JP6642081B2 - Polymer compound, binder for negative electrode, intermediate composition, negative electrode, power storage device, slurry for negative electrode, method for producing polymer compound, and method for producing negative electrode - Google Patents

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Description

本発明は、高分子化合物、負極用バインダー、負極用バインダーとして用いられる高分子化合物の中間組成物、負極電極、蓄電装置、負極電極用スラリー、高分子化合物の製造方法、及び負極電極の製造方法に関する。 The present invention is a high molecular compound, an intermediate composition of the negative electrode binder, polymer compound used as a negative electrode binder, a negative electrode, a power storage device, the negative electrode slurry, a method of manufacturing a polymer compound, and a manufacturing method of the negative electrode About.

二次電池を用いた製品は増加の一途を辿っており、携帯電話やノート型パソコン等の携帯機器には二次電池が多用されている。また、二次電池は電気自動車用の大型電源としても注目されている。   Products using secondary batteries are steadily increasing, and secondary batteries are frequently used in portable devices such as mobile phones and notebook computers. Also, secondary batteries have attracted attention as large power sources for electric vehicles.

ところで、二次電池の電極は、例えば、銅やアルミニウム等の金属材料により形成された集電体と、その集電体上に結着された活物質層とから構成されている。そして、活物質層には、活物質を集電体に結着させるための電極用バインダー(結着剤)が含まれることが一般的である。近年、この電極用バインダーとして、安価な高分子化合物であるポリアクリル酸を利用する試みがなされている。例えば、特許文献1には、ポリアクリル酸リチウム塩やポリアクリル酸ナトリウム塩を含む電極用バインダーが開示されている。特許文献2には、ポリアクリル酸とポリエチレンイミンとを含む電極用バインダーが開示されている。特許文献3には、ポリアクリル酸とアミン化合物とを含む電極用バインダーが開示されている。   By the way, the electrode of the secondary battery is composed of, for example, a current collector formed of a metal material such as copper or aluminum, and an active material layer bound on the current collector. The active material layer generally contains an electrode binder (binder) for binding the active material to the current collector. In recent years, attempts have been made to use polyacrylic acid, which is an inexpensive polymer compound, as the electrode binder. For example, Patent Literature 1 discloses an electrode binder including lithium polyacrylate and sodium polyacrylate. Patent Literature 2 discloses an electrode binder including polyacrylic acid and polyethyleneimine. Patent Literature 3 discloses an electrode binder containing polyacrylic acid and an amine compound.

特開2009−080971号公報JP 2009-080971 A 特開2009−135103号公報JP 2009-135103 A 特開2003−003031号公報JP-A-2003-003031

本研究者らによる鋭意研究の結果、ポリアクリル酸と、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を、二次電池等の蓄電装置の負極用バインダーとして用いることにより、負極活物質層の密着性が向上することを見出した。   As a result of diligent research by the present researchers, a polymer compound obtained by condensing polyacrylic acid, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, into a secondary battery It has been found that the use as a binder for a negative electrode of a power storage device improves the adhesiveness of a negative electrode active material layer.

この発明の目的は、蓄電装置の負極用バインダーとして用いた場合に、負極活物質層の密着性を向上させることのできる高分子化合物を提供すること、負極活物質層の密着性を向上させることのできる負極用バインダーを提供すること、及び負極用バインダーとして用いられる高分子化合物を得るための中間組成物を提供することにある。また、その高分子化合物を負極バインダーとして用いた負極電極、蓄電装置、及び負極電極用スラリーを提供することにある。また、その高分子化合物の製造方法、及び負極電極の製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polymer compound that can improve the adhesion of a negative electrode active material layer when used as a binder for a negative electrode of a power storage device, and to improve the adhesion of a negative electrode active material layer. It is an object of the present invention to provide a binder for a negative electrode that can be used , and to provide an intermediate composition for obtaining a polymer compound used as a binder for a negative electrode . Another object of the present invention is to provide a negative electrode, a power storage device, and a slurry for the negative electrode using the polymer compound as a negative electrode binder. Another object is to provide a method for producing the polymer compound and a method for producing a negative electrode.

請求項に記載の発明は、リアクリル酸により構成される鎖状構造と、前記鎖状構造内又は鎖状構造間におけるカルボン酸側鎖同士を接続する架橋構造とを有し、前記架橋構造は、下記一般式(2)〜(4)から選ばれる少なくとも一種の架橋構造であることを特徴とする。 The invention of claim 1 has a chain structure constituted by Po Riakuriru acid, and a cross-linked structure that connects the carboxylic acid side chain with each other between the chain-like structure in or chain structure, said bridge structure Is characterized by being at least one kind of crosslinked structure selected from the following general formulas (2) to (4).

(PAAは、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造を示し、Xは、下記一般式(5)に示す構造である。) (PAA indicates a chain structure composed of polyacrylic acid, and X is a structure represented by the following general formula (5).)

(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基であり、Zは、炭素骨格からなる環状構造であり、A1,A2はそれぞれ独立して水素原子又はカルボニル炭素であり、nは1〜5の整数である。)
請求項に記載の発明は、請求項に記載の高分子化合物において、前記架橋構造におけるZは、2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多環式の環状構造であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、蓄電装置の負極用バインダーであって、請求項1又は請求項2に記載の高分子化合物を含有することを特徴とする。
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group, Z is a cyclic structure having a carbon skeleton, A1 and A2 are each independently a hydrogen atom or a carbonyl carbon, and n is an integer of 1 to 5.)
The invention according to claim 2 is the polymer compound according to claim 1 , wherein Z in the crosslinked structure is a polycyclic ring structure in which a ring structure having two or more carbon skeletons is linked. Features.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a negative electrode binder for a power storage device, comprising the polymer compound according to the first or second aspect.

請求項に記載の発明は、請求項3に記載の負極用バインダーとして用いられる高分子化合物の中間組成物であって、ポリアクリル酸と、下記一般式(1)に示す多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸と、非水溶媒とを含有し、液状をなし、前記多官能アミンに対する前記多官能カルボン酸の配合割合(多官能カルボン酸/多官能アミン)が0.14以下であることを特徴とする。 The invention according to claim 4 is an intermediate composition of a polymer compound used as the binder for a negative electrode according to claim 3 , wherein polyacrylic acid, a polyfunctional amine represented by the following general formula (1), It contains a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, and a non-aqueous solvent, to name a liquid, the mixing ratio of the polyfunctional carboxylic acid to polyfunctional amine (polyfunctional carboxylic acid / polyfunctional amine) 0 .14 or less .

(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。)
請求項5に記載の発明は、請求項3に記載の負極用バインダーとして用いられる高分子化合物の中間組成物であって、ポリアクリル酸と、下記一般式(1)に示す多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸と、非水溶媒とを含有し、液状をなし、前記多官能カルボン酸は、カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多官能カルボン酸、及び非対称の分子構造を有する多官能カルボン酸から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする。
(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。)
請求項6に記載の発明は、請求項4又は請求項5に記載の中間組成物において、前記多官能カルボン酸は、カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多環式の多官能カルボン酸であることを特徴とする。
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group.)
The invention according to claim 5 is an intermediate composition of a polymer compound used as the binder for a negative electrode according to claim 3, wherein polyacrylic acid, a polyfunctional amine represented by the following general formula (1), It contains a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure and a non-aqueous solvent and is in a liquid form, and the polyfunctional carboxylic acid is a polyfunctional carboxylic acid having a linked cyclic structure comprising two or more carbon skeletons having a carboxyl group. It is characterized by being at least one selected from carboxylic acids and polyfunctional carboxylic acids having an asymmetric molecular structure.
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group.)
According to a sixth aspect of the present invention, in the intermediate composition according to the fourth or fifth aspect, the polyfunctional carboxylic acid has a polycyclic structure in which a cyclic structure composed of two or more carbon skeletons having a carboxyl group is connected. It is a polyfunctional carboxylic acid of the formula.

請求項7に記載の発明は、請求項又は請求項に記載の高分子化合物の製造方法であって、ポリアクリル酸と、下記一般式(1)に示す多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを、150℃〜230℃の温度で加熱することを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the method for producing a polymer compound according to claim 1 or 2 , wherein polyacrylic acid, a polyfunctional amine represented by the following general formula (1), and a cyclic molecule The method is characterized in that the polyfunctional carboxylic acid having a structure is heated at a temperature of 150C to 230C.

(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。)
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の高分子化合物の製造方法において、前記ポリアクリル酸と、前記多官能アミンと、前記多官能カルボン酸と、非水溶媒とを含有する中間組成物を、40℃〜140℃の温度で予備加熱した後に、150℃〜230℃の温度で加熱することを特徴とする。
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group.)
According to an eighth aspect of the present invention, in the method for producing a polymer compound according to the seventh aspect, an intermediate containing the polyacrylic acid, the polyfunctional amine, the polyfunctional carboxylic acid, and a non-aqueous solvent. The method is characterized in that the composition is pre-heated at a temperature of 40C to 140C and then heated at a temperature of 150C to 230C.

請求項9に記載の発明は、蓄電装置の負極電極であって、請求項3に記載の負極用バインダーと、負極活物質とを備え、前記負極活物質として、リチウムを吸蔵及び放出し得る炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、及びリチウムと合金化可能な元素を有する化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする。 According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a negative electrode of a power storage device, comprising: the negative electrode binder according to the third aspect; and a negative electrode active material, wherein the negative electrode active material is a carbon capable of occluding and releasing lithium. It is characterized by containing at least one selected from a system material, an element capable of being alloyed with lithium, and a compound having an element capable of being alloyed with lithium.

請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の負極電極において、前記負極活物質として、CaSiから脱カルシウム化反応を経て得られるシリコン材料、Si、及びSiO(02)から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする。 The invention according to claim 10, in the negative electrode according to claim 9, wherein the negative electrode active material, silicon material obtained through the decalcified reaction from CaSi 2, Si, and SiO V (0 <v 2 ) Is at least one selected from the group consisting of:

請求項11に記載の発明の蓄電装置は、請求項9又は請求項10に記載の負極電極と、非水電解質とを備えることを特徴とする。
請求項12に記載の発明は、蓄電装置の負極電極の製造に用いられる負極電極用スラリーであって、請求項4〜6のいずれか一項に記載の中間組成物と、負極活物質と、溶剤とを含有し、前記負極活物質として、リチウムを吸蔵及び放出し得る炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、及びリチウムと合金化可能な元素を有する化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする。
A power storage device according to an eleventh aspect of the present invention includes the negative electrode according to the ninth or tenth aspect and a non-aqueous electrolyte.
The invention according to claim 12 is a slurry for a negative electrode used for manufacturing a negative electrode of a power storage device, the intermediate composition according to any one of claims 4 to 6 , a negative electrode active material, Containing a solvent, and as the negative electrode active material, containing at least one selected from a carbon-based material capable of inserting and extracting lithium, an element capable of being alloyed with lithium, and a compound having an element capable of being alloyed with lithium. It is characterized by the following.

請求項13に記載の発明は、蓄電装置の負極電極の製造方法であって、請求項12に記載の負極電極用スラリーを用いて、集電体に対して負極活物質層を形成することを特徴とする。   According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a negative electrode of a power storage device, wherein the negative electrode active material layer is formed on a current collector using the negative electrode slurry according to the twelfth aspect. Features.

請求項14に記載の発明は、請求項13に記載の負極電極の製造方法において、前記負極電極用スラリーは、前記負極活物質として、CaSiから脱カルシウム化反応を経て得られるシリコン材料、Si、及びSiO(02)から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the method for producing a negative electrode according to the thirteenth aspect, the slurry for the negative electrode includes a silicon material obtained through a decalcification reaction from CaSi 2 as the negative electrode active material; , And SiO V (0 < v 2).

本発明によれば、負極活物質層の密着性を向上させることができる。   According to the present invention, the adhesion of the negative electrode active material layer can be improved.

以下、本発明を具体化した実施形態を詳細に説明する。
本実施形態の高分子化合物は、(A)ポリアクリル酸と、(B)多官能アミンと、(C)多官能カルボン酸とが縮合してなる高分子化合物である。
Hereinafter, embodiments embodying the present invention will be described in detail.
The polymer compound of the present embodiment is a polymer compound obtained by condensing (A) polyacrylic acid, (B) a polyfunctional amine, and (C) a polyfunctional carboxylic acid.

(A)ポリアクリル酸は、アクリル酸を構成単位とするホモポリマーである。ポリアクリル酸の重量平均分子量は、特に限定されるものではないが、例えば、10,000〜2,000,000の範囲であることが好ましく、25,000〜1,800,000の範囲であることがより好ましく、50,000〜1,500,000の範囲であることが更に好ましい。   (A) Polyacrylic acid is a homopolymer having acrylic acid as a constituent unit. The weight average molecular weight of the polyacrylic acid is not particularly limited, but is preferably, for example, in the range of 10,000 to 2,000,000, and in the range of 25,000 to 1,800,000. More preferably, it is still more preferably in the range of 50,000 to 1,500,000.

(B)多官能アミンは、下記一般式(1)に示す構造を有する化合物である。   (B) The polyfunctional amine is a compound having a structure represented by the following general formula (1).

一般式(1)において、Yは炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子である。また、各ベンゼン環におけるYの結合位置は、アミノ基に対するオルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよい。 In the general formula (1), Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom. The bonding position of Y in each benzene ring may be any of the ortho, meta, and para positions with respect to the amino group.

Yが直鎖アルキル基及びフェニレン基である場合において、当該構造を構成する炭素原子には置換基が結合されていてもよい。例えば、直鎖アルキル基を構成する炭素原子に結合される置換基としては、メチル基、エチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、オキソ基が挙げられる。これらの置換基は、一種のみが結合されていてもよいし、二種以上が結合されていてもよい。また、一つの炭素原子に結合される置換基の数は、一つであってもよいし、二つであってもよい。また、直鎖アルキル基及びフェニレン基を構成する炭素原子に結合される置換基は、アミノ基、又はアミノ基を含む置換基であってもよく、この場合には、3以上のアミノ基を有する多官能アミンとなる。   When Y is a linear alkyl group or a phenylene group, a substituent may be bonded to a carbon atom constituting the structure. For example, examples of the substituent bonded to the carbon atom constituting the linear alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a methoxy group, an ethoxy group, and an oxo group. . Only one of these substituents may be bonded, or two or more thereof may be bonded. Further, the number of substituents bonded to one carbon atom may be one or two. Further, the substituent bonded to the carbon atom constituting the straight-chain alkyl group and the phenylene group may be an amino group or a substituent containing an amino group. In this case, the substituent has three or more amino groups. It becomes a polyfunctional amine.

一般式(1)において、R1,R2は、それぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。R1がメチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である場合において、R1の結合位置は、アミノ基に対するオルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよい。R2についても同様である。   In the general formula (1), R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, or a methoxy group. When R1 is a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, or a methoxy group, the bonding position of R1 may be any of the ortho, meta, and para positions with respect to the amino group. The same applies to R2.

(B)多官能アミンの具体例について記載する。
Yが直鎖アルキル基である多官能アミンとしては、例えば、3,3’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、3,4’−ジアミノジフェニルメタン、4,4’−エチレンジアニリン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、1,1−ビス(4−アミノフェニル)シクロヘキサン、9、9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、4,4’−ジアミノベンゾフェノン、4,4’−メチレンビス(2−エチル−6−メチルアニリン)、パラローズアニリンが挙げられる。
(B) Specific examples of the polyfunctional amine will be described.
Examples of the polyfunctional amine in which Y is a linear alkyl group include 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,4′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-ethylenedianiline, , 4'-Diamino-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 1,1-bis (4-aminophenyl) cyclohexane, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 2,2'-bis (4-amino Phenyl) hexafluoropropane, 4,4'-diaminobenzophenone, 4,4'-methylenebis (2-ethyl-6-methylaniline), and pararoseaniline.

Yがフェニレン基である多官能アミンとしては、例えば、1,3,5−トリス(4−アミノフェニル)ベンゼンが挙げられる。Yが酸素原子である多官能アミンとしては、例えば、4,4’−ジアミノジフェニルエーテルが挙げられる。なお、1,3,5−トリス(4−アミノフェニル)ベンゼン、及びパラローズアニリンは、3つのアミノ基を有する三官能アミンである。上記の多官能アミンのうちの一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   Examples of the polyfunctional amine in which Y is a phenylene group include 1,3,5-tris (4-aminophenyl) benzene. Examples of the polyfunctional amine in which Y is an oxygen atom include 4,4'-diaminodiphenyl ether. In addition, 1,3,5-tris (4-aminophenyl) benzene and pararoseaniline are trifunctional amines having three amino groups. One of the above polyfunctional amines may be used alone, or two or more may be used in combination.

(B)多官能アミンの配合割合は、(B)多官能アミンのアミノ基の数に応じて設定される。すなわち、(A)ポリアクリル酸におけるカルボキシル基の数が、(B)多官能アミンにおけるアミノ基の数よりも多くなるように上記配合割合は設定される。換言すると、(B)多官能アミンにおけるアミノ基1当量に対して、(A)ポリアクリル酸におけるカルボキシル基が1当量以上となるように上記配合割合は設定される。なお、(A)ポリアクリル酸のカルボキシル基の数と(B)多官能アミンのアミノ基の数との比率(カルボキシル基/アミノ基比率)は、1〜15の範囲であることが好ましく、3〜10の範囲であることがより好ましい。   The blending ratio of (B) the polyfunctional amine is set according to the number of amino groups of the (B) polyfunctional amine. That is, the mixing ratio is set so that the number of carboxyl groups in (A) polyacrylic acid is larger than the number of amino groups in (B) the polyfunctional amine. In other words, the mixing ratio is set such that the carboxyl group in (A) polyacrylic acid is 1 equivalent or more with respect to 1 equivalent of amino group in (B) polyfunctional amine. The ratio (carboxyl group / amino group ratio) between (A) the number of carboxyl groups of polyacrylic acid and (B) the number of amino groups of the polyfunctional amine is preferably in the range of 1 to 15, and is preferably 3 to 15. More preferably, it is in the range of 10 to 10.

(C)多官能カルボン酸は、分子構造内に炭素骨格からなる環状構造を有し、当該環状構造に2つ以上のカルボキシル基が結合した化合物である。
炭素骨格からなる環状構造としては、例えば、4員環〜8員環の単環式の構造や、複数(例えば、2〜3)の4員環〜8員環が組み合わされた多環式の環状構造が挙げられる。4員環以上(環を構成する原子が4以上)の構造を採用することにより、加熱処理時における多官能カルボン酸の分解が抑制される。8員環以下の構造を採用することにより、環の運動が大きすぎるために、高分子化合物の熱収縮を抑制する効果が低下することが抑制される。
(C) The polyfunctional carboxylic acid is a compound having a cyclic structure having a carbon skeleton in a molecular structure, and two or more carboxyl groups bonded to the cyclic structure.
Examples of the cyclic structure having a carbon skeleton include, for example, a 4-membered to 8-membered monocyclic structure and a polycyclic structure in which a plurality of (for example, 2 to 3) 4- to 8-membered rings are combined. Cyclic structures. By employing a structure having four or more rings (the number of atoms constituting the ring is four or more), decomposition of the polyfunctional carboxylic acid during heat treatment is suppressed. By employing a structure having an eight-membered ring or less, the effect of suppressing thermal shrinkage of the polymer compound is suppressed from being reduced due to too large movement of the ring.

なお、炭素骨格からなる環状構造は、炭素原子のみからなる環状構造(炭素環構造)であってもよいし、炭素原子と他の原子とからなる環状構造(複素環構造)であってもよい。また、炭素骨格からなる環状構造には置換基が結合されていてもよい。   The cyclic structure composed of a carbon skeleton may be a cyclic structure composed only of carbon atoms (carbocyclic structure) or a cyclic structure composed of carbon atoms and other atoms (heterocyclic structure). . Further, a substituent may be bonded to the cyclic structure having a carbon skeleton.

炭素骨格からなる環状構造に結合されるカルボキシル基は、1又は2以上の酸無水物構造であってもよい。
また、多環式の環状構造は、複数の環状構造の間で環状構造を構成する一部の原子が共有された融合型の多環式の環状構造であってもよいし、2以上の環状構造が連結された連結型の多環式の環状構造であってもよい。融合型の多環式の環状構造を有する多官能カルボン酸を用いた場合には、負極活物質層の密着性の向上効果がより大きなものとなる。
The carboxyl group bonded to the cyclic structure having a carbon skeleton may be one or more acid anhydride structures.
Further, the polycyclic ring structure may be a fused polycyclic ring structure in which some atoms constituting the ring structure are shared among a plurality of ring structures, or two or more ring structures. It may be a linked polycyclic ring structure in which the structures are linked. When a polyfunctional carboxylic acid having a fused polycyclic structure is used, the effect of improving the adhesiveness of the negative electrode active material layer becomes greater.

また、連結型の多環式の環状構造を有する多官能カルボン酸の中では、カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多官能カルボン酸が好ましい。カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多官能カルボン酸において、環状構造同士は、直接連結されていても、特定の連結構造を介して連結されていてもよいが、特定の連結構造を介して連結されていることがより好ましい。特定の連結構造を介して連結されている場合には、当該構造部分における柔軟性が高くなる。特定の連結構造としては、例えば、直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の炭素数1〜4の炭素鎖、酸素原子、硫黄原子、スルホニル基、フェニレン基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。また、これらの連結構造には、置換基が結合されていてもよい。   Further, among the polyfunctional carboxylic acids having a linked polycyclic cyclic structure, a polyfunctional carboxylic acid having a linked cyclic structure composed of two or more carbon skeletons having a carboxyl group is preferable. In a polyfunctional carboxylic acid in which a cyclic structure composed of two or more carbon skeletons having a carboxyl group is linked, the cyclic structures may be directly linked, or may be linked via a specific linking structure, More preferably, they are connected via a specific connection structure. When connected via a specific connection structure, the flexibility of the structural portion is increased. Specific connection structure, for example, a linear or branched alkyl group, an alkenyl group, a carbon chain having 1 to 4 carbon atoms such as an alkynyl group, an oxygen atom, a sulfur atom, a sulfonyl group, a phenylene group, and a combination thereof. No. Further, a substituent may be bonded to these linking structures.

(C)多官能カルボン酸の具体例としては、フタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、1,2,4−シクロヘキサントリカルボン酸、1,3,5−シクロヘキサントリカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸、1,2,3,4,5,6−シクロヘキサンヘキサカルボン酸、1,3−アダマンタンジカルボン酸、1,2−シクロペンタンジカルボン酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,1,3−シクロペンタントリカルボン酸、1,2,4−シクロペンタントリカルボン酸、1,3,4−シクロペンタントリカルボン酸、2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。   (C) Specific examples of the polyfunctional carboxylic acid include phthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,3,5-cyclohexanetricarboxylic acid, 1,2,4 and 5-cyclohexanetetracarboxylic acid, 1,2,3,4,5,6-cyclohexanehexacarboxylic acid, 1,3-adamantanedicarboxylic acid, 1,2-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,3-cyclopentanedicarboxylic acid, 1,1,3-cyclopentanetricarboxylic acid, 1,2,4-cyclopentanetricarboxylic acid, 1,3,4-cyclopentanetricarboxylic acid, 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid, bicyclo [2. 2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride.

融合型の多環式の環状構造を有する多官能カルボン酸の具体例としては、1,4−ナフタレンジカルボン酸、1,8−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物が挙げられる。   Specific examples of the polyfunctional carboxylic acid having a fused polycyclic ring structure include 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 1,8-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 3,4,9 , 10-Perylenetetracarboxylic dianhydride.

カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が直接、連結された多官能カルボン酸の具体例としては、2,2’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4’−ビフタル酸無水物が挙げられる。   Specific examples of the polyfunctional carboxylic acid in which a cyclic structure composed of two or more carbon skeletons having a carboxyl group are directly linked include 2,2′-biphenyldicarboxylic acid, 3,3′-biphenyldicarboxylic acid, 4,4 '-Biphenyldicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, and 4,4'-biphthalic anhydride.

炭素骨格からなる環状構造同士が特定の連結構造を介して連結された多官能カルボン酸の具体例としては、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物、3,4’−オキシジフタル酸、4,4’−(エチン−1,2−ジイル)ジフタル酸無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、4,4’−(4,4’−イソプロピリデンジフェノキシ)ジフタル酸無水物、3,3’,4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸無水物が挙げられる。   Specific examples of the polyfunctional carboxylic acid in which cyclic structures having a carbon skeleton are linked to each other via a specific linking structure include 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride and 4,4′- Oxydiphthalic anhydride, 3,4′-oxydiphthalic acid, 4,4 ′-(ethyne-1,2-diyl) diphthalic anhydride, 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, 4, 4 '-(4,4'-isopropylidene diphenoxy) diphthalic anhydride and 3,3', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic anhydride.

上記の多官能カルボン酸のうちの一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
(C)多官能カルボン酸の配合割合は、モル比において、(B)多官能アミンと(C)多官能カルボン酸との比率(多官能アミンのアミノ基の数/多官能カルボン酸のカルボキシル基の数)が、7〜25の範囲となる配合割合であることが好ましく、5〜15の範囲となる配合割合であることがより好ましい。
One of the above polyfunctional carboxylic acids may be used alone, or two or more may be used in combination.
The mixing ratio of the (C) polyfunctional carboxylic acid is, in molar ratio, the ratio of (B) the polyfunctional amine to the (C) polyfunctional carboxylic acid (the number of amino groups of the polyfunctional amine / the carboxyl group of the polyfunctional carboxylic acid Is preferably in the range of 7 to 25, and more preferably in the range of 5 to 15.

また、(C)多官能カルボン酸の配合割合は、モル比において、(B)多官能アミンに対する比率(多官能カルボン酸のモル数/多官能アミンのモル数)が、0.05以上であることが好ましく、0.15以上であることがより好ましい。上記比率の上限値は、例えば、1.2である。当該比率を高く設定するほど、蓄電装置のサイクル特性が向上する一方、調製時に多官能カルボン酸が結晶化しやすい傾向がある。そのため、当該比率は、調製時に多官能カルボン酸が結晶化しない範囲において、高い値に設定することが好ましい。   In the molar ratio of (C) the polyfunctional carboxylic acid, the ratio (mol number of polyfunctional carboxylic acid / mol number of polyfunctional amine) to (B) polyfunctional amine is 0.05 or more. It is more preferably 0.15 or more. The upper limit of the above ratio is, for example, 1.2. As the ratio is set higher, the cycle characteristics of the power storage device improve, while the polyfunctional carboxylic acid tends to crystallize during preparation. Therefore, the ratio is preferably set to a high value within a range where the polyfunctional carboxylic acid does not crystallize during preparation.

なお、カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多官能カルボン酸や、トリメリット酸(トリメリット酸無水物)等の非対称の分子構造を有する多官能カルボン酸は、他の多官能カルボン酸と比較して結晶化が生じ難く、上記比率をより高い値に設定することができる。そのため、蓄電装置のサイクル特性をより高めることができる。   In addition, a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic structure composed of two or more carbon skeletons having a carboxyl group and a polyfunctional carboxylic acid having an asymmetric molecular structure such as trimellitic acid (trimellitic anhydride) are other The crystallization hardly occurs as compared with the above polyfunctional carboxylic acid, and the above ratio can be set to a higher value. Therefore, the cycle characteristics of the power storage device can be further improved.

本実施形態の高分子化合物は、(A)ポリアクリル酸、(B)多官能アミン、及び(C)多官能カルボン酸を溶媒中で混合する混合工程と、混合工程にて得られた中間組成物を加熱処理する加熱工程とを経ることにより得られる。   The polymer compound of the present embodiment includes a mixing step of mixing (A) polyacrylic acid, (B) a polyfunctional amine, and (C) a polyfunctional carboxylic acid in a solvent, and an intermediate composition obtained in the mixing step. And a heating step of heating the product.

混合工程は、(A)ポリアクリル酸と(B)多官能アミンと(C)多官能カルボン酸と溶媒とが混合されてなる液状の中間組成物を得る工程である。混合工程に用いる溶媒としては、(A)ポリアクリル酸、(B)多官能アミン、及び(C)多官能カルボン酸が溶解する溶媒を適宜選択して用いることができる。特に、溶解性向上の観点においては、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、炭酸プロピレン、γ−ブチロラクトン、エタノール、プロパノール等の非水溶媒を用いることが好ましい。   The mixing step is a step of obtaining a liquid intermediate composition formed by mixing (A) polyacrylic acid, (B) a polyfunctional amine, (C) a polyfunctional carboxylic acid, and a solvent. As the solvent used in the mixing step, a solvent in which (A) polyacrylic acid, (B) a polyfunctional amine, and (C) a polyfunctional carboxylic acid can be appropriately selected and used. In particular, from the viewpoint of improving solubility, it is preferable to use a non-aqueous solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, propylene carbonate, γ-butyrolactone, ethanol, and propanol.

加熱工程は、中間組成物を加熱処理することにより、中間組成物に含有される(A)ポリアクリル酸と(B)多官能アミンと(C)多官能カルボン酸とを縮合させる工程である。加熱工程における加熱温度は、架橋構造の形成を促進させる観点、すなわちアミド結合部やイミド結合部の効率的な形成の観点においては、150〜230℃の範囲であることが好ましく、180〜200℃の範囲であることがより好ましい。   The heating step is a step of subjecting the intermediate composition to a heat treatment to condense the polyacrylic acid (A), the polyfunctional amine (B), and the polyfunctional carboxylic acid (C) contained in the intermediate composition. The heating temperature in the heating step is preferably in the range of 150 to 230 ° C, and more preferably 180 to 200 ° C, from the viewpoint of promoting formation of a crosslinked structure, that is, from the viewpoint of efficient formation of an amide bond or an imide bond. More preferably, it is within the range.

中間組成物を加熱する際に、アミド結合及びイミド結合を形成する縮合反応を進行させるため、又は縮合反応の反応速度を高めるために、中間組成物に触媒を添加してもよい。上記触媒としては、例えば、1−メチルイミダゾール、2−メチルイミダゾール、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド、N,N’−カルボニルジイミダゾール、N,N’−ジイソプロピルカルボジイミド、1−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]−3−エチルカルボジイミド、塩酸1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド、ジフェニルリン酸アジド、BOP試薬等の脱水縮合触媒を好適に用いることができる。   When heating the intermediate composition, a catalyst may be added to the intermediate composition in order to promote a condensation reaction for forming an amide bond and an imide bond or to increase the reaction rate of the condensation reaction. Examples of the catalyst include 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, N, N′-dicyclohexylcarbodiimide, N, N′-carbonyldiimidazole, N, N′-diisopropylcarbodiimide, 1- [3- (dimethylamino) ) Propyl] -3-ethylcarbodiimide, 1-ethyl-3- (3-dimethylaminopropyl) carbodiimide hydrochloride, diphenylphosphoric acid azide, a dehydration condensation catalyst such as a BOP reagent can be suitably used.

なお、加熱工程に供される中間組成物は、予備加熱処理された中間組成物であることが好ましい。予備加熱処理の温度は、40〜140℃の範囲であることが好ましく、60〜130℃の範囲であることがより好ましい。予備加熱処理を行うことにより、中間組成物に含有される(A)ポリアクリル酸、(B)多官能アミン、及び(C)多官能カルボン酸が会合して、カルボキシル基とアミノ基の縮合反応が進行しやすい状態が形成される。その結果、加熱工程において、縮合反応を効率的に進行させることができる。予備加熱処理により、カルボキシル基とアミノ基の縮合反応が部分的に進行して、アミド結合部やイミド結合部が形成されてもよい。   Note that the intermediate composition to be subjected to the heating step is preferably an intermediate composition that has been preheated. The temperature of the preheating treatment is preferably in the range of 40 to 140C, more preferably in the range of 60 to 130C. By performing the preheating treatment, the polyacrylic acid (A), the polyfunctional amine (B), and the polyfunctional carboxylic acid (C) contained in the intermediate composition associate to form a condensation reaction between the carboxyl group and the amino group. Is formed in a state in which progress is easy. As a result, in the heating step, the condensation reaction can proceed efficiently. By the preheating treatment, the condensation reaction between the carboxyl group and the amino group partially proceeds, and an amide bond or an imide bond may be formed.

また、予備加熱処理された中間組成物を用いる場合、加熱工程は、中間組成物に含有される溶媒を除去した状態で行うことが好ましい。この場合には、(A)ポリアクリル酸と(B)多官能アミンと(C)多官能カルボン酸との縮合反応が進行しやすくなる。   In the case of using the intermediate composition that has been subjected to the preliminary heat treatment, the heating step is preferably performed in a state where the solvent contained in the intermediate composition has been removed. In this case, the condensation reaction of (A) polyacrylic acid, (B) polyfunctional amine, and (C) polyfunctional carboxylic acid easily proceeds.

そして、加熱工程を経ることにより、(A)ポリアクリル酸と(B)多官能アミンと(C)多官能カルボン酸とが縮合してなる高分子化合物が得られる。この高分子化合物は、(A)ポリアクリル酸のカルボキシル基と(B)多官能アミンのアミノ基との間にアミド結合又はイミド結合が形成されるとともに、(B)多官能アミンのアミノ基と(C)多官能カルボン酸のカルボキシル基との間にアミド結合又はイミド結合が形成されて、(A)ポリアクリル酸同士が架橋された構造をなしていると考えられる。つまり、高分子化合物は、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造と、その鎖状構造内又は鎖状構造間におけるカルボン酸側鎖同士を接続する架橋構造とを有している。そして、その架橋構造は、下記一般式(2)〜(4)から選ばれる少なくとも一種の架橋構造である。   Then, through a heating step, a polymer compound obtained by condensation of (A) polyacrylic acid, (B) polyfunctional amine and (C) polyfunctional carboxylic acid is obtained. In this polymer compound, an amide bond or an imide bond is formed between (A) a carboxyl group of polyacrylic acid and (B) an amino group of a polyfunctional amine, and (B) an amino group of the polyfunctional amine and It is considered that an amide bond or an imide bond is formed between (C) the carboxyl group of the polyfunctional carboxylic acid and (A) the polyacrylic acid has a crosslinked structure. That is, the polymer compound has a chain structure composed of polyacrylic acid and a crosslinked structure that connects carboxylic acid side chains within the chain structure or between the chain structures. The crosslinked structure is at least one type of crosslinked structure selected from the following general formulas (2) to (4).

一般式(2)〜(4)において、PAAは、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造を示している。また、Xは、下記一般式(5)に示す構造である。なお、イミド構造を有する一般式(3)〜(4)において、一つのイミド構造を構成する二つのカルボニル基は、それぞれ異なる鎖状構造に結合されるカルボニル基であってもよいし、同一の鎖状構造に結合されるカルボニル基であってもよい。例えば、イミド構造を構成する二つのカルボキニル基が、同一の鎖状構造における隣接する炭素に結合されるカルボニル基である場合、イミド構造としてマレイミド構造が形成される。 In the general formulas (2) to (4), PAA indicates a chain structure composed of polyacrylic acid. X has a structure represented by the following general formula (5). In the general formulas (3) and (4) having an imide structure, the two carbonyl groups constituting one imide structure may be carbonyl groups bonded to different chain structures, or may be the same. It may be a carbonyl group bonded to a chain structure. For example, when the two carbokinyl groups constituting the imide structure are carbonyl groups bonded to adjacent carbons in the same chain structure, a maleimide structure is formed as the imide structure.

一般式(5)において、Yは炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子である。また、各ベンゼン環におけるYの結合位置は、アミノ基に対するオルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよい。なお、一般式(5)におけるYは、一般式(1)におけるYに準じた構造となる。 In the general formula (5), Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom. The bonding position of Y in each benzene ring may be any of the ortho, meta, and para positions with respect to the amino group. Note that Y in the general formula (5) has a structure similar to Y in the general formula (1).

一般式(5)において、R1,R2は、それぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。R1がメチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である場合において、R1の結合位置は、アミノ基に対するオルト位、メタ位、パラ位のいずれであってもよい。R2についても同様である。なお、一般式(5)におけるR1,R2は、一般式(1)におけるR1,R2に準じた構造となる。   In the general formula (5), R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, or a methoxy group. When R1 is a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, or a methoxy group, the bonding position of R1 may be any of the ortho, meta, and para positions with respect to the amino group. The same applies to R2. Note that R1 and R2 in the general formula (5) have a structure similar to R1 and R2 in the general formula (1).

一般式(5)において、Zは炭素骨格からなる環状構造である。炭素骨格からなる環状構造としては、例えば、4員環〜8員環の単環式の構造や、複数の4員環〜8員環が組み合わされた多環式の構造が挙げられる。多環式の環状構造は、複数の環状構造の間で環状構造を構成する一部の原子が共有された融合型の多環式の環状構造であってもよいし、2以上の環状構造が連結された連結型の多環式の環状構造であってもよい。融合型の多環式の環状構造である場合には、負極活物質層の密着性の向上効果がより大きなものとなる。   In the general formula (5), Z is a cyclic structure having a carbon skeleton. Examples of the cyclic structure having a carbon skeleton include, for example, a 4-membered to 8-membered monocyclic structure and a polycyclic structure in which a plurality of 4-membered to 8-membered rings are combined. The polycyclic ring structure may be a fused polycyclic ring structure in which some atoms constituting the ring structure are shared among a plurality of ring structures, or two or more ring structures may be used. It may have a linked polycyclic ring structure. In the case of a fused polycyclic structure, the effect of improving the adhesiveness of the negative electrode active material layer becomes greater.

また、連結型の多環式の環状構造においては、2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された構造であることが好ましい。2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された構造において、環状構造同士は、直接連結されていても、特定の連結構造を介して連結されていてもよいが、特定の連結構造を介して連結されていることがより好ましい。特定の連結構造を介して連結されている場合には、当該構造部分における柔軟性が高くなる。特定の連結構造としては、例えば、直鎖又は分岐のアルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の炭素数1〜4の炭素鎖、酸素原子、硫黄原子、フェニレン基、及びこれらの組み合わせが挙げられる。また、これらの連結構造には、置換基が結合されていてもよい。   Further, in the connection type polycyclic ring structure, a structure in which a ring structure having two or more carbon skeletons is preferably connected. In a structure in which two or more carbon skeletons are connected to each other, the cyclic structures may be directly connected to each other or may be connected to each other via a specific connection structure. More preferably, they are connected. When connected via a specific connection structure, the flexibility of the structural portion is increased. Examples of the specific linking structure include a carbon chain having 1 to 4 carbon atoms such as a linear or branched alkyl group, alkenyl group, and alkynyl group, an oxygen atom, a sulfur atom, a phenylene group, and a combination thereof. Further, a substituent may be bonded to these linking structures.

なお、炭素骨格からなる環状構造は、炭素原子のみからなる環状構造(炭素環構造)であってもよいし、炭素原子と他の原子とからなる環状構造(複素環構造)であってもよい。また、炭素骨格からなる環状構造には置換基が結合されていてもよい。なお、一般式(5)におけるZは、(C)多官能カルボン酸に準じた構造となる。   The cyclic structure composed of a carbon skeleton may be a cyclic structure composed only of carbon atoms (carbocyclic structure) or a cyclic structure composed of carbon atoms and other atoms (heterocyclic structure). . Further, a substituent may be bonded to the cyclic structure having a carbon skeleton. Note that Z in the general formula (5) has a structure according to the polyfunctional carboxylic acid (C).

一般式(5)において、A1,A2は、それぞれ独立して、水素原子、又はカルボニル炭素である。A1が水素原子である場合、A1に結合する窒素原子は、アミド構造を構成し、A1がカルボニル炭素である場合、A1に結合する窒素原子は、イミド構造を構成する。A2についても同様である。なお、カルボニル炭素としては、ポリアクリル酸由来のカルボニル炭素、及び多官能カルボン酸由来のカルボニル炭素が該当する。多官能カルボン酸由来のカルボニル炭素は、一般式(2)〜(4)の架橋構造における一般式(5)に示す部分を構成するカルボニル炭素であってもよい。すなわち、架橋構造同士が網目状に結合した構造であってもよい。   In the general formula (5), A1 and A2 are each independently a hydrogen atom or a carbonyl carbon. When A1 is a hydrogen atom, the nitrogen atom bonded to A1 forms an amide structure, and when A1 is a carbonyl carbon, the nitrogen atom bonded to A1 forms an imide structure. The same applies to A2. In addition, carbonyl carbon derived from polyacrylic acid and carbonyl carbon derived from polyfunctional carboxylic acid correspond to the carbonyl carbon. The carbonyl carbon derived from the polyfunctional carboxylic acid may be a carbonyl carbon constituting a portion represented by the general formula (5) in the crosslinked structure of the general formulas (2) to (4). That is, a structure in which the crosslinked structures are connected in a mesh shape may be used.

一般式(5)において、nは1〜5の整数である。
高分子化合物は、その架橋構造において、アミド結合部及びイミド結合部の両方を有するものであることが好ましい。つまり、架橋構造として、少なくとも一般式(2)及び一般式(4)の架橋構造を有している、又は少なくとも一般式(3)の架橋構造を有していることが好ましい。
In the general formula (5), n is an integer of 1 to 5.
The polymer compound preferably has both an amide bond and an imide bond in its crosslinked structure. That is, it is preferable that the crosslinked structure has at least the crosslinked structures of the general formulas (2) and (4), or at least the crosslinked structure of the general formula (3).

また、高分子化合物は、二つのカルボキシル基が脱水縮合することにより形成される酸無水物構造(CO−O−CO)を分子構造内に有するものであってもよい。酸無水物構造は、同一の鎖状構造(PAA)内に形成される構造であってもよいし、異なる鎖状構造(PAA)間に形成される構造であってもよい。すなわち、酸無水物構造に含まれる二つのカルボニル炭素が、同一の鎖状構造(PAA)に結合されていてもよいし、それぞれ異なる鎖状構造(PAA)に結合されていてもよい。   Further, the polymer compound may have an acid anhydride structure (CO—O—CO) formed by dehydration condensation of two carboxyl groups in the molecular structure. The acid anhydride structure may be a structure formed in the same chain structure (PAA) or may be a structure formed between different chain structures (PAA). That is, two carbonyl carbons contained in the acid anhydride structure may be bonded to the same chain structure (PAA) or may be bonded to different chain structures (PAA).

また、本実施形態の高分子化合物は、一般式(5)に示す構造以外のその他の架橋構造を更に有するものであってもよい。その他の架橋構造としては、例えば、一般式(5)において「n=0」である架橋構造や、一般式(1)に該当しないその他の多官能アミンに由来する架橋構造が挙げられる。その他の架橋構造を付加することにより、高分子化合物の強度や柔軟性等の物性を調整することができる。   Further, the polymer compound of the present embodiment may further have another crosslinked structure other than the structure represented by the general formula (5). Examples of other crosslinked structures include a crosslinked structure in which “n = 0” in the general formula (5) and a crosslinked structure derived from other polyfunctional amines that do not correspond to the general formula (1). By adding another crosslinked structure, physical properties such as strength and flexibility of the polymer compound can be adjusted.

なお、その他の多官能アミンとしては、例えば、1,4−ジアミノブタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,8−ジアミノオクタン、2−アミノアニリン(1,2−フェニレンジアミン)、3−アミノアニリン(1,3−フェニレンジアミン)、4−アミノアニリン(1,4−フェニレンジアミン)、2,4−ジアミノピリジン、2,5−ジアミノピリジン、2,6-ジアミノピリジン、1,3−ジイミノイソインドリンが挙げられる。   In addition, as other polyfunctional amines, for example, 1,4-diaminobutane, 1,6-diaminohexane, 1,8-diaminooctane, 2-aminoaniline (1,2-phenylenediamine), 3-aminoaniline (1,3-phenylenediamine), 4-aminoaniline (1,4-phenylenediamine), 2,4-diaminopyridine, 2,5-diaminopyridine, 2,6-diaminopyridine, 1,3-diiminoiso And indoline.

次に、本実施形態の高分子化合物を負極用バインダーとして用いた負極電極を製造する方法の一例について記載する。
まず、負極活物質、負極用バインダー、溶剤を混合してスラリーを調製する。その際、必要に応じて導電助剤等の他の成分を更に混合してもよい。
Next, an example of a method for producing a negative electrode using the polymer compound of the present embodiment as a negative electrode binder will be described.
First, a negative electrode active material, a negative electrode binder, and a solvent are mixed to prepare a slurry. At that time, other components such as a conductive additive may be further mixed as necessary.

負極活物質としては、二次電池等の蓄電装置の負極活物質として用いられる公知の物質、例えば、炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、及びリチウムと合金化可能な元素を有する化合物を用いることができる。   As the negative electrode active material, a known material used as a negative electrode active material of a power storage device such as a secondary battery, for example, a carbon-based material, an element capable of being alloyed with lithium, and a compound including an element capable of being alloyed with lithium. Can be used.

炭素系材料としては、例えば、リチウムを吸蔵及び放出可能な炭素系材料を用いることができ、その具体例としては、難黒鉛化性炭素、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭素、カーボンブラック類が挙げられる。   As the carbon-based material, for example, a carbon-based material capable of inserting and extracting lithium can be used. Specific examples thereof include non-graphitizable carbon, natural graphite, artificial graphite, cokes, graphites, and glassy materials. Carbons, fired organic polymer compounds, carbon fibers, activated carbon, and carbon blacks may be mentioned.

リチウムと合金化可能な元素としては、例えば、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、Ag、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Biが挙げられる。これらのなかでも、Siが特に好ましい。   Elements that can be alloyed with lithium include, for example, Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, In, Si, Ge, Sn, Pb, Sb and Bi are mentioned. Of these, Si is particularly preferred.

リチウムと合金化可能な元素を有する化合物としては、例えば、Na、K、Rb、Cs、Fr、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Ra、Ti、Ag、Zn、Cd、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Biから選ばれる元素を有する化合物が挙げられる。これらのなかでも、Siを有する化合物であるシリコン系材料が特に好ましい。   Examples of the compound having an element that can be alloyed with lithium include Na, K, Rb, Cs, Fr, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra, Ti, Ag, Zn, Cd, Al, Ga, and In. , Si, Ge, Sn, Pb, Sb, and a compound having an element selected from Bi. Among these, a silicon-based material that is a compound having Si is particularly preferable.

シリコン系材料としては、例えば、SiB、SiB、MgSi、NiSi、TiSi、MoSi、CoSi、NiSi、CaSi、CrSi、CuSi、FeSi、MnSi、NbSi、TaSi、VSi、WSi、ZnSi、SiC、Si、SiO、SiO(0<V≦2)、SnSiO、LiSiOが挙げられる。これらのなかでも、SiO(0<V≦2)が特に好ましい。 Examples of the silicon-based material include SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 , SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, SiO V (0 <V ≦ 2), SnSiO 3 , and LiSiO. Among them, SiO V (0 <V ≦ 2) is particularly preferable.

また、シリコン系材料として、国際公開2014/080608号に開示される、CaSiから脱カルシウム化反応を経て得られるシリコン材料を用いることもできる。上記シリコン材料は、例えば、CaSiを酸(例えば、塩酸やフッ化水素)で処理して得られる層状ポリシランを、脱カルシウム化(例えば、300〜1000℃の加熱処理)して得られるシリコン材料である。本実施形態の高分子化合物は、充放電時における膨張収縮の度合が大きい負極活物質であるシリコン系材料と組み合わせて用いることが特に好ましい。なお、負極活物質として、上記の物質のうちの一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 Further, as the silicon-based material, a silicon material obtained through a decalcification reaction from CaSi 2 disclosed in International Publication No. 2014/080608 can also be used. The silicon material is, for example, a silicon material obtained by subjecting a layered polysilane obtained by treating CaSi 2 to an acid (for example, hydrochloric acid or hydrogen fluoride) to decalcification (for example, a heat treatment at 300 to 1000 ° C.). It is. The polymer compound of the present embodiment is particularly preferably used in combination with a silicon-based material that is a negative electrode active material having a large degree of expansion and contraction during charge and discharge. Note that as the negative electrode active material, only one of the above substances may be used, or two or more of the above substances may be used in combination.

スラリーに混合される負極用バインダーとしては、上記中間組成物が用いられる。
また、負極用バインダーとして、他の負極用バインダーを併用してもよい。他の負極用バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリ四フッ化エチレン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリイミド、ポリアミドイミド、カルボキシメチルセルロース、ポリ塩化ビニル、メタクリル樹脂、ポリアクリロニトリル、変性ポリフェニレンオキシド、ポリエチレンオキシド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル酸、フェノール樹脂が挙げられる。
The above-mentioned intermediate composition is used as a binder for a negative electrode mixed with the slurry.
Further, another binder for the negative electrode may be used in combination as the binder for the negative electrode. As other negative electrode binders, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyimide, polyamideimide, carboxymethylcellulose, polyvinyl chloride, methacrylic resin, polyacrylonitrile, modified polyphenylene oxide, polyethylene oxide, Examples include polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, and phenol resin.

また、他の負極用バインダーとして、ポリアクリル酸と、一般式(1)に示す構造の多官能アミンとが縮合してなる高分子化合物、すなわちポリアクリル酸からなる鎖状構造と、一般式(5)において「n=0」である架橋構造とを有する高分子化合物とを有する高分子化合物を用いてもよい。   Further, as another negative electrode binder, a polymer compound obtained by condensation of polyacrylic acid and a polyfunctional amine having a structure represented by the general formula (1), that is, a chain structure composed of polyacrylic acid, and a general formula ( In 5), a polymer compound having a crosslinked structure where “n = 0” may be used.

これらの他の負極用バインダーのうち、一種のみを併用してもよいし、二種以上を併用してもよい。なお、他の負極用バインダーを併用する場合には、負極用バインダーの総固形分に対して、中間組成物の固形分が1質量%以上含まれていることが好ましく、10質量%以上含まれていることがより好ましい。   Among these other negative electrode binders, only one kind may be used in combination, or two or more kinds may be used in combination. When another binder for a negative electrode is used in combination, the solid content of the intermediate composition is preferably 1% by mass or more, preferably 10% by mass or more, based on the total solid content of the negative electrode binder. Is more preferable.

負極活物質と負極用バインダーとの質量比における配合割合(負極活物質:負極用バインダー)は、負極活物質及び負極用バインダーの種類に応じて適宜設定することができる。上記配合割合は、例えば、5:3〜99:1の範囲であることが好ましく、3:1〜97:3の範囲であることがより好ましく、16:3〜95:5の範囲であることが更に好ましい。   The mixing ratio (negative electrode active material: negative electrode binder) in the mass ratio between the negative electrode active material and the negative electrode binder can be appropriately set according to the types of the negative electrode active material and the negative electrode binder. The compounding ratio is, for example, preferably in the range of 5: 3 to 99: 1, more preferably in the range of 3: 1 to 97: 3, and in the range of 16: 3 to 95: 5. Is more preferred.

溶剤としては、二次電池等の蓄電装置の電極の作製時に用いられる公知の溶剤を、負極活物質及び負極用バインダーの種類に応じて適宜用いることができる。溶剤の具体例としては、N−メチル−2−ピロリドン、メタノール、メチルイソブチルケトンが挙げられる。   As the solvent, a known solvent used at the time of manufacturing an electrode of a power storage device such as a secondary battery can be used as appropriate depending on the types of the negative electrode active material and the negative electrode binder. Specific examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, methanol, and methyl isobutyl ketone.

導電助剤としては、二次電池等の蓄電装置の負極電極に用いられる公知の導電助剤を用いることができる。導電助剤の具体例としては、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック等が挙げられる。これらの導電助剤のうち、一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   As the conductive additive, a known conductive additive used for a negative electrode of a power storage device such as a secondary battery can be used. Specific examples of the conductive additive include acetylene black, carbon nanotube, and Ketjen black. Among these conductive assistants, only one kind may be used, or two or more kinds may be used in combination.

なお、スラリー中に導電助剤を含有させる場合には、導電助剤と共に分散剤を含有させることが好ましい。分散剤の具体例としては、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、トリアジン化合物等が挙げられる。これらの分散剤のうち、一種のみを用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。   When a conductive auxiliary is contained in the slurry, a dispersant is preferably contained together with the conductive auxiliary. Specific examples of the dispersant include polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, and a triazine compound. Of these dispersants, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.

次いで、上記のスラリーを集電体に塗布して、集電体の表面にスラリーからなる負極活物質層を形成する。その後、負極活物質層に含有される溶媒(スラリーの溶剤、及び上記中間組成物に含有される溶媒)を除去して、負極活物質層を乾燥させるとともに、加熱処理することにより負極活物質層を硬化させる。この加熱処理により、上記中間組成物に含有される(A)ポリアクリル酸と(B)多官能アミンと(C)多官能カルボン酸とが縮合して、負極活物質層中に本実施形態の高分子化合物が形成される。なお、上記加熱処理は、負極活物質層に溶媒が含まれている状態で行うこともできるが、先に乾燥処理を行い、負極活物質層を乾燥させた状態として行うことがより好ましい。   Next, the above slurry is applied to a current collector to form a negative electrode active material layer made of the slurry on the surface of the current collector. Thereafter, the solvent (the solvent of the slurry and the solvent contained in the intermediate composition) contained in the negative electrode active material layer is removed, and the negative electrode active material layer is dried and heat-treated. To cure. By this heat treatment, (A) the polyacrylic acid, (B) the polyfunctional amine, and (C) the polyfunctional carboxylic acid contained in the intermediate composition are condensed to form a negative active material layer of the present embodiment in the negative electrode active material layer. A polymer compound is formed. Note that the above heat treatment can be performed in a state where the solvent is contained in the negative electrode active material layer. However, it is more preferable that the heat treatment be performed in a state where the drying treatment is performed first and the negative electrode active material layer is dried.

乾燥処理及び加熱処理の具体的方法としては、例えば、常圧下又は減圧下において、熱風、赤外線、マイクロ波、高周波等の熱源を用いて加熱する方法が挙げられる。加熱処理を行う際には、負極活物質層側から加熱するよりも集電体側から加熱することが好ましい。また、乾燥処理は、高温で素早く加熱するよりも、低温でゆっくりと加熱することが好ましく、加熱処理は、低温でゆっくり加熱するよりも、高温で素早く加熱することが好ましい。このように加熱することにより、蓄電装置の特性(初期効率やサイクル特性)を高めることができる。   As a specific method of the drying treatment and the heat treatment, for example, a method of heating under a normal pressure or a reduced pressure by using a heat source such as hot air, infrared rays, microwaves, and high-frequency waves is used. When performing the heat treatment, it is preferable to heat from the current collector side rather than from the negative electrode active material layer side. In the drying treatment, it is preferable to heat slowly at a low temperature rather than quickly at a high temperature. In the heating treatment, it is preferable to heat quickly at a high temperature rather than slowly at a low temperature. By heating in this manner, characteristics (initial efficiency and cycle characteristics) of the power storage device can be improved.

集電体としては、二次電池等の蓄電装置の負極用の集電体として用いられる公知の金属材料を用いることができる。集電体として利用できる金属材料としては、例えば、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、錫、インジウム、チタン、ルテニウム、タンタル、モリブデン、ステンレスが挙げられる。   As the current collector, a known metal material used as a current collector for a negative electrode of a power storage device such as a secondary battery can be used. Examples of the metal material that can be used as the current collector include silver, copper, gold, aluminum, magnesium, tungsten, cobalt, zinc, nickel, iron, platinum, tin, indium, titanium, ruthenium, tantalum, molybdenum, and stainless steel. Can be

本実施形態の高分子化合物を負極用バインダーとして用いた負極電極は、電解質として非水電解質を備える非水系の蓄電装置に好適に用いることができる。蓄電装置としては、例えば、二次電池、電気二重層コンデンサ、リチウムイオンキャパシタが挙げられる。また、こうした蓄電装置は、電気自動車及びハイブリッド自動車のモータ駆動用の非水系二次電池や、パソコン、携帯通信機器、家電製品、オフィス機器、産業機器等に利用される非水系二次電池として有用である。   The negative electrode using the polymer compound of the present embodiment as a negative electrode binder can be suitably used for a non-aqueous power storage device including a non-aqueous electrolyte as an electrolyte. Examples of the power storage device include a secondary battery, an electric double layer capacitor, and a lithium ion capacitor. Further, such a power storage device is useful as a non-aqueous secondary battery for driving motors of electric vehicles and hybrid vehicles, and a non-aqueous secondary battery used in personal computers, portable communication devices, home appliances, office equipment, industrial equipment, and the like. It is.

次に、本実施形態の効果について記載する。
(1)本実施形態の高分子化合物は、(A)ポリアクリル酸と、(B)多官能アミンと、(C)多官能カルボン酸とが縮合してなる高分子化合物である。また、本実施形態の高分子化合物は、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造と、鎖状構造内又は鎖状構造間におけるカルボン酸側鎖同士を接続する架橋構造とを有し、架橋構造は、上記一般式(2)〜(4)から選ばれる少なくとも一種の架橋構造である。
Next, effects of the present embodiment will be described.
(1) The polymer compound of the present embodiment is a polymer compound obtained by condensing (A) polyacrylic acid, (B) a polyfunctional amine, and (C) a polyfunctional carboxylic acid. Further, the polymer compound of the present embodiment has a chain structure composed of polyacrylic acid and a cross-linked structure that connects carboxylic acid side chains within the chain structure or between the chain structures, and has a cross-linked structure. Is at least one kind of crosslinked structure selected from the general formulas (2) to (4).

本実施形態の高分子化合物を負極用バインダーとして用いることにより、負極活物質層の密着性が向上する。
ポリアクリル酸により構成される鎖状構造は、熱を加えられた際に熱収縮しやすい性質を有している。そして、負極用バインダーとして用いられる高分子化合物において、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造が熱収縮した状態となると、局所的に作用する応力負荷を緩和するという鎖状構造の能力が弱められてしまう。例えば、負極活物質層を硬化させる加熱処理時に加えられる熱や、縮合時(アミド結合の形成時)に生じる反応熱によって、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造が熱収縮する場合がある。
By using the polymer compound of the present embodiment as a negative electrode binder, the adhesiveness of the negative electrode active material layer is improved.
The chain structure composed of polyacrylic acid has a property of easily contracting when heat is applied. In the polymer compound used as the binder for the negative electrode, when the chain structure made of polyacrylic acid is in a heat-shrinked state, the ability of the chain structure to relieve a locally applied stress load is weakened. Would. For example, a chain structure made of polyacrylic acid may be thermally contracted by heat applied during heat treatment for curing the negative electrode active material layer or reaction heat generated during condensation (at the time of formation of an amide bond).

本実施形態の高分子化合物は、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造の間に、(B)多官能アミン由来の複数のベンゼン環構造と、(C)多官能カルボン酸由来の炭素骨格からなる環状構造とが介在されることによって、鎖状構造同士が接近し難くなっている。そのため、加熱処理時など、鎖状構造が高温下に曝されたとしても、鎖状構造の熱収縮が抑制されて、鎖状構造の応力を緩和する能力を好適に維持させることができる。したがって、本実施形態の高分子化合物は、応力を緩和する能力に優れたものであり、負極用バインダーとして用いることによって、負極活物質層の密着性を向上させることができる。また、負極活物質層の密着性が向上することにより、蓄電装置のサイクル特性も向上する。   The polymer compound of the present embodiment comprises (B) a plurality of benzene ring structures derived from a polyfunctional amine and (C) a carbon skeleton derived from a polyfunctional carboxylic acid between chain structures formed of polyacrylic acid. The presence of the annular structure makes it difficult for the chain structures to approach each other. Therefore, even when the chain structure is exposed to a high temperature, for example, during heat treatment, the heat shrinkage of the chain structure is suppressed, and the ability to relax the stress of the chain structure can be suitably maintained. Therefore, the polymer compound of the present embodiment is excellent in the ability to relieve stress, and can be used as a binder for a negative electrode to improve the adhesion of the negative electrode active material layer. In addition, the cycle characteristics of the power storage device are also improved by improving the adhesion of the negative electrode active material layer.

(2)上記一般式(5)に示す架橋構造の部分構造において、Yは炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子である。
上記構成によれば、架橋構造内に運動が可能な部分構造を有することにより、高分子化合物の伸縮性が向上する。これにより、本実施形態の高分子化合物を用いた負極用バインダーは、リチウム等の吸蔵及び放出に伴う膨張及び収縮による体積変化に対して追従しやすいものとなる。その結果、蓄電装置の電池特性が高められる。
(2) In the partial structure of the crosslinked structure represented by the general formula (5), Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom.
According to the above configuration, by having a movable partial structure in the crosslinked structure, the elasticity of the polymer compound is improved. Thereby, the binder for a negative electrode using the polymer compound of the present embodiment easily follows a volume change due to expansion and contraction caused by occlusion and release of lithium and the like. As a result, the battery characteristics of the power storage device are improved.

(3)上記一般式(5)に示す架橋構造の部分構造において、Zは、複数の環状構造の間で環状構造を構成する一部の原子が共有された融合型の多環式の環状構造である。
上記構成によれば、当該高分子化合物を負極用バインダーとして用いた際に、負極活物質層の密着性が更に向上する。
(3) In the partial structure of the crosslinked structure represented by the general formula (5), Z is a fused polycyclic cyclic structure in which some atoms constituting the cyclic structure are shared among a plurality of cyclic structures. It is.
According to the above configuration, when the polymer compound is used as a negative electrode binder, the adhesiveness of the negative electrode active material layer is further improved.

(4)上記一般式(5)に示す架橋構造の部分構造において、2以上の環状構造が連結された連結型の多環式の環状構造である。そして、(B)多官能アミンに由来する構造部分に対する(C)多官能カルボン酸に由来する構造部分の割合が、0.15以上である。   (4) In the partial structure of the crosslinked structure represented by the general formula (5), a linked polycyclic ring structure in which two or more ring structures are linked. The ratio of the structural part derived from the polyfunctional carboxylic acid (C) to the structural part derived from the polyfunctional amine (B) is 0.15 or more.

上記構成によれば、当該高分子化合物を負極用バインダーとして用いた際に、蓄電装置のサイクル特性が更に向上する。
(5)本実施形態の高分子化合物は、ポリアクリル酸のカルボキシル基と、多官能アミンのアミノ基とがアミド結合により結合した部位と、イミド結合により結合した部位とを有する。また、本実施形態の高分子化合物は、架橋構造として、少なくとも上記一般式(2)及び上記一般式(4)の架橋構造を有する、又は少なくとも上記一般式(3)の架橋構造を有する。
According to the above configuration, when the polymer compound is used as a binder for a negative electrode, the cycle characteristics of the power storage device are further improved.
(5) The polymer compound of the present embodiment has a site where a carboxyl group of polyacrylic acid and an amino group of a polyfunctional amine are bonded by an amide bond and a site where the carboxyl group is bonded by an imide bond. Further, the polymer compound of the present embodiment has, as a crosslinked structure, at least a crosslinked structure of the above general formula (2) and the above general formula (4), or at least a crosslinked structure of the above general formula (3).

上記構成によれば、負極活物質と混合されて負極電極を形成する状態において、その電極構造の強度が高められる。これにより、リチウム等の吸蔵及び放出に伴う膨張及び収縮による体積変化に対して、電極構造が維持されやすくなる。その結果、蓄電装置の特性を高める作用をより確実に得ることができる。   According to the above configuration, in a state where the negative electrode is formed by being mixed with the negative electrode active material, the strength of the electrode structure is increased. Accordingly, the electrode structure is easily maintained against a volume change due to expansion and contraction caused by occlusion and release of lithium and the like. As a result, the effect of improving the characteristics of the power storage device can be obtained more reliably.

また、上記構成によれば、非水電解質等の有機物に対する高分子化合物の溶解性が低下する。そのため、電気化学反応中の非水電解質への高分子化合物の溶出を抑制する効果も得られると考えられる。   Further, according to the above configuration, the solubility of the polymer compound in organic substances such as a non-aqueous electrolyte is reduced. Therefore, it is considered that the effect of suppressing the elution of the polymer compound into the nonaqueous electrolyte during the electrochemical reaction can also be obtained.

以下に、上記実施形態をさらに具体化した実施例について説明する。
<試験1>
ポリアクリル酸と、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合における負極活物質層の剥離強度、及び蓄電装置のサイクル特性について評価した。
Hereinafter, an example that further embodies the above embodiment will be described.
<Test 1>
Peeling of the negative electrode active material layer when a polymer compound obtained by condensing polyacrylic acid, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure is used as a negative electrode binder The strength and the cycle characteristics of the power storage device were evaluated.

また、比較として、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸を縮合していない高分子化合物、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸に代えて、非環状の分子構造を有する多官能カルボン酸を縮合させた高分子化合物、及びポリカルボン酸を負極用バインダーとして用いた場合における負極活物質層の剥離強度、及び蓄電装置のサイクル特性についても評価した。   Also, as a comparison, a polymer compound not condensing a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, a polyfunctional carboxylic acid having an acyclic molecular structure instead of a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, The peel strength of the negative electrode active material layer when the condensed polymer compound and the polycarboxylic acid were used as the negative electrode binder, and the cycle characteristics of the power storage device were also evaluated.

なお、以下では、ポリアクリル酸を「PAA」、N−メチル−2−ピロリドンを「NMP」と、それぞれ表記する。
(実施例1:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+トリメリット酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内にトリメリット酸600mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例1の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
In the following, polyacrylic acid is described as “PAA” and N-methyl-2-pyrrolidone is described as “NMP”.
(Example 1: PAA + 4,4'-diaminodiphenylmethane + trimellitic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. After 600 mg (2.85 mmol) of trimellitic acid was added to the flask and stirred at room temperature for 30 minutes, 8.2 g (20.1 mmol) of a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane was further added dropwise. And stirred at room temperature for 30 minutes. Then, the intermediate composition of Example 1 was obtained in the state of an NMP solution by performing a heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus.

(参考例1:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液62.1g(PAAのモノマー換算で86.2mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、参考例1の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Reference Example 1: PAA + 4,4'-diaminodiphenylmethane)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 62.1 g of this PAA / NMP solution (86.2 mmol in terms of PAA monomer) was added to a flask under a nitrogen atmosphere. Was taken in. 8.2 g (20.1 mmol) of a 50% by mass solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane in NMP was dropped into the flask, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the intermediate composition of Reference Example 1 was obtained in the form of an NMP solution by performing a heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus.

(参考例2:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+1,3,5−プロパントリカルボン酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に1,3,5−プロパントリカルボン酸502g(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、参考例2の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Reference Example 2: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + 1,3,5-propanetricarboxylic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. After 502 g (2.85 mmol) of 1,3,5-propanetricarboxylic acid was added to the flask and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes, 8.2 g of a 50% by mass solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane in NMP (20. 1 mmol) was added dropwise and stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus to obtain an intermediate composition of Reference Example 2 in the form of an NMP solution.

(シリコン材料の作製)
0℃で氷浴したフッ化水素を1質量%の濃度で含有する濃塩酸20mlに、CaSi5gを加えて1時間撹拌した後、水を加えて更に5分間撹拌した。反応液を濾過して得られた黄色粉体を水及びエタノールで洗浄し、これを減圧乾燥することにより、層状ポリシランを得た。得られた層状ポリシランをアルゴン雰囲気下で500℃に加熱することにより、ポリシランから水素が離脱したシリコン材料を得た。
(Production of silicon material)
5 g of CaSi 2 was added to 20 ml of concentrated hydrochloric acid containing 1% by mass of hydrogen fluoride which had been ice-bathed at 0 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. Then, water was added and the mixture was further stirred for 5 minutes. The yellow powder obtained by filtering the reaction solution was washed with water and ethanol, and dried under reduced pressure to obtain a layered polysilane. The obtained layered polysilane was heated to 500 ° C. in an argon atmosphere to obtain a silicon material in which hydrogen was released from the polysilane.

(電極シートの作製)
上記シリコン材料70質量部、天然黒鉛15質量部、アセチレンブラック5質量部、実施例1の中間組成物のNMP溶液10質量部を混合するとともに、この混合物にNMPを加えてスラリーを調製した。集電体としての30μmの電解銅箔の表面に対して、ドクターブレード法を用いてスラリーを膜状に塗布した。そして、スラリー中のNMPを揮発させて除去することにより、電解銅箔上に負極活物質層を形成した。次いで、ロールプレス機を用いて、負極活物質層の厚さが20μmとなるように電解銅箔及び負極活物質層を圧縮することにより、電解銅箔と負極活物質層を強固に密着接合させた。
(Preparation of electrode sheet)
70 parts by mass of the silicon material, 15 parts by mass of natural graphite, 5 parts by mass of acetylene black, and 10 parts by mass of the NMP solution of the intermediate composition of Example 1 were mixed, and NMP was added to the mixture to prepare a slurry. The slurry was applied to the surface of a 30 μm electrolytic copper foil as a current collector in a film form using a doctor blade method. Then, the negative electrode active material layer was formed on the electrolytic copper foil by volatilizing and removing NMP in the slurry. Next, by using a roll press, by compressing the electrolytic copper foil and the negative electrode active material layer so that the thickness of the negative electrode active material layer becomes 20 μm, the electrolytic copper foil and the negative electrode active material layer are firmly adhered and joined. Was.

その後、NMPが除去されて乾燥した状態の負極活物質層に対して、真空中(減圧下)にて180℃、2時間の加熱処理を行うことにより、負極活物質層に含まれる中間組成物を縮合反応させるとともに、負極活物質層を加熱硬化させた。これにより、架橋構造を有する高分子化合物を負極用バインダーとして含有する電極シートを得た。   Thereafter, the negative electrode active material layer in a state where the NMP is removed and dried is subjected to a heat treatment at 180 ° C. for 2 hours in a vacuum (under reduced pressure), so that the intermediate composition contained in the negative electrode active material layer is obtained. Was subjected to a condensation reaction, and the negative electrode active material layer was cured by heating. Thus, an electrode sheet containing a polymer compound having a crosslinked structure as a binder for a negative electrode was obtained.

また、実施例のNMP溶液に代えて、PAA、参考例1、2の中間組成物を用いて同様の電極シートを作製した。
(剥離強度の評価)
得られた電極シートを2.5cm×4cmに裁断したものを測定サンプルとして、剥離試験装置(MINEBEA社製、LTS−50N−S300)を用いて、JIS K 6854−1に準拠した90度剥離試験を行った。90度剥離試験にて測定された強度を線幅(2.5cm)で除算することにより、測定サンプルの剥離強度を算出した。その結果を表1に示す。なお、使用した剥離試験装置により測定可能な測定サンプルの剥離強度の上限値は1.8N/cmであり、この値を超えた場合については、「>1.8」とした。
Further, instead of the NMP solution of the example, a similar electrode sheet was produced using the intermediate compositions of PAA and Reference Examples 1 and 2.
(Evaluation of peel strength)
The obtained electrode sheet was cut into a size of 2.5 cm × 4 cm as a measurement sample, and a 90 ° peel test based on JIS K 6854-1 was performed using a peel test apparatus (manufactured by MINEBEA, LTS-50N-S300). Was done. The peel strength of the measurement sample was calculated by dividing the strength measured in the 90-degree peel test by the line width (2.5 cm). Table 1 shows the results. Note that the upper limit of the peel strength of the measurement sample that can be measured by the peel test apparatus used was 1.8 N / cm, and when it exceeded this value, it was set to “> 1.8”.

(リチウムイオン二次電池の作製)
電極シートを直径11mmの円形に裁断してなる負極電極(評価極)と、厚さ500μmの金属リチウム箔を直径13mmの円形に裁断してなる正極電極との間にセパレータを挟装して電極体電池とした。電池ケース内に、電極体電池を収容するとともに非水電解質を注入して、電池ケースを密閉することにより、リチウムイオン二次電池を得た。なお、セパレータとしては、ヘキストセラニーズ社製ガラスフィルター及びセルガード社製celgard2400を用いた。非水電解質としては、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを体積比1:1で混合した混合溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウムを1Mの濃度となるように溶解させた非水電解質を用いた。
(Production of lithium ion secondary battery)
A separator is sandwiched between a negative electrode (evaluation electrode) obtained by cutting an electrode sheet into a circle having a diameter of 11 mm and a positive electrode obtained by cutting a metal lithium foil having a thickness of 500 μm into a circle having a diameter of 13 mm. It was a body battery. A lithium ion secondary battery was obtained by accommodating the electrode assembly battery and injecting a non-aqueous electrolyte into the battery case and sealing the battery case. As the separator, a glass filter manufactured by Hoechst Celanese Co., Ltd. and Celgard 2400 manufactured by Celgard Co., Ltd. were used. As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving lithium hexafluorophosphate to a concentration of 1 M in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate at a volume ratio of 1: 1 was used.

(電池特性の評価)
得られたリチウムイオン二次電池について、直流電流0.2mAで負極電極における正極電極に対する電圧が0.01Vになるまで放電を行い、放電が終了してから10分後に、直流電流0.2mAで負極電極における正極電極に対する電圧が1.0Vになるまで充電を行った。上記の放電及び充電を1サイクルとして規定サイクルの充放電を行い、下記式に基づいてサイクル特性を算出した。その結果を表1に示す。
(Evaluation of battery characteristics)
The obtained lithium ion secondary battery was discharged at a direct current of 0.2 mA until the voltage of the negative electrode with respect to the positive electrode became 0.01 V, and 10 minutes after the discharge was completed, at a direct current of 0.2 mA. The battery was charged until the voltage of the negative electrode with respect to the positive electrode reached 1.0 V. The charge and discharge in a specified cycle were performed with the above discharge and charge as one cycle, and the cycle characteristics were calculated based on the following equation. Table 1 shows the results.

サイクル特性(%)=(規定サイクル後の充電容量/初期充電容量)×100   Cycle characteristics (%) = (charge capacity after specified cycle / initial charge capacity) × 100

表1に示すように、PAAを負極用バインダーとして用いた試験例2と比較して、実施1の中間組成物から得られる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた試験例1においては、負極活物質層の剥離強度が向上することが確認できた。そして、試験例3、4の結果から、上記の剥離強度の向上効果は、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸を縮合していない高分子化合物を負極用バインダーとして用いた試験例3、及び環状の分子構造を有する多官能カルボン酸に代えて、非環状の分子構造を有する多官能カルボン酸を縮合させた高分子化合物を負極用バインダーとして用いた試験例4においては得られないことが確認できた。 As shown in Table 1, in Test Example 1 using the polymer compound obtained from the intermediate composition of Example 1 as the binder for the negative electrode, as compared with Test Example 2 using PAA as the binder for the negative electrode, It was confirmed that the peel strength of the material layer was improved. From the results of Test Examples 3 and 4, the effect of improving the peel strength was confirmed in Test Example 3 in which a polymer compound not condensing a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure was used as a negative electrode binder, and It was confirmed that in Test Example 4 in which a polymer compound obtained by condensing a polyfunctional carboxylic acid having an acyclic molecular structure instead of the polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure was used as a binder for a negative electrode, it was not obtained. did it.

また、PAAを負極用バインダーとして用いた試験例2と比較して、特定の分子構造を有する多官能アミンが縮合されている高分子化合物を負極用バインダーとして用いた試験例1、3、4においては、二次電池のサイクル特性が向上することが確認できた。そして、これら試験例1、3、4の中でも、特定の分子構造を有する多官能アミンと環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とが縮合されている高分子化合物を負極用バインダーとして用いた試験例1が、特に高いサイクル特性を示すことが確認できた。   In addition, as compared with Test Example 2 in which PAA was used as a negative electrode binder, Test Examples 1, 3, and 4 in which a polymer compound in which a polyfunctional amine having a specific molecular structure was condensed were used as a negative electrode binder. It was confirmed that the cycle characteristics of the secondary battery were improved. Among these Test Examples 1, 3, and 4, a test using a polymer compound in which a polyfunctional amine having a specific molecular structure and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure are condensed was used as a binder for a negative electrode. It was confirmed that Example 1 exhibited particularly high cycle characteristics.

<試験2>
次に、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合において、中間組成物の調製時における予備加熱処理の条件を異ならせた場合における負極活物質層の剥離強度の変化について評価した。
<Test 2>
Next, when a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure is used as a negative electrode binder, The change in the peel strength of the negative electrode active material layer when the conditions of the preliminary heat treatment during preparation were varied was evaluated.

(実施例1A:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+トリメリット酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内にトリメリット酸600mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、130℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例1Aの中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 1A: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + trimellitic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. After 600 mg (2.85 mmol) of trimellitic acid was added to the flask and stirred at room temperature for 30 minutes, 8.2 g (20.1 mmol) of a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane was further added dropwise. And stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to heat treatment (preliminary heat treatment) at 130 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus to obtain an intermediate composition of Example 1A in the form of an NMP solution.

(剥離強度の評価)
実施例1Aの中間組成物を用いて、中間組成物から得られる高分子化合物を負極バインダーとする電極シートを作製し、得られた電極シートにおける負極活物質層の剥離強度を評価した。その結果を表2に示す。なお、電極シートの作製方法及び剥離強度の評価方法は、試験1の方法と同じである。
(Evaluation of peel strength)
Using the intermediate composition of Example 1A, an electrode sheet was prepared using a polymer compound obtained from the intermediate composition as a negative electrode binder, and the peel strength of the negative electrode active material layer in the obtained electrode sheet was evaluated. Table 2 shows the results. The method for producing the electrode sheet and the method for evaluating the peel strength are the same as those in Test 1.

表2に示すように、中間組成物の調製時に行う予備加熱処理の温度を高めることにより、負極活物質層の剥離強度が更に向上することが確認できた。 As shown in Table 2, it was confirmed that the peel strength of the negative electrode active material layer was further improved by increasing the temperature of the preheating treatment performed during the preparation of the intermediate composition.

<試験3>
次に、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合において、PAAの分子量を異ならせた場合における負極活物質層の剥離強度の変化について評価した。
<Test 3>
Next, when a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure is used as a negative electrode binder, the molecular weight of PAA is reduced. The change in the peel strength of the negative electrode active material layer in the case where the difference was made was evaluated.

(実施例2:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+トリメリット酸)
重量平均分子量10万のPAA水溶液に対して、真空乾燥とアセトンによる溶媒置換により水分量が1質量%以下になるまで水分を除去した。水分を除去したPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内にトリメリット酸600mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、130℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例2の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 2: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + trimellitic acid)
Water was removed from a PAA aqueous solution having a weight average molecular weight of 100,000 by vacuum drying and solvent replacement with acetone until the water content became 1% by mass or less. PAA from which water was removed was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was dispensed into a flask under a nitrogen atmosphere. did. After 600 mg (2.85 mmol) of trimellitic acid was added to the flask and stirred at room temperature for 30 minutes, 8.2 g (20.1 mmol) of a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane was further added dropwise. And stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to a heat treatment (preliminary heat treatment) at 130 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus to obtain the intermediate composition of Example 2 in the form of an NMP solution.

(剥離強度の評価)
実施例2の中間組成物を用いて、中間組成物から得られる高分子化合物を負極バインダーとする電極シートを作製し、得られた電極シートにおける負極活物質層の剥離強度を評価した。その結果を表3に示す。なお、電極シートの作製方法及び剥離強度の評価方法は、試験1の方法と同じである。
(Evaluation of peel strength)
Using the intermediate composition of Example 2, an electrode sheet was prepared using a polymer compound obtained from the intermediate composition as a negative electrode binder, and the peel strength of the negative electrode active material layer in the obtained electrode sheet was evaluated. Table 3 shows the results. The method for producing the electrode sheet and the method for evaluating the peel strength are the same as those in Test 1.

表3に示すように、PAAの分子量を異ならせた場合においても、負極活物質層の剥離強度に大きな差は確認されなかった。この結果から、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物において、PAAからなる鎖状構造部分の長さは、高分子化合物の分子構造に対して大きな影響を与えないことが示唆される。 As shown in Table 3, even when the molecular weight of PAA was changed, no large difference was confirmed in the peel strength of the negative electrode active material layer. From this result, in a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, the length of the chain structure portion composed of PAA is: However, it is suggested that it does not significantly affect the molecular structure of the polymer compound.

<試験4>
次に、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合において、特定の分子構造を有する多官能アミンの種類を異ならせた場合における負極活物質層の剥離強度の変化及び蓄電装置のサイクル特性の変化について評価した。
<Test 4>
Next, when a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure is used as a negative electrode binder, the specific molecular structure The change in the peel strength of the negative electrode active material layer and the change in the cycle characteristics of the power storage device were evaluated when different types of polyfunctional amines having the same were used.

(実施例3:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルエーテル+トリメリット酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内にトリメリット酸600mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルエーテルの50質量%NMP溶液8.1g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、130℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例3の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 3: PAA + 4,4′-diaminodiphenyl ether + trimellitic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. After adding 600 mg (2.85 mmol) of trimellitic acid to the flask and stirring at room temperature for 30 minutes, 8.1 g (20.1 mmol) of a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenyl ether was further added dropwise. And stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to a heat treatment (preliminary heat treatment) at 130 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus, whereby an intermediate composition of Example 3 was obtained in the form of an NMP solution.

(実施例4:PAA+4,4’−ジアミノベンゾフェノン+トリメリット酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内にトリメリット酸600mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノベンゾフェノンの50質量%NMP溶液8.5g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、130℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例4の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 4: PAA + 4,4′-diaminobenzophenone + trimellitic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. After 600 mg (2.85 mmol) of trimellitic acid was added to the flask and stirred at room temperature for 30 minutes, 8.5 g (20.1 mmol) of a 50% by mass solution of 4,4′-diaminobenzophenone in NMP was further added dropwise. And stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to a heat treatment (preliminary heat treatment) at 130 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus to obtain an intermediate composition of Example 4 in the form of an NMP solution.

(剥離強度の評価、及び電池特性の評価)
実施例1A、3、4の中間組成物を用いて、中間組成物から得られる高分子化合物を負極バインダーとする電極シートを作製し、得られた電極シートにおける負極活物質層の剥離強度を評価した。また、得られた電極シートを用いてリチウムイオン二次電池を作製し、そのリチウムイオン二次電池のサイクル特性を評価した。その結果を表4に示す。なお、電極シートの作製方法、リチウムイオン二次電池の作製方法、剥離強度の評価方法、及びリチウムイオン二次電池のサイクル特性の評価方法は、試験1の方法と同じである。
(Evaluation of peel strength and evaluation of battery characteristics)
Using the intermediate compositions of Examples 1A, 3, and 4, an electrode sheet was prepared using a polymer compound obtained from the intermediate composition as a negative electrode binder, and the peel strength of the negative electrode active material layer in the obtained electrode sheets was evaluated. did. In addition, a lithium ion secondary battery was manufactured using the obtained electrode sheet, and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery were evaluated. Table 4 shows the results. Note that the method for preparing the electrode sheet, the method for preparing the lithium ion secondary battery, the method for evaluating the peel strength, and the method for evaluating the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery are the same as those in Test 1.

表4に示すように、特定の分子構造を有する多官能アミンの種類を異ならせた場合においても、負極活物質層の剥離強度、及び二次電池のサイクル特性に大きな差は確認されなかった。この結果から、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物において、上記多官能アミンの構造は、高分子化合物の分子構造に対して大きな影響を与えないことが示唆される。 As shown in Table 4, even when the kind of the polyfunctional amine having a specific molecular structure was changed, no large difference was confirmed in the peel strength of the negative electrode active material layer and the cycle characteristics of the secondary battery. From these results, in the polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, the structure of the polyfunctional amine is a polymer compound It does not have a significant effect on the molecular structure of.

<試験5>
次に、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合において、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸の種類を異ならせた場合における負極活物質層の剥離強度の変化及び蓄電装置のサイクル特性の変化について評価した。
<Test 5>
Next, when a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure is used as a binder for a negative electrode, the cyclic molecular structure is reduced. The change in the peel strength of the negative electrode active material layer and the change in the cycle characteristics of the power storage device when the types of the polyfunctional carboxylic acids having different types of carboxylic acids were different were evaluated.

(実施例5:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+1,2,4−シクロへキサントリカルボン酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に1,2,4−シクロへキサントリカルボン酸616.1mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例5の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 5: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. After 616.1 mg (2.85 mmol) of 1,2,4-cyclohexanetricarboxylic acid was added to the flask and stirred at room temperature for 30 minutes, a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane was added. 2 g (20.1 mmol) was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the intermediate composition of Example 5 was obtained in the state of an NMP solution by performing a heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus.

(実施例6:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に2,3,4,5−テトラヒドロフランテトラカルボン酸707.2mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例6の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 6: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. 707.2 mg (2.85 mmol) of 2,3,4,5-tetrahydrofurantetracarboxylic acid was added to the flask, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Then, a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane 8 was added. .2 g (20.1 mmol) was added dropwise and stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to a heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus to obtain an intermediate composition of Example 6 in a state of an NMP solution.

(実施例7:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+1,4−シクロへキサンジカルボン酸)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に1,4−シクロへキサンジカルボン酸490.7mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例7の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 7: PAA + 4,4'-diaminodiphenylmethane + 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. 490.7 mg (2.85 mmol) of 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid was added to the flask, stirred at room temperature for 30 minutes, and then 8.2 g of a 50% by mass solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane in NMP ( 20.1 mmol) was added dropwise and stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to a heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus, whereby an intermediate composition of Example 7 was obtained in the form of an NMP solution.

(実施例8:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+ビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内にビシクロ[2.2.2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物707.3mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例8の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 8: PAA + 4,4'-diaminodiphenylmethane + bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. After adding 707.3 mg (2.85 mmol) of bicyclo [2.2.2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride in the flask and stirring at room temperature for 30 minutes, Further, 8.2 g (20.1 mmol) of a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the mixture was subjected to heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus to obtain an intermediate composition of Example 8 in the form of an NMP solution.

(実施例9:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物)
重量平均分子量80万のPAAをNMPに溶解させて、10質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液60g(PAAのモノマー換算で83.3mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物1.118mg(2.85mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、更に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液8.2g(20.1mmol)を滴下して、室温にて30分間撹拌した。その後、ディーン・スターク装置を用いて、110℃にて3時間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例9の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 9: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride)
PAA having a weight average molecular weight of 800,000 was dissolved in NMP to prepare a 10% by mass PAA / NMP solution, and 60 g of this PAA / NMP solution (83.3 mmol in terms of PAA monomer) was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. I took it out. 1.118 mg (2.85 mmol) of 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride was added to the flask, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Then, 50% by mass of 4,4′-diaminodiphenylmethane was further added. 8.2 g (20.1 mmol) of NMP solution was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Thereafter, the intermediate composition of Example 9 was obtained in the state of an NMP solution by performing a heat treatment (preliminary heat treatment) at 110 ° C. for 3 hours using a Dean-Stark apparatus.

(剥離強度の評価、及び電池特性の評価)
実施例5〜9の中間組成物を用いて、中間組成物から得られる高分子化合物を負極バインダーとする電極シートを作製し、得られた電極シートにおける負極活物質層の剥離強度を評価した。また、得られた電極シートを用いてリチウムイオン二次電池を作製し、そのリチウムイオン二次電池のサイクル特性を評価した。その結果を表5に示す。なお、電極シートの作製方法、リチウムイオン二次電池の作製方法、剥離強度の評価方法、及びリチウムイオン二次電池のサイクル特性の評価方法は、試験1の方法と同じである。
(Evaluation of peel strength and evaluation of battery characteristics)
Using the intermediate compositions of Examples 5 to 9, electrode sheets were prepared using the polymer compound obtained from the intermediate compositions as a negative electrode binder, and the peel strength of the negative electrode active material layer in the obtained electrode sheets was evaluated. In addition, a lithium ion secondary battery was manufactured using the obtained electrode sheet, and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery were evaluated. Table 5 shows the results. Note that the method for preparing the electrode sheet, the method for preparing the lithium ion secondary battery, the method for evaluating the peel strength, and the method for evaluating the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery are the same as those in Test 1.

表5に示すように、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸の種類を異ならせた場合においても、トリメリット酸を用いた試験例1と比較して、同等以上の負極活物質層の剥離強度、及び二次電池のサイクル特性が得られることが確認できた。 As shown in Table 5, even when the kind of the polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure was changed, the peeling of the negative electrode active material layer was equal to or more than that of Test Example 1 using trimellitic acid. It was confirmed that strength and cycle characteristics of the secondary battery were obtained.

特に、融合型の多環式の分子構造を有する多官能カルボン酸を用いた試験例14においては、より高い剥離強度が得られた。この結果から、融合型の多環式の分子構造は、PAAにより構成される鎖状構造同士の接近を規制して、鎖状構造の熱収縮を抑制する性質が特に高いことが示唆される。   In particular, in Test Example 14 using a polyfunctional carboxylic acid having a fused polycyclic molecular structure, higher peel strength was obtained. This result suggests that the fused polycyclic molecular structure has a particularly high property of restricting the approach between the chain structures composed of PAA and suppressing the heat shrinkage of the chain structure.

<試験6>
次に、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合において、その他の負極用バインダーを併用した場合における負極活物質層の剥離強度の変化及び蓄電装置のサイクル特性の変化について評価した。その他の負極用バインダーとしては、PAAと特定の分子構造を有する多官能アミンとを縮合してなる高分子化合物(参考例1の中間組成物から得られる高分子化合物)を用いた。
<Test 6>
Next, when a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure is used as a negative electrode binder, the other negative electrode binder is used. The change in peel strength of the negative electrode active material layer and the change in cycle characteristics of the power storage device when a binder was used in combination were evaluated. As the other binder for the negative electrode, a polymer compound obtained by condensing PAA and a polyfunctional amine having a specific molecular structure (a polymer compound obtained from the intermediate composition of Reference Example 1) was used.

(電極シートの作製)
上記シリコン材料70質量部、天然黒鉛15質量部、アセチレンブラック5質量部、中間組成物のNMP溶液10質量部を混合するとともに、この混合物にNMPを加えてスラリーを調製した。集電体としての30μmの電解銅箔の表面に対して、ドクターブレード法を用いてスラリーを膜状に塗布した。そして、スラリー中のNMPを揮発させて除去することにより、電解銅箔上に負極活物質層を形成した。次いで、ロールプレス機を用いて、負極活物質層の厚さが20μmとなるように電解銅箔及び負極活物質層を圧縮することにより、電解銅箔と負極活物質層を強固に密着接合させた。
(Preparation of electrode sheet)
70 parts by mass of the above silicon material, 15 parts by mass of natural graphite, 5 parts by mass of acetylene black, and 10 parts by mass of an NMP solution of the intermediate composition were mixed, and NMP was added to this mixture to prepare a slurry. The slurry was applied to the surface of a 30 μm electrolytic copper foil as a current collector in a film form using a doctor blade method. Then, the negative electrode active material layer was formed on the electrolytic copper foil by volatilizing and removing NMP in the slurry. Next, by using a roll press, by compressing the electrolytic copper foil and the negative electrode active material layer so that the thickness of the negative electrode active material layer becomes 20 μm, the electrolytic copper foil and the negative electrode active material layer are firmly adhered and joined. Was.

その後、NMPが除去されて乾燥した状態の負極活物質層に対して、真空中(減圧下)にて180℃、2時間の加熱処理を行うことにより、負極活物質層に含まれる中間組成物を縮合反応させるとともに、負極活物質層を加熱硬化させた。これにより、架橋構造を有する高分子化合物を負極用バインダーとして含有する電極シートを得た。   Thereafter, the negative electrode active material layer in a state where the NMP is removed and dried is subjected to a heat treatment at 180 ° C. for 2 hours in a vacuum (under reduced pressure), so that the intermediate composition contained in the negative electrode active material layer is obtained. Was subjected to a condensation reaction, and the negative electrode active material layer was cured by heating. Thus, an electrode sheet containing a polymer compound having a crosslinked structure as a binder for a negative electrode was obtained.

本試験では、上記中間組成物のNMP溶液として、実施例1Aの中間組成物のNMP溶液と、参考例1の中間組成物とを表6に示す比率(質量比)にて併用した。表6において、第1高分子化合物は、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を示し、第2高分子化合物は、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンとを縮合してなる高分子化合物を示す。   In this test, the NMP solution of the intermediate composition of Example 1A and the intermediate composition of Reference Example 1 were used together in the ratio (mass ratio) shown in Table 6 as the NMP solution of the intermediate composition. In Table 6, the first polymer compound is a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure. The molecular compound is a polymer compound obtained by condensing PAA with a polyfunctional amine having a specific molecular structure.

(剥離強度の評価、及び電池特性の評価)
得られた電極シートにおける負極活物質層の剥離強度を評価した。また、得られた電極シートを用いてリチウムイオン二次電池を作製し、そのリチウムイオン二次電池のサイクル特性を評価した。その結果を表6に示す。なお、リチウムイオン二次電池の作製方法、剥離強度の評価方法、及びリチウムイオン二次電池のサイクル特性の評価方法は、試験1の方法と同じである。
(Evaluation of peel strength and evaluation of battery characteristics)
The peel strength of the negative electrode active material layer in the obtained electrode sheet was evaluated. In addition, a lithium ion secondary battery was manufactured using the obtained electrode sheet, and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery were evaluated. Table 6 shows the results. The method for manufacturing the lithium ion secondary battery, the method for evaluating the peel strength, and the method for evaluating the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery are the same as those in Test 1.

表6に示すように、負極用バインダーとして、PAAと特定の分子構造を有する多官能アミンとを縮合してなる高分子化合物(第2高分子化合物)を併用した場合においても、高い剥離強度が得られることが確認できた。 As shown in Table 6, even when a polymer compound (second polymer compound) obtained by condensing PAA and a polyfunctional amine having a specific molecular structure is used in combination as a binder for a negative electrode, high peel strength is obtained. It was confirmed that it was obtained.

<試験7>
次に、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合において、試験5とは別の環状の分子構造を有する多官能カルボン酸を用いた場合における負極活物質層の剥離強度の変化及び蓄電装置のサイクル特性の変化について評価した。
<Test 7>
Next, when a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure was used as a negative electrode binder, Test 5 The change in the peel strength of the negative electrode active material layer and the change in the cycle characteristics of the power storage device when using a polyfunctional carboxylic acid having another cyclic molecular structure were evaluated.

(実施例10:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+ピロメリット酸無水物)
重量平均分子量25万のPAAをNMPに溶解させて、15質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液12.7g(PAAのモノマー換算で26.5mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液2.58g(6.5mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、100℃にて1時間撹拌した。その後、フラスコ内の反応混合物を室温まで冷却した。そして、フラスコ内にピロメリット酸無水物の10質量%NMP溶液1.93g(0.91mmol)を加えて、80℃にて30分間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例10の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 10: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + pyromellitic anhydride)
PAA having a weight-average molecular weight of 250,000 was dissolved in NMP to prepare a 15% by mass PAA / NMP solution, and 12.7 g (26.5 mmol in terms of PAA monomer) of this PAA / NMP solution was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. Was taken in. 2.58 g (6.5 mmol) of a 50% by mass solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane in NMP was added to the flask, stirred at room temperature for 30 minutes, and then at 100 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction mixture in the flask was cooled to room temperature. Then, 1.93 g (0.91 mmol) of a 10% by mass pyromellitic anhydride NMP solution in pyromellitic anhydride was added to the flask, and the mixture was heated at 80 ° C. for 30 minutes (preliminary heat treatment), whereby Example 10 was obtained. The intermediate composition was obtained in the form of an NMP solution.

(実施例11:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物)
重量平均分子量25万のPAAをNMPに溶解させて、15質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液12.7g(PAAのモノマー換算で26.5mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液2.58g(6.5mmol)を加えて室温にて30分間撹拌した後、100℃にて1時間撹拌した。その後、フラスコ内の反応混合物を室温まで冷却した。そして、フラスコ内に3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物の10質量%NMP溶液3.0g(0.91mmol)を加えて、80℃にて30分間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例11の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。
(Example 11: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride)
PAA having a weight-average molecular weight of 250,000 was dissolved in NMP to prepare a 15% by mass PAA / NMP solution, and 12.7 g (26.5 mmol in terms of PAA monomer) of this PAA / NMP solution was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. Was taken in. 2.58 g (6.5 mmol) of a 50% by mass solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane in NMP was added to the flask, stirred at room temperature for 30 minutes, and then at 100 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction mixture in the flask was cooled to room temperature. Then, 3.0 g (0.91 mmol) of a 10% by mass NMP solution of 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride is added to the flask, and heat treatment is performed at 80 ° C. for 30 minutes (preliminary). By heat treatment, the intermediate composition of Example 11 was obtained in the state of an NMP solution.

(剥離強度の評価、及び電池特性の評価)
実施例10,11の中間組成物を用いて、中間組成物から得られる高分子化合物を負極バインダーとする電極シートを作製し、得られた電極シートにおける負極活物質層の剥離強度を評価した。また、電極シートを用いてリチウムイオン二次電池を作製し、そのリチウムイオン二次電池のサイクル特性を評価した。さらに、実施例のNMP溶液に代えて、PAAを用いて電極シート及びリチウムイオン二次電池を作製し、負極活物質層の剥離強度及びリチウムイオン二次電池のサイクル特性を評価した。その結果を表7に示す。なお、電極シートの作製方法、リチウムイオン二次電池の作製方法、剥離強度の評価方法、及びリチウムイオン二次電池のサイクル特性の評価方法は、試験1の方法と同じである。
(Evaluation of peel strength and evaluation of battery characteristics)
Using the intermediate compositions of Examples 10 and 11, electrode sheets were prepared using a polymer compound obtained from the intermediate compositions as a negative electrode binder, and the peel strength of the negative electrode active material layer in the obtained electrode sheets was evaluated. In addition, a lithium ion secondary battery was manufactured using the electrode sheet, and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery were evaluated. Further, an electrode sheet and a lithium ion secondary battery were prepared using PAA instead of the NMP solution of the example, and the peel strength of the negative electrode active material layer and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery were evaluated. Table 7 shows the results. Note that the method for preparing the electrode sheet, the method for preparing the lithium ion secondary battery, the method for evaluating the peel strength, and the method for evaluating the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery are the same as those in Test 1.

表6に示すように、実施例10,11の中間組成物から得られる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた試験例17,18においても、PAAを負極用バインダーとして用いた試験例19と比較して、負極活物質層の剥離強度、及び二次電池のサイクル特性が向上することが確認できた。 As shown in Table 6, in Test Examples 17 and 18 using the polymer compound obtained from the intermediate composition of Examples 10 and 11 as the binder for the negative electrode, comparison was also made with Test Example 19 using PAA as the binder for the negative electrode. As a result, it was confirmed that the peel strength of the negative electrode active material layer and the cycle characteristics of the secondary battery were improved.

<試験8>
次に、PAAと、特定の分子構造を有する多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを縮合してなる高分子化合物を負極用バインダーとして用いた場合において、多官能アミンに対する環状の分子構造を有する多官能カルボン酸の配合割合を変化させた場合における負極活物質層の剥離強度の変化、並びに蓄電装置の初期効率及びサイクル特性の変化について評価した。
<Test 8>
Next, when a polymer compound obtained by condensing PAA, a polyfunctional amine having a specific molecular structure, and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure is used as a negative electrode binder, The change in the peel strength of the negative electrode active material layer and the change in the initial efficiency and cycle characteristics of the power storage device when the mixing ratio of the polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure was changed were evaluated.

(実施例11−1〜11−8:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物)
実施例11の中間組成物について、4,4’−ジアミノジフェニルメタン及び3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物の配合量を異ならせて、多官能アミンに対する多官能カルボン酸の配合割合の異なる実施例11−1〜11−8の中間組成物を調製した。各実施例における多官能アミン及び多官能カルボン酸の配合量は表8及び表9に示すとおりである。なお、実施例11−2については、上記実施例11と同一の中間組成物である。実施例11−1,11−3〜10−8については、4,4’−ジアミノジフェニルメタン及び3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物の配合量が異なる点を除いて、実施例11と同様の方法により調製した。
(Examples 11-1 to 11-8: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride)
With respect to the intermediate composition of Example 11, the blending amounts of 4,4′-diaminodiphenylmethane and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride were changed to adjust the amount of the polyfunctional carboxylic acid to the polyfunctional amine. Intermediate compositions of Examples 11-1 to 11-8 having different mixing ratios were prepared. The blending amounts of the polyfunctional amine and polyfunctional carboxylic acid in each example are as shown in Tables 8 and 9. In addition, about Example 11-2, it is the same intermediate composition as the said Example 11. For Examples 11-1, 11-3 to 10-8, except that the blending amounts of 4,4′-diaminodiphenylmethane and 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride were different. Prepared in the same manner as in Example 11.

(実施例10−1〜10−2:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+ピロメリット酸無水物)
実施例10の中間組成物について、4,4’−ジアミノジフェニルメタン及びピロメリット酸無水物の配合量を異ならせて、多官能アミンに対する多官能カルボン酸の配合割合の異なる実施例10−1〜10−2の中間組成物を調製した。各実施例における多官能アミン及び多官能カルボン酸の配合量は表9に示すとおりである。なお、実施例10−1については、上記実施例10と同一の中間組成物である。実施例10−2については、4,4’−ジアミノジフェニルメタン及びピロメリット酸無水物の配合量が異なる点を除いて、実施例10と同様の方法により調製した。
(Examples 10-1 to 10-2: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + pyromellitic anhydride)
With respect to the intermediate composition of Example 10, the amounts of 4,4'-diaminodiphenylmethane and pyromellitic anhydride were varied, and the blending ratio of polyfunctional carboxylic acid to polyfunctional amine was changed from Examples 10-1 to 10 to 10. -2 intermediate composition was prepared. The blending amounts of the polyfunctional amine and the polyfunctional carboxylic acid in each example are as shown in Table 9. In addition, about Example 10-1, it is the same intermediate composition as the said Example 10. Example 10-2 was prepared in the same manner as in Example 10, except that the amounts of 4,4'-diaminodiphenylmethane and pyromellitic anhydride were different.

(実施例12−1〜12−2:PAA+4,4’−ジアミノジフェニルメタン+トリメリット酸無水物)
重量平均分子量25万のPAAをNMPに溶解させて、15質量%のPAA/NMP溶液を調製し、このPAA/NMP溶液12.7g(PAAのモノマー換算で26.5mmol)を窒素雰囲気下のフラスコ内に分取した。フラスコ内に所定量の4,4’−ジアミノジフェニルメタンの50質量%NMP溶液を加えて室温にて30分間撹拌した後、100℃にて1時間撹拌した。その後、フラスコ内の反応混合物を室温まで冷却した。そして、フラスコ内に所定量のトリメリット酸無水物の10質量%NMP溶液を加えて、80℃にて30分間、加熱処理(予備加熱処理)することにより、実施例12−1〜12−2の中間組成物をNMP溶液の状態で得た。各実施例における多官能アミン及び多官能カルボン酸の配合量は表9に示すとおりである。
(Examples 12-1 to 12-2: PAA + 4,4′-diaminodiphenylmethane + trimellitic anhydride)
PAA having a weight-average molecular weight of 250,000 was dissolved in NMP to prepare a 15% by mass PAA / NMP solution, and 12.7 g (26.5 mmol in terms of PAA monomer) of this PAA / NMP solution was placed in a flask under a nitrogen atmosphere. Was taken in. A predetermined amount of a 50% by mass NMP solution of 4,4′-diaminodiphenylmethane was added to the flask, stirred at room temperature for 30 minutes, and then at 100 ° C. for 1 hour. Thereafter, the reaction mixture in the flask was cooled to room temperature. Then, a predetermined amount of a 10% by mass NMP solution of trimellitic anhydride was added to the flask, and heat treatment (preheating treatment) was performed at 80 ° C. for 30 minutes, whereby Examples 12-1 to 12-2 were obtained. Was obtained in the form of an NMP solution. The blending amounts of the polyfunctional amine and the polyfunctional carboxylic acid in each example are as shown in Table 9.

(剥離強度の評価、及び電池特性の評価)
各実施例の中間組成物を用いて、中間組成物から得られる高分子化合物を負極バインダーとする電極シートを作製し、得られた電極シートにおける負極活物質層の剥離強度を評価した。その結果を表8及び表9に示す。なお、電極シートの作製方法、リチウムイオン二次電池の作製方法、剥離強度の評価方法は試験1の方法と同じである。
(Evaluation of peel strength and evaluation of battery characteristics)
Using the intermediate composition of each example, an electrode sheet was prepared using a polymer compound obtained from the intermediate composition as a negative electrode binder, and the peel strength of the negative electrode active material layer in the obtained electrode sheet was evaluated. The results are shown in Tables 8 and 9. The method for preparing the electrode sheet, the method for preparing the lithium ion secondary battery, and the method for evaluating the peel strength are the same as those in Test 1.

また、得られた電極シートを用いてリチウムイオン二次電池を作製し、そのリチウムイオン二次電池の初期効率及びサイクル特性を評価した。
得られたリチウムイオン電池について、直流電流0.2mAで負極電極における正極電極に対する電圧が0.01Vになるまで放電を行い、放電が終了してから10分後に、直流電流0.2mAで負極電極における正極電極に対する電圧が1.0Vになるまで充電を行った。このときの放電容量を初期放電容量とするとともに、充電容量を初期充電容量とした。そして、下記式に基づいて初期効率を算出した。その結果を表8及び表9に示す。
Further, a lithium ion secondary battery was manufactured using the obtained electrode sheet, and the initial efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery were evaluated.
The obtained lithium ion battery was discharged at a direct current of 0.2 mA until the voltage of the negative electrode with respect to the positive electrode became 0.01 V. Ten minutes after the discharge was completed, the negative electrode was discharged at a direct current of 0.2 mA. The battery was charged until the voltage with respect to the positive electrode became 1.0 V. The discharge capacity at this time was set as the initial discharge capacity, and the charge capacity was set as the initial charge capacity. Then, the initial efficiency was calculated based on the following equation. The results are shown in Tables 8 and 9.

初期効率(%)=(初期充電容量/初期放電容量)×100
また、上記の放電及び充電を1サイクルとして規定サイクルの充放電を行い、下記式に基づいてサイクル特性を算出した。その結果を表8及び表9に示す。
Initial efficiency (%) = (initial charge capacity / initial discharge capacity) × 100
Further, the above-described discharge and charge were defined as one cycle, and charge and discharge were performed in a specified cycle, and cycle characteristics were calculated based on the following equation. The results are shown in Tables 8 and 9.

サイクル特性(%)=(規定サイクル後の充電容量/初期充電容量)×100   Cycle characteristics (%) = (charge capacity after specified cycle / initial charge capacity) × 100

表8及び表9に示すように、多官能アミンに対する環状の分子構造を有する多官能カルボン酸の配合割合を高めるにしたがって、サイクル特性が向上する傾向が確認できた。 As shown in Tables 8 and 9, it was confirmed that the cycle characteristics tended to improve as the blending ratio of the polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure to the polyfunctional amine was increased.

また、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸としてピロメリット酸無水物を用い、その多官能アミンに対する配合割合を「0.22」とした実施例10−2(試験例29)においては、中間組成物の調製時に、多官能カルボン酸が結晶化して相分離してしまい、目的の配合割合の中間組成物を得ることができなかった。   In Example 10-2 (Test Example 29), pyromellitic anhydride was used as the polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, and the compounding ratio with respect to the polyfunctional amine was “0.22”. During the preparation of the composition, the polyfunctional carboxylic acid crystallized and phase-separated, so that it was not possible to obtain an intermediate composition having a desired blending ratio.

一方、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸として、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物を用いた場合、及びトリメリット酸無水物を用いた場合には、その多官能アミンに対する配合割合を「1.0」まで高めた場合においても、中間組成物の調製時に、多官能カルボン酸が結晶化して相分離することはなかった。   On the other hand, when 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride is used as the polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, and when trimellitic anhydride is used, the polyfunctional carboxylic acid has a high molecular weight. Even when the blending ratio with respect to the functional amine was increased to “1.0”, the polyfunctional carboxylic acid did not crystallize and undergo phase separation during preparation of the intermediate composition.

これらの結果から、サイクル特性の向上の観点においては、多官能アミンに対する環状の分子構造を有する多官能カルボン酸の配合割合を高めることが好ましいことが分かる。そして、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸として、中間組成物の調製時に結晶化して相分離し難いものを用いた場合の方が、上記配合割合を高めやすく、サイクル特性をより高い値まで向上させることができることが分かる。   From these results, it is understood that it is preferable to increase the mixing ratio of the polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure to the polyfunctional amine from the viewpoint of improving the cycle characteristics. And, as a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, it is easier to increase the blending ratio when a compound that is difficult to phase separate due to crystallization during preparation of the intermediate composition is used, and the cycle characteristics are increased to higher values. It can be seen that it can be improved.

なお、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物は、カルボキシル基を有する2以上の環状構造が連結された分子構造を有しており、その環状構造同士の連結部分において、分子内における回転等の運動が許容される。そのため、分子の柔軟性が高くなり、中間組成物の調製時において、結晶化が生じ難く、配合割合を高めることができると考えられる。トリメリット酸無水物は、その分子構造が非対称であることにより、中間組成物の調製時において、結晶化が生じ難く、配合割合を高めることができると考えられる。   In addition, 3,3 ′, 4,4′-benzophenonetetracarboxylic anhydride has a molecular structure in which two or more cyclic structures having a carboxyl group are connected, and at a connecting portion between the cyclic structures, Movement such as rotation in the molecule is allowed. Therefore, it is considered that the flexibility of the molecule is increased, crystallization hardly occurs during the preparation of the intermediate composition, and the blending ratio can be increased. It is considered that trimellitic anhydride has asymmetric molecular structure, so that crystallization hardly occurs during preparation of the intermediate composition, and the blending ratio can be increased.

次に、上記実施形態及び実施例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(イ)前記高分子化合物を含有する負極用バインダー。
(ロ)蓄電装置の負極電極の製造方法であって、前記中間組成物と負極活物質とを含有する混合物を用いて、集電体上に負極活物質層を形成する活物質層形成工程と、前記負極活物質層を熱処理することにより、前記ポリアクリル酸と前記多官能アミンとを縮合させるとともに、前記多官能アミンと前記多官能カルボン酸とを縮合させる縮合工程とを有する負極電極の製造方法。
Next, technical ideas that can be grasped from the above embodiments and examples will be additionally described below.
(A) A binder for a negative electrode containing the polymer compound.
(B) A method for manufacturing a negative electrode of a power storage device, comprising: a step of forming a negative electrode active material layer on a current collector using a mixture containing the intermediate composition and a negative electrode active material; A heat treatment of the negative electrode active material layer to condense the polyacrylic acid and the polyfunctional amine, and a condensation step of condensing the polyfunctional amine and the polyfunctional carboxylic acid. Method.

Claims (14)

リアクリル酸により構成される鎖状構造と、前記鎖状構造内又は鎖状構造間におけるカルボン酸側鎖同士を接続する架橋構造とを有し、
前記架橋構造は、下記一般式(2)〜(4)から選ばれる少なくとも一種の架橋構造であることを特徴とする高分子化合物。
(PAAは、ポリアクリル酸により構成される鎖状構造を示し、Xは、下記一般式(5)に示す構造である。)
(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基であり、Zは、炭素骨格からなる環状構造であり、A1,A2はそれぞれ独立して水素原子又はカルボニル炭素であり、nは1〜5の整数である。)
The Po Riakuriru acid has a chain structure constituted, and a cross-linked structure that connects the carboxylic acid side chain with each other between the chain-like structure in or chain structure,
The polymer compound, wherein the crosslinked structure is at least one type of crosslinked structure selected from the following general formulas (2) to (4).
(PAA indicates a chain structure composed of polyacrylic acid, and X is a structure represented by the following general formula (5).)
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group, Z is a cyclic structure having a carbon skeleton, A1 and A2 are each independently a hydrogen atom or a carbonyl carbon, and n is an integer of 1 to 5.)
前記架橋構造におけるZは、2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多環式の環状構造であることを特徴とする請求項に記載の高分子化合物。 The polymer compound according to claim 1 , wherein Z in the crosslinked structure is a polycyclic ring structure in which a ring structure having two or more carbon skeletons is linked. 蓄電装置の負極用バインダーであって、請求項1又は請求項2に記載の高分子化合物を含有することを特徴とする負極用バインダー。  A binder for a negative electrode of a power storage device, comprising the polymer compound according to claim 1 or 2. 請求項3に記載の負極用バインダーとして用いられる高分子化合物の中間組成物であって、
ポリアクリル酸と、下記一般式(1)に示す多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸と、非水溶媒とを含有し、液状をなし、
前記多官能アミンに対する前記多官能カルボン酸の配合割合(多官能カルボン酸/多官能アミン)が0.14以下であることを特徴とする中間組成物。
(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。)
An intermediate composition of a polymer compound used as a binder for a negative electrode according to claim 3 ,
A polyacrylic acid, a polyfunctional amine represented by the following general formula (1), a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, containing a non-aqueous solvent, to name a liquid,
An intermediate composition, wherein a blending ratio of the polyfunctional carboxylic acid to the polyfunctional amine (polyfunctional carboxylic acid / polyfunctional amine) is 0.14 or less .
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group.)
請求項3に記載の負極用バインダーとして用いられる高分子化合物の中間組成物であって、
ポリアクリル酸と、下記一般式(1)に示す多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸と、非水溶媒とを含有し、液状をなし、
前記多官能カルボン酸は、カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多官能カルボン酸、及び非対称の分子構造を有する多官能カルボン酸から選ばれる少なくとも一種であることを特徴とする中間組成物。
(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。)
An intermediate composition of a polymer compound used as a binder for a negative electrode according to claim 3 ,
A polyacrylic acid, a polyfunctional amine represented by the following general formula (1), a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure, containing a non-aqueous solvent, to name a liquid,
The polyfunctional carboxylic acid is at least one selected from a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic structure composed of two or more carbon skeletons having a carboxyl group and a polyfunctional carboxylic acid having an asymmetric molecular structure. Intermediate composition to be used.
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group.)
前記多官能カルボン酸は、カルボキシル基を有する2以上の炭素骨格からなる環状構造が連結された多環式の多官能カルボン酸であることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の中間組成物。 The intermediate according to claim 4 or 5, wherein the polyfunctional carboxylic acid is a polycyclic polyfunctional carboxylic acid in which a cyclic structure comprising two or more carbon skeletons having a carboxyl group is connected. Composition. 請求項又は請求項に記載の高分子化合物の製造方法であって、
ポリアクリル酸と、下記一般式(1)に示す多官能アミンと、環状の分子構造を有する多官能カルボン酸とを、150℃〜230℃の温度で加熱することを特徴とする高分子化合物の製造方法。
(Yは、炭素数1〜4の直鎖アルキル基、フェニレン基、又は酸素原子であり、R1,R2はそれぞれ独立して、単数又は複数の水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、又はメトキシ基である。)
A method for producing a polymer compound according to claim 1 or claim 2 ,
A polymer compound characterized by heating polyacrylic acid, a polyfunctional amine represented by the following general formula (1), and a polyfunctional carboxylic acid having a cyclic molecular structure at a temperature of 150 ° C to 230 ° C. Production method.
(Y is a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, a phenylene group, or an oxygen atom, and R1 and R2 are each independently a single or plural hydrogen atoms, a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group. Or a methoxy group.)
前記ポリアクリル酸と、前記多官能アミンと、前記多官能カルボン酸と、非水溶媒とを含有する中間組成物を、40℃〜140℃の温度で予備加熱した後に、150℃〜230℃の温度で加熱することを特徴とする請求項7に記載の高分子化合物の製造方法。   After pre-heating the polyacrylic acid, the polyfunctional amine, the polyfunctional carboxylic acid, and the non-aqueous solvent-containing intermediate composition at a temperature of 40 ° C to 140 ° C, a temperature of 150 ° C to 230 ° C The method for producing a polymer compound according to claim 7, wherein the heating is performed at a temperature. 蓄電装置の負極電極であって、
請求項3に記載の負極用バインダーと、負極活物質とを備え、
前記負極活物質として、リチウムを吸蔵及び放出し得る炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、及びリチウムと合金化可能な元素を有する化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする負極電極。
A negative electrode of the power storage device,
A negative electrode binder according to claim 3, comprising a negative electrode active material,
A negative electrode comprising, as the negative electrode active material, at least one selected from a carbon-based material capable of inserting and extracting lithium, an element alloyable with lithium, and a compound having an element alloyable with lithium. electrode.
前記負極活物質として、CaSiから脱カルシウム化反応を経て得られるシリコン材料、Si、及びSiO(02)から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項9に記載の負極電極。 The negative electrode active material contains at least one selected from a silicon material obtained from CaSi 2 through a decalcification reaction, Si, and SiO V (0 < v 2). Negative electrode. 請求項9又は請求項10に記載の負極電極と、非水電解質とを備えることを特徴とする蓄電装置。   A power storage device comprising the negative electrode according to claim 9 and a non-aqueous electrolyte. 蓄電装置の負極電極の製造に用いられる負極電極用スラリーであって、
請求項4〜6のいずれか一項に記載の中間組成物と、負極活物質と、溶剤とを含有し、
前記負極活物質として、リチウムを吸蔵及び放出し得る炭素系材料、リチウムと合金化可能な元素、及びリチウムと合金化可能な元素を有する化合物から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする負極電極用スラリー。
A slurry for a negative electrode used for manufacturing a negative electrode of a power storage device,
An intermediate composition according to any one of claims 4 to 6 , a negative electrode active material, and a solvent,
A negative electrode comprising, as the negative electrode active material, at least one selected from a carbon-based material capable of inserting and extracting lithium, an element alloyable with lithium, and a compound having an element alloyable with lithium. Slurry for electrodes.
蓄電装置の負極電極の製造方法であって、
請求項12に記載の負極電極用スラリーを用いて、集電体に対して負極活物質層を形成することを特徴とする負極電極の製造方法。
A method for manufacturing a negative electrode of a power storage device,
A method for manufacturing a negative electrode, comprising forming a negative electrode active material layer on a current collector using the slurry for a negative electrode according to claim 12.
前記負極電極用スラリーは、前記負極活物質として、CaSiから脱カルシウム化反応を経て得られるシリコン材料、Si、及びSiO(02)から選ばれる少なくとも一種を含有することを特徴とする請求項13に記載の負極電極の製造方法。 The slurry for a negative electrode includes, as the negative electrode active material, at least one selected from a silicon material obtained from CaSi 2 through a decalcification reaction, Si, and SiO V (0 < v 2). The method for producing a negative electrode according to claim 13.
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