JP7068025B2 - Polymers for matrix, non-aqueous electrolyte gels, and electrochemical devices. - Google Patents

Polymers for matrix, non-aqueous electrolyte gels, and electrochemical devices. Download PDF

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Description

本発明は、マトリクス用高分子、非水電解質ゲル、及び電気化学デバイスに関する。 The present invention relates to macromolecules for matrices, non-aqueous electrolyte gels, and electrochemical devices.

ポリマーをマトリクスとした非水電解質ゲルを利用した非水電解質二次電池は、その内部の電池素子の形状安定性に優れる。このことから、剛性をもたないアルミラミネートフィルム(Aluminium laminated film)を外装材に使用したアルミラミネート外装電池に好適に用いられている。 A non-aqueous electrolyte secondary battery using a non-aqueous electrolyte gel using a polymer as a matrix is excellent in shape stability of the battery element inside the battery. For this reason, it is suitably used for an aluminum laminated exterior battery using an aluminum laminated film having no rigidity as an exterior material.

そしてアルミラミネート外装電池は軽量、寸法変更が容易などの利点から、携帯電話、スマートフォン(smartphone)及び自動車電池等への使用が拡大している。 Aluminum laminated exterior batteries have advantages such as light weight and easy dimensional change, and their use in mobile phones, smartphones (smartphones), automobile batteries, and the like is expanding.

特開平11-80296号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-80296 特開2000-90728号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-90728

PROGRESS IN POLYMER SCIENCE,30(2005)1-9PROGRESS IN POLYMER SCIENCE, 30 (2005) 1-9

一方、近年の電池の高エネルギー(energy)密度化の進展により、電池動作中の電極の膨張収縮による内部のひずみが大きくなる傾向がある。このため、より高い形状保持能力のために、非水電解質ゲルの高強度化が求められている。 On the other hand, with the recent progress in increasing the energy density of batteries, the internal strain due to expansion and contraction of electrodes during battery operation tends to increase. Therefore, in order to have a higher shape-retaining ability, it is required to increase the strength of the non-aqueous electrolyte gel.

また、今後は、非水電解質ゲルの用途が非水電解質二次電池以外の電気化学デバイスに拡大することも期待されている。これらの電気化学デバイスにおいても高強度の非水電解質ゲルが求められる可能性が高い。 In the future, it is expected that the use of non-aqueous electrolyte gels will be expanded to electrochemical devices other than non-aqueous electrolyte secondary batteries. High-strength non-aqueous electrolyte gels are also likely to be required for these electrochemical devices.

そのため、非水電解質ゲルの強度を高めるための技術が特許文献1、2で提案されているが、これらの技術によっても、非水電解質ゲルの強度が十分高められているとはいえなかった。また、非特許文献1では水系のゲル(ハイドロゲル)の機械的強度を向上させる技術が記載されているが、非水溶媒を使用した非水電解質ゲルについての言及はない。 Therefore, although techniques for increasing the strength of the non-aqueous electrolyte gel have been proposed in Patent Documents 1 and 2, it cannot be said that the strength of the non-aqueous electrolyte gel is sufficiently enhanced even by these techniques. Further, Non-Patent Document 1 describes a technique for improving the mechanical strength of an aqueous gel (hydrogel), but does not mention a non-aqueous electrolyte gel using a non-aqueous solvent.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、非水電解質ゲルの強度を高めることが可能な、新規かつ改良されたマトリクス用高分子、非水電解質ゲル、及び電気化学デバイスを提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a new and improved polymer for matrix, which can increase the strength of a non-aqueous electrolyte gel. To provide a water electrolyte gel, and an electrochemical device.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、非水電解質ゲルのマトリクスを構成するマトリクス用高分子であって、マトリクス用高分子は、高分子(A)、高分子(B)を(A)/(B)=55/45以上99/1以下の質量比で少なくとも含み、高分子(A)は、以下の化学式(1)で示される骨格を少なくとも含む第1の骨格と、以下の化学式(2)で示される骨格を少なくとも含む第2の骨格とが、グラフト(graft)共重合及びブロック(block)共重合のうち、少なくとも1種以上の態様で共重合した構造を有し、高分子(B)は、第2の骨格を有することを特徴とする、マトリクス用高分子が提供される。 In order to solve the above problems, according to a certain viewpoint of the present invention, the matrix polymer constituting the matrix of the non-aqueous electrolyte gel, the matrix polymer is a polymer (A) and a polymer (B). ) Is contained at least in a mass ratio of (A) / (B) = 55/45 or more and 99/1 or less, and the polymer (A) is a first skeleton containing at least the skeleton represented by the following chemical formula (1). , The second skeleton including at least the skeleton represented by the following chemical formula (2) has a structure in which at least one of a graft copolymer and a block copolymer is copolymerized. However, the polymer (B) is provided with a polymer for a matrix, which is characterized by having a second skeleton.

Figure 0007068025000001
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Figure 0007068025000002
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前記化学式1、2において、l、m、qは1以上の整数である。 In the chemical formulas 1 and 2, l, m, and q are integers of 1 or more.

本観点によれば、マトリクス用高分子が上記構成を有するので、このマトリクス用高分子をマトリクスとして含む非水電解質ゲルは、高い強度を有する。 According to this viewpoint, since the polymer for matrix has the above-mentioned structure, the non-aqueous electrolyte gel containing the polymer for matrix as a matrix has high strength.

ここで、高分子(A)は、第1の骨格に第2の骨格がグラフト共重合した構造を有するものであってもよい。 Here, the polymer (A) may have a structure in which the second skeleton is graft-copolymerized with the first skeleton.

本観点によれば、非水電解質ゲルがさらに高い強度を有する。 From this point of view, the non-aqueous electrolyte gel has even higher strength.

また、高分子(A)は、前記第1の骨格と第2の骨格とが(メタ)アクリル酸エステルユニット(Acrylate ester unit)を介してグラフト共重合した構造を有しており、(メタ)アクリル酸エステルユニットは、第2の骨格を構成するユニットの総モル(mol)数に対して0モル%超10モル%以下で第2の骨格に含まれてもよい。 Further, the polymer (A) has a structure in which the first skeleton and the second skeleton are graft-copolymerized via a (meth) acrylic acid ester unit (meth), and the polymer (A) has a (meth) structure. The acrylic ester unit may be contained in the second skeleton in an amount of more than 0 mol% and 10 mol% or less with respect to the total number of moles of the units constituting the second skeleton.

本観点によれば、非水電解質ゲルがさらに高い強度を有する。 From this point of view, the non-aqueous electrolyte gel has even higher strength.

また、高分子(B)は、酸性官能基含有ユニットを、高分子(B)を構成するユニットの総モル数に対して2モル%以上10モル%以下で含んでいてもよい。 Further, the polymer (B) may contain an acidic functional group-containing unit in an amount of 2 mol% or more and 10 mol% or less with respect to the total number of moles of the units constituting the polymer (B).

本観点によれば、非水電解質ゲルがさらに高い強度を有する。さらに、非水電解質ゲルは、高い接着力を有する。 From this point of view, the non-aqueous electrolyte gel has even higher strength. In addition, non-aqueous electrolyte gels have high adhesive strength.

また、マトリクス用高分子は、高分子(A)、高分子(B)を(A)/(B)=70/30以上95/5以下の質量比で少なくとも含んでいてもよい。 Further, the polymer for matrix may contain at least the polymer (A) and the polymer (B) in a mass ratio of (A) / (B) = 70/30 or more and 95/5 or less.

本観点によれば、非水電解質ゲルがさらに高い強度を有する。 From this point of view, the non-aqueous electrolyte gel has even higher strength.

本発明の他の観点によれば、上記に記載のマトリクス用高分子を含むことを特徴とする、非水電解質ゲルが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte gel characterized by containing the above-mentioned matrix polymer.

本観点による非水電解質ゲルは、高い強度を有する。 The non-aqueous electrolyte gel according to this viewpoint has high strength.

本発明の他の観点によれば、上記の非水電解質ゲルを含むことを特徴とする、電気化学デバイスが提供される。 According to another aspect of the present invention, there is provided an electrochemical device comprising the above-mentioned non-aqueous electrolyte gel.

本観点による電気化学デバイスは、高い強度を有する非水電解質ゲルを含むので、特性の向上が期待できる。 Since the electrochemical device according to this viewpoint contains a non-aqueous electrolyte gel having high strength, improvement in characteristics can be expected.

ここで、電気化学デバイスは非水電解質二次電池であってもよい。 Here, the electrochemical device may be a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本観点による非水電解質二次電池は、高い特性、例えば高い寿命特性を有する。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to this aspect has high characteristics, for example, high life characteristics.

以上説明したように本発明によれば、非水電解質ゲルの強度を高めることが可能となる。 As described above, according to the present invention, it is possible to increase the strength of the non-aqueous electrolyte gel.

本発明の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery which concerns on embodiment of this invention. マトリクス用高分子中に占める高分子(A)の質量比と非水電解質ゲルの圧縮強度との相関を示すグラフである。It is a graph which shows the correlation between the mass ratio of the polymer (A) in the polymer for matrix, and the compression strength of a non-aqueous electrolyte gel.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and the drawings, components having substantially the same functional configuration are designated by the same reference numerals, so that duplicate description will be omitted.

<1.非水電解質二次電池の構成>
まず、図1を参照して、本発明の実施形態に係る非水電解質二次電池1の構成について説明する。図1は、非水電解質二次電池1の平断面図と、巻回素子(扁平状巻回素子)100の領域Aを拡大した拡大図とを示す。非水電解質二次電池1は、巻回素子100と、電解液と、外装材40とを備える。巻回素子100は、2枚のセパレータ(separator)10、正極20、及び負極30を有する。2枚のセパレータ10、正極20、及び負極30は、セパレータ10、負極30、セパレータ10、正極20の順に積層されている。もちろん、各構成要素の積層順序はこの限りではない。また、セパレータ10、正極20、及び負極30は、扁平状かつ渦巻状に巻回されている。したがって、セパレータ10は、正極20と負極30との間に介在している。また、詳細は後述するが、セパレータ10は、基材層10aと、接着層10bとを備える。また、正極20の最内周部分には正極タブ50が設けられており、負極30の最内周部分には負極タブ60が設けられている。このように、非水電解質二次電池1は巻回型の非水電解質二次電池となっている。もちろん、非水電解質二次電池1は巻回型に限定されず、あらゆる形状の(例えば積層型の)二次電池であってもよい。
<1. Configuration of non-aqueous electrolyte secondary battery>
First, the configuration of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1. FIG. 1 shows a plan sectional view of the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 and an enlarged view of a region A of the winding element (flat winding element) 100. The non-aqueous electrolyte secondary battery 1 includes a winding element 100, an electrolytic solution, and an exterior material 40. The winding element 100 has two separators 10, a positive electrode 20, and a negative electrode 30. The two separators 10, the positive electrode 20, and the negative electrode 30 are laminated in the order of the separator 10, the negative electrode 30, the separator 10, and the positive electrode 20. Of course, the stacking order of each component is not limited to this. Further, the separator 10, the positive electrode 20, and the negative electrode 30 are wound in a flat and spiral shape. Therefore, the separator 10 is interposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 30. Further, as will be described in detail later, the separator 10 includes a base material layer 10a and an adhesive layer 10b. Further, a positive electrode tab 50 is provided on the innermost peripheral portion of the positive electrode 20, and a negative electrode tab 60 is provided on the innermost peripheral portion of the negative electrode 30. As described above, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is a winding type non-aqueous electrolyte secondary battery. Of course, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is not limited to the winding type, and may be a secondary battery of any shape (for example, a laminated type).

(1-1.セパレータの構成)
つぎに、巻回素子100の各構成要素について詳細に説明する。まず、セパレータ10について説明する。セパレータ10は、正極20と負極30との間に介在される。また、セパレータ10は、扁平状かつ渦巻状に巻回されている。
(1-1. Configuration of separator)
Next, each component of the winding element 100 will be described in detail. First, the separator 10 will be described. The separator 10 is interposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 30. Further, the separator 10 is wound in a flat and spiral shape.

セパレータ10は、基材層10aと、接着層10bとを備える。基材層10aは、いわゆる帯状の多孔質膜である。基材層10aは、特に制限されず、例えばリチウムイオン二次電池のセパレータとして使用されるものであれば、どのようなものであってもよい。基材層10aとしては、優れた高率放電性能を示す多孔質膜や不織布等を、単独あるいは併用することが好ましい。基材層10aを構成する樹脂としては、例えばポリエチレン(polyethylene),ポリプロピレン(polypropylene)等に代表されるポリオレフィン(polyolefin)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(Polyethylene terephthalate),ポリブチレンテレフタレート(polybutylene terephthalate)等に代表されるポリエステル(Polyester)系樹脂、PVDF、フッ化ビニリデン(VDF)-ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、フッ化ビニリデン-パーフルオロビニルエーテル(par fluorovinyl ether)共重合体、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン-トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン-フルオロエチレン(fluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロアセトン(hexafluoroacetone)共重合体、フッ化ビニリデン-エチレン(ethylene)共重合体、フッ化ビニリデン-プロピレン(propylene)共重合体、フッ化ビニリデン-トリフルオロプロピレン(trifluoro propylene)共重合体、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)-ヘキサフルオロプロピレン(hexafluoropropylene)共重合体、フッ化ビニリデン-エチレン(ethylene)-テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体等を挙げることができる。 The separator 10 includes a base material layer 10a and an adhesive layer 10b. The base material layer 10a is a so-called strip-shaped porous film. The base material layer 10a is not particularly limited, and may be any material as long as it is used as a separator for, for example, a lithium ion secondary battery. As the base material layer 10a, it is preferable to use a porous film, a non-woven fabric, or the like exhibiting excellent high-rate discharge performance alone or in combination. Examples of the resin constituting the base material layer 10a include a polyolefin-based resin typified by polyethylene, polymer, etc., a polyethylene terephthalate, a polybutylene terephthalate, and the like. Polyester resin, PVDF, vinylidene fluoride (VDF) -hexafluoropropylene (HFP) copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoropolymer. Ethylene (tellafluoroethylene) polymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene (fluoroethylene) polymer, vinylidene fluoride-hexafluoroacetonee copolymer, fluoride. Vinylidene-ethylene polymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexa. Fluoropropylene (hexafluoropropylene) polymer, vinylidene fluoride-ethylene (ethylene) -tetrafluoroethylene (tellafluoroethylene) copolymer and the like can be mentioned.

接着層10bは、セパレータ10と正極20、負極30とを接着するものである。接着層10bは、非水電解質ゲルで構成される。非水電解質ゲルは、マトリクス用高分子が電解液によってゲル化したものである。言い換えれば、マトリクス用高分子は、非水電解質ゲルのマトリクスを構成する。以下、マトリクス用高分子について詳細に説明する。 The adhesive layer 10b adheres the separator 10, the positive electrode 20, and the negative electrode 30. The adhesive layer 10b is composed of a non-aqueous electrolyte gel. The non-aqueous electrolyte gel is a matrix polymer gelled by an electrolytic solution. In other words, the polymer for the matrix constitutes the matrix of the non-aqueous electrolyte gel. Hereinafter, the polymer for matrix will be described in detail.

マトリクス用高分子は、高分子(A)、高分子(B)を(A)/(B)=55/45以上99/1以下の質量比で少なくとも含む。高分子(A)は、以下の化学式(1)で示される骨格を少なくとも含む第1の骨格と、以下の化学式(2)で示される骨格を少なくとも含む第2の骨格とが、グラフト共重合及びブロック共重合のうち、少なくとも1種以上の態様で共重合した構造を有する。高分子(B)は、第2の骨格を有する。化学式1、2において、l、m、qは1以上の整数である。 The polymer for matrix contains at least the polymer (A) and the polymer (B) in a mass ratio of (A) / (B) = 55/45 or more and 99/1 or less. The polymer (A) has a first skeleton containing at least the skeleton represented by the following chemical formula (1) and a second skeleton containing at least the skeleton represented by the following chemical formula (2). It has a structure in which at least one of the block copolymers is copolymerized. The polymer (B) has a second skeleton. In chemical formulas 1 and 2, l, m, and q are integers of 1 or more.

Figure 0007068025000003
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Figure 0007068025000004
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ポリフッ化ビニリデン(PVDF)及びポリアクリロニトリル(PAN)は、いずれも単独で非水電解質ゲルを形成することができる。しかし、これらの非水電解質ゲルは、十分な強度を有していなかった。そこで、本発明者は、ポリフッ化ビニリデン及びポリアクリロニトリルを混合して非水電解質ゲルの作製を試みた。この結果、ポリフッ化ビニリデン及びポリアクリロニトリルの相溶性が悪く、非水電解質ゲルが2層に分離してしまった。 Polyvinylidene fluoride (PVDF) and polyacrylonitrile (PAN) can both form a non-aqueous electrolyte gel by themselves. However, these non-aqueous electrolyte gels did not have sufficient strength. Therefore, the present inventor tried to prepare a non-aqueous electrolyte gel by mixing polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile. As a result, the compatibility between polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile was poor, and the non-aqueous electrolyte gel was separated into two layers.

そこで、本発明者は、ポリフッ化ビニリデン及びポリアクリロニトリルの相溶性を高める技術について鋭意検討した。この結果、本発明者は、ポリフッ化ビニリデンにアクリロニトリルを共重合させることに想到した。ポリフッ化ビニリデン及びアクリロニトリルの共重合体は、当該共重合体中のアクリロニトリル鎖がポリアクリロニトリルと親和するので、ポリアクリロニトリルとの高い相溶性を有する。本発明者は、この知見をさらに発展させ、本実施形態に係るマトリクス用高分子に想到した。 Therefore, the present inventor has diligently studied a technique for enhancing the compatibility of polyvinylidene fluoride and polyacrylonitrile. As a result, the present inventor has come up with the idea of copolymerizing polyvinylidene fluoride with acrylonitrile. The copolymer of polyvinylidene fluoride and acrylonitrile has high compatibility with polyacrylonitrile because the acrylonitrile chain in the copolymer is compatible with polyacrylonitrile. The present inventor further developed this finding and came up with the matrix polymer according to the present embodiment.

高分子(A)は、上述したように、化学式(1)で示される骨格を少なくとも含む第1の骨格と、化学式(2)で示される骨格を少なくとも含む第2の骨格とが、グラフト共重合及びブロック共重合のうち、少なくとも1種以上の態様で共重合した構造を有する。これにより、高分子(A)中の第2の骨格が高分子(B)と親和するので、高分子(A)及び高分子(B)の相溶性を高めることができる。 As described above, in the polymer (A), a first skeleton containing at least the skeleton represented by the chemical formula (1) and a second skeleton containing at least the skeleton represented by the chemical formula (2) are graft-copolymerized. And block copolymerization, it has a structure copolymerized in at least one or more embodiments. As a result, the second skeleton in the polymer (A) has an affinity with the polymer (B), so that the compatibility between the polymer (A) and the polymer (B) can be enhanced.

第1の骨格は、化学式(1)で示される通り、フッ化ビニリデンユニットとアクリル酸ユニットとを有する。ここで、フッ化ビニリデンユニットとアクリル酸ユニットとのモル比(l/m)は、95/5以上99.8/0.2以下であることが好ましい。モル比が95/5より小さいとフッ化ビニリデンユニットの結晶性が低下してゲル強度が低下する可能性があり、モル比が99.8/0.2より大きいとアクリル酸ユニットが少なすぎて第1の骨格に第2の骨格をグラフト共重合させることができなくなる可能性がある。このように、第1の骨格の主成分はフッ化ビニリデンとなる。したがって、第1の骨格は、フッ化ビニリデンに類似する特性を有する。例えば、第1の骨格は、結晶性が高く、硬いという特性を有する。 The first skeleton has a vinylidene fluoride unit and an acrylic acid unit as represented by the chemical formula (1). Here, the molar ratio (l / m) of the vinylidene fluoride unit and the acrylic acid unit is preferably 95/5 or more and 99.8 / 0.2 or less. If the molar ratio is less than 95/5, the crystallinity of the vinylidene fluoride unit may decrease and the gel strength may decrease, and if the molar ratio is larger than 99.8 / 0.2, the amount of acrylic acid unit is too small. It may not be possible to graft-copolymerize the second skeleton with the first skeleton. As described above, the main component of the first skeleton is vinylidene fluoride. Therefore, the first skeleton has properties similar to vinylidene fluoride. For example, the first skeleton has the characteristics of being highly crystalline and hard.

第2の骨格は、第1の骨格にグラフト共重合していることが好ましい。つまり、第2の骨格は、第1の骨格を構成するアクリル酸ユニットにグラフト共重合することが好ましい。この場合、高分子(A)は、所謂櫛歯状の形状を有することになる。そして、櫛歯の歯を形成する第2の骨格が高分子(B)と親和するので、高分子(A)と高分子(B)との相溶性がより高くなり、非水電解質ゲルの強度がより高くなる。 The second skeleton is preferably graft-copolymerized with the first skeleton. That is, it is preferable that the second skeleton is graft-copolymerized with the acrylic acid unit constituting the first skeleton. In this case, the polymer (A) has a so-called comb-shaped shape. Then, since the second skeleton forming the tooth of the comb tooth is compatible with the polymer (B), the compatibility between the polymer (A) and the polymer (B) becomes higher, and the strength of the non-aqueous electrolyte gel becomes stronger. Will be higher.

さらに、高分子(A)は、第1の骨格と第2の骨格とが(メタ)アクリル酸エステルユニットを介してグラフト共重合した構造を有することが好ましい。本発明者は、第1の骨格及び第2の骨格について検討した。この結果、本発明者は、第2の骨格の末端にアクリル酸ユニットを結合させることで、第2の骨格が第1の骨格に容易にグラフト共重合することを見出した。末端がアクリロニトリルユニットであると、ニトリル基の電子吸引性が影響して最末端のハロゲン基が脱離しにくくなる。この結果、グラフト化反応が阻害されると推察される。ここで、アクリル酸エステルユニットは、第2の骨格を構成するユニットの総モル数に対して0モル%超10モル%以下で第2の骨格に含まれることが好ましい。この場合、第2の骨格が第1の骨格により容易にグラフト共重合することができる。好ましい上限値は5モル%以下であり、好ましい下限値は1モル%以上である。 Further, the polymer (A) preferably has a structure in which the first skeleton and the second skeleton are graft-copolymerized via a (meth) acrylic acid ester unit. The present inventor examined the first skeleton and the second skeleton. As a result, the present inventor has found that the second skeleton can be easily graft-copolymerized with the first skeleton by binding the acrylic acid unit to the end of the second skeleton. When the terminal is an acrylonitrile unit, the electron-withdrawing property of the nitrile group affects and the halogen group at the terminal is difficult to be desorbed. As a result, it is presumed that the grafting reaction is inhibited. Here, it is preferable that the acrylic acid ester unit is contained in the second skeleton in an amount of more than 0 mol% and 10 mol% or less with respect to the total number of moles of the units constituting the second skeleton. In this case, the second skeleton can be easily graft-copolymerized by the first skeleton. The preferred upper limit is 5 mol% or less, and the preferred lower limit is 1 mol% or more.

アクリル酸エステルユニットは、グラフト化反応を阻害しないという観点、およびマトリクスとして使用する際の溶媒親和性(エステルのアルキル鎖が長くなると、電解液溶媒と親和性が落ちてマトリクスとしての性能が落ちる)という観点から選択されることが好ましい。アクリル酸エステルユニットとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、アクリル酸n-ブチル、などの1級(メタ)アクリル酸エステルを使用することができる。 From the viewpoint of not inhibiting the grafting reaction, the acrylic acid ester unit has a solvent affinity when used as a matrix (when the alkyl chain of the ester becomes long, the affinity with the electrolyte solvent decreases and the performance as a matrix deteriorates). It is preferable to select from the viewpoint. As the acrylic acid ester unit, for example, a primary (meth) acrylic acid ester such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n-butyl acrylate, etc. is used. be able to.

ここで、高分子(A)の質量平均分子量は100,000以上、3,000,000以下であることが好ましい。質量平均分子量は、例えばゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)によって測定可能である。 Here, the mass average molecular weight of the polymer (A) is preferably 100,000 or more and 3,000,000 or less. The mass average molecular weight can be measured, for example, by gel permeation chromatography (GPC).

高分子(A)の構造は、例えば以下の方法により特定される。すなわち、高分子(A)の1H-NMRにより、化学式(1)および化学式(2)の骨格に相当するプロトンのケミカルシフトが観察される。つぎに示差熱分析(DSC)を測定し、高分子(A)中の化学式(1)の構造に由来する融点(Tm)と、化学式(2)の構造に由来するガラス転移温度(Tg)が両方観察される。これらの結果、高分子(A)が化学式(1)および化学式(2)の骨格を両方有することが分かる。さらに、高分子(A)のゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)を測定すると、単一物であることを示す単峰性の結果が得られることから、化学式(1)および化学式(2)の骨格をもつ高分子の混合物が存在するのではなく、化学的に結合した高分子(A)が存在することがわかる。また、高分子(A)を溶解する溶媒(例えば、1-メチル-2-ピロリドン)に高分子(A)を溶解したときに、層分離しないことからも化学式(1)と化学式(2)の混合物でないことがわかる(化学式(1)の骨格を持つ高分子と化学式(2)の骨格を持つ高分子は相溶性がないので、可溶性溶媒下にあっても2層に分離する)。 The structure of the polymer (A) is specified by, for example, the following method. That is, 1H-NMR of the polymer (A) observes a chemical shift of protons corresponding to the skeletons of the chemical formulas (1) and (2). Next, differential thermal analysis (DSC) is measured to determine the melting point (Tm) derived from the structure of chemical formula (1) and the glass transition temperature (Tg) derived from the structure of chemical formula (2) in the polymer (A). Both are observed. As a result, it can be seen that the polymer (A) has both the skeletons of the chemical formula (1) and the chemical formula (2). Furthermore, when the gel permeation chromatography (GPC) of the polymer (A) is measured, a monomodal result indicating that the polymer (A) is a single substance is obtained. Therefore, it has the skeletons of the chemical formulas (1) and (2). It can be seen that there is not a mixture of macromolecules, but a chemically bound macromolecule (A). Further, when the polymer (A) is dissolved in a solvent (for example, 1-methyl-2-pyrrolidone) that dissolves the polymer (A), the layers do not separate, so that the chemical formulas (1) and (2) It can be seen that it is not a mixture (the polymer having the skeleton of the chemical formula (1) and the polymer having the skeleton of the chemical formula (2) are incompatible, so that they are separated into two layers even under a soluble solvent).

高分子(B)は、上述したように、第2の骨格を有する。高分子(B)は、概略的にはポリアクリロニトリル(PAN)あるいはポリアクリロニトリルに他のユニットが共重合した高分子である。 The polymer (B) has a second skeleton as described above. The polymer (B) is generally a polyacrylonitrile (PAN) or a polymer obtained by copolymerizing polyacrylonitrile with another unit.

高分子(B)は、酸性官能基含有ユニットを、高分子(B)を構成するユニットの総モル数に対して2モル%以上10モル%以下で含むことが好ましい。この場合、非水電解質ゲルと各電極との接着性が向上する。 The polymer (B) preferably contains an acidic functional group-containing unit in an amount of 2 mol% or more and 10 mol% or less with respect to the total number of moles of the units constituting the polymer (B). In this case, the adhesiveness between the non-aqueous electrolyte gel and each electrode is improved.

ここで、酸性官能基含有ユニットとしては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、及び2-メタクロイロキシエチルアシッドホスフェート等が挙げられる。高分子(B)は、1種または2種以上の酸性官能基含有ユニットを含んでいてもよい。高分子(B)は、酸性官能基含有ユニットとしてアクリル酸を含んでいることが好ましい。 Here, examples of the acidic functional group-containing unit include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, 2-acrylamide-2-methylpropanesulfonic acid, 2-methacryloxyethyl acid phosphate and the like. The polymer (B) may contain one or more acidic functional group-containing units. The polymer (B) preferably contains acrylic acid as an acidic functional group-containing unit.

ここで、高分子(B)の質量平均分子量は100,000以上3,000,000以下であることが好ましい。質量平均分子量は、例えばゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)によって測定可能である。 Here, the mass average molecular weight of the polymer (B) is preferably 100,000 or more and 3,000,000 or less. The mass average molecular weight can be measured, for example, by gel permeation chromatography (GPC).

高分子(B)の構造は、例えば1H-NMRによって特定することができる。 The structure of the polymer (B) can be specified by, for example, 1H-NMR.

化学式(1)、(2)において、炭素原子に結合している水素原子のいずれかは炭化水素基で置換されていても良い。 In the chemical formulas (1) and (2), any of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom may be substituted with a hydrocarbon group.

マトリクス用高分子は、高分子(A)、高分子(B)を(A)/(B)=55/45以上99/1以下の質量比で少なくとも含む。本発明者が高分子(A)、(B)の質量比について鋭意検討したところ、高分子(A)、高分子(B)の質量比が(A)/(B)=55/45以上99/1以下となる場合に、非水電解質ゲルの強度が特異的に大きくなることを見出した。本発明者は、その理由を以下のように考えている。すなわち、高分子(A)を構成する第1の骨格は、第2の骨格及び高分子(B)に比べて硬く、もろいという特性を有する。一方で、第2の骨格及び高分子(B)は、第1の骨格に比べて柔らかく、しなやかであるという特性を有する。そして、非水電解質ゲル中では、高分子(A)の第2の骨格が高分子(B)と複雑に絡み合っている。そして、第1の骨格は、非水電解質ゲル中に分散して配置されている。このような非水電解質ゲルに何らかの外力(例えば電池動作中の電極の膨張収縮によるひずみ)が作用した場合、第1の骨格が第2の骨格または高分子(B)に優先して破壊される。つまり、非水電解質ゲル内に分散した第1の骨格が破壊されることで、非水電解質ゲルの特定の箇所への応力集中が抑制される。この結果、非水電解質ゲルの強度が向上すると考えられる。 The polymer for matrix contains at least the polymer (A) and the polymer (B) in a mass ratio of (A) / (B) = 55/45 or more and 99/1 or less. When the present inventor diligently studied the mass ratios of the polymers (A) and (B), the mass ratios of the polymers (A) and the polymer (B) were (A) / (B) = 55/45 or more 99. It was found that the strength of the non-aqueous electrolyte gel is specifically increased when the value is 1/1 or less. The present inventor considers the reason as follows. That is, the first skeleton constituting the polymer (A) has the characteristics of being harder and more brittle than the second skeleton and the polymer (B). On the other hand, the second skeleton and the polymer (B) have the characteristics of being softer and more supple than the first skeleton. Then, in the non-aqueous electrolyte gel, the second skeleton of the polymer (A) is intricately intertwined with the polymer (B). The first skeleton is dispersed and arranged in the non-aqueous electrolyte gel. When some external force (for example, strain due to expansion and contraction of the electrode during battery operation) acts on such a non-aqueous electrolyte gel, the first skeleton is destroyed in preference to the second skeleton or the polymer (B). .. That is, the first skeleton dispersed in the non-aqueous electrolyte gel is destroyed, so that the stress concentration of the non-aqueous electrolyte gel on a specific portion is suppressed. As a result, it is considered that the strength of the non-aqueous electrolyte gel is improved.

高分子(A)、高分子(B)の好ましい質量比は、(A)/(B)=60/40以上98/2以下であり、更に好ましくは、(A)/(B)=70/30以上95/5以下であり、更に好ましくは、(A)/(B)=75/25以上93/7以下であり、更に好ましくは、(A)/(B)=80/20以上85/15以下である。この場合、非水電解質ゲルの強度がより向上する。 The preferable mass ratio of the polymer (A) and the polymer (B) is (A) / (B) = 60/40 or more and 98/2 or less, and more preferably (A) / (B) = 70 /. It is 30 or more and 95/5 or less, more preferably (A) / (B) = 75/25 or more and 93/7 or less, and further preferably (A) / (B) = 80/20 or more and 85 /. It is 15 or less. In this case, the strength of the non-aqueous electrolyte gel is further improved.

本実施形態に係る非水電解質ゲルは、上述した構造を有するマトリクス用高分子がマトリクスとなっているので、高い強度を有する。このため、電池動作中の電極の膨張収縮による内部のひずみが大きくなっても、電解質ゲルは各電極とセパレータ10とを強固に接着することができる。したがって、高い形状保持性が実現される。 The non-aqueous electrolyte gel according to the present embodiment has high strength because the matrix polymer having the above-mentioned structure is a matrix. Therefore, even if the internal strain due to the expansion and contraction of the electrodes during battery operation becomes large, the electrolyte gel can firmly bond each electrode to the separator 10. Therefore, high shape retention is realized.

接着層10bの厚さは特に制限されないが、例えば、0.5~5μmであってもよい。 The thickness of the adhesive layer 10b is not particularly limited, but may be, for example, 0.5 to 5 μm.

接着層10bは、接着層10bの耐熱性を向上させるために、耐熱粒子をさらに含有してもよい。ここで、本実施形態に適用可能な耐熱粒子は特に制限されない。例えば、耐熱粒子は、有機粒子であっても、無機粒子であっても、これらの混合物であってもよい。ただし、無機粒子は、有機粒子よりも耐熱性に優れていることが多いので、より好ましい。 The adhesive layer 10b may further contain heat-resistant particles in order to improve the heat resistance of the adhesive layer 10b. Here, the heat-resistant particles applicable to this embodiment are not particularly limited. For example, the heat-resistant particles may be organic particles, inorganic particles, or a mixture thereof. However, inorganic particles are more preferable because they often have better heat resistance than organic particles.

有機粒子としては、例えば、架橋ポリスチレン(架橋PS)、架橋ポリメタクリル酸メチル(架橋PMMA)、シリコーン(silicone)樹脂、エポキシ(epoxy)硬化物、ポリエーテルスルホン(polyethersulfone)、ポリアミドイミド(polyamideimide)、ポリイミド(polyimide)、メラミン(melamine)樹脂、ポリフェニレンスルフィド(polyphenylenesulfide)樹脂の微粒子等が挙げられる。有機粒子は、これらのうち1種で構成されていてもよく、2種以上で構成されていてもよい。無機粒子は、例えばセラミック(ceramic)粒子であり、より具体的には、金属酸化物粒子である。金属酸化物粒子としては、例えばアルミナ(alumina)、ベーマイト(boehmite)、チタニア(titania)、ジルコニア(zirconia)、マグネシア(magnesia)、酸化亜鉛、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等の微粒子が挙げられる。 Examples of the organic particles include cross-linked polystyrene (cross-linked PS), cross-linked polymethyl methacrylate (cross-linked PMMA), silicone resin, epoxy cured product, polyether sulfone, and polyamide-imide. Examples thereof include fine particles of polyimide (polyimide), melamine resin, polyphenylene sulfide resin, and the like. The organic particles may be composed of one of these, or may be composed of two or more. The inorganic particles are, for example, ceramic particles, and more specifically, metal oxide particles. Examples of the metal oxide particles include fine particles of alumina, boehmite, titania, zirconia, magnesia, zinc oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide and the like.

正極20、負極30、電解液、及び外装材については、一般的な非水電解質二次電池で使用可能なものを任意に使用することができる。これらについて、概略的に説明すると以下の通りである。 As the positive electrode 20, the negative electrode 30, the electrolytic solution, and the exterior material, those that can be used in a general non-aqueous electrolyte secondary battery can be arbitrarily used. These are summarized below.

(1-2.正極の構成)
正極20は、正極集電体20aと、正極集電体20aの両面に形成された正極活物質層20bと、正極タブ50とを有する。
(1-2. Configuration of positive electrode)
The positive electrode 20 has a positive electrode current collector 20a, a positive electrode active material layer 20b formed on both sides of the positive electrode current collector 20a, and a positive electrode tab 50.

正極集電体20aは、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、及びニッケルメッキ鋼等で構成される。正極集電体20aには、正極タブ50が接続される。なお、正極集電体20aは、いわゆる帯状の集電体である。 The positive electrode current collector 20a is made of, for example, aluminum, stainless steel, nickel-plated steel, or the like. A positive electrode tab 50 is connected to the positive electrode current collector 20a. The positive electrode current collector 20a is a so-called band-shaped current collector.

正極活物質層20bは、少なくとも正極活物質を含み、導電剤及び結着剤をさらに含んでいてもよい。正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能な物質であれば特に限定されず、例えば、コバルト酸リチウム(LCO)、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム(以下、「NCA」と称する場合もある。)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(以下、「NCM」と称する場合もある。)、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、硫化ニッケル、硫化銅、硫黄、酸化鉄、酸化バナジウム等が挙げられる。これらの正極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。 The positive electrode active material layer 20b contains at least the positive electrode active material, and may further contain a conductive agent and a binder. The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a substance capable of reversibly storing and releasing lithium ions, and is, for example, lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt oxide, and nickel cobalt aluminum acid. Lithium (hereinafter, may be referred to as "NCA"), lithium cobalt manganate (hereinafter, may be referred to as "NCM"), lithium manganate, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, sulfur. , Iron oxide, vanadium oxide and the like. These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

正極活物質は、上記に挙げた正極活物質の例のうち、特に、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩であることが好ましい。このような層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩としては、例えば、Li1-x-y-zNiCoAl(NCA)またはLi1-x-y-zNiCoMn(NCM)(0<x<1、0<y<1、0<z<1、かつx+y+z<1)で表される3元系の遷移金属酸化物のリチウム塩が挙げられる。 Among the examples of the positive electrode active material mentioned above, the positive electrode active material is particularly preferably a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt type structure. Examples of the lithium salt of the transition metal oxide having such a layered rock salt type structure include Li 1-x-y-z Ni x Coy Al z O 2 (NCA) or Li 1-x-y-z Ni. The lithium salt of the ternary transition metal oxide represented by x Coy Mn z O 2 (NCM) (0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, and x + y + z <1) Can be mentioned.

導電剤は、例えばケッチェンブラック(Ketjenblack)、アセチレンブラック(acetylene black)等のカーボンブラック、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ等の繊維状カーボン、天然黒鉛、人造黒鉛等であるが、正極の導電性を高めるためのものであれば特に制限されない。 Examples of the conductive agent include carbon black such as Ketjenblack and acetylene black, carbon fiber, fibrous carbon such as carbon nanotubes, natural graphite, artificial graphite and the like, which enhance the conductivity of the positive electrode. There are no particular restrictions as long as it is for the purpose.

結着剤は、正極活物質同士を結合すると共に、正極活物質と正極集電体20aとを結合する。結着剤の種類は特に限定されず、従来のリチウムイオン二次電池の正極活物質層に使用された結着剤であればどのようなものであっても使用できる。例えばポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride)、フッ化ビニリデン(VDF)-ヘキサフルオロプロピレン(HFP)共重合体、フッ化ビニリデン-パーフルオロビニルエーテル(par fluorovinyl ether)共重合体、フッ化ビニリデン-テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン-トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)共重合体、エチレンプロピレンジエン(ethylene-propylene-diene)三元共重合体、スチレンブタジエンゴム(Styrene-butadiene rubber)、アクリロニトリルブタジエンゴム(acrylonitrile-butadiene rubber)、フッ素ゴム(fluororubber)、ポリ酢酸ビニル(polyvinyl acetate)、ポリメチルメタクリレート(polymethylmethacrylate)、ポリエチレン(polyethylene)、ニトロセルロース(cellulose nitrate)等であるが、正極活物質及び導電剤を正極集電体20a上に結着させることができるものであれば、特に制限されない。また、正極活物質層20bには、公知の添加剤等をさらに添加してもよい。 The binder binds the positive electrode active materials to each other and also binds the positive electrode active material and the positive electrode current collector 20a. The type of the binder is not particularly limited, and any binder used for the positive electrode active material layer of the conventional lithium ion secondary battery can be used. For example, polyvinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride), vinylidene fluoride (VDF) -hexafluoropropylene (HFP) copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinyl ether copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene ( tetrafluoroetherylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, ethylenepropylenediene (ethylene-polyethylene-diene) ternary copolymer, styrene butadiene rubber (Stylene-butadiene rubber) rubber. polymer-butadiene rubber, fluororubber, polyvinylidene acetate, polymethylmethacrylate, polyethylene (polyethylene), polyethylene (polyethylene), nitrocellulose (cellulose), etc. The present invention is not particularly limited as long as it can be bound onto the positive electrode current collector 20a. Further, a known additive or the like may be further added to the positive electrode active material layer 20b.

(1-3.負極の構成)
負極30は、負極集電体30aと、負極集電体30aの両面に形成された負極活物質層30bと、負極タブ60とを含む。負極30は、いわゆる水系負極であってもよい。
(1-3. Configuration of negative electrode)
The negative electrode 30 includes a negative electrode current collector 30a, a negative electrode active material layer 30b formed on both sides of the negative electrode current collector 30a, and a negative electrode tab 60. The negative electrode 30 may be a so-called water-based negative electrode.

負極集電体30aは、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)等で構成される。負極集電体30aには、負極タブ60が接続される。なお、負極集電体30aは、いわゆる帯状の集電体である。 The negative electrode current collector 30a is made of, for example, copper (Cu), nickel (Ni), or the like. A negative electrode tab 60 is connected to the negative electrode current collector 30a. The negative electrode current collector 30a is a so-called band-shaped current collector.

負極活物質層30bは、負極活物質を少なくとも含み、増粘剤及び結着剤をさらに含んでもよい。負極活物質層30bを構成する負極活物質としては、リチウムとの合金化、又は、リチウム(Li)の可逆的な吸蔵及び放出が可能な物質であれば特に限定されない。負極活物質としては、例えば、リチウム、インジウム(In)、スズ(Sn)、アルミ(Al)、ケイ素(Si)等の金属及びこれらの合金や酸化物、Li4/3Ti5/3、SnO等の遷移金属酸化物や、人造黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛と天然黒鉛との混合物、人造黒鉛を被覆した天然黒鉛、難黒鉛化性炭素、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素、熱分解気相成長炭素、コークス(coke)、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、フルフリルアルコール(furfuryl alcohol)樹脂焼成炭素、ポリアセン(polyacene)、ピッチ(pitch)系炭素繊維等の炭素材料などが挙げられる。これらの負極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。中でも、黒鉛系材料を主材料として用いるのが好ましい。 The negative electrode active material layer 30b contains at least the negative electrode active material, and may further contain a thickener and a binder. The negative electrode active material constituting the negative electrode active material layer 30b is not particularly limited as long as it is a substance capable of alloying with lithium or reversible occlusion and release of lithium (Li). Examples of the negative electrode active material include metals such as lithium, indium (In), tin (Sn), aluminum (Al), and silicon (Si), alloys and oxides thereof, and Li 4/3 Ti 5/3 O 4 . , SnO and other transition metal oxides, artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, natural graphite coated with artificial graphite, non-graphitizable carbon, graphite carbon fiber, resin calcined carbon, thermally decomposed gas Examples thereof include carbon materials such as phase-growth carbon, coke, mesocarbon microbeads (MCMB), furfuryl alcohol resin calcined carbon, graphite, and graphite-based carbon fibers. These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more. Above all, it is preferable to use a graphite-based material as the main material.

増粘剤は、負極合剤スラリーを塗工に適した粘度に調整するとともに、負極活物質層30b内で結着剤として機能するものである。増粘剤としては水溶性高分子が好適に用いられ、例えばセルロース系高分子、ポリアクリル酸(Polyacrylic acid)系高分子、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)、ポリエチレンオキシド(polyethylene oxide)等が挙げられる。セルロース系高分子としては、例えばカルボキシメチルセルロース(CMC)の金属塩またはアンモニウム塩、メチルセルロース(methylcellulose)、エチルセルロース(ethyl cellulose)、ヒドロキシアルキルセルロース(hydroxy alkyl cellulose)などのセルロース(Cellulose)誘導体等が挙げられる。他の例としては、ポリビニルピロリドン(PVP)、スターチ(starch)、リン酸スターチ、カゼイン(casein)、各種変性デンプン(starch)、キチン(chitin)、キトサン(chitosan)誘導体などが挙げられる。これらの増粘剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。中でも、セルロース系ポリマーが好ましく、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩が特に好ましい。 The thickener adjusts the viscosity of the negative electrode mixture slurry to a viscosity suitable for coating, and functions as a binder in the negative electrode active material layer 30b. As the thickener, a water-soluble polymer is preferably used, and examples thereof include a cellulose-based polymer, a polyacrylic acid-based polymer, polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, and the like. Examples of the cellulosic polymer include a metal salt or an ammonium salt of carboxymethyl cellulose (CMC), a cellulose derivative such as methyl cellulose, ethyl cellulose, and hydroxyalkyl cellulose. .. Other examples include polyvinylpyrrolidone (PVP), starch, phosphate starch, casein, various modified starches, chitin, chitosan derivatives and the like. These thickeners can be used alone or in combination of two or more. Of these, cellulosic polymers are preferred, and alkali metal salts of carboxymethyl cellulose are particularly preferred.

結着剤は、負極活物質同士を結着するものである。結着剤は、負極の結着剤として使用可能なものであれば特に制限されない。本実施形態に使用可能な結着剤としては、例えば、エラストマー系高分子の微粒子が挙げられる。エラストマー系高分子としては、SBR(スチレンブタジエンゴム)、BR(ブタジエンゴム)、NBR(ニトリルブタジエンゴム)、NR(天然ゴム)、IR(イソプレンゴム)、EPDM(エチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体)、CR(クロロプレンゴム)、CSM(クロロスルホン化ポリエチレン)、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルの共重合体、および、これらの部分水素化物、あるいは完全水素化物、アクリル酸エステル系共重合体等が挙げられる。これらは結着性向上のため、カルボン酸やスルホン酸、リン酸、水酸基等の極性官能基をもつ単量体により変性されていてもよい。 The binder binds the negative electrode active materials to each other. The binder is not particularly limited as long as it can be used as a binder for the negative electrode. Examples of the binder that can be used in this embodiment include fine particles of an elastomer-based polymer. Examples of the elastomer polymer include SBR (styrene butadiene rubber), BR (butadiene rubber), NBR (nitrile butadiene rubber), NR (natural rubber), IR (isoprene rubber), and EPDM (ethylene-propylene-diene ternary copolymer). Combined), CR (chloroprene rubber), CSM (chlorosulfonated polyethylene), acrylic acid ester, methacrylic acid ester copolymer, and partially hydrides, complete hydrides, acrylic acid ester-based copolymers, etc. Can be mentioned. These may be modified with a monomer having a polar functional group such as a carboxylic acid, a sulfonic acid, a phosphoric acid, or a hydroxyl group in order to improve the binding property.

増粘剤及び結着剤の負極活物質層30b内の含有比は特に制限されず、従来の負極活物質層に適用可能な含有比であればよい。また、負極活物質層30bには、公知の添加剤等をさらに添加してもよい。 The content ratio of the thickener and the binder in the negative electrode active material layer 30b is not particularly limited, and may be any content ratio applicable to the conventional negative electrode active material layer. Further, a known additive or the like may be further added to the negative electrode active material layer 30b.

(1-4.電解液) (1-4. Electrolyte)

電解液は、電解質を有機溶媒に溶解させた溶液である。上記特性を満たす電解質としては、例えばLiBF、LiPF、LiClO、LiCFSO,LiN(CFSO,LiN(CSO,LiN(CFSO)(CSO),LiC(CFSO,LiC(CSO,(CHNBF,(CHNBr,(CNClO,(CNI,(CNBr,(n-CNClO,(n-CNI,(CN-maleate,(CN-benzoate,(CN-phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム(stearyl sulfonic acid lithium)、オクチルスルホン酸リチウム(octyl sulfonic acid)、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム(dodecyl benzene sulphonic acid)等の有機イオン塩等が挙げられる。また、有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)/プロピオン酸エチル(ethyl propionate)、プロピレンカーボネート(propylene carbonate)、エチレンカーボネート(ethylene carbonate)、ブチレンカーボネート(ethylene carbonate)、クロロエチレンカーボネート(chloroethylene carbonate)、ビニレンカーボネート(vinylene carbonate)等の環状炭酸エステル(ester)類;γ-ブチロラクトン(butyrolactone)、γ-バレロラクトン(valerolactone)等の環状エステル類;ジメチルカーボネート(dimethyl carbonate)、ジエチルカーボネート(diethyl carbonate)、エチルメチルカーボネート(ethyl methyl carbonate)等の鎖状カーボネート類;ギ酸メチル(methyl formate)、酢酸メチル(methyl acetate)、酪酸メチル(butyric acid methyl)、酢酸エチル(ethyl acetate)、酢酸プロピル(propyl acetate)、プロピオン酸エチル(ethyl propionate)、プロピオン酸プロピル(propyl propionate)、等の鎖状エステル類;テトラヒドロフラン(Tetrahydrofuran)またはその誘導体;1,3-ジオキサン(dioxane)、1,4-ジオキサン(dioxane)、1,2-ジメトキシエタン(dimethoxyethane)、1,4-ジブトキシエタン(dibutoxyethane)、メチルジグライム(methyl diglyme)等のエーテル(ether)類;アセトニトリル(acetonitrile)、ベンゾニトリル(benzonitrile)等のニトリル(nitrile)類;ジオキソラン(Dioxolane)またはその誘導体;エチレンスルフィド(ethylene sulfide)、スルホラン(sulfolane)、スルトン(sultone)またはその誘導体等の単独またはそれら2種以上の混合物等が挙げられる。 The electrolytic solution is a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent. Examples of the electrolyte satisfying the above characteristics include LiBF 4 , LiPF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ). (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (n-C 4 H 9 ) 4 NClO 4 , (n-C 4 H 9 ) 4 NI, (C 2 H 5 ) ) 4 N-malate, (C 2 H 5 ) 4 N-benzoate, (C 2 H 5 ) 4 N-phtalate, stearyl sulphonic acid lithium, octyl sulphonic acid Examples thereof include organic ion salts such as lithium benzenesulfonate (dodecyl benzene sulphonic acid). Examples of the organic solvent include ethylene carbonate (EC) / ethyl propionate (ethyl propionate), propylene carbonate (polylene carbonate), ethylene carbonate (ethylene carbononate), butylene carbonate (ethylene carbononate), and chloroethylene carbonate (chloroethylene carbonate). ), Cyclic carbonate esters such as vinylene carbonate; cyclic esters such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone; dimethyl carbonate, diethyl carbonate. ), Chain carbonates such as ethyl methyl carbonate; methyl format, methyl acetate, butyl acid methyl, ethyl acetate, propyl acetate. Chain esters such as acetyl, ethyl propionate, propyl propionate, etc .; tetrahydrofuran (Tetrahydrofuran) or derivatives thereof; 1,3-dioxane, 1,4-dioxane. ), 1,2-Dimethoxyethane, 1,4-dibutoxyethane, ethers such as methyldilyme; acetonitrile, benzonitrile, etc. Examples thereof include nitriles; dioxolane or a derivative thereof; ethylene sulfide (estylene sulfide), sulfolane, sultone or a derivative thereof, or a mixture thereof alone or a mixture thereof.

(1-5.外装材)
外装材40は、非水電解質二次電池の外装材に使用されるものであればどのようなものであってもよいが、柔軟性のある外装材であることが好ましい。このような外装材は、例えばアルミラミネートフィルムであるが、金属製の外装材であってもよい。
(1-5. Exterior material)
The exterior material 40 may be any material as long as it is used for the exterior material of the non-aqueous electrolyte secondary battery, but it is preferably a flexible exterior material. Such an exterior material is, for example, an aluminum laminated film, but may be a metal exterior material.

<3.非水電解質二次電池の製造方法>
つぎに、非水電解質二次電池1の製造方法について説明する。まず、ゲルマトリクス塗工セパレータ、正極20、及び負極30を作製する。
<3. Manufacturing method of non-aqueous electrolyte secondary battery >
Next, a method for manufacturing the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 will be described. First, a gel matrix coating separator, a positive electrode 20, and a negative electrode 30 are manufactured.

(3-1.ゲルマトリクス塗工セパレータの製造方法)
高分子(A)、(B)を上述した質量比で溶媒(例えばN-メチルピロリドン(NMP))に溶解させることで接着層スラリーを作成する。ついで、この接着層スラリーを基材層10aの両面のうち、少なくとも一方の表面に塗工することで塗工層を形成する。ついで、この塗工層が乾燥する前に、塗工層及び基材層10aを水浴に浸漬する。これにより、基材層10aの表面にマトリクス用高分子が析出する。つまり、基材層10aの表面にマトリクス層が形成される。ついで、マトリクス層が形成された基材層10aを水洗、乾燥させる。以上の工程により、ゲルマトリクス塗工セパレータを作製する。
(3-1. Manufacturing method of gel matrix coated separator)
An adhesive layer slurry is prepared by dissolving the polymers (A) and (B) in a solvent (for example, N-methylpyrrolidone (NMP)) at the above-mentioned mass ratio. Then, the adhesive layer slurry is applied to at least one surface of both surfaces of the base material layer 10a to form a coating layer. Then, before the coating layer dries, the coating layer and the base material layer 10a are immersed in a water bath. As a result, the matrix polymer is deposited on the surface of the base material layer 10a. That is, a matrix layer is formed on the surface of the base material layer 10a. Then, the base material layer 10a on which the matrix layer is formed is washed with water and dried. By the above steps, a gel matrix coating separator is produced.

(3-2.正極の製造方法)
正極活物質層20bの材料を溶媒に分散させることで正極合剤スラリーを形成し、この正極合剤スラリーを正極集電体20a上に塗工する。これにより、塗工層が形成される。ついで、塗工層を乾燥する。ついで、乾燥した塗工層を正極集電体20aとともに圧延する。ついで、正極タブ50を正極集電体20aの端部に溶接等により固定する。これにより、正極20を作製する。
(3-2. Manufacturing method of positive electrode)
The material of the positive electrode active material layer 20b is dispersed in a solvent to form a positive electrode mixture slurry, and the positive electrode mixture slurry is applied onto the positive electrode current collector 20a. As a result, a coating layer is formed. Then, the coating layer is dried. Then, the dried coating layer is rolled together with the positive electrode current collector 20a. Then, the positive electrode tab 50 is fixed to the end of the positive electrode current collector 20a by welding or the like. As a result, the positive electrode 20 is manufactured.

(3-3.負極の製造方法)
負極活物質層30bの材料を溶媒に分散させることで負極合剤スラリーを形成し、この負極合剤スラリーを負極集電体30a上に塗工する。これにより、塗工層を形成する。ついで、塗工層を乾燥する。ついで、乾燥した塗工層を負極集電体30aとともに圧延する。ついで、負極タブ60を負極集電体30aの端部に溶接等により固定する。これにより、負極30を作製する。
(3-3. Manufacturing method of negative electrode)
A negative electrode mixture slurry is formed by dispersing the material of the negative electrode active material layer 30b in a solvent, and this negative electrode mixture slurry is applied onto the negative electrode current collector 30a. This forms a coating layer. Then, the coating layer is dried. Then, the dried coating layer is rolled together with the negative electrode current collector 30a. Then, the negative electrode tab 60 is fixed to the end of the negative electrode current collector 30a by welding or the like. As a result, the negative electrode 30 is manufactured.

(3-4.巻回素子の製造方法)
ついで、ゲルマトリクス塗工セパレータ、負極30、ゲルマトリクス塗工セパレータ、及び正極20をこの順で積層することで、電極積層体を作製する。ついで、電極積層体を扁平状に巻回する。これにより、電極積層体のある部分の表面(すなわち、正極20)に電極積層体100aの他の部分の裏面(すなわちセパレータ10)が接触する。これにより、圧縮前巻回素子を作製する。ついで、圧縮前巻回素子を押しつぶすことで、扁平状巻回素子を作製する。ここで、圧縮前巻回素子を押しつぶす際の加圧方向は、例えば図1に示す矢印B方向となる。
(3-4. Manufacturing method of winding element)
Then, the gel matrix coating separator, the negative electrode 30, the gel matrix coating separator, and the positive electrode 20 are laminated in this order to produce an electrode laminate. Then, the electrode laminate is wound flat. As a result, the back surface of the portion of the electrode laminate (that is, the positive electrode 20) is brought into contact with the back surface of the other portion of the electrode laminate 100a (that is, the separator 10). As a result, a compression prewinding element is manufactured. Then, the flat winding element is manufactured by crushing the compression prewinding element. Here, the pressurizing direction when crushing the compression prewinding element is, for example, the arrow B direction shown in FIG.

<6.巻回型二次電池の製造方法>
つぎに、扁平状巻回素子及び電解液を外装材に封入することで、圧着前二次電池を作製する。ここで、正極タブ50及び負極タブ60は、外装材の外部に引き出される。ついで、圧着前二次電池を加熱しながら加圧することで、扁平状巻回素子を一体化させる。加圧方向は、例えば図1に示す矢印B方向となる。以上の工程により、非水電解質二次電池1を作製する。
<6. Manufacturing method of winding type secondary battery >
Next, a flat winding element and an electrolytic solution are enclosed in an exterior material to produce a secondary battery before crimping. Here, the positive electrode tab 50 and the negative electrode tab 60 are pulled out to the outside of the exterior material. Then, by pressurizing the secondary battery before crimping while heating, the flat winding element is integrated. The pressurizing direction is, for example, the arrow B direction shown in FIG. By the above steps, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is manufactured.

このように、本実施形態では、扁平状巻回素子を加熱しながら加圧することで、扁平状巻回素子を一体化する。この工程によって、マトリクス層中のマトリクス用高分子は、電解液を吸収して膨潤する。その後、マトリクス用高分子は、電解液に完全に溶解する(すなわち、ゾル化する)。加熱温度は、マトリクス用高分子が電解液に完全に溶解するように調整されれば良い。一例として、加熱温度は、80~120℃程度とされてもよい。その後、ゾル化したマトリクス用高分子は、冷却によって微結晶化し、非水電解質ゲルが形成される。冷却時の温度は非水電解質ゲルが生成する程度に調整されれば良いが、例えば室温(25℃程度)であってもよい。これにより、接着層10bが形成される。この接着層10bは、各電極に強固に接着する。 As described above, in the present embodiment, the flat winding element is integrated by pressurizing the flat winding element while heating it. By this step, the matrix polymer in the matrix layer absorbs the electrolytic solution and swells. The matrix polymer is then completely dissolved (ie, solified) in the electrolyte. The heating temperature may be adjusted so that the matrix polymer is completely dissolved in the electrolytic solution. As an example, the heating temperature may be about 80 to 120 ° C. After that, the solized polymer for matrix is microcrystallized by cooling to form a non-aqueous electrolyte gel. The cooling temperature may be adjusted to such an extent that a non-aqueous electrolyte gel is formed, but may be, for example, room temperature (about 25 ° C.). As a result, the adhesive layer 10b is formed. The adhesive layer 10b firmly adheres to each electrode.

<1.実施例1>
つぎに、本発明の実施例について説明する。実施例1では、以下の試験を行った。
<1. Example 1>
Next, examples of the present invention will be described. In Example 1, the following tests were performed.

(1-1.高分子Aの合成)
2Lの反応容器に純水1kgおよびカルボキシメチルセルロース(carboxymethylcellulose)0.35gを入れ、窒素置換を行った。次に、0.5gのアクリル酸と500gのフッ化ビニリデン(VDF)単量体を当該反応容器に加えた後、過ピバリン酸t-アミルの75質量%イソドデカン溶液1.7gを当該反応容器に導入した。そして、系内を50℃に昇温した。ついで、アクリル酸の2質量%水溶液を連続して反応容器内に供給しながら、系内圧力を一定に保った状態で、12時間撹拌を継続した。加熱を止めて、反応容器内の圧力が大気圧に達するまで放圧した。その後、反応生成物を水洗、乾燥した。以上の工程により、アクリル酸変性PVDF重合体(高分子(a1))(第1の骨格を有する重合体)を得た。アクリル酸変性PVDF重合体(高分子(a1))の特性は以下のとおりである。なお、質量平均分子量はGPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)により測定した。
組成:VDF:アクリル酸=98.8:1.2(モル比)
質量平均分子量:1,000,000
融点:165℃
(1-1. Synthesis of polymer A)
1 kg of pure water and 0.35 g of carboxymethyl cellulose (carboxymethyl cellulose) were placed in a 2 L reaction vessel, and nitrogen substitution was performed. Next, 0.5 g of acrylic acid and 500 g of vinylidene fluoride (VDF) monomer were added to the reaction vessel, and then 1.7 g of a 75% by mass isododecane solution of t-amyl hyperpivalate was added to the reaction vessel. Introduced. Then, the temperature inside the system was raised to 50 ° C. Then, while continuously supplying a 2% by mass aqueous solution of acrylic acid into the reaction vessel, stirring was continued for 12 hours while keeping the internal pressure constant. The heating was stopped and the pressure was released until the pressure in the reaction vessel reached atmospheric pressure. Then, the reaction product was washed with water and dried. Through the above steps, an acrylic acid-modified PVDF polymer (polymer (a1)) (polymer having a first skeleton) was obtained. The characteristics of the acrylic acid-modified PVDF polymer (polymer (a1)) are as follows. The mass average molecular weight was measured by GPC (gel permeation chromatography).
Composition: VDF: Acrylic acid = 98.8: 1.2 (molar ratio)
Mass average molecular weight: 1,000,000
Melting point: 165 ° C

また、アクリロニトリル142.5gをテトラブチルアンモニウムヨージド5.4gおよび2-ヨード-2-メチルプロパンニトリル2.8g存在下で窒素雰囲気中で24時間110℃を維持した。これにより、アクリロニトリルをバルク重合させた。その後、アクリル酸n-ブチル7.5gを加え、さらに12時間110℃をさせた。これにより、化学式(2)で示され、ヨウ素末端の隣接にアクリル酸n-ブチルをもつ高分子(b)を合成した。GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)による質量平均分子量は1万であった。アクリロニトリル:アクリル酸n-ブチルのモル比=98:2であった。 Further, 142.5 g of acrylonitrile was maintained at 110 ° C. for 24 hours in a nitrogen atmosphere in the presence of 5.4 g of tetrabutylammonium iodide and 2.8 g of 2-iodo-2-methylpropanenitrile. As a result, acrylonitrile was bulk polymerized. Then, 7.5 g of n-butyl acrylate was added, and the temperature was further increased to 110 ° C. for 12 hours. As a result, a polymer (b) represented by the chemical formula (2) and having n-butyl acrylate adjacent to the iodine terminal was synthesized. The mass average molecular weight by GPC (gel permeation chromatography) was 10,000. The molar ratio of acrylonitrile: n-butyl acrylate = 98: 2.

ついで、高分子(a1)89gと高分子(b)11gをN-メチル-2-ピロリドン1400g中に溶解させた。ついで、溶解液を窒素雰囲気下で60℃に昇温した後、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-7-ウンデセン3.3gを添加して12時間保持した。これにより、高分子(a1)のカルボン酸と、高分子(b)の末端ヨウ素を反応させた。すなわち、グラフト化させた。その後多量のメタノールで生成物を沈殿させてろ別、乾燥することで高分子(A1)を得た。 Then, 89 g of the polymer (a1) and 11 g of the polymer (b) were dissolved in 1400 g of N-methyl-2-pyrrolidone. Then, the solution was heated to 60 ° C. under a nitrogen atmosphere, and then 3.3 g of 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -7-undecene was added and kept for 12 hours. As a result, the carboxylic acid of the polymer (a1) was reacted with the terminal iodine of the polymer (b). That is, it was grafted. Then, the product was precipitated with a large amount of methanol, filtered off, and dried to obtain a polymer (A1).

(1-2.高分子Bの合成)
アクリロニトリル28g、及びアクリル酸2g、(アクリロニトリル:アクリル酸のモル比=95:5)をイオン交換水270gへ投入し、窒素雰囲気下で60℃に昇温した。その後、混合液に過硫酸アンモニウム3.17gを加えて沈殿重合させることで、化学式(2)で示されるランダム共重合体を合成した。沈殿物をろ別しメタノールで洗浄後乾燥することで高分子(B1)を得た。GPCによる質量平均分子量は45万(ポリエチレンオキシド換算)であった。
(1-2. Synthesis of polymer B)
28 g of acrylonitrile, 2 g of acrylic acid, and (acrylonitrile: molar ratio of acrylic acid = 95: 5) were added to 270 g of ion-exchanged water, and the temperature was raised to 60 ° C. under a nitrogen atmosphere. Then, 3.17 g of ammonium persulfate was added to the mixed solution and subjected to precipitation polymerization to synthesize a random copolymer represented by the chemical formula (2). The precipitate was filtered off, washed with methanol and dried to obtain a polymer (B1). The mass average molecular weight by GPC was 450,000 (polyethylene oxide equivalent).

(1-3.非水電解質ゲルの調製)
エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネートを3対7(体積比)で混合した溶媒に1MのLiPF6を溶解させることで非水電解液を作製した。この非水電解液を30ml PFA容器に19g投入し、そこへ高分子(A1)0.98gおよび(B1)0.02g((A1)/(B1)=98/2質量比)を加えた。この混合液をドライ雰囲気下で100℃に加熱しながら撹拌して高分子を溶解させた。その後、溶解液を室温まで放冷することで非水電解質ゲルを調製した。
(1-3. Preparation of non-aqueous electrolyte gel)
A non-aqueous electrolyte solution was prepared by dissolving 1 M of LiPF6 in a solvent in which ethylene carbonate / ethylmethyl carbonate was mixed at a ratio of 3: 7 (volume ratio). 19 g of this non-aqueous electrolytic solution was put into a 30 ml PFA container, and 0.98 g of the polymer (A1) and 0.02 g of (B1) ((A1) / (B1) = 98/2 mass ratio) were added thereto. The polymer was dissolved by stirring this mixture while heating it to 100 ° C. in a dry atmosphere. Then, the solution was allowed to cool to room temperature to prepare a non-aqueous electrolyte gel.

(1-4.非水電解質ゲル強度の測定)
得られた非水電解質ゲルを、直径4mmの円柱状圧子を用いて1mm/minでゲルを圧縮するときの応力変位曲線を測定した。変位0.5以上2.0mm以下の間の応力曲線を直線近似することで、圧縮強度(圧縮弾性率)を算出した。結果を図2に示す。
(1-4. Measurement of non-aqueous electrolyte gel strength)
The stress-displacement curve of the obtained non-aqueous electrolyte gel when the gel was compressed at 1 mm / min using a columnar indenter having a diameter of 4 mm was measured. The compressive strength (compressive elastic modulus) was calculated by linearly approximating the stress curve between the displacements of 0.5 and more and 2.0 mm or less. The results are shown in FIG.

(1-5.非水電解質二次電池(ゲルポリマー電池)の作製)
(正極の作製)
コバルト酸リチウム、カーボンブラック、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)を固形分の質量比96:2:2でN-メチルピロリドン中に溶解分散させることで正極合剤スラリーを作製した。ついで、正極合剤スラリーを厚さ12μmのアルミ箔集電体の両面に塗工後、乾燥した。乾燥後の塗工層を圧延することで正極活物質層を作製した。集電体及び正極活物質層の総厚は120μmであった。ついで、アルミリード線(正極タブ)を集電体の端部に溶接することで正極を得た。
(1-5. Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery (gel polymer battery))
(Preparation of positive electrode)
A positive electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing lithium cobalt oxide, carbon black, and polyvinylidene fluoride (PVDF) in N-methylpyrrolidone at a solid content mass ratio of 96: 2: 2. Then, the positive electrode mixture slurry was applied to both sides of the aluminum foil current collector having a thickness of 12 μm, and then dried. A positive electrode active material layer was prepared by rolling the coated layer after drying. The total thickness of the current collector and the positive electrode active material layer was 120 μm. Then, an aluminum lead wire (positive electrode tab) was welded to the end of the current collector to obtain a positive electrode.

(負極の作製)
黒鉛、変性SBR微粒子の水分散体、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を固形分の質量比97.5:1.5:1で水溶媒中に溶解分散させることで、負極合剤スラリーを作製した。ついで、この負極合剤スラリーを厚さ10μmの銅箔集電体の両面に塗工後、乾燥した。乾燥後の塗工層を圧延することで負極活物質層を得た。集電体及び負極活物質層の総厚は120μmであった。その後、ニッケルリード線(負極タブ)を集電体の端部に溶接することで帯状負極を得た。
(Manufacturing of negative electrode)
A negative electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing graphite, an aqueous dispersion of modified SBR fine particles, and a sodium salt of carboxymethyl cellulose in an aqueous solvent at a solid content mass ratio of 97.5: 1.5: 1. Then, this negative electrode mixture slurry was applied to both sides of a copper foil current collector having a thickness of 10 μm, and then dried. A negative electrode active material layer was obtained by rolling the coated layer after drying. The total thickness of the current collector and the negative electrode active material layer was 120 μm. Then, a nickel lead wire (negative electrode tab) was welded to the end of the current collector to obtain a band-shaped negative electrode.

(ゲルマトリクス塗工セパレータの作製)
高分子(A1)4.9g、高分子(B1)0.1g(すなわち、高分子(A1)、(B1)の総質量を5gとし、質量比を(A1)/(B1)=98/2とした)をNMP95g中に溶解させた。この溶液を厚さ9μmの多孔質ポリエチレンセパレータフィルムの両面に塗工した。塗工面が乾燥する前に水浴中に浸漬させることでゲルマトリクスポリマーをセパレータフィルム上に析出させた。その後、ポリマーが析出したフィルムを水洗、乾燥することで、多孔質状のゲルマトリクスポリマーが塗布されたセパレータを作製した。ゲルマトリクスポリマーの塗工量は、両面で2g/mであった。
(Preparation of gel matrix coating separator)
The total mass of the polymer (A1) is 4.9 g and the polymer (B1) is 0.1 g (that is, the total mass of the polymers (A1) and (B1) is 5 g, and the mass ratio is (A1) / (B1) = 98/2. Was dissolved in 95 g of NMP. This solution was applied to both sides of a 9 μm-thick porous polyethylene separator film. The gel matrix polymer was deposited on the separator film by immersing it in a water bath before the coated surface was dried. Then, the film in which the polymer was precipitated was washed with water and dried to prepare a separator coated with the porous gel matrix polymer. The coating amount of the gel matrix polymer was 2 g / m 2 on both sides.

(非水電解質二次電池の作製)
上記セパレータ、負極、セパレータ、正極をこの順に積層することで、電極積層体を作製した。ついで、電極積層体を扁平状の巻き芯に巻きつけた。すなわち、電極積層体を巻回した。ここで、正極タブ及び負極タブ側の端部を巻き始めとした。これにより、圧縮前巻回素子を作製した。圧縮前巻回素子の最外周部分の端部をテープにて固定した後、巻き芯を取り除いた。ついで、2枚の金属プレートの間に圧縮前巻回素子を挟み込むことで、圧縮前巻回素子を押しつぶした。これにより、扁平状巻回素子を得た。
(Manufacturing of non-aqueous electrolyte secondary battery)
An electrode laminate was produced by laminating the separator, the negative electrode, the separator, and the positive electrode in this order. Then, the electrode laminate was wound around a flat core. That is, the electrode laminate was wound. Here, the end portions on the positive electrode tab and the negative electrode tab side were set to start winding. As a result, a compression prewinding element was manufactured. After fixing the end of the outermost peripheral portion of the compression prewinding element with tape, the winding core was removed. Then, the compression pre-winding element was crushed by sandwiching the compression pre-winding element between the two metal plates. As a result, a flat winding element was obtained.

上記扁平状巻回素子及び電解液を、ポリプロピレン/アルミ/ナイロンの3層からなるラミネートフィルム(外装材)に封入した。ここで、2本のリード線はラミネートフィルムの外部に引き出した。また、電解液には、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネートを3対7(体積比)で混合した溶媒に1MのLiPF6を溶解させたものを使用した。 The flat winding element and the electrolytic solution were enclosed in a laminating film (exterior material) composed of three layers of polypropylene / aluminum / nylon. Here, the two lead wires were pulled out to the outside of the laminated film. Further, as the electrolytic solution, one in which 1 M of LiPF6 was dissolved in a solvent obtained by mixing ethylene carbonate / ethylmethyl carbonate at a ratio of 3: 7 (volume ratio) was used.

ついで、圧着前二次電池を、100℃に加熱した厚さ3cmの2枚の金属プレートの間に挟みこみ、0.5MPaの圧力で2分間保持した。この工程により、セパレータフィルム上に塗布されたゲルマトリクスが、封入された電解液に溶解される。その後、25℃の2枚の金属プレートの間に二次電池を挟み直し、0.5MPaの圧力で保持しながら1時間放冷した。この工程により、溶解したゲルマトリクスポリマーが微結晶化を起こして非水電解質ゲルを形成する。このゲル形成により扁平状巻回素子を一体化した。以上の工程により、初期充電前二次電池を作製した。 Then, the pre-crimp secondary battery was sandwiched between two 3 cm thick metal plates heated to 100 ° C. and held at a pressure of 0.5 MPa for 2 minutes. By this step, the gel matrix applied on the separator film is dissolved in the enclosed electrolytic solution. Then, the secondary battery was re-sandwiched between the two metal plates at 25 ° C., and allowed to cool for 1 hour while being held at a pressure of 0.5 MPa. By this step, the dissolved gel matrix polymer undergoes microcrystallization to form a non-aqueous electrolyte gel. By this gel formation, the flat winding element was integrated. Through the above steps, a secondary battery before initial charging was produced.

ついで、初期充電前二次電池を設計容量の1/10CA(1CAは1時間放電率)で4.35Vまで定電流充電行い、引き続き4.35Vで1/20CAになるまで定電圧充電を行った。その後1/2CAで3.0Vまで定電流放電を行った。この工程により、非水電解質二次電池を作製した。また、このときの放電容量を初期放電容量とした。 Then, the secondary battery before the initial charge was charged with a constant current up to 4.35 V at 1/10 CA (1 CA is a 1-hour discharge rate) of the design capacity, and then continuously charged with a constant voltage at 4.35 V until it became 1/20 CA. .. After that, constant current discharge was performed up to 3.0 V at 1 / 2CA. By this step, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced. The discharge capacity at this time was taken as the initial discharge capacity.

(1-6.寿命試験)
この非水電解質二次電池を25℃の温度下で0.5CAで充電、1CAで放電する寿命試験を200サイクル実施した。そして、200サイクル後の放電容量を初期放電容量で除算することで、容量維持率を測定した。実施例1の容量維持率は84%であり、寿命試験後の電池外観は寿命試験開始前の状態と変化はなかった。
(1-6. Life test)
A life test was carried out in which this non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at 0.5 CA at a temperature of 25 ° C. and discharged at 1 CA for 200 cycles. Then, the capacity retention rate was measured by dividing the discharge capacity after 200 cycles by the initial discharge capacity. The capacity retention rate of Example 1 was 84%, and the appearance of the battery after the life test did not change from the state before the start of the life test.

(1-7.サイクル膨れ試験)
作製した非水電解質二次電池の初回放電容量を測定した後の厚みを厚み計で計測して初期厚みとした。その後、25℃下で、4.35Vで1/2CA定電流充電、1/20CA定電圧充電、1/2CA定電流放電をこの順に200サイクル繰り返した。その後、電池の厚みを厚み計で計測し、初期厚みからの変化率(膨れ率)を算出した。膨れ率は8%であった。膨れ率が小さいほど電池の寸法安定性に優れており好ましい。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
(1-7. Cycle swelling test)
The thickness of the prepared non-aqueous electrolyte secondary battery after the initial discharge capacity was measured was measured with a thickness gauge and used as the initial thickness. Then, at 25 ° C., 1 / 2CA constant current charge, 1 / 20CA constant voltage charge, and 1 / 2CA constant current discharge were repeated at 4.35 V for 200 cycles in this order. After that, the thickness of the battery was measured with a thickness gauge, and the rate of change (swelling rate) from the initial thickness was calculated. The swelling rate was 8%. The smaller the swelling rate, the better the dimensional stability of the battery, which is preferable. Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

<2.実施例2>
高分子(A1)と高分子(B1)の混合比率を93/7(質量比)とした外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
<2. Example 2>
The same test as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the polymer (A1) and the polymer (B1) was 93/7 (mass ratio). Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

<3.実施例3>
高分子(A1)と高分子(B1)の混合比率を83/17(質量比)とした以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
<3. Example 3>
The same test as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the polymer (A1) and the polymer (B1) was set to 83/17 (mass ratio). Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

<4.実施例4>
高分子(A1)と高分子(B1)の混合比率を75/25(質量比)とした以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
<4. Example 4>
The same test as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the polymer (A1) and the polymer (B1) was 75/25 (mass ratio). Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

<5.実施例5>
高分子(A1)と高分子(B1)の混合比率を60/40(質量比)とした以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
<5. Example 5>
The same test as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the polymer (A1) and the polymer (B1) was 60/40 (mass ratio). Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

<6.比較例1>
高分子(A1)と高分子(B1)の混合比率を50/50(質量比)とした以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。寿命試験後のセル外観には歪みが見られた。
<6. Comparative Example 1>
The same test as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the polymer (A1) and the polymer (B1) was 50/50 (mass ratio). Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate. Distortion was observed in the appearance of the cell after the life test.

<7.比較例2>
高分子(A1)のみを使用した以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
<7. Comparative Example 2>
The same test as in Example 1 was performed except that only the polymer (A1) was used. Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

<8.比較例3>
高分子(B1)のみを使用した以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。調製した非水電解質ゲルは、架橋の連続性を示す性状ではあるが、固体的性質はほとんどいないため、圧縮変位に対して応力を全く示さなかった。寿命試験後のセル外観には歪みが見られた。
<8. Comparative Example 3>
The same test as in Example 1 was performed except that only the polymer (B1) was used. Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate. The prepared non-aqueous electrolyte gel showed no stress against compressive displacement because it had almost no solid properties, although it had properties showing continuity of cross-linking. Distortion was observed in the appearance of the cell after the life test.

<9.比較例4>
アクリル酸変性PVDF重合体(高分子(a1))を使用した以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
<9. Comparative Example 4>
The same test as in Example 1 was carried out except that an acrylic acid-modified PVDF polymer (polymer (a1)) was used. Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

<10.比較例5>
高分子(a1)と高分子(B1)の混合比率を50/50とした以外は実施例1と同様の試験を行った。圧縮弾性率、容量維持率、膨れ率を表1に示す。
<10. Comparative Example 5>
The same test as in Example 1 was performed except that the mixing ratio of the polymer (a1) and the polymer (B1) was 50/50. Table 1 shows the compressive elastic modulus, the capacitance retention rate, and the swelling rate.

Figure 0007068025000005
Figure 0007068025000005

<11.考察>
実施例1~5、比較例1,2,3における圧縮強度について、横軸を高分子(A1)の含有率(質量%)、縦軸を圧縮強度とするグラフを図2に示す。図2中の直線は高分子(A1)単独および高分子(B1)単独のプロットを直線で結んだものであり、単純に加成性が成り立つ場合は(A1)/(B1)の任意の割合でこの直線近傍にプロットされると予想される。実際の結果では高分子(A1)の含有率(質量%)が55%以上99%以下((A)/(B)=55/45以上99/1以下)のとき、より具体的には(A)/(B)=60/40以上98/2以下のとき(実施例1~5)に、各プロットが直線から逸脱し特異な強度向上作用が認められた。さらに、高分子(A1)の含有率が70%以上95%以下((A)/(B)=70/30以上95/5以下)のとき(実施例2~4)に、強度向上作用がより顕著になった。
<11. Consideration>
Regarding the compressive strengths of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1, 2 and 3, a graph showing the polymer (A1) content (mass%) on the horizontal axis and the compressive strength on the vertical axis is shown in FIG. The straight line in FIG. 2 is a straight line connecting the plots of the polymer (A1) alone and the polymer (B1) alone, and if additivity is simply established, an arbitrary ratio of (A1) / (B1) is established. Is expected to be plotted near this straight line. In the actual results, when the content (mass%) of the polymer (A1) is 55% or more and 99% or less ((A) / (B) = 55/45 or more and 99/1 or less), more specifically ( When A) / (B) = 60/40 or more and 98/2 or less (Examples 1 to 5), each plot deviated from the straight line and a peculiar strength improving effect was observed. Further, when the content of the polymer (A1) is 70% or more and 95% or less ((A) / (B) = 70/30 or more and 95/5 or less), the strength improving action is obtained (Examples 2 to 4). It became more prominent.

一方、50%含有率の圧縮強度(比較例1)は、0%含有率の弾性率(比較例3)とほとんど変わらず、混合の加成性から想定される弾性率に対して特異的に低かった。また、(a1)/(B1)が50/50(質量比)のとき(比較例5)は、比較例1のように特異的に弾性率が低くなることはなかった。これは高分子(a1)が、式(2)で示される構造を持たないために、高分子(B1)との相互作用を起こさないためと考えられる。 On the other hand, the compressive strength with a 50% content (Comparative Example 1) is almost the same as the elastic modulus with a 0% content (Comparative Example 3), and is specifically with respect to the elastic modulus assumed from the additivity of the mixture. It was low. Further, when (a1) / (B1) was 50/50 (mass ratio) (Comparative Example 5), the elastic modulus did not specifically decrease as in Comparative Example 1. It is considered that this is because the polymer (a1) does not have the structure represented by the formula (2) and therefore does not interact with the polymer (B1).

さらに、マトリクス用高分子を使用した非水電解質ゲルを含む非水電解質二次電池の寿命試験結果と、圧縮弾性率およびセル変形との間に相関が認められた。つまり、実施例1~5では、高い圧縮弾性率が実現され、容量維持率に優れ、かつ歪みも認められなかった。一方、比較例1~5では、圧縮弾性率が低く、結果として容量維持率が低くなった。一部の比較例では歪みも見受けられた。 Furthermore, a correlation was found between the life test results of the non-aqueous electrolyte secondary battery containing the non-aqueous electrolyte gel using the polymer for matrix, and the compressive elastic modulus and cell deformation. That is, in Examples 1 to 5, a high compressive elastic modulus was realized, the capacitance retention rate was excellent, and no strain was observed. On the other hand, in Comparative Examples 1 to 5, the compressive elastic modulus was low, and as a result, the capacitance retention rate was low. Distortion was also seen in some comparative examples.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the accompanying drawings, the present invention is not limited to these examples. It is clear that any person having ordinary knowledge in the field of the art to which the present invention belongs can come up with various modifications or modifications within the scope of the technical ideas described in the claims. , These are also naturally understood to belong to the technical scope of the present invention.

例えば、上記実施形態では、非水電解質ゲルを電気化学デバイスの1種である非水電解質二次電池に適用することとしたが、本発明はかかる例に限定されない。本実施形態に係る非水電解質ゲルは、非水電解質ゲルを含むあらゆる電気化学デバイスに適用しても良い。 For example, in the above embodiment, the non-aqueous electrolyte gel is applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery which is one of the electrochemical devices, but the present invention is not limited to such an example. The non-aqueous electrolyte gel according to the present embodiment may be applied to any electrochemical device including the non-aqueous electrolyte gel.

10 セパレータ
10a 基材層
10b 接着層
20 正極
20a 正極集電体
20b 正極活物質層
30 負極
30a 負極集電体
30b 負極活物質層
50 正極タブ
60 負極タブ

10 Separator 10a Base material layer 10b Adhesive layer 20 Positive electrode 20a Positive electrode current collector 20b Positive electrode active material layer 30 Negative electrode 30a Negative electrode current collector 30b Negative electrode active material layer 50 Positive electrode tab 60 Negative electrode tab

Claims (8)

非水電解質ゲルのマトリクスを構成するマトリクス用高分子であって、
前記マトリクス用高分子は、高分子(A)、高分子(B)を(A)/(B)=55/45以上99/1以下の質量比で少なくとも含み、
前記高分子(A)は、以下の化学式(1)を少なくとも含む第1の骨格と、以下の化学式(2)を少なくとも含む第2の骨格とが、グラフト共重合及びブロック共重合のうち、少なくとも1種以上の態様で共重合した構造を有し、
前記高分子(B)は、前記第2の骨格を有することを特徴とする、マトリクス用高分子。
Figure 0007068025000006
Figure 0007068025000007
前記化学式1、2において、l、m、qは1以上の整数である。
A polymer for the matrix that constitutes the matrix of the non-aqueous electrolyte gel.
The polymer for matrix contains the polymer (A) and the polymer (B) at least in a mass ratio of (A) / (B) = 55/45 or more and 99/1 or less.
In the polymer (A), the first skeleton containing at least the following chemical formula (1) and the second skeleton containing at least the following chemical formula (2) are at least one of graft copolymerization and block copolymerization. It has a structure copolymerized in one or more embodiments and has a structure.
The polymer (B) is a polymer for a matrix, characterized by having the second skeleton.
Figure 0007068025000006
Figure 0007068025000007
In the chemical formulas 1 and 2, l, m, and q are integers of 1 or more.
前記高分子(A)は、前記第1の骨格に前記第2の骨格がグラフト共重合した構造を有することを特徴とする、請求項1記載のマトリクス用高分子。 The polymer for a matrix according to claim 1, wherein the polymer (A) has a structure in which the second skeleton is graft-copolymerized with the first skeleton. 前記高分子(A)は、前記第1の骨格と前記第2の骨格とが(メタ)アクリル酸エステルユニットを介してグラフト共重合した構造を有しており、
前記(メタ)アクリル酸エステルユニットは、前記第2の骨格を構成するユニットの総モル数に対して0モル%超10モル%以下で前記第2の骨格に含まれることを特徴とする、請求項2記載のマトリクス用高分子。
The polymer (A) has a structure in which the first skeleton and the second skeleton are graft-copolymerized via a (meth) acrylic acid ester unit.
The (meth) acrylic acid ester unit is contained in the second skeleton in an amount of more than 0 mol% and 10 mol% or less with respect to the total number of moles of the units constituting the second skeleton. Item 2. The polymer for a matrix according to Item 2.
前記高分子(B)は、酸性官能基含有ユニットを、前記高分子(B)を構成するユニットの総モル数に対して2モル%以上10モル%以下で含むことを特徴とする、請求項1~3の何れか1項に記載のマトリクス用高分子。 The polymer (B) is characterized by containing an acidic functional group-containing unit in an amount of 2 mol% or more and 10 mol% or less with respect to the total number of moles of the units constituting the polymer (B). The polymer for a matrix according to any one of 1 to 3. 前記マトリクス用高分子は、前記高分子(A)、高分子(B)を(A)/(B)=70/30以上95/5以下の質量比で少なくとも含むことを特徴とする、請求項1記載のマトリクス用高分子。 The polymer for a matrix is characterized by containing at least the polymer (A) and the polymer (B) in a mass ratio of (A) / (B) = 70/30 or more and 95/5 or less. 1. The polymer for a matrix according to 1. 請求項1~5の何れか1項に記載のマトリクス用高分子を含むことを特徴とする、非水電解質ゲル。 A non-aqueous electrolyte gel comprising the polymer for a matrix according to any one of claims 1 to 5. 請求項6記載の非水電解質ゲルを含むことを特徴とする、電気化学デバイス。 An electrochemical device comprising the non-aqueous electrolyte gel according to claim 6. 前記電気化学デバイスは非水電解質二次電池であることを特徴とする、請求項7記載の電気化学デバイス。
The electrochemical device according to claim 7, wherein the electrochemical device is a non-aqueous electrolyte secondary battery.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024066210A1 (en) * 2022-09-30 2024-04-04 宁德时代新能源科技股份有限公司 Bab type block copolymer and preparation method therefor, binder, positive electrode sheet, secondary battery and electric device

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000058126A (en) 1998-07-31 2000-02-25 Sony Corp Solid electrolyte battery and its manufacture
JP2000149905A (en) 1998-11-10 2000-05-30 Sony Corp Solid electrolyte battery
JP2001210377A (en) 2000-01-18 2001-08-03 Ness Co Ltd Polymer electrolyte composition, its manufacturing method and lithium secondary battery which utilizes it
US20040018428A1 (en) 2002-07-24 2004-01-29 Cochran Steven D. Lithium cell with mixed polymer system
JP2013098123A (en) 2011-11-04 2013-05-20 Jsr Corp Binder composition for electrode, slurry for electrode, electrode, and energy storage device
CN104124415A (en) 2013-04-28 2014-10-29 深圳华粤宝电池有限公司 Composite gel polymer electrolyte as well as preparation method and application thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10308238A (en) * 1997-05-06 1998-11-17 Mitsubishi Rayon Co Ltd High molecular solid electrolyte secondary battery and manufacture thereof
JPH1180296A (en) * 1997-09-11 1999-03-26 Matsushita Electric Ind Co Ltd Gel form polymer electrolyte
KR20000019372A (en) 1998-09-10 2000-04-06 박호군 Solid polymer alloy electrolyte of homogeneous phase, complex electrode using the electrolyte, lithium polymer battery, lithium ion polymer battery and manufacturing method thereof
JP6917125B2 (en) * 2016-06-30 2021-08-11 三星エスディアイ株式会社SAMSUNG SDI Co., LTD. Electrode active material layer for non-aqueous electrolyte secondary battery, electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000058126A (en) 1998-07-31 2000-02-25 Sony Corp Solid electrolyte battery and its manufacture
JP2000149905A (en) 1998-11-10 2000-05-30 Sony Corp Solid electrolyte battery
JP2001210377A (en) 2000-01-18 2001-08-03 Ness Co Ltd Polymer electrolyte composition, its manufacturing method and lithium secondary battery which utilizes it
US20040018428A1 (en) 2002-07-24 2004-01-29 Cochran Steven D. Lithium cell with mixed polymer system
JP2013098123A (en) 2011-11-04 2013-05-20 Jsr Corp Binder composition for electrode, slurry for electrode, electrode, and energy storage device
CN104124415A (en) 2013-04-28 2014-10-29 深圳华粤宝电池有限公司 Composite gel polymer electrolyte as well as preparation method and application thereof

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