JP6876478B2 - Binder for power storage device electrodes - Google Patents

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Description

本発明は、接着性及び粘着性を有し、得られる電極に強靭性及び柔軟性を付与することが可能な蓄電デバイス電極用バインダーに関する。更に、該蓄電デバイス電極用バインダーを含む蓄電デバイス電極用組成物、蓄電デバイス電極、及び、蓄電デバイスに関する。 The present invention relates to a binder for a power storage device electrode, which has adhesiveness and adhesiveness and can impart toughness and flexibility to the obtained electrode. Further, the present invention relates to a composition for a power storage device electrode including the binder for the power storage device electrode, a power storage device electrode, and a power storage device.

近年、携帯型ビデオカメラや携帯型パソコン等の携帯型電子機器の普及に伴い、移動用電源としての二次電池の需要が急増している。また、このような二次電池に対する小型化、軽量化、高エネルギー密度化の要求は非常に高い。
このように、繰り返し充放電が可能な二次電池としては、従来、鉛電池、ニッケル−カドミウム電池等が主流となっている。しかしながらこれらの電池は、充放電特性は優れているが、電池重量やエネルギー密度の点では、携帯型電子機器の移動用電源として充分満足できる特性を有しているとはいえない。
In recent years, with the spread of portable electronic devices such as portable video cameras and portable personal computers, the demand for secondary batteries as a mobile power source has been rapidly increasing. In addition, there is a great demand for miniaturization, weight reduction, and high energy density for such secondary batteries.
As described above, as a secondary battery capable of repeated charging and discharging, a lead battery, a nickel-cadmium battery and the like have been the mainstream. However, although these batteries have excellent charge / discharge characteristics, they cannot be said to have sufficiently satisfactory characteristics as a mobile power source for portable electronic devices in terms of battery weight and energy density.

そこで、二次電池として、リチウム又はリチウム合金を負極電極に用いたリチウム二次電池の研究開発が盛んに行われている。このリチウム二次電池は、高エネルギー密度を有し、自己放電も少なく、軽量であるという優れた特徴を有している。
リチウム二次電池の充放電部の構造は、正極及び負極をセパレータを挟んで積層した積層式電池や、円筒形電池等の捲回式電池が用いられている。捲回式電池は、小さな容積に対して有効電極面積を広くすることができ、高容量化、高出力化することができる。
Therefore, as a secondary battery, research and development of a lithium secondary battery using lithium or a lithium alloy as a negative electrode is being actively carried out. This lithium secondary battery has excellent features such as high energy density, low self-discharge, and light weight.
As the structure of the charge / discharge portion of the lithium secondary battery, a laminated battery in which a positive electrode and a negative electrode are laminated with a separator sandwiched between them, and a revolving battery such as a cylindrical battery are used. The retractable battery can have a large effective electrode area for a small volume, and can have a high capacity and a high output.

現在、特に、リチウム二次電池の電極(負極)用のバインダーとして最も広範に用いられているのが、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)に代表されるフッ素系樹脂である。
しかしながら、ポリフッ化ビニリデンは電極用スラリーを製造する際、溶剤への溶解性が悪く、製造効率を著しく低下させてしまうという問題があった。
これに対して、ポリフッ化ビニリデンを溶解させるスラリー用の溶剤としてN−メチルピロリドンが一般的に用いられているが、N−メチルピロリドンは沸点が高いためスラリー乾燥工程で大量の熱エネルギーが必要となるばかりか、完全に乾燥されなかったN−メチルピロリドンが電極中に残留してしまい、電池の性能を低下させてしまうという問題があった。
Currently, in particular, the most widely used binder for electrodes (negative electrodes) of lithium secondary batteries is a fluororesin typified by polyvinylidene fluoride (PVDF).
However, polyvinylidene fluoride has a problem that the solubility in a solvent is poor and the production efficiency is remarkably lowered when producing a slurry for an electrode.
On the other hand, N-methylpyrrolidone is generally used as a solvent for a slurry that dissolves vinylidene fluoride, but since N-methylpyrrolidone has a high boiling point, a large amount of heat energy is required in the slurry drying process. Not only that, there is a problem that N-methylpyrrolidone that has not been completely dried remains in the electrode, which deteriorates the performance of the battery.

一方、水系バインダーとしてはカルボキシメチルセルロース等が用いられているが、カルボキシメチルセルロースを用いた場合には、樹脂の柔軟性が不充分となるため、活物質を結着させる効果が不充分となったり、集電体への接着力が著しく低下したりするという問題があった。
また、特許文献1では、負極活物質として黒鉛層間距離(d002)が0.345〜0.370nmの低結晶炭素と、バインダーとしてスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを用いることで良好な負極が得られ、出力特性に優れた電池を得られることが示されている。
しかしながら、SBRは、低弾性であり、かつ、低反発であるため、活物質の膨張収縮に対する追従性が低く、特に活物質の収縮時にバインダーが剥離してしまうという問題があった。その結果、活物質間及び集電体界面で導通不良を起こしてしまい、繰り返しの充放電により、容量が低下してしまうという問題があった。
On the other hand, carboxymethyl cellulose or the like is used as the water-based binder, but when carboxymethyl cellulose is used, the flexibility of the resin becomes insufficient, so that the effect of binding the active material becomes insufficient, or the effect of binding the active material becomes insufficient. There is a problem that the adhesive force to the current collector is significantly reduced.
Further, in Patent Document 1, low crystalline carbon having a graphite interlayer distance (d002) of 0.345 to 0.370 nm is used as a negative electrode active material, styrene-butadiene copolymer (SBR) is used as a binder, and carboxymethyl cellulose is used as a thickener. It has been shown that a good negative electrode can be obtained by using the battery, and a battery having excellent output characteristics can be obtained.
However, since SBR has low elasticity and low resilience, it has a low followability to expansion and contraction of the active material, and there is a problem that the binder is peeled off particularly when the active material contracts. As a result, there is a problem that conduction failure occurs between the active materials and at the current collector interface, and the capacity decreases due to repeated charging and discharging.

また、高弾性、かつ、高反発であるバインダー樹脂を用いる方法も提案されているが、捲回式電池では、充放電時の活物質の膨張収縮により、捲回体内に不均一な応力分布が発生し、電極が圧迫されて、活物質間及び集電体界面の剥離や、電極のひび割れや電極端部の捲れが生じて、容量が低下してしまうという問題があった。 A method using a binder resin having high elasticity and high resilience has also been proposed, but in a wound battery, a non-uniform stress distribution is generated in the wound body due to expansion and contraction of the active material during charging and discharging. There is a problem that the capacity is reduced due to the occurrence of pressure on the electrodes, peeling between the active materials and the interface of the current collector, cracking of the electrodes, and curling of the electrode ends.

特開2009−158099号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-158099

本発明は、接着性及び粘着性を有し、得られる電極に強靭性及び柔軟性を付与することが可能な蓄電デバイス電極用バインダーを提供することを目的とする。更に、該蓄電デバイス電極用バインダーを含む蓄電デバイス電極用組成物、蓄電デバイス電極、及び、蓄電デバイスを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a binder for a power storage device electrode which has adhesiveness and adhesiveness and can impart toughness and flexibility to the obtained electrode. A further object of the present invention is to provide a composition for a power storage device electrode including a binder for the power storage device electrode, a power storage device electrode, and a power storage device.

本発明は、蓄電デバイスの電極に用いられるバインダーであって、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率が1×10〜1×1010Paであるバインダー(A)、及び、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率が1×10〜1×10Paであるバインダー(B)を含有し、前記バインダー(A)は、ポリビニルアセタール系樹脂(A)であり、前記バインダー(B)は、ポリビニルアセタール系樹脂(B)及び可塑剤を含有し、前記バインダー(A)及び前記バインダー(B)の合計100重量%に対して、前記バインダー(A)を85〜99.9重量%、前記バインダー(B)を0.1〜15重量%含有する蓄電デバイス電極用バインダーである。
以下に本発明を詳述する。
The present invention is a binder used for an electrode of a power storage device, which is a binder (A) having a storage elasticity of 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Pa at 50 ° C. and 10 Hz, and storage at 50 ° C. and 10 Hz. It contains a binder (B) having an elasticity of 1 × 10 5 to 1 × 10 7 Pa, the binder (A) is a polyvinyl acetal-based resin (A), and the binder (B) is a polyvinyl acetal-based resin. The binder (B) contains a resin (B) and a plasticizing agent, and the binder (A) is 85-99.9% by weight based on 100% by weight of the total of the binder (A) and the binder (B). Is a binder for a power storage device electrode containing 0.1 to 15% by weight.
The present invention will be described in detail below.

本発明者らは、鋭意検討の結果、蓄電デバイス電極用組成物に使用するバインダーとして、高弾性、且つ、高反発のポリビニルアセタール系樹脂(A)を主成分とし、低弾性、且つ、低反発のバインダーを所定量添加することにより、バインダー自体に粘着性を付与することができることを見出した。また、特に、円筒形電池のような捲回式電池に用いた場合に、電極のひび割れ及び電極端部の捲れを抑制することができ、繰返し充放電による容量の低下を抑制することができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have made a binder using a polyvinyl acetal resin (A) having high elasticity and high resilience as a main component as a binder used in the composition for a power storage device electrode, and have low elasticity and low resilience. It has been found that the binder itself can be imparted with adhesiveness by adding a predetermined amount of the binder. Further, in particular, when used in a revolving battery such as a cylindrical battery, it is possible to suppress cracking of the electrode and curling of the electrode end portion, and it is possible to suppress a decrease in capacity due to repeated charging and discharging. The heading has led to the completion of the present invention.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダーは、バインダー(A)を含有する。
上記バインダー(A)は、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率の下限が1×10Pa、上限が1×1010Paである。
上記バインダー(A)の貯蔵弾性率が1×10Pa以上であると、バインダー樹脂が柔らかくなりすぎることがなく、繰返しの充放電の際にも、バインダー樹脂の変形を少なくして、活物質の剥離を抑制することができる。上記バインダー(A)の貯蔵弾性率が1×1010Pa以下であると、バインダー樹脂が硬くなりすぎることがなく、活物質間及び集電体界面の接着性を向上させることができる。
上記バインダー(A)の貯蔵弾性率は、好ましい下限が2.0×10Pa、より好ましい下限が3.0×10Pa、好ましい上限が2.5×10Pa、より好ましい上限が1.5×10Paである。
なお、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置を用いることにより測定することができる。
The binder for the power storage device electrode of the present invention contains the binder (A).
The binder (A) has a lower limit of 1 × 10 8 Pa and an upper limit of 1 × 10 10 Pa at a storage elastic modulus at 50 ° C. and 10 Hz.
When the storage elastic modulus of the binder (A) is 1 × 10 8 Pa or more, the binder resin does not become too soft, and even during repeated charging and discharging, the deformation of the binder resin is reduced and the active material is used. Peeling can be suppressed. When the storage elastic modulus of the binder (A) is 1 × 10 10 Pa or less, the binder resin does not become too hard, and the adhesiveness between the active materials and the interface between the current collectors can be improved.
Regarding the storage elastic modulus of the binder (A), a preferable lower limit is 2.0 × 10 8 Pa, a more preferable lower limit is 3.0 × 10 8 Pa, a preferable upper limit is 2.5 × 10 9 Pa, and a more preferable upper limit is 1. It is .5 × 10 9 Pa.
The storage elastic modulus at 50 ° C. and 10 Hz can be measured by using a dynamic viscoelasticity measuring device.

上記バインダー(A)の重量平均分子量は、10000〜10000000であることが好ましく、20000〜5000000であることがより好ましい。 The weight average molecular weight of the binder (A) is preferably 10000 to 10000000, and more preferably 20000 to 5000000.

上記バインダー(A)のガラス転移温度は、好ましい下限が55℃、より好ましい下限が60℃、好ましい上限が250℃、より好ましい上限が190℃である。 The glass transition temperature of the binder (A) has a preferable lower limit of 55 ° C., a more preferable lower limit of 60 ° C., a preferable upper limit of 250 ° C., and a more preferable upper limit of 190 ° C.

上記バインダー(A)は、ポリビニルアセタール系樹脂(A)である。
本発明では、バインダー(A)としてポリビニルアセタール系樹脂(A)を用いることで、活物質に引力的相互作用が働き、少量のバインダー量で活物質を固定化することが出来る。また、導電助剤とも引力的相互作用を及ぼし、活物質、導電助剤間距離をある一定範囲にとどめることが出来る。このように活物質と導電助剤との距離を程よいものとすることで、活物質の分散性が大幅に改善される。
更に、PVDF等の樹脂を用いる場合と比較して、集電体との接着性を著しく向上させることができる。加えて、カルボキシメチルセルロースを用いる場合と比較して、活物質の分散性、接着性に優れ、バインダーの添加量が少ない場合でも充分な効果を発揮することができる。
The binder (A) is a polyvinyl acetal resin (A).
In the present invention, by using the polyvinyl acetal resin (A) as the binder (A), an attractive interaction acts on the active material, and the active material can be immobilized with a small amount of the binder. In addition, it also exerts an attractive interaction with the conductive auxiliary agent, and the distance between the active material and the conductive auxiliary agent can be kept within a certain range. By adjusting the distance between the active material and the conductive additive in this way, the dispersibility of the active material is significantly improved.
Further, as compared with the case of using a resin such as PVDF, the adhesiveness with the current collector can be remarkably improved. In addition, as compared with the case of using carboxymethyl cellulose, the dispersibility and adhesiveness of the active material are excellent, and a sufficient effect can be exhibited even when the amount of the binder added is small.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)の水酸基量の好ましい下限は30モル%、好ましい上限は60モル%である。上記水酸基量が30モル%以上であると、電解液に対する耐性を充分なものとして、電極を電解液中に浸した際、樹脂成分が電解液中に溶出することを抑制することができる。上記水酸基量が60モル%以下であると、ポリビニルアセタール系樹脂(A)の水性媒体中での安定性を良好なものとして、バインダー樹脂の凝集を抑制して、活物質を充分に分散させることができる。
上記水酸基量のより好ましい下限は35モル%、より好ましい上限は55モル%である。
The preferable lower limit of the amount of hydroxyl groups in the polyvinyl acetal resin (A) is 30 mol%, and the preferable upper limit is 60 mol%. When the amount of the hydroxyl groups is 30 mol% or more, the resistance to the electrolytic solution is made sufficient, and when the electrode is immersed in the electrolytic solution, the resin component can be suppressed from being eluted into the electrolytic solution. When the amount of the hydroxyl groups is 60 mol% or less, the stability of the polyvinyl acetal resin (A) in the aqueous medium is improved, the aggregation of the binder resin is suppressed, and the active material is sufficiently dispersed. Can be done.
The more preferable lower limit of the amount of hydroxyl groups is 35 mol%, and the more preferable upper limit is 55 mol%.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)のアセタール化度は、単独アルデヒド、混合アルデヒドのいずれのアセタール化を用いる場合でも、全アセタール化度で好ましい下限が40モル%、好ましい上限が70モル%である。上記アセタール化度が40モル%以上であると、樹脂の柔軟性を良好なものとして、集電体への充分な接着力を発揮することができる。上記アセタール化度が70モル%以下であると、電解液に対する耐性を充分なものとして、電極を電解液中に浸した際の樹脂成分の電解液への溶出を抑制することができる。上記アセタール化度は、より好ましい下限が45モル%、より好ましい上限が65モル%である。 Regarding the degree of acetalization of the polyvinyl acetal resin (A), the preferable lower limit is 40 mol% and the preferable upper limit is 70 mol% in terms of the total acetalization degree regardless of whether acetalization of a single aldehyde or a mixed aldehyde is used. When the degree of acetalization is 40 mol% or more, the flexibility of the resin is made good, and sufficient adhesive force to the current collector can be exhibited. When the degree of acetalization is 70 mol% or less, the resistance to the electrolytic solution is sufficient, and the elution of the resin component into the electrolytic solution when the electrode is immersed in the electrolytic solution can be suppressed. The more preferable lower limit of the degree of acetalization is 45 mol%, and the more preferable upper limit is 65 mol%.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)のアセチル基量は、好ましい下限が0.2モル%、好ましい上限が20モル%である。上記アセチル基量が0.2モル%以上であると、樹脂の柔軟性を良好なものとすることができる。上記アセチル基量が20モル%以下であると、電解液に対する耐性を充分なものとして、電極を電解液に浸した際の樹脂成分の電解液への溶出を抑制することができる。上記アセチル基量のより好ましい下限は1モル%である。 The preferable lower limit of the acetyl group amount of the polyvinyl acetal resin (A) is 0.2 mol%, and the preferable upper limit is 20 mol%. When the amount of the acetyl group is 0.2 mol% or more, the flexibility of the resin can be improved. When the amount of the acetyl group is 20 mol% or less, the resistance to the electrolytic solution is sufficient, and the elution of the resin component into the electrolytic solution when the electrode is immersed in the electrolytic solution can be suppressed. The more preferable lower limit of the amount of the acetyl group is 1 mol%.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)の重合度は、好ましい下限が250、好ましい上限が4000である。上記重合度が250以上であると、電解液への耐性を充分なものとして、電極の電解液への溶出を抑制することができる。上記重合度が4000以下であると、活物質との接着力を充分なものとして、リチウム二次電池の放電容量の低下を抑制することができる。上記重合度のより好ましい下限は280、より好ましい上限は3500である。 The degree of polymerization of the polyvinyl acetal resin (A) has a preferable lower limit of 250 and a preferable upper limit of 4000. When the degree of polymerization is 250 or more, the resistance to the electrolytic solution is sufficient, and the elution of the electrode into the electrolytic solution can be suppressed. When the degree of polymerization is 4000 or less, the adhesive force with the active material is sufficient, and the decrease in the discharge capacity of the lithium secondary battery can be suppressed. The more preferable lower limit of the degree of polymerization is 280, and the more preferable upper limit is 3500.

また、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)はイオン性官能基を有することが好ましい。上記イオン性官能基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、スルフィン酸基、スルフェン酸基、リン酸基、ホスホン酸基、アミノ基、及び、それらの塩からなる群より選択される少なくとも1種の官能基が好ましい。なかでも、カルボキシル基、スルホン酸基、それらの塩がより好ましく、スルホン酸基、その塩であることが特に好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂(A)がイオン性官能基を有することにより、リチウム二次電池電極用組成物中においてポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性が向上し、また、活物質及び導電助剤の分散性を特に優れたものとすることができる。
なお、上記塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩等が挙げられる。
Further, the polyvinyl acetal resin (A) preferably has an ionic functional group. The ionic functional group is at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfinic acid group, a sulfinic acid group, a phosphoric acid group, a phosphonic acid group, an amino group, and salts thereof. Functional groups are preferred. Of these, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a salt thereof are more preferable, and a sulfonic acid group and a salt thereof are particularly preferable. Since the polyvinyl acetal resin (A) has an ionic functional group, the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) in the composition for the lithium secondary battery electrode is improved, and the active material and the conductive auxiliary agent Dispersibility can be particularly excellent.
Examples of the salt include sodium salt, potassium salt and the like.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量は、好ましい下限が0.01mmol/g、好ましい上限が1mmol/gである。上記イオン性官能基の含有量が0.01mmol/g以上であると、ポリビニルアセタール系樹脂(A)のリチウム二次電池電極用組成物中での分散性、及び、電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を充分に向上させることができる。上記イオン性官能基の含有量が1mmol/g以下であると、電池とした際のバインダーの耐久性を向上させることができ、リチウム二次電池の放電容量を向上させることができる。上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量は、より好ましい下限が0.02mmol/g、より好ましい上限が0.5mmol/gである。上記イオン性官能基の含有量は、NMRを用いることで測定することができる。 The content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) has a preferable lower limit of 0.01 mmol / g and a preferable upper limit of 1 mmol / g. When the content of the ionic functional group is 0.01 mmol / g or more, the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) in the composition for the lithium secondary battery electrode and the active material when used as the electrode And the dispersibility of the conductive auxiliary agent can be sufficiently improved. When the content of the ionic functional group is 1 mmol / g or less, the durability of the binder when used as a battery can be improved, and the discharge capacity of the lithium secondary battery can be improved. The content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) has a more preferable lower limit of 0.02 mmol / g and a more preferable upper limit of 0.5 mmol / g. The content of the ionic functional group can be measured by using NMR.

上記イオン性官能基の存在形態については、ポリビニルアセタール系樹脂(A)構造中に直接存在していてもよく、グラフト鎖を含むポリビニルアセタール系樹脂(A)(以下、単にグラフト共重合体ともいう)のグラフト鎖に存在していてもよい。なかでも、電解液に対する耐性及び電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を優れたものとすることができることから、ポリビニルアセタール系樹脂(A)構造中に直接存在していることが好ましい。
上記イオン性官能基がポリビニルアセタール系樹脂(A)構造中に直接存在している場合は、ポリビニルアセタール系樹脂(A)の主鎖を構成する炭素にイオン性官能基が結合した鎖状分子構造であるか、アセタール結合を介してイオン性官能基が結合した分子構造であることが好ましい。また、アセタール結合を介してイオン性官能基が結合した分子構造であることが特に好ましい。
イオン性官能基が上記の構造で存在することで、リチウム二次電池電極用組成物中においてポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性が向上し、電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を特に優れたものとすることができるとともに、電池とした際のバインダーの劣化が抑制されることからリチウム二次電池の放電容量の低下を抑制することができる。
The present form of the ionic functional group may be directly present in the polyvinyl acetal resin (A) structure, and the polyvinyl acetal resin (A) containing a graft chain (hereinafter, also simply referred to as a graft copolymer). ) May be present in the graft chain. In particular, it is directly present in the polyvinyl acetal resin (A) structure because it can be excellent in resistance to the electrolytic solution and dispersibility of the active material and the conductive auxiliary agent when used as an electrode. preferable.
When the ionic functional group is directly present in the structure of the polyvinyl acetal-based resin (A), the chain molecular structure in which the ionic functional group is bonded to the carbon constituting the main chain of the polyvinyl acetal-based resin (A). Or, it is preferably a molecular structure in which an ionic functional group is bonded via an acetal bond. Further, it is particularly preferable that the molecular structure has an ionic functional group bonded via an acetal bond.
The presence of the ionic functional group in the above structure improves the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) in the composition for the lithium secondary battery electrode, and the active material and the conductive auxiliary agent used as the electrode. The dispersibility can be made particularly excellent, and the deterioration of the binder when the battery is used is suppressed, so that the decrease in the discharge capacity of the lithium secondary battery can be suppressed.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)構造中に、上記イオン性官能基を直接有するポリビニルアセタール系樹脂(A)を製造する方法は特に限定されない。例えば、上記イオン性官能基を有する変性ポリビニルアルコール原料にアルデヒドを反応させアセタール化する方法、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を作製した後、該ポリビニルアセタール系樹脂(A)の官能基に対して反応性を有する別の官能基及びイオン性官能基を持った化合物と反応させる方法等が挙げられる。 The method for producing the polyvinyl acetal-based resin (A) having the ionic functional group directly in the polyvinyl acetal-based resin (A) structure is not particularly limited. For example, a method of reacting an aldehyde with a modified polyvinyl alcohol raw material having an ionic functional group to acetalize the polyvinyl alcohol-based resin (A), and then reacting with the functional group of the polyvinyl acetal-based resin (A). Examples thereof include a method of reacting with another functional group having a property and a compound having an ionic functional group.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)が、アセタール結合を介してイオン性官能基を有している場合、アセタール結合とイオン性官能基が鎖状、環状のアルキル基や芳香族環により接続されていることが好ましい。なかでも、炭素数1以上のアルキレン基、炭素数5以上の環状アルキレン基、炭素数6以上のアリール基等により接続されていることが好ましく、特に、炭素数1以上のアルキレン基、芳香族環により接続されていることが好ましい。
これにより、電解液に対する耐性及び電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を優れたものとすることができるとともに、電池とした際のバインダーの劣化が抑制されることからリチウム二次電池の放電容量の低下を抑制することができる。
上記芳香族系置換基としては、ベンゼン環、ピリジン環等の芳香族環や、ナフタレン環、アントラセン環等の縮合多環芳香族基等が挙げられる。
When the polyvinyl acetal-based resin (A) has an ionic functional group via an acetal bond, the acetal bond and the ionic functional group are connected by a chain or cyclic alkyl group or an aromatic ring. Is preferable. Among them, it is preferable that they are connected by an alkylene group having 1 or more carbon atoms, a cyclic alkylene group having 5 or more carbon atoms, an aryl group having 6 or more carbon atoms, and the like, and in particular, an alkylene group having 1 or more carbon atoms and an aromatic ring. It is preferable that they are connected by.
As a result, the resistance to the electrolytic solution and the dispersibility of the active material and the conductive auxiliary agent when used as an electrode can be improved, and the deterioration of the binder when used as a battery is suppressed, so that the lithium secondary is used. It is possible to suppress a decrease in the discharge capacity of the battery.
Examples of the aromatic substituent include aromatic rings such as a benzene ring and a pyridine ring, and condensed polycyclic aromatic groups such as a naphthalene ring and an anthracene ring.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)が、アセタール結合を介してイオン性官能基を有している場合、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)は、下記式(1−1)で表される水酸基を有する構成単位、下記式(1−2)で表されるアセチル基を有する構成単位、下記式(1−3)で表されるアセタール基を有する構成単位、及び、下記式(1−4)で表されるイオン性官能基を含むアセタール基を有する構成単位を有するものであることが好ましい。
これにより、ポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性、活物質及び導電助剤の分散性を特に優れたものとすることができるとともに、集電体に対する接着力及び電解液に対する耐性も特に優れたものとすることができることから、リチウム二次電池の放電容量の低下を特に抑制することができる。
When the polyvinyl acetal-based resin (A) has an ionic functional group via an acetal bond, the polyvinyl acetal-based resin (A) has a hydroxyl group represented by the following formula (1-1). A structural unit, a structural unit having an acetyl group represented by the following formula (1-2), a structural unit having an acetal group represented by the following formula (1-3), and a structural unit represented by the following formula (1-4). It is preferable that it has a structural unit having an acetal group containing an ionic functional group.
As a result, the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) and the dispersibility of the active material and the conductive auxiliary agent can be made particularly excellent, and the adhesive force to the current collector and the resistance to the electrolytic solution are also particularly excellent. Therefore, it is possible to particularly suppress a decrease in the discharge capacity of the lithium secondary battery.

Figure 0006876478
Figure 0006876478

式(1−3)中、Rは水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表し、式(1−4)中、Rは炭素数1〜20のアルキレン基又は芳香環を表し、Xはイオン性官能基を表す。 In formula (1-3), R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and in formula (1-4), R 2 represents an alkylene group or an aromatic ring having 1 to 20 carbon atoms. X represents an ionic functional group.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基を有するアセタール結合の含有量は、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量が上記適性範囲となるように調整することが好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量を上記適性範囲とするためには、例えば、1つのアセタール結合によって、1つのイオン性官能基が導入されている場合、イオン性官能基を有するアセタール結合の含有量を0.1〜10モル%程度とすることが好ましい。また、1つのアセタール結合によって、2つのイオン性官能基が導入されている場合には、イオン性官能基を有するアセタール結合の含有量を0.05〜5モル%程度とすることが好ましい。また、ポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性と、樹脂の柔軟性及び集電体に対する接着力を共に高いものとするために、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基を有するアセタール結合の含有量は、全アセタール結合の0.5〜20モル%であることが好ましい。
ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量を上記範囲内とすることで、リチウム二次電池電極用組成物中においてポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性が向上するとともに、電解液に対する耐性及び電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を優れたものとすることができる。さらに電池とした際のバインダーの劣化が抑制されることからリチウム二次電池の放電容量の低下を抑制することができる。
The content of the acetal bond having an ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) is adjusted so that the content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) is within the appropriate range. Is preferable. In order to keep the content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) within the above-mentioned appropriate range, for example, when one ionic functional group is introduced by one acetal bond, the ionic functional group is introduced. The content of the acetal bond having a group is preferably about 0.1 to 10 mol%. When two ionic functional groups are introduced by one acetal bond, the content of the acetal bond having an ionic functional group is preferably about 0.05 to 5 mol%. Further, it has an ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) in order to enhance both the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) and the flexibility of the resin and the adhesive force to the current collector. The content of the acetal bond is preferably 0.5 to 20 mol% of the total acetal bond.
By setting the content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) within the above range, the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) in the composition for the lithium secondary battery electrode is improved, and the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) is improved. The resistance to the electrolytic solution and the dispersibility of the active material and the conductive auxiliary agent when used as an electrode can be improved. Further, since deterioration of the binder when used as a battery is suppressed, it is possible to suppress a decrease in the discharge capacity of the lithium secondary battery.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)構造中にアセタール結合を介してイオン性官能基を有するポリビニルアセタール系樹脂(A)を製造する方法は特に限定されない。例えば、ポリビニルアルコール原料に上記イオン性官能基を有するアルデヒドをあらかじめ反応させた後にアセタール化する方法が挙げられる。また、ポリビニルアルコールをアセタール化する際に、アルデヒド原料に上記イオン性官能基を有するアルデヒドを混合してアセタール化する方法、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を作製した後に上記イオン性官能基を有するアルデヒドを反応させる方法等が挙げられる。 The method for producing the polyvinyl acetal-based resin (A) having an ionic functional group in the structure of the polyvinyl acetal-based resin (A) via an acetal bond is not particularly limited. For example, a method of acetalizing after reacting a polyvinyl alcohol raw material with an aldehyde having an ionic functional group in advance can be mentioned. Further, when acetalizing polyvinyl alcohol, a method of mixing an aldehyde having the above ionic functional group with an aldehyde raw material to acetalize, a method of producing the polyvinyl acetal resin (A) and then aldehyde having the above ionic functional group. Examples include a method of reacting.

上記イオン性官能基を有するアルデヒドとしては、スルホン酸基を有するアルデヒド、アミノ基を有するアルデヒド、リン酸基を有するアルデヒド、カルボキシル基を有するアルデヒド等が挙げられる。具体的には例えば、4−ホルミルベンゼン−1,3−ジスルホン酸二ナトリウム、4−ホルミルベンゼンスルホン酸ナトリウム、2−ホルミルベンゼンスルホン酸ナトリウム、3−ピリジンカルバルデヒド塩酸塩、4−ジエチルアミノベンズアルデヒド塩酸塩、4−ジメチルアミノベンズアルデヒド塩酸塩、ベタインアルデヒドクロリド、(2−ヒドロキシ−3−オキソプロポキシ)リン酸、5−リン酸ピリドキサール、テレフタルアルデヒド酸、イソフタルアルデヒド酸等が挙げられる。 Examples of the aldehyde having an ionic functional group include an aldehyde having a sulfonic acid group, an aldehyde having an amino group, an aldehyde having a phosphoric acid group, and an aldehyde having a carboxyl group. Specifically, for example, disodium 4-formylbenzene-1,3-disulfonate, sodium 4-formylbenzenesulfonate, sodium 2-formylbenzenesulfonate, 3-pyridinecarbaldehyde hydrochloride, 4-diethylaminobenzaldehyde hydrochloride. , 4-Dimethylaminobenzaldehyde hydrochloride, betainealdehyde chloride, (2-hydroxy-3-oxopropoxy) phosphate, 5-phosphate pyridoxal, terephthalaldehyde acid, isophthalaldehyde acid and the like.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)は、アセタール結合を介してイオン性官能基を有しており、イオン性官能基はスルホン酸基又はその塩であり、アセタール結合とイオン性官能基がベンゼン環によって接続されていることが特に好ましい。上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)がこのような分子構造を有することで、リチウム二次電池電極用組成物中におけるポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性、電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性、電池とした際のバインダーの耐久性を特に優れたものとすることができる。 The polyvinyl acetal-based resin (A) has an ionic functional group via an acetal bond, the ionic functional group is a sulfonic acid group or a salt thereof, and the acetal bond and the ionic functional group are formed by a benzene ring. It is particularly preferable that they are connected. Since the polyvinyl acetal-based resin (A) has such a molecular structure, the dispersibility of the polyvinyl acetal-based resin (A) in the composition for a lithium secondary battery electrode, the active material when used as an electrode, and the conductivity aid The dispersibility of the agent and the durability of the binder when used as a battery can be made particularly excellent.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)が、ポリマーの主鎖を構成する炭素にイオン性官能基が結合した鎖状分子構造である場合、下記一般式(2)に示す構造単位を有することが好ましい。上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)が下記一般式(2)に示す構造単位を有することで、リチウム二次電池電極用組成物中におけるポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性、電池とした際のバインダーの耐久性を特に優れたものとすることができる。 When the polyvinyl acetal-based resin (A) has a chain-like molecular structure in which an ionic functional group is bonded to carbon constituting the main chain of the polymer, it preferably has a structural unit represented by the following general formula (2). When the polyvinyl acetal resin (A) has a structural unit represented by the following general formula (2), the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) in the composition for a lithium secondary battery electrode can be obtained as a battery. The durability of the binder can be made particularly excellent.

Figure 0006876478
Figure 0006876478

式(2)中、Cはポリマー主鎖の炭素原子を表し、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数1以上のアルキレン基を表し、Rはイオン性官能基を表す。 In the formula (2), C represents a carbon atom of the polymer main chain, R 3 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 4 represents an alkylene group having 1 or more carbon atoms, and R 5 represents an ionic functional group. ..

上記Rとしては特に水素原子が好ましい。
上記Rとしては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基等が挙げられる。なかでも、上記Rはメチレン基であることが好ましい。
上記Rは、ヘテロ原子を有する置換基によって置換された構造であってもよい。上記置換基としては、エステル基、エーテル基、スルフィド基、アミド基、アミン基、スルホキシド基、ケトン基、水酸基等が挙げられる。
Particularly preferably a hydrogen atom as the R 3.
As the R 4, for example, methylene group, ethylene group, propylene group, isopropylene group, butylene group, isobutylene group, sec- butylene, tert- butylene group. Among them, it is preferable that R 4 is a methylene group.
The R 4 may have a structure substituted with a substituent having a hetero atom. Examples of the substituent include an ester group, an ether group, a sulfide group, an amide group, an amine group, a sulfoxide group, a ketone group, a hydroxyl group and the like.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)構造中にイオン性官能基が直接存在するポリビニルアセタール系樹脂(A)を製造する方法は特に限定されない。例えば、上記イオン性官能基を有する変性ポリビニルアルコール原料にアルデヒドを反応させアセタール化する方法、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を作製した後、該ポリビニルアセタール系樹脂(A)の官能基に対して反応性を有する別の官能基及びイオン性官能基を持った化合物と反応させる方法等が挙げられる。 The method for producing the polyvinyl acetal-based resin (A) in which the ionic functional group is directly present in the structure of the polyvinyl acetal-based resin (A) is not particularly limited. For example, a method of reacting an aldehyde with a modified polyvinyl alcohol raw material having an ionic functional group to acetalize the polyvinyl alcohol-based resin (A), and then reacting with the functional group of the polyvinyl acetal-based resin (A). Examples thereof include a method of reacting with another functional group having a property and a compound having an ionic functional group.

上記イオン性官能基を有する変性ポリビニルアルコール原料を作製する方法としては、例えば、酢酸ビニル等のビニルエステルモノマーと、下記一般式(3)に示す構造を有するモノマーとを共重合化させた後、得られた共重合樹脂のエステル部位をアルカリ又は酸によりケン化する方法が挙げられる。 As a method for producing the modified polyvinyl alcohol raw material having the above ionic functional group, for example, a vinyl ester monomer such as vinyl acetate is copolymerized with a monomer having a structure represented by the following general formula (3), and then the monomer is copolymerized. Examples thereof include a method of saponifying the ester moiety of the obtained copolymer resin with an alkali or an acid.

Figure 0006876478
Figure 0006876478

式(3)中、Rは水素原子又はメチル基を表し、Rは炭素数1以上のアルキレン基を表し、Rはイオン性官能基を表す。 In formula (3), R 6 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 7 represents an alkylene group having 1 or more carbon atoms, and R 8 represents an ionic functional group.

上記一般式(3)に示す構造を有するモノマーとしては特に限定されず、例えば、3−ブテン酸、4−ペンテン酸、5−ヘキセン酸、9−デセン酸等のカルボキシル基と重合性官能基を有するもの、アリルスルホン酸、2−メチル−2−プロペン−1−スルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−(メタクリロイルオキシ)プロパンスルホン酸等のスルホン酸基と重合性官能基を有するもの、N,N−ジエチルアリルアミン等のアミノ基と重合性官能基を有するもの、及びこれらの塩等が挙げられる。
なかでも、アリルスルホン酸及びその塩を用いた場合、リチウム二次電池電極用組成物中においてポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性が向上するとともに、電解液に対する耐性及び電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を優れたものとすることができる。さらに電池とした際のバインダーの劣化が抑制されることからリチウム二次電池の放電容量の低下を抑制することができるため好適である。特に、アリルスルホン酸ナトリウムを用いることが好ましい。
これらのモノマーは、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The monomer having the structure represented by the general formula (3) is not particularly limited, and for example, a carboxyl group such as 3-butenoic acid, 4-pentenoic acid, 5-hexenoic acid, or 9-decenoic acid and a polymerizable functional group can be used. Sulfonic acid groups such as allylsulfonic acid, 2-methyl-2-propen-1-sulfonic acid, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 3- (methacryloyloxy) propanesulfonic acid and polymerizable functional groups Examples thereof include those having an amino group such as N, N-diethylallylamine and a polymerizable functional group, and salts thereof.
In particular, when allyl sulfonic acid and a salt thereof are used, the dispersibility of the polyvinyl acetal-based resin (A) in the composition for the lithium secondary battery electrode is improved, and the resistance to the electrolytic solution and the activity when used as the electrode are improved. The dispersibility of the substance and the conductive auxiliary agent can be made excellent. Further, since deterioration of the binder when used as a battery is suppressed, it is possible to suppress a decrease in the discharge capacity of the lithium secondary battery, which is preferable. In particular, it is preferable to use sodium allylsulfonate.
These monomers may be used alone or in combination of two or more.

上記Rとしては特に水素原子が好ましい。
上記Rとしては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基等が挙げられる。なかでも、上記Rはメチレン基であることが好ましい。
上記Rは、ヘテロ原子を有する置換基によって置換された構造であってもよい。上記置換基としては、エステル基、エーテル基、スルフィド基、アミド基、アミン基、スルホキシド基、ケトン基、水酸基等が挙げられる。
Particularly preferably a hydrogen atom as the R 6.
Examples of the R 7 include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, an isopropylene group, a butylene group, an isobutylene group, a sec-butylene group, a tert-butylene group and the like. Among them, the above R 7 is preferably a methylene group.
The R 7 may have a structure substituted with a substituent having a hetero atom. Examples of the substituent include an ester group, an ether group, a sulfide group, an amide group, an amine group, a sulfoxide group, a ketone group, a hydroxyl group and the like.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中の上記一般式(2)に示す構造単位の含有量は、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量が上記適性範囲となるように調整することが好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量を上記適性範囲とするためには、例えば、上記一般式(3)によって、1つのイオン性官能基が導入されている場合、上記一般式(2)に示す構造単位の含有量を0.05〜5モル%程度とすることが好ましい。また、上記一般式(3)によって、2つのイオン性官能基が導入されている場合、上記一般式(2)に示す構造単位の含有量を0.025〜2.5モル%程度とすることが好ましい。
ポリビニルアセタール系樹脂(A)中のイオン性官能基の含有量を上記範囲内とすることで、リチウム二次電池電極用組成物中においてポリビニルアセタール系樹脂(A)の分散性が向上するとともに、電解液に対する耐性及び電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を優れたものとすることができる。さらに電池とした際のバインダーの劣化が抑制されることからリチウム二次電池の放電容量の低下を抑制することができる。
The content of the structural unit represented by the general formula (2) in the polyvinyl acetal resin (A) is such that the content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) is within the appropriate range. It is preferable to adjust. In order to keep the content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) within the above-mentioned appropriate range, for example, when one ionic functional group is introduced by the above general formula (3), the above The content of the structural unit represented by the general formula (2) is preferably about 0.05 to 5 mol%. When two ionic functional groups are introduced according to the general formula (3), the content of the structural unit represented by the general formula (2) should be about 0.025 to 2.5 mol%. Is preferable.
By setting the content of the ionic functional group in the polyvinyl acetal resin (A) within the above range, the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) in the composition for the lithium secondary battery electrode is improved, and the dispersibility of the polyvinyl acetal resin (A) is improved. The resistance to the electrolytic solution and the dispersibility of the active material and the conductive auxiliary agent when used as an electrode can be improved. Further, since deterioration of the binder when used as a battery is suppressed, it is possible to suppress a decrease in the discharge capacity of the lithium secondary battery.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)は、下記式(4)で表される構成単位を有することが好ましい。式(4)中、Rは水素原子又は炭素数1〜20のアルキル基を表す。
下記式(4)で表される構成単位を有することで、結着性に優れるとともに、電解液に対する耐性を良好なものとして、電解液によって樹脂成分が膨潤したり、樹脂成分が電解液中に溶出したりすることを抑制することができる。その結果、得られる電極の電極密度を向上させることができる。
The polyvinyl acetal resin (A) preferably has a structural unit represented by the following formula (4). In formula (4), R 9 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
By having the structural unit represented by the following formula (4), the resin component is swelled by the electrolytic solution, and the resin component is contained in the electrolytic solution, because the binding property is excellent and the resistance to the electrolytic solution is good. It is possible to suppress elution. As a result, the electrode density of the obtained electrode can be improved.

Figure 0006876478
Figure 0006876478

上記式(4)中、Rで表される炭素数1〜20のアルキル基としては、特に限定されず、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシル基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナデシル基、エイコシル基等が挙げられる。
上記Rとしては、活物質同士及び活物質と集電体との結着性をより優れたものとすることができるとともに、電解液に対する耐膨潤性をより高いものとすることができるという観点からプロピル基が好ましい。
In the above formula (4), the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 9 is not particularly limited, and for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, and a heptyl group. Examples thereof include a group, an octyl group, a nonyl group, a decyl group, an undecyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a pentadecyl group, a hexadecyl group, a heptadecyl group, an octadecyl group, a nonadecil group and an eicosyl group.
The viewpoint of R 9 is that the binding property between the active materials and the active material and the current collector can be made more excellent, and the swelling resistance to the electrolytic solution can be made higher. A propyl group is preferred.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中の上記式(4)で表される構成単位の含有量の好ましい下限は0.3モル%である。上記式(4)で表される構成単位の含有量が0.3モル%以上であると、電解液に対する耐性を向上させる効果を充分に発揮させることができる。また、樹脂の柔軟性が良好となり、クラックや割れの発生を抑制することができる。
上記式(4)で表される構成単位の含有量のより好ましい下限は0.4モル%、更に好ましい下限は0.5モル%、好ましい上限は5モル%、より好ましい上限は3モル%、更に好ましい上限は2モル%である。
The preferable lower limit of the content of the structural unit represented by the above formula (4) in the polyvinyl acetal resin (A) is 0.3 mol%. When the content of the structural unit represented by the above formula (4) is 0.3 mol% or more, the effect of improving the resistance to the electrolytic solution can be sufficiently exhibited. In addition, the flexibility of the resin is improved, and the occurrence of cracks and cracks can be suppressed.
The more preferable lower limit of the content of the structural unit represented by the above formula (4) is 0.4 mol%, the more preferable lower limit is 0.5 mol%, the preferable upper limit is 5 mol%, and the more preferable upper limit is 3 mol%. A more preferred upper limit is 2 mol%.

なお、上記式(4)で表される構成単位の含有量は、以下の方法により算出することができる。
具体的には、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を重水素化ジメチルスルホキシドに濃度が1重量%となるように溶解させ、測定温度150℃でプロトンNMRを測定し、4.8ppm付近に現れるピーク(a)と、4.2ppm付近に現れるピーク(b)と、1.0〜1.8ppm付近に現れるピーク(c)と、0.9ppm付近に現れるピーク(d)の積分値を用いて次式により算出することができる。
式(4)で表される構成単位の含有量(モル%)={(a−b/2)/[(c−4d/3)/2]}×100
The content of the structural unit represented by the above formula (4) can be calculated by the following method.
Specifically, the polyvinyl acetal-based resin (A) is dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide so that the concentration is 1% by weight, proton NMR is measured at a measurement temperature of 150 ° C., and a peak appearing near 4.8 ppm (a peak appearing at around 4.8 ppm). The following equation is used using the integrated values of a), the peak (b) appearing near 4.2 ppm, the peak (c) appearing near 1.0 to 1.8 ppm, and the peak (d) appearing near 0.9 ppm. Can be calculated by
Content (mol%) of the structural unit represented by the formula (4) = {(ab / 2) / [(c-4d / 3) / 2]} × 100

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中の上記式(4)で表される構成単位の含有量は、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)の水酸基量が高い場合には、高く設定することが好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂(A)の水酸基量が高い場合は、分子間の水素結合によってバインダーが硬くなりやすいことから、クラックや割れが発生しやすくなるが、上記式(4)で表される構成単位の含有量を増やすことによって樹脂の柔軟性が良好となり、クラックや割れの発生を抑制することができる。
一方、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)の水酸基量が低い場合には、ポリビニルアセタール系樹脂(A)中の上記式(4)で表される構成単位の含有量は、低く設定することが好ましい。
ポリビニルアセタール系樹脂(A)の水酸基量が低い場合には、上記式(4)で表される構成単位の含有量が低い範囲においても樹脂の柔軟性は充分に発揮され、クラックや割れの発生を抑制することができるとともに、電解液に対する耐性も高いものとすることができる。
The content of the structural unit represented by the above formula (4) in the polyvinyl acetal resin (A) is preferably set high when the amount of hydroxyl groups in the polyvinyl acetal resin (A) is high. When the amount of hydroxyl groups of the polyvinyl acetal resin (A) is high, the binder tends to become hard due to the hydrogen bonds between the molecules, so that cracks and cracks are likely to occur. However, the structural unit represented by the above formula (4). By increasing the content of the resin, the flexibility of the resin is improved, and the occurrence of cracks and cracks can be suppressed.
On the other hand, when the amount of hydroxyl groups of the polyvinyl acetal resin (A) is low, the content of the structural unit represented by the above formula (4) in the polyvinyl acetal resin (A) is preferably set low. ..
When the amount of hydroxyl groups of the polyvinyl acetal resin (A) is low, the flexibility of the resin is sufficiently exhibited even in the range where the content of the structural unit represented by the above formula (4) is low, and cracks and cracks occur. Can be suppressed, and the resistance to the electrolytic solution can be made high.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中に、上記式(4)で表される構成単位を有するポリビニルアセタール系樹脂(A)を製造する方法としては、例えば、上記式(4)で表される構成単位を有する変性ポリビニルアルコール原料にアルデヒドを反応させアセタール化する方法が挙げられる。また、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を作製する際に、ポリビニルアルコール原料の官能基に対して反応性を有する化合物を作用させて、式(4)で表される構成単位を分子内に保有させる方法が挙げられる。更に、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を作製した後、該ポリビニルアセタール系樹脂(A)の官能基に対して反応性を有する化合物を反応させて、式(4)で表される構成単位を分子内に保有させる方法等が挙げられる。なかでも、生産性と式(4)で表される構成単位の含有量を調整しやすいこと等の点から、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を作製した後、該ポリビニルアセタール系樹脂(A)の官能基に対して反応性を有する化合物を反応させて、式(4)で表される構成単位を分子内に保有させる方法が好適である。 As a method for producing the polyvinyl acetal-based resin (A) having the structural unit represented by the above formula (4) in the polyvinyl acetal-based resin (A), for example, the configuration represented by the above formula (4). Examples thereof include a method of reacting an aldehyde with a modified polyvinyl alcohol raw material having a unit to acetalize it. Further, when the polyvinyl acetal resin (A) is produced, a compound having reactivity with the functional group of the polyvinyl alcohol raw material is allowed to act to retain the structural unit represented by the formula (4) in the molecule. The method can be mentioned. Further, after producing the polyvinyl acetal-based resin (A), a compound having reactivity with the functional group of the polyvinyl acetal-based resin (A) is reacted to form a structural unit represented by the formula (4) as a molecule. There is a method of holding it inside. In particular, from the viewpoint of productivity and the ease of adjusting the content of the structural unit represented by the formula (4), the polyvinyl acetal-based resin (A) is prepared and then the polyvinyl acetal-based resin (A) is prepared. A method in which a compound having reactivity with a functional group is reacted to retain the structural unit represented by the formula (4) in the molecule is preferable.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)の官能基に対して反応性を有する化合物を反応させる方法としては、ポリビニルアセタール系樹脂(A)の1つの水酸基に対して、1つの炭素原子に2つの水酸基を有するジェミナルジオール化合物を脱水縮合させる方法、ポリビニルアセタール系樹脂(A)の1つの水酸基に対して、アルデヒド化合物を付加させる方法等が挙げられる。なかでも、生産性と式(4)で表される構成単位の含有量を調整しやすいことから、ポリビニルアセタール系樹脂(A)の1つの水酸基に対して、アルデヒド化合物を付加させる方法が好適である。 As a method of reacting a compound having reactivity with the functional group of the polyvinyl acetal-based resin (A), two hydroxyl groups are added to one carbon atom with respect to one hydroxyl group of the polyvinyl acetal-based resin (A). Examples thereof include a method of dehydrating and condensing the possessed geminal diol compound, a method of adding an aldehyde compound to one hydroxyl group of the polyvinyl acetal-based resin (A), and the like. Among them, the method of adding an aldehyde compound to one hydroxyl group of the polyvinyl acetal resin (A) is preferable because it is easy to adjust the productivity and the content of the structural unit represented by the formula (4). is there.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)の1つの水酸基に対して、アルデヒド化合物を付加させる方法としては、例えば、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を酸性に調整したイソプロピルアルコールに溶解させた後、70〜80℃程度の高温条件でアルデヒドを反応させる方法等が挙げられる。また、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)中の上記式(4)で表される構成単位の含有量を上記適正範囲となるように調整するためには、上記反応時間や酸濃度を調整することが好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂(A)中の上記式(4)で表される構成単位の含有量を低く設定する場合には、反応時間を長くすることが好ましく、また、酸濃度を高くすることが好ましい。ポリビニルアセタール系樹脂(A)中の上記式(4)で表される構成単位の含有量を高く設定する場合には、反応時間を短くすることが好ましく、また、酸濃度を低くすることが好ましい。好ましい反応時間は0.1〜10時間、好ましい酸濃度は0.5mM〜0.3Mである。 As a method of adding an aldehyde compound to one hydroxyl group of the polyvinyl acetal-based resin (A), for example, the polyvinyl acetal-based resin (A) is dissolved in an acidic isopropyl alcohol and then 70 to 80. Examples thereof include a method of reacting an aldehyde under a high temperature condition of about ° C. Further, in order to adjust the content of the structural unit represented by the above formula (4) in the above polyvinyl acetal resin (A) so as to be within the above appropriate range, the above reaction time and acid concentration should be adjusted. Is preferable. When the content of the structural unit represented by the above formula (4) in the polyvinyl acetal resin (A) is set low, it is preferable to lengthen the reaction time and increase the acid concentration. .. When the content of the structural unit represented by the above formula (4) in the polyvinyl acetal resin (A) is set high, it is preferable to shorten the reaction time and lower the acid concentration. .. The preferred reaction time is 0.1 to 10 hours and the preferred acid concentration is 0.5 mM to 0.3 M.

上記バインダー(A)は、微粒子形状であることが好ましい。上記バインダー(A)が微粒子形状であることによって、活物質及び導電助剤の表面を全て覆うことなく、部分的に接着(点接触)することが可能となる。その結果、電解液と活物質との接触が良好となり、リチウム電池を使用した場合に大電流が付加されても、リチウムイオンの電導が充分に保たれ、電池容量の低下を抑制することができるという利点が得られる。
上記バインダー(A)の体積平均粒子径は10〜1000nmであることが好ましい。上記体積平均粒子径が10nm以上であると、電極とした際の活物質及び導電助剤の分散性を向上させることができ、リチウム二次電池の放電容量を向上させることができる。また、1000nm以下であると、活物質及び導電助剤の表面をバインダーが全て覆うことがなく、電解液と活物質との接触性を向上させることができることから、リチウム電池を大電流で使用した際にリチウムイオンの伝導が充分なものとなり、電池容量を向上させることができる。微粒子形状であるポリビニルアセタール系樹脂(A)のより好ましい体積平均粒子径は15〜800nmであり、さらに好ましい体積平均粒子径は15〜700nmである。
なお、上記体積平均粒子径は、レーザー回折/散乱式粒子径分布測定装置や透過型電子顕微鏡、走査型電子顕微鏡等を用いて測定することができる。
The binder (A) is preferably in the form of fine particles. Since the binder (A) has a fine particle shape, it is possible to partially adhere (point contact) the binder (A) without covering the entire surface of the active material and the conductive auxiliary agent. As a result, the contact between the electrolytic solution and the active material is improved, and even if a large current is applied when a lithium battery is used, the conduction of lithium ions is sufficiently maintained, and a decrease in battery capacity can be suppressed. The advantage is obtained.
The volume average particle size of the binder (A) is preferably 10 to 1000 nm. When the volume average particle diameter is 10 nm or more, the dispersibility of the active material and the conductive auxiliary agent when used as an electrode can be improved, and the discharge capacity of the lithium secondary battery can be improved. Further, when it is 1000 nm or less, the binder does not completely cover the surfaces of the active material and the conductive auxiliary agent, and the contact property between the electrolytic solution and the active material can be improved. Therefore, the lithium battery was used at a large current. At that time, the conduction of lithium ions becomes sufficient, and the battery capacity can be improved. The more preferable volume average particle size of the polyvinyl acetal-based resin (A) having a fine particle shape is 15 to 800 nm, and a more preferable volume average particle size is 15 to 700 nm.
The volume average particle diameter can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device, a transmission electron microscope, a scanning electron microscope, or the like.

上記バインダー(A)の体積平均粒子径は、CV値の上限が40%であることが好ましい。CV値が40%以下であると、大きな粒子径を持った微粒子が存在することがなく、大粒径粒子が沈降することによるリチウム二次電池電極用組成物の安定性の低下を抑制することができる。
上記CV値の好ましい上限は35%、より好ましい上限は32%、更に好ましい上限は30%である。なお、CV値は、標準偏差を体積平均粒子径で割った値の百分率(%)で示される数値である。
The volume average particle size of the binder (A) preferably has an upper limit of CV value of 40%. When the CV value is 40% or less, fine particles having a large particle size do not exist, and the decrease in stability of the composition for the lithium secondary battery electrode due to the precipitation of the large particle size particles is suppressed. Can be done.
The preferable upper limit of the CV value is 35%, the more preferable upper limit is 32%, and the further preferable upper limit is 30%. The CV value is a numerical value indicated by a percentage (%) of the value obtained by dividing the standard deviation by the volume average particle diameter.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)の製造方法は特に限定されない。例えば、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を作製する工程を行った後、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)をテトラヒドロフラン、アセトン、トルエン、メチルエチルケトン、酢酸エチルや、メタノール、エタノール、ブタノール、イソプロピルアルコール等のポリビニルアセタール系樹脂(A)が溶解する有機溶剤に溶解させ、次いで、水等の貧溶媒を少量ずつ添加し、加熱及び/又は減圧して有機溶剤を除去することによりポリビニルアセタール系樹脂(A)を析出させて微粒子を作製する方法が挙げられる。また、大量の水に上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)が溶解した溶液を添加した後に必要に応じて加熱及び/又は減圧して有機溶剤を除去し、ポリビニルアセタール樹脂を析出させて微粒子を作製する方法が挙げられる。更に、ポリビニルアセタール系樹脂(A)を該ポリビニルアセタール系樹脂(A)のガラス転移温度以上で加熱してニーダー等で混練しながら、加熱加圧下で水を少量ずつ添加して混練する方法等が挙げられる。
なかでも、得られるポリビニルアセタール系樹脂(A)からなる微粒子の体積平均粒子径が小さく、粒子径分布が狭い微粒子を得ることができるため、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)を有機溶剤に溶解した後にポリビニルアセタール系樹脂(A)を析出させて微粒子を作製する方法が好ましい。
なお、上記製造方法では、ポリビニルアセタール系樹脂(A)からなる微粒子を作製し、乾燥した後に水性媒体に分散させてもよく、ポリビニルアセタール系樹脂(A)からなる微粒子の作製時に使用した溶媒をそのまま水性媒体として使用してもよい。
The method for producing the polyvinyl acetal resin (A) is not particularly limited. For example, after performing the step of producing the polyvinyl acetal-based resin (A), the polyvinyl acetal-based resin (A) is subjected to polyvinyl such as tetrahydrofuran, acetone, toluene, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, methanol, ethanol, butanol, isopropyl alcohol and the like. The polyvinyl acetal-based resin (A) is dissolved in an organic solvent in which the acetal-based resin (A) is dissolved, and then a poor solvent such as water is added little by little, and the polyvinyl acetal-based resin (A) is removed by heating and / or reducing the pressure. Examples thereof include a method of producing fine particles by precipitation. Further, after adding the solution in which the polyvinyl acetal resin (A) is dissolved in a large amount of water, the organic solvent is removed by heating and / or reducing the pressure as necessary, and the polyvinyl acetal resin is precipitated to prepare fine particles. The method can be mentioned. Further, there is a method in which the polyvinyl acetal resin (A) is heated at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the polyvinyl acetal resin (A) and kneaded with a kneader or the like, and water is added little by little under heating and pressurization to knead the resin. Can be mentioned.
Among them, since it is possible to obtain fine particles having a small volume average particle size and a narrow particle size distribution of the obtained polyvinyl acetal-based resin (A), the polyvinyl acetal-based resin (A) is dissolved in an organic solvent. Later, a method of precipitating the polyvinyl acetal resin (A) to produce fine particles is preferable.
In the above production method, fine particles made of the polyvinyl acetal resin (A) may be prepared, dried and then dispersed in an aqueous medium, and the solvent used when preparing the fine particles made of the polyvinyl acetal resin (A) may be used. It may be used as it is as an aqueous medium.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダーは、バインダー(B)を含有する。
上記バインダー(B)は、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率の下限が1×10Pa、上限が1×10Paである。
上記バインダー(B)の貯蔵弾性率が1×10Pa以上であると、バインダー樹脂の溶出を抑制することができる。上記バインダー(B)の貯蔵弾性率が1×10Pa以下であると、バインダー樹脂の応力分散性を向上させて、電極のひび割れを防止することができる。
上記バインダー(B)の貯蔵弾性率は、好ましい下限が5.0×10Pa、より好ましい下限が7.0×10Pa、好ましい上限が9.0×10Pa、より好ましい上限が6.0×10Paである。
なお、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率は、動的粘弾性測定装置を用いることにより測定することができる。
The binder for a power storage device electrode of the present invention contains a binder (B).
The binder (B) has a lower limit of 1 × 10 5 Pa and an upper limit of 1 × 10 7 Pa at a storage elastic modulus at 50 ° C. and 10 Hz.
When the storage modulus of the binder (B) is at 1 × 10 5 Pa or more, it is possible to suppress the elution of the binder resin. When the storage modulus of the binder (B) is less than 1 × 10 7 Pa, it is possible to improve the stress distribution of the binder resin, to prevent cracking of the electrode.
Regarding the storage elastic modulus of the binder (B), a preferable lower limit is 5.0 × 10 5 Pa, a more preferable lower limit is 7.0 × 10 5 Pa, a preferable upper limit is 9.0 × 10 6 Pa, and a more preferable upper limit is 6. It is 0.0 × 10 6 Pa.
The storage elastic modulus at 50 ° C. and 10 Hz can be measured by using a dynamic viscoelasticity measuring device.

上記バインダー(B)の重量平均分子量は、10000〜10000000であることが好ましい。 The weight average molecular weight of the binder (B) is preferably 10,000,000 to 10000000.

上記バインダー(B)のガラス転移温度は、好ましい下限が−30℃、より好ましい下限が−10℃、好ましい上限が53℃、より好ましい上限が49℃である。 The glass transition temperature of the binder (B) is preferably −30 ° C., a more preferable lower limit is −10 ° C., a preferred upper limit is 53 ° C., and a more preferable upper limit is 49 ° C.

上記バインダー(B)は、ポリビニルアセタール系樹脂(B)及び可塑剤を含有する。
上記バインダー(B)がポリビニルアセタール系樹脂(B)及び可塑剤を含有することにより、本発明の蓄電デバイス電極用バインダーは、応力分散性を向上させることができ、電極のひび割れを防止することができる。
The binder (B) contains a polyvinyl acetal resin (B) and a plasticizer.
When the binder (B) contains a polyvinyl acetal resin (B) and a plasticizer, the binder for a power storage device electrode of the present invention can improve stress dispersibility and prevent cracks in the electrodes. it can.

上記ポリビニルアセタール系樹脂(B)としては、例えば、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)として例示したものと同様のものが挙げられる。
本発明において、上記ポリビニルアセタール系樹脂(B)は、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)と同じ樹脂であってもよく、異なる樹脂であってもよい。バインダー(A)及びバインダー(B)の親和性を向上させることができることから、上記ポリビニルアセタール系樹脂(B)は、上記ポリビニルアセタール系樹脂(A)と同じ樹脂であることが好ましい。
Examples of the polyvinyl acetal-based resin (B) include those similar to those exemplified as the polyvinyl acetal-based resin (A).
In the present invention, the polyvinyl acetal-based resin (B) may be the same resin as the polyvinyl acetal-based resin (A) or may be a different resin. Since the affinity between the binder (A) and the binder (B) can be improved, the polyvinyl acetal-based resin (B) is preferably the same resin as the polyvinyl acetal-based resin (A).

上記可塑剤としては、一塩基性有機酸エステル、多塩基性有機酸エステル等の有機エステル系可塑剤、有機リン酸可塑剤等が挙げられる。なかでも、有機エステル系可塑剤が好ましい。 Examples of the plasticizer include organic ester-based plasticizers such as monobasic organic acid esters and polybasic organic acid esters, and organic phosphoric acid plasticizers. Of these, organic ester plasticizers are preferable.

上記一塩基性有機酸エステルとしては、グリコールと一塩基性有機酸との反応によって得られたグリコールエステル等が挙げられる。上記グリコールとしては、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール及びトリプロピレングリコール等が挙げられる。上記一塩基性有機酸としては、酪酸、イソ酪酸、カプロン酸、2−エチル酪酸、ヘプチル酸、n−オクチル酸、2−エチルヘキシル酸、n−ノニル酸及びデシル酸等が挙げられる。 Examples of the monobasic organic acid ester include glycol esters obtained by reacting glycol with a monobasic organic acid. Examples of the glycol include triethylene glycol, tetraethylene glycol, tripropylene glycol and the like. Examples of the monobasic organic acid include butyric acid, isobutyric acid, caproic acid, 2-ethylbutyric acid, heptyl acid, n-octyl acid, 2-ethylhexic acid, n-nonyl acid and decyl acid.

上記多塩基性有機酸エステルとしては、多塩基性有機酸と、炭素数4〜8の直鎖又は分岐構造を有するアルコールとのエステル化合物等が挙げられる。上記多塩基性有機酸としては、アジピン酸、セバシン酸及びアゼライン酸等が挙げられる。 Examples of the polybasic organic acid ester include an ester compound of a multibasic organic acid and an alcohol having a linear or branched structure having 4 to 8 carbon atoms. Examples of the polybasic organic acid include adipic acid, sebacic acid, azelaic acid and the like.

上記有機エステル系可塑剤としては、具体的には、トリエチレングリコールジ−2−エチルプロパノエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチレート、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコールジカプリレート、トリエチレングリコールジ−n−オクタノエート、トリエチレングリコールジ−n−ヘプタノエート、テトラエチレングリコールジ−n−ヘプタノエート、ジブチルセバケート、ジオクチルアゼレート、ジブチルカルビトールアジペート、エチレングリコールジ−2−エチルブチレート、1,3−プロピレングリコールジ−2−エチルブチレート、1,4−ブチレングリコールジ−2−エチルブチレート、ジエチレングリコールジ−2−エチルブチレート、ジエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート、ジプロピレングリコールジ−2−エチルブチレート、トリエチレングリコールジ−2−エチルペンタノエート、テトラエチレングリコールジ−2−エチルブチレート、ジエチレングリコールジカプリレート、アジピン酸ジヘキシル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸ヘキシルシクロヘキシル、アジピン酸ヘプチルとアジピン酸ノニルとの混合物、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジイソデシル、アジピン酸ヘプチルノニル、セバシン酸ジブチル、油変性セバシン酸アルキド、及びリン酸エステルとアジピン酸エステルとの混合物等が挙げられる。なかでも、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート、トリエチレングリコールジ−2−エチルブチレート又はトリエチレングリコールジ−2−エチルプロパノエートであることが好ましく、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエート又はトリエチレングリコールジ−2−エチルブチレートであることがより好ましく、トリエチレングリコールジ−2−エチルヘキサノエートであることが更に好ましい。 Specific examples of the organic ester-based plasticizer include triethylene glycol di-2-ethylpropanoate, triethylene glycol di-2-ethylbutyrate, triethylene glycol di-2-ethylhexanoate, and tri. Ethylene Glycol Dicaprylate, Triethylene Glycol Di-n-Octanoate, Triethylene Glycol Di-n-Heptanoate, Tetraethylene Glycol Di-n-Heptanoate, Dibutyl Sevacate, Dioctyl Azelate, Dibutyl Carbitol Adipate, Ethylene Glycol Di- 2-Ethylene Butyrate, 1,3-propylene Glycol Di-2-Ethyl Butyrate, 1,4-Butylene Glycol Di-2-Ethyl Butyrate, Diethylene Glycol Di-2-Ethyl Butyrate, Diethylene Glycol Di-2-Ethlhexa Noate, dipropylene glycol di-2-ethylbutyrate, triethylene glycol di-2-ethylpentanoate, tetraethylene glycol di-2-ethylbutyrate, diethylene glycol dicaprylate, dihexyl adipate, dioctyl adipate, Hexylcyclohexyl adipate, a mixture of heptyl adipate and nonyl adipate, diisononyl adipate, diisodecyl adipate, heptylnonyl adipate, dibutyl sebacate, oil-modified sebacic acid alkyd, and a mixture of phosphate ester and adipate ester, etc. Can be mentioned. Of these, triethylene glycol di-2-ethylhexanoate, triethylene glycol di-2-ethylbutyrate or triethylene glycol di-2-ethylpropanoate is preferable, and triethylene glycol di-2-ethylpropanoate is preferable. It is more preferably ethylhexanoate or triethylene glycol di-2-ethylbutyrate, and even more preferably triethylene glycol di-2-ethylhexanoate.

上記有機リン酸可塑剤としては、トリブトキシエチルホスフェート、イソデシルフェニルホスフェート及びトリイソプロピルホスフェート等が挙げられる。 Examples of the organophosphate plasticizer include tributoxyethyl phosphate, isodecylphenyl phosphate, triisopropyl phosphate and the like.

上記バインダー(B)における上記可塑剤の含有量は特に限定されないが、ポリビニルアセタール系樹脂(B)100重量部に対して、好ましい下限が6重量部、好ましい上限が60重量部である。
上記可塑剤の含有量が6重量部以上であると、バインダー(B)の貯蔵弾性率を好適な範囲として、応力分散性を特に向上させることができる。上記可塑剤の含有量が60重量部以下であると、バインダー樹脂の溶出を抑制して、放電容量の低下を抑制することができる。
上記可塑剤の含有量は、より好ましい下限が10重量部、より好ましい上限が45重量部である。
The content of the plasticizer in the binder (B) is not particularly limited, but the preferable lower limit is 6 parts by weight and the preferable upper limit is 60 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyvinyl acetal resin (B).
When the content of the plasticizer is 6 parts by weight or more, the stress dispersibility can be particularly improved by setting the storage elastic modulus of the binder (B) in a suitable range. When the content of the plasticizer is 60 parts by weight or less, the elution of the binder resin can be suppressed and the decrease in the discharge capacity can be suppressed.
The content of the plasticizer has a more preferable lower limit of 10 parts by weight and a more preferable upper limit of 45 parts by weight.

上記バインダー(B)の形状は特に限定されないが、微粒子形状であることが好ましい。
上記バインダー(B)が微粒子形状である場合、体積平均粒子径は10〜1000nmであることが好ましく、15〜700nmであることがより好ましい。
The shape of the binder (B) is not particularly limited, but is preferably a fine particle shape.
When the binder (B) has a fine particle shape, the volume average particle diameter is preferably 10 to 1000 nm, more preferably 15 to 700 nm.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダー中、上記バインダー(A)及び上記バインダー(B)の合計100重量%に対して、上記バインダー(A)の含有量は85〜99.9重量%である。
上記バインダー(A)の含有量が85重量%以上であると、活物資の膨張収縮に対する追従性を向上させて、活物質間及び集電体界面の剥離を抑制することができる。上記バインダー(A)の含有量が99.9重量%以下であると、バインダー樹脂の応力分散性を向上させて、電極のひび割れや電極端部の捲れを抑制することができる。
上記バインダー(A)の含有量はより好ましい下限が90重量%、より好ましい上限が95重量%である。
In the binder for the power storage device electrode of the present invention, the content of the binder (A) is 85 to 99.9% by weight with respect to the total of 100% by weight of the binder (A) and the binder (B).
When the content of the binder (A) is 85% by weight or more, the followability of the active material to expansion and contraction can be improved, and peeling between the active materials and the interface between the current collectors can be suppressed. When the content of the binder (A) is 99.9% by weight or less, the stress dispersibility of the binder resin can be improved, and cracking of the electrode and curling of the electrode end can be suppressed.
The content of the binder (A) has a more preferable lower limit of 90% by weight and a more preferable upper limit of 95% by weight.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダー中、上記バインダー(A)及び上記バインダー(B)の合計100重量%に対して、上記バインダー(B)の含有量は0.1〜15重量%である。
上記バインダー(B)の含有量が0.1重量%以上であると、バインダー樹脂の応力分散性を向上させて、電極のひび割れや電極端部の捲れを抑制することができる。上記バインダー(B)の含有量が15重量%以下であると、活物資の膨張収縮に対する追従性を向上させて、活物質間及び集電体界面の剥離を抑制することができる。
上記バインダー(B)の含有量はより好ましい下限が3重量%、より好ましい上限が10重量%である。
In the binder for the power storage device electrode of the present invention, the content of the binder (B) is 0.1 to 15% by weight with respect to the total of 100% by weight of the binder (A) and the binder (B).
When the content of the binder (B) is 0.1% by weight or more, the stress dispersibility of the binder resin can be improved, and cracking of the electrode and curling of the electrode end can be suppressed. When the content of the binder (B) is 15% by weight or less, the followability of the active material to expansion and contraction can be improved, and peeling between the active materials and the interface between the current collectors can be suppressed.
The content of the binder (B) has a more preferable lower limit of 3% by weight and a more preferable upper limit of 10% by weight.

上記バインダー(A)の貯蔵弾性率及び上記バインダー(B)の貯蔵弾性率との比(バインダー(A)の貯蔵弾性率/バインダー(B)の貯蔵弾性率)は、好ましい下限が400、より好ましい下限が430、好ましい上限が280、より好ましい上限が250である。 The ratio of the storage elastic modulus of the binder (A) to the storage elastic modulus of the binder (B) (storage elastic modulus of the binder (A) / storage elastic modulus of the binder (B)) has a preferable lower limit of 400, more preferably. The lower limit is 430, the preferred upper limit is 280, and the more preferred upper limit is 250.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダーは、更に、水性媒体を含有していてもよい。
上記水性媒体を含有することで、電極に残留する溶媒を少なくすることができる。
上記水性媒体は水のみであってもよく、上記水に加えて、水以外の溶媒を添加してもよい。
上記水以外の溶媒としては、水への溶解性を有しており、なおかつ揮発性の高いものがよく、例えば、イソプロピルアルコール、ノルマルプロピルアルコール、エタノール、メタノール等のアルコール類が挙げられる。上記溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。上記水以外の溶媒の添加量の好ましい上限は水100重量部に対して30重量部であり、より好ましい上限は20重量部である。
The binder for the power storage device electrode of the present invention may further contain an aqueous medium.
By containing the above-mentioned aqueous medium, the amount of solvent remaining on the electrode can be reduced.
The aqueous medium may be water alone, or a solvent other than water may be added in addition to the water.
Examples of the solvent other than water preferably have a solubility in water and high volatility, and examples thereof include alcohols such as isopropyl alcohol, normal propyl alcohol, ethanol, and methanol. The above solvent may be used alone or in combination of two or more. The preferable upper limit of the amount of the solvent other than water added is 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of water, and the more preferable upper limit is 20 parts by weight.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダー中の上記バインダー(A)及びバインダー(B)の合計含有量は特に限定されないが、好ましい下限は2重量%、好ましい上限は60重量%である。上記バインダー(A)及び上記バインダー(B)の合計含有量が2重量%以上であると、上記バインダーを活物質と混合して蓄電デバイス電極用組成物とした際の活物質に対するバインダー樹脂の量を充分なものとして、集電体への接着力を向上させることができる。上記バインダー(A)及び上記バインダー(B)の合計含有量が60重量%以下であると、バインダー樹脂の分散媒中での安定性を向上させて、活物質の分散性を向上させることができ、リチウム二次電池等の蓄電デバイスの放電容量の低下を抑制することができる。上記バインダー(A)及びバインダー(B)の合計含有量はより好ましくは5〜50重量%である。 The total content of the binder (A) and the binder (B) in the binder for the power storage device electrode of the present invention is not particularly limited, but the preferable lower limit is 2% by weight and the preferable upper limit is 60% by weight. When the total content of the binder (A) and the binder (B) is 2% by weight or more, the amount of the binder resin with respect to the active material when the binder is mixed with the active material to form a composition for a current collecting device electrode. It is possible to improve the adhesive force to the current collector by making the above sufficient. When the total content of the binder (A) and the binder (B) is 60% by weight or less, the stability of the binder resin in the dispersion medium can be improved and the dispersibility of the active material can be improved. , It is possible to suppress a decrease in the discharge capacity of a power storage device such as a lithium secondary battery. The total content of the binder (A) and the binder (B) is more preferably 5 to 50% by weight.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダーは、蓄電デバイスの電極に用いられるバインダーである。
上記蓄電デバイスとしては、リチウム二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等が挙げられる。なかでも、リチウム二次電池、リチウムイオンキャパシタに特に好適に使用することができる。
The binder for a power storage device electrode of the present invention is a binder used for an electrode of a power storage device.
Examples of the power storage device include a lithium secondary battery, an electric double layer capacitor, and a lithium ion capacitor. Among them, it can be particularly preferably used for a lithium secondary battery and a lithium ion capacitor.

本発明の蓄電デバイス電極用バインダーに活物質を添加することで蓄電デバイス電極用組成物とすることができる。このような本発明の蓄電デバイス電極用バインダー、及び、活物質を含有する蓄電デバイス電極用組成物もまた本発明の1つである。 A composition for a power storage device electrode can be obtained by adding an active material to the binder for a power storage device electrode of the present invention. Such a binder for a power storage device electrode of the present invention and a composition for a power storage device electrode containing an active material are also one of the present inventions.

本発明の蓄電デバイス電極用組成物中の上記バインダー(A)及び上記バインダー(B)の合計含有量は特に限定されないが、活物質100重量部に対して、好ましい下限は0.1重量部、好ましい上限は12重量部である。上記合計含有量が0.1重量部以上であると、集電体への接着力を充分に向上させることができ、12重量部以下であると、リチウム二次電池の放電容量が低下を抑制することができる。より好ましくは、0.5〜5重量部である。 The total content of the binder (A) and the binder (B) in the composition for the power storage device electrode of the present invention is not particularly limited, but the preferable lower limit is 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the active material. The preferred upper limit is 12 parts by weight. When the total content is 0.1 parts by weight or more, the adhesive force to the current collector can be sufficiently improved, and when it is 12 parts by weight or less, the discharge capacity of the lithium secondary battery is suppressed from decreasing. can do. More preferably, it is 0.5 to 5 parts by weight.

本発明の蓄電デバイス電極用組成物は、活物質を含有する。
本発明の蓄電デバイス電極用組成物は、正極、負極のいずれの電極に使用してもよく、また、正極及び負極の両方に使用してもよい。従って、活物質としては、正極活物質、負極活物質がある。
The composition for a power storage device electrode of the present invention contains an active material.
The composition for a power storage device electrode of the present invention may be used for either a positive electrode or a negative electrode, or may be used for both a positive electrode and a negative electrode. Therefore, as the active material, there are a positive electrode active material and a negative electrode active material.

上記正極活物質としては、例えば、リチウム含有コバルト酸化物(LiCoO)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO)、Co−Ni−Mnのリチウム複合酸化物、Ni−Mn−Alのリチウム複合酸化物、Ni−Co−Alのリチウム複合酸化物、マンガン酸リチウム(LiMn)、リン酸リチウム化合物(LiXMPO(式中、Mは、Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Mg,Zn,V,Ca,Sr,Ba,Ti,Al,Si,B及びMoから選ばれる少なくとも1種、0≦X≦2))等が挙げられる。また、電気伝導性に乏しい、鉄系酸化物は、還元焼成時に炭素源物質を存在させることで、炭素材料で覆われた電極活物質として用いてもよい。また、これら化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。
なお、これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the positive electrode active material include lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ), Co-Ni-Mn lithium composite oxide, and Ni-Mn-Al lithium composite oxide. , Ni—Co—Al lithium composite oxide, lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium phosphate compound (LiXMPO 4 (in the formula, M is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, At least one selected from V, Ca, Sr, Ba, Ti, Al, Si, B and Mo, 0 ≦ X ≦ 2)) and the like can be mentioned. Further, the iron-based oxide having poor electrical conductivity may be used as an electrode active material covered with a carbon material by allowing a carbon source material to be present at the time of reduction firing. Further, these compounds may be partially elementally substituted.
These may be used alone or in combination of two or more.

上記負極活物質としては、例えば、従来からリチウム二次電池の負極活物質として用いられている材料を用いることができ、例えば、天然グラファイト(黒鉛)、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、または、これらの成分に異種元素を添加したもの等が挙げられる。なかでも、黒鉛が好ましく、特に球状天然黒鉛が好ましい。
また、リチウムイオン吸蔵能力の高いシリコン(Si、SiO、Si合金)を負極活物質として用いてもよい。
As the negative electrode active material, for example, a material conventionally used as a negative electrode active material for a lithium secondary battery can be used, and for example, natural graphite (graphite), artificial graphite, amorphous carbon, carbon black, or Examples thereof include those obtained by adding a different element to these components. Of these, graphite is preferable, and spherical natural graphite is particularly preferable.
Further, silicon (Si, SiO, Si alloy) having a high lithium ion occlusion capacity may be used as the negative electrode active material.

本発明の蓄電デバイス電極用組成物は、導電助剤を含有することが好ましい。
上記導電助剤は、蓄電デバイスを高出力化するために用いられるものであり、正極に使用する場合、負極に使用する場合に応じて適当なものを使用することができる。
上記導電助剤としては、例えば、黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維等が挙げられる。なかでも、アセチレンブラックが好ましい。
The composition for a power storage device electrode of the present invention preferably contains a conductive auxiliary agent.
The above-mentioned conductive auxiliary agent is used to increase the output of the power storage device, and an appropriate one can be used depending on whether it is used for a positive electrode or a negative electrode.
Examples of the conductive auxiliary agent include graphite, acetylene black, carbon black, Ketjen black, vapor-grown carbon fiber and the like. Of these, acetylene black is preferable.

本発明の蓄電デバイス電極用組成物には、上述した活物質、導電助剤、ポリビニルアセタール系樹脂、水性媒体以外にも、必要に応じて、難燃助剤、増粘剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤のような添加剤を添加してもよい。なかでも、蓄電デバイス電極用組成物を集電体に塗工する際に、塗膜を均一なものとすることができることから、増粘剤を添加することが好ましい。 In addition to the above-mentioned active material, conductive auxiliary agent, polyvinyl acetal-based resin, and aqueous medium, the composition for a power storage device electrode of the present invention includes, if necessary, a flame retardant aid, a thickener, a defoaming agent, and the like. Additives such as leveling agents and adhesion imparting agents may be added. Among them, it is preferable to add a thickener because the coating film can be made uniform when the composition for the power storage device electrode is applied to the current collector.

本発明の蓄電デバイス電極用組成物を製造する方法としては、特に限定されず、例えば、上記活物質、導電助剤、ポリビニルアセタール系樹脂、水性媒体及び必要に応じて添加する各種添加剤をボールミル、ブレンダーミル、3本ロール等の各種混合機を用いて混合する方法が挙げられる。 The method for producing the composition for a power storage device electrode of the present invention is not particularly limited, and for example, the above-mentioned active material, conductive auxiliary agent, polyvinyl acetal-based resin, aqueous medium, and various additives to be added as needed are ball milled. , Blender mill, a method of mixing using various mixers such as three rolls.

本発明の蓄電デバイス電極用組成物は、例えば、導電性基体上に塗布し、乾燥する工程を経ることで、蓄電デバイス電極が形成される。このような蓄電デバイス電極用組成物を用いて得られる蓄電デバイスもまた本発明の1つである。
本発明の蓄電デバイス電極用組成物を導電性基体に塗布する際の塗布方法としては、例えば、押出しコーター、リバースローラー、ドクターブレード、アプリケーターなどをはじめ、各種の塗布方法を採用することができる。
The energy storage device electrode composition of the present invention is formed, for example, by applying it on a conductive substrate and drying it. A power storage device obtained by using such a composition for a power storage device electrode is also one of the present inventions.
As a coating method for applying the composition for a power storage device electrode of the present invention to a conductive substrate, for example, various coating methods such as an extrusion coater, a reverse roller, a doctor blade, and an applicator can be adopted.

本発明は、接着性及び粘着性を有し、得られる電極に強靭性及び柔軟性を付与することが可能な蓄電デバイス電極用バインダーを提供することができる。更に、該蓄電デバイス電極用バインダーを含む蓄電デバイス電極用組成物、蓄電デバイス電極、及び、蓄電デバイスを提供することができる。 The present invention can provide a binder for a power storage device electrode which has adhesiveness and adhesiveness and can impart toughness and flexibility to the obtained electrode. Further, a composition for a power storage device electrode including the binder for the power storage device electrode, a power storage device electrode, and a power storage device can be provided.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

(ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1の分散液の調製)
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応容器内に、ポリビニルアセタール系樹脂(重合度1100、ブチラール化度52モル%、水酸基量47.8モル%、アセチル基量0.2モル%)20重量部をイソプロパノール80重量部に溶解させた。その後、溶解液に2−ホルミルベンゼンスルホン酸ナトリウムを1重量部、12Mの濃塩酸を0.05重量部加え、70℃にて4時間反応させた。次いで、ブチルアルデヒド0.2重量部と12Mの濃塩酸1重量部を添加し、82℃にて6時間反応を行った後、反応液を冷却し、再沈法にて樹脂の精製を行い、最後に乾燥させて樹脂を回収した。次に、得られた樹脂を再度イソプロパノール80重量部に溶解させ、水200重量部を滴下添加した。次いで液温を30℃に保ち、減圧しながら撹拌を行うことでイソプロパノール及び水を揮発させた後、固形分が20重量%となるまで濃縮して、ポリビニルアセタール系樹脂からなる微粒子1(以下、ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1ともいう)が分散した分散液(ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1の含有量:20重量%)を作製した。
得られたポリビニルアセタール系樹脂をNMRにより測定したところ、式(4)で表される構成単位(式(4)中、Rがプロピル基)の含有量1モル%、ブチラール化度51モル%、水酸基量45モル%、アセチル基量0.2モル%、ポリビニルアセタール系樹脂に含まれるイオン性官能基の量0.2mmol/g、イオン性官能基を有するアセタール結合(式(1−4)中、Rがベンゼン環、Xがスルホン酸ナトリウム)の含有量2.8モル%であった。また、得られたポリビニルアセタール系樹脂微粒子1の体積平均粒子径を透過型電子顕微鏡により測定したところ、90nmであり、Tg(ガラス転移温度)は83℃であった。
(Preparation of dispersion of polyvinyl acetal-based resin fine particles 1)
20 weights of polyvinyl acetal resin (degree of polymerization 1100, degree of butyralization 52 mol%, hydroxyl group amount 47.8 mol%, acetyl group amount 0.2 mol%) in a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and a cooling tube. The portion was dissolved in 80 parts by weight of isopropanol. Then, 1 part by weight of sodium 2-formylbenzenesulfonate and 0.05 part by weight of 12M concentrated hydrochloric acid were added to the solution, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 4 hours. Next, 0.2 parts by weight of butyraldehyde and 1 part by weight of 12M concentrated hydrochloric acid were added, and the reaction was carried out at 82 ° C. for 6 hours, the reaction solution was cooled, and the resin was purified by the reprecipitation method. Finally, it was dried to recover the resin. Next, the obtained resin was dissolved again in 80 parts by weight of isopropanol, and 200 parts by weight of water was added dropwise. Next, the liquid temperature was kept at 30 ° C., and the isopropanol and water were volatilized by stirring while reducing the pressure, and then concentrated until the solid content became 20% by weight, and the fine particles 1 made of a polyvinyl acetal resin (hereinafter, hereinafter, A dispersion liquid (content of polyvinyl acetal-based resin fine particles 1: 20% by weight) in which polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 were dispersed was prepared.
When the obtained polyvinyl acetal-based resin was measured by NMR, the content of the structural unit represented by the formula (4) (R 9 is a propyl group in the formula (4)) was 1 mol%, and the degree of butyralization was 51 mol%. , 45 mol% of hydroxyl groups, 0.2 mol% of acetyl groups, 0.2 mmol / g of ionic functional groups contained in polyvinyl acetal-based resin, acetal bonds having ionic functional groups (formula (1-4)). Among them, R 2 was a benzene ring and X was sodium sulfonate), and the content was 2.8 mol%. The volume average particle size of the obtained polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 was measured with a transmission electron microscope and found to be 90 nm and a Tg (glass transition temperature) of 83 ° C.

(ポリビニルアセタール系樹脂微粒子2の分散液の調製)
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応容器内に、ポリビニルアセタール系樹脂(重合度1700、ブチラール化度37.2モル%、水酸基量61モル%、アセチル基量1.8モル%)20重量部をイソプロパノール80重量部に溶解させた。その後、溶解液に4−ホルミルベンゼン−1,3−ジスルホン酸二ナトリウムを6重量部、12Mの濃塩酸を0.05重量部加え、70℃にて4時間反応させた。次いで、ブチルアルデヒド1重量部と12Mの濃塩酸0.5重量部を添加し、75℃にて4時間反応を行った後、反応液を冷却し、再沈法にて樹脂の精製を行い、最後に乾燥させて樹脂を回収した。次に、得られた樹脂を再度イソプロパノール80重量部に溶解させ、水200重量部を滴下添加した。次いで液温を30℃に保ち、減圧しながら撹拌を行うことでイソプロパノール及び水を揮発させた後、固形分が20重量%となるまで濃縮して、ポリビニルアセタール系樹脂からなる微粒子2(以下、ポリビニルアセタール系樹脂微粒子2ともいう)が分散した分散液(ポリビニルアセタール系樹脂微粒子2の含有量:20重量%)を作製した。
得られたポリビニルアセタール系樹脂をNMRにより測定したところ、式(4)で表される構成単位(式(4)中、Rがプロピル基)の含有量1モル%、ブチラール化度38.5モル%、水酸基量45モル%、アセチル基量1.5モル%、ポリビニルアセタール系樹脂に含まれるイオン性官能基の量は1.8mmol/g、イオン性官能基を有するアセタール結合(式(1−4)中、Rがベンゼン環、Xがスルホン酸ナトリウム)の含有量は14モル%であった。また、得られたポリビニルアセタール系樹脂微粒子2の体積平均粒子径を透過型電子顕微鏡により測定したところ、9nmであり、Tgは70℃であった。
(Preparation of dispersion of polyvinyl acetal-based resin fine particles 2)
20 weights of polyvinyl acetal resin (degree of polymerization 1700, degree of butyralization 37.2 mol%, hydroxyl group amount 61 mol%, acetyl group amount 1.8 mol%) in a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and a cooling tube. The portion was dissolved in 80 parts by weight of isopropanol. Then, 6 parts by weight of disodium 4-formylbenzene-1,3-disulfonate and 0.05 parts by weight of 12M concentrated hydrochloric acid were added to the solution, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 4 hours. Next, 1 part by weight of butyraldehyde and 0.5 part by weight of 12 M concentrated hydrochloric acid were added, and the reaction was carried out at 75 ° C. for 4 hours, the reaction solution was cooled, and the resin was purified by the reprecipitation method. Finally, it was dried to recover the resin. Next, the obtained resin was dissolved again in 80 parts by weight of isopropanol, and 200 parts by weight of water was added dropwise. Next, the liquid temperature was kept at 30 ° C., and the isopropanol and water were volatilized by stirring while reducing the pressure, and then concentrated until the solid content became 20% by weight, and the fine particles 2 made of a polyvinyl acetal resin (hereinafter, hereinafter, A dispersion liquid (content of polyvinyl acetal-based resin fine particles 2: 20% by weight) in which polyvinyl acetal-based resin fine particles 2 were dispersed was prepared.
When the obtained polyvinyl acetal-based resin was measured by NMR, the content of the structural unit represented by the formula (4) (R 9 is a propyl group in the formula (4)) was 1 mol%, and the degree of butyralization was 38.5. Mol%, hydroxyl group amount 45 mol%, acetyl group amount 1.5 mol%, amount of ionic functional group contained in polyvinyl acetal-based resin is 1.8 mmol / g, acetal bond having ionic functional group (formula (1) In -4), R 2 was a benzene ring and X was sodium sulfonate), and the content was 14 mol%. The volume average particle diameter of the obtained polyvinyl acetal-based resin fine particles 2 was measured with a transmission electron microscope and found to be 9 nm and a Tg of 70 ° C.

(ポリビニルアセタール系樹脂微粒子3の分散液の調製)
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応容器内に、ポリビニルアセタール系樹脂(重合度800、ブチラール化度50.5モル%、水酸基量47.7モル%、アセチル基量1.8モル%)20重量部をイソプロパノール80重量部に溶解させた。その後、溶解液に2−ホルミルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.25重量部、12Mの濃塩酸を0.05重量部加え、70℃にて4時間反応させた。次いで、ブチルアルデヒド1重量部と12Mの濃塩酸0.5重量部を添加し、75℃にて4時間反応を行った後、反応液を冷却し、再沈法にて樹脂の精製を行い、最後に乾燥させて樹脂を回収した。次に、得られた樹脂を再度イソプロパノール80重量部に溶解させ、水200重量部を滴下添加した。次いで液温を30℃に保ち、減圧しながら撹拌を行うことでイソプロパノール及び水を揮発させた後、固形分が20重量%となるまで濃縮して、ポリビニルアセタール系樹脂からなる微粒子3(以下、ポリビニルアセタール系樹脂微粒子3ともいう)が分散した分散液(ポリビニルアセタール系樹脂微粒子3の含有量:20重量%)を作製した。
得られたポリビニルアセタール系樹脂をNMRにより測定したところ、式(4)で表される構成単位(式(4)中、Rがプロピル基)の含有量1モル%、ブチラール化度51.8モル%、水酸基量45モル%、アセチル基量1.5モル%、ポリビニルアセタール系樹脂に含まれるイオン性官能基の量は0.05mmol/g、イオン性官能基を有するアセタール結合(式(1−4)中、Rがベンゼン環、Xがスルホン酸ナトリウム)の含有量は0.7モル%であった。また、得られたポリビニルアセタール系樹脂微粒子3の体積平均粒子径を透過型電子顕微鏡により測定したところ、700nmであり、Tgは75℃であった。
(Preparation of dispersion of polyvinyl acetal-based resin fine particles 3)
Polyvinyl acetal resin (degree of polymerization 800, degree of butyralization 50.5 mol%, amount of hydroxyl groups 47.7 mol%, amount of acetyl groups 1.8 mol%) in a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer, and a cooling tube. 20 parts by weight was dissolved in 80 parts by weight of isopropanol. Then, 0.25 parts by weight of sodium 2-formylbenzenesulfonate and 0.05 parts by weight of 12M concentrated hydrochloric acid were added to the solution, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 4 hours. Next, 1 part by weight of butyraldehyde and 0.5 part by weight of 12 M concentrated hydrochloric acid were added, and the reaction was carried out at 75 ° C. for 4 hours, the reaction solution was cooled, and the resin was purified by the reprecipitation method. Finally, it was dried to recover the resin. Next, the obtained resin was dissolved again in 80 parts by weight of isopropanol, and 200 parts by weight of water was added dropwise. Next, the liquid temperature was kept at 30 ° C., and the isopropanol and water were volatilized by stirring while reducing the pressure, and then concentrated until the solid content became 20% by weight, and the fine particles 3 made of a polyvinyl acetal resin (hereinafter referred to as “the following)). A dispersion liquid (content of polyvinyl acetal-based resin fine particles 3: 20% by weight) in which polyvinyl acetal-based resin fine particles 3 were dispersed was prepared.
When the obtained polyvinyl acetal-based resin was measured by NMR, the content of the structural unit represented by the formula (4) (R 9 is a propyl group in the formula (4)) was 1 mol%, and the degree of butyralization was 51.8. Mol%, hydroxyl group amount 45 mol%, acetyl group amount 1.5 mol%, amount of ionic functional group contained in polyvinyl acetal-based resin is 0.05 mmol / g, acetal bond having ionic functional group (formula (1) In -4), R 2 was a benzene ring and X was sodium sulfonate), and the content was 0.7 mol%. The volume average particle diameter of the obtained polyvinyl acetal-based resin fine particles 3 was measured with a transmission electron microscope and found to be 700 nm and a Tg of 75 ° C.

(ポリビニルアセタール系樹脂4の調製)
温度計、攪拌機、冷却管を備えた反応容器内に、ポリビニルアセタール系樹脂(重合度1000、ブチラール化度47.8モル%、水酸基量51モル%、アセチル基量1.2モル%)20重量部をイソプロパノール80重量部に溶解させた。その後、溶解液に2−ホルミルベンゼンスルホン酸ナトリウムを1重量部、12Mの濃塩酸を0.05重量部加え、70℃にて4時間反応させた。次いで、12Mの濃塩酸0.3重量部を添加し、74℃にて3時間反応を行った後、反応液を冷却し、再沈法にて樹脂の精製を行い、最後に乾燥させてポリビニルアセタール系樹脂4を作製した。
なお、得られたポリビニルアセタール系樹脂をNMRにより測定したところ、ブチラール化度47.4モル%、水酸基量48.6モル%、アセチル基量1モル%、ポリビニルアセタール系樹脂に含まれるイオン性官能基の量は0.2mmol/g、イオン性官能基を有するアセタール結合(式(1−4)中、Rがベンゼン環、Xがスルホン酸ナトリウム)の含有量は3モル%であり、Tgは76℃であった。
(Preparation of polyvinyl acetal resin 4)
20 weights of polyvinyl acetal resin (degree of polymerization 1000, degree of butyralization 47.8 mol%, hydroxyl group amount 51 mol%, acetyl group amount 1.2 mol%) in a reaction vessel equipped with a thermometer, a stirrer and a cooling tube. The portion was dissolved in 80 parts by weight of isopropanol. Then, 1 part by weight of sodium 2-formylbenzenesulfonate and 0.05 part by weight of 12M concentrated hydrochloric acid were added to the solution, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 4 hours. Next, 0.3 parts by weight of 12 M concentrated hydrochloric acid was added, and the reaction was carried out at 74 ° C. for 3 hours. Then, the reaction solution was cooled, the resin was purified by the reprecipitation method, and finally dried and made of polyvinyl. An acetal-based resin 4 was produced.
When the obtained polyvinyl acetal-based resin was measured by NMR, the degree of butyralization was 47.4 mol%, the amount of hydroxyl groups was 48.6 mol%, the amount of acetyl groups was 1 mol%, and the ionic functionality contained in the polyvinyl acetal-based resin. The amount of the group is 0.2 mmol / g, the content of the acetal bond having an ionic functional group (in formula (1-4), R 2 is a benzene ring and X is sodium sulfonate) is 3 mol%, and Tg. Was 76 ° C.

Figure 0006876478
Figure 0006876478

(可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1の作製)
ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1を100重量部量り取り、トリエチレングリコール−2−エチルヘキサノエート5重量部を添加して、低弾性率である可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1を作製した。得られた可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1の体積平均粒子径を透過型電子顕微鏡により測定したところ、90nmであり、Tg(ガラス転移温度)は78℃であった。
(Preparation of plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 1)
100 parts by weight of the polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 were weighed and 5 parts by weight of triethylene glycol-2-ethylhexanoate was added to prepare a plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 having a low elastic modulus. The volume average particle diameter of the obtained plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 was measured with a transmission electron microscope and found to be 90 nm and a Tg (glass transition temperature) of 78 ° C.

(可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子2の作製)
ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1を100重量部量り取り、トリエチレングリコール−2−エチルヘキサノエート10重量部を添加して、低弾性率である可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子2を作製した。得られた可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子2の体積平均粒子径を透過型電子顕微鏡により測定したところ、90nmであり、Tgは66℃であった。
(Preparation of plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 2)
100 parts by weight of the polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 were weighed and 10 parts by weight of triethylene glycol-2-ethylhexanoate was added to prepare a plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 2 having a low elastic modulus. The volume average particle diameter of the obtained plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 2 was measured with a transmission electron microscope and found to be 90 nm and a Tg of 66 ° C.

(可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子3の作製)
ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1を100重量部量り取り、トリエチレングリコール−2−エチルヘキサノエート15重量部を添加して、低弾性率である可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子3を作製した。得られた可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子3の体積平均粒子径を透過型電子顕微鏡により測定したところ、90nmであり、Tgは58℃であった。
(Preparation of plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 3)
100 parts by weight of the polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 were weighed and 15 parts by weight of triethylene glycol-2-ethylhexanoate was added to prepare a plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 3 having a low elastic modulus. The volume average particle diameter of the obtained plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 3 was measured with a transmission electron microscope and found to be 90 nm and a Tg of 58 ° C.

(可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子4の作製)
ポリビニルアセタール系樹脂微粒子1を100重量部量り取り、トリエチレングリコール−2−エチルヘキサノエート50重量部を添加して、低弾性率である可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子4を作製した。得られた可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子4の体積平均粒子径を透過型電子顕微鏡により測定したところ、90nmであり、Tgは43℃であった。
(Preparation of plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 4)
100 parts by weight of the polyvinyl acetal-based resin fine particles 1 were weighed and 50 parts by weight of triethylene glycol-2-ethylhexanoate was added to prepare a plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 4 having a low elastic modulus. The volume average particle diameter of the obtained plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles 4 was measured with a transmission electron microscope and found to be 90 nm and a Tg of 43 ° C.

(実施例1〜7)
(リチウム二次電池正極用組成物の調製)
表2に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表2に示す割合で混合し、更に、溶媒として水18重量部を加えて、蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダー20重量部に対して、正極活物質としてコバルト酸リチウム(日本化学工業社製、セルシードC−5)50重量部、導電助剤としてアセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラック)1重量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(ダイセルファインケム社製、CMCダイセル#2200)1重量部を加えて、リチウム二次電池正極用組成物を得た。
(Examples 1 to 7)
(Preparation of composition for positive electrode of lithium secondary battery)
The polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 2 were mixed at the ratio shown in Table 2, and 18 parts by weight of water was further added as a solvent to prepare a binder for a power storage device electrode.
50 parts by weight of lithium cobalt oxide (manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd., Celseed C-5) as a positive electrode active material and acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive auxiliary agent with respect to 20 parts by weight of the obtained binder for power storage device electrodes , Denka Black) and 1 part by weight of carboxymethyl cellulose (CMC Daicel # 2200, manufactured by Daicel FineChem) as a thickener to obtain a composition for the positive electrode of a lithium secondary battery.

(実施例8〜14)
(リチウム二次電池負極用組成物の調製)
表2に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表2に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダー20重量部に対して、負極活物質として球状天然黒鉛(日本黒鉛工業社製、CGB−20)50重量部、導電助剤としてアセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラック)1重量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(ダイセルファインケム社製、CMCダイセル#2200)1重量部を加えて混合し、リチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Examples 8 to 14)
(Preparation of composition for negative electrode of lithium secondary battery)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 2 were mixed at the ratio shown in Table 2.
With respect to 20 parts by weight of the obtained binder for power storage device electrodes, 50 parts by weight of spherical natural graphite (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., CGB-20) as a negative electrode active material, and acetylene black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive auxiliary agent. 1 part by weight of Denka Black) and 1 part by weight of carboxymethyl cellulose (CMC Daicel # 2200, manufactured by Daicel FineChem) as a thickener were added and mixed to obtain a composition for a negative electrode of a lithium secondary battery.

(実施例15〜21)
(リチウム二次電池負極用組成物の調製)
表2に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表2に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダー20重量部に対して、負極活物質として球状天然黒鉛(日本黒鉛工業社製、CGB−20)45重量部及びシリコン(SiO、大阪チタニウムテクノロジーズ社製)5重量部、導電助剤としてアセチレンブラック(電気化学工業社製、デンカブラック)1重量部、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(ダイセルファインケム社製、CMCダイセル#2200)1重量部を加えて混合し、リチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Examples 15 to 21)
(Preparation of composition for negative electrode of lithium secondary battery)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 2 were mixed at the ratio shown in Table 2.
With respect to 20 parts by weight of the obtained binder for power storage device electrodes, 45 parts by weight of spherical natural graphite (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd., CGB-20) and 5 parts by weight of silicon (SiO, manufactured by Osaka Titanium Technologies) as negative electrode active materials. , 1 part by weight of acetylene black (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive auxiliary agent, and 1 part by weight of carboxymethyl cellulose (CMC Daicel # 2200, manufactured by Daicel FineChem) as a thickener are added and mixed, and lithium secondary is added. A composition for the negative electrode of the battery was obtained.

(比較例1〜4)
表3に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表3に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダーを用いた以外は実施例1と同様にしてリチウム二次電池電極用組成物を得た。
(Comparative Examples 1 to 4)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 3 were mixed at the ratio shown in Table 3.
A composition for a lithium secondary battery electrode was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained binder for a power storage device electrode was used.

(比較例5)
バインダーとしてスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)ラテックス(体積平均粒子径180nm、固形分率50重量%)を用いた以外は実施例1と同様にして、リチウム二次電池正極用組成物を得た。
(Comparative Example 5)
A composition for a positive electrode of a lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that a styrene-butadiene copolymer (SBR) latex (volume average particle diameter 180 nm, solid content 50% by weight) was used as a binder. ..

(比較例6〜9)
表3に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表3に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダーを用いた以外は実施例8と同様にしてリチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Comparative Examples 6-9)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 3 were mixed at the ratio shown in Table 3.
A composition for the negative electrode of the lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 8 except that the obtained binder for the electrode of the power storage device was used.

(比較例10)
バインダーとしてスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)ラテックス(体積平均粒子径180nm、固形分率50重量%)を用いた以外は実施例8と同様にして、リチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Comparative Example 10)
A composition for a negative electrode of a lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 8 except that a styrene-butadiene copolymer (SBR) latex (volume average particle diameter 180 nm, solid content 50% by weight) was used as a binder. ..

(比較例11)
可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子及びスチレン−ブタジエン共重合体を表3に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダーを用いた以外は実施例8と同様にしてリチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Comparative Example 11)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin fine particles mixed with the plasticizer and the styrene-butadiene copolymer were mixed at the ratios shown in Table 3.
A composition for the negative electrode of the lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 8 except that the obtained binder for the electrode of the power storage device was used.

(比較例12)
表3に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表3に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダーを用いた以外は実施例8と同様にしてリチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Comparative Example 12)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 3 were mixed at the ratio shown in Table 3.
A composition for the negative electrode of the lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 8 except that the obtained binder for the electrode of the power storage device was used.

(比較例13〜16)
表3に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表3に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダーを用いた以外は実施例15と同様にしてリチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Comparative Examples 13 to 16)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 3 were mixed at the ratio shown in Table 3.
A composition for the negative electrode of the lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 15 except that the obtained binder for the electrode of the power storage device was used.

(比較例17)
バインダーとしてスチレン−ブタジエン共重合体(SBR)ラテックス(体積平均粒子径180nm、固形分率50重量%)を用いた以外は実施例15と同様にして、リチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Comparative Example 17)
A composition for a negative electrode of a lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 15 except that a styrene-butadiene copolymer (SBR) latex (volume average particle diameter 180 nm, solid content 50% by weight) was used as a binder. ..

(比較例18)
表3に示すポリビニルアセタール系樹脂及び可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子を表3に示す割合で混合した以外は実施例1と同様にして蓄電デバイス電極用バインダーを調製した。
得られた蓄電デバイス電極用バインダーを用いた以外は実施例15と同様にしてリチウム二次電池負極用組成物を得た。
(Comparative Example 18)
A binder for a power storage device electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvinyl acetal-based resin and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles shown in Table 3 were mixed at the ratio shown in Table 3.
A composition for the negative electrode of the lithium secondary battery was obtained in the same manner as in Example 15 except that the obtained binder for the electrode of the power storage device was used.

<評価>
実施例及び比較例で用いたポリビニルアセタール系樹脂微粒子、可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックス、実施例及び比較例で得られた二次電池電極用組成物(正極用、負極用)について以下の評価を行った。結果を表2及び表3に示した。
<Evaluation>
Polyvinyl acetal resin fine particles used in Examples and Comparative Examples, plasticizer-mixed polyvinyl acetal resin fine particles, styrene-butadiene copolymer latex, and secondary battery electrode compositions obtained in Examples and Comparative Examples (for positive electrodes). , For negative electrode) The following evaluations were made. The results are shown in Tables 2 and 3.

(1)貯蔵弾性率
実施例及び比較例で用いたポリビニルアセタール系樹脂微粒子、可塑剤混合ポリビニルアセタール系樹脂微粒子について、DVA−200(アイティー計測制御社製)を用い、周波数10Hz、5℃/minの昇温速度で加熱して、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率を測定した。また、スチレン−ブタジエン共重合体ラテックスについては、水分を除去することにより樹脂成分を分離し、同様にして貯蔵弾性率を測定した。
(1) Storage Elastic Modulus Regarding the polyvinyl acetal-based resin fine particles and the plasticizer-mixed polyvinyl acetal-based resin fine particles used in Examples and Comparative Examples, DVA-200 (manufactured by IT Measurement Control Co., Ltd.) was used, and the frequency was 10 Hz, 5 ° C./ The storage elastic modulus was measured at 50 ° C. and 10 Hz by heating at a heating rate of min. For the styrene-butadiene copolymer latex, the resin component was separated by removing water, and the storage elastic modulus was measured in the same manner.

(2)分散性(平均分散径)
実施例及び比較例で得られたリチウム二次電池電極用組成物10重量部と水90重量部を混合、希釈した後、超音波分散機(エスエヌディ社製、「US−303」)にて10分間撹拌した。その後レーザー回折式粒度分布計(堀場製作所社製、LA−910)を用いて粒度分布測定を行い、平均分散径を測定した。
(2) Dispersibility (average dispersion diameter)
After mixing and diluting 10 parts by weight of the composition for lithium secondary battery electrodes and 90 parts by weight of water obtained in Examples and Comparative Examples, 10 by an ultrasonic disperser (manufactured by SND Co., Ltd., “US-303”). Stir for minutes. After that, the particle size distribution was measured using a laser diffraction type particle size distribution meter (LA-910, manufactured by HORIBA, Ltd.), and the average dispersion diameter was measured.

(3)接着性(剥離力)
実施例1〜7、比較例1〜5で得られたリチウム二次電池正極用組成物については、アルミ箔に対する接着性を評価し、実施例8〜21、比較例6〜18で得られたリチウム二次電池負極用組成物については、銅箔に対する接着性を評価した。
(3) Adhesiveness (peeling force)
The compositions for the positive electrode of the lithium secondary battery obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated for their adhesiveness to the aluminum foil, and were obtained in Examples 8 to 21 and Comparative Examples 6 to 18. Regarding the composition for the negative electrode of the lithium secondary battery, the adhesiveness to the copper foil was evaluated.

(3−1)アルミ箔に対する接着性
アルミ箔(厚み15μm)の上に、乾燥後の膜厚が40μmとなるようにリチウム二次電池正極用組成物を塗工、乾燥し、アルミ箔上に電極がシート状に形成された試験片を得た。
このサンプルを縦10cm、横5cmに切り出し、AUTOGRAPH(島津製作所社製、「AGS−J」)を用い、試験片を固定しながら電極シートを引き上げ、アルミ箔から完全に電極シートが剥離するまでに要する剥離力(N)を計測した。
(3-1) Adhesion to Aluminum Foil A lithium secondary battery positive electrode composition is applied onto an aluminum foil (thickness 15 μm) so that the thickness after drying is 40 μm, dried, and placed on the aluminum foil. A test piece having a sheet-like electrode was obtained.
This sample is cut into 10 cm in length and 5 cm in width, and the electrode sheet is pulled up while fixing the test piece using AUTOGRAPH (manufactured by Shimadzu Corporation, "AGS-J") until the electrode sheet is completely peeled off from the aluminum foil. The required peeling force (N) was measured.

(3−2)銅箔に対する接着性
上記「(3−1)アルミ箔に対する接着性」において、アルミ箔を銅箔(厚み15μm)に変更した以外は全く同じ方法にて剥離力を計測した。
(3-2) Adhesiveness to Copper Foil In the above "(3-1) Adhesiveness to Aluminum Foil", the peeling force was measured by exactly the same method except that the aluminum foil was changed to a copper foil (thickness 15 μm).

(4)耐電解液性
(バインダー樹脂シートの作製)
離型処理されたポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、乾燥後の膜厚が50μmとなるように実施例及び比較例で用いられたポリビニルアセタール系樹脂溶液を塗工、乾燥してバインダー樹脂シートを作製した。
得られたバインダー樹脂シートを30×50mmに切り出し、試験片を作製した。
(4) Electrolyte resistance (preparation of binder resin sheet)
The polyvinyl acetal-based resin solution used in Examples and Comparative Examples was applied onto the release-treated polyethylene terephthalate (PET) film so that the film thickness after drying was 50 μm, and dried to obtain a binder resin sheet. Made.
The obtained binder resin sheet was cut out to a size of 30 × 50 mm to prepare a test piece.

得られた試験片を110℃で2時間乾燥させて得られたフィルムの重量を計量することにより、フィルムの重量(a)を計測した。
次に、電解液としてエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶液(体積比1:1)を用い、得られたフィルムを電解液に25℃で3日間浸漬させた。その後、フィルムを取り出し、直ちに表面の電解液をふき取って除去した後、計量することにより、重量(b)を計測した。
その後、該フィルムを純水500gに2日間浸漬させてフィルム内部の電解液を完全に除去し、110℃で2時間乾燥させた後、計量することにより、重量(c)を計測した。
各重量から、バインダーの溶解率及び膨潤率を次式により算出した。
溶解率(%)=[(a−c)/a]×100
膨潤率(%)=(b/c)×100
なお、溶解率の値が高いほど電解液に樹脂が溶解しやすいことを意味し、膨潤率が高いほど樹脂が電解液によって膨潤しやすいことを意味する。
The weight (a) of the film was measured by drying the obtained test piece at 110 ° C. for 2 hours and weighing the obtained film.
Next, a mixed solution of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 1: 1) was used as the electrolytic solution, and the obtained film was immersed in the electrolytic solution at 25 ° C. for 3 days. Then, the film was taken out, and the electrolytic solution on the surface was immediately wiped off and then weighed to measure the weight (b).
Then, the film was immersed in 500 g of pure water for 2 days to completely remove the electrolytic solution inside the film, dried at 110 ° C. for 2 hours, and then weighed to measure the weight (c).
From each weight, the dissolution rate and swelling rate of the binder were calculated by the following formulas.
Dissolution rate (%) = [(ac) / a] x 100
Swelling rate (%) = (b / c) x 100
The higher the dissolution rate, the easier it is for the resin to dissolve in the electrolytic solution, and the higher the swelling rate, the easier it is for the resin to swell with the electrolytic solution.

(5)柔軟性
実施例1〜7、比較例1〜5で得られたリチウム二次電池正極用組成物については、アルミ箔を用いて作製した電極の柔軟性を評価し、実施例8〜21、比較例6〜18で得られたリチウム二次電池負極用組成物については、銅箔を用いて作製した電極の柔軟性を評価した。
(5−1)アルミ箔を用いた柔軟性
アルミ箔(厚み15μm)の上に、乾燥後の膜厚が40μmとなるようにリチウム二次電池電極用組成物を塗工、乾燥し、アルミ箔上に電極がシート状に形成された試験片を得た。
このサンプルを縦50cm、横2cmに切り出し、直径2mmのガラス棒に巻き付けて1日放置した後、サンプルの巻き付けを解いて電極のクラックや割れの発生を以下の基準で評価した。
◎:クラックや割れは全く確認されなかった
○:クラックや割れが僅かに確認されたが、活物質の剥がれは全く確認されなかった
△:クラックや割れが確認され、部分的な活物質の剥がれも確認された
×:全面的にクラックや割れが確認され、大部分の活物質の剥がれも確認された
(5−2)銅箔を用いた柔軟性
上記「(5−1)アルミ箔を用いた柔軟性」において、アルミ箔を銅箔(厚み15μm)に変更した以外は全く同じ方法にて柔軟性を評価した。
(5) Flexibility With respect to the compositions for the positive electrode of the lithium secondary battery obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5, the flexibility of the electrode produced by using the aluminum foil was evaluated, and Examples 8 to 8 to 21. With respect to the compositions for the negative electrode of the lithium secondary battery obtained in Comparative Examples 6 to 18, the flexibility of the electrodes produced by using the copper foil was evaluated.
(5-1) A composition for a lithium secondary battery electrode is applied onto a flexible aluminum foil (thickness 15 μm) using an aluminum foil so that the film thickness after drying is 40 μm, dried, and the aluminum foil is dried. A test piece having a sheet-like electrode formed on it was obtained.
This sample was cut into a length of 50 cm and a width of 2 cm, wound around a glass rod having a diameter of 2 mm and left to stand for one day, and then the sample was unwound and the occurrence of cracks and cracks in the electrodes was evaluated according to the following criteria.
⊚: No cracks or cracks were confirmed ○: Slight cracks or cracks were confirmed, but no peeling of the active material was confirmed △: Cracks or cracks were confirmed, and partial peeling of the active material was confirmed. Also confirmed ×: Cracks and cracks were confirmed on the entire surface, and peeling of most of the active material was also confirmed. (5-2) Flexibility using copper foil The above "(5-1) Aluminum foil was used. In "flexibility", the flexibility was evaluated by exactly the same method except that the aluminum foil was changed to copper foil (thickness 15 μm).

(6)電池性能評価
(6−1)実施例1〜7、比較例1〜5
(a)コイン電池の作製
実施例1〜7、比較例1〜5で得られたリチウム二次電池正極用組成物を厚さ15μmのアルミ箔に均一に塗布、乾燥し、これをφ16mmに打ち抜いて正極層を得た。
電解液としてLiPF(1M)を含有するエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合溶媒(体積比1:1)を用い、該電解液を正極層に含浸させた後、この正極層を正極集電体上に置き、さらにその上に電解液を含浸させた厚さ25mmの多孔質PP膜(セパレータ)を置いた。
更に、この上に負極層となるリチウム金属板を置き、この上に絶縁パッキンで被覆された負極集電体を重ね合わせた。この積層体を、かしめ機により圧力を加え、密閉型のコイン電池を得た。
(6) Battery Performance Evaluation (6-1) Examples 1-7, Comparative Examples 1-5
(A) Preparation of Coin Battery The lithium secondary battery positive electrode composition obtained in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 5 was uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and punched to φ16 mm. Obtained a positive electrode layer.
A mixed solvent (volume ratio 1: 1) of ethylene carbonate and diethyl carbonate containing LiPF 6 (1M) is used as the electrolytic solution, the positive electrode layer is impregnated with the electrolytic solution, and then this positive electrode layer is used as a positive electrode current collector. A porous PP film (separator) having a thickness of 25 mm impregnated with an electrolytic solution was placed on the surface.
Further, a lithium metal plate to be a negative electrode layer was placed on this, and a negative electrode current collector coated with an insulating packing was superposed on the lithium metal plate. Pressure was applied to this laminate by a caulking machine to obtain a sealed coin battery.

(b)放電容量評価、及び、充放電サイクル評価
得られたコイン電池について、(宝泉社製、充放電試験装置)を用いて放電容量評価、及び、充放電サイクル評価を行った。
この放電容量評価、充放電サイクル評価は電圧範囲2.7〜4.2V、評価温度は25℃と50℃で行った。なお、充放電サイクル評価は、初回の放電容量に対する30サイクル目の放電容量の割合より算出した。
なお、比較例2、4及び5については、セルに電解液を注入したところ、樹脂成分の溶出によって、電極からの活物質の剥がれが確認された。この状態で、二次電池の作製および放電容量の評価を行ったが、充放電ができなかったため、「測定不能」とした。
(B) Discharge Capacity Evaluation and Charge / Discharge Cycle Evaluation The obtained coin battery was subjected to discharge capacity evaluation and charge / discharge cycle evaluation using (Charge / Discharge Test Device manufactured by Hosen Co., Ltd.).
The discharge capacity evaluation and charge / discharge cycle evaluation were performed in a voltage range of 2.7 to 4.2 V and evaluation temperatures of 25 ° C. and 50 ° C. The charge / discharge cycle evaluation was calculated from the ratio of the discharge capacity at the 30th cycle to the initial discharge capacity.
In Comparative Examples 2, 4 and 5, when the electrolytic solution was injected into the cell, it was confirmed that the active material was peeled off from the electrode due to the elution of the resin component. In this state, the secondary battery was manufactured and the discharge capacity was evaluated, but it was judged as "unmeasurable" because charging and discharging could not be performed.

(6−2)実施例8〜21、比較例6〜18
実施例8〜21、比較例6〜18で得られたリチウム二次電池負極用組成物を厚さ15μmの銅箔に均一に塗布、乾燥し、これをφ16mmに打ち抜いて負極層を得た。
得られた負極層を用いた以外は、(6−1)と同じ方法にて密閉型のコイン電池を得た後、放電容量評価、及び、充放電サイクル評価を行った。なお、充放電サイクル評価は、初回の放電容量に対する30サイクル目の放電容量の割合より算出した。
なお、比較例7、9、10、14、16及び17については、セルに電解液を注入したところ、樹脂成分の溶出によって、電極からの活物質の剥がれが確認された。この状態で、二次電池の作製および放電容量の評価を行ったが、充放電ができなかったため、「測定不能」とした。
(6-2) Examples 8 to 21, Comparative Examples 6 to 18
The lithium secondary battery negative electrode compositions obtained in Examples 8 to 21 and Comparative Examples 6 to 18 were uniformly applied to a copper foil having a thickness of 15 μm, dried, and punched to φ16 mm to obtain a negative electrode layer.
After obtaining a sealed coin battery by the same method as in (6-1) except that the obtained negative electrode layer was used, discharge capacity evaluation and charge / discharge cycle evaluation were performed. The charge / discharge cycle evaluation was calculated from the ratio of the discharge capacity at the 30th cycle to the initial discharge capacity.
In Comparative Examples 7, 9, 10, 14, 16 and 17, when the electrolytic solution was injected into the cell, it was confirmed that the active material was peeled off from the electrode due to the elution of the resin component. In this state, the secondary battery was manufactured and the discharge capacity was evaluated, but it was judged as "unmeasurable" because charging and discharging could not be performed.

(7)電極捲れ性
上記「(3)接着性(剥離力)」で得られた試験片をφ1.5mmの丸棒に巻き付け、100回連続して擦った時の電極端部の捲れを目視にて以下の基準で評価した。
◎:折り曲げ部には捲れがない
○:折り曲げ部には捲れがあるが、下地(アルミ箔、銅箔)は確認できない
×:折り曲げ部には捲れがあり、下地(アルミ箔、銅箔)が確認できる
(7) Electrode curlability The test piece obtained in the above "(3) Adhesiveness (peeling force)" is wound around a round bar of φ1.5 mm, and the curl of the electrode end when rubbed 100 times continuously is visually observed. Evaluated according to the following criteria.
◎: No curl in the bent part ○: There is a curl in the bent part, but the base (aluminum foil, copper foil) cannot be confirmed ×: There is a curl in the bent part, and the base (aluminum foil, copper foil) is Can be confirmed

Figure 0006876478
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本発明は、接着性及び粘着性を有し、得られる電極に強靭性及び柔軟性を付与することが可能な蓄電デバイス電極用バインダーを提供することができる。更に、該蓄電デバイス電極用バインダーを含む蓄電デバイス電極用組成物、蓄電デバイス電極、及び、蓄電デバイスを提供することができる。 The present invention can provide a binder for a power storage device electrode which has adhesiveness and adhesiveness and can impart toughness and flexibility to the obtained electrode. Further, a composition for a power storage device electrode including the binder for the power storage device electrode, a power storage device electrode, and a power storage device can be provided.

Claims (8)

蓄電デバイスの電極に用いられるバインダーであって、
50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率が1×10〜1×1010Paであるバインダー(A)、及び、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率が1×10〜1×10Paであるバインダー(B)を含有し、
前記バインダー(A)は、ポリビニルアセタール系樹脂(A)であり、
前記バインダー(B)は、ポリビニルアセタール系樹脂(B)及び可塑剤を含有し、
前記バインダー(A)及び前記バインダー(B)の合計100重量%に対して、前記バインダー(A)を85〜99.9重量%、前記バインダー(B)を0.1〜15重量%含有する
ことを特徴とする蓄電デバイス電極用バインダー。
A binder used for the electrodes of power storage devices.
Binder (A) having a storage elastic modulus of 1 × 10 8 to 1 × 10 10 Pa at 50 ° C. and 10 Hz, and a binder having a storage elastic modulus of 1 × 10 5 to 1 × 10 7 Pa at 50 ° C. and 10 Hz. Contains (B)
The binder (A) is a polyvinyl acetal resin (A).
The binder (B) contains a polyvinyl acetal resin (B) and a plasticizer, and contains.
The binder (A) is contained in an amount of 85 to 99.9% by weight and the binder (B) is contained in an amount of 0.1 to 15% by weight based on 100% by weight of the total of the binder (A) and the binder (B). Binder for power storage device electrodes.
バインダー(A)、バインダー(B)及び水性媒体を含有することを特徴とする請求項1記載の蓄電デバイス電極用バインダー。 The binder for a power storage device electrode according to claim 1, further comprising a binder (A), a binder (B), and an aqueous medium. バインダー(A)は、微粒子形状であり、体積平均粒子径が10〜1000nmであることを特徴とする請求項1又は2記載の蓄電デバイス電極用バインダー。 Binder (A), the microparticles shape der is, the volume average particle diameter is characterized 10~1000nm der Rukoto claim 1 or 2, wherein the electric storage device electrode binder. バインダー(A)は、50℃、10Hzにおける貯蔵弾性率が1×10The binder (A) has a storage elastic modulus of 1 × 10 at 50 ° C. and 10 Hz. 8 〜1.5×10~ 1.5 × 10 9 であることを特徴とする請求項1、2又は3記載の蓄電デバイス電極用バインダー。The binder for a power storage device electrode according to claim 1, 2 or 3. バインダー(B)は、微粒子形状であり、体積平均粒子径が10〜1000nmであることを特徴とする請求項1、2、3又は4記載の蓄電デバイス電極用バインダー。 Binder (B) is particulate form der is, the volume average particle diameter is characterized 10~1000nm der Rukoto claim 1, 2, 3 or 4, wherein the electric storage device electrode binder. 請求項1、2、3、4又は5記載の蓄電デバイス電極用バインダー、及び、活物質を含有する蓄電デバイス電極用組成物であって、前記活物質100重量部に対して、バインダー(A)及びバインダー(B)の合計含有量が0.1〜12重量部であることを特徴とする蓄電デバイス電極用組成物。 The binder (A) for a power storage device electrode according to claim 1, 2, 3, 4 or 5 , and the composition for a power storage device electrode containing an active material, based on 100 parts by weight of the active material. A composition for a power storage device electrode, wherein the total content of the binder (B) and the binder (B) is 0.1 to 12 parts by weight. 請求項記載の蓄電デバイス電極用組成物を含有することを特徴とする蓄電デバイス電極。 A power storage device electrode comprising the composition for a power storage device electrode according to claim 6. 請求項記載の蓄電デバイス電極を含有することを特徴とする蓄電デバイス。 A power storage device comprising the power storage device electrode according to claim 7.
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