積平均粒子径は18μmであった。また、ガラス転移温度は、−46.5℃と75℃の2点が観測された。
・ポリウレタン粒子(5):
ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートを、イソホロンジイソシアネート及び1,6−ヘキサンジイソシアネート(イソホロンジイソシアネート/1,6−ヘキサンジイソシアネート=2/1;質量比)に変更した。
重量平均分子量は34000であり、体積平均粒子径は9μmであった。また、ガラス転移温度は、−46.5℃と−9.3℃の2点が観測された。
・ポリウレタン粒子(6):
2,2−ビス(ヒドロキシメチル)ブタン酸を、2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸及びブレンマーGLM(日油(株)製)(2,2−ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸/ブレンマーGLM=20/80;質量比)に変更した。
重量平均分子量は48900であり、体積平均粒子径は7μmであった。また、ガラス転移温度は、−46.5℃と35℃の2点が観測された。
-Synthesis of polyurethane particles (2) to (6)-
In the synthesis of the polyurethane particles (1), the polyurethane particles (2) to (6) were synthesized in the same manner as the synthesis of the polyurethane particles (1) except that the following points were changed. In each polyurethane particle, the Tg on the low temperature side is the Tg of the polyurea colloid particles, and the Tg on the high temperature side is the Tg of the terminal diol-modified polydodecyl methacrylate.
-Polyurethane particles (2):
Dodecyl methacrylate was changed to stearyl methacrylate (carbon number of alkyl site: 18).
The weight average molecular weight was 32300, and the volume average particle diameter was 15 μm. Further, two glass transition temperatures of −67.2 ° C. and 42 ° C. were observed.
-Polyurethane particles (3):
Isophorone diisocyanate was changed to 1,6-hexanediol diisocyanate.
The weight average molecular weight was 22300, and the volume average particle diameter was 23 μm. Two glass transition temperatures, −54.5 ° C. and 42 ° C., were observed.
-Polyurethane particles (4):
Dicyclohexylmethane diisocyanate was changed to 4,4′-diphenylmethane diisocyanate.
The weight average molecular weight was 58500, and the volume average particle diameter was 18 μm. Two glass transition temperatures, −46.5 ° C. and 75 ° C., were observed.
-Polyurethane particles (5):
Dicyclohexylmethane diisocyanate was changed to isophorone diisocyanate and 1,6-hexane diisocyanate (isophorone diisocyanate / 1,6-hexane diisocyanate = 2/1; mass ratio).
The weight average molecular weight was 34,000, and the volume average particle diameter was 9 μm. Two glass transition temperatures, −46.5 ° C. and −9.3 ° C., were observed.
-Polyurethane particles (6):
2,2-bis (hydroxymethyl) butanoic acid was converted into 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid and Blemmer GLM (manufactured by NOF Corporation) (2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid / Blemmer GLM). = 20/80; mass ratio).
The weight average molecular weight was 48900, and the volume average particle diameter was 7 μm. Two glass transition temperatures, −46.5 ° C. and 35 ° C., were observed.

−ポリウレア粒子(7)の合成−
50mLサンプル瓶にジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(東京化成工業社製)1.8gと、上記の「ポリウレアコロイド粒子(Aa−1)の15質量%ヘプタン溶液」22.0gと、を加えて得られた混合液を、内温5℃にて下記のホモジナイザーを用いて10分間分散した。ホモジナイザーによる分散操作を続けながら、この混合液に1,6−ヘキサンジアミン(和光純薬工業社製)0.42g及びポリプロピレングリコールビス2−アミノプロピルエーテル(アルドリッチ社製)2.9gを5分間かけて滴下して加えた。この間、混合液は発熱し、内温5℃から12℃まで上昇した。そのまま30分間、室温にて撹拌を続けたところ、白色乳濁状のスラリーとなった。これより、ポリウレア粒子が形成されたことが推定された。
次いで、白色乳濁状のスラリーを冷却し、ポリウレア粒子(7)〔有機粒子(A)〕の40質量%ヘプタン分散液を得た。
ポリウレア粒子(7)の重量平均分子量は32000であり、体積平均粒子径は3μmであった。また、ガラス転移温度は、−46.5℃と−20℃の2点が観測された。
<ホモジナイザー>
・ホモジナイザー本体:T10basic ULTRA TURRAX(IKA社製)
・ホモジナイザーシャフト:S10N 8Gシャフトジェネレータ(IKA社製)
-Synthesis of polyurea particles (7)-
A mixed solution obtained by adding 1.8 g of dicyclohexylmethane diisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) and 22.0 g of the above-mentioned “15 wt% heptane solution of polyurea colloidal particles (Aa-1)” to a 50 mL sample bottle. Was dispersed at an internal temperature of 5 ° C. for 10 minutes using the following homogenizer. While continuing the dispersing operation with a homogenizer, 0.42 g of 1,6-hexanediamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 2.9 g of polypropylene glycol bis 2-aminopropyl ether (manufactured by Aldrich) were applied to this mixed solution for 5 minutes. Added dropwise. During this time, the mixed solution generated heat, and the internal temperature rose from 5 ° C to 12 ° C. When stirring was continued for 30 minutes at room temperature, a white emulsion slurry was obtained. From this, it was estimated that polyurea particles were formed.
Next, the white emulsion slurry was cooled to obtain a 40 mass% heptane dispersion of polyurea particles (7) [organic particles (A)].
The polyurea particles (7) had a weight average molecular weight of 32,000 and a volume average particle size of 3 μm. Two glass transition temperatures, −46.5 ° C. and −20 ° C., were observed.
<Homogenizer>
-Homogenizer body: T10basic ULTRA TURRAX (manufactured by IKA)
-Homogenizer shaft: S10N 8G shaft generator (manufactured by IKA)

−ポリウレタンウレア粒子(8)の合成−
50mLサンプル瓶に4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(和光純薬工業(株)製)1.8gと、ブレンマーGLM(日油(株)製)0.5gと、上記の「ポリウレアコロイド粒子(Aa−1)の15質量%ヘプタン溶液」25.2gと、を加え、内温60℃にて下記のホモジナイザーを用いて10分間分散した。ホモジナイザーによる分散操作を続けながら、ネオスタンU−600(日東化成(株)製)0.1gを加え、60℃で3時間加熱撹拌した。このようにして、ポリウレタンプレポリマーコア粒子を作製した。
引き続き、ホモジナイザー分散を続けながら、混合液を室温に戻した後、ジェファーミンED−900(ポリエチルエーテルジアミン,ハンツマン社製)2.2gを5分間かけて滴下して加えた。この間、混合液は発熱し、内温25℃から30℃まで上昇した。そのまま30分間、室温にてホモジナイザーを用いて分散を続けたところ、白色乳濁状のスラリーとなった。これより、ポリウレタンウレア粒子が形成されたことが推定された。
次いで、白色乳濁状のスラリーを冷却し、ポリウレタンウレア粒子(8)〔有機粒子(A)〕の40質量%ヘプタン分散液を得た。
ポリウレタンウレア粒子(8)のポリウレタンウレアの重量平均分子量は45000であり、体積平均粒子径は6μmであった。また、ガラス転移温度は、−46.5℃と−25℃の2点が観測された。
<ホモジナイザー>
・ホモジナイザー本体:T10basic ULTRA TURRAX(IKA社製)
・ホモジナイザーシャフト:S10N 8Gシャフトジェネレータ(IKA社製)
-Synthesis of polyurethane urea particles (8)-
In a 50 mL sample bottle, 1.8 g of 4,4′-diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 0.5 g of Blemmer GLM (manufactured by NOF Corporation), and the “polyurea colloidal particles (Aa- 1) of 15% by mass heptane solution ”(25.2 g) was added and dispersed at an internal temperature of 60 ° C. for 10 minutes using the following homogenizer. While continuing the dispersing operation with the homogenizer, 0.1 g of Neostan U-600 (manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.) was added, and the mixture was heated and stirred at 60 ° C. for 3 hours. In this way, polyurethane prepolymer core particles were produced.
Subsequently, while continuing the homogenizer dispersion, the mixed solution was returned to room temperature, and then 2.2 g of Jeffamine ED-900 (polyethyl ether diamine, manufactured by Huntsman) was added dropwise over 5 minutes. During this time, the mixed solution generated heat, and the internal temperature rose from 25 ° C. to 30 ° C. When dispersion was continued for 30 minutes at room temperature using a homogenizer, a white emulsion slurry was obtained. From this, it was estimated that polyurethane urea particles were formed.
Next, the white emulsion slurry was cooled to obtain a 40 mass% heptane dispersion of polyurethane urea particles (8) [organic particles (A)].
The weight average molecular weight of polyurethane urea in the polyurethane urea particles (8) was 45000, and the volume average particle diameter was 6 μm. Two glass transition temperatures, −46.5 ° C. and −25 ° C., were observed.
<Homogenizer>
-Homogenizer body: T10basic ULTRA TURRAX (manufactured by IKA)
-Homogenizer shaft: S10N 8G shaft generator (manufactured by IKA)

また、上記で合成したポリウレタン粒子及びポリウレア粒子の各々の含水率を、80℃で真空乾燥した後のポリマーを試料とし、カールフィッシャー法により試料中の水分量(g)を測定し、水分量(g)を試料質量(g)で除して算出した。
ポリマーの含水率は、いずれも100ppm以下であった。
Further, the water content of each of the polyurethane particles and the polyurea particles synthesized above was measured by measuring the water content (g) in the sample by the Karl Fischer method using the polymer after vacuum drying at 80 ° C. It was calculated by dividing g) by the sample mass (g).
The water content of the polymer was 100 ppm or less.

<硫化物系無機固体電解質の合成>
−Li/P/S系ガラスの合成−
硫化物系の無機固体電解質として、非特許文献(T.Ohtomo,A.Hayashi,M.Tatsumisago,Y.Tsuchida,S.Hama,K.Kawamoto,Journal of Power Sources,233,(2013),pp231−235及びA.Hayashi,S.Hama,H.Morimoto,M.Tatsumisago,T.Minami,Chem.Lett.,(2001),pp872−873)を参考にして、Li/P/S系ガラスを合成した。
<Synthesis of sulfide-based inorganic solid electrolyte>
-Synthesis of Li / P / S glass-
Non-patent literature (T. Ohtomo, A. Hayashi, M. Tatsumisago, Y. Tsuchida, S. Hama, K. Kawamoto, Journal of Power Sources, 233, (2013), pp23) 235 and A. Hayashi, S. Hama, H. Morimoto, M. Tatsumisago, T. Minami, Chem. Lett., (2001), pp 872-873) were used to synthesize Li / P / S glasses. .

具体的には、アルゴン雰囲気下(露点−70℃)のグローブボックス内で、硫化リチウム(LiS、Aldrich社製、純度>99.98%)2.42g、及び五硫化二リン(P、Aldrich社製、純度>99%)3.90gをそれぞれ秤量し、メノウ製乳鉢に投入し、メノウ製乳棒を用いて、5分間混合した。なお、LiS及びPの混合比(モル比;=LiS:P)は、75:25とした。
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを66個投入した後、上記の硫化リチウムと五硫化二リンの混合物の全量を投入し、アルゴン雰囲気下で容器を完全に密閉した。この容器を遊星ボールミルP−7(フリッチュ社製)にセットし、温度25℃、回転数510rpmで20時間メカニカルミリングを行い、黄色粉末のLi/P/S系ガラス(硫化物系の無機固体電解質;以下、「Li/P/S」と略記することがある。)6.20gを得た。
Specifically, in a glove box under an argon atmosphere (dew point −70 ° C.), 2.42 g of lithium sulfide (Li 2 S, manufactured by Aldrich, purity> 99.98%) and diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5, Aldrich Co., purity> 99%) 3.90 g were weighed, charged into an agate mortar, using an agate pestle and mixed for 5 minutes. The mixing ratio of Li 2 S and P 2 S 5 (molar ratio; = Li 2 S: P 2 S 5) is 75: was 25.
After putting 66 pieces of zirconia beads having a diameter of 5 mm into a zirconia 45 mL container (manufactured by Fritsch), the whole amount of the above mixture of lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide was introduced, and the container was completely sealed under an argon atmosphere. . This container is set on a planetary ball mill P-7 (manufactured by Fritsch), mechanical milling is performed at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 510 rpm for 20 hours, and yellow powder Li / P / S glass (sulfide-based inorganic solid electrolyte) Hereinafter, abbreviated as “Li / P / S”.) 6.20 g was obtained.

(実施例1〜12、比較例1〜4)
−固体電解質組成物の調製−
(1)固体電解質組成物(K−1)の調製
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、無機固体電解質LLZ(LiLaZr12(平均粒子径:5.06μm)、(株)豊島製作所製)9.0g、上記で合成したポリウレタン粒子(1)の40質量%ヘプタン分散液0.75g(固形分0.3g)、及び分散媒(C)としてトルエン15.0gを投入した。その後、この容器を遊星ボールミルP−7(フリッチュ社製)にセットし、温度25℃、回転数300rpmにて2時間攪拌を続け、固体電解質組成物(K−1)を調製した。
(Examples 1-12, Comparative Examples 1-4)
-Preparation of solid electrolyte composition-
(1) Preparation of Solid Electrolyte Composition (K-1) Into a 45 mL zirconia container (manufactured by Fritsch), 180 pieces of zirconia beads having a diameter of 5 mm were introduced, and an inorganic solid electrolyte LLZ (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ( (Average particle size: 5.06 μm), 9.0 g manufactured by Toshima Seisakusho Co., Ltd., 0.75 g (solid content 0.3 g) of 40 mass% heptane dispersion of polyurethane particles (1) synthesized above, and dispersion medium As (C), 15.0 g of toluene was added. Thereafter, this container was set on a planetary ball mill P-7 (manufactured by Fritsch), and stirring was continued for 2 hours at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm to prepare a solid electrolyte composition (K-1).

(2)固体電解質組成物(K−2)の調製
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、上記で合成したLi/P/S系ガラス9.0g、上記で合成したポリウレタン粒子(1)の40質量%ヘプタン分散液0.75g(固形分0.3g)、及び分散媒としてヘプタン15.0gを投入した。その後、この容器を遊星ボールミルP−7(フリッチュ社製)にセットし、温度25℃、回転数300rpmにて2時間攪拌を続け、固体電解質組成物(K−2)を調製した。
(2) Preparation of Solid Electrolyte Composition (K-2) 180 zirconia beads having a diameter of 5 mm were put into a 45 mL container (manufactured by Fritsch) made of zirconia, and 9.0 g of the Li / P / S glass synthesized above. 0.75 g (solid content: 0.3 g) of a 40% by mass heptane dispersion of the polyurethane particles (1) synthesized above and 15.0 g of heptane as a dispersion medium were added. Thereafter, this container was set on a planetary ball mill P-7 (manufactured by Fritsch), and stirring was continued for 2 hours at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm to prepare a solid electrolyte composition (K-2).

(3)固体電解質組成物(K−3)〜(K−10)及び(HK−1)〜(HK−3)の調製
固体電解質組成物(K−1)又は(K−2)の調製において、有機粒子(A)及び無機固体電解質(B)を表1に示すように変更したこと以外は、固体電解質組成物(K−1)又は(K−2)と同様にして、固体電解質組成物(K−3)〜(K−10)及び(HK−1)〜(HK−3)を調製した。なお、固体電解質組成物(K−1)〜(K−10)は、実施例となる固体電解質組成物であり、固体電解質組成物(HK−1)〜(HK−3)は比較用の固体電解質組成物である。
(3) Preparation of solid electrolyte compositions (K-3) to (K-10) and (HK-1) to (HK-3) In preparation of solid electrolyte compositions (K-1) or (K-2) The solid electrolyte composition was the same as the solid electrolyte composition (K-1) or (K-2) except that the organic particles (A) and the inorganic solid electrolyte (B) were changed as shown in Table 1. (K-3) to (K-10) and (HK-1) to (HK-3) were prepared. In addition, solid electrolyte composition (K-1)-(K-10) is a solid electrolyte composition used as an Example, and solid electrolyte composition (HK-1)-(HK-3) is a solid for comparison. It is an electrolyte composition.


表1に記載の表記について、以下に示す。
・LLZ:LiLaZr12(平均粒子径:5.06μm、(株)豊島製作所製)
・Li/P/S:上記で合成したLi/P/S系ガラス
・ポリプロピレン粒子:ザイクセン(ポリオレフィンエマルジョン)、住友精化(株)製))
・アクリル粒子:ケミスノーMX−500(アクリルラテックス粒子)、綜研化学(株)製
The notation shown in Table 1 is shown below.
LLZ: Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (average particle size: 5.06 μm, manufactured by Toshima Seisakusho)
Li / P / S: Li / P / S glass synthesized as above Polypropylene particles: Syxen (polyolefin emulsion), manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.))
-Acrylic particles: Chemisnow MX-500 (acrylic latex particles), manufactured by Soken Chemical Co., Ltd.

−二次電池正極用組成物の調製−
(1)正極用組成物(U−1)の調製
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、無機固体電解質LLZ(LiLaZr12(平均粒子径5.06μm)、(株)豊島製作所製)2.7g、上記で合成したポリウレタン粒子(1)の40質量%ヘプタン分散液0.75g(固形分0.3g)、及び分散媒としてトルエン12.3gを投入した。この容器を遊星ボールミルP−7(フリッチュ社製)にセットし、温度25℃、回転数300rpmの条件にて2時間機械分散を続けた。その後、活物質としてコバルト酸リチウム(LCO、日本化学工業(株)製)7.0gを容器に投入し、再びこの容器を遊星ボールミルP−7にセットし、温度25℃、回転数100rpmにて15分間混合を続けた。このようにして、正極用組成物(U−1)を調製した。
-Preparation of composition for positive electrode of secondary battery-
(1) Preparation of composition for positive electrode (U-1) 180 zirconia beads having a diameter of 5 mm were placed in a 45 mL container (manufactured by Fritsch) made of zirconia, and an inorganic solid electrolyte LLZ (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ( (Average particle diameter 5.06 μm), 2.7 g (manufactured by Toshima Seisakusho), 0.75 g (solid content 0.3 g) of 40 mass% heptane dispersion of polyurethane particles (1) synthesized above, and as a dispersion medium 12.3 g of toluene was charged. This container was set in a planetary ball mill P-7 (manufactured by Fritsch), and machine dispersion was continued for 2 hours under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm. Thereafter, 7.0 g of lithium cobalt oxide (LCO, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as an active material is put into the container, and this container is set again on the planetary ball mill P-7, at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 100 rpm. Mixing continued for 15 minutes. In this way, a positive electrode composition (U-1) was prepared.

(2)正極用組成物(U−2)の調製
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、上記で合成したLi/P/S系ガラス2.7g、上記で合成したポリウレタン粒子(1)の40質量%ヘプタン分散液0.75g(固形分0.3g)、及び分散媒としてヘプタン12.3gを投入した。この容器を遊星ボールミルP−7(フリッチュ社製)にセットし、温度25℃、回転数300rpmにて2時間混合を続けた。その後、活物質としてニッケルマンガンコバルト酸リチウム(NMC、日本化学工業(株)製)7.0gを容器に投入し、再びこの容器を遊星ボールミルP−7にセットし、温度25℃、回転数200rpmにて15分間混合を続けた。このようにして、正極用組成物(U−2)を調製した。
(2) Preparation of positive electrode composition (U-2) 180 zirconia beads having a diameter of 5 mm were placed in a 45 mL container (manufactured by Fritsch) made of zirconia, and 2.7 g of the Li / P / S glass synthesized above. Then, 0.75 g (solid content 0.3 g) of 40 mass% heptane dispersion of the polyurethane particles (1) synthesized above and 12.3 g of heptane as a dispersion medium were added. This container was set in a planetary ball mill P-7 (manufactured by Fritsch), and mixing was continued for 2 hours at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm. Thereafter, 7.0 g of lithium nickel manganese cobaltate (NMC, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as an active material was put into the container, and this container was set in the planetary ball mill P-7 again. Mixing continued at 15 minutes. In this way, a positive electrode composition (U-2) was prepared.

(3)正極用組成物(U−3)〜(U−10)及び(HU−1)〜(HU−2)の調製
正極用組成物(U−1)と同様の方法で、正極用組成物(U−3)を調製した。また、正極用組成物(U−2)と同様の方法で、正極用組成物(U−4)〜(U−10)及び(HU−1)〜(HU−2)を調製した。
なお、正極用組成物(U−1)〜(U−10)は実施例となる正極用組成物であり、正極用組成物(HU−1)〜(HU−2)は比較用の正極用組成物である。
(3) Preparation of positive electrode compositions (U-3) to (U-10) and (HU-1) to (HU-2) In the same manner as the positive electrode composition (U-1), the positive electrode composition was prepared. A product (U-3) was prepared. Also, positive electrode compositions (U-4) to (U-10) and (HU-1) to (HU-2) were prepared in the same manner as the positive electrode composition (U-2).
The positive electrode compositions (U-1) to (U-10) are examples of positive electrode compositions, and the positive electrode compositions (HU-1) to (HU-2) are for comparative positive electrodes. It is a composition.


表2に記載の表記について、以下に示す。
・LLZ:LiLaZr12(平均粒子径:5.06μm、(株)豊島製作所製)
・Li/P/S:上記で合成したLi/P/S系ガラス
・ポリプロピレン粒子:ザイクセン(ポリオレフィンエマルジョン)、住友精化(株)製)
・アクリル粒子:ケミスノーMX−500(アクリルラテックス粒子)、綜研化学(株)製
・LCO:LiCoO 〔コバルト酸リチウム〕
・NMC:Li(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O 〔ニッケルマンガンコバルト酸リチウム〕
The notation shown in Table 2 is shown below.
LLZ: Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (average particle size: 5.06 μm, manufactured by Toshima Seisakusho)
-Li / P / S: Li / P / S glass synthesized above-Polypropylene particles: Syxen (polyolefin emulsion), manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.)
Acrylic particles: Chemisnow MX-500 (acrylic latex particles), manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. LCO: LiCoO 2 [lithium cobaltate]
NMC: Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 [lithium nickel manganese cobaltate]

−二次電池負極用組成物の調製−
(1)負極用組成物(S−1)の調製
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、無機固体電解質LLZ(LiLaZr12(平均粒子径5.06μm)、(株)豊島製作所製)5.0g、上記で合成したポリウレタン粒子(1)の40質量%ヘプタン分散液1.25g(固形分0.5g)、及び分散媒としてトルエン12.3gを投入した。この容器を遊星ボールミルP−7(フリッチュ社製)にセットし、温度25℃、回転数300rpmにて2時間、機械分散を続けた。その後、活物質としてアセチレンブラック7.0gを容器に投入し、再びこの容器を遊星ボールミルP−7にセットし、温度25℃、回転数100rpmで15分間混合を続けた。このようにして、負極用組成物(S−1)を調製した。
-Preparation of secondary battery negative electrode composition-
(1) Preparation of composition for negative electrode (S-1) 180 zirconia beads having a diameter of 5 mm were put into a 45 mL container (manufactured by Fritsch) made of zirconia, and an inorganic solid electrolyte LLZ (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ( (Average particle diameter 5.06 μm), manufactured by Toshima Seisakusho Co., Ltd.) 5.0 g, polyurethane particles (1) synthesized above, 1.25 g of a 40% by weight heptane dispersion (solid content 0.5 g), and a dispersion medium 12.3 g of toluene was charged. This container was set in a planetary ball mill P-7 (manufactured by Fritsch), and mechanical dispersion was continued for 2 hours at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm. Thereafter, 7.0 g of acetylene black as an active material was put into a container, and this container was set again on the planetary ball mill P-7, and mixing was continued for 15 minutes at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 100 rpm. In this way, a negative electrode composition (S-1) was prepared.

(2)負極用組成物(S−2)の調製
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、上記で合成したLi/P/S系ガラス5.0g、上記で合成したポリウレタン粒子(1)の40質量%ヘプタン分散液1.25g(固形分0.5g)、及び分散媒としてヘプタン12.3gを投入し、この容器を遊星ボールミルP−7(フリッチュ社製)にセットし、温度25℃、回転数300rpmにて2時間混合を続けた。その後、活物質としてアセチレンブラック7.0gを投入し、再びこの容器を遊星ボールミルP−7にセットし、温度25℃、回転数200rpmにて15分間混合を続けた。このようにして、負極用組成物(S−2)を調製した。
(2) Preparation of composition for negative electrode (S-2) Into a 45 mL container (manufactured by Fritsch) made of zirconia, 180 pieces of zirconia beads having a diameter of 5 mm were charged, and 5.0 g of the Li / P / S glass synthesized above. 1.25 g of a 40 mass% heptane dispersion of the polyurethane particles (1) synthesized above (solid content 0.5 g) and 12.3 g of heptane as a dispersion medium were charged, and this container was put into a planetary ball mill P-7 (Fritsch). And mixing was continued for 2 hours at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm. Thereafter, 7.0 g of acetylene black was added as an active material, and this container was set on the planetary ball mill P-7 again, and mixing was continued for 15 minutes at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 200 rpm. In this way, a negative electrode composition (S-2) was prepared.

(3)負極用組成物(S−3)〜(S−10)及び(HS−1)〜(HS−2)の調製
負極用組成物(S−1)と同様の方法で、正極用組成物(S−3)を調製した。また、負極用組成物(S−2)と同様の方法で、正極用組成物(S−4)〜(S−10)及び(HS−1)〜(HS−2)を調製した。
なお、負極用組成物(S−1)〜(S−10)は実施例となる負極用組成物であり、負極用組成物(HS−1)〜(HS−2)は比較用の負極用組成物である。
(3) Preparation of negative electrode compositions (S-3) to (S-10) and (HS-1) to (HS-2) In the same manner as the negative electrode composition (S-1), the positive electrode composition was prepared. A product (S-3) was prepared. Moreover, the composition for positive electrodes (S-4)-(S-10) and (HS-1)-(HS-2) were prepared by the method similar to the composition for negative electrodes (S-2).
The negative electrode compositions (S-1) to (S-10) are examples of negative electrode compositions, and the negative electrode compositions (HS-1) to (HS-2) are for comparative negative electrodes. It is a composition.


表3に記載の表記について、以下に示す。
・LLZ:LiLaZr12(平均粒子径5.06μm、(株)豊島製作所製)
・Li/P/S:上記で合成したLi/P/S系ガラス
・ポリプロピレン粒子:ザイクセン(ポリオレフィンエマルジョン)、住友精化(株)製)
・アクリル粒子:ケミスノーMX−500(アクリルラテックス粒子)、綜研化学(株)製
・AB:アセチレンブラック
The notation shown in Table 3 is shown below.
LLZ: Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (average particle size 5.06 μm, manufactured by Toshima Seisakusho)
-Li / P / S: Li / P / S glass synthesized above-Polypropylene particles: Syxen (polyolefin emulsion), manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd.)
・ Acrylic particles: Chemisnow MX-500 (acrylic latex particles), manufactured by Soken Chemical Co., Ltd. ・ AB: Acetylene black

−二次電池用正極シートの作製−
上記で製造した二次電池正極用組成物(U−2、U−4〜U−10及びHU−1〜HU−2)を厚み20μmのアルミ箔(集電体)上に、クリアランスが調節可能なアプリケーターにより塗布し、80℃で1時間加熱した後、さらに110℃で1時間加熱し、塗布溶媒を乾燥させた。その後、ヒートプレス機を用いて、任意の密度になるように加熱及び加圧し、正極活物質層/アルミ箔の積層構造を有する厚み150μmの二次電池用正極シートを得た。
-Production of positive electrode sheet for secondary battery-
The clearance for the secondary battery positive electrode composition (U-2, U-4 to U-10 and HU-1 to HU-2) manufactured above can be adjusted on an aluminum foil (current collector) having a thickness of 20 μm. After coating with a suitable applicator and heating at 80 ° C. for 1 hour, the coating solvent was dried by further heating at 110 ° C. for 1 hour. Then, using a heat press machine, it heated and pressurized so that it might become arbitrary density, and obtained the 150-micrometer-thick positive electrode sheet for secondary batteries which has a laminated structure of a positive electrode active material layer / aluminum foil.

−全固体二次電池用電極シートの作製−
上記で得た二次電池用正極シートの正極活物質層の上に、上記で調製した固体電解質組成物(K−2,K−6〜K−10及びHK−1〜HK−3)を、クリアランスが調節可能なアプリケーターにより塗布し、80℃で1時間加熱した後、さらに110℃で1時間加熱し、厚み50μmの固体電解質層を形成した。その後、上記で調製した二次電池負極用組成物(S−2、S−4〜S−10及びHS−1〜HS−2)を、乾燥後の固体電解質層上にさらに塗布し、80℃で1時間加熱後、さらに110℃で1時間加熱し、厚み100μmの負極活物質層を形成した。負極活物質層上に厚み20μmの銅箔(負極側の集電体)を載置し、ヒートプレス機を用いて、固体電解質層及び負極活物質層が任意の密度になるように加熱及び加圧し、表4に示す全固体二次電池用電極シートを作製した。
全固体二次電池用電極シートの層構造を図5に示す。全固体二次電池用電極シートは、集電体(アルミ箔)/負極活物質層/固体電解質層/二次電池用正極シート(正極活物質層/集電体(アルミ箔))の積層構造を有している。
正極活物質層、負極活物質層及び固体電解質層は、それぞれ表4に記載の厚みを有している。正極活物質層の厚みは、集電体の厚み20μmを含まない厚みである。
-Production of electrode sheet for all solid state secondary battery-
On the positive electrode active material layer of the positive electrode sheet for a secondary battery obtained above, the solid electrolyte compositions (K-2, K-6 to K-10 and HK-1 to HK-3) prepared above were used. It was coated with an applicator with adjustable clearance, heated at 80 ° C. for 1 hour, and further heated at 110 ° C. for 1 hour to form a solid electrolyte layer having a thickness of 50 μm. Then, the composition for secondary battery negative electrodes (S-2, S-4 to S-10 and HS-1 to HS-2) prepared above was further applied on the solid electrolyte layer after drying, and 80 ° C. And then heated at 110 ° C. for 1 hour to form a negative electrode active material layer having a thickness of 100 μm. A 20 μm thick copper foil (current collector on the negative electrode side) is placed on the negative electrode active material layer, and heated and heated using a heat press so that the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer have an arbitrary density. The electrode sheet for an all-solid secondary battery shown in Table 4 was produced.
FIG. 5 shows the layer structure of the electrode sheet for an all-solid-state secondary battery. The electrode sheet for an all-solid-state secondary battery is a laminated structure of a current collector (aluminum foil) / negative electrode active material layer / solid electrolyte layer / secondary battery positive electrode sheet (positive electrode active material layer / current collector (aluminum foil)). have.
Each of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer has a thickness described in Table 4. The thickness of the positive electrode active material layer does not include the current collector thickness of 20 μm.

−全固体二次電池の製造−
上記で製造した全固体二次電池用電極シートを直径14.5mmの円板状に切り出し、図6に示すように、スペーサーとワッシャーを組み込んだステンレス製の2032型コインケースに入れて、トルクレンチで8ニュートン(N)の力で締め付け、全固体二次電池を製造した。
-Manufacture of all-solid-state secondary batteries-
The electrode sheet for the all-solid-state secondary battery manufactured above is cut into a disk shape having a diameter of 14.5 mm, and is placed in a stainless steel 2032 type coin case incorporating a spacer and a washer as shown in FIG. And tightened with a force of 8 Newton (N) to produce an all-solid-state secondary battery.

<評価>
上記で作製した実施例及び比較例の全固体二次電池用電極シート及び全固体二次電池に対して以下の評価を行った。評価結果は、表4に示す。
<Evaluation>
The following evaluation was performed with respect to the all-solid-state secondary battery electrode sheets and all-solid-state secondary batteries of Examples and Comparative Examples prepared above. The evaluation results are shown in Table 4.

−1.電池電圧−
上記で作製した全固体二次電池の電池電圧を、東洋システム(株)製の充放電評価装置「TOSCAT−3000」により測定した。
充電は、電流密度2A/mで電池電圧が4.2Vに達するまで行い、4.2Vに到達後は、電流密度が0.2A/m未満となるまで、定電圧充電を実施した。放電は、電流密度2A/mで電池電圧が3.0Vに達するまで行った。これを1サイクルとして3サイクル繰り返して行い、3サイクル目の5mAh/g放電後の電池電圧を読み取り、以下の基準で評価した。なお、ランクA〜Bが合格レベルである。
<評価基準>
A:電池電圧は4.0V以上である。
B:電池電圧は3.9V以上4.0V未満である。
C:電池電圧は3.8V以上3.9V未満である。
D:電池電圧は3.8V未満である。
-1. Battery voltage
The battery voltage of the all-solid-state secondary battery produced above was measured by a charge / discharge evaluation apparatus “TOSCAT-3000” manufactured by Toyo System Co., Ltd.
Charging was performed until the battery voltage reached 4.2 V at a current density of 2 A / m 2. After reaching 4.2 V, constant voltage charging was performed until the current density was less than 0.2 A / m 2 . Discharging was performed at a current density of 2 A / m 2 until the battery voltage reached 3.0V. This was repeated three times as one cycle, and the battery voltage after 5 mAh / g discharge in the third cycle was read and evaluated according to the following criteria. Ranks A to B are acceptable levels.
<Evaluation criteria>
A: The battery voltage is 4.0 V or higher.
B: The battery voltage is 3.9 V or more and less than 4.0 V.
C: The battery voltage is 3.8V or more and less than 3.9V.
D: The battery voltage is less than 3.8V.

−2.サイクル特性−
上記で作製した全固体二次電池のサイクル特性を、東洋システム(株)製の充放電評価装置「TOSCAT−3000」により測定した。
充放電は、上記の「1.電池電圧」における場合と同様の条件で行った。3サイクル目の放電容量を100とし、放電容量が80未満となった際のサイクル数から、以下の基準で評価した。なお、ランクA〜Bが合格レベルである。
<評価基準>
A:サイクル数が50回以上である。
B:サイクル数が40回以上50回未満である。
C:サイクル数が30回以上40回未満である。
D:サイクル数が30回未満である。
-2. Cycle characteristics
The cycle characteristics of the all-solid-state secondary battery produced above were measured with a charge / discharge evaluation apparatus “TOSCAT-3000” manufactured by Toyo System Co., Ltd.
Charging / discharging was performed under the same conditions as in “1. Battery voltage” above. The discharge capacity at the third cycle was set to 100, and the following criteria were evaluated from the number of cycles when the discharge capacity was less than 80. Ranks A to B are acceptable levels.
<Evaluation criteria>
A: The number of cycles is 50 or more.
B: The number of cycles is 40 times or more and less than 50 times.
C: The number of cycles is 30 times or more and less than 40 times.
D: The number of cycles is less than 30.

−3.剥がれ−
上記で作製した全固体二次電池用電極シートについて、正極シートの正極活物質層、固体電解質層、及び負極活物質層のそれぞれに対して、100個の格子が形成されるように各層に切れ目を入れ、切れ目を入れた各層の表面にテープ(型番:405、ニチバン社製)を貼り付け、テープを層表面に沿った方向(180度の方向)に定速で剥離するテープ剥離試験を行った。試験後、各層の剥がれの有無を下記評価基準にしたがって評価し、密着性又は結着性を評価する指標とした。なお、ランクA〜Bが合格レベルである。
<評価基準>
A:剥がれた格子は無い(0個)。
B:剥がれた格子が1個以上10個未満である。
C:剥がれた格子が10個以上20個未満である。
D:剥がれた格子が20個以上である。
-3. Peeling-
With respect to the electrode sheet for an all-solid-state secondary battery produced as described above, each layer is cut so that 100 lattices are formed for each of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer of the positive electrode sheet. A tape peeling test was conducted to attach a tape (model number: 405, manufactured by Nichiban Co., Ltd.) to the surface of each layer with a cut, and peel the tape at a constant speed in the direction along the layer surface (direction of 180 degrees). It was. After the test, the presence or absence of peeling of each layer was evaluated according to the following evaluation criteria, and used as an index for evaluating adhesion or binding. Ranks A to B are acceptable levels.
<Evaluation criteria>
A: There is no peeled lattice (0).
B: 1 or more and less than 10 lattices are peeled off.
C: The number of peeled lattices is 10 or more and less than 20.
D: There are 20 or more peeled lattices.


表4に示されるように、実施例では、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層の少なくとも1層において、ポリウレタン粒子の表面がポリウレア構造を有する粒子で覆われた有機粒子であるポリウレタン粒子を含有していることで、集電体及び正極活物質層間並びに集電体及び負極活物質層間の密着性は良好であり、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層の各層界面における密着性も良好であり、固体粒子間及び各層間における界面抵抗の低減効果も顕著に現れた。したがって、電圧を維持したまま、電池電圧とサイクル特性とを良好に保持することができた。   As shown in Table 4, in the examples, in at least one of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer, the surface of the polyurethane particle is an organic particle covered with particles having a polyurea structure. By containing particles, the adhesion between the current collector and the positive electrode active material layer and between the current collector and the negative electrode active material layer is good, and each layer interface of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer The adhesiveness was also good, and the effect of reducing the interfacial resistance between the solid particles and between the respective layers was also noticeable. Therefore, the battery voltage and the cycle characteristics could be maintained satisfactorily while maintaining the voltage.

日本出願特願2015−223101及び日本出願特願2015−039451の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
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All documents, patent applications, and technical standards mentioned in this specification are to the same extent as if each individual document, patent application, and technical standard were specifically and individually stated to be incorporated by reference, Incorporated herein by reference.

Claims (17)

ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子と、前記第1の粒子よりも粒子径が小さく、かつ、ポリウレア構造を有する、前記第1の粒子の表面を覆う複数の第2の粒子と、を有する有機粒子(A)、及び、
周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)
を含有し、
前記第2の粒子は、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有し、
前記第1の粒子のガラス転移温度が、前記第2の粒子のガラス転移温度よりも高い、固体電解質組成物。
A first particle having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure; and a plurality of second particles covering a surface of the first particle having a particle diameter smaller than that of the first particle and having a polyurea structure. And organic particles (A) having, and
Inorganic solid electrolyte having conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table (B)
Contain,
The second particle has a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms,
The solid electrolyte composition , wherein the glass transition temperature of the first particles is higher than the glass transition temperature of the second particles .
前記第1の粒子が、ハードセグメントとソフトセグメントとを有する請求項1に記載の固体電解質組成物。 The solid electrolyte composition according to claim 1, wherein the first particles have a hard segment and a soft segment. 前記有機粒子(A)の体積平均粒子径が、0.1μm〜100μmである請求項1又は請求項2に記載の固体電解質組成物。 3. The solid electrolyte composition according to claim 1, wherein the organic particles (A) have a volume average particle diameter of 0.1 μm to 100 μm. 前記第1の粒子のガラス転移温度が50℃未満であり、前記第2の粒子のガラス転移温度が0℃未満である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 The glass transition temperature of the first particles is less than 50 ° C., the solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 3 the glass transition temperature of the second particles is less than 0 ℃ . 前記無機固体電解質(B)が、硫化物系の無機固体電解質である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 The solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the inorganic solid electrolyte (B) is a sulfide-based inorganic solid electrolyte. 前記無機固体電解質(B)が、酸化物系の無機固体電解質である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 The solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 4 , wherein the inorganic solid electrolyte (B) is an oxide-based inorganic solid electrolyte. 前記有機粒子(A)の含有量が、前記無機固体電解質(B)100質量部に対して、0.01質量部以上20質量部以下である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 The content of the organic particles (A) is, with respect to the inorganic solid electrolyte (B) 100 parts by weight, to any one of claims 1 to 6 or less 20 parts by mass or more 0.01 part by weight The solid electrolyte composition described. 更に、前記無機固体電解質(B)に対する比率が10質量%以上1000質量%以下の分散媒(C)を含有し、前記分散媒(C)の少なくとも一種が、炭化水素系溶媒である請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 Furthermore, the dispersion medium (C) has a ratio of 10% by mass to 1000% by mass with respect to the inorganic solid electrolyte (B), and at least one of the dispersion media (C) is a hydrocarbon solvent. The solid electrolyte composition according to claim 7 . 前記有機粒子(A)の体積平均粒子径が、0.5μm〜25μmである請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 The volume average particle diameter of the organic particles (A) is a solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 8 is 0.5Myuemu~25myuemu. 少なくとも、イソシアネート化合物と、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有するジオール化合物と、アミン化合物と、を反応させて、炭化水素系溶媒と溶媒和した構造部分と溶媒和しない構造部分とを含む第2の粒子を調製する工程と、
前記第2の粒子と、イソシアネート化合物と、ジオール化合物及びジアミン化合物の少なくとも一方と、を炭化水素系溶媒中で分散させて乳濁液を調製し、乳濁液を重縮合反応させることで、第1の粒子の表面が複数の前記第2の粒子で覆われた有機粒子(A)を調製する工程と、
前記有機粒子(A)と、周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)と、を混合する工程と、
を有し、
前記第2の粒子は、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有し、
前記第1の粒子のガラス転移温度が、前記第2の粒子のガラス転移温度よりも高い、固体電解質組成物の製造方法。
At least a reaction part comprising an isocyanate compound, a diol compound having a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms, and an amine compound to react with a hydrocarbon solvent and a solvated structure part and a non-solvated structure part. Preparing a particle of 2;
The second particles, the isocyanate compound, and at least one of a diol compound and a diamine compound are dispersed in a hydrocarbon solvent to prepare an emulsion, and the emulsion is subjected to a polycondensation reaction. A step of preparing organic particles (A) in which the surface of one particle is covered with a plurality of the second particles;
Mixing the organic particles (A) with an inorganic solid electrolyte (B) having conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table;
I have a,
The second particle has a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms,
The method for producing a solid electrolyte composition , wherein the glass transition temperature of the first particles is higher than the glass transition temperature of the second particles .
集電体と、請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物を用いて前記集電体の上に配置された固体電解質含有層と、を有する電池用電極シート。 Current collector and, battery electrode sheet having a solid electrolyte containing layer disposed on the current collector by using a solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 9. 正極活物質層と、負極活物質層と、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の間に配置された無機固体電解質層と、を有し、
前記正極活物質層、前記負極活物質層、及び前記無機固体電解質層の少なくとも1つの層は、前記固体電解質含有層である請求項11に記載の電池用電極シート。
A positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and an inorganic solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
The battery electrode sheet according to claim 11 , wherein at least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the inorganic solid electrolyte layer is the solid electrolyte-containing layer.
請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物を集電体の上に付与し、固体電解質含有層を形成する工程を有する電池用電極シートの製造方法。 The solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 9 was dispensed on the current collector, the production method of the battery electrode sheet having a step of forming a solid electrolyte containing layer. 集電体と、正極活物質層と、負極活物質層と、前記正極活物質層及び前記負極活物質層の間に配置された無機固体電解質層と、を有し、
前記正極活物質層、前記負極活物質層、及び前記無機固体電解質層の少なくとも1つの層が、
ポリウレタン構造及びポリウレア構造の少なくとも一方の構造を有する第1の粒子と、前記第1の粒子よりも粒子径が小さく、かつ、ポリウレア構造を有する、前記第1の粒子の表面を覆う複数の第2の粒子と、を有する有機粒子(A)、及び、
周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質(B)
を含有し、
前記第2の粒子は、炭素数6以上の長鎖アルキル基を有し、
前記第1の粒子のガラス転移温度が、前記第2の粒子のガラス転移温度よりも高い、全固体二次電池。
A current collector, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and an inorganic solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer;
At least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the inorganic solid electrolyte layer,
A first particle having at least one of a polyurethane structure and a polyurea structure; and a plurality of second particles covering a surface of the first particle having a particle diameter smaller than that of the first particle and having a polyurea structure. And organic particles (A) having, and
Inorganic solid electrolyte having conductivity of ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table (B)
Contain,
The second particle has a long-chain alkyl group having 6 or more carbon atoms,
The all-solid-state secondary battery in which the glass transition temperature of the first particles is higher than the glass transition temperature of the second particles .
請求項1又は請求項1に記載の電池用電極シートを備えた全固体二次電池。 All-solid secondary battery including an electrode sheet for a battery according to claim 1 1 or claim 1 2. 請求項1又は請求項1に記載の電池用電極シートを用いて全固体二次電池を製造する全固体二次電池の製造方法。 Claim 1 1 or Claim 1 2 method for manufacturing an all solid state secondary battery of manufacturing an all-solid secondary battery using the electrode sheet for a battery according to. 請求項1〜請求項のいずれか1項に記載の固体電解質組成物を集電体の上に付与し、固体電解質含有層を形成することにより電池用電極シートを製造する工程を有する全固体二次電池の製造方法。 An all solid having a step of producing a battery electrode sheet by applying the solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 9 onto a current collector and forming a solid electrolyte-containing layer. A method for manufacturing a secondary battery.
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