JP6595348B2 - Solid electrolyte composition, solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary battery, electrode sheet for all-solid-state secondary battery, all-solid-state secondary battery, and branched polymer production method - Google Patents

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Description

本発明は、固体電解質組成物、全固体二次電池用固体電解質シート、全固体二次電池用電極シート、全固体二次電池及び分岐状ポリマーの製造方法に関する。   The present invention relates to a solid electrolyte composition, a solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery, an electrode sheet for an all-solid secondary battery, an all-solid secondary battery, and a branched polymer production method.

リチウムイオン二次電池は、負極と、正極と、負極及び正極の間に挟まれた電解質とを有し、両極間にリチウムイオンを往復移動させることにより充電及び放電を可能とした蓄電池である。リチウムイオン二次電池には、従来、電解質として有機電解液が用いられてきた。しかし、有機電解液は液漏れを生じやすく、また、過充電又は過放電により電池内部で短絡が生じ発火するおそれもあり、信頼性と安全性のさらなる向上が求められている。
かかる状況下、有機電解液に代えて、無機固体電解質を用いた全固体二次電池が注目されている。全固体二次電池は負極、電解質及び正極のすべてが固体からなり、有機電解液を用いた電池の課題とされる安全性ないし信頼性を大きく改善することができ、また長寿命化も可能になるとされる。さらに、全固体二次電池は、電極と電解質を直接並べて直列に配した構造とすることができる。そのため、有機電解液を用いた二次電池に比べて高エネルギー密度化が可能となり、電気自動車や大型蓄電池等への応用が期待されている。
A lithium ion secondary battery is a storage battery that has a negative electrode, a positive electrode, and an electrolyte sandwiched between the negative electrode and the positive electrode, and enables recharging and discharging by reciprocating lithium ions between the two electrodes. Conventionally, an organic electrolytic solution has been used as an electrolyte in a lithium ion secondary battery. However, the organic electrolyte is liable to leak, and there is a possibility that a short circuit may occur inside the battery due to overcharge or overdischarge, resulting in ignition, and further improvements in reliability and safety are required.
Under such circumstances, all-solid secondary batteries using an inorganic solid electrolyte instead of an organic electrolyte have attracted attention. All-solid-state secondary batteries are made of a solid anode, electrolyte, and cathode, which can greatly improve safety and reliability, which is a problem with batteries that use organic electrolytes, and can extend their life. It will be. Furthermore, the all-solid-state secondary battery can have a structure in which electrodes and an electrolyte are directly arranged in series. Therefore, it is possible to increase the energy density as compared with a secondary battery using an organic electrolyte, and application to an electric vehicle, a large storage battery, and the like is expected.

このような全固体二次電池において、固体電解質層若しくは活物質層、又は、これらの層を形成する材料として、無機固体電解質、さらには活物質と、高分子バインダーとを含有する層又は材料が提案されている。例えば、特許文献1には、特定の硫化物固体電解質材料と分岐型ポリマーとを含有する固体電解質層等が記載されている。また、特許文献2には、末端に3つの不飽和官能基を有する特定の架橋剤と、特定のポリアルキレングリコールアルキルエーテル(メタ)アクリル酸と、リチウム塩と、硬化用開始剤とからなる組成物を硬化させてなる固体高分子電解質が記載されている。   In such an all-solid secondary battery, a solid electrolyte layer or an active material layer, or a layer or material containing an inorganic solid electrolyte, further an active material, and a polymer binder as a material for forming these layers. Proposed. For example, Patent Document 1 describes a solid electrolyte layer containing a specific sulfide solid electrolyte material and a branched polymer. Patent Document 2 discloses a composition comprising a specific crosslinking agent having three unsaturated functional groups at its terminal, a specific polyalkylene glycol alkyl ether (meth) acrylic acid, a lithium salt, and a curing initiator. A solid polymer electrolyte obtained by curing an object is described.

国際公開第2011/64936号International Publication No. 2011/64936 特開2001−40168号公報JP 2001-40168 A

近年、全固体二次電池の開発が急速に進行しており、全固体二次電池に求められる性能も高くなっている。特に、電極活物質層及び固体電解質層が固体粒子で形成される全固体二次電池においては、サイクル特性などの電池性能の向上を実現するため、固体粒子間、又は、固体粒子と電極の集電体との間(固体粒子と集電体間)等でのイオン伝導度の低下を抑制しつつも、固体粒子間又は固体粒子と集電体間等の結着性を高めることが、望まれている。   In recent years, development of all-solid-state secondary batteries is progressing rapidly, and performance required for all-solid-state secondary batteries is also increasing. In particular, in an all-solid-state secondary battery in which the electrode active material layer and the solid electrolyte layer are formed of solid particles, in order to improve battery performance such as cycle characteristics, a solid particle-electrode collection is achieved between solid particles. It is hoped that the binding between solid particles or between solid particles and current collectors can be improved while suppressing the decrease in ionic conductivity between them (between solid particles and current collectors). It is rare.

本発明は、全固体二次電池において、高いイオン伝導度を保持し、固体粒子間又は固体粒子と集電体間等の高い結着性を実現する固体電解質組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、上記固体電解質組成物を用いた、全固体二次電池用固体電解質シート、全固体二次電池用電極シート及び全固体二次電池を提供することを課題とする。さらに、本発明は、上記固体電解質組成物に用いられる分岐状ポリマーの製造方法を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide a solid electrolyte composition that maintains high ionic conductivity and realizes high binding properties between solid particles or between solid particles and a current collector in an all-solid secondary battery. To do. Moreover, this invention makes it a subject to provide the solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary batteries, the electrode sheet for all-solid-state secondary batteries, and the all-solid-state secondary battery using the said solid electrolyte composition. Furthermore, this invention makes it a subject to provide the manufacturing method of the branched polymer used for the said solid electrolyte composition.

本発明者らは、特定量の重合開始剤の存在下で特定のモノマーを重合させて、重合開始剤が開裂して生じる極性置換基(重合開始剤残基ともいう。)を分子中に組み込んだ分岐状ポリマー(分岐状架橋ポリマーともいう。)を、全固体二次電池において用いられる、無機固体電解質又は活物質などの固体粒子を結着させる高分子バインダー(結着剤)として使用できること、さらに、この分岐状架橋ポリマーにより、全固体二次電池において、高いイオン伝導度を保持できるにもかかわらず、固体粒子間又は固体粒子と集電体間等の結着性を強化できること、を見出した。本発明はこれらの知見に基づきさらに検討を重ね、完成されるに至ったものである。 The inventors polymerize a specific monomer in the presence of a specific amount of a polymerization initiator, and incorporate a polar substituent (also referred to as a polymerization initiator residue) generated by cleavage of the polymerization initiator into the molecule . The branched polymer (also referred to as a branched crosslinked polymer ) can be used as a polymer binder (binder) for binding solid particles such as an inorganic solid electrolyte or an active material used in an all-solid secondary battery, Furthermore, it has been found that this branched cross - linked polymer can enhance the binding properties between solid particles or between solid particles and a current collector, while maintaining high ionic conductivity in an all-solid secondary battery. It was. The present invention has been further studied based on these findings and has been completed.

すなわち、上記の課題は以下の手段により解決された。
<1>周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンの伝導性を有する無機固体電解質と、高分子バインダーとを有する固体電解質組成物であって、
前記高分子バインダーが、架橋構造を有するポリマー分子の末端に3つ以上の、ポリマー分子の重合開始剤に由来する極性置換基を有し、かつ前記架橋構造がアルキレンオキサイド基を含む連結基を有する分岐状架橋ポリマーを含有する固体電解質組成物。
<2>分岐状架橋ポリマーが、連結基のモル数[Bn]と、極性置換基のモル数[Bs]とが、[Bs]/[Bn]≧0.1の関係を満たすポリマーである<1>に記載の固体電解質組成物。
<3>極性置換基が、熱ラジカル重合開始剤及び連鎖移動剤の少なくとも1種の重合開始剤に由来する極性置換基である<1>又は<2>に記載の固体電解質組成物。
<4>極性置換基が、シアノ基、エステル基、複素環基、アミジン基、アシル基、アミド基、アルコキシ基及びスルフィド基からなる群より選択される少なくとも1種の基を有する<1>〜<3>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
<5>極性置換基が、下記式(S1)〜(S7)のいずれかで表される<1>〜<4>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
That is, the above problem has been solved by the following means.
<1> A solid electrolyte composition having an inorganic solid electrolyte having conductivity of ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and a polymer binder,
The polymeric binder, more than two at the end of the polymer molecules having a crosslinked structure, have a polar substituent group derived from a polymerization initiator of the polymer molecules, and the crosslinked structure having a linking group containing an alkylene oxide group containing branched crosslinked polymer solid electrolyte composition.
<2> The branched crosslinked polymer is a polymer in which the number of moles of linking groups [Bn] and the number of moles of polar substituents [Bs] satisfy the relationship [Bs] / [Bn] ≧ 0.1 <1>. The solid electrolyte composition according to 1>.
<3> the polar substituents are polar substituent derived from at least one polymerization initiator of the heat radical polymerization initiator and a chain transfer agent <1> or solid electrolyte composition according to <2>.
<4> The polar substituent has at least one group selected from the group consisting of a cyano group, an ester group, a heterocyclic group, an amidine group, an acyl group, an amide group, an alkoxy group, and a sulfide group. <3> Solid electrolyte composition as described in any one of.
<5> The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <4>, wherein the polar substituent is represented by any of the following formulas (S1) to (S7).

Figure 0006595348
Figure 0006595348

式(S1)〜(S7)中、Lは2価の連結基を表す。Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。Rs11、Rs21、Rs41、Rs42、Rs61及びRs71は各々独立に置換基を表す。ns11〜ns51は各々独立に0〜10の整数である。Qs5は−C=N−を含む複素環を表す。*はポリマー分子の末端との連結部位を表す。
<6>式(S1)〜(S5)が、それぞれ、下記式(S1B)〜(S5B)である<5>に記載の固体電解質組成物。
In formulas (S1) to (S7), L represents a divalent linking group. X represents an oxygen atom or a sulfur atom. R s11 , R s21 , R s41 , R s42 , R s61 and R s71 each independently represent a substituent. n s11 to n s51 are each independently an integer of 0 to 10. Q s5 represents a heterocyclic ring containing -C = N-. * Represents a linking site to the end of the polymer molecule.
<6> The solid electrolyte composition according to <5>, wherein the formulas (S1) to (S5) are the following formulas (S1B) to (S5B), respectively.

Figure 0006595348
Figure 0006595348

式(S1B)〜(S5B)中、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。Rs11、Rs13、Rs14、Rs21、Rs23、Rs24、Rs33、Rs34、Rs41、Rs42、Rs43、Rs44、Rs53及びRs54は各々独立に置換基を表す。Qs5は−C=N−を含む複素環を表す。*はポリマー分子の末端との連結部位を表す。
<7>連結基が、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含<1>〜<6>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
<8連結基が、アルキレンオキサイド基を繰り返し単位として含む<1>〜<7>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
>高分子バインダーが、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンを含む金属塩及び溶融塩の少なくとも1種を含有する<1>〜<>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
10>分岐架橋状ポリマーの質量平均分子量が、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で、1000〜300000である<1>〜<>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
11>周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンの挿入放出が可能な活物質を含有する<1>〜<10>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
12>高分子バインダーの含有量[B]に対する、無機固体電解質及び電極活物質の合計含有量[A+E]の質量比[A+E]/[B]が、1,000〜1の範囲である<1>〜<11>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物。
13>上記<1>〜<10>及び<12>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物を基材上に製膜した全固体二次電池用固体電解質シート。
14>上記<11>に記載の固体電解質組成物を金属箔上に製膜した全固体二次電池用電極シート。
15>正極活物質層と負極活物質層と固体電解質層とを具備する全固体二次電池であって、
正極活物質層、負極活物質層及び固体電解質層の少なくとも1つの層が、<1>〜<12>のいずれか1つに記載の固体電解質組成物で形成した層である全固体二次電池
In formulas (S1B) to (S5B), X represents an oxygen atom or a sulfur atom. R s11, represents a R s13, R s14, R s21 , R s23, R s24, R s33, R s34, R s41, R s42, R s43, R s44, R s53 and R s54 each independently represent a substituted group. Q s5 represents a heterocyclic ring containing -C = N-. * Represents a linking site to the end of the polymer molecule.
<7> linking group, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, at least one heteroatom selected from the group consisting of a phosphorus atom or a silicon atom in any one of including <1> to <6> The solid electrolyte composition described.
<8 > The solid electrolyte composition according to any one of <1> to <7>, wherein the linking group includes an alkylene oxide group as a repeating unit .
< 9 > The polymer binder contains at least one of a metal salt containing a metal element ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table and a molten salt, and any one of <1> to < 8 > The solid electrolyte composition described in 1.
< 10 > The solid electrolyte composition according to any one of <1> to < 9 >, wherein the weight average molecular weight of the branched crosslinked polymer is 1000 to 300,000 in terms of polystyrene by gel permeation chromatography.
< 11 > The solid electrolyte composition according to any one of <1> to < 10 >, which contains an active material capable of inserting and releasing ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table.
< 12 > The mass ratio [A + E] / [B] of the total content [A + E] of the inorganic solid electrolyte and the electrode active material with respect to the content [B] of the polymer binder is in the range of 1,000 to 1. Solid electrolyte composition as described in any one of 1>-< 11 >.
< 13 > A solid electrolyte sheet for an all-solid-state secondary battery, wherein the solid electrolyte composition according to any one of <1> to < 10 > and < 12 > is formed on a substrate.
< 14 > An electrode sheet for an all-solid-state secondary battery, in which the solid electrolyte composition according to < 11 > is formed on a metal foil.
< 15 > An all-solid secondary battery comprising a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer,
An all-solid-state secondary battery in which at least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer is a layer formed of the solid electrolyte composition according to any one of <1> to < 12 >. .

本明細書において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の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。
本明細書において、単に「アクリル」又は「(メタ)アクリル」と記載するときは、メタアクリル及び/又はアクリルを意味する。
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.
In the present specification, when “acryl” or “(meth) acryl” is simply described, it means methacryl and / or acryl.

本発明の固体電解質組成物は、全固体二次電池の固体電解質層及び/又は活物質層の材料として用いたときに、高いイオン伝導度を保持し、しかも高い結着性をも実現できるという優れた効果を奏する。また、本発明の全固体二次電池用シート、全固体二次電池用電極シート及び全固体二次電池は、上記の優れた効果を奏する固体電解質組成物を利用し、優れたサイクル特性、さらには高温安定性などの電池性能を発揮する。
また、本発明の製造方法によれば、本発明の固体電解質組成物に用いられる分岐状ポリマーを好適に製造することができる。
When the solid electrolyte composition of the present invention is used as a material for a solid electrolyte layer and / or an active material layer of an all-solid-state secondary battery, it can maintain high ionic conductivity and achieve high binding properties. Excellent effect. Further, the all-solid-state secondary battery sheet, all-solid-state secondary battery electrode sheet, and all-solid-state secondary battery of the present invention utilize the solid electrolyte composition that exhibits the above-described excellent effects, and have excellent cycle characteristics, Exhibits battery performance such as high temperature stability.
Moreover, according to the manufacturing method of this invention, the branched polymer used for the solid electrolyte composition of this invention can be manufactured suitably.

本発明の好ましい実施形態に係る全固体二次電池を模式化して示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the all-solid-state secondary battery which concerns on preferable embodiment of this invention. 実施例で作製した全固体二次電池(コイン電池)を模式的に示す縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view which shows typically the all-solid-state secondary battery (coin battery) produced in the Example.

本発明の固体電解質組成物は、特定の無機固体電解質と、ポリマー分子の末端に3つ以上の、ポリマー分子の重合開始剤残基を有する分岐状ポリマーを含有する高分子バインダーとを含む。以下、その好ましい実施形態について説明するが、まず、本発明の固体電解質組成物を用いた全固体二次電池について説明する。   The solid electrolyte composition of the present invention includes a specific inorganic solid electrolyte and a polymer binder containing a branched polymer having three or more polymerization initiator residues of the polymer molecule at the terminal of the polymer molecule. Hereinafter, preferred embodiments thereof will be described. First, an all-solid secondary battery using the solid electrolyte composition of the present invention will be described.

[全固体二次電池]
本発明の全固体二次電池は、正極と、この正極に対向する負極と、正極及び負極の間に固体電解質層とを有する。正極は、正極集電体上に正極活物質層を有する。負極は、負極集電体上に負極活物質層を有する。
負極活物質層、正極活物質層及び固体電解質層の少なくとも1つの層は、後述する本発明の固体電解質組成物で形成されることが好ましく、中でも、すべての層が本発明の固体電解質組成物で形成されることがより好ましい。
固体電解質組成物で形成された活物質層又は固体電解質層は、好ましくは、含有する成分種及びその含有量比について、固体電解質組成物の固形分におけるものと同じである。
以下に、本発明の好ましい実施形態について説明するが、本発明はこれに限定されない。
[All-solid secondary battery]
The all solid state secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode facing the positive electrode, and a solid electrolyte layer between the positive electrode and the negative electrode. The positive electrode has a positive electrode active material layer on a positive electrode current collector. The negative electrode has a negative electrode active material layer on a negative electrode current collector.
At least one of the negative electrode active material layer, the positive electrode active material layer, and the solid electrolyte layer is preferably formed of the solid electrolyte composition of the present invention, which will be described later, and among them, all the layers are the solid electrolyte composition of the present invention. More preferably, it is formed by.
The active material layer or the solid electrolyte layer formed of the solid electrolyte composition is preferably the same as that in the solid content of the solid electrolyte composition with respect to the component species to be contained and the content ratio thereof.
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited thereto.

図1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。本実施形態の全固体二次電池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、この順に積層してなる構造を有しており、隣接する層同士は直に接触している。このような構造を採用することで、充電時には、負極側に電子(e)が供給され、そこにリチウムイオン(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に電子を供給することができる。図示した全固体二次電池の例では、作動部位6に電球をモデル的に採用しており、放電によりこれが点灯するようにされている。 FIG. 1 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. 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. The adjacent layers are in direct contact with each other. By adopting such a structure, at the time of charging, electrons (e ) are supplied to the negative electrode side, and lithium ions (Li + ) are accumulated therein. On the other hand, at the time of discharging, lithium ions (Li + ) accumulated in the negative electrode are returned to the positive electrode side, and electrons can be supplied to the working part 6. In the example of the illustrated all-solid-state secondary battery, a light bulb is adopted as a model for the operation site 6 and is lit by discharge.

〔正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層〕
全固体二次電池10においては、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層のいずれも本発明の固体電解質組成物で形成されている。
すなわち、固体電解質層3は、無機固体電解質と後述する高分子バインダーとを含む。固体電解質層は、通常、正極活物質及び/又は負極活物質を含まない。固体電解質層3は、無機固体電解質、隣接する活物質層中に含まれる活物質等の固体粒子の間に高分子バインダー、特に後述する分岐状ポリマーが存在しており、これにより、固体粒子間などの結着性が高くなっている。
正極活物質層4及び負極活物質層2(併せて活物質層と称することがある。)は、それぞれ、正極活物質又は負極活物質を含み、さらに、無機固体電解質と高分子バインダーとを含む。活物質層は、固体粒子間、活物質層−固体電解質層間及び活物質層−集電体間に、高分子バインダー、特に後述する分岐状ポリマーが存在しており、これにより、これらの結着性が高くなっている。活物質層が無機固体電解質を含有するとイオン伝導度をさらに高めることができる。
[Positive electrode active material layer, solid electrolyte layer, negative electrode active material layer]
In the all-solid-state secondary battery 10, all of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer are formed of the solid electrolyte composition of the present invention.
That is, the solid electrolyte layer 3 includes an inorganic solid electrolyte and a polymer binder described later. The solid electrolyte layer usually does not contain a positive electrode active material and / or a negative electrode active material. In the solid electrolyte layer 3, a polymer binder, particularly a branched polymer described later, is present between solid particles such as an inorganic solid electrolyte and an active material contained in an adjacent active material layer. The binding property is high.
Each of the positive electrode active material layer 4 and the negative electrode active material layer 2 (sometimes referred to as an active material layer) includes a positive electrode active material or a negative electrode active material, and further includes an inorganic solid electrolyte and a polymer binder. . The active material layer includes a polymer binder, particularly a branched polymer described later, between the solid particles, between the active material layer-solid electrolyte layer and between the active material layer and the current collector. The nature is getting higher. When the active material layer contains an inorganic solid electrolyte, the ionic conductivity can be further increased.

本発明において、後述する高分子バインダー、特に分岐状ポリマーを無機固体電解質や活物質等の固体粒子と組み合わせて用いる(含有する)と、固体粒子間又は固体粒子と集電体間等のイオン伝導度の向上と結着性の強化を実現できる。
その作用、メカニズムは定かではないが、次のように、考えられる。すなわち、高分子バインダーに含まれる分岐状ポリマーは、高密度の三次元架橋構造を有し、なおかつその末端にポリマー1分子に対して3つ以上の重合開始剤の残基(断片ともいう)を有している。そのため、例えば上記の固体粒子と上記分岐状ポリマーとを共存させると、分岐状ポリマーが有する3つ以上の残基と上記の固体粒子との相互作用が生じる。特に、重合開始剤由来の残基は上記の固体粒子と強い相互作用を示す。さらに、分岐ポリマーの主鎖又は後述する連結基が上記の固体粒子の表面を被覆する。これらにより、上記の固体粒子間などのイオン伝導度を低減させることなく、上記の固体粒子間などを強固な結着力で結着させることができる。この相互作用は、分岐状ポリマーと固体粒子、活物質又は集電体などと結着するものであれば特に限定されない。相互作用は、一義的にはいえないが、例えば、吸着(化学的吸着及び物理的吸着を含む)又は化学反応等が考えられる。
In the present invention, when a polymer binder described below, particularly a branched polymer, is used (contained) in combination with solid particles such as an inorganic solid electrolyte or an active material, ion conduction between the solid particles or between the solid particles and the current collector is performed. The degree of improvement and the binding strength can be improved.
Although its action and mechanism are not clear, it can be considered as follows. That is, the branched polymer contained in the polymer binder has a high-density three-dimensional cross-linked structure, and three or more polymerization initiator residues (also referred to as fragments) per molecule of the polymer at the terminal. Have. Therefore, for example, when the solid particles and the branched polymer are allowed to coexist, interaction between three or more residues of the branched polymer and the solid particles occurs. In particular, the residue derived from the polymerization initiator shows a strong interaction with the solid particles. Further, the main chain of the branched polymer or the linking group described later covers the surface of the solid particles. Accordingly, the solid particles can be bound with a strong binding force without reducing the ionic conductivity between the solid particles. This interaction is not particularly limited as long as it is bound to a branched polymer and solid particles, an active material or a current collector. Although the interaction is not uniquely defined, for example, adsorption (including chemical adsorption and physical adsorption) or chemical reaction can be considered.

また、高分子バインダーを含有する固体電解質組成物は、上記の固体粒子を結着しつつも可撓性のある層を形成できる。しかも、製造適正にも優れる。
そして、固体粒子などとの高い結着性を発揮する高分子バインダーを用いる本発明の全固体二次電池は、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンの放出吸収(全固体二次電池の充放電)に伴って生じる活物質の収縮膨張によっても、活物質と固体電解質との強固な結着状態が保持され、優れた、サイクル特性や高温安定性などの電池特性を示す。特に、本発明において、高分子バインダーを固体粒子として後述する硫化物系無機固体電解質と組み合わせて用いると、これらの相互作用がより強固になり、さらに優れた電池特性を示す。本発明においては、金属元素は、第一族に属する元素が好ましく、リチウム元素が特に好ましい。
Moreover, the solid electrolyte composition containing the polymer binder can form a flexible layer while binding the solid particles. Moreover, it is excellent in manufacturing suitability.
The all-solid-state secondary battery of the present invention that uses a polymer binder that exhibits high binding properties with solid particles or the like is used to release and absorb ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. Due to the shrinkage and expansion of the active material that accompanies the charging / discharging of the solid secondary battery), the solid binding state between the active material and the solid electrolyte is maintained, and excellent battery characteristics such as cycle characteristics and high-temperature stability are maintained. Show. In particular, in the present invention, when a polymer binder is used as solid particles in combination with a sulfide-based inorganic solid electrolyte described later, these interactions become stronger and further excellent battery characteristics are exhibited. In the present invention, the metal element is preferably an element belonging to the first group, and lithium element is particularly preferable.

本明細書において、正極活物質層及び負極活物質層のいずれか、又は両方を合わせて、単に、活物質層又は電極活物質層と称することがある。また、正極活物質及び負極活物質のいずれか、又は両方を合わせて、単に、活物質又は電極活物質と称することがある。   In this specification, either or both of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may be simply referred to as an active material layer or an electrode active material layer. One or both of the positive electrode active material and the negative electrode active material may be simply referred to as an active material or an electrode active material.

正極活物質層4、固体電解質層3、負極活物質層2の厚さは特に限定されない。一般的な電池の寸法を考慮すると、上記各層の厚さは10〜1,000μmが好ましく、20μm以上500μm未満がより好ましい。本発明の全固体二次電池においては、正極活物質層4、固体電解質層3及び負極活物質層2の少なくとも1層の厚さが、50μm以上500μm未満であることがさらに好ましい。   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. In consideration of general battery dimensions, the thickness of each layer is preferably 10 to 1,000 μm, and more preferably 20 μm or more and less than 500 μm. In the all solid state secondary battery of the present invention, it is more preferable that the thickness of at least one of the positive electrode active material layer 4, the solid electrolyte layer 3 and the negative electrode active material layer 2 is 50 μm or more and less than 500 μm.

〔集電体(金属箔)〕
正極集電体5及び負極集電体1(併せて集電体と称することがある)は、電子伝導体が好ましい。
正極集電体を形成する材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル及びチタンなどの他に、アルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたもの(薄膜を形成したもの)が好ましく、その中でも、アルミニウム、アルミニウム合金又はステンレス鋼がより好ましい。
負極集電体を形成する材料としては、アルミニウム、銅、銅合金、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、銅合金又はステンレス鋼がより好ましい。
[Current collector (metal foil)]
The positive electrode current collector 5 and the negative electrode current collector 1 (sometimes collectively referred to as a current collector) are preferably electronic conductors.
Materials for forming the positive electrode current collector include aluminum, aluminum alloy, stainless steel, nickel, and titanium, as well as the surface of aluminum or stainless steel treated with carbon, nickel, titanium, or silver (forming a thin film) Among them, aluminum, an aluminum alloy, or stainless steel is more preferable.
As a material for forming the negative electrode current collector, aluminum, copper, copper alloy, stainless steel, nickel or titanium is preferable, and aluminum, copper, copper alloy or stainless steel is more preferable.

集電体の形状は、通常フィルムシート状のものが使用されるが、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体又は繊維群の成形体なども用いることができる。
集電体の厚みは、特に限定されないが、1〜500μmが好ましい。また、集電体表面は、表面処理により凹凸を付けることも好ましい。
As the shape of the current collector, a film sheet is usually used, but a net, punched, lath, porous, foam, or fiber group molded body can also be used.
Although the thickness of a collector is not specifically limited, 1-500 micrometers is preferable. Moreover, it is also preferable that the current collector surface is roughened by surface treatment.

本発明において、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層及び正極集電体の各層の間又はその外側には、機能性の層又は部材等を適宜介在ないし配設してもよい。また、各層は単層で構成されていても、複層で構成されていてもよい。   In the present invention, a functional layer or member is appropriately interposed or disposed between or outside each of the negative electrode current collector, the negative electrode active material layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode active material layer, and the positive electrode current collector. May be. Each layer may be composed of a single layer or a plurality of layers.

〔筐体〕
上記の各層を配置して全固体二次電池の基本構造を作製することができる。用途によってはこのまま全固体二次電池として使用してもよいが、乾電池の形態とするためにはさらに適当な筐体に封入して用いる。筐体は、金属性のものであっても、樹脂(プラスチック)製のものであってもよい。金属性のものを用いる場合には、例えば、アルミニウム合金又はステンレス鋼製のものを挙げることができる。金属性の筐体は、正極側の筐体と負極側の筐体に分けて、それぞれ正極集電体及び負極集電体と電気的に接続させることが好ましい。正極側の筐体と負極側の筐体とは、短絡防止用のガスケットを介して接合され、一体化されることが好ましい。
[Case]
The basic structure of the all-solid-state secondary battery can be manufactured by arranging each of the above layers. Depending on the application, it may be used as an all-solid secondary battery as it is, but in order to obtain a dry battery, it is further sealed in a suitable housing. The housing may be metallic or made of resin (plastic). When using a metallic thing, the thing made from an aluminum alloy or stainless steel can be mentioned, for example. The metallic housing is preferably divided into a positive-side housing and a negative-side housing and electrically connected to the positive current collector and the negative current collector, respectively. The casing on the positive electrode side and the casing on the negative electrode side are preferably joined and integrated via a gasket for preventing a short circuit.

[固体電解質組成物]
〔無機固体電解質〕
本発明の固体電解質組成物は、無機固体電解質を含有する。
無機固体電解質の固体電解質とは、その内部においてイオンを移動させることができる固体状の電解質のことである。主たるイオン伝導度材料として有機物を含むものではないことから、有機固体電解質(ポリエチレンオキシド(PEO)などに代表される高分子電解質又はリチウムビス(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に解離又は遊離していない。この点で、電解液、及び、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、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)、LiClなど)とも明確に区別される。無機固体電解質は周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンの伝導性を有するものであれば、特に限定されず、電子伝導性を有さないものが一般的である。本発明の全固体二次電池がリチウムイオン電池の場合、無機固体電解質は、リチウムイオンのイオン伝導度を有することが好ましい。
上記無機固体電解質は、この種の製品に適用される固体電解質材料を適宜選定して用いることができる。無機固体電解質は(i)硫化物系無機固体電解質と(ii)酸化物系無機固体電解質が代表例として挙げられる。本発明において、活物質と無機固体電解質との間により良好な界面を形成することができる観点から、硫化物系無機固体電解質が好ましく用いられる。
(i)硫化物系無機固体電解質
硫化物系無機固体電解質は、硫黄原子(S)を含有し、かつ、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオン伝導度を有し、かつ、電子絶縁性を有するものが好ましい。硫化物系無機固体電解質は、元素として少なくともLi、S及びPを含有し、リチウムイオン伝導度を有しているものが好ましいが、目的又は場合に応じて、Li、S及びP以外の他の元素を含んでもよい。
例えば下記式(1)で示される組成を満たすリチウムイオン伝導度無機固体電解質が挙げられ、好ましい。
[Solid electrolyte composition]
[Inorganic solid electrolyte]
The solid electrolyte composition of the present invention contains an inorganic solid electrolyte.
The solid electrolyte of an inorganic solid electrolyte is a solid electrolyte that can move ions inside. Since it does not contain organic substances as the main ion conductivity material, organic solid electrolytes (polymer electrolytes typified by polyethylene oxide (PEO), etc., or organics typified by lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (LiTFSI), etc. It is clearly distinguished from the electrolyte salt). In addition, since the inorganic solid electrolyte is solid in a steady state, it is not dissociated or released into cations and anions. In this respect, the electrolyte is also clearly distinguished from inorganic electrolyte salts (LiPF 6 , LiBF 4 , lithium bis (fluorosulfonyl) imide (LiFSI), LiCl, etc.) in which cations and anions are dissociated or liberated in the polymer. Is done. The inorganic solid electrolyte is not particularly limited as long as it has conductivity of ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table, and generally does not have electron conductivity. When the all solid state secondary battery of the present invention is a lithium ion battery, the inorganic solid electrolyte preferably has an ionic conductivity of lithium ions.
As the inorganic solid electrolyte, a solid electrolyte material applied to this type of product can be appropriately selected and used. Typical examples of inorganic solid electrolytes include (i) sulfide-based inorganic solid electrolytes and (ii) oxide-based inorganic solid electrolytes. In the present invention, a sulfide-based inorganic solid electrolyte is preferably used from the viewpoint that a better interface can be formed between the active material and the inorganic solid electrolyte.
(I) Sulfide-based inorganic solid electrolyte The sulfide-based inorganic solid electrolyte contains a sulfur atom (S) and has ionic conductivity of a metal element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, And what has electronic insulation is preferable. The sulfide-based inorganic solid electrolyte preferably contains at least Li, S and P as elements and has lithium ion conductivity. However, depending on the purpose or the case, other than Li, S and P may be used. An element may be included.
For example, a lithium ion conductivity inorganic solid electrolyte satisfying the composition represented by the following formula (1) can be mentioned and preferred.

a1b1c1d1e1 (1) L a1 M b1 P c1 S d1 A e1 (1)

式中、LはLi、Na及びKから選択される元素を示し、Liが好ましい。
Mは、B、Zn、Sn、Si、Cu、Ga、Sb、Al及びGeから選択される元素を示す。中でも、B、Sn、Si、Al又はGeが好ましく、Sn、Al又はGeがより好ましい。
Aは、I、Br、Cl又はFを示し、I又はBrが好ましく、Iが特に好ましい。
a1〜e1は各元素の組成比を示し、a1:b1:c1:d1:e1は1〜12:0〜1:1:2〜12:0〜5を満たす。a1はさらに、1〜9が好ましく、1.5〜4がより好ましい。b1は0〜0.5が好ましい。d1はさらに、3〜7が好ましく、3.25〜4.5がより好ましい。e1はさらに、0〜3が好ましく、0〜1がより好ましい。
In the formula, L represents an element selected from Li, Na and K, and Li is preferred.
M represents an element selected from B, Zn, Sn, Si, Cu, Ga, Sb, Al, and Ge. Among these, B, Sn, Si, Al, or Ge is preferable, and Sn, Al, or Ge is more preferable.
A represents I, Br, Cl or F, I or Br is preferred, and I is particularly preferred.
a1 to e1 indicate the composition ratio of each element, and a1: b1: c1: d1: e1 satisfies 1 to 12: 0 to 1: 1: 2 to 12: 0 to 5. a1 is further preferably 1 to 9, and more preferably 1.5 to 4. b1 is preferably 0 to 0.5. Further, d1 is preferably 3 to 7, and more preferably 3.25 to 4.5. Further, e1 is preferably 0 to 3, and more preferably 0 to 1.

式(1)において、L、M、P、S及びAの組成比は、好ましくはb1、e1が0であり、より好ましくはb1=0、e1=0で且つa1、c1及びd1の比がa1:c1:d1=1〜9:1:3〜7であり、さらに好ましくはb1=0、e1=0で且つa1:c1:d1=1.5〜4:1:3.25〜4.5である。各元素の組成比は、後述するように、硫化物系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できる。   In the formula (1), the composition ratio of L, M, P, S and A is preferably such that b1 and e1 are 0, more preferably b1 = 0 and e1 = 0 and the ratio of a1, c1 and d1 is a1: c1: d1 = 1-9: 1: 3-7, more preferably b1 = 0, e1 = 0 and a1: c1: d1 = 1.5-4: 1: 3.25-4. 5. As will be described later, the composition ratio of each element can be controlled by adjusting the blending amount of the raw material compound when producing the sulfide-based inorganic solid electrolyte.

硫化物系無機固体電解質は、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。例えば、Li、P及びSを含有するLi−P−S系ガラス、又は、Li、P及びSを含有するLi−P−S系ガラスセラミックスを用いることができる。
硫化物系無機固体電解質は、[1]硫化リチウム(LiS)と硫化リン(例えば五硫化二燐(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]硫化リチウムと硫化リン(例えば五硫化二燐(P))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。
The sulfide-based inorganic solid electrolyte may be amorphous (glass) or crystallized (glass ceramic), or only a part may be crystallized. For example, Li—PS—S glass containing Li, P and S, or Li—PS glass glass ceramic containing Li, P and S can be used.
The sulfide-based inorganic solid electrolyte includes [1] lithium sulfide (Li 2 S) and phosphorus sulfide (for example, diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 )), [2] lithium sulfide and at least one of simple phosphorus and simple sulfur, Alternatively, [3] It can be produced by a reaction of lithium sulfide, phosphorus sulfide (for example, diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 )) and at least one of 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68:32〜77:23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より高めることができる。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、より好ましくは1×10−3S/cm以上とすることができる。上限は特にないが、1×10−1S/cm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—PS glass and Li—PS glass ceramics 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 77:23. By setting the ratio of Li 2 S to P 2 S 5 within this range, the lithium ion conductivity can be further increased. Specifically, the lithium ion conductivity can be preferably 1 × 10 −4 S / cm or more, more preferably 1 × 10 −3 S / cm or more. Although there is no upper limit in particular, it is practical that it is 1 * 10 < -1 > S / cm or less.

硫化物系無機固体電解質の具体的な化合物例としては、例えば、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ものを挙げることができる。より具体的には、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−SiS−P、LiS−SiS−LiSiO、LiS−SiS−LiPO4、LiS−LiI−LiO−P、LiS−LiO−P、LiS−LiPO−P、LiS−GeS−P若しくはLi10GeP12からなる結晶質、非晶質若しくは結晶質と非晶質との混合物を含む原料組成物が、高いリチウムイオン伝導度を有するので好ましい。このような原料組成物を用いて硫化物系無機固体電解質材料を合成する方法としては、例えば非晶質化法を挙げることができる。非晶質化法としては、例えば、メカニカルミリング法及び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。常温での処理が可能になり、製造工程の簡略化を図ることができるからである。
中でも、LiS−P、LiS−SiS−P、LiS−LiO−P又はLi10GeP12等が好ましい。
Specific examples of the compound of the sulfide-based inorganic solid electrolyte include, for example, those using a raw material composition containing Li 2 S and a sulfide of an element belonging to Group 13 to Group 15. it can. More 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 - l 2 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, such as 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—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 S-LiI-Li 2 O-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 , a raw material composition comprising crystalline, amorphous or a mixture of crystalline and amorphous material composed of Li 2 S—GeS 2 —P 2 S 5 or Li 10 GeP 2 S 12 has high lithium ion conductivity. This is preferable. Examples of a method for synthesizing a sulfide-based inorganic solid electrolyte material using such a raw material composition 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. This is because processing at room temperature is possible, and the manufacturing process can be simplified.
Among these, Li 2 S—P 2 S 5 , Li 2 S—SiS 2 —P 2 S 5 , Li 2 S—Li 2 O—P 2 S 5, Li 10 GeP 2 S 12 or the like is preferable.

(ii)酸化物系無機固体電解質
酸化物系無機固体電解質は、酸素原子(O)を含有し、かつ、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオン伝導度を有し、かつ、電子絶縁性を有するものが好ましい。
酸化物系無機固体電解質は、イオン伝導度として、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。上限は特にないが、1×10−2S/cm以下であることが実際的である。
(Ii) Oxide-based inorganic solid electrolyte The oxide-based inorganic solid electrolyte contains an oxygen atom (O) and has ionic conductivity of a metal element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, And what has electronic insulation is preferable.
The oxide-based inorganic solid electrolyte preferably has an ionic conductivity of 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. Although there is no particular upper limit, it is practical that it is 1 × 10 −2 S / cm or less.

具体的な化合物例としては、例えばLixaLayaTiO〔xaは0.3≦xa≦0.7を満たし、yaは0.3≦ya≦0.7を満たす。〕(LLT); LixbLaybZrzbbb mbnb(MbbはAl、Mg、Ca、Sr、V、Nb、Ta、Ti、Ge、In及びSnから選ばれる1種以上の元素である。xbは5≦xb≦10を満たし、ybは1≦yb≦4を満たし、zbは1≦zb≦4を満たし、mbは0≦mb≦2を満たし、nbは5≦nb≦20を満たす。); Lixcyccc zcnc(MccはC、S、Al、Si、Ga、Ge、In及びSnから選ばれる1種以上の元素である。xcは0≦xc≦5を満たし、ycは0≦yc≦1を満たし、zcは0≦zc≦1を満たし、ncは0≦nc≦6を満たす。); Lixd(Al,Ga)yd(Ti,Ge)zdSiadmdnd(xdは1≦xd≦3を満たし、ydは0≦yd≦1を満たし、zdは0≦zd≦2を満たし、adは0≦ad≦1を満たし、mdは1≦md≦7を満たし、ndは3≦nd≦13を満たす。); Li(3−2xe)ee xeeeO(xeは0以上0.1以下の数を表し、Meeは2価の金属原子を表す。Dee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。); LixfSiyfzf(xfは1≦xf≦5を満たし、yfは0<yf≦3を満たし、zfは1≦zf≦10を満たす。); Lixgygzg(xgは1≦xg≦3を満たし、ygは0<yg≦2を満たし、zgは1≦zg≦10を満たす。); LiBO; 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+xh+yh(Al,Ga)xh(Ti,Ge)2−xhSiyh3−yh12(xhは0≦xh≦1を満たし、yhは0≦yh≦1を満たす。);又は; ガーネット型結晶構造を有するLiLaZr12(LLZ)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い。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;又は; LiPOD(Dは、好ましくは、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、Ta、W、Pt及びAuから選ばれる1種以上の元素である。)等が挙げられる。
さらに、LiAON(Aは、Si、B、Ge、Al、C及びGaから選ばれる1種以上の元素である。)等も好ましく用いることができる。
その中でも、LLT、LixbLaybZrzbbb mbnb(Mbb、xb、yb、zb、mb及びnb上記の通りである。)、LLZ、LiBO、LiBO−LiSO、又は、Lixd(Al,Ga)yd(Ti,Ge)zdSiadmdnd(xd、yd、zd、ad、md及びndは上記の通りである。)が好ましい。
As a specific compound example, for example, Li xa La ya TiO 3 [xa satisfies 0.3 ≦ xa ≦ 0.7, and ya satisfies 0.3 ≦ ya ≦ 0.7. (LLT); Li xb La yb Zr zb M bb mb Onb (M bb is one or more elements selected from Al, Mg, Ca, Sr, V, Nb, Ta, Ti, Ge, In and Sn) Xb satisfies 5 ≦ xb ≦ 10, yb satisfies 1 ≦ yb ≦ 4, zb satisfies 1 ≦ zb ≦ 4, mb satisfies 0 ≦ mb ≦ 2, nb satisfies 5 ≦ nb ≦ 20 Li xc B yc M cc zc Onc (M cc is one or more elements selected from C, S, Al, Si, Ga, Ge, In and Sn. Xc is 0 ≦ xc ≦ 5 Yc satisfies 0 ≦ yc ≦ 1, zc satisfies 0 ≦ zc ≦ 1, and nc satisfies 0 ≦ nc ≦ 6); Li xd (Al, Ga) yd (Ti, Ge) zd Si ad P md Ond (xd satisfies 1 ≦ xd ≦ 3, yd Satisfies 0 ≦ yd ≦ 1, zd satisfies 0 ≦ zd ≦ 2, ad satisfies 0 ≦ ad ≦ 1, md satisfies 1 ≦ md ≦ 7, and nd satisfies 3 ≦ nd ≦ 13.) ; Li (3-2xe) M ee xe D ee O (xe represents a number of 0 to 0.1, M ee is .D ee halogen atom or two or more halogen atoms representing a divalent metal atom Li xf Si yf O zf (xf satisfies 1 ≦ xf ≦ 5, yf satisfies 0 <yf ≦ 3, and zf satisfies 1 ≦ zf ≦ 10); Li xg S yg O zg (xg satisfies 1 ≦ xg ≦ 3, yg satisfies 0 <yg ≦ 2, and zg satisfies 1 ≦ zg ≦ 10); Li 3 BO 3 ; 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 Li 3.5 Zn 0.25 GeO with (Lithium super ionic conductor) type crystal structure 4 ; La 0.55 Li 0.35 TiO 3 having a perovskite-type crystal structure; LiTi 2 P 3 O 12 having a NASICON (Natrium super ionic conductor) type crystal structure; Li 1 + xh + yh (Al, Ge) xh (Ti, Ge) 2-xh Si yh P 3-yh O 12 (xh satisfies 0 ≦ xh ≦ 1 and yh satisfies 0 ≦ yh ≦ 1) Or; Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ) 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 in which a part of oxygen of lithium phosphate is replaced with nitrogen; or; LiPOD 1 (D 1 is preferably Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, And at least one element selected from Ni, Cu, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Ta, W, Pt, and Au.
Furthermore, LiA 1 ON (A 1 is one or more elements selected from Si, B, Ge, Al, C, and Ga) can be preferably used.
Among them, LLT, Li xb La yb Zr zb M bb mb Onb (M bb , xb, yb, zb, mb and nb are as described above), LLZ, Li 3 BO 3 , Li 3 BO 3 -Li 2 SO 4, or, Li xd (Al, Ga) yd (Ti, Ge) zd Si ad P md O nd (xd, yd, zd, ad, md and nd are as defined above.) is preferable.

無機固体電解質は粒子であることが好ましい。粒子状の無機固体電解質の体積平均粒子径は特に制限されないが、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。上限としては、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。なお、無機固体電解質の体積平均粒子径の測定は、以下の手順で行う。無機固体電解質粒子を、水(水に不安定な物質の場合はヘプタン)を用いて20mLサンプル瓶中で1質量%の分散液を希釈調製する。希釈後の分散試料は、1kHzの超音波を10分間照射し、その直後に試験に使用する。この分散液試料を用い、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、温度25℃で測定用石英セルを使用してデータ取り込みを50回行い、体積平均粒子径を得る。その他の詳細な条件等は必要によりJISZ8828:2013「粒子径解析−動的光散乱法」の記載を参照する。1水準につき5つの試料を作製しその平均値を採用する。   The inorganic solid electrolyte is preferably a particle. The volume average particle diameter of the particulate inorganic solid electrolyte is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more, and more preferably 0.1 μm or more. As an upper limit, it is preferable that it is 100 micrometers or less, and it is more preferable that it is 50 micrometers or less. In addition, the measurement of the volume average particle diameter of an inorganic solid electrolyte is performed in the following procedures. The inorganic solid electrolyte particles are prepared by diluting a 1% by weight dispersion in water (heptane in the case of a substance unstable to water) in a 20 mL sample bottle. The diluted dispersion sample is irradiated with 1 kHz ultrasonic waves for 10 minutes and used immediately after that. Using this dispersion sample, using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device LA-920 (trade name, manufactured by HORIBA), data acquisition was performed 50 times using a quartz cell for measurement at a temperature of 25 ° C. Obtain the volume average particle size. For other detailed conditions and the like, refer to the description of JISZ8828: 2013 “Particle Size Analysis—Dynamic Light Scattering Method” as necessary. Five samples are prepared for each level, and the average value is adopted.

無機固体電解質の、固体電解質組成物中における含有量は、電池性能と界面抵抗の低減と維持効果の両立を考慮したとき、固形分100質量%において、5質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。上限としては、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質量%以下であることが特に好ましい。
ただし、正極活物質又は負極活物質を含有する場合、固体電解質組成物中の無機固体電解質の含有量は、正極活物質又は負極活物質と無機固体電解質との合計含有量が上記範囲であることが好ましい。
本明細書において、固形分とは、170℃で6時間乾燥処理を行ったときに、揮発ないし蒸発して消失しない成分をいう。典型的には、後述の分散媒体以外の成分を指す。
無機固体電解質は、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。
The content of the inorganic solid electrolyte in the solid electrolyte composition is preferably 5% by mass or more at a solid content of 100% by mass, considering both battery performance, reduction in interface resistance and a maintenance effect. The content is more preferably at least 90% by mass, and particularly preferably at least 90% by mass. As an upper limit, it is preferable that it is 99.9 mass% or less from the same viewpoint, It is more preferable that it is 99.5 mass% or less, It is especially preferable that it is 99 mass% or less.
However, when the positive electrode active material or the negative electrode active material is contained, the content of the inorganic solid electrolyte in the solid electrolyte composition is such that the total content of the positive electrode active material or the negative electrode active material and the inorganic solid electrolyte is in the above range. Is preferred.
In this specification, solid content means the component which does not lose | disappear by volatilizing thru | or evaporating, when a drying process is performed at 170 degreeC for 6 hours. Typically, it refers to components other than the dispersion medium described below.
An inorganic solid electrolyte may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.

〔高分子バインダー〕
本発明の固体電解質組成物は、高分子バインダーを、含有する。
高分子バインダーは、後述する分岐状ポリマーを含んでいればよく、これに加えて、他の成分、各種の添加剤を含有していてもよい。他の成分として、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンを含む金属塩又は溶融塩等を含有することが好ましい。
[Polymer binder]
The solid electrolyte composition of the present invention contains a polymer binder.
The polymer binder only needs to contain a branched polymer, which will be described later, and may contain other components and various additives in addition to this. As other components, it is preferable to contain a metal salt or a molten salt containing ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table.

(i)分岐状ポリマー
分岐状ポリマーは、ポリマー分子の末端に3つ以上の、ポリマー分子の重合開始剤残基を有する。この分岐状ポリマーは、無機固体電解質、さらには活物質と組み合わせて用いることにより、これらを含有する固体電解質組成物に、上記の優れた効果を付与することができる。
本発明において、分岐状とは、ポリマー主鎖間を側鎖が連結して分岐を形成している状態をいう。このような分岐状ポリマーにおいて、ポリマー分子の主鎖とは、重合開始剤によりモノマー成分の(重合)反応が開始され、連鎖的に形成される分子鎖をいい、ポリマー分子の末端とは、重合開始剤の残基が連結している元素及びここから連鎖的に形成された分子鎖の最後の元素をいう。
重合開始剤の残基(重合開始剤残基)とは、分岐状ポリマーの重合(製造)に用いる重合開始剤が開裂して生じるラジカル部分などがポリマー分子の末端に結合してなる部分構造等(基であってラジカルではない)をいう。したがって、重合開始剤残基は、重合開始剤の部分構造(moeity)を有し、重合開始作用を有しない。また、重合開始剤残基は、上記の固体粒子との相互作用を示す。この点に着目すると、固体粒子とファンデルワールス力による吸着相互作用を有する、酸素原子、窒素原子又は硫黄原子を有する極性置換基を有することが好ましい。この点において、重合開始剤残基は、上記の固体粒子に対する、吸着性基ということもできる。
重合開始剤残基については詳しくは後述する。
(I) Branched polymer The branched polymer has three or more polymerization initiator residues of the polymer molecule at the terminal of the polymer molecule. By using this branched polymer in combination with an inorganic solid electrolyte and further an active material, the above-described excellent effects can be imparted to a solid electrolyte composition containing them.
In the present invention, the term “branched” means a state in which side chains are connected between polymer main chains to form branches. In such a branched polymer, the main chain of the polymer molecule refers to a molecular chain that is formed in a chain by the initiation of the (polymerization) reaction of the monomer component by the polymerization initiator. It refers to the element to which the residue of the initiator is linked and the last element of the molecular chain formed from this chain.
Residue of polymerization initiator (polymerization initiator residue) is a partial structure in which a radical portion generated by cleavage of a polymerization initiator used for polymerization (production) of a branched polymer is bonded to the end of a polymer molecule, etc. (Group, not radical). Accordingly, the polymerization initiator residue has a partial structure of the polymerization initiator and has no polymerization initiating action. Moreover, a polymerization initiator residue shows interaction with said solid particle. When paying attention to this point, it is preferable to have a polar substituent having an oxygen atom, a nitrogen atom or a sulfur atom, which has an adsorption interaction by solid particles and van der Waals force. In this respect, the polymerization initiator residue can also be referred to as an adsorptive group for the solid particles.
The details of the polymerization initiator residue will be described later.

分岐状ポリマーの主鎖としては、特に限定されないが、置換基を有してもよいポリアルキレン鎖((メタ)アクリレートに由来)、ポリアミド鎖、ポリエステル鎖、ポリエーテル鎖などが挙げられ、例えば、後述するモノマーに由来する。中でも、ポリアルキレン鎖が好ましい。   The main chain of the branched polymer is not particularly limited, and examples thereof include a polyalkylene chain (derived from (meth) acrylate) which may have a substituent, a polyamide chain, a polyester chain, and a polyether chain. Derived from the monomer described below. Among these, a polyalkylene chain is preferable.

分岐状ポリマーは、連結基を有する。連結基とは、主鎖を形成する重合体同士を連結する2価以上の置換基をいう。
この連結基は、分岐状ポリマーの主鎖中に有していてもよく、主鎖を形成する原子に直接又は他の原子若しくは基を介して結合することにより側鎖に有していてもよい。好ましくは、主鎖を形成する原子に他の基を介して結合することにより側鎖に有する態様である。この態様において、連結基は、後述するモノマーにおける重合性基同士を連結する基ということもできる。
連結基としては、好ましくは、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含む。これらヘテロ原子は、いずれも、2価以上の価数をとり、連結基中における価数は特に限定されず、原子によっては、3価、4価、6価等をとることができる。連結基は、通常、これらのヘテロ原子と炭素原子及び水素原子とを有している。
連結基に含まれる、上記群より選択されるヘテロ原子は、上記の中でも、酸素原子、窒素原子、硫黄原子又はケイ素原子が好ましく、酸素原子がより好ましい。
連結基に含まれる、上記群より選択されるヘテロ原子の数は、少なくとも1個であればよく、1〜40個が好ましく、2〜30個がより好ましい。また、連結基を構成する全原子数は、特に限定されないが、1〜200個が好ましく、4〜150個がより好ましい。連結基を形成する原子(水素原子を除く)の好ましい組み合わせとしては、炭素原子−酸素原子、炭素原子−窒素原子、炭素原子−硫黄原子、酸素原子−ケイ素原子、酸素原子−硫黄原子、酸素原子−リン原子、炭素原子−窒素原子−酸素原子等が挙げられる。
The branched polymer has a linking group. The linking group refers to a divalent or higher valent substituent that links the polymers forming the main chain.
This linking group may be present in the main chain of the branched polymer, and may be present in the side chain by bonding directly to the atom forming the main chain or via another atom or group. . Preferably, it is an embodiment having a side chain by bonding to an atom forming the main chain via another group. In this embodiment, the linking group can also be referred to as a group linking polymerizable groups in the monomer described later.
The linking group preferably contains at least one heteroatom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom and a silicon atom. Each of these heteroatoms has a valence of 2 or more, and the valence in the linking group is not particularly limited, and may be trivalent, tetravalent, hexavalent or the like depending on the atom. The linking group usually has these heteroatoms, carbon atoms and hydrogen atoms.
Among the above, the hetero atom selected from the above group contained in the linking group is preferably an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom or a silicon atom, and more preferably an oxygen atom.
The number of heteroatoms selected from the above group contained in the linking group may be at least one, preferably 1 to 40, and more preferably 2 to 30. The total number of atoms constituting the linking group is not particularly limited, but is preferably 1 to 200, and more preferably 4 to 150. Preferred combinations of atoms (excluding hydrogen atoms) forming a linking group include carbon atom-oxygen atom, carbon atom-nitrogen atom, carbon atom-sulfur atom, oxygen atom-silicon atom, oxygen atom-sulfur atom, oxygen atom. -A phosphorus atom, a carbon atom-a nitrogen atom-an oxygen atom etc. are mentioned.

連結基は、2価以上の基が好ましく、イオン導電性の基であっても、非イオン導電性の基であってもよい。具体的には、後述する置換基Zに含まれる各基から水素原子をさらに1つ以上除去した基が挙げられる。例えば、アルキレン基、アルカントリイル基、アリーレン基又はヘテロ環基を含む連結基等が挙げられる。また、連結基として、カーボネート基、エステル基、アミド基、チオカーボネート基、チオエステル基、スルフィド基、アルキレンオキサイド基、ホスフェート基、シラン基又はシロキサン基を含む連結基等も挙げられる。中でも、イオン導電性の基が好ましく、具体的には、カーボネート基、エステル基、アミド基、チオカーボネート基、チオエステル基、アルキレンオキサイド基、ホスフェート基、シラン基及びシロキサン基からなる群より選択される少なくとも1種の基を含む連結基が好ましい。イオン導電性の連結基であると、固体電解質組成物が活物質を含有する場合、分岐状ポリマーの主鎖又は連結基が活物質を被覆して、イオン伝導度が向上する。この点で、連結基は、アルキレンオキサイド基、カーボネート基、エステル基、チオエステル基、スルフィド基又はシロキサン基を含む基がより好ましく、特にアルキレンオキサイド基、カーボネート基又はシロキサン基を含む基がさらに好ましく、アルキレンオキサイド基を含む基が特に好ましい。
ここで、上記の「XX基を含む連結基」とは、少なくとも1種のXX基のみからなる連結基と、少なくとも1種のXX基と、他の基等からなる連結基を含む。他の基としては、後述するモノマーに由来する基、例えばカルボニル基、カルボニルオキシ基等が挙げられる。
The linking group is preferably a divalent or higher valent group, and may be an ion conductive group or a non-ion conductive group. Specific examples include groups in which one or more hydrogen atoms have been further removed from each group contained in the substituent Z described later. Examples thereof include a linking group containing an alkylene group, an alkanetriyl group, an arylene group, or a heterocyclic group. Examples of the linking group include a linking group including a carbonate group, an ester group, an amide group, a thiocarbonate group, a thioester group, a sulfide group, an alkylene oxide group, a phosphate group, a silane group, or a siloxane group. Among them, an ion conductive group is preferable, and specifically, selected from the group consisting of a carbonate group, an ester group, an amide group, a thiocarbonate group, a thioester group, an alkylene oxide group, a phosphate group, a silane group, and a siloxane group. A linking group containing at least one group is preferred. When the solid electrolyte composition contains an active material, the ionic conductivity is improved because the main chain or the linking group of the branched polymer covers the active material. In this respect, the linking group is more preferably a group containing an alkylene oxide group, a carbonate group, an ester group, a thioester group, a sulfide group or a siloxane group, more preferably a group containing an alkylene oxide group, a carbonate group or a siloxane group, A group containing an alkylene oxide group is particularly preferred.
Here, the “linking group containing an XX group” includes a linking group consisting of at least one XX group, a linking group consisting of at least one XX group, another group, and the like. Examples of other groups include groups derived from monomers described later, such as a carbonyl group and a carbonyloxy group.

アミド基は、−CO−NR−基又は−CO−N<基を含む。ここで、Rは置換基を表し、好ましくは後述する置換基Zから選択される。チオカーボネート基は、−S−CO−O−基、−O−CO−S−基、−O−CS−O−基、−S−CS−O−基、−O−CS−S−基又は−S−CS−S−基を含む。チオエステル基は、−CS−O−基、−CO−S−基又は−CS−S−基(ジチオエステル基ともいう)を含む。アルキレンオキサイド基中のアルキレン基は、好ましくは炭素数1〜14のアルキレン基、より好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基であり、特に好ましくは炭素数1〜4である。シラン基は、−SiR−で表される基(Rは置換基を表す)である。シロキサン基は、−(SiR−O)−で表される基(Rは置換基を表す)である。 The amide group includes a —CO—NR— group or a —CO—N <group. Here, R represents a substituent, and is preferably selected from the substituent Z described later. The thiocarbonate group is a -S-CO-O- group, -O-CO-S- group, -O-CS-O- group, -S-CS-O- group, -O-CS-S- group or Includes -S-CS-S- group. The thioester group includes a -CS-O- group, a -CO-S- group, or a -CS-S- group (also referred to as a dithioester group). The alkylene group in the alkylene oxide group is preferably an alkylene group having 1 to 14 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 4 carbon atoms. The silane group is a group represented by —SiR 2 — (R represents a substituent). The siloxane group is a group represented by — (SiR 2 —O) — (R represents a substituent).

上記の各基は、いずれも、2価以上の価数をとり、連結基中における価数は、3価又は4価等をとることもできる。
連結基は、上記の基1個からなるものであってよく、2個以上を組み合わせてなるものであってもよい。組み合わせる数は、特に限定されず、例えば、2〜6個が好ましく、2〜3個がより好ましい。この場合、好ましい組み合わせとしては、エステル基−アルキレンオキサイド基、アミド基−アルキレンオキサイド基、カーボネート基−アルキレンオキサイド基、エステル基−シロキサン基、アミド基−シロキサン基、カーボネート基−シロキサン基、エステル基−スルフィド基又はカーボネート基−スルフィド基等が挙げられる。
Each of the above groups has a valence of 2 or more, and the valence in the linking group can be trivalent or tetravalent.
The linking group may consist of one group as described above, or may be a combination of two or more. The number to combine is not specifically limited, For example, 2-6 pieces are preferable and 2-3 pieces are more preferable. In this case, preferable combinations include ester group-alkylene oxide group, amide group-alkylene oxide group, carbonate group-alkylene oxide group, ester group-siloxane group, amide group-siloxane group, carbonate group-siloxane group, ester group- Examples thereof include a sulfide group or a carbonate group-sulfide group.

本発明において、連結基として繰り返し単位(構造)を有することが好ましい。特に、オリゴ(ポリ)アルキレンオキサイド基、又は、オリゴ(ポリ)シロキサン基を有することが好ましい。繰り返し単位としてアルキレンオキサイド基を有する場合は、エステル基−オリゴ(ポリ)アルキレンオキサイド基−カルボニル基、シロキサン基を有する場合は、エステル基−オリゴ(ポリ)ジメチルシロキサン基−カルボニル基等が例示される。   In the present invention, it is preferable to have a repeating unit (structure) as a linking group. In particular, it preferably has an oligo (poly) alkylene oxide group or an oligo (poly) siloxane group. When it has an alkylene oxide group as a repeating unit, an ester group-oligo (poly) alkylene oxide group-carbonyl group, and when it has a siloxane group, an ester group-oligo (poly) dimethylsiloxane group-carbonyl group, etc. are exemplified. .

分岐状ポリマーは、その末端に重合開始剤残基を3つ以上有する。残基数は、ポリマーの質量平均分子量と開始剤残基モル量により規定される。これにより、固体粒子間などの結着性を高めることができる。分岐状ポリマーは、この点で、重合開始剤残基を、好ましくは4つ以上、より好ましくは5つ以上、さらに好ましくは6つ以上有する。一方、分岐状ポリマーは、固体粒子を覆いすぎるとリチウムイオン伝導を阻害するため、重合開始剤残基を、好ましくは100個以下、より好ましくは80個以下、さらに好ましくは50個以下有する。   The branched polymer has three or more polymerization initiator residues at its ends. The number of residues is defined by the weight average molecular weight of the polymer and the molar amount of initiator residues. Thereby, binding property between solid particles etc. can be improved. In this respect, the branched polymer preferably has 4 or more polymerization initiator residues, more preferably 5 or more, and still more preferably 6 or more. On the other hand, the branched polymer has a polymerization initiator residue of preferably 100 or less, more preferably 80 or less, and even more preferably 50 or less, because it inhibits lithium ion conduction if the solid particles are covered too much.

重合開始剤残基は、後述する、熱ラジカル重合開始剤及び連鎖移動剤の少なくとも1種の重合開始剤の部分構造(残基)であることが好ましく、熱ラジカル重合開始剤の部分構造(残基)であることがより好ましい。ここで、重合開始剤の部分構造とは、重合開始剤が開裂して生じるラジカル部分がポリマー分子の末端に結合してなる部分構造(基)、重合反応中のポリマー及び重合開始剤が開裂して生じるラジカル部分が連鎖移動剤と反応して生じた、連鎖移動剤のラジカル部位がポリマー分子の末端に結合してなる構造(基)をいう。
分岐状ポリマーが有する重合開始剤残基は、1種又は2種以上であってもよく、2種以上である場合、互いに異なっていてもよい。
The polymerization initiator residue is preferably a partial structure (residue) of at least one of a thermal radical polymerization initiator and a chain transfer agent, which will be described later, and a partial structure (residual) of the thermal radical polymerization initiator. More preferably, it is a group). Here, the partial structure of the polymerization initiator is a partial structure (group) formed by bonding a radical part generated by cleavage of the polymerization initiator to the end of the polymer molecule, and the polymer and polymerization initiator in the polymerization reaction are cleaved. The structure (group) formed by the reaction of the radical part generated by the reaction with the chain transfer agent and the radical part of the chain transfer agent bonded to the end of the polymer molecule.
1 type, 2 or more types may be sufficient as the polymerization initiator residue which a branched polymer has, and when it is 2 or more types, they may mutually differ.

重合開始剤残基は、重合開始剤に由来する1価の基であれば特に限定されないが、無機固体電解質に対する結着性(相互作用)が強固である点で、シアノ基、エステル基(−COOR:Rは置換基を表す。)、複素環基、アミジン基、アシル基、アミド基、アルコキシ基及びスルフィド基からなる群より選択される少なくとも1種の基を含むことが好ましい。
複素環基は、後述する置換基Zで挙げたヘテロ環基が挙げられ、含窒素複素環基が好ましく、イミダゾール環基、ピラゾール環基、イミダゾリン環基又はピロール環基等がより好ましく、イミダゾール環基が特に好ましい。
アミジン基は、R−C(=NR)−NRで表されるアミジン化合物から水素原子を1つ除去した基である。Rはアルキル基又はアリール基であり、Rはアルキル基、アリール基又は水素原子であり、Rはアルキル基、アリール基又は水素原子であり、Rはアルキル基、アリール基又は水素原子である。好ましくは、Rとしてはアルキル基であり、Rとしては水素原子又はアルキル基であり、Rとしてはアルキル基又は水素原子であり、Rとしてはアルキル基又は水素原子等である。アルキル基及びアリール基はいずれもさらに置換されていてもよい。
The polymerization initiator residue is not particularly limited as long as it is a monovalent group derived from the polymerization initiator, but is a cyano group or an ester group (-) in that the binding property (interaction) to the inorganic solid electrolyte is strong. COOR: R represents a substituent, and preferably includes at least one group selected from the group consisting of a heterocyclic group, an amidine group, an acyl group, an amide group, an alkoxy group and a sulfide group.
Examples of the heterocyclic group include the heterocyclic groups mentioned in Substituent Z described later, preferably a nitrogen-containing heterocyclic group, more preferably an imidazole ring group, a pyrazole ring group, an imidazoline ring group, or a pyrrole ring group, and an imidazole ring. The group is particularly preferred.
An amidine group is a group obtained by removing one hydrogen atom from an amidine compound represented by R 1 —C (═NR 2 ) —NR 3 R 4 . R 1 is an alkyl group or an aryl group, R 2 is an alkyl group, an aryl group or a hydrogen atom, R 3 is an alkyl group, an aryl group or a hydrogen atom, and R 4 is an alkyl group, an aryl group or a hydrogen atom. It is. Preferably, R 1 is an alkyl group, R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group, R 3 is an alkyl group or a hydrogen atom, and R 4 is an alkyl group or a hydrogen atom. Both the alkyl group and the aryl group may be further substituted.

重合開始剤残基は、下記式(S1)〜(S7)のいずれかで表されるものが好ましい。
各式において、*はポリマー分子の末端との連結部位を表す。
The polymerization initiator residue is preferably one represented by any of the following formulas (S1) to (S7).
In each formula, * represents a linking site with the end of the polymer molecule.

Figure 0006595348
Figure 0006595348

式中、Lは2価の連結基を表す。連結基としては、アルキレン基又はアリーレン基が挙げられる。連結基Lは、置換基を有していてもよい。有していてもよい置換基としては、特に限定されず、後述する置換基Zに含まれる各基、又は、上記の、エステル基、カルボン酸基若しくはシロキサン基等が挙げられる。中でも、アルキル基、エステル基、カルボン酸基、シアノ基、アルコキシ基又はシロキサン基(例えば、アルキル、アリール、アルコキシ若しくはアリールオキシシリル基)が好ましい。連結基は、上記の中でもアルキレン基が好ましく、イソプロピレン基が好ましい。イソプロピレン基はさらに置換されていてもよいし、環を形成していてもよい。
s11〜ns51は、ぞれぞれ、各式における連結基Lの個数を示しており、各々独立に、0〜10の整数である。ns11〜ns51は、それぞれ、1〜5の整数が好ましく、1がより好ましい。
In the formula, L represents a divalent linking group. Examples of the linking group include an alkylene group and an arylene group. The linking group L may have a substituent. The substituent that may be included is not particularly limited, and examples thereof include each group included in the substituent Z described later, or the ester group, carboxylic acid group, or siloxane group described above. Among these, an alkyl group, an ester group, a carboxylic acid group, a cyano group, an alkoxy group, or a siloxane group (for example, an alkyl, aryl, alkoxy, or aryloxysilyl group) is preferable. Among the above, the linking group is preferably an alkylene group, and is preferably an isopropylene group. The isopropylene group may be further substituted or may form a ring.
Each of n s11 to n s51 represents the number of linking groups L in each formula, and each independently represents an integer of 0 to 10. Each of n s11 to n s51 is preferably an integer of 1 to 5, and more preferably 1.

Xは、各々独立に、酸素原子又は硫黄原子を表し、酸素原子が好ましい。
式(S1)において、2つのXは同一でも異なっていてもよく、いずれも酸素原子であることが好ましい。
X represents an oxygen atom or a sulfur atom each independently, and an oxygen atom is preferable.
In the formula (S1), two Xs may be the same or different, and both are preferably oxygen atoms.

s11、Rs21、Rs41、Rs42、Rs61及びRs71は、各々独立に、1価の置換基を表す。置換基としては、特に限定されず、後述する置換基Zに含まれる各基が挙げられる。
s11、Rs61及びRs71は、それぞれ、アルキル基又はアリール基が好ましい。アルキル基としては、特に限定されず、炭素数が1〜16であることが好ましく、アリール基としては、特に限定されず、炭素数が6〜24であることが好ましい。
s21、Rs41及びRs42は、それぞれ、水素原子、アルキル基又はアリール基が好ましく、水素原子又はアルキル基が好ましい。アルキル基としては、特に限定されず、炭素数が1〜16であることが好ましく、アリール基としては、特に限定されず、炭素数が6〜24であることが好ましい。
式(S2)において、2つのRs21は同一でも異なっていてもよい。環を形成していても良い
式(S4)において、2つのRs41は同一でも異なっていてもよい。環を形成していてもよい。
s11、Rs21、Rs41、Rs42、Rs61及びRs71は、それぞれ、置換基を有していてもよい。有していてもよい置換基としては、特に限定されず、後述する置換基Zに含まれる各基、又は、上記の、シロキサン基又はアルキレンオキサイド基等が挙げられる。中でも、アルキル基、アリール基、シロキサン基又はアルキレンオキサイド基が好ましい。
R s11 , R s21 , R s41 , R s42 , R s61 and R s71 each independently represent a monovalent substituent. It does not specifically limit as a substituent, Each group contained in the substituent Z mentioned later is mentioned.
R s11 , R s61 and R s71 are each preferably an alkyl group or an aryl group. The alkyl group is not particularly limited, and preferably has 1 to 16 carbon atoms. The aryl group is not particularly limited, and preferably has 6 to 24 carbon atoms.
R s21 , R s41, and R s42 are each preferably a hydrogen atom, an alkyl group, or an aryl group, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group. The alkyl group is not particularly limited, and preferably has 1 to 16 carbon atoms. The aryl group is not particularly limited, and preferably has 6 to 24 carbon atoms.
In the formula (S2), two R s21 may be the same or different. A ring may be formed. In the formula (S4), two R s41 s may be the same or different. A ring may be formed.
R s11 , R s21 , R s41 , R s42 , R s61, and R s71 may each have a substituent. The substituent that may be included is not particularly limited, and examples thereof include each group included in the substituent Z described later, or the above-described siloxane group or alkylene oxide group. Among these, an alkyl group, an aryl group, a siloxane group, or an alkylene oxide group is preferable.

s5は、−C=N−を含む複素環を表す。このような含窒素複素環としては、特に限定されず、イミダゾール環、ピラゾール環、イミダゾリン環、ピロール環等が挙げられる。中でも、イミダゾール環が好ましい。 Q s5 represents a heterocyclic ring containing -C = N-. Such a nitrogen-containing heterocyclic ring is not particularly limited, and examples thereof include an imidazole ring, a pyrazole ring, an imidazoline ring, and a pyrrole ring. Among these, an imidazole ring is preferable.

上記式(S1)〜(S5)で表される残基は、それぞれ、下記式(S1B)〜(S5B)で表される残基であることが好ましい。
各式において、*はポリマー分子の末端との連結部位を表す。
The residues represented by the above formulas (S1) to (S5) are preferably residues represented by the following formulas (S1B) to (S5B), respectively.
In each formula, * represents a linking site with the end of the polymer molecule.

Figure 0006595348
Figure 0006595348

式中、Xは酸素原子又は硫黄原子を表し、上記式(S1)及び(S2)のXと同義であり、好ましいものも同じである。   In the formula, X represents an oxygen atom or a sulfur atom, and is synonymous with X in the above formulas (S1) and (S2), and preferred ones are also the same.

s11、Rs21、Rs41及びRs42は、各々独立に、1価の置換基を表し、上記式(S1)、(S2)及び(S4)のRs11、Rs21、Rs41及びRs42とそれぞれ同義であり、好ましいものも同じである。
s13、Rs14、Rs23、Rs24、Rs33、Rs34、Rs43、Rs44、Rs53及びRs54は、各々独立に、1価の置換基を表す。置換基としては、特に限定されず、後述する置換基Zに含まれる各基が挙げられる。
s13、Rs14、Rs23、Rs24、Rs33、Rs34、Rs43、Rs44、Rs53及びRs54は、それぞれ、アルキル基又はアリール基が好ましく、アルキル基がより好ましい。アルキル基としては、特に限定されず、炭素数が1〜16であることが好ましく、炭素数が1〜12であることがより好ましく、アリール基としては、特に限定されず、炭素数が6〜24であることが好ましい。Rs13とRs14、Rs23とRs24、Rs33とRs34、Rs43とRs44、Rs53とRs54は、それぞれ、同じであっても異なっていてもよい。
s13、Rs14、Rs23、Rs24、Rs33、Rs34、Rs43、Rs44、Rs53及びRs54は、それぞれ、置換基を有していてもよい。有していてもよい置換基としては、特に限定されず、後述する置換基Zに含まれる各基、又は、上記の、エステル基、カルボン酸基、シロキサン基等が挙げられる。中でも、エステル基、カルボン酸基、シアノ基、アルコキシ基又はシロキサン基が好ましい。
R s11, R s21, R s41 and R s42 each independently represent a monovalent substituent, the above formula (S1), R s11, R s21, R s41 and R s42 of (S2) and (S4) Are the same as each other, and the preferred ones are also the same.
R s13 , R s14 , R s23 , R s24 , R s33 , R s34 , R s43 , R s44 , R s53 and R s54 each independently represent a monovalent substituent. It does not specifically limit as a substituent, Each group contained in the substituent Z mentioned later is mentioned.
R s13, R s14, R s23 , R s24, R s33, R s34, R s43, R s44, R s53 and R s54 each an alkyl group or an aryl group and more preferably an alkyl group. The alkyl group is not particularly limited and preferably has 1 to 16 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and the aryl group is not particularly limited and has 6 to 6 carbon atoms. 24 is preferable. R s13 and R s14 , R s23 and R s24 , R s33 and R s34 , R s43 and R s44 , and R s53 and R s54 may be the same or different.
R s13 , R s14 , R s23 , R s24 , R s33 , R s34 , R s43 , R s44 , R s53, and R s54 may each have a substituent. The substituent that may be included is not particularly limited, and examples thereof include each group included in the substituent Z described later, or the ester group, carboxylic acid group, and siloxane group described above. Among these, an ester group, a carboxylic acid group, a cyano group, an alkoxy group, or a siloxane group is preferable.

s5は、−C=N−を含む複素環を表し、上記式(S5)のQs5と同義であり、好ましいものも同じである。 Q s5 represents a heterocyclic ring containing —C═N—, and is synonymous with Q s5 in the above formula (S5), and preferred ones are also the same.

本発明において、重合開始剤残基は、上記式の中でも、式(S1)、(S2)、(S3)又は(S7)で表される残基が好ましく、式(S1)、(S3)又は(S7)で表される残基がより好ましく、式(S1B)、(S3B)又は(S7)で表される残基がさらに好ましい。   In the present invention, the polymerization initiator residue is preferably a residue represented by the formula (S1), (S2), (S3) or (S7) among the above formulas, and the formula (S1), (S3) or The residue represented by (S7) is more preferred, and the residue represented by formula (S1B), (S3B) or (S7) is more preferred.

分岐状ポリマーにおいて、上記連結基、主鎖及び重合開始剤残基の組み合わせは、特に限定されず、適宜に組み合わせることができる。好ましい組み合わせは、連結基の好ましいものと、主鎖の好ましいものと、重合開始剤残基の好ましいものとの組み合わせである。   In the branched polymer, the combination of the linking group, the main chain, and the polymerization initiator residue is not particularly limited, and can be appropriately combined. A preferable combination is a combination of a preferable linking group, a preferable main chain, and a preferable polymerization initiator residue.

分岐状ポリマーにおいて、ポリマー分子中に含まれる連結基(上記各式中の連結基Lではない)のモル数[Bn]と、重合開始剤残基のモル数[Bs]とが、[Bs]/[Bn]≧0.1の関係を満たすことが好ましい。モル比[Bs]/[Bn]が0.1以上であると、重合開始剤残基の固体粒子への吸着が十分に働くと考えられ、良好な固体−固体界面が形成される。
モル比[Bs]/[Bn]は、上記点で、0.1以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、1以上がさらに好ましい。一方、固体粒子を覆いすぎることによる界面抵抗が増加する観点から、モル比[Bs]/[Bn]は、30以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下がさらに好ましい。
連結基のモル数[Bn]及び重合開始剤残基のモル数[Bs]は、分岐状ポリマーのH−NMRを測定することにより、算出することができる。
モル比[Bs]/[Bn]は、重合開始剤の使用量、後述するモノマーの種類(連結基の異なるもの)を選択すること、反応温度等によって、適宜に設定することができる。
In the branched polymer, the number of moles [Bn] of linking groups (not the linking group L in the above formulas) contained in the polymer molecule and the number of moles [Bs] of the polymerization initiator residue are [Bs]. /[Bn]≧0.1 is preferably satisfied. When the molar ratio [Bs] / [Bn] is 0.1 or more, it is considered that the polymerization initiator residue is sufficiently adsorbed on the solid particles, and a good solid-solid interface is formed.
The molar ratio [Bs] / [Bn] is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, and still more preferably 1 or more in the above points. On the other hand, the molar ratio [Bs] / [Bn] is preferably 30 or less, more preferably 20 or less, and even more preferably 10 or less, from the viewpoint of increasing the interfacial resistance by covering the solid particles too much.
The number of moles [Bn] of the linking group and the number of moles [Bs] of the polymerization initiator residue can be calculated by measuring 1 H-NMR of the branched polymer.
The molar ratio [Bs] / [Bn] can be appropriately set depending on the amount of the polymerization initiator used, selecting the type of monomer described later (those having different linking groups), reaction temperature, and the like.

分岐状ポリマーの質量平均分子量は、1000〜300000が好ましい。分岐状ポリマーの質量平均分子量が1000〜300000であると、溶媒と一緒に組成物とした場合に溶解しやすく、ハンドリングが良い。さらに、固体界面を形成する材料として、伸縮性を有するため、サイクル特性等の電池特性に良好に働く。この点で、質量平均分子量は、1000〜200000がより好ましく、1500〜200000がさら好ましく、2000〜150000が特に好ましい。
本発明において、ポリマーの分子量は、特に断らない限り、質量平均分子量を意味する。質量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)によってポリスチレン換算の分子量として計測することができる。具体的には、後述する実施例での測定方法及び条件により、測定する。
The weight average molecular weight of the branched polymer is preferably 1000 to 300,000. When the branched polymer has a mass average molecular weight of 1,000 to 300,000, it is easy to dissolve in a composition together with a solvent, and handling is good. Furthermore, since it has stretchability as a material forming a solid interface, it works well on battery characteristics such as cycle characteristics. In this respect, the mass average molecular weight is more preferably 1000 to 200000, further preferably 1500 to 200000, and particularly preferably 2000 to 150,000.
In the present invention, the molecular weight of the polymer means a mass average molecular weight unless otherwise specified. The mass average molecular weight can be measured as a molecular weight in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). Specifically, the measurement is performed according to the measurement method and conditions in Examples described later.

加熱や電圧の印加によってポリマーの架橋が進行した場合には、上記分子量より大きな分子量となっていてもよい。好ましくは、全固体二次電池の使用開始時に、ポリマーが上記範囲の質量平均分子量であることである。   When the crosslinking of the polymer proceeds by heating or voltage application, the molecular weight may be larger than the above molecular weight. Preferably, the polymer has a weight average molecular weight in the above range at the start of use of the all-solid secondary battery.

本発明に用いられる分岐状ポリマーの水分濃度は、100ppm(質量基準)以下が好ましい。
また、本発明に用いられる分岐状ポリマーは、晶析させて乾燥させてもよく、ポリマー溶液をそのまま用いてもよい。
The water concentration of the branched polymer used in the present invention is preferably 100 ppm (mass basis) or less.
The branched polymer used in the present invention may be crystallized and dried, or the polymer solution may be used as it is.

分岐状ポリマーが粒子である場合、その平均粒径は、50,000nm以下であり、10000nm以下であることがさらに好ましく、5000nm以下であることがさらに好ましく、3000nm以下であることがさらに好ましく、1000nm以下であることが特に好ましい。下限値は10nm以上であり、30nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがさらに好ましく、100nm以上であることが特に好ましい。分岐状ポリマーの粒子の大きさを上記の範囲とすることにより、固体粒子等との抵抗被膜の面積が小さくなり、低抵抗化することができる。すなわち、良好な密着性と界面抵抗の抑制とを実現することができる。   When the branched polymer is a particle, the average particle size thereof is 50,000 nm or less, more preferably 10,000 nm or less, further preferably 5000 nm or less, further preferably 3000 nm or less, more preferably 1000 nm. It is particularly preferred that The lower limit is 10 nm or more, preferably 30 nm or more, more preferably 50 nm or more, and particularly preferably 100 nm or more. By setting the size of the branched polymer particles in the above range, the area of the resistance film with the solid particles or the like can be reduced, and the resistance can be reduced. That is, good adhesion and suppression of interface resistance can be realized.

分岐状ポリマーの粒子の平均粒径は、特に断らない限り、以下に記載の測定条件及び定義によるものとする。
分岐状ポリマーの粒子を適宜の溶媒(固体電解質組成物の調製に用いる有機溶媒、例えば、ヘプタン)を用いて20mLサンプル瓶中で1質量%の分散液を希釈調製する。希釈後の分散試料は、1kHzの超音波を10分間照射し、その直後に試験に使用する。この分散液試料を用い、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、温度25℃で測定用石英セルを使用してデータ取り込みを50回行い、得られた体積平均粒子径を平均粒径とする。その他の詳細な条件等は必要によりJISZ8828:2013「粒子径解析−動的光散乱法」の記載を参照する。1水準につき5つの試料を作製して測定し、その平均値を採用する。
なお、全固体二次電池を用いる場合は、例えば、全固体二次電池を分解して活物質層又は固体電解質層を剥がした後、その材料について上記分岐状ポリマーの粒子の平均粒径の測定方法に準じてその測定を行い、あらかじめ測定していた分岐状ポリマーの粒子以外の粒子の平均粒径の測定値を排除することにより行うことができる。
Unless otherwise specified, the average particle size of the branched polymer particles is determined according to the measurement conditions and definitions described below.
A 1% by mass dispersion of the branched polymer particles is prepared in a 20 mL sample bottle using an appropriate solvent (an organic solvent used for preparing the solid electrolyte composition, for example, heptane). The diluted dispersion sample is irradiated with 1 kHz ultrasonic waves for 10 minutes and used immediately after that. Using this dispersion sample, using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device LA-920 (trade name, manufactured by HORIBA), data acquisition was performed 50 times using a quartz cell for measurement at a temperature of 25 ° C. Let the obtained volume average particle diameter be the average particle diameter. For other detailed conditions and the like, refer to the description of JISZ8828: 2013 “Particle Size Analysis—Dynamic Light Scattering Method” as necessary. Five samples are prepared for each level and measured, and the average value is adopted.
When using an all-solid secondary battery, for example, after disassembling the all-solid secondary battery and peeling off the active material layer or the solid electrolyte layer, the average particle diameter of the branched polymer particles for the material is measured. The measurement can be performed according to the method, and the measurement of the average particle diameter of particles other than the branched polymer particles, which has been measured in advance, can be excluded.

分岐状ポリマーは、1種又は2種以上を、用いることができる。
分岐状ポリマーの、高分子バインダー中の含有量は、特に限定されず、固形分100質量%において、イオン伝導度及び結着性、さらには固体粒子間などの界面抵抗の点で、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが特に好ましい。上限としては、同様の点で、100質量%であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが特に好ましい。
One type or two or more types of branched polymers can be used.
The content of the branched polymer in the polymer binder is not particularly limited, and is 0.1% in terms of ionic conductivity and binding properties, and interfacial resistance between solid particles at a solid content of 100% by mass. It is preferably at least mass%, more preferably at least 0.5 mass%, particularly preferably at least 1 mass%. The upper limit is preferably 100% by mass, more preferably 50% by mass or less, and particularly preferably 30% by mass or less from the same point.

本明細書において化合物の表示(例えば、化合物と末尾に付して呼ぶとき)については、この化合物そのもののほか、その塩、そのイオンを含む意味に用いる。また、所望の効果を奏する範囲で、置換基を導入するなど一部を変化させた誘導体を含む意味である。
本明細書において置換・無置換を明記していない置換基(連結基についても同様)については、その基に適宜の置換基を有していてもよい意味である。これは置換・無置換を明記していない化合物についても同義である。好ましい置換基としては、下記置換基Zが挙げられる。
また、本明細書において、単に、XXX基と記載されている場合、XXX基は、この基に対応する下記置換基Zの中から選択される。
In the present specification, the indication of a compound (for example, when referring to a compound with a suffix) is used to mean that the compound itself, its salt, and its ion are included. In addition, it is meant to include derivatives in which a part thereof is changed, such as introduction of a substituent, within a range where a desired effect is exhibited.
In the present specification, a substituent that does not specify substitution / non-substitution (the same applies to a linking group) means that the group may have an appropriate substituent. This is also synonymous for compounds that do not specify substitution or non-substitution. Preferred substituents include the following substituent Z.
Further, in the present specification, when simply described as XXX group, the XXX group is selected from the following substituents Z corresponding to this group.

置換基Zとしては、下記のものが挙げられる。
アルキル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキル基、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t−ブチル、ペンチル、ヘプチル、1−エチルペンチル、ベンジル、2−エトキシエチル、1−カルボキシメチル等)、アルケニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、オレイル等)、アルキニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルキニル基、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等)、シクロアルキル基(好ましくは炭素原子数3〜20のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4−メチルシクロヘキシル等、ただし本明細書においてアルキル基というときには通常シクロアルキル基を含む意味である。)、アリール基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリール基、例えば、フェニル、1−ナフチル、4−メトキシフェニル、2−クロロフェニル、3−メチルフェニル等)、ヘテロ環基(好ましくは炭素原子数2〜20のヘテロ環基、好ましくは、少なくとも1つの酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有する5又は6員環のヘテロ環基が好ましく、例えば、テトラヒドロピラン、テトラヒドロフラン、2−ピリジル、4−ピリジル、2−イミダゾリル、2−ベンゾイミダゾリル、2−チアゾリル、2−オキサゾリル、ピロリドン基等)、アルコキシ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等)、アリールオキシ基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、1−ナフチルオキシ、3−メチルフェノキシ、4−メトキシフェノキシ等、ただし本明細書においてアルコキシ基というときには通常アリーロイル基を含む意味である。)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素原子数2〜20のアルコキシカルボニル基、例えば、エトキシカルボニル、2−エチルヘキシルオキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、1−ナフチルオキシカルボニル、3−メチルフェノキシカルボニル、4−メトキシフェノキシカルボニル等)、アミノ基(好ましくは炭素原子数0〜20のアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を含み、例えば、アミノ、N,N−ジメチルアミノ、N,N−ジエチルアミノ、N−エチルアミノ、アニリノ等)、スルファモイル基(好ましくは炭素原子数0〜20のスルファモイル基、例えば、N,N−ジメチルスルファモイル、N−フェニルスルファモイル等)、アシル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシル基、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル等)、アリーロイル基(好ましくは炭素原子数7〜23のアリーロイル基、例えば、ベンゾイル等、ただし本明細書においてアシル基というときには通常アリーロイル基を含む意味である。)、アシルオキシ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシルオキシ基、例えば、アセチルオキシ等)、アリーロイルオキシ基(好ましくは炭素原子数7〜23のアリーロイルオキシ基、例えば、ベンゾイルオキシ等、ただし本明細書においてアシルオキシ基というときには通常アリーロイルオキシ基を含む意味である。)、カルバモイル基(好ましくは炭素原子数1〜20のカルバモイル基、例えば、N,N−ジメチルカルバモイル、N−フェニルカルバモイル等)、アシルアミノ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアシルアミノ基、例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等)、アルキルチオ基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、ベンジルチオ等)、アリールチオ基(好ましくは炭素原子数6〜26のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ、1−ナフチルチオ、3−メチルフェニルチオ、4−メトキシフェニルチオ等)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキルスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル等)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素原子数6〜22のアリールスルホニル基、例えば、ベンゼンスルホニル等)、アルキルシリル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルキルシリル基、例えば、モノメチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル等)、アリールシリル基(好ましくは炭素原子数6〜42のアリールシリル基、例えば、トリフェニルシリル等)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素原子数1〜20のアルコキシシリル基、例えば、モノメトキシシリル、ジメトキシシリル、トリメトキシシリル、トリエトキシシリル等)、アリールオキシシリル基(好ましくは炭素原子数6〜42のアリールオキシシリル基、例えば、トリフェニルオキシシリル等)、ホスホリル基(好ましくは炭素原子数0〜20のホスホリル基、例えば、−OP(=O)(R)、ホスホニル基(好ましくは炭素原子数0〜20のホスホニル基、例えば、−P(=O)(R)、ホスフィニル基(好ましくは炭素原子数0〜20のホスフィニル基、例えば、−P(R)、(メタ)アクリロイル基、(メタ)アクリロイルオキシ基、(メタ)アクリロイルイミノ基((メタ)アクリルアミド基)、ヒドロキシ基、メルカプト基、カルボキシ基、リン酸基、ホスホン酸基、スルホン酸基、シアノ基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)が挙げられる。
また、これらの置換基Zで挙げた各基は、上記の置換基Zがさらに置換していてもよい。
化合物ないし置換基・連結基等がアルキル基・アルキレン基、アルケニル基・アルケニレン基、アルキニル基・アルキニレン基等を含むとき、これらは環状でも鎖状でもよく、また直鎖でも分岐していてもよく、上記のように置換されていても無置換でもよい。
Examples of the substituent Z include the following.
An alkyl group (preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, pentyl, heptyl, 1-ethylpentyl, benzyl, 2-ethoxyethyl, 1-carboxymethyl, etc.), alkenyl A group (preferably an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as vinyl, allyl, oleyl, etc.), an alkynyl group (preferably an alkynyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as ethynyl, butadiynyl, phenylethynyl, etc.), A cycloalkyl group (preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, such as cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, etc., but in this specification, an alkyl group usually means a cycloalkyl group) ), An aryl group (preferably An aryl group having 6 to 26 atoms, such as phenyl, 1-naphthyl, 4-methoxyphenyl, 2-chlorophenyl, 3-methylphenyl, etc., a heterocyclic group (preferably a heterocyclic group having 2 to 20 carbon atoms) And preferably a 5- or 6-membered heterocyclic group having at least one oxygen atom, sulfur atom or nitrogen atom, such as tetrahydropyran, tetrahydrofuran, 2-pyridyl, 4-pyridyl, 2-imidazolyl, 2- Benzimidazolyl, 2-thiazolyl, 2-oxazolyl, pyrrolidone group, etc.), an alkoxy group (preferably an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, isopropyloxy, benzyloxy, etc.), an aryloxy group (preferably An aryloxy group having 6 to 26 carbon atoms, such as phenoxy, -Naphtyloxy, 3-methylphenoxy, 4-methoxyphenoxy, etc., but the term “alkoxy group” in the present specification usually includes an aryloyl group), an alkoxycarbonyl group (preferably an alkoxycarbonyl having 2 to 20 carbon atoms) A group such as ethoxycarbonyl, 2-ethylhexyloxycarbonyl, etc., an aryloxycarbonyl group (preferably an aryloxycarbonyl group having 6 to 26 carbon atoms such as phenoxycarbonyl, 1-naphthyloxycarbonyl, 3-methylphenoxycarbonyl) 4-methoxyphenoxycarbonyl, etc.), an amino group (preferably containing an amino group having 0 to 20 carbon atoms, an alkylamino group, an arylamino group, such as amino, N, N-dimethylamino, N, N-diethyla Mino, N-ethylamino, anilino, etc.), a sulfamoyl group (preferably a sulfamoyl group having 0 to 20 carbon atoms, such as N, N-dimethylsulfamoyl, N-phenylsulfamoyl etc.), an acyl group (preferably Is an acyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as acetyl, propionyl, butyryl, etc., an aryloyl group (preferably an aryloyl group having 7 to 23 carbon atoms, such as benzoyl, etc. Usually means an aryloyl group. ), An acyloxy group (preferably an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms such as acetyloxy), an aryloyloxy group (preferably an aryloyloxy group having 7 to 23 carbon atoms such as benzoyloxy, etc. In this specification, an acyloxy group usually means an aryloyloxy group), a carbamoyl group (preferably a carbamoyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as N, N-dimethylcarbamoyl, N-phenylcarbamoyl, etc. ), An acylamino group (preferably an acylamino group having 1 to 20 carbon atoms such as acetylamino, benzoylamino, etc.), an alkylthio group (preferably an alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms such as methylthio, ethylthio, isopropylthio) , Benzylthio, etc.), Ally A thio group (preferably an arylthio group having 6 to 26 carbon atoms, such as phenylthio, 1-naphthylthio, 3-methylphenylthio, 4-methoxyphenylthio, etc.), an alkylsulfonyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms) An alkylsulfonyl group such as methylsulfonyl and ethylsulfonyl; an arylsulfonyl group (preferably an arylsulfonyl group having 6 to 22 carbon atoms such as benzenesulfonyl); and an alkylsilyl group (preferably having 1 to 20 carbon atoms). Alkylsilyl groups such as monomethylsilyl, dimethylsilyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, etc., arylsilyl groups (preferably arylsilyl groups having 6 to 42 carbon atoms such as triphenylsilyl), alkoxysilyl groups (preferably Is 1 carbon atom 20 alkoxysilyl groups such as monomethoxysilyl, dimethoxysilyl, trimethoxysilyl, triethoxysilyl, etc., aryloxysilyl groups (preferably aryloxysilyl groups having 6 to 42 carbon atoms such as triphenyloxysilyl) Etc.), a phosphoryl group (preferably a phosphoryl group having 0 to 20 carbon atoms, such as —OP (═O) (R P ) 2 ), a phosphonyl group (preferably a phosphonyl group having 0 to 20 carbon atoms, for example, -P (= O) (R P ) 2), a phosphinyl group (preferably a phosphinyl group having 0 to 20 carbon atoms, for example, -P (R P) 2), (meth) acryloyl group, (meth) acryloyloxy Group, (meth) acryloylumimino group ((meth) acrylamide group), hydroxy group, mercapto group, carboxy group , Phosphoric acid group, phosphonic acid group, sulfonic acid group, cyano group, halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.).
In addition, each of the groups listed as the substituent Z may be further substituted by the above-described substituent Z.
When a compound or a substituent / linking group includes an alkyl group / alkylene group, an alkenyl group / alkenylene group, an alkynyl group / alkynylene group, etc., these may be cyclic or linear, and may be linear or branched These may be substituted as described above or may be unsubstituted.

(ii)金属塩又は溶融塩
高分子バインダーは、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンを含む金属塩及び溶融塩の少なくとも1種を含有することが好ましい。高分子バインダーが金属塩又は溶融塩を含有すると、分岐状ポリマーの架橋密度が高いため、イオン伝導度がさらに向上し、電池性能をより一層向上させることができる。特に、金属塩がリチウム塩であると、高いイオン伝導度を示し、全固体リチウムイオン二次電池に、より高いサイクル特性、高温保存性、サイクル特性後の低抵抗化を付与することができる。
(Ii) Metal salt or molten salt The polymer binder preferably contains at least one of a metal salt containing a metal element ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table and a molten salt. When the polymer binder contains a metal salt or a molten salt, since the crosslinking density of the branched polymer is high, the ionic conductivity can be further improved, and the battery performance can be further improved. In particular, when the metal salt is a lithium salt, high ion conductivity is exhibited, and higher cycle characteristics, high-temperature storage stability, and low resistance after cycle characteristics can be imparted to the all-solid-state lithium ion secondary battery.

(ii−1)金属塩
金属塩としては、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンを含む塩であれば特に限定されない。例えば、無機リチウム塩、含フッ素有機リチウム塩又はオキサラトボレート塩等が挙げられ、無機リチウム塩が好ましい。これらは、二次電池に通常用いられるものを特に限定されることなく用いることができ、例えば、特開2015−088486号公報の段落[0082]〜[0085]に記載されたものを用いることができ、この記載が、そのまま本明細書に好ましく取り込まれる。具体的には、LiPF、LiClO、LiTFSI、LIFSI、LiBF、リチウムビス(オキサラト)レート(Li(CB、LiBOB)などが好ましく用いられる。
(Ii-1) Metal salt The metal salt is not particularly limited as long as it contains a metal element ion belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table. For example, an inorganic lithium salt, a fluorine-containing organic lithium salt, an oxalate borate salt, or the like can be given, and an inorganic lithium salt is preferable. Any of those usually used for secondary batteries can be used without any particular limitation, and for example, those described in paragraphs [0082] to [0085] of JP-A-2015-088486 can be used. This description is preferably incorporated in the present specification as it is. Specifically, LiPF 6 , LiClO 4 , LiTFSI, LIFSI, LiBF 4 , lithium bis (oxalato) rate (Li (C 2 O 2 ) 2 B, LiBOB) and the like are preferably used.

(ii−2)溶融塩
溶融塩としては、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンを含む塩であれば特に限定されない。
溶融塩としては、例えば、下記のカチオンと、アニオンとの組み合わせよりなる化合物から選択される化学物質(イオン液体ともいう。)が利用できる。
(Ii-2) Molten salt The molten salt is not particularly limited as long as it includes a metal element ion belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table.
As the molten salt, for example, a chemical substance (also referred to as an ionic liquid) selected from a compound comprising a combination of the following cation and anion can be used.

カチオンとしては、1位及び3位に以下の置換基を有するイミダゾリウムカチオン、以下の置換基を有するピリジニウムカチオン、以下の置換基を有するピペリジニウムカチオン、以下の置換基を有するピロリジニウムカチオン、以下の置換基を有するホスホニウムカチオン、又は、以下の置換基を有する第4級アンモニウムカチオン等が挙げられる。
カチオンとしては、これらのカチオンを、1種単独で使用し、又は2種以上を併用することもできる。
好ましくは、イミダゾリウムカチオン、四級アンモニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン又はピロリジニウムカチオンであり、より好ましくはイミダゾリウムカチオン、四級アンモニウムカチオン又はピロリジニウムカチオンであり、さらに好ましくは四級アンモニウムカチオン又はピロリジニウムカチオンである。
置換基としては、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8であり、さらに好ましくは炭素数1〜4)、ヒドロキシアルキル基(好ましくは炭素数1〜3)、エーテル基、アリル基、アミノアルキル基(好ましくは炭素数1〜8であり、さらに好ましくは炭素数1〜4)、アリール基(好ましくは炭素数1〜12であり、さらに好ましくは炭素数1〜8)が挙げられる。上記置換基はカチオン部位を含有する形で環状構造を形成していてもよい。置換基はさらに後記置換基Zを有していてもよい。
Examples of the cation include an imidazolium cation having the following substituents at the 1-position and the 3-position, a pyridinium cation having the following substituent, a piperidinium cation having the following substituent, and a pyrrolidinium cation having the following substituent. And phosphonium cations having the following substituents or quaternary ammonium cations having the following substituents.
As the cation, these cations can be used alone or in combination of two or more.
Preferably, it is an imidazolium cation, a quaternary ammonium cation, a piperidinium cation or a pyrrolidinium cation, more preferably an imidazolium cation, a quaternary ammonium cation or a pyrrolidinium cation, still more preferably a quaternary ammonium cation. Or a pyrrolidinium cation.
Examples of the substituent include an alkyl group (preferably having 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms), a hydroxyalkyl group (preferably having 1 to 3 carbon atoms), an ether group, an allyl group, and an aminoalkyl group. (Preferably having 1 to 8 carbon atoms, more preferably 1 to 4 carbon atoms) and aryl groups (preferably having 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms). The substituent may form a cyclic structure containing a cation moiety. The substituent may further have a substituent Z described later.

アニオンとしては、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、四フッ化ホウ素イオン、硝酸イオン、ジシアナミドイオン、酢酸イオン、四塩化鉄イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(フルオロスルホニル)イミドイオン、ビス(パーフルオロブチルメタンスルホニル)イミドイオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、又は、トリフルオロメタンスルホン酸イオン等が挙げられる。
アニオンとしては、これらのアニオンを1種単独で使用し、又は2種以上を併用することもできる。
好ましくは、塩化物イオン、臭化物イオン、四フッ化ホウ素イオン、硝酸イオン、ジシアナミドイオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン又はビス(フルオロスルホニル)イミドイオン又はヘキサフルオロリン酸イオンであり、より好ましくは、四フッ化ホウ素イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン又はビス(フルオロスルホニル)イミドイオン又はヘキサフルオロリン酸イオンであり、さらに好ましくはビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン又はビス(フルオロスルホニル)イミドイオンである。
Anions include chloride ion, bromide ion, iodide ion, boron tetrafluoride ion, nitrate ion, dicyanamide ion, acetate ion, iron tetrachloride ion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion, bis (fluorosulfonyl) imide ion Bis (perfluorobutylmethanesulfonyl) imide ion, hexafluorophosphate ion, or trifluoromethanesulfonate ion.
As anions, these anions can be used alone or in combination of two or more.
Preferred are chloride ion, bromide ion, boron tetrafluoride ion, nitrate ion, dicyanamide ion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion or bis (fluorosulfonyl) imide ion or hexafluorophosphate ion, more preferably Boron tetrafluoride ion, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion, bis (fluorosulfonyl) imide ion or hexafluorophosphate ion, more preferably bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ion or bis (fluorosulfonyl) imide ion.

上記のイオン液体としては、例えば、1−アリル−3−エチルイミダゾリウムブロミド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムブロミド、1−(2−ヒドロキシエチル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド、1−(2−メトキシエチル)−3−メチルイミダゾリウムブロミド、1−オクチル−3−メチルイミダゾリウムクロリド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムテトラフルオロボラート、エチルメチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、エチルメチルイミダゾリウムビストリフルオロメタンスルホン酸、エチルメチルイミダゾリウムジシアナミド、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリメチルブチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N−(2−メトキシエチル)−N−メチルピロリジニウム テトラフルオロボラード、1−ブチル−1−メチルピロリジニウム イミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、(2−アクリロイルエチル)トリメチルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、又は、塩化トリヘキシルテトラデシルホスホニウム等が挙げられる。   Examples of the ionic liquid include 1-allyl-3-ethylimidazolium bromide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bromide, 1- (2-hydroxyethyl) -3-methylimidazolium bromide, 1- ( 2-methoxyethyl) -3-methylimidazolium bromide, 1-octyl-3-methylimidazolium chloride, N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium tetrafluoroborate, ethylmethyl Imidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, ethylmethylimidazolium bistrifluoromethanesulfonic acid, ethylmethylimidazolium dicyanamide, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, 1-ethyl-3 -Methyli Dazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, trimethylbutylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, N- (2 -Methoxyethyl) -N-methylpyrrolidinium tetrafluorobollard, 1-butyl-1-methylpyrrolidinium imidazolium bis (fluorosulfonyl) imide, (2-acryloylethyl) trimethylammonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, Or a trihexyl tetradecyl phosphonium chloride etc. are mentioned.

金属塩と溶融塩とは併用することもできる。この場合、金属塩と溶融塩との組み合わせは、特に限定されず、目的に応じて、適宜に設定できる。   A metal salt and a molten salt can be used in combination. In this case, the combination of the metal salt and the molten salt is not particularly limited, and can be appropriately set depending on the purpose.

金属塩又は溶融塩の、高分子バインダー中の(合計)含有量は、特に限定されず、固形分100質量%において、イオン伝導度の点で、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。上限としては、流動性が悪化するためイオン伝導が低下することから、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが特に好ましい。   The (total) content of the metal salt or molten salt in the polymer binder is not particularly limited, and is preferably 5% by mass or more in terms of ionic conductivity at a solid content of 100% by mass. % Or more is more preferable, and 20% by mass or more is particularly preferable. The upper limit is preferably 80% by mass or less, more preferably 70% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less, since the ionic conductivity is lowered because the fluidity is deteriorated.

高分子バインダーにおいて、分岐状ポリマーの含有量と金属塩又は溶融塩との含有量とは、それぞれ、上記範囲内にあれば、含有量の質量比は特に限定されない。例えば、分岐状ポリマーの含有量に対する、金属塩又は溶融塩の含有量の質量比は、0.5〜50であることが好ましく、1〜40であることがより好ましい。   In the polymer binder, the mass ratio of the content is not particularly limited as long as the content of the branched polymer and the content of the metal salt or molten salt are within the above ranges, respectively. For example, the mass ratio of the content of the metal salt or the molten salt to the content of the branched polymer is preferably 0.5 to 50, and more preferably 1 to 40.

高分子バインダーが、分岐状ポリマー及び金属塩又は溶融塩以外の他の成分、各種の添加剤を含有する場合、これらの成分は、本発明の目的を損なわないものであれば特に限定されない。他の成分として、例えば、分岐状ポリマー以外のポリマーが挙げられる。これらの各成分の含有量は適宜に決定される。   When the polymer binder contains a branched polymer and other components other than the metal salt or molten salt and various additives, these components are not particularly limited as long as they do not impair the object of the present invention. Examples of other components include polymers other than branched polymers. The content of each of these components is appropriately determined.

本発明において、固体電解質組成物中の、高分子バインダーの含有量は、イオン伝導度及び結着性の点で、固形分100質量%において、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上がさらに好ましい。上限は、同様の点で、30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。
本発明においては、分岐状ポリマーが固体粒子に対して強固な結着性を示す。したがって、固体電解質組成物中の、高分子バインダーの含有量を低減することもできる。例えば、高分子バインダーの含有量を、固形分100質量%において、0.1〜5質量%にすることができ、好ましくは0.2〜2質量%である。
In the present invention, the content of the polymer binder in the solid electrolyte composition is preferably 0.1% by mass or more at a solid content of 100% by mass in terms of ionic conductivity and binding properties, and 0.5% by mass. % Or more is more preferable, and 1 mass% or more is more preferable. In the same point, the upper limit is preferably 30% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, and further preferably 10% by mass or less.
In the present invention, the branched polymer exhibits a strong binding property to the solid particles. Therefore, the content of the polymer binder in the solid electrolyte composition can be reduced. For example, the content of the polymer binder can be 0.1 to 5% by mass, preferably 0.2 to 2% by mass, at a solid content of 100% by mass.

本発明の固体電解質組成物において、高分子バインダーの含有量[B]に対する、無機固体電解質、及び、後述する電極活物質の合計含有量[A+E]の質量比[A+E]/[B]は、特に限定されないが、1,000〜1の範囲が好ましい。この質量比[A+E]/[B]が1,000〜1の範囲にあると、良好な結着性と電池性能の両立が可能となる。
この質量比[A+E]/[B]は、上記点で、500〜3の範囲がより好ましく、100〜5の範囲が好ましい。
In the solid electrolyte composition of the present invention, the mass ratio [A + E] / [B] of the total content [A + E] of the inorganic solid electrolyte and the electrode active material described later with respect to the content [B] of the polymer binder is: Although not particularly limited, a range of 1,000 to 1 is preferable. When the mass ratio [A + E] / [B] is in the range of 1,000 to 1, both good binding properties and battery performance can be achieved.
This mass ratio [A + E] / [B] is more preferably in the range of 500 to 3, more preferably in the range of 100 to 5, in terms of the above points.

〔分散媒体〕
本発明の固体電解質組成物は、分散媒体を含有することが好ましい。
分散媒体は、上記の各成分を分散させるものであればよく、例えば、各種の有機溶媒が挙げられる。分散媒体の具体例としては下記のものが挙げられる。
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−ブタンジオールが挙げられる。
エーテル化合物溶媒としては、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、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、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、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、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モノブチルエーテル等)、ジアルキルエーテル(ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等)、環状エーテル(テトラヒドロフラン、ジオキサン(1,2−、1,3−及び1,4−の各異性体を含む)等)が挙げられる。
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、N−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。
アミノ化合物溶媒としては、例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミンなどが挙げられる。
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、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、プロピロニトリル、イソブチロニトリルなどが挙げられる。
エステル化合物溶媒としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸ブチル、ペンタン酸ブチルなどが挙げられる。
非水系分散媒体としては、上記芳香族化合物溶媒、脂肪族化合物溶媒等が挙げられる。
[Dispersion medium]
The solid electrolyte composition of the present invention preferably contains a dispersion medium.
The dispersion medium only needs to disperse each of the above components, and examples thereof include various organic solvents. Specific examples of the dispersion medium include the following.
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, and 1,4-butanediol.
Examples of ether compound solvents include alkylene glycol alkyl ethers (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol, dipropylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene. Glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, etc.), dialkyl ethers (dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, etc.), cyclic ethers (tetrahydrofuran, geo Sun (1,2, including 1,3- and 1,4-isomers of), etc.).
Examples of the amide compound solvent include N, N-dimethylformamide, N-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 amino compound solvent include triethylamine, diisopropylethylamine, tributylamine and the like.
Examples of the ketone compound solvent include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone.
Examples of the aromatic compound solvent include benzene, toluene, xylene and the like.
Examples of the aliphatic compound solvent include hexane, heptane, octane, decane, and the like.
Examples of the nitrile compound solvent include acetonitrile, propyronitrile, isobutyronitrile, and the like.
Examples of the ester compound solvent include ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, butyl butyrate, and butyl pentanoate.
Examples of the non-aqueous dispersion medium include the above aromatic compound solvents and aliphatic compound solvents.

本発明においては、中でも、アミノ化合物溶媒、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が好ましく、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がさらに好ましい。本発明においては、硫化物系無機固体電解質を用いて、さらに上記の特定の有機溶媒を選定することが好ましい。この組み合わせを選定することにより、硫化物系無機固体電解質に対して活性な官能基が含まれないため硫化物系無機固体電解質を安定に取り扱え、好ましい。特に、硫化物系無機固体電解質と脂肪族化合物溶媒又は芳香族化合物溶媒との組み合わせが好ましい。   In the present invention, among them, an amino compound solvent, an ether compound solvent, a ketone compound solvent, an aromatic compound solvent or an aliphatic compound solvent is preferable, and an ether compound solvent, a ketone compound solvent, an aromatic compound solvent or an aliphatic compound solvent is further included. preferable. In the present invention, it is preferable to further select the specific organic solvent using a sulfide-based inorganic solid electrolyte. By selecting this combination, the functional group active for the sulfide-based inorganic solid electrolyte is not included, so that the sulfide-based inorganic solid electrolyte can be handled stably, which is preferable. In particular, a combination of a sulfide-based inorganic solid electrolyte and an aliphatic compound solvent or an aromatic compound solvent is preferable.

分散媒体は常圧(1気圧)での沸点が50℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましい。上限は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。
上記分散媒体は、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。
The dispersion medium preferably has a boiling point of 50 ° C. or higher, more preferably 70 ° C. or higher, at normal pressure (1 atm). The upper limit is preferably 250 ° C. or lower, and more preferably 220 ° C. or lower.
The said dispersion medium may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.

本発明において、固体電解質組成物中の、分散媒体の含有量は、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適宜に設定することができる。一般的には、固体電解質組成物中、0質量%以上が好ましく、20〜99質量%がより好ましく、30〜80質量%がさらに好ましく、40〜60質量部が特に好ましい。   In the present invention, the content of the dispersion medium in the solid electrolyte composition can be appropriately set in consideration of the balance between the viscosity of the solid electrolyte composition and the drying load. Generally, 0 mass% or more is preferable in a solid electrolyte composition, 20-99 mass% is more preferable, 30-80 mass% is further more preferable, and 40-60 mass parts is especially preferable.

〔活物質〕
本発明の固体電解質組成物には、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンの挿入放出が可能な活物質を含有してもよい。本発明において、活物質(正極活物質又は負極活物質)を含有する固体電解質組成物を、電極層用組成物(正極層用組成物又は負極層用組成物)ということがある。
[Active material]
The solid electrolyte composition of the present invention may contain an active material capable of inserting and releasing ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. In the present invention, a solid electrolyte composition containing an active material (positive electrode active material or negative electrode active material) may be referred to as an electrode layer composition (positive electrode layer composition or negative electrode layer composition).

(i)正極活物質
本発明の固体電解質組成物が含有してもよい正極活物質は、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。その材料は、上記特性を有するものであれば、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、この遷移金属酸化物に元素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又はBなどの元素)を混合してもよい。混合量としては、遷移金属元素Mの量(100mol%)に対して0〜30mol%が好ましい。Li/Maのモル比が0.3〜2.2になるように混合して合成されたものが、より好ましい。
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、又は、(ME)リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物等が挙げられる。
(I) Cathode Active Material The cathode active material that may be contained in the solid electrolyte composition of the present invention is preferably one that can reversibly insert and release lithium ions. The material is not particularly limited as long as it has the above characteristics, and may be a transition metal oxide or an element that can be complexed with Li such as sulfur.
Among these, as the positive electrode active material, it is preferable to use a transition metal oxide, and a transition metal oxide having a transition metal element M a (one or more elements selected from Co, Ni, Fe, Mn, Cu, and V). More preferred. In addition, this transition metal oxide includes an element M b (an element of the first (Ia) group of the metal periodic table other than lithium, an element of the second (IIa) group, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, Elements such as Sb, Bi, Si, P, or B) may be mixed. The mixing amount, 0~30mol% is preferred for the amount of the transition metal element M a (100mol%). What was mixed and synthesize | combined so that the molar ratio of Li / Ma might be 0.3-2.2 is more preferable.
Specific examples of the transition metal oxide include (MA) transition metal oxide having a layered rock salt structure, (MB) transition metal oxide having a spinel structure, (MC) lithium-containing transition metal phosphate compound, (MD And lithium-containing transition metal halogenated phosphoric acid compounds or (ME) lithium-containing transition metal silicate compounds.

(MA)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、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])、LiNi1/3Co1/3Mn1/3(ニッケルマンガンコバルト酸リチウム[NMC])、又は、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の具体例として、LiCoMnO4、LiFeMn、LiCuMn、LiCrMn8、又は、LiNiMnが挙げられる。
(MC)リチウム含有遷移金属リン酸化合物としては、例えば、LiFePO若しくは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、又は、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、又は、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としては、例えば、LiFeSiO、LiMnSiO、又は、LiCoSiO等が挙げられる。
本発明では、(MA)層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物が好ましく、LCO又はNMCがより好ましい。
(MA) As specific examples of transition metal oxides 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 (lithium nickel cobalt aluminum oxide [NCA]), LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (nickel manganese lithium cobalt oxide [NMC]), or LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 (Lithium manganese nickelate).
(MB) As specific examples of transition metal oxides having a spinel structure, LiCoMnO 4, Li 2 FeMn 3 O 8 , Li 2 CuMn 3 O 8 , Li 2 CrMn 3 O 8, or Li 2 NiMn 3 O 8 Can be mentioned.
Examples of (MC) lithium-containing transition metal phosphate compounds include olivine-type iron phosphate salts such as LiFePO 4 or Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , iron pyrophosphates such as LiFeP 2 O 7 , LiCoPO 4, and the like. And monoclinic Nasicon type vanadium phosphate salts such as Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 (Vanadium Lithium Phosphate).
The (MD) lithium-containing transition metal halogenated phosphate compound, for example, Li 2 FePO 4 F such fluorinated phosphorus iron salt, hexafluorophosphate manganese salt such as Li 2 MnPO 4 F, or, Li 2 CoPO 4 Fluorocobalt phosphate such as F.
Examples of the (ME) lithium-containing transition metal silicate compound include Li 2 FeSiO 4 , Li 2 MnSiO 4 , and Li 2 CoSiO 4 .
In the present invention, a transition metal oxide having a (MA) layered rock salt structure is preferable, and LCO or NMC is more preferable.

正極活物質の形状は特に制限されないが粒子状が好ましい。正極活物質の体積平均粒子径(球換算平均粒子径)は特に限定されない。例えば、0.1〜50μmとすることができる。正極活物質を所定の粒子径にするには、通常の粉砕機や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使用してもよい。正極活物質粒子の体積平均粒子径(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)を用いて測定することができる。   The shape of the positive electrode active material is not particularly limited, but is preferably particulate. The volume average particle diameter (sphere conversion average particle diameter) of the positive electrode active material is not particularly limited. For example, the thickness can be 0.1 to 50 μm. In order to make the positive electrode active material have a predetermined particle size, an ordinary pulverizer or classifier may be used. The positive electrode active material obtained by the firing method may be used after being washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent. The volume average particle diameter (sphere conversion average particle diameter) of the positive electrode active material particles can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer LA-920 (trade name, manufactured by HORIBA).

上記正極活物質は、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。
正極活物質層を形成する場合、正極活物質層の単位面積(cm)当たりの正極活物質の質量(mg)(目付量)は特に限定されるものではない。設計された電池容量に応じて、適宜に決めることができる。
The positive electrode active material may be used alone or in combination of two or more.
When forming the positive electrode active material layer, the mass (mg) (weight per unit area) of the positive electrode active material per unit area (cm 2 ) of the positive electrode active material layer is not particularly limited. It can be determined appropriately according to the designed battery capacity.

正極活物質の、固体電解質組成物中における含有量は、特に限定されず、固形分100質量%において、10〜95質量%が好ましく、20〜90質量%がより好ましく、30〜85質量がさらに好ましく、50〜80質量%特に好ましい。   Content in a solid electrolyte composition of a positive electrode active material is not specifically limited, 10-95 mass% is preferable in solid content of 100 mass%, 20-90 mass% is more preferable, 30-85 mass is further 50 to 80% by mass is particularly preferable.

(ii)負極活物質
本発明の固体電解質組成物が含有してもよい負極活物質は、可逆的にリチウムイオンを挿入及び/又は放出できるものが好ましい。その材料は、上記特性を有するものであれば、特に制限はなく、炭素質材料、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、及び、Snや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、炭素質材料又はリチウム複合酸化物が信頼性の点から好ましく用いられる。また、金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵及び/又は放出可能であることが好ましい。その材料は、特には制限されないが、構成成分としてチタン及び/又はリチウム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。
(Ii) Negative electrode active material The negative electrode active material that may be contained in the solid electrolyte composition of the present invention is preferably one that can reversibly insert and / or release lithium ions. The material is not particularly limited as long as it has the above characteristics, and is a carbonaceous material, a metal oxide such as tin oxide or silicon oxide, a metal composite oxide, a lithium alloy such as lithium simple substance or lithium aluminum alloy, and , Metals capable of forming an alloy with lithium, such as Sn, Si, and In. Among these, a carbonaceous material or a lithium composite oxide is preferably used from the viewpoint of reliability. Moreover, it is preferable that the metal composite oxide can occlude and / or release lithium. The material is not particularly limited, but preferably contains titanium and / or 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る。例えば、石油ピッチ、アセチレンブラック(AB)等のカーボンブラック、黒鉛(天然黒鉛、気相成長黒鉛等の人造黒鉛等)、及びPAN(ポリアクリロニトリル)系の樹脂や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。さらに、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(ポリビニルアルコール)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類、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もできる。   The carbonaceous material used as the negative electrode active material is a material substantially made of carbon. For example, various synthetics such as petroleum pitch, carbon black such as acetylene black (AB), graphite (natural graphite, artificial graphite such as vapor-grown graphite), PAN (polyacrylonitrile) -based resin, furfuryl alcohol resin, etc. The carbonaceous material which baked resin can be mentioned. Further, various carbon fibers such as PAN-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, dehydrated PVA (polyvinyl alcohol) -based carbon fiber, lignin carbon fiber, glassy carbon fiber, activated carbon fiber, etc. And mesophase microspheres, graphite whiskers, flat graphite and the like.

これらの炭素質材料は、黒鉛化の程度により難黒鉛化炭素質(ハードカーボン)材料と黒鉛系炭素質材料に分けることもできる。また炭素質材料は、特開昭62−22066号公報、特開平2−6856号公報、同3−45473号公報に記載される面間隔や密度、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号公報記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開平6−4516号公報記載の被覆層を有する黒鉛等を用いることもできる。   These carbonaceous materials can be divided into non-graphitizable carbonaceous (hard carbon) materials and graphite-based carbonaceous materials according to the degree of graphitization. Further, the carbonaceous material preferably has the surface spacing, density, and crystallite size described in JP-A-62-222066, JP-A-2-6856, and 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, or the like is used. You can also.

負極活物質として適用さ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も好ましく用いられる。ここでいう非晶質とは、CuKα線を用いたX線回折法で、2θ値で20°〜40°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内最も強い強度が、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 applied as the negative electrode active material, an amorphous oxide is particularly preferable, and chalcogenite, which is a reaction product of a metal element and an element of Group 16 of the periodic table, is also preferably used. It is done. The term “amorphous” as used herein means an X-ray diffraction method using CuKα rays, which has a broad scattering band having an apex in the region of 20 ° to 40 ° in terms of 2θ values, and is a crystalline diffraction line. You may have. The strongest intensity of crystalline diffraction lines seen from 2 ° to 40 ° to 70 ° is 100 times the diffraction line intensity at the peak of the broad scattering band seen from 2 ° to 20 °. It is preferable that it is 5 times or less, and it is particularly preferable not to have a crystalline diffraction line.

上記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〜15(VB)族の元素、Al、Ga、Si、Sn、Ge、Pb、Sb及びBiの一種単独あるいはそれらの2種以上の組み合わせからなる酸化物、及び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、例えば、Ga、SiO、GeO、SnO、SnO、PbO、PbO、Pb、Pb、Pb、Sb、Sb、Sb、Bi、SnSiO、GeS、SnS、SnS、PbS、PbS、Sb、Sb、又は、SnSiSが挙げられる。また、これらは、酸化リチウムとの複合酸化物、例えば、LiSnOであってもよい。 Among the compound group consisting of the above amorphous oxide and chalcogenide, amorphous metal oxides and chalcogenides are more preferable, and elements of Groups 13 (IIIB) to 15 (VB) of the periodic table, Al , Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb and Bi are used alone or in combination of two or more thereof, and chalcogenides are particularly preferable. Specific examples of preferable amorphous oxides and chalcogenides include, for example, 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 8 i 2 O 3 , Bi 2 O 4 , SnSiO 3 , GeS, SnS, SnS 2 , PbS, PbS 2 , Sb 2 S 3 , Sb 2 S 5 , or , it includes the SnSiS 3. Moreover, these may be a complex oxide with lithium oxide, for example, Li 2 SnO 2 .

負極活物質はチタン原子を含有することも好ましい。より具体的にはLiTi12(チタン酸リチウム[LTO])が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、電極の劣化が抑制されリチウムイオン二次電池の寿命向上が可能となる点で好ましい。 It is also preferable that the negative electrode active material contains a titanium atom. More specifically, Li 4 Ti 5 O 12 (lithium titanate [LTO]) is excellent in rapid charge / discharge characteristics due to small volume fluctuations during occlusion and release of lithium ions, and the deterioration of the electrodes is suppressed, and lithium ion secondary. This is preferable in that the battery life can be improved.

本発明においては、ハードカーボン又は黒鉛が好ましく用いられ、黒鉛がより好ましく用いられる。なお、本発明において、上記炭素質材料は1種単独でも2種以上を組み合わせて用いてもよい。   In the present invention, hard carbon or graphite is preferably used, and graphite is more preferably used. In the present invention, the carbonaceous materials may be used singly or in combination of two or more.

負極活物質の形状は特に制限されないが粒子状が好ましい。負極活物質の平均粒子径は、0.1〜60μmが好ましい。所定の粒子径にするには、通常の粉砕機や分級機が用いられる。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や篩などが好適に用いられる。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限定はなく、篩、風力分級機などを必要に応じて用いることができる。分級は乾式、湿式ともに用いることができる。負極活物質粒子の平均粒子径は、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することができる。   The shape of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably particulate. The average particle size of the negative electrode active material is preferably 0.1 to 60 μm. In order to obtain a predetermined particle size, a normal pulverizer or classifier is used. For example, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a swirling air flow type jet mill or a sieve is preferably used. When pulverizing, 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. The classification method is not particularly limited, and a sieve, an air classifier, or the like can be used as necessary. Classification can be used both dry and wet. The average particle diameter of the negative electrode active material particles can be measured by the same method as the above-described method for measuring the volume average particle diameter of the positive electrode active material.

上記焼成法により得られた化合物の化学式は、測定方法として誘導結合プラズマ(ICP)発光分光分析法、簡便法として、焼成前後の粉体の質量差から算出できる。   The chemical formula of the compound obtained by the above firing method can be calculated from an inductively coupled plasma (ICP) emission spectroscopic analysis method as a measurement method, and from a mass difference between powders before and after firing as a simple method.

Sn、Si又はGeを中心とする非晶質酸化物負極活物質に併せて用いることができる負極活物質としては、リチウムイオン又はリチウム金属を吸蔵及び/又は放出できる炭素材料や、リチウム、リチウム合金、又は、リチウムと合金化可能な金属が好適に挙げられる。   Examples of the negative electrode active material that can be used in combination with the amorphous oxide negative electrode active material centering on Sn, Si, or Ge include carbon materials that can occlude and / or release lithium ions or lithium metal, lithium, and lithium alloys. Alternatively, a metal that can be alloyed with lithium is preferably used.

本発明においては、Si系の負極を適用することが好ましい。一般的にSi負極は、炭素負極(黒鉛、アセチレンブラックなど)に比べて、より多くのLiイオンを吸蔵できる。すなわち、単位重量あたりのLiイオンの吸蔵量が増加する。そのため、電池容量を大きくすることができる。その結果、バッテリー駆動時間を長くすることができるという利点がある。   In the present invention, it is preferable to apply a Si-based negative electrode. In general, a Si negative electrode can occlude more Li ions than a carbon negative electrode (graphite, acetylene black, etc.). That is, the amount of Li ion occlusion per unit weight increases. Therefore, the battery capacity can be increased. As a result, there is an advantage that the battery driving time can be extended.

上記負極活物質は、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。
負極活物質層を形成する場合、負極活物質層の単位面積(cm)当たりの負極活物質の質量(mg)(目付量)は特に限定されるものではない。設計された電池容量に応じて、適宜に決めることができる。
The said negative electrode active material may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
When the negative electrode active material layer is formed, the mass (mg) (weight per unit area) of the negative electrode active material per unit area (cm 2 ) of the negative electrode active material layer is not particularly limited. It can be determined appropriately according to the designed battery capacity.

負極活物質の、固体電解質組成物中における含有量は、特に限定されず、固形分100質量%において、10〜80質量%であることが好ましく、20〜80質量%がより好ましく、30〜80質量%であることがより好ましく、40〜75質量%であることがさらに好ましい。   Content in a solid electrolyte composition of a negative electrode active material is not specifically limited, It is preferable that it is 10-80 mass% in solid content 100 mass%, 20-80 mass% is more preferable, 30-80 It is more preferable that it is mass%, and it is further more preferable that it is 40-75 mass%.

〔導電助剤〕
本発明の固体電解質組成物は、活物質の電子導電性を向上させる等のために用いられる導電助剤を適宜必要に応じて含有してもよい。導電助剤としては、一般的な導電助剤を用いることができる。例えば、電子伝導性材料である、天然黒鉛若しくは人造黒鉛などの黒鉛類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック若しくはファーネスブラックなどのカーボンブラック類、ニードルコークスなどの無定形炭素、気相成長炭素繊維若しくはカーボンナノチューブなどの炭素繊維類、又は、グラフェン若しくはフラーレンなどの炭素質材料であってもよいし、銅若しくはニッケルなどの金属粉若しくは金属繊維でも良く、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン若しくはポリフェニレン誘導体などの導電性高分子を用いてもよい。またこれらの内1種を用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
本発明の固体電解質組成物が導電助剤を含む場合、固体電解質組成物中の導電助剤の含有量は、特に限定されず、電池特性などを考慮して、適宜に設定でき、例えば、固形分100質量%において、0.1〜10質量%が好ましい。
[Conductive aid]
The solid electrolyte composition of the present invention may contain a conductive auxiliary agent used for improving the electronic conductivity of the active material, if necessary. As the conductive auxiliary agent, a general conductive auxiliary agent can be used. For example, graphites such as natural graphite or artificial graphite, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black or furnace black, amorphous carbon such as needle coke, vapor grown carbon fiber or carbon nanotubes, which are electron conductive materials Carbon fiber such as graphene, carbonaceous material such as graphene or fullerene, metal powder such as copper or nickel, or metal fiber may be used. Conductivity such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, or polyphenylene derivative A polymer may be used. Moreover, 1 type of these may be used and 2 or more types may be used.
When the solid electrolyte composition of the present invention contains a conductive auxiliary agent, the content of the conductive auxiliary agent in the solid electrolyte composition is not particularly limited and can be appropriately set in consideration of battery characteristics and the like. When the content is 100% by mass, 0.1 to 10% by mass is preferable.

〔分散剤〕
本発明の固体電解質組成物は、分散剤を含有してもよい。分散剤を添加することで電極活物質及び無機固体電解質のいずれかの濃度が高い場合においてもその凝集を抑制し、均一な活物質層及び固体電解質層を形成することができる。
分散剤としては、特に限定されず、例えば、後述する、粒子分散剤等が挙げられる。
本発明の固体電解質組成物において、分散剤を含む場合、層固体電解質組成物中の分散剤の含有量は、特に限定されず、電池特性などを考慮して、適宜に設定でき、例えば、固形分100質量%において、0.1〜10質量%が好ましい。
[Dispersant]
The solid electrolyte composition of the present invention may contain a dispersant. By adding a dispersant, even when the concentration of either the electrode active material or the inorganic solid electrolyte is high, the aggregation can be suppressed, and a uniform active material layer and solid electrolyte layer can be formed.
The dispersant is not particularly limited, and examples thereof include a particle dispersant described later.
In the solid electrolyte composition of the present invention, when a dispersant is included, the content of the dispersant in the layer solid electrolyte composition is not particularly limited and can be appropriately set in consideration of battery characteristics and the like. In the case of 100 mass% per minute, 0.1-10 mass% is preferable.

(粒子分散剤)
粒子分散剤は、好ましくは、分子量200以上3000未満の低分子又はオリゴマーからなり、下記官能基群(I)群から選択される少なくとも1種と、炭素数8以上のアルキル基又は炭素数10以上のアリール基を同一分子内に含有することが好ましい。
官能基群(I):酸性基、塩基性窒素原子を有する基、(メタ)アクリル基、(メタ)アクリルアミド基、アルコキシシリル基、エポキシ基、オキセタニル基、イソシアネート基、シアノ基、チオール基及びヒドロキシ基
(Particle dispersant)
The particle dispersant is preferably composed of a low molecular weight or oligomer having a molecular weight of 200 or more and less than 3000, at least one selected from the following functional group group (I), an alkyl group having 8 or more carbon atoms, or 10 or more carbon atoms. Are preferably contained in the same molecule.
Functional group (I): acidic group, group having basic nitrogen atom, (meth) acryl group, (meth) acrylamide group, alkoxysilyl group, epoxy group, oxetanyl group, isocyanate group, cyano group, thiol group and hydroxy Base

粒子分散剤の分子量として、より好ましくは300以上、2000未満であり、特に好ましくは500以上1000未満である。上記上限値未満であると、粒子の凝集が生じにくくなり、出力の低下を効果的に抑制することができる。また上記下限値以上であると、固体電解質組成物のスラリーを塗布し乾燥する段階で揮発しにくくなる。   The molecular weight of the particle dispersant is more preferably 300 or more and less than 2000, and particularly preferably 500 or more and less than 1000. When it is less than the above upper limit value, the aggregation of particles is less likely to occur, and the reduction in output can be effectively suppressed. Moreover, when it is more than the said lower limit, it will become difficult to volatilize in the step which apply | coats the slurry of a solid electrolyte composition, and dries.

官能基群(I)の中でも、酸性基(例えば、カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基)、塩基性窒素原子を有する基(例えば、アミノ基)又はシアノ基が好ましく、酸性基がより好ましい。酸性基の中でも、カルボキシ基が特に好ましい。   Among the functional group (I), an acidic group (for example, carboxy group, sulfonic acid group, phosphoric acid group), a group having a basic nitrogen atom (for example, amino group) or a cyano group is preferable, and an acidic group is more preferable. . Among the acidic groups, a carboxy group is particularly preferable.

粒子分散剤は炭素数8以上のアルキル基又は炭素数10以上のアリール基を有することが好ましい。   The particle dispersant preferably has an alkyl group having 8 or more carbon atoms or an aryl group having 10 or more carbon atoms.

炭素数8以上のアルキル基は、総炭素数が8以上のアルキル基であればよく、直鎖状でもよく、分岐状でもよく、環状でもよく、炭化水素である場合に限らず炭素−炭素結合間にヘテロ原子を含有してもよい。また、炭素数8以上のアルキル基は、無置換でもよく、さらに置換基を有していてもよく、置環基を有する場合、置換基がハロゲン原子であることが好ましい。さらに途中に不飽和炭素―炭素結合を有していても良い。   The alkyl group having 8 or more carbon atoms may be an alkyl group having 8 or more carbon atoms in total, and may be linear, branched, cyclic, or hydrocarbon, and is not limited to a carbon-carbon bond. A hetero atom may be contained in between. In addition, the alkyl group having 8 or more carbon atoms may be unsubstituted, may further have a substituent, and when it has a substituent, the substituent is preferably a halogen atom. Furthermore, you may have an unsaturated carbon-carbon bond in the middle.

ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子又はヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。   As a halogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, etc. are mentioned, A fluorine atom is preferable.

炭素数8以上のアルキル基としては、炭素数8以上50以下のアルキル基が好ましく、炭素数8以上30以下のアルキル基がより好ましく、炭素数8以上20以下のアルキル基がさらに好ましく、炭素数8以上18以下のアルキル基が特に好ましい。
具体的には、ノルマルオクチル、ノルマルデシル、ノルマルドデシル、ノルマルテトラデシル、ノルマルヘキサデシル、ステアリル、ラウリル、リノール、リノレン、2−エチルヘキシル、2−エチルオクチル、2−エチルドデシル、ポリエチレングリコールモノメチル、パーフルオロオクチル又はパーフルオロドデシル等が挙げられる。中でも、ノルマルオクチル、2−エチルヘキシル、ノルマルノニル、ノルマルデシル、ノルマルウンデシル、ノルマルドデシル、ノルマルテトラデシル又はノルマルオクタデシル(ステアリル)が好ましい。
The alkyl group having 8 or more carbon atoms is preferably an alkyl group having 8 to 50 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 8 to 30 carbon atoms, still more preferably an alkyl group having 8 to 20 carbon atoms, 8 to 18 alkyl groups are particularly preferred.
Specifically, normal octyl, normal decyl, normal dodecyl, normal tetradecyl, normal hexadecyl, stearyl, lauryl, linole, linolene, 2-ethylhexyl, 2-ethyloctyl, 2-ethyldodecyl, polyethylene glycol monomethyl, perfluoro Examples include octyl or perfluorododecyl. Among them, normal octyl, 2-ethylhexyl, normal nonyl, normal decyl, normal undecyl, normal dodecyl, normal tetradecyl or normal octadecyl (stearyl) is preferable.

炭素数10以上のアリール基は、総炭素数が10以上のアリール基であればよく、炭化水素である場合に限らず炭素−炭素結合間にヘテロ原子を含有してもよい。また、炭素数10以上のアリール基は、無置換でもよく、さらに置換基を有していてもよく、置環基を有する場合、置換基がハロゲン原子であることが好ましい。   The aryl group having 10 or more carbon atoms may be an aryl group having 10 or more total carbon atoms, and is not limited to being a hydrocarbon, and may contain a heteroatom between carbon-carbon bonds. In addition, the aryl group having 10 or more carbon atoms may be unsubstituted, may further have a substituent, and when it has a substituent, the substituent is preferably a halogen atom.

炭素数10以上のアリール基としては、炭素数10以上50以下のアリール基が好ましく、炭素数10以上30以下のアリール基がより好ましく、炭素数10以上20以下のアリール基がさらに好ましく、炭素数10以上18以下のアリール基が特に好ましい。具体的には、ナフチル、アントラセニル、ピレニル、ターフェニル、ナフタセニル、ペンタセニル、ベンゾピレニル、クリセニル、トリフェニレニル、コランニュレニル、コロネニル、オバレニル等が挙げられる。   The aryl group having 10 or more carbon atoms is preferably an aryl group having 10 to 50 carbon atoms, more preferably an aryl group having 10 to 30 carbon atoms, still more preferably an aryl group having 10 to 20 carbon atoms, An aryl group of 10 to 18 is particularly preferred. Specific examples include naphthyl, anthracenyl, pyrenyl, terphenyl, naphthacenyl, pentacenyl, benzopyrenyl, chrycenyl, triphenylenyl, corannulenyl, coronenyl, and oberenyl.

これらの中でも、縮環式芳香族炭化水素基が好ましい。   Among these, a condensed aromatic hydrocarbon group is preferable.

特に好ましい組み合わせとしては、同一分子内にカルボキシ基と炭素数8以上のアルキル基を有する組み合わせであり、具体的には長鎖飽和脂肪酸又は長鎖不飽和脂肪酸がより好適に用いることができる。   A particularly preferred combination is a combination having a carboxy group and an alkyl group having 8 or more carbon atoms in the same molecule. Specifically, a long-chain saturated fatty acid or a long-chain unsaturated fatty acid can be used more suitably.

同一分子内に官能基群(I)で表される基を2つ以上有し、かつ、炭素数8以上のアルキル基又は炭素数10以上のアリール基を2つ以上有することがより好ましい。   It is more preferable to have two or more groups represented by the functional group (I) in the same molecule and two or more alkyl groups having 8 or more carbon atoms or aryl groups having 10 or more carbon atoms.

[固体電解質組成物の製造方法]
本発明の固体電解質組成物は、無機固体電解質及び高分子バインダー、必要により他の成分を、例えば、各種の混合機を用いて、混合することにより、製造できる。
[Method for producing solid electrolyte composition]
The solid electrolyte composition of the present invention can be produced by mixing an inorganic solid electrolyte, a polymer binder, and optionally other components, for example, using various mixers.

〔分岐状ポリマーの合成方法〕
上記の分岐状ポリマーは、例えば、2個以上の重合性基を有するモノマーに対して等モル以上の、重合開始剤の存在下で、モノマーを重合することにより、製造することができる。この製造方法で用いられるモノマーは、2個以上の重合性基を有し、上記した、分岐状ポリマーの主鎖及び連結基となりうるモノマーであればよい。
モノマーが有する重合性基は、ラジカル重合性基であれば特に限定されず、エチレン性二重結合を有する重合性基が挙げられる。エチレン性二重結合を有する重合性基としては、例えば、ビニル基(アリル基を含む)、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。中でも、ビニル基、(メタ)アクリロイル基等が好ましい。
[Synthesis Method of Branched Polymer]
The branched polymer can be produced, for example, by polymerizing the monomer in the presence of an equimolar or more polymerization initiator with respect to the monomer having two or more polymerizable groups. The monomer used in this production method may be any monomer that has two or more polymerizable groups and can serve as the main chain and linking group of the branched polymer described above.
The polymerizable group that the monomer has is not particularly limited as long as it is a radical polymerizable group, and examples thereof include a polymerizable group having an ethylenic double bond. Examples of the polymerizable group having an ethylenic double bond include a vinyl group (including an allyl group) and a (meth) acryloyl group. Of these, a vinyl group, a (meth) acryloyl group and the like are preferable.

モノマーが有する重合性基の数は、2個以上であればよく、2〜12個が好ましく、2〜6個がより好ましい。   The number of polymerizable groups possessed by the monomer may be two or more, preferably 2 to 12, and more preferably 2 to 6.

ビニル基を2つ以上含有するモノマーとしては、ビニル系炭化水素、ビニルエステル(アリルエステルを含む)、ビニルエーテル(アリルエーテルを含む)、窒素含有ビニル化合物、ケイ素含有ビニル化合物、フッ素含有ビニル化合物などからなる各種のモノマーが挙げられる。
(メタ)アクリロイル基を2つ以上含有するモノマーとしては、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸アミド、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート又はポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートなどからなる各種のモノマーが挙げられる。中でも、アルキレングリコールジ(メタ)アクリレート又はポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートがより好ましい。
Monomers containing two or more vinyl groups include vinyl hydrocarbons, vinyl esters (including allyl esters), vinyl ethers (including allyl ethers), nitrogen-containing vinyl compounds, silicon-containing vinyl compounds, fluorine-containing vinyl compounds, and the like. And various monomers.
As a monomer containing two or more (meth) acryloyl groups, various monomers composed of (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid amide, alkylene glycol di (meth) acrylate, polyalkylene glycol di (meth) acrylate, and the like. Monomer. Among these, alkylene glycol di (meth) acrylate or polyalkylene glycol di (meth) acrylate is more preferable.

ビニル系炭化水素としては、特に限定されないが、例えば、脂肪族ビニル系炭化水素、脂環式ビニル系炭化水素又は芳香族ビニル系炭化水素が挙げられる。脂肪族ビニル系炭化水素としては、例えば、イソプレン、ブタジエン、3−メチル−1,2−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,2−ポリブタジエン、ペンタジエン、ヘキサジエン又はオクタジエン等が挙げられる。脂環式ビニル系炭化水素としては、例えば、シクロペンタジエン、シクロヘキサジエン、シクロオクタジエン又はノルボルナジエン等が挙げられる。芳香族ビニル系炭化水素としては、例えば、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、トリビニルベンゼン、ジビニルビフェニル、ジビニルナフタレン、ジビニルフルオレン、ジビニルカルバゾール又はジビニルピリジン等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as a vinyl type hydrocarbon, For example, an aliphatic vinyl type hydrocarbon, an alicyclic vinyl type hydrocarbon, or an aromatic vinyl type hydrocarbon is mentioned. Examples of the aliphatic vinyl hydrocarbon include isoprene, butadiene, 3-methyl-1,2-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,2-polybutadiene, pentadiene, hexadiene, and octadiene. Can be mentioned. Examples of the alicyclic vinyl hydrocarbon include cyclopentadiene, cyclohexadiene, cyclooctadiene, norbornadiene, and the like. Examples of the aromatic vinyl hydrocarbon include divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, trivinylbenzene, divinylbiphenyl, divinylnaphthalene, divinylfluorene, divinylcarbazole, and divinylpyridine.

ビニルエステルとしては、特に限定されないが、例えば、アジピン酸ジビニル、マレイン酸ジビニル、フタル酸ジビニル、イソフタル酸ジビニル、イタコン酸ジビニル若しくはビニル(メタ)アクリレート等のビニルエステル化合物、マレイン酸ジアリル、フタル酸ジアリル若しくはイソフタル酸ジアリル、又は、アジピン酸ジアリル若しくはアリル(メタ)アクリレート等のアリルエステル化合物が挙げられる。   Although it does not specifically limit as vinyl ester, For example, vinyl ester compounds, such as divinyl adipate, divinyl maleate, divinyl phthalate, divinyl isophthalate, divinyl itaconate or vinyl (meth) acrylate, diallyl maleate, diallyl phthalate Alternatively, diallyl isophthalate, or allyl ester compounds such as diallyl adipate or allyl (meth) acrylate may be mentioned.

ビニルエーテルとしては、特に限定されないが、例えば、ジビニルエーテル、ジエチレングリコールジビニルエーテル若しくはトリエチレングリコールジビニルエーテル等のビニルエーテル化合物、又は、ジアリルエーテル、ジアリルオキシエタン、トリアリルオキシエタン、テトラアリルオキシエタン、テトラアリルオキシプロパン、テトラアリルオキシブタン若しくはテトラメタリルオキシエタン等のアリルエーテル化合物が挙げられる。   Although it does not specifically limit as vinyl ether, For example, vinyl ether compounds, such as divinyl ether, diethylene glycol divinyl ether, or triethylene glycol divinyl ether, or diallyl ether, diallyloxyethane, triallyloxyethane, tetraallyloxyethane, tetraallyloxy Examples thereof include allyl ether compounds such as propane, tetraallyloxybutane, and tetramethallyloxyethane.

含窒素ビニル系化合物としては、特に限定されないが、例えば、ジアリルアミン、ジアリルイソシアヌレート、ジアリルシアヌレート、メチレンビス(メタ)アクリルアミド又はビスマレイミド等が挙げられる。
含ケイ素ビニル系化合物としては、特に限定されないが、例えば、ジメチルジビニルシラン、ジビニルメチルフェニルシラン、ジフェニルジビニルシラン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラメチルジシラザン、1,3−ジビニル−1,1,3,3−テトラフェニルジシラザン又はジエトキシジビニルシラン等が挙げられる。
含フッ素ビニル系化合物としては、特に限定されないが、例えば、1,4−ジビニルパーフルオロブタン、1,4−ジビニルオクタフルオロブタン、1,6−ジビニルパーフルオロヘキサン、1,6−ジビニルドデカフルオロヘキサン、1,8−ジビニルパーフルオロオクタン又は1,8−ジビニルヘキサデカフルオロオクタン等が挙げられる。
The nitrogen-containing vinyl compound is not particularly limited, and examples thereof include diallylamine, diallyl isocyanurate, diallyl cyanurate, methylene bis (meth) acrylamide, and bismaleimide.
Although it does not specifically limit as a silicon-containing vinyl type compound, For example, dimethyldivinylsilane, divinylmethylphenylsilane, diphenyldivinylsilane, 1,3-divinyl-1,1,3,3-tetramethyldisilazane, 1,3 -Divinyl-1,1,3,3-tetraphenyldisilazane or diethoxydivinylsilane.
Although it does not specifically limit as a fluorine-containing vinyl type compound, For example, 1, 4- divinyl perfluorobutane, 1, 4- divinyl octafluoro butane, 1, 6- divinyl perfluoro hexane, 1, 6- divinyl dodecafluoro hexane 1,8-divinylperfluorooctane or 1,8-divinylhexadecafluorooctane.

(メタ)アクリル酸エステルとしては、特に限定されないが、例えば、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、グリセロールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、アルコキシチタントリ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、2−メチル−1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、1,10−デカンジオールジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノールジ(メタ)アクリレート、ジオキサングリコールジ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−1−アクリロイルオキシ−3−メタクリロイルオキシプロパン、2−ヒドロキシ−1,3−ジ(メタ)アクリロイルオキシプロパン、9,9−ビス[4−(2−(メタ)アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオレン、ウンデシレノキシエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ビス[4−(メタ)アクリロイルチオフェニル]スルフィド、ビス[2−(メタ)アクリロイルチオエチル]スルフィド、1,3−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、又は、1,3−アダマンタンジメタノールジ(メタ)アクリレート等が挙げられる。   Although it does not specifically limit as (meth) acrylic acid ester, For example, ethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, Trimethylolpropane tri (meth) acrylate, glycerol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, alkoxy titanium tri (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 2-methyl-1, 8-octanediol di (meth) acrylate, 1,9-nonanediol di (meth) acrylate, 1,10-decanediol di (meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate Dioxane glycol di (meth) acrylate, 2-hydroxy-1-acryloyloxy-3-methacryloyloxypropane, 2-hydroxy-1,3-di (meth) acryloyloxypropane, 9,9-bis [4- ( 2- (meth) acryloyloxyethoxy) phenyl] fluorene, undecylenoxyethylene glycol di (meth) acrylate, bis [4- (meth) acryloylthiophenyl] sulfide, bis [2- (meth) acryloylthioethyl] sulfide 1,3-adamantanediol di (meth) acrylate, 1,3-adamantane dimethanol di (meth) acrylate, or the like.

アルキレングリコールジ(メタ)アクリレートとしては、アルキレングリコール(炭素数1〜6)のジ(メタ)アクリレートが好ましく、アルキレングリコール(炭素数1〜3)のジ(メタ)アクリレートがより好ましく、炭素数2のエチレングリコールジ(メタ)アクリレートがさらに好ましい。   The alkylene glycol di (meth) acrylate is preferably an alkylene glycol (1 to 6 carbon atoms) di (meth) acrylate, more preferably an alkylene glycol (1 to 3 carbon atoms) di (meth) acrylate, and 2 carbon atoms. More preferred is ethylene glycol di (meth) acrylate.

ポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートにおいて、アルキレングリコールの炭素数が1〜6であることが好ましく、炭素数が1〜3であることがより好ましく、エチレングリコールがさらに好ましい。また、アルキレングリコールの重合度nは、2以上であればよいが、好ましくは2〜40であり、より好ましくは3〜20である。このようなポリアルキレングリコールジ(メタ)アクリレートとしては、例えば、ポリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート(プロピレングリコール重合度2−40)、又は、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(エチレングリコール重合度2−40)などが挙げられる。上記の中でも、エチレングリコールジメタクリレート又はポリエチレングリコールジアクリレート(エチレングリコールの重合度n=3〜20が好ましい)が好ましい。   In the polyalkylene glycol di (meth) acrylate, the alkylene glycol preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, and still more preferably ethylene glycol. Moreover, the polymerization degree n of alkylene glycol should just be 2 or more, Preferably it is 2-40, More preferably, it is 3-20. Examples of such polyalkylene glycol di (meth) acrylate include polypropylene glycol di (meth) acrylate (propylene glycol polymerization degree 2-40) or polyethylene glycol di (meth) acrylate (ethylene glycol polymerization degree 2-40). ) And the like. Among these, ethylene glycol dimethacrylate or polyethylene glycol diacrylate (degree of polymerization of ethylene glycol n = 3 to 20 is preferable) is preferable.

重合開始剤は、上記モノマーを重合させ、かつ、重合時に重合開始剤が開裂して生じるラジカル部分などを上記した重合開始剤残基として分岐状ポリマーに組み込むことができるものであれば、特に限定されず、連鎖移動剤も含まれる。
このような重合開始剤としては、熱ラジカル重合開始剤(熱分解ラジカル発生開始剤ともいう)、光ラジカル重合開始剤などが挙げられる。中でも、熱ラジカル重合開始剤が好ましい。本発明においては、これらのラジカル重合開始剤と連鎖移動剤とを併用できる。
熱ラジカル重合開始剤としては、熱により、開裂してラジカルを生じるものであれば特に限定されない。このような重合開始剤として、アゾ重合開始剤、過酸化物重合開始剤などが挙げられる。中でも、アゾ重合開始剤が好ましい。
The polymerization initiator is particularly limited as long as it is capable of polymerizing the above monomer and incorporating a radical portion generated by cleavage of the polymerization initiator during polymerization into the branched polymer as the above polymerization initiator residue. Chain transfer agents are also included.
Examples of such a polymerization initiator include a thermal radical polymerization initiator (also referred to as a thermal decomposition radical generation initiator), a photo radical polymerization initiator, and the like. Among these, a thermal radical polymerization initiator is preferable. In the present invention, these radical polymerization initiators and chain transfer agents can be used in combination.
The thermal radical polymerization initiator is not particularly limited as long as it is cleaved by heat to generate a radical. Examples of such polymerization initiators include azo polymerization initiators and peroxide polymerization initiators. Among these, an azo polymerization initiator is preferable.

アゾ重合開始剤としては、アゾニトリル重合開始剤、アゾエステル重合開始剤、アゾアミド重合開始剤、アゾアミジン重合開始剤、その他のアゾ重合開始剤が挙げられる。中でも、アゾニトリル重合開始剤、アゾエステル重合開始剤又はアゾアミド重合開始剤が好ましく、アゾエステル重合開始剤がより好ましい。   Examples of the azo polymerization initiator include an azonitrile polymerization initiator, an azo ester polymerization initiator, an azoamide polymerization initiator, an azoamidine polymerization initiator, and other azo polymerization initiators. Among these, an azonitrile polymerization initiator, an azoester polymerization initiator, or an azoamide polymerization initiator is preferable, and an azoester polymerization initiator is more preferable.

アゾニトリル重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル、2,2’−アゾビス(4−メトキシ−2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)、1,1’−アゾビス(シクロヘキサン)、1,1’−アゾビス(1−シクロヘキサンカルボニトリル)又は2−(カルバモイルアゾ)イソブチロニトリル等が挙げられる。
アゾエステル重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、ジメチル−2,2−アゾビス(2−メチルプロピオネート)が挙げられる。
The azonitrile polymerization initiator is not particularly limited. For example, 2,2′-azobis (2-methylpropionitrile, 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 2, 2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis (2-methylbutyronitrile), 1,1'-azobis (cyclohexane) 1,1′-azobis (1-cyclohexanecarbonitrile) or 2- (carbamoylazo) isobutyronitrile.
The azo ester polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include dimethyl-2,2-azobis (2-methylpropionate).

アゾアミド重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メトリプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)、2,2’−アゾビス(N−2−プロペニル−2−メチルプロピオンアミド)2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[1,1−ビス(ヒドロキシメチル)−2−ヒドロキシエチル]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス{2−メチル−N−[2−(1−ヒドロキシブチル)]プロピオンアミド}、2,2’−アゾビス[2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)又は2,2’−アゾビス(N−シクロヘキシル−2−メチルプロピオンアミド)等が挙げられる。
アゾアミジン重合開始剤としては、特に限定されず、例えば、2,2’−アゾビス(2−2−イミダゾリン−2−イルプロパン)、2,2’−アゾビス(2−2−イミダゾリン−2−イルプロパン)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチル−プロパン)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライド、2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオンアミジン)ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[N−(2−カルボキシエチル)−2−メチルプロピオンアミジン]テトラヒドレート、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]ジスルフェートジヒドレート、2,2’−アゾビス[2−[1−(2−ヒドロキシエチル)−2−イミダゾリン−2−イル]プロパン]ジヒドロクロリド、2,2’−アゾビス[2−(2−イミダゾリン−2−イル)プロパン]、又は、2,2’−アゾビス(1−イミノ−1−ピロリジノ−2−メチルプロパン)ジヒドロクロリド等が挙げられる。
The azoamide polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include 2,2′-azobis (N-butyl-2-methripropionamide), 2,2′-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide), 2,2′-azobis (N-2-propenyl-2-methylpropionamide) 2,2′-azobis {2-methyl-N- [1,1-bis (hydroxymethyl) -2-hydroxyethyl] propionamide }, 2,2′-azobis {2-methyl-N- [2- (1-hydroxybutyl)] propionamide}, 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2-hydroxyethyl) propionamide ], 2,2'-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide), 2,2'-azobis (N-cyclohexyl-2-methylpropionamide), etc. It is.
The azoamidine polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include 2,2′-azobis (2-2-imidazolin-2-ylpropane) and 2,2′-azobis (2-2-imidazolin-2-ylpropane). ) Dihydrochloride, 2,2′-azobis (1-imino-1-pyrrolidino-2-methyl-propane) dihydrochloride, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2 '-Azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, 2,2'-azobis [N- (2-carboxyethyl) -2-methylpropionamidine] tetrahydrate, 2,2'-azobis [2- (2 -Imidazolin-2-yl) propane] dihydrochloride, 2,2'-azobis [2- (2-imidazolin-2-yl) propane] Sulfate dihydrate, 2,2′-azobis [2- [1- (2-hydroxyethyl) -2-imidazolin-2-yl] propane] dihydrochloride, 2,2′-azobis [2- (2- Imidazolin-2-yl) propane], 2,2′-azobis (1-imino-1-pyrrolidino-2-methylpropane) dihydrochloride, and the like.

その他のアゾ重合開始剤としては、上記以外のものであれば特に限定されず、例えば、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル、4,4’−アゾビス(4−シアノバレリン酸)、2,2’−アゾビス(2,4,4−トリメチルペンタン)、1,1’−アゾビス(1−アセトキシ−1−フェニルエタン)、又は、マクロポリマーアゾ開始剤が挙げられる。   Other azo polymerization initiators are not particularly limited as long as they are other than those described above. For example, 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate, 4 , 4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis (2,4,4-trimethylpentane), 1,1′-azobis (1-acetoxy-1-phenylethane), or macropolymer An azo initiator is mentioned.

上記アゾ重合開始剤の中でも、10時間半減期温度が30〜120℃であるアゾ重合開始剤が好ましく、特に10時間半減期温度が30〜70℃であるアゾ重合開始剤が好ましく、また10時間半減期温度が40〜70℃であるアゾ重合開始剤が好ましい。
このような条件に当てはまるアゾ重合開始剤として、上記アゾ重合開始剤の中でも、特に、2,2’−アゾビスイソ酪酸ジメチル又は2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)が好ましい。
Among the azo polymerization initiators, an azo polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature of 30 to 120 ° C. is preferable, an azo polymerization initiator having a 10-hour half-life temperature of 30 to 70 ° C. is particularly preferable, and 10 hours. An azo polymerization initiator having a half-life temperature of 40 to 70 ° C. is preferred.
Among the azo polymerization initiators, dimethyl 2,2′-azobisisobutyrate or 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) is particularly preferable as the azo polymerization initiator that meets such conditions.

過酸化物重合開始剤としては、特に限定されず、ケトンパーオキサイド、ジアシルスパーオキサイド、パーオキシケタール、ハイドロパーオキサイド、ジアルキルパーオキサイド、アルキルパーエステル、パーカーボネートなどが挙げられる。中でも、ジアシルパーオキサイド、パーカーボネート、又は、ケトンパーオキサイドが好ましい。
その他の熱ラジカル重合開始剤としては、特に限定されず、通常のものを用いることができる。
The peroxide polymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include ketone peroxide, diacyl peroxide, peroxyketal, hydroperoxide, dialkyl peroxide, alkyl perester, and carbonate. Among these, diacyl peroxide, percarbonate, or ketone peroxide is preferable.
Other thermal radical polymerization initiators are not particularly limited, and ordinary ones can be used.

連鎖移動剤としては、特に限定されず、アルキルメルカプタン化合物若しくはアリールメルカプタン化合物などメルカプタン化合物、又は、ジチオエステル若しくはトリチオカーボネート化合物などが挙げられる。上記化合物中のアルキル基としては炭素数1〜12が好ましく、アリール基としては炭素数6〜24が好ましい。中でも、置換基としてエステル基、アミド基、カーボネート基又はアルキレンオキサイド基を有するメルカプタン化合物が好ましい。
その他の重合開始剤としては、特に限定されず、通常のものを用いることができる。
The chain transfer agent is not particularly limited, and examples thereof include mercaptan compounds such as alkyl mercaptan compounds or aryl mercaptan compounds, dithioesters or trithiocarbonate compounds. The alkyl group in the above compound preferably has 1 to 12 carbon atoms, and the aryl group preferably has 6 to 24 carbon atoms. Among these, a mercaptan compound having an ester group, an amide group, a carbonate group or an alkylene oxide group as a substituent is preferable.
Other polymerization initiators are not particularly limited, and ordinary ones can be used.

分岐状ポリマーの製造方法においては、上記モノマーに対して等モル以上の重合開始剤の存在下で、上記モノマーを重合させる。このように、重合開始剤等の過剰な存在下でモノマーを重合させることにより、重合開始剤の開裂により生じたラジカルをポリマーの末端に3個以上組み込むことができる。重合開始剤の使用量は、重合させるモノマーの全モル数に対して、1モル以上であればよく、固体粒子との相互作用を密にできる観点から、好ましくは1.2モル以上、より好ましくは1.5モル以上、さらに好ましくは2モル以上である。一方、重合開始剤等の使用量は、ポリマーの引っ張り強度等の耐久性観点で、好ましくは100モル以下、より好ましくは50モル以下、さらに好ましくは30モル以下である。   In the method for producing a branched polymer, the monomer is polymerized in the presence of an equimolar or more polymerization initiator with respect to the monomer. Thus, by polymerizing a monomer in the presence of an excess of a polymerization initiator or the like, three or more radicals generated by cleavage of the polymerization initiator can be incorporated at the end of the polymer. The amount of the polymerization initiator used may be 1 mol or more with respect to the total number of moles of monomers to be polymerized, and is preferably 1.2 mol or more, more preferably from the viewpoint of allowing the interaction with the solid particles to be dense. Is 1.5 mol or more, more preferably 2 mol or more. On the other hand, the use amount of the polymerization initiator or the like is preferably 100 mol or less, more preferably 50 mol or less, and further preferably 30 mol or less, from the viewpoint of durability such as the tensile strength of the polymer.

分岐状ポリマーの製造方法において、上記モノマー以外に、1個の重合性基を有するモノマーを用いることもできる。このようなモノマーとしては、特に限定されず、例えば、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリル酸、アクリル酸アミド、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、又は、アルキレン(ジエンを含む)等が挙げられる。   In the method for producing a branched polymer, a monomer having one polymerizable group can be used in addition to the above monomer. Such a monomer is not particularly limited, and examples thereof include (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylic acid, acrylic acid amide, (meth) acrylonitrile, styrene, alkylene (including diene), and the like. .

上記モノマーの重合方法としては、通常の重合方法を特に限定されることなく採用することができる。例えば、溶液重合、分散重合、沈殿重合又は塊状重合等が挙げられ、溶液重合が好ましい。溶液重合法は、特に限定されないが、上記モノマー及び重合開始剤の溶液を後述する重合温度に保持された溶液中に滴下して、モノマーを重合させる方法が、好ましい。   As a polymerization method for the monomer, a normal polymerization method can be employed without any particular limitation. For example, solution polymerization, dispersion polymerization, precipitation polymerization, bulk polymerization and the like can be mentioned, and solution polymerization is preferable. The solution polymerization method is not particularly limited, but a method of polymerizing the monomer by dropping the solution of the monomer and the polymerization initiator into a solution maintained at a polymerization temperature described later is preferable.

溶液重合に用いられる溶媒は、特に限定されない。例えば、炭化水素溶媒(トルエン、ヘプタン、キシレン)、エステル溶媒(酢酸エチル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート)、エーテル溶媒(テトラヒドロフラン、ジオキサン、1,2−ジエトキシエタン)、ケトン溶媒(アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン)、ニトリル溶媒(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)、又は、ハロゲン溶媒(ジクロロメタン、クロロホルム)を用いることができる。   The solvent used for solution polymerization is not particularly limited. For example, hydrocarbon solvents (toluene, heptane, xylene), ester solvents (ethyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate), ether solvents (tetrahydrofuran, dioxane, 1,2-diethoxyethane), ketone solvents (acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone) ), A nitrile solvent (acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile) or a halogen solvent (dichloromethane, chloroform).

重合反応は、常圧下(1気圧)、加圧下又は減圧下のいずれの圧力環境下でも行うことができ、常圧下で行うことが好ましい。また、重合雰囲気は、特に限定されないが、窒素ガス又はアルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。   The polymerization reaction can be performed under normal pressure (1 atm), under pressure or under reduced pressure, and is preferably performed under normal pressure. Moreover, although superposition | polymerization atmosphere is not specifically limited, It is preferable to carry out in inert gas atmosphere, such as nitrogen gas or argon gas.

重合反応の温度(重合温度)は、重合開始剤が開裂してラジカルを生じる温度以上であればよく、一義的に決定されない。例えば、40〜200℃が好ましく、50〜180℃がより好ましい。
重合反応の時間は、モノマーの種類、重合温度等により、一義的に決定されない。例えば、1〜20時間が好ましく、3〜10時間がより好ましい。
The temperature of the polymerization reaction (polymerization temperature) is not particularly determined as long as it is equal to or higher than the temperature at which the polymerization initiator is cleaved to generate radicals. For example, 40-200 degreeC is preferable and 50-180 degreeC is more preferable.
The time for the polymerization reaction is not uniquely determined by the type of monomer, the polymerization temperature, and the like. For example, 1 to 20 hours is preferable, and 3 to 10 hours is more preferable.

上記製造方法によれば、ポリマー分子の末端に3つ以上の重合開始剤残基を有する分岐状ポリマーを製造することができる。
この製造方法において、重合開始剤残基は、製造時に投入するモノマー量と重合開始剤の等量及び反応温度等によって、所定の個数にすることができる。
また、分岐状ポリマーの分子量は、後述する実施例での測定方法及び条件により、GPC測定によって、適宜に決定することができる。
さらに、上記のモル比[Bs]/[Bn]は、H−NMR、及び/又は、13C−NMRによる側鎖成分及び開始剤成分比率等によって、適宜に決定することができる。
According to the above production method, a branched polymer having three or more polymerization initiator residues at the end of the polymer molecule can be produced.
In this production method, the number of polymerization initiator residues can be set to a predetermined number depending on the amount of monomer added during production, the equivalent amount of the polymerization initiator, the reaction temperature, and the like.
Further, the molecular weight of the branched polymer can be appropriately determined by GPC measurement according to the measurement method and conditions in the examples described later.
Furthermore, the above molar ratio [Bs] / [Bn] can be appropriately determined according to the ratio of side chain components and initiator components by 1 H-NMR and / or 13 C-NMR.

[全固体二次電池用シート]
本発明の全固体二次電池用シートは、全固体二次電池に用いられるシートであればよく、その用途に応じて種々の態様を含む。例えば、固体電解質層に好ましく用いられるシート(全固体二次電池用固体電解質シートともいう)、電極又は電極と固体電解質層との積層体に好ましく用いられるシート(全固体二次電池用電極シート)等が挙げられる。本発明において、これら各種のシートをまとめて全固体二次電池用シートということがある。
[All-solid-state secondary battery sheet]
The all-solid-state secondary battery sheet of the present invention may be a sheet used for an all-solid-state secondary battery, and includes various modes depending on the application. For example, a sheet preferably used for a solid electrolyte layer (also referred to as a solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery), a sheet preferably used for an electrode or a laminate of an electrode and a solid electrolyte layer (an electrode sheet for an all-solid secondary battery) Etc. In the present invention, these various sheets may be collectively referred to as an all-solid secondary battery sheet.

本発明の全固体二次電池用シートは、基材上に固体電解質層を有するシートである。この全固体二次電池用シートは、基材と固体電解質層を有していれば、他の層を有してもよいが、活物質層を有するものは後述する全固体二次電池用電極シートに分類する。他の層としては、例えば、保護層、導電補助層又は結着層等が挙げられる。   The sheet for an all solid state secondary battery of the present invention is a sheet having a solid electrolyte layer on a substrate. The all-solid-state secondary battery sheet may have other layers as long as it has a base material and a solid electrolyte layer, but those having an active material layer are all-solid-state secondary battery electrodes to be described later. Sort into sheets. Examples of other layers include a protective layer, a conductive auxiliary layer, and a binder layer.

本発明の全固体二次電池用シートにおいて、基材としては、固体電解質層等を支持できるものであれば特に限定されず、上記集電体で説明した材料、有機材料又は無機材料等のシート体(板状体)等が挙げられる。有機材料としては、各種ポリマー、セルロース又は多孔質樹脂シート等が挙げられ、具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル若しくはテフロン(登録商標)等のポリマー、又は、置換基を有するセルロース(セルロースアセチルプロピオネート等)等が挙げられる。無機材料としては、例えば、ガラス、アルミニウム、銅又はSUS等の金属箔等が挙げられる。   In the all-solid-state secondary battery sheet of the present invention, the substrate is not particularly limited as long as it can support a solid electrolyte layer or the like, and is a sheet of the material, organic material, inorganic material, or the like described in the current collector. A body (plate-shaped body) etc. are mentioned. Examples of the organic material include various polymers, cellulose, a porous resin sheet, and the like. Specifically, polymers such as polyethylene, polypropylene, polyester, or Teflon (registered trademark), or cellulose having a substituent (cellulose acetylpropylene). And pionate). As an inorganic material, metal foils, such as glass, aluminum, copper, or SUS, etc. are mentioned, for example.

全固体二次電池用シートの固体電解質層の構成、層厚は、本発明の全固体二次電池において説明した固体電解質層の構成、層厚と同じである。
このシートは、本発明の固体電解質組成物を基材上(他の層を介していてもよい)に製膜(塗布乾燥)して、基材上に固体電解質層を形成することにより、得られる。
ここで、本発明の固体電解質組成物は、上記の方法によって、調製できる。
The configuration and layer thickness of the solid electrolyte layer of the all-solid secondary battery sheet are the same as the configuration and layer thickness of the solid electrolyte layer described in the all-solid secondary battery of the present invention.
This sheet is obtained by forming (coating and drying) the solid electrolyte composition of the present invention on a base material (which may be via another layer) to form a solid electrolyte layer on the base material. It is done.
Here, the solid electrolyte composition of the present invention can be prepared by the above-described method.

本発明の全固体二次電池用シートの好ましい一形態としての全固体二次電池用固体電解質シート(単に「固体電解質シート」ともいう。)は、本発明の全固体二次電池の固体電解質層を形成するためのシートであって、基材上に、固体電解質層と、好ましくは保護層とをこの順で有する。   The solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery (also simply referred to as “solid electrolyte sheet”) as a preferred embodiment of the sheet for the all-solid secondary battery of the present invention is a solid electrolyte layer of the all-solid secondary battery of the present invention. In which a solid electrolyte layer and preferably a protective layer are provided in this order on the substrate.

本発明の全固体二次電池用シートの好ましい一形態としての全固体二次電池用電極シート(単に「電極シート」ともいう。)は、集電体としての金属箔上に活物質層を有する電極シートである。この電極シートは、通常、集電体及び活物質層を有するシートであるが、集電体、活物質層及び固体電解質層をこの順に有する態様、並びに、集電体、活物質層、固体電解質層及び活物質層をこの順に有する態様も含まれる。
電極シートを構成する各層の構成、層厚は、本発明の全固体二次電池において説明した各層の構成、層厚と同じである。
電極シートは、本発明の、活物質を含有する固体電解質組成物を金属箔上に製膜(塗布乾燥)して、金属箔上に活物質層を形成することにより、得られる。活物質を含有する固体電解質組成物を調製する方法は、活物質を用いること以外は、上記固体電解質組成物を調製する方法と同じである。
An electrode sheet for an all-solid-state secondary battery (also simply referred to as “electrode sheet”) as a preferred embodiment of the sheet for an all-solid-state secondary battery of the present invention has an active material layer on a metal foil as a current collector. It is an electrode sheet. This electrode sheet is usually a sheet having a current collector and an active material layer, but an embodiment having a current collector, an active material layer, and a solid electrolyte layer in this order, and a current collector, an active material layer, and a solid electrolyte The aspect which has a layer and an active material layer in this order is also included.
The configuration and layer thickness of each layer constituting the electrode sheet are the same as the configuration and layer thickness of each layer described in the all-solid-state secondary battery of the present invention.
The electrode sheet is obtained by forming (coating and drying) the solid electrolyte composition containing the active material of the present invention on a metal foil to form an active material layer on the metal foil. The method for preparing the solid electrolyte composition containing the active material is the same as the method for preparing the solid electrolyte composition except that the active material is used.

[全固体二次電池の製造]
全固体二次電池の製造は常法によって行うことができる。具体的には、全固体二次電池は、本発明の固体電解質組成物を用いて、上記の各層を形成することにより、製造できる。以下詳述する。
[Manufacture of all-solid-state secondary batteries]
The all-solid secondary battery can be produced by a conventional method. Specifically, an all-solid secondary battery can be produced by forming each of the above layers using the solid electrolyte composition of the present invention. This will be described in detail below.

本発明の全固体二次電池は、本発明の固体電解質組成物を、集電体となる金属箔上に塗布し、塗膜を形成(製膜)する工程を含む(介する)方法により、製造できる。
例えば、正極集電体である金属箔上に、正極用材料(正極層用組成物)として、正極活物質を含有する固体電解質組成物を塗布して正極活物質層を形成し、全固体二次電池用正極シートを作製する。次いで、この正極活物質層の上に、固体電解質層を形成するための固体電解質組成物を塗布して、固体電解質層を形成する。さらに、固体電解質層の上に、負極用材料(負極層用組成物)として、負極活物質を含有する固体電解質組成物を塗布して、負極活物質層を形成する。負極活物質層の上に、負極集電体(金属箔)を重ねることにより、正極活物質層と負極活物質層の間に固体電解質層が挟まれた構造の全固体二次電池を得ることができる。必要によりこれを筐体に封入して所望の全固体二次電池とすることができる。
また、各層の形成方法を逆にして、負極集電体上に、負極活物質層、固体電解質層及び正極活物質層を形成し、正極集電体を重ねて、全固体二次電池を製造することもできる。
The all-solid-state secondary battery of the present invention is produced by a method including (intervening) the step of applying the solid electrolyte composition of the present invention onto a metal foil to be a current collector and forming (forming) a coating film. it can.
For example, a solid electrolyte composition containing a positive electrode active material is applied as a positive electrode material (positive electrode layer composition) on a metal foil that is a positive electrode current collector to form a positive electrode active material layer. A positive electrode sheet for a secondary battery is prepared. Next, a solid electrolyte composition for forming a solid electrolyte layer is applied on the positive electrode active material layer to form a solid electrolyte layer. Furthermore, a solid electrolyte composition containing a negative electrode active material is applied as a negative electrode material (negative electrode layer composition) on the solid electrolyte layer to form a negative electrode active material layer. An all-solid-state secondary battery having a structure in which a solid electrolyte layer is sandwiched between a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer is obtained by stacking a negative electrode current collector (metal foil) on the negative electrode active material layer. Can do. If necessary, this can be enclosed in a housing to obtain a desired all-solid secondary battery.
Moreover, the formation method of each layer is reversed, and a negative electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a positive electrode active material layer are formed on the negative electrode current collector, and the positive electrode current collector is stacked to produce an all-solid secondary battery. You can also

別の方法として、次の方法が挙げられる。すなわち、上記のようにして、全固体二次電池用正極シートを作製する。また、負極集電体である金属箔上に、負極用材料(負極層用組成物)として、負極活物質を含有する固体電解質組成物を塗布して負極活物質層を形成し、全固体二次電池用負極シートを作製する。次いで、これらシートのいずれか一方の活物質層の上に、上記のようにして、固体電解質層を形成する。さらに、固体電解質層の上に、全固体二次電池用正極シート及び全固体二次電池用負極シートの他方を、固体電解質層と活物質層とが接するように積層する。このようにして、全固体二次電池を製造することができる。
また別の方法として、次の方法が挙げられる。すなわち、上記のようにして、全固体二次電池用正極シート及び全固体二次電池用負極シートを作製する。また、これとは別に、固体電解質組成物を基材上に塗布して、固体電解質層からなる全固体二次電池用固体電解質シートを作製する。さらに、全固体二次電池用正極シート及び全固体二次電池用負極シートで、基材から剥がした固体電解質層を挟むように積層する。このようにして、全固体二次電池を製造することができる。
Another method includes the following method. That is, a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery is produced as described above. In addition, a solid electrolyte composition containing a negative electrode active material is applied as a negative electrode material (a composition for a negative electrode layer) on a metal foil that is a negative electrode current collector to form a negative electrode active material layer. A negative electrode sheet for a secondary battery is prepared. Next, a solid electrolyte layer is formed on one of the active material layers of these sheets as described above. Furthermore, the other of the positive electrode sheet for an all solid secondary battery and the negative electrode sheet for an all solid secondary battery is laminated on the solid electrolyte layer so that the solid electrolyte layer and the active material layer are in contact with each other. In this way, an all-solid secondary battery can be manufactured.
Another method includes the following method. That is, as described above, a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery and a negative electrode sheet for an all-solid secondary battery are produced. Separately from this, a solid electrolyte composition is applied onto a substrate to produce a solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery comprising a solid electrolyte layer. Furthermore, it laminates | stacks so that the solid electrolyte layer peeled off from the base material may be pinched | interposed with the positive electrode sheet for all solid secondary batteries, and the negative electrode sheet for all solid secondary batteries. In this way, an all-solid secondary battery can be manufactured.

固体電解質組成物の塗布方法は、特に限定されず、適宜に選択できる。例えば、塗布(好ましくは湿式塗布)、スプレー塗布、スピンコート塗布、ディップコート、スリット塗布、ストライプ塗布、バーコート塗布が挙げられる。
このとき、固体電解質組成物は、それぞれ塗布した後に乾燥処理を施してもよいし、重層塗布した後に乾燥処理をしてもよい。乾燥温度は特に限定されない。下限は30℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、80℃以上がさらに好ましい。上限は、300℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、200℃以下がさらに好ましい。このような温度範囲で加熱することで、分散媒体を除去し、固体状態にすることができる。また、温度を高くしすぎず、全固体二次電池の各部材を損傷せずに済むため好ましい。これにより、全固体二次電池において、優れた総合性能を示し、かつ良好な結着性と、非加圧でも良好なイオン伝導度を得ることができる。
The method for applying the solid electrolyte composition is not particularly limited, and can be appropriately selected. Examples thereof include coating (preferably wet coating), spray coating, spin coating coating, dip coating, slit coating, stripe coating, and bar coating coating.
At this time, the solid electrolyte composition may be dried after being applied, or may be dried after being applied in multiple layers. The drying temperature is not particularly limited. The lower limit is preferably 30 ° C or higher, more preferably 60 ° C or higher, and still more preferably 80 ° C or higher. The upper limit is preferably 300 ° C. or lower, more preferably 250 ° C. or lower, and further preferably 200 ° C. or lower. By heating in such a temperature range, a dispersion medium can be removed and it can be set as a solid state. Further, it is preferable because the temperature is not excessively raised and each member of the all-solid-state secondary battery is not damaged. Thereby, in the all-solid-state secondary battery, excellent overall performance can be obtained, and good binding properties and good ionic conductivity can be obtained even without pressure.

塗布した固体電解質組成物、又は、全固体二次電池を作製した後に、各層若しくは全固体二次電池を、加圧することが好ましい。加圧方法としては油圧シリンダープレス機等が挙げられる。加圧力としては、特に限定されず、一般的には10〜1500MPaの範囲であることが好ましい。
また、塗布した固体電解質組成物は、加圧と同時に加熱してもよい。加熱温度としては、特に限定されず、一般的には30〜300℃の範囲である。無機固体電解質のガラス転移温度よりも高い温度でプレスすることもできる。なお、高分子バインダーに含まれる上記ポリマーのガラス転移温度よりも高い温度でプレスすることもできる。ただし、一般的には上記ポリマーの融点を越えない温度である。
加圧は塗布溶媒又は分散媒体をあらかじめ乾燥させた状態で行ってもよいし、溶媒又は分散媒体が残存している状態で行ってもよい。
It is preferable to pressurize each layer or all solid state secondary battery after producing the applied solid electrolyte composition or all solid state secondary battery. An example of the pressurizing method is a hydraulic cylinder press. The applied pressure is not particularly limited and is generally preferably in the range of 10 to 1500 MPa.
Moreover, you may heat the apply | coated solid electrolyte composition simultaneously with pressurization. It does not specifically limit as heating temperature, Generally, it is the range of 30-300 degreeC. It is also possible to press at a temperature higher than the glass transition temperature of the inorganic solid electrolyte. In addition, it can also press at the temperature higher than the glass transition temperature of the said polymer contained in a polymer binder. However, in general, the temperature does not exceed the melting point of the polymer.
The pressurization may be performed in a state where the coating solvent or the dispersion medium is dried in advance, or may be performed in a state where the solvent or the dispersion medium remains.

加圧中の雰囲気としては、特に限定されず、大気下、乾燥空気下(露点−20℃以下)、又は、不活性ガス中(例えばアルゴンガス中、ヘリウムガス中若しくは窒素ガス中)などいずれでもよい。
プレス時間は短時間(例えば数時間以内)で高い圧力をかけてもよいし、長時間(1日以上)かけて中程度の圧力をかけてもよい。全固体二次電池用シート以外、例えば全固体二次電池の場合には、中程度の圧力をかけ続けるために、全固体二次電池の拘束具(ネジ締め圧等)を用いることもできる。
プレス圧はシート面等の被圧部に対して均一であっても異なる圧であってもよい。
プレス圧は被圧部の面積や膜厚に応じて変化させることができる。また同一部位を段階的に異なる圧力で変えることもできる。
プレス面は平滑であっても粗面化されていてもよい。
The atmosphere during pressurization is not particularly limited, and may be any of the following: in the air, in dry air (dew point -20 ° C. or lower), or in an inert gas (for example, in argon gas, helium gas, or nitrogen gas). Good.
The pressing time may be a high pressure in a short time (for example, within several hours), or a medium pressure may be applied for a long time (1 day or more). In the case of an all-solid-state secondary battery other than the all-solid-state secondary battery sheet, for example, a restraining tool (screw tightening pressure or the like) of the all-solid-state secondary battery can be used in order to keep applying moderate pressure.
The pressing pressure may be uniform or different with respect to the pressed part such as the sheet surface.
The pressing pressure can be changed according to the area and film thickness of the pressed part. Also, the same part can be changed stepwise with different pressures.
The press surface may be smooth or roughened.

(初期化)
上記のようにして製造した全固体二次電池は、製造後又は使用前に初期化を行うことが好ましい。初期化は、特に限定されず、例えば、プレス圧を高めた状態で初充放電を行い、その後、全固体二次電池の一般使用圧力になるまで圧力を開放することにより、行うことができる。
(Initialization)
The all solid state secondary battery manufactured as described above is preferably initialized after manufacture or before use. The initialization is not particularly limited, and can be performed, for example, by performing initial charging / discharging in a state in which the press pressure is increased, and then releasing the pressure until the general use pressure of the all-solid secondary battery is reached.

〔全固体二次電池の用途〕
本発明の全固体二次電池は種々の用途に適用することができる。適用態様には特に限定はないが、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、又は、メモリーカードなどが挙げられる。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、又は、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。さらに、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。
[Use of all-solid-state secondary batteries]
The all solid state secondary battery of the present invention can be applied to various uses. Although there is no particular limitation on the application mode, for example, when installed in an electronic device, a notebook computer, a pen input personal computer, a mobile personal computer, an electronic book player, a mobile phone, a cordless phone, a pager, a handy terminal, a mobile fax machine, a mobile phone Copy, portable printer, headphone stereo, video movie, LCD TV, handy cleaner, portable CD, mini-disc, electric shaver, transceiver, electronic notebook, calculator, memory card, portable tape recorder, radio, backup power supply, memory card, etc. Is mentioned. Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, watches, strobes, cameras, or medical equipment (such as pacemakers, hearing aids, shoulder massagers). Furthermore, it can be used for various military purposes and space. Moreover, it can also combine with a solar cell.

中でも、高容量か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、今後大容量化が予想される蓄電設備等においては高い安全性が必須となりさらに電池性能の両立が要求される。また、電気自動車などは高容量の二次電池を搭載し、家庭で日々充電が行われる用途が想定され、過充電時に対して一層の安全性が求められる。本発明によれば、このような使用形態に好適に対応してその優れた効果を発揮することができる。   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 in the future, high safety is essential, and further compatibility of battery performance is required. In addition, electric vehicles and the like are equipped with a high-capacity secondary battery and are expected to be charged every day at home, and further safety is required against overcharging. According to the present invention, it is possible to exhibit the excellent effect correspondingly to such a usage pattern.

全固体二次電池とは、正極、負極及び電解質がともに固体で構成された二次電池をいう。換言すれば、電解質としてカーボネート系の溶媒を用いるような電解液型の二次電池とは区別される。この中で、本発明は無機全固体二次電池を前提とする。全固体二次電池には、電解質としてポリエチレンオキサイド等の高分子化合物を用いる有機(高分子)全固体二次電池と、上記のLi−P−S、LLT及び/又はLLZ等を用いる無機全固体二次電池とに区分される。なお、無機全固体二次電池に高分子化合物を適用することは妨げられず、正極活物質、負極活物質及び/又は無機固体電解質粒子の高分子バインダー粒子として高分子化合物を適用することができる。
無機固体電解質とは、上述した、ポリエチレンオキサイド等の高分子化合物をイオン伝導媒体とする電解質(高分子電解質)とは区別されるものであり、無機化合物がイオン伝導媒体となるものである。具体例としては、上記のLi−P−S、LLT又はLLZが挙げられる。無機固体電解質は、それ自体が陽イオン(Liイオン)を放出するものではなく、イオンの輸送機能を示すものである。これに対して、電解液ないし固体電解質層に添加して陽イオン(Liイオン)を放出するイオンの供給源となる材料を電解質と呼ぶことがあるが、上記のイオン輸送材料としての電解質と区別するときにはこれを「電解質塩」又は「支持電解質」と呼ぶ。電解質塩としては例えばLiTFSI(リチウムビストリフルオロメタンスルホンイミド)が挙げられる。
本発明において「組成物」というときには、2種以上の成分が均一に混合された混合物を意味する。ただし、実質的に均一性が維持されていればよく、所望の効果を奏する範囲で、一部において凝集や偏在が生じていてもよい。また、特に固体電解質組成物というときには、基本的に固体電解質層等を形成するための材料となる組成物(典型的にはペースト状)を指し、上記組成物を硬化して形成した電解質層等はこれに含まれないものとする。
An all-solid secondary battery refers to a secondary battery in which the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte are all solid. In other words, it is distinguished from an electrolyte type secondary battery using a carbonate-based solvent as an electrolyte. In this, this invention presupposes an inorganic all-solid-state secondary battery. The all-solid secondary battery includes an organic (polymer) all-solid secondary battery using a polymer compound such as polyethylene oxide as an electrolyte, and an inorganic all-solid using the above-described Li-PS, LLT, and / or LLZ. It is divided into secondary batteries. The application of the polymer compound to the inorganic all-solid secondary battery is not hindered, and the polymer compound can be applied as the positive electrode active material, the negative electrode active material and / or the polymer binder particles of the inorganic solid electrolyte particles. .
The inorganic solid electrolyte is distinguished from the above-described electrolyte (polymer electrolyte) using a polymer compound such as polyethylene oxide as an ion conductive medium, and the inorganic compound serves as an ion conductive medium. Specific examples include Li-PS, LLT, or LLZ. The inorganic solid electrolyte itself does not release cations (Li ions) but exhibits an ion transport function. On the other hand, a material that is added to the electrolytic solution or the solid electrolyte layer and serves as a source of ions that release cations (Li ions) is sometimes called an electrolyte, but it is distinguished from the electrolyte as the ion transport material. In this case, this is called “electrolyte salt” or “supporting electrolyte”. Examples of the electrolyte salt include LiTFSI (lithium bistrifluoromethanesulfonimide).
In the present invention, the term “composition” means a mixture in which two or more components are uniformly mixed. However, as long as the uniformity is substantially maintained, aggregation and uneven distribution may partially occur within a range in which a desired effect is achieved. In particular, when it is referred to as a solid electrolyte composition, it basically refers to a composition (typically a paste) that is a material for forming a solid electrolyte layer or the like, and an electrolyte layer or the like formed by curing the composition. Shall not be included in this.

以下に、実施例に基づき本発明についてさらに詳細に説明する。なお、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。以下の実施例において組成を表す「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、「室温」は25℃を意味する。   Below, based on an Example, it demonstrates still in detail about this invention. The present invention is not construed as being limited thereby. In the following examples, “part” and “%” representing the composition are based on mass unless otherwise specified. “Room temperature” means 25 ° C.

[実施例1]
実施例1では、固体電解質組成物を調製し、固体電解質層の結着性を評価した。
〔分岐状ポリマーの合成〕
以下のようにして、分岐状ポリマーA−1〜A−13及び比較用の分岐状ポリマーEA−1を合成した。
合成した各分岐状ポリマーの連結基及び重合開始剤残基を、後記表1−1及び1−2(併せて表1ということがある。)に示す。また、各分岐状ポリマーについて、質量平均分子量をGPCにより下記条件で測定し、H−NMRの測定結果(下記条件)から求めた、1分子当たりの重合開始剤残基の数(平均値)、及び、重合開始剤残基のモル数[Bs]/連結基成分のモル数[Bn]を、それぞれ、表1に示す。
[Example 1]
In Example 1, a solid electrolyte composition was prepared and the binding property of the solid electrolyte layer was evaluated.
(Synthesis of branched polymer)
Branched polymers A-1 to A-13 and comparative branched polymer EA-1 were synthesized as follows.
The linking group and polymerization initiator residue of each branched polymer synthesized are shown in Tables 1-1 and 1-2 (also referred to collectively as Table 1 below). For each branched polymer, the mass average molecular weight was measured by GPC under the following conditions, and the number of polymerization initiator residues per molecule (average value) determined from the measurement results of 1 H-NMR (the following conditions). Table 1 shows the number of moles of the polymerization initiator residue [Bs] / number of moles of the linking group component [Bn].

(i)分岐状ポリマーA−1の合成
エチレングリコールジメタクリレート(和光純薬製)10.2g(51mmol)と、熱ラジカル重合開始剤としてジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)(商品名:V−601、和光純薬製)20.0g(87mmol、エチレングリコールジメタクリレートに対して1.7倍mol)を丸底フラスコ200mLに仕込み、シクロヘキサノン46mLに溶解させて、モノマー溶液を調製した。窒素雰囲気に置換した300mLフラスコに、シクロヘキサノン21mLを投入し、攪拌しながら108℃に昇温させた後、これに、調製したモノマー溶液を0.6mL/minの速さで滴下した。滴下終了後、得られた液を108℃でさらに3時間加熱攪拌した。この液を室温に戻した後、500mLの石油エーテル中に添加した。析出物を捕集して、分岐状ポリマーA−1を得た。
このようにして合成した分岐状ポリマーA−1は、繰り返し単位(主鎖)がアルキレン鎖(−CH−CH(CH)−)であった。
(I) Synthesis of branched polymer A-1 10.2 g (51 mmol) of ethylene glycol dimethacrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) as a thermal radical polymerization initiator ) (Trade name: V-601, manufactured by Wako Pure Chemical Industries) Was prepared. 21 mL of cyclohexanone was put into a 300 mL flask replaced with a nitrogen atmosphere, and the temperature was raised to 108 ° C. while stirring, and then the prepared monomer solution was added dropwise at a rate of 0.6 mL / min. After completion of dropping, the obtained liquid was further heated and stirred at 108 ° C. for 3 hours. This liquid was returned to room temperature and then added to 500 mL of petroleum ether. The precipitate was collected to obtain a branched polymer A-1.
In the branched polymer A-1 thus synthesized, the repeating unit (main chain) was an alkylene chain (—CH 2 —CH (CH 3 ) —).

(ii)分岐状ポリマーA−2の合成
分岐状ポリマーA−1の合成において、エチレングリコールジメタクリレートの代わりに、ポリエチレングリコールジアクリレート(ライトアクリレート14EG−A(商品名)、エチレングリコールの重合度n≒14、共栄社化学社製)38.2g(51mmol)を用いたこと以外は、分岐状ポリマーA−1の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−2を合成した。得られた分岐状ポリマーA−2の主鎖はアルキレン鎖(−CH−CH−)であった。
(Ii) Synthesis of branched polymer A-2 In the synthesis of branched polymer A-1, in place of ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate (light acrylate 14EG-A (trade name), polymerization degree n of ethylene glycol n A branched polymer A-2 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-1, except that 38.2 g (51 mmol) (≈14, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) was used. The main chain of the obtained branched polymer A-2 was an alkylene chain (—CH 2 —CH 2 —).

(iii)分岐状ポリマーA−3の合成
分岐状ポリマーA−1の合成において、エチレングリコールジメタクリレートの代わりに、ポリエチレングリコールジアクリレート(ライトアクリレート9EG−A(商品名)、エチレングリコールの重合度n≒9、共栄社化学社製)26.7g(51mmol)を用い、熱ラジカル重合開始剤としてV−601の代わりにアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)14.3g(87mmol)を用い、反応温度を100℃に変更したこと以外は、分岐状ポリマーA−1の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−3を合成した。得られた分岐状ポリマーA−3の主鎖はアルキレン鎖(−CH−CH−)であった。
(Iii) Synthesis of branched polymer A-3 In the synthesis of branched polymer A-1, instead of ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate (light acrylate 9EG-A (trade name), ethylene glycol polymerization degree n ≒ 9, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) 26.7 g (51 mmol), azobisisobutyronitrile (AIBN) 14.3 g (87 mmol) was used instead of V-601 as the thermal radical polymerization initiator, and the reaction temperature was A branched polymer A-3 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-1, except that the temperature was changed to 100 ° C. The main chain of the obtained branched polymer A-3 was an alkylene chain (—CH 2 —CH 2 —).

(iv)分岐状ポリマーA−4の合成
分岐状ポリマーA−1の合成において、エチレングリコールジメタクリレートの代わりに、ポリエチレングリコールジアクリレート(ライトアクリレート3EG−A(商品名)、エチレングリコールの重合度n≒3、共栄社化学社製)及びエチレングリコールジメタクリレート(モル比1:1)を用いたこと以外は、分岐状ポリマーA−1の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−4を合成した。得られた分岐状ポリマーA−4の主鎖はアルキレン鎖(−CH−CH(CH)−及び−CH−CH−)であった。
(Iv) Synthesis of branched polymer A-4 In the synthesis of branched polymer A-1, instead of ethylene glycol dimethacrylate, polyethylene glycol diacrylate (light acrylate 3EG-A (trade name), polymerization degree of ethylene glycol n A branched polymer A-4 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-1, except that ˜3, manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) and ethylene glycol dimethacrylate (molar ratio 1: 1) were used. The main chain of the obtained branched polymer A-4 was an alkylene chain (—CH 2 —CH (CH 3 ) — and —CH 2 —CH 2 —).

(v)分岐状ポリマーA−5の合成
分岐状ポリマーA−1の合成において、エチレングリコールジメタクリレートの代わりに、ジビニルベンゼン6.7g(51mmol)を用いたこと以外は、分岐状ポリマーA−1の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−5を合成した。得られた分岐状ポリマーA−5の主鎖はアルキレン鎖(−CH−CH−)であった。
(V) Synthesis of branched polymer A-5 In the synthesis of branched polymer A-1, branched polymer A-1 was used except that 6.7 g (51 mmol) of divinylbenzene was used instead of ethylene glycol dimethacrylate. The branched polymer A-5 was synthesized in the same manner as in the above. The main chain of the obtained branched polymer A-5 was an alkylene chain (—CH 2 —CH 2 —).

(vi)分岐状ポリマーA−6の合成
分岐状ポリマーA−1の合成において、エチレングリコールジメタクリレートの代わりに、グリセリンジメタクリレート12g(51mmol)を用い、熱ラジカル重合開始剤としてV−601の代わりに2,2’−アゾビス(N−ブチル−2−メチルプロピオンアミド)(VAm−110(商品名)、和光純薬、グリセリンジメタクリレートに対して1.7倍mol)を用いたこと以外は、分岐状ポリマーA−1の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−6を合成した。得られた分岐状ポリマーA−6の主鎖はアルキレン鎖(−CH−CH(CH)−)であった。
(Vi) Synthesis of branched polymer A-6 In the synthesis of branched polymer A-1, 12 g (51 mmol) of glycerin dimethacrylate was used instead of ethylene glycol dimethacrylate, and instead of V-601 as a thermal radical polymerization initiator. Except that 2,2′-azobis (N-butyl-2-methylpropionamide) (VAm-110 (trade name), Wako Pure Chemicals, 1.7 times mol with respect to glycerin dimethacrylate) was used. A branched polymer A-6 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-1. The main chain of the obtained branched polymer A-6 was an alkylene chain (—CH 2 —CH (CH 3 ) —).

(vii)分岐状ポリマーA−7の合成
分岐状ポリマーA−3の合成において、ポリエチレングリコールジアクリレートの代わりに、トリメチロールプロパントリメタクリレート11.5g(34mmol、トリメチロールプロパントリメタクリレートに対するAIBNのモル量は2.55倍mol)を用いたこと以外は、分岐状ポリマーA−3の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−7を合成した。得られた分岐状ポリマーA−7の主鎖はアルキレン鎖(−CH−CH(CH)−)であった。
(Vii) Synthesis of branched polymer A-7 In the synthesis of branched polymer A-3, instead of polyethylene glycol diacrylate, 11.5 g of trimethylolpropane trimethacrylate (34 mmol, molar amount of AIBN relative to trimethylolpropane trimethacrylate) The branched polymer A-7 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-3 except that 2.55 mol) was used. The main chain of the obtained branched polymer A-7 was an alkylene chain (—CH 2 —CH (CH 3 ) —).

(viii)分岐状ポリマーA−8の合成
分岐状ポリマーA−2の合成において、ポリエチレングリコールジアクリレートの使用量を65g(87mmol、ポリエチレングリコールジアクリレートに対する熱ラジカル重合開始剤のモル量は1倍mol)に変更し、かつ反応温度を90℃に設定したこと以外は、分岐状ポリマーA−2の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−8を合成した。
(ix)分岐状ポリマーA−9の合成
分岐状ポリマーA−2の合成において、ポリエチレングリコールジアクリレートの使用量を70g(94mmol、ポリエチレングリコールジアクリレートに対する熱ラジカル重合開始剤のモル量は1.08倍mol)に変更し、かつ反応温度を95℃に設定したこと以外は、分岐状ポリマーA−2の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−9を合成した。
(x)分岐状ポリマーA−10の合成
分岐状ポリマーA−2の合成において、ポリエチレングリコールジアクリレートの使用量を15g(21mmol、ポリエチレングリコールジアクリレートに対する熱ラジカル重合開始剤のモル量は4.14倍mol)に変更したこと以外は、分岐状ポリマーA−2の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−10を合成した。
(Viii) Synthesis of branched polymer A-8 In the synthesis of branched polymer A-2, the amount of polyethylene glycol diacrylate used was 65 g (87 mmol, the molar amount of the thermal radical polymerization initiator relative to polyethylene glycol diacrylate was 1 time mol) The branched polymer A-8 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-2 except that the reaction temperature was changed to 90 ° C.
(Ix) Synthesis of branched polymer A-9 In the synthesis of branched polymer A-2, the amount of polyethylene glycol diacrylate used was 70 g (94 mmol, the molar amount of the thermal radical polymerization initiator relative to polyethylene glycol diacrylate was 1.08. The branched polymer A-9 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-2 except that the reaction temperature was set to 95 ° C.
(X) Synthesis of branched polymer A-10 In the synthesis of branched polymer A-2, the amount of polyethylene glycol diacrylate used was 15 g (21 mmol, the molar amount of the thermal radical polymerization initiator relative to polyethylene glycol diacrylate was 4.14. A branched polymer A-10 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-2 except that it was changed to 2 mol).

(xi)分岐状ポリマーA−11の合成
分岐状ポリマーA−5の合成において、熱ラジカル重合開始剤(過酸化物重合開始剤)としてベンゾイルパーオキサイド(ナイパーBMT−K−40(商品名)、40%キシレン希釈液、日油社製)52g(86mmol、ジビニルベンゼンに対して1.69倍mol)を用いたこと以外は、分岐状ポリマーA−5の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−11を合成した。
(Xi) Synthesis of branched polymer A-11 In the synthesis of branched polymer A-5, as a thermal radical polymerization initiator (peroxide polymerization initiator), benzoyl peroxide (Niper BMT-K-40 (trade name), Branched polymer A was prepared in the same manner as the synthesis of branched polymer A-5 except that 52 g (86 mmol, 1.69 times mol with respect to divinylbenzene) of 40% xylene diluted solution, manufactured by NOF Corporation was used. -11 was synthesized.

(xii)分岐状ポリマーA−12の合成
分岐状ポリマーA−1の合成において、熱ラジカル重合開始剤として、ジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)20.0g(87mmol)に加えて、連鎖移動剤である1−ブタンチオール7.8g(87mmol)を用いたこと(エチレングリコールジメタクリレートに対する重合開始剤の合計モル量は3.41倍mol)以外は、分岐状ポリマーA−1の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−12を合成した。
(Xii) Synthesis of branched polymer A-12 In the synthesis of branched polymer A-1, 20.0 g (87 mmol) of dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate) was used as a thermal radical polymerization initiator. In addition to using 7.8 g (87 mmol) of 1-butanethiol which is a chain transfer agent (total molar amount of polymerization initiator with respect to ethylene glycol dimethacrylate is 3.41 times mol), branched polymer A In the same manner as in the synthesis of -1, a branched polymer A-12 was synthesized.

(xiii)分岐状ポリマーA−13の合成
分岐状ポリマーA−2の合成において、熱ラジカル重合開始剤の使用量を65g(87mmol、ポリエチレングリコールジアクリレートに対して1倍mol)に変更し、反応温度を70℃に変更したこと以外は、分岐状ポリマーA−2の合成と同様にして、分岐状ポリマーA−13を合成した。
(Xiii) Synthesis of branched polymer A-13 In the synthesis of branched polymer A-2, the amount of thermal radical polymerization initiator used was changed to 65 g (87 mmol, 1 mol per polyethylene glycol diacrylate) and reacted. A branched polymer A-13 was synthesized in the same manner as the synthesis of the branched polymer A-2 except that the temperature was changed to 70 ° C.

(xiv)比較用の分岐状ポリマーEA−1
分岐状ポリマーA−1の合成において、熱ラジカル重合開始剤であるジメチル−2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオネート)の使用量を1.0g(0.4mmol、エチレングリコールジメタクリレートに対して0.0078倍mol)に変更し、反応温度を70度に変更した以外は同様にして、分岐状ポリマーEA−1を合成した。EA−1は反応容器中で一部ゲル化し、不溶物が存在する系であった。
(Xiv) Comparative branched polymer EA-1
In the synthesis of the branched polymer A-1, 1.0 g (0.4 mmol, ethylene glycol dimethacrylate) was used as the thermal radical polymerization initiator, dimethyl-2,2′-azobis (2-methylpropionate). The branched polymer EA-1 was synthesized in the same manner except that the reaction temperature was changed to 0.0078 times mol) and the reaction temperature was changed to 70 degrees. EA-1 was a system that partially gelled in the reaction vessel and had insolubles.

<質量平均分子量の測定>
分岐状ポリマーの質量平均分子量は、測定装置及び測定条件により、GPCによって標準ポリスチレン換算した。
カラム:TOSOH TSKgel Super HZM−H、
TOSOH TSKgel Super HZ4000、
TOSOH TSKgel Super HZ2000(いずれも商品名、東ソー社製)
をつないだカラムを用いた。
キャリア:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0ml/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
<Measurement of mass average molecular weight>
The weight average molecular weight of the branched polymer was converted to standard polystyrene by GPC according to the measuring device and measurement conditions.
Column: TOSOH TSKgel Super HZM-H,
TOSOH TSKgel Super HZ4000,
TOSOH TSKgel Super HZ2000 (both trade names, manufactured by Tosoh Corporation)
A column connected with was used.
Carrier: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40 ° C
Carrier flow rate: 1.0 ml / min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector

H−NMR測定条件>
分岐状ポリマー0.1mg、及び、0.1%テトラメチルシランを含む重水素化クロロホルム5mlをそれぞれNMRチューブに入れ、分岐状ポリマーを溶解させて、サンプル溶液を作製した。このNMRチューブを、核磁気共鳴分光計(NMR、300MHz、BRUKER社製)にて、測定を行った。
<1 H-NMR measurement conditions>
0.1 mg of branched polymer and 5 ml of deuterated chloroform containing 0.1% tetramethylsilane were put in an NMR tube, respectively, and the branched polymer was dissolved to prepare a sample solution. The NMR tube was measured with a nuclear magnetic resonance spectrometer (NMR, 300 MHz, manufactured by BRUKER).

Figure 0006595348
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Figure 0006595348
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〔硫化物系無機固体電解質: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、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の非特許文献を参考にして、Li−P−S系ガラスを合成した。
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。LiS及びPの混合比は、モル比でLiS:P=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66g投入し、上記の硫化リチウムと五硫化二リンの混合物全量を投入し、アルゴン雰囲気下で容器を完全に密閉した。フリッチュ社製遊星ボールミルP−7(商品名、フリッチュ社製)に容器をセットし、温度25℃で、回転数510rpmで20時間メカニカルミリングを行うことで、黄色粉体の硫化物系無機固体電解質(Li−P−S系ガラス)6.20gを得た。
[Sulfide-based inorganic solid electrolyte: Synthesis of Li-PS-based glass]
As a sulfide-based inorganic solid electrolyte, T.I. Ohtomo, A .; Hayashi, M .; Tatsumisago, Y. et al. Tsuchida, S .; Hama, K .; Kawamoto, Journal of Power Sources, 233, (2013), pp231-235, and A.A. Hayashi, S .; Hama, H .; Morimoto, M .; Tatsumisago, T .; Minami, Chem. Lett. , (2001), pp 872-873, a Li-PS glass was synthesized.
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 , 3.90 g manufactured by Aldrich, purity> 99%) was weighed, put into an agate mortar, and mixed for 5 minutes using an agate pestle. The mixing ratio of Li 2 S and P 2 S 5 was set to Li 2 S: P 2 S 5 = 75: 25 in terms of molar ratio.
66 g of zirconia beads having a diameter of 5 mm were introduced into a 45 mL container (manufactured by Fritsch) made of zirconia, the whole mixture of lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide was introduced, and the container was completely sealed under an argon atmosphere. A container is set in a planetary ball mill P-7 (trade name, manufactured by Fritsch) manufactured by Fricht Co., and mechanical milling is performed at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 510 rpm for 20 hours, whereby a sulfide-based inorganic solid electrolyte of yellow powder (Li-PS-based glass) 6.20 g was obtained.

〔高分子バインダーの調製〕
(i)リチウム塩を含まない高分子バインダーB−1、7、9、11及び13、並びに、比較用の高分子バインダーEB−1
下記表2に示すように、リチウム塩を含まない高分子バインダーとしては、上記で合成した分岐状ポリマーをそのまま用いた。
(ii)リチウム塩を含む高分子バインダーB−2〜6、8、10、12、14〜19
下記表2に示すように、50mLナスフラスコに、分岐状ポリマー0.9g及びリチウム塩0.1gを投入し、アセトニトリル5gに溶解させた。完全に溶解したことを確認した後、アセトニトリルを減圧留去することで、高分子バインダーをそれぞれ調製した。
(Preparation of polymer binder)
(I) Polymer binder B-1, 7, 9, 11 and 13 not containing lithium salt, and polymer binder EB-1 for comparison
As shown in Table 2 below, as the polymer binder not containing a lithium salt, the branched polymer synthesized above was used as it was.
(Ii) Polymer binder B-2 to 6, 8, 10, 12, 14 to 19 containing lithium salt
As shown in Table 2 below, 0.9 g of branched polymer and 0.1 g of lithium salt were charged into a 50 mL eggplant flask and dissolved in 5 g of acetonitrile. After confirming complete dissolution, each polymer binder was prepared by distilling off acetonitrile under reduced pressure.

Figure 0006595348
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〔固体電解質組成物の調製〕
(i)固体電解質組成物SO−1〜3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、酸化物系無機固体電解質LLT(豊島製作所製)9.0g、表3に示す高分子バインダー1.0g(LLTと高分子バインダーとの合計質量を100質量部とする)を加え、分散媒体としてメチルエチルケトン20gを投入した。その後、この容器をフリッチュ社製遊星ボールミルP−7にセットし、温度25℃、回転数300rpmで2時間混合を続け、ジルコニアビーズを除去して、固体電解質組成物SO−1〜3をそれぞれ調製した。
(Preparation of solid electrolyte composition)
(I) Preparation of Solid Electrolyte Compositions SO-1 to 180 180 zirconia beads having a diameter of 5 mm were put into a 45 mL container (made by Fritsch) made of zirconia, and an oxide-based inorganic solid electrolyte LLT (made by Toshima Seisakusho). 0 g and 1.0 g of a polymer binder shown in Table 3 (the total mass of the LLT and the polymer binder is 100 parts by mass) were added, and 20 g of methyl ethyl ketone was added as a dispersion medium. Thereafter, this container is set on a planetary ball mill P-7 manufactured by Fritsch, and mixing is continued for 2 hours at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm, and zirconia beads are removed to prepare solid electrolyte compositions SO-1 to SO-3, respectively. did.

(ii)固体電解質組成物SS−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、上記で合成した硫化物系無機固体電解質Li−P−S系ガラス9.0g、表3に示す高分子バインダー1.0g(Li−P−S系ガラスと高分子バインダーとの合計質量を100質量部とする)、分散媒体としてトルエン15.0gを投入した。その後、この容器を遊星ボールミルP−7にセットし、温度25℃、回転数300rpmで2時間攪拌を続け、ジルコニアビーズを除去して、固体電解質組成物SS−1を調製した。
(iii)固体電解質組成物SS−2〜21の調製
固体電解質組成物SS−1の調製において、下記表3に示されるように、Li−P−S系ガラスの使用量、高分子バインダーの種類及び使用量、並びに分散媒体の種類の少なくとも1つを変更したこと以外は、固体電解質組成物SS−1の調製と同様にして、固体電解質組成物SS−2〜21をそれぞれ調製した。
(Ii) Preparation of solid electrolyte composition SS-1 180 zirconia beads having a diameter of 5 mm were placed in a 45 mL container (manufactured by Fritsch) made of zirconia, and the sulfide-based inorganic solid electrolyte Li-PS system synthesized above. 9.0 g of glass, 1.0 g of a polymer binder shown in Table 3 (the total mass of the Li—PS system glass and the polymer binder is 100 parts by mass), and 15.0 g of toluene as a dispersion medium were added. Thereafter, this container was set on a planetary ball mill P-7, and stirring was continued for 2 hours at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 300 rpm to remove zirconia beads, thereby preparing a solid electrolyte composition SS-1.
(Iii) Preparation of solid electrolyte composition SS-2 to 21 In preparation of solid electrolyte composition SS-1, as shown in Table 3 below, the amount of Li-PS-based glass used and the type of polymer binder The solid electrolyte compositions SS-2 to 21 were prepared in the same manner as the preparation of the solid electrolyte composition SS-1, except that at least one of the amount used and the type of the dispersion medium was changed.

(iv)比較のための固体電解質組成物TS−1〜TS−3の調製
固体電解質組成物SS−1の調製において、下記表3に示されるように、Li−P−S系ガラスの使用量、高分子バインダーの種類及び使用量、TS−2及びTS−3の場合はさらに分散媒体の種類を、それぞれ、変更したこと以外は、固体電解質組成物SS−1の調製と同様にして、固体電解質組成物TS−1〜TS−3をそれぞれ調製した。
用いた高分子バインダーT−1及びT−2は以下の通りである。
T−1:PVDF−HFP(アルケマ社製:KYNAR FLEX2500−20)
T−2:水添SBR
(Iv) Preparation of solid electrolyte compositions TS-1 to TS-3 for comparison In the preparation of the solid electrolyte composition SS-1, as shown in Table 3 below, the amount of Li-PS-based glass used In the case of TS-2 and TS-3, the type of polymer binder and the amount used, and further the type of the dispersion medium were changed in the same manner as in the preparation of the solid electrolyte composition SS-1, except that each was changed to a solid. Electrolyte compositions TS-1 to TS-3 were respectively prepared.
The polymer binders T-1 and T-2 used are as follows.
T-1: PVDF-HFP (manufactured by Arkema: KYNAR FLEX 2500-20)
T-2: Hydrogenated SBR

(v)比較のための固体電解質組成物TO−1の調製
固体電解質組成物SO−1の調製において、下記表3に示されるように、高分子バインダーを上記高分子バインダーT−1に変更したこと以外は、固体電解質組成物SO−1の調製と同様にして、固体電解質組成物TO−1を調製した。
(V) Preparation of Solid Electrolyte Composition TO-1 for Comparison In the preparation of the solid electrolyte composition SO-1, the polymer binder was changed to the polymer binder T-1 as shown in Table 3 below. Except for this, the solid electrolyte composition TO-1 was prepared in the same manner as in the preparation of the solid electrolyte composition SO-1.

調製した各固体電解質組成物について、高分子バインダーの含有量[B]に対する、無機固体電解質及び電極活物質の合計含有量[A+E]の質量比[A+E]/[B]を、下記表3に、示す。   For each prepared solid electrolyte composition, the mass ratio [A + E] / [B] of the total content [A + E] of the inorganic solid electrolyte and electrode active material to the content [B] of the polymer binder is shown in Table 3 below. Show.

Figure 0006595348
Figure 0006595348

〔結着性の評価〕
(i)全固体二次電池用シート(全固体二次電池用固体電解質シート)の作製
上記で調製した各固体電解質組成物を、それぞれ、厚み20μmのアルミ箔上に、アプリケーター(商品名:SA−201ベーカー式アプリケーター、テスター産業社製)により、塗布し、80℃で1時間加熱した後、さらに120℃で1時間加熱して、固体電解質組成物を乾燥させた。その後、ヒートプレス機を用いて、乾燥させた固体電解質組成物を150℃で加熱しながら加圧し(600MPa、10秒)、全固体二次電池用固体電解質シートをそれぞれ得た。固体電解質層の膜厚は70μmであった。
[Evaluation of binding properties]
(I) Production of sheet for all-solid-state secondary battery (solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary battery) Each of the solid electrolyte compositions prepared above was applied to an applicator (trade name: SA) -201 Baker type applicator (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.), heated at 80 ° C. for 1 hour, and further heated at 120 ° C. for 1 hour to dry the solid electrolyte composition. Then, using the heat press machine, the dried solid electrolyte composition was pressurized, heating at 150 degreeC (600 Mpa, 10 second), and the solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary batteries was obtained, respectively. The film thickness of the solid electrolyte layer was 70 μm.

(ii)作製した各全固体二次電池用固体電解質シートについて、剥離試験を行い、結着性を評価し、その結果を表4に示した。
直径10mmの打ち抜き機(野上技研社製)で、各全固体二次電池用固体電解質シートをそれぞれ、5回打ち抜き、打ち抜いた際の状態を基に、下記基準(ランク)により、固体電解質層の剥離状態を、評価した。評価結果は、5回の打ち抜き試験において、該当する下記基準のうち、最も多い基準を採用した。
固体電解質層の表面に対して、
A:剥がれ落ちた固体電解質層の面積が1/10以下
B:剥がれた固体電解質層の面積が1/10を超え、1/2未満
C:剥がれた固体電解質層の面積が1/2以上
(Ii) About each produced solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary batteries, the peeling test was done and binding property was evaluated. The result was shown in Table 4.
Each solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary batteries was punched five times with a punching machine (manufactured by Nogami Giken Co., Ltd.) with a diameter of 10 mm, and the solid electrolyte layer The peeled state was evaluated. As the evaluation results, the most frequently used criteria among the following criteria were adopted in five punching tests.
For the surface of the solid electrolyte layer,
A: Area of the solid electrolyte layer peeled off is 1/10 or less B: Area of the peeled solid electrolyte layer is more than 1/10 and less than 1/2 C: Area of the peeled solid electrolyte layer is 1/2 or more

Figure 0006595348
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表4に示されるように、本発明の固体電解質組成物は、全固体二次電池の固体電解質層及び/又は活物質層の材料として用いたときに、高い結着性を示すことが分かった。また、固体電解質層のアルミ箔からの剥がれ(剥離)を抑えることができ、この点からも、本発明の固体電解質組成物で形成された固体電解質層は、電極界面間で空隙を有さず、高いイオン伝導度を示すことが分かる。   As shown in Table 4, the solid electrolyte composition of the present invention was found to exhibit high binding properties when used as a material for the solid electrolyte layer and / or active material layer of an all-solid secondary battery. . Moreover, peeling (peeling) of the solid electrolyte layer from the aluminum foil can be suppressed. Also from this point, the solid electrolyte layer formed of the solid electrolyte composition of the present invention has no gap between the electrode interfaces. It can be seen that the ionic conductivity is high.

[実施例2]
実施例2では、図1に示す層構成を有する全固体二次電池(図2参照)を作製して、その性能を評価した。
〔正極層用組成物の調製〕
プラネタリーミキサー(TKハイビスミックス(商品名)、プライミクス社製)に、アセチレンブラック5質量部、下記表5に記載の正極活物質100質量部、及び、固体電解質組成物80質量部(固形分量)を加え、回転数150rpm、温度25℃で1時間撹拌を行い、正極層用組成物を、それぞれ、調製した。
調製した各正極層用組成物について、高分子バインダーの含有量[B]に対する、無機固体電解質及び電極活物質の合計含有量[A+E]の質量比[A+E]/[B]を、下記表5に、示す。
[Example 2]
In Example 2, an all-solid-state secondary battery (see FIG. 2) having the layer configuration shown in FIG. 1 was produced and its performance was evaluated.
[Preparation of composition for positive electrode layer]
In a planetary mixer (TK Hibismix (trade name), manufactured by Primix), 5 parts by mass of acetylene black, 100 parts by mass of the positive electrode active material described in Table 5 below, and 80 parts by mass (solid content) of the solid electrolyte composition And stirring was performed for 1 hour at a rotation speed of 150 rpm and a temperature of 25 ° C. to prepare respective compositions for the positive electrode layer.
For each of the prepared positive electrode layer compositions, the mass ratio [A + E] / [B] of the total content [A + E] of the inorganic solid electrolyte and the electrode active material with respect to the content [B] of the polymer binder is shown in Table 5 below. It shows.

Figure 0006595348
Figure 0006595348

〔負極層用組成物の調製〕
プラネタリーミキサー(TKハイビスミックス(商品名)、プライミクス社製)に、アセチレンブラック5質量部、下記表6に記載の負極活物質30質量部、及び、固体電解質組成物80質量部(固形分量)を加え、回転数150rpm、温度25℃で1時間撹拌を行い、負極層用組成物を、それぞれ、調製した。
調製した各正極層用組成物について、高分子バインダーの含有量[B]に対する、無機固体電解質及び電極活物質の合計含有量[A+E]の質量比[A+E]/[B]を、下記表6に、示す。
この負極層用組成物において、アセチレンブラックは導電助剤として用いた。
[Preparation of composition for negative electrode layer]
In a planetary mixer (TK Hibismix (trade name), manufactured by Primix), 5 parts by mass of acetylene black, 30 parts by mass of the negative electrode active material described in Table 6 below, and 80 parts by mass (solid content) of the solid electrolyte composition Was added, and the mixture was stirred at a rotation speed of 150 rpm and a temperature of 25 ° C. for 1 hour, thereby preparing a negative electrode layer composition.
For each prepared positive electrode layer composition, the mass ratio [A + E] / [B] of the total content [A + E] of the inorganic solid electrolyte and electrode active material to the content [B] of the polymer binder is shown in Table 6 below. It shows.
In this negative electrode layer composition, acetylene black was used as a conductive additive.

Figure 0006595348
Figure 0006595348

〔全固体二次電池の作製〕
以下のようにして、図2に示されるコイン電池(全固体二次電池)を作製した。
表7に示すように、上記で調製した各正極層用組成物を、厚み20μmのアルミ箔(集電体)上に、アプリケーター(商品名:SA−201ベーカー式アプリケーター)により塗布し、80℃で1時間加熱後、さらに110℃で1時間加熱し、正極層用組成物を乾燥した。その後、ヒートプレス機を用いて、正極層用組成物を120℃に加熱しながら加圧し(600MPa、1分)、正極活物質層/アルミ箔の積層構造を有する、厚み150μm(正極活物質層の厚み130μm)の全固体二次電池用正極シートを作製した。
次いで、この全固体二次電池用正極シートの正極活物質層上に、下記表7に記載の固体電解質組成物を、アプリケーター(商品名:SA−201ベーカー式アプリケーター)により塗布し、固体電解質組成物を80℃で1時間加熱後、さらに100℃で1時間加熱し、厚み50μmの固体電解質層を形成した。このようにして、アルミ箔/正極活物質層/固体電解質層の積層構造を有する全固体二次電池用正極シートを作製した。
[Production of all-solid-state secondary batteries]
The coin battery (all-solid secondary battery) shown in FIG. 2 was produced as follows.
As shown in Table 7, each positive electrode layer composition prepared above was applied onto an aluminum foil (current collector) having a thickness of 20 μm with an applicator (trade name: SA-201 Baker type applicator), and 80 ° C. And then heated at 110 ° C. for 1 hour to dry the positive electrode layer composition. Then, using a heat press, the positive electrode layer composition was pressurized while being heated to 120 ° C. (600 MPa, 1 minute), and had a thickness of 150 μm (positive electrode active material layer) having a positive electrode active material layer / aluminum foil laminated structure. A positive electrode sheet for an all-solid-state secondary battery having a thickness of 130 μm).
Next, on the positive electrode active material layer of the positive electrode sheet for an all-solid-state secondary battery, the solid electrolyte composition described in Table 7 below was applied by an applicator (trade name: SA-201 Baker type applicator) to obtain a solid electrolyte composition. The product was heated at 80 ° C. for 1 hour, and further heated at 100 ° C. for 1 hour to form a solid electrolyte layer having a thickness of 50 μm. In this way, a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery having a laminated structure of aluminum foil / positive electrode active material layer / solid electrolyte layer was produced.

その後、この全固体二次電池用正極シートの固体電解質層上に、さらに表7に記載の負極層用組成物を、アプリケーター(商品名:SA−201ベーカー式アプリケーター)により塗布し、負極層用組成物を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。さらに負極活物質層上に厚み20μmの銅箔を重ねた積層体を、ヒートプレス機を用いて120℃に加熱しながら加圧して(600MPa、1分)、図1に示す層構成を有するシート積層体を作製した。   Then, on the solid electrolyte layer of the positive electrode sheet for an all-solid-state secondary battery, the composition for a negative electrode layer shown in Table 7 was further applied by an applicator (trade name: SA-201 Baker type applicator). The composition was heated at 80 ° C. for 1 hour, and further heated at 110 ° C. for 1 hour to form a negative electrode active material layer having a thickness of 100 μm. Further, a laminate in which a copper foil having a thickness of 20 μm is stacked on the negative electrode active material layer is pressurized while being heated to 120 ° C. using a heat press machine (600 MPa, 1 minute), and the sheet having the layer configuration shown in FIG. A laminate was produced.

このようにして得られたシート積層体を直径14.5mmの円板状に切り出した。切り出したシート積層体12を、スペーサーとワッシャー(ともに図2において図示しない)を組み込んだステンレス製の2032型コインケース11に入れた。このようにして、図1に示す層構成を有するコイン電池13を作製した。   The sheet laminate thus obtained was cut into a disk shape having a diameter of 14.5 mm. The cut sheet laminate 12 was placed in a stainless steel 2032 type coin case 11 incorporating a spacer and a washer (both not shown in FIG. 2). In this way, a coin battery 13 having the layer configuration shown in FIG. 1 was produced.

<サイクル特性の評価>
全固体二次電池のサイクル特性を、東洋システム社製の充放電評価装置:TOSCAT−3000(商品名)により測定される放電容量及び充放電サイクル数により、評価した。
充電は、電流密度0.1mA/cm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0.01mA/cm未満となるまで、定電圧充電を実施した。放電は、電流密度0.1mA/cmで電池電圧が3Vに達するまで行った。この充放電を4サイクル繰り返し、初期化工程を行った。
初期化後の電池に、電流密度0.2mA/cmで電池電圧が4.2Vに達するまで一定電流充電を、行った。次いで、電流密度0.4mA/cmで電池電圧が3Vに達するまで一定電流放電を行った(1サイクル目)。この一定電流充電及び一定電流放電を繰り返して行い、1サイクル目の放電容量を100としたときに、放電容量が80未満となったときのサイクル数(回)を計数した。
<Evaluation of cycle characteristics>
The cycle characteristics of the all-solid-state secondary battery were evaluated by the discharge capacity and the number of charge / discharge cycles measured by a charge / discharge evaluation apparatus manufactured by Toyo System Co., Ltd .: TOSCAT-3000 (trade name).
Charging is performed until the battery voltage reaches 4.2 V at a current density of 0.1 mA / cm 2. After reaching 4.2 V, constant voltage charging is performed until the current density becomes less than 0.01 mA / cm 2. did. Discharging was performed at a current density of 0.1 mA / cm 2 until the battery voltage reached 3V. This charging / discharging was repeated 4 cycles, and the initialization process was performed.
The battery after initialization was charged at a constant current until the battery voltage reached 4.2 V at a current density of 0.2 mA / cm 2 . Next, constant current discharge was performed until the battery voltage reached 3 V at a current density of 0.4 mA / cm 2 (first cycle). This constant current charge and constant current discharge were repeated, and the number of cycles (times) when the discharge capacity was less than 80 when the discharge capacity in the first cycle was set to 100 was counted.

<高温保存による放電変化率(高温サイクル特性ともいう)の評価>
上記のサイクル特性の評価と同様にして初期化を行った電池を用い、保存試験後の放電変化率測定を実施した。
具体的には、初期化後、30℃恒温槽中で電流密度0.2mA/cmで電池電圧が4.2Vに達するまで一定電流充電を実施し、電流密度0.4mA/cmで3.0Vに達するまで放電した。このときの放電容量をQとする。
次いで、再度、電流密度0.2mA/cmで電池電圧が4.2Vに達するまで一定電流充電を実施し、終了後、恒温槽の温度を50℃に上昇させ、3日間保持した。その後、電流密度0.1mA/cmで電池電圧が3.0Vになるまで放電した後、電流密度0.2mA/cmで電池電圧が4.2Vに達するまで一定電流充電を実施し、次いで、電流密度0.4mA/cmで3.0Vに達するまで放電した。このときの放電容量をQとする。
上記で得られた電気容量Q及びQを用いて、下記式に基づき、高温保存による放電変化率(%)を評価した。
高温保存による放電変化率(%)=(Q/Q)×100
<Evaluation of rate of change in discharge due to high temperature storage (also called high temperature cycle characteristics)>
Using the battery that had been initialized in the same manner as the evaluation of the cycle characteristics, the rate of change in discharge after the storage test was measured.
Specifically, after the initialization, performed a constant current charge at a current density of 0.2 mA / cm 2 at 30 ° C. in a constant temperature bath until the battery voltage reached 4.2 V, current density of 0.4 mA / cm 2 in 3 The battery was discharged until it reached 0V. The discharge capacity at this time is referred to as Q 1.
Next, constant current charging was performed again until the battery voltage reached 4.2 V at a current density of 0.2 mA / cm 2 , and after completion, the temperature of the thermostatic chamber was raised to 50 ° C. and held for 3 days. Then, after discharging until the battery voltage reaches 3.0 V at a current density of 0.1 mA / cm 2 , a constant current charge is performed until the battery voltage reaches 4.2 V at a current density of 0.2 mA / cm 2 , and then The battery was discharged at a current density of 0.4 mA / cm 2 until reaching 3.0V. The discharge capacity at this time is referred to as Q 2.
Using electric capacity Q 1 and Q 2 obtained above, based on the following equation, to evaluate the discharge rate of change due to high-temperature storage (%) of.
Rate of change in discharge due to high temperature storage (%) = (Q 2 / Q 1 ) × 100

Figure 0006595348
Figure 0006595348

表7の結果から、重合時に用いた重合開始剤が開裂して生じる重合開始剤残基を3つ以上有する分岐状ポリマーを含む高分子バインダーと無機固体電解質とを含有する本発明の固体電解質組成物を用いた全固体二次電池は、サイクル特性が高く、しかも高温サイクル特性も高いものであった。この優れた効果は、全固体二次電池において、正極活物質層、負極活物質層及び固体電解質層のいずれの層を、本発明の固体電解質組成物で形成しても、同様に示された。このように、本発明によれば、サイクル特性に優れ、さらには高温サイクル特性(高温安定性)にも優れた全固体二次電池とすることができた。   From the results of Table 7, the solid electrolyte composition of the present invention containing a polymer binder containing a branched polymer having three or more polymerization initiator residues generated by cleavage of the polymerization initiator used during polymerization and an inorganic solid electrolyte The all-solid-state secondary battery using the product has high cycle characteristics and high temperature cycle characteristics. This excellent effect was also shown in the all-solid-state secondary battery even when any of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer was formed with the solid electrolyte composition of the present invention. . Thus, according to the present invention, it was possible to obtain an all-solid-state secondary battery having excellent cycle characteristics and also excellent high-temperature cycle characteristics (high-temperature stability).

これに対して、高分子末端に開始剤残基を3つ以上有さないポリマーEA−1等を含む高分子バインダーと無機固体電解質とを含有する比較のための各組成物を用いて、正極活物質層、負極活物質層及び固体電解質層のすべての層を形成した全固体二次電池は、サイクル特性及び高温サイクル特性がいずれも十分ではなかった。   On the other hand, using each composition for comparison containing a polymer binder containing polymer EA-1 or the like that does not have three or more initiator residues at the polymer terminal and an inorganic solid electrolyte, The all-solid-state secondary battery in which all layers of the active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer are formed has insufficient cycle characteristics and high-temperature cycle characteristics.

実施例1及び2の結果により、本発明の固体電解質組成物は、全固体二次電池の固体電解質層及び/又は活物質層の材料として用いたときに、高いイオン伝導度を保持し、しかも高い結着性をも実現できるという優れた効果を奏することが示された。また、本発明の全固体二次電池用シート、全固体二次電池用電極シート及び全固体二次電池は、上記の優れた効果を奏する固体電解質組成物を利用し、優れたサイクル特性、さらには高温安定性などの電池性能を発揮した。   According to the results of Examples 1 and 2, the solid electrolyte composition of the present invention retains high ionic conductivity when used as a material for the solid electrolyte layer and / or active material layer of an all-solid-state secondary battery. It was shown that there was an excellent effect that even high binding properties could be realized. Further, the all-solid-state secondary battery sheet, the all-solid-state secondary electrode sheet, and the all-solid-state secondary battery of the present invention utilize the solid electrolyte composition that exhibits the above-described excellent effects, and have excellent cycle characteristics. Demonstrated battery performance such as high temperature stability.

1 負極集電体
2 負極活物質層
3 固体電解質層
4 正極活物質層
5 正極集電体
6 作動部位
10 全固体二次電池
11 コインケース
12 全固体二次電池用シート
13 コイン電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Negative electrode collector 2 Negative electrode active material layer 3 Solid electrolyte layer 4 Positive electrode active material layer 5 Positive electrode collector 6 Actuation site 10 All-solid secondary battery 11 Coin case 12 All-solid-state secondary battery sheet 13 Coin battery

Claims (15)

周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンの伝導性を有する無機固体電解質と、高分子バインダーとを有する固体電解質組成物であって、
前記高分子バインダーが、架橋構造を有するポリマー分子の末端に3つ以上の、ポリマー分子の重合開始剤に由来する極性置換基を有し、かつ前記架橋構造がアルキレンオキサイド基を含む連結基を有する分岐状架橋ポリマーを含有する固体電解質組成物。
A solid electrolyte composition comprising an inorganic solid electrolyte having conductivity of ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and a polymer binder,
The polymeric binder, more than two at the end of the polymer molecules having a crosslinked structure, have a polar substituent group derived from a polymerization initiator of the polymer molecules, and the crosslinked structure having a linking group containing an alkylene oxide group containing branched crosslinked polymer solid electrolyte composition.
前記分岐状架橋ポリマーが、連結基のモル数[Bn]と、前記極性置換基のモル数[Bs]とが、[Bs]/[Bn]≧0.1の関係を満たすポリマーである請求項1に記載の固体電解質組成物。 The branched crosslinked polymer is a polymer in which the number of moles of a linking group [Bn] and the number of moles of the polar substituent [Bs] satisfy a relationship of [Bs] / [Bn] ≧ 0.1. 2. The solid electrolyte composition according to 1. 前記極性置換基が、熱ラジカル重合開始剤及び連鎖移動剤の少なくとも1種の重合開始剤に由来する極性置換基である請求項1又は2に記載の固体電解質組成物。 Wherein the polar substituent is a solid electrolyte composition according to claim 1 or 2 which is a polar substituent derived from at least one polymerization initiator of the heat radical polymerization initiator and a chain transfer agent. 前記極性置換基が、シアノ基、エステル基、複素環基、アミジン基、アシル基、アミド基、アルコキシ基及びスルフィド基からなる群より選択される少なくとも1種の基を有する請求項1〜3のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 The polar substituent has at least one group selected from the group consisting of a cyano group, an ester group, a heterocyclic group, an amidine group, an acyl group, an amide group, an alkoxy group, and a sulfide group. The solid electrolyte composition according to any one of the above. 前記極性置換基が、下記式(S1)〜(S7)のいずれかで表される請求項1〜4のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。
Figure 0006595348
式(S1)〜(S7)中、Lは2価の連結基を表す。Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。Rs11、Rs21、Rs41、Rs42、Rs61及びRs71は各々独立に置換基を表す。ns11〜ns51は各々独立に0〜10の整数である。Qs5は−C=N−を含む複素環を表す。*は前記ポリマー分子の末端との連結部位を表す。
The solid electrolyte composition according to any one of claims 1 to 4, wherein the polar substituent is represented by any of the following formulas (S1) to (S7).
Figure 0006595348
In formulas (S1) to (S7), L represents a divalent linking group. X represents an oxygen atom or a sulfur atom. R s11 , R s21 , R s41 , R s42 , R s61 and R s71 each independently represent a substituent. n s11 to n s51 are each independently an integer of 0 to 10. Q s5 represents a heterocyclic ring containing -C = N-. * Represents a linking site with the end of the polymer molecule.
前記式(S1)〜(S5)が、それぞれ、下記式(S1B)〜(S5B)である請求項5に記載の固体電解質組成物。
Figure 0006595348
式(S1B)〜(S5B)中、Xは酸素原子又は硫黄原子を表す。Rs11、Rs13、Rs14、Rs21、Rs23、Rs24、Rs33、Rs34、Rs41、Rs42、Rs43、Rs44、Rs53及びRs54は各々独立に置換基を表す。Qs5は−C=N−を含む複素環を表す。*は前記ポリマー分子の末端との連結部位を表す。
The solid electrolyte composition according to claim 5, wherein the formulas (S1) to (S5) are respectively the following formulas (S1B) to (S5B).
Figure 0006595348
In formulas (S1B) to (S5B), X represents an oxygen atom or a sulfur atom. R s11, represents a R s13, R s14, R s21 , R s23, R s24, R s33, R s34, R s41, R s42, R s43, R s44, R s53 and R s54 each independently represent a substituted group. Q s5 represents a heterocyclic ring containing -C = N-. * Represents a linking site with the end of the polymer molecule.
前記連結基が、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、リン原子及びケイ素原子からなる群より選択される少なくとも1種のヘテロ原子を含請求項1〜6のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。 The linking group is an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a solid electrolyte according to at least one of any one of the heteroatoms including claims 1-6 selected from the group consisting of a phosphorus atom and a silicon atom Composition. 前記連結基が、前記アルキレンオキサイド基を繰り返し単位として含む請求項1〜7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 claim 1, wherein the linking group includes the alkylene oxide group as a repeating unit. 前記高分子バインダーが、周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンを含む金属塩及び溶融塩の少なくとも1種を含有する請求項1〜8のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。  The solid according to any one of claims 1 to 8, wherein the polymer binder contains at least one of a metal salt containing a metal element ion belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table and a molten salt. Electrolyte composition. 前記分岐状架橋ポリマーの質量平均分子量が、ゲル浸透クロマトグラフィーによるポリスチレン換算で、1000〜300000である請求項1〜9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 9, wherein a mass average molecular weight of the branched crosslinked polymer is 1000 to 300,000 in terms of polystyrene by gel permeation chromatography. 周期律表第1族又は第2族に属する金属元素のイオンの挿入放出が可能な活物質を含有する請求項1〜10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 10, comprising an active material capable of inserting and releasing ions of metal elements belonging to Group 1 or Group 2 of the Periodic Table. 高分子バインダーの含有量[B]に対する、無機固体電解質及び電極活物質の合計含有量[A+E]の質量比[A+E]/[B]が、1,000〜1の範囲である請求項1〜11のいずれか1項に記載の固体電解質組成物。  The mass ratio [A + E] / [B] of the total content [A + E] of the inorganic solid electrolyte and the electrode active material with respect to the content [B] of the polymer binder is in the range of 1,000 to 1. 11. The solid electrolyte composition according to any one of 11 above. 請求項1〜10及び12のいずれか1項に記載の固体電解質組成物を基材上に製膜した全固体二次電池用固体電解質シート。  The solid electrolyte sheet for all-solid-state secondary batteries which formed the solid electrolyte composition of any one of Claims 1-10 and 12 on the base material. 請求項11に記載の固体電解質組成物を金属箔上に製膜した全固体二次電池用電極シート。  The electrode sheet for all-solid-state secondary batteries which formed the solid electrolyte composition of Claim 11 into a film on metal foil. 正極活物質層と負極活物質層と固体電解質層とを具備する全固体二次電池であって、  An all solid state secondary battery comprising a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer,
前記正極活物質層、負極活物質層及び固体電解質層の少なくとも1つの層が、請求項1〜12のいずれか1項に記載の固体電解質組成物で形成した層である全固体二次電池。  The all-solid-state secondary battery whose at least 1 layer of the said positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer is a layer formed with the solid electrolyte composition of any one of Claims 1-12.
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