JP7127325B2 - Slurry for thermally crosslinked lithium ion battery and method for producing the same, electrode for lithium ion battery, separator for lithium ion battery, separator/electrode laminate for lithium ion battery, and lithium ion battery - Google Patents

Slurry for thermally crosslinked lithium ion battery and method for producing the same, electrode for lithium ion battery, separator for lithium ion battery, separator/electrode laminate for lithium ion battery, and lithium ion battery Download PDF

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Description

本開示は、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー及びその製造方法、リチウムイオン電池用電極、リチウムイオン電池用セパレータ、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体、並びにリチウムイオン電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery and a method for producing the same, an electrode for a lithium ion battery, a separator for a lithium ion battery, a separator/electrode laminate for a lithium ion battery, and a lithium ion battery.

リチウムイオン電池は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、リチウムイオン電池の更なる高性能化を目的として、電極、セパレータ等の電池部材の改良が検討されている。 Lithium ion batteries are small, lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are used in a wide range of applications. Therefore, in recent years, improvements in battery members such as electrodes and separators have been studied for the purpose of further improving the performance of lithium ion batteries.

リチウムイオン電池の正極及び負極はいずれも、電極活物質とバインダー樹脂とを溶媒に分散させてスラリーとしたものを集電体(例えば金属箔)上に両面塗布し、溶媒を乾燥除去して電極層を形成した後、これをロールプレス機等で圧縮成形して製造される。 For both the positive electrode and the negative electrode of a lithium ion battery, an electrode active material and a binder resin are dispersed in a solvent to form a slurry, which is coated on both sides of a current collector (for example, a metal foil), and the solvent is removed by drying to form an electrode. After forming the layers, it is manufactured by compression molding with a roll press machine or the like.

近年、リチウムイオン電池用電極において、電池容量を高める観点から、電極活物質として様々な電極活物質が提案されている。しかしながら、電極活物質によっては、充放電に伴って膨張及び収縮し易い。そのため、リチウムイオン電池用電極は、充放電の繰り返し初期より体積変化を生じ(スプリングバック性)、これを用いたリチウムイオン電池のサイクル特性等の電気的特性を低下させ易いという問題が発生している。 In recent years, various electrode active materials have been proposed as electrode active materials for electrodes for lithium ion batteries from the viewpoint of increasing battery capacity. However, depending on the electrode active material, it is easy to expand and contract with charging and discharging. As a result, the electrode for lithium ion batteries undergoes a volume change (springback property) from the initial stage of repeated charging and discharging, and there is a problem that the electrical characteristics such as cycle characteristics of lithium ion batteries using this tend to deteriorate. there is

そこで斯界では、上記課題をバインダー樹脂で解決を図る検討がなされており、例えばエマルジョン架橋系(特許文献1)およびN-メチロールアクリルアミド(特許文献2)が提案されている。 Therefore, in the art, studies have been made to solve the above problems with binder resins, and for example, an emulsion cross-linking system (Patent Document 1) and N-methylolacrylamide (Patent Document 2) have been proposed.

リチウムイオン電池のセパレータについて、近年、ポリオレフィン微多孔膜の表面にセラミック微粒子とバインダーとを含むコーティング層(耐熱層)を形成した耐熱性セパレータが提案されている。前記コーティング層は、高温に晒されてもセパレータの収縮を抑制する効果があることが公知である。しかしながら、得られた耐熱性セパレータは、製造ラインでの搬送時や電池セル内での曲げ等の変形により、コーティング層とポリオレフィン微多孔膜との接着を維持できなくなり、脱落し易いという課題があった。 In recent years, heat-resistant separators have been proposed for lithium-ion batteries, in which a coating layer (heat-resistant layer) containing ceramic fine particles and a binder is formed on the surface of a polyolefin microporous film. It is known that the coating layer has the effect of suppressing shrinkage of the separator even when exposed to high temperatures. However, the obtained heat-resistant separator has a problem that it cannot maintain the adhesion between the coating layer and the polyolefin microporous membrane due to deformation such as bending during transportation on the production line or inside the battery cell, and it is easy to fall off. rice field.

そこで斯界では、上記課題をバインダー樹脂で解決を図る検討がなされており、例えば、ポリアクリル酸が金属カチオンで架橋されたポリアクリル酸塩を含むことを特徴とするセパレータ(特許文献3)も提案されている。また、カルボキシル基を含有する水溶性増粘剤、カルボジイミド化合物架橋剤と、粒子状重合体とを含むリチウムイオン二次電池用多孔膜組成物(特許文献4)が提案されている。 Therefore, in the field, studies have been made to solve the above problems with binder resins. For example, a separator characterized by containing a polyacrylic acid salt in which polyacrylic acid is crosslinked with a metal cation (Patent Document 3) has also been proposed. It is Moreover, a porous membrane composition for lithium ion secondary batteries containing a water-soluble thickener containing a carboxyl group, a carbodiimide compound cross-linking agent, and a particulate polymer has been proposed (Patent Document 4).

国際公開第2016/159198号WO2016/159198 特開2015-185530号公報JP 2015-185530 A 特開2016-012478号公報JP 2016-012478 A 特許第6187464号公報Japanese Patent No. 6187464

リチウムイオン電池の電極について、特許文献1ではエマルジョンの架橋体を提案しており、架橋度は上げられるが、耐スプリングバック性の効果は不十分である。 Regarding the electrode of a lithium ion battery, Patent Document 1 proposes a crosslinked emulsion, which increases the degree of crosslinkage, but is insufficient in springback resistance.

特許文献2に記載のN-メチロールアクリルアミドは、樹脂自体に架橋性があるためゲル化することが問題である。そのため導入量を上げられず架橋度を上げることが出来ないことから、耐スプリングバック性の効果は不十分である。 The N-methylolacrylamide described in Patent Document 2 has a problem of gelation because the resin itself has crosslinkability. Therefore, the introduction amount cannot be increased and the degree of cross-linking cannot be increased, so the effect of springback resistance is insufficient.

リチウムイオン電池のセパレータについて、特許文献3に記載のポリアクリル酸が金属カチオンで架橋されたポリアクリル酸塩では、架橋効果が著しく低いため、密着性の向上効果は低いという課題がある。 Regarding the separator of the lithium ion battery, the polyacrylic acid salt described in Patent Document 3, in which polyacrylic acid is crosslinked with metal cations, has a problem that the effect of improving adhesion is low because the crosslinking effect is extremely low.

また特許文献4では、バインダーに加えて特定の水溶性増粘剤及びカルボジイミド化合物を含む組成物を使用したセパレータ用多孔質層を提案しているが、前記バインダーとカルボジイミド化合物との反応性が高いためにスラリーの安定性が悪く、ゲル化し易い傾向にある。そのため微粒子が凝集して経時で沈降することにより塗工時の厚みムラが生じ、均一な多孔膜を作成することが難しい。 Patent Document 4 proposes a porous layer for a separator using a composition containing a specific water-soluble thickener and a carbodiimide compound in addition to a binder, but the reactivity between the binder and the carbodiimide compound is high. Therefore, the slurry has poor stability and tends to gel easily. As a result, fine particles agglomerate and settle over time, resulting in uneven thickness during coating, making it difficult to form a uniform porous film.

そこで、本発明が解決しようとする課題は、優れた耐スプリングバック性及び電気的特性をリチウムイオン電池に付与できる電極、並びに優れた耐熱収縮性、耐粉落ち性、基材密着性、レート特性、出力特性をリチウムイオン電池に付与できるセパレータを製造できるものを提供することとする。なお、本開示において、耐粉落ち性は、セラミック微粒子同士の結着性を意味し、基材密着性は、基材と本発明に係るスラリーを基材に塗布、乾燥して得られる層(コーティング層)との接着性を意味する。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is an electrode capable of imparting excellent springback resistance and electrical properties to a lithium ion battery, as well as excellent heat shrinkage resistance, powder falling resistance, substrate adhesion, rate characteristics , to provide a separator capable of imparting output characteristics to a lithium-ion battery. In the present disclosure, the powder-off resistance means the binding property between ceramic fine particles, and the substrate adhesion means the layer obtained by coating the substrate and the slurry according to the present invention on the substrate and drying it ( coating layer).

本発明者は上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の単量体を用いて製造したポリ(メタ)アクリルアミド、及び水溶性架橋剤並びに水を含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを用いることによって、上記課題を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have developed a slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery containing poly(meth)acrylamide produced using a specific monomer, a water-soluble cross-linking agent, and water. The inventors have found that the above problems can be solved by using them, and have completed the present invention.

本開示により以下の項目が提供される。
(項目1)
構成単位100モル%に対し、N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位を50モル%以上含む水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)、
ホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及びメチロールメラミン樹脂からなる群から選択される1つ以上を含む水溶性架橋剤(A1)、
並びに水を含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目2)
前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)中のN-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位100質量%に対し、前記水溶性架橋剤(A1)を0.001~3.0質量%含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目3)
電極活物質(B)を含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目4)
前記電極活物質(B)がシリコン又はシリコンオキサイドを10質量%以上含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目5)
セラミック微粒子(C)を含む、上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
(項目6)
前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を含む水溶液に前記水溶性架橋剤(A1)を加える工程を含む、上記項目のいずれか1項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの製造方法。
(項目7)
上記項目のいずれか1項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを集電体に塗布し、熱架橋反応させることにより得られる、リチウムイオン電池用電極。
(項目8)
上記項目に記載のリチウムイオン電池用電極を含む、リチウムイオン電池。
(項目9)
上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ。
(項目10)
上記項目に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを、
電極材料の活物質側に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体。
(項目11)
上記項目に記載のリチウムイオン電池用セパレータ、及び/又は上記項目に記載のリチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を含む、リチウムイオン電池。
The following items are provided by this disclosure.
(Item 1)
a water-soluble poly(meth)acrylamide (A) containing 50 mol% or more of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) based on 100 mol% of the structural units;
a water-soluble cross-linking agent (A1) comprising one or more selected from the group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea-formaldehyde resins, and methylolmelamine resins;
and water for a thermally crosslinked lithium ion battery.
(Item 2)
The water-soluble cross-linking agent (A1) is added to 0 with respect to 100% by mass of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) in the water-soluble poly(meth)acrylamide (A). 001 to 3.0% by mass of the slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to the above items.
(Item 3)
The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to the above items, comprising an electrode active material (B).
(Item 4)
The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to any of the above items, wherein the electrode active material (B) contains 10% by mass or more of silicon or silicon oxide.
(Item 5)
The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to the above items, which contains ceramic fine particles (C).
(Item 6)
The method for producing a slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to any one of the above items, comprising adding the water-soluble cross-linking agent (A1) to the aqueous solution containing the water-soluble poly(meth)acrylamide (A). .
(Item 7)
A lithium ion battery electrode obtained by applying the thermally crosslinkable lithium ion battery slurry according to any one of the above items to a current collector and causing a thermal crosslinking reaction.
(Item 8)
A lithium ion battery comprising the lithium ion battery electrode according to any of the above items.
(Item 9)
A separator for a lithium ion battery obtained by coating a porous polyolefin resin base material or a plastic nonwoven fabric with the thermally crosslinkable lithium ion battery slurry according to the above items and thermally crosslinking the substrate.
(Item 10)
The slurry for thermal cross-linking type lithium ion battery described in the above items,
A separator/electrode laminate for a lithium ion battery, obtained by coating an electrode material on the active material side and thermally crosslinking the electrode material.
(Item 11)
A lithium ion battery comprising the lithium ion battery separator according to the above item and/or the lithium ion battery separator/electrode laminate according to the above item.

本開示において、上述した1又は複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供され得る。 In the present disclosure, one or more of the features described above may be provided in further combinations in addition to the explicit combinations.

本発明のリチウムイオン電池用バインダー水溶液及びリチウムイオン電池用スラリーを用いることにより、電池容量の持続と耐スプリングバック性を向上させたリチウムイオン電池を提供できる。 By using the aqueous binder solution for lithium ion batteries and the slurry for lithium ion batteries of the present invention, it is possible to provide a lithium ion battery with improved battery capacity sustainability and springback resistance.

本発明のリチウムイオン電池用バインダー水溶液及びリチウムイオン電池用スラリーを用いることにより、耐熱収縮性、耐粉落ち性、基材密着性、レート特性、出力特性を向上させたリチウムイオン電池用セパレータを提供できる。 By using the aqueous binder solution for lithium ion batteries and the slurry for lithium ion batteries of the present invention, there is provided a separator for lithium ion batteries with improved heat shrinkage resistance, powder drop resistance, substrate adhesion, rate characteristics, and output characteristics. can.

本開示の全体にわたり、各物性値、含有量等の数値の範囲は、適宜(例えば下記の各項目に記載の上限及び下限の値から選択して)設定され得る。具体的には、数値αについて、数値αの上限がA1、A2、A3等が例示され、数値αの下限がB1、B2、B3等が例示される場合、数値αの範囲は、A1以下、A2以下、A3以下、B1以上、B2以上、B3以上、A1~B1、A1~B2、A1~B3、A2~B1、A2~B2、A2~B3、A3~B1、A3~B2、A3~B3等が例示される。 Throughout the present disclosure, the range of numerical values for each physical property value, content, etc. can be set as appropriate (for example, by selecting from the upper and lower limit values described in each item below). Specifically, for the numerical value α, when the upper limit of the numerical value α is A1, A2, A3, etc., and the lower limit of the numerical value α is B1, B2, B3, etc., the range of the numerical value α is A1 or less, A2 or less, A3 or less, B1 or more, B2 or more, B3 or more, A1-B1, A1-B2, A1-B3, A2-B1, A2-B2, A2-B3, A3-B1, A3-B2, A3-B3 etc. are exemplified.

[1.熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー:リチウムイオン電池用スラリー、スラリーともいう]
本開示は、構成単位100モル%に対し、N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位を50モル%以上含む水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)、
ホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、及びメチロールメラミン樹脂からなる群から選択される1つ以上を含む水溶性架橋剤(A1)、
並びに水を含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを提供する。
[1. Slurry for thermal cross-linking lithium ion battery: Slurry for lithium ion battery, also called slurry]
The present disclosure provides a water-soluble poly(meth)acrylamide (A) containing 50 mol% or more of structural units derived from an N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) based on 100 mol% of structural units,
a water-soluble cross-linking agent (A1) comprising one or more selected from the group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea-formaldehyde resins, and methylolmelamine resins;
and a slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery comprising water.

本開示において「スラリー」は、液体と固体粒子の懸濁液を意味する。 In this disclosure, "slurry" means a suspension of liquid and solid particles.

本開示において、「水溶性」とは、25℃において、その化合物0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が0.5質量%未満(2.5mg未満)であることを意味する。 In the present disclosure, “water-soluble” means that the insoluble content is less than 0.5% by mass (less than 2.5 mg) when 0.5 g of the compound is dissolved in 100 g of water at 25 ° C. do.

本開示において「(メタ)アクリル」は「アクリル及びメタクリルからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。同様に「(メタ)アクリレート」は「アクリレート及びメタクリレートからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。また「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル及びメタクリロイルからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。 In the present disclosure, "(meth)acryl" means "at least one selected from the group consisting of acryl and methacryl." Similarly, "(meth)acrylate" means "at least one selected from the group consisting of acrylate and methacrylate". "(Meth)acryloyl" means "at least one selected from the group consisting of acryloyl and methacryloyl".

1つの実施形態において、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)は、N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)を含む単量体群を重合させることにより得られる。なお本開示において「ポリ(メタ)アクリルアミド」は、(メタ)アクリルアミド基含有化合物を含むモノマー群を重合させて得られる(共)重合物((コ)ポリマー)を意味する。 In one embodiment, the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) is obtained by polymerizing a monomer group containing an N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a). In the present disclosure, "poly(meth)acrylamide" means a (co)polymer ((co)polymer) obtained by polymerizing a group of monomers containing a (meth)acrylamide group-containing compound.

本開示において「N-無置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物」は、(メタ)アクリルアミド基の窒素上の水素2個が水素以外の基により置換されていない化合物を意味する。「N-一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物」は、(メタ)アクリルアミド基の窒素上の水素1個が水素以外の基により置換された化合物を意味する。N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)は、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 In the present disclosure, "N-unsubstituted (meth)acrylamide group-containing compound" means a compound in which two hydrogen atoms on the nitrogen of the (meth)acrylamide group are not substituted with groups other than hydrogen. "N-monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound" means a compound in which one hydrogen atom on the nitrogen of the (meth)acrylamide group is substituted with a group other than hydrogen. The N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) may be used alone or in combination of two or more.

N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)は、下記構造式

Figure 0007127325000001
[式中、RA1は水素又はメチル基であり、RA2とRA3は一方が水素であり、もう一方は、水素、置換若しくは非置換のアルキル基、アセチル基、又はスルホン酸基であり、RA4及びRA5はそれぞれ独立して、水素原子、置換若しくは非置換のアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、アミノ基<-NRAaAb(RAa及びRAbはそれぞれ独立して水素又は置換若しくは非置換のアルキル基である)>、アセチル基、スルホン酸基等が例示される。]
により表わされる化合物等が例示される。 The N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) has the following structural formula
Figure 0007127325000001
[In the formula, R A1 is hydrogen or a methyl group, one of R A2 and R A3 is hydrogen, and the other is hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, an acetyl group, or a sulfonic acid group, R A4 and R A5 each independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, a carboxyl group, a hydroxy group, an amino group<-NR Aa R Ab (R Aa and R Ab or an unsubstituted alkyl group)>, an acetyl group, a sulfonic acid group, and the like. ]
Compounds represented by are exemplified.

アルキル基は、直鎖アルキル基、分岐アルキル基、シクロアルキル基等が例示される。 Alkyl groups are exemplified by linear alkyl groups, branched alkyl groups, cycloalkyl groups and the like.

直鎖アルキル基は、-C2n+1(nは1以上の整数)の一般式で表される。直鎖アルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デカメチル基等が例示される。 A straight-chain alkyl group is represented by a general formula of -C n H 2n+1 (n is an integer of 1 or more). Linear alkyl groups include methyl group, ethyl group, propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decamethyl group, etc. are exemplified.

分岐アルキル基は、直鎖アルキル基の少なくとも1つの水素がアルキル基によって置換された基である。分岐アルキル基は、ジエチルペンチル基、トリメチルブチル基、トリメチルペンチル基、トリメチルヘキシル基等が例示される。 A branched alkyl group is a group in which at least one hydrogen of a straight-chain alkyl group has been replaced by an alkyl group. Branched alkyl groups are exemplified by diethylpentyl, trimethylbutyl, trimethylpentyl, trimethylhexyl and the like.

シクロアルキル基は、単環シクロアルキル基、架橋環シクロアルキル基、縮合環シクロアルキル基等が例示される。 The cycloalkyl group is exemplified by a monocyclic cycloalkyl group, a bridged ring cycloalkyl group, a condensed ring cycloalkyl group and the like.

本開示において、単環は、炭素の共有結合により形成された内部に橋かけ構造を有しない環状構造を意味する。また、縮合環は、2つ以上の単環が2個の原子を共有している(すなわち、それぞれの環の辺を互いに1つだけ共有(縮合)している)環状構造を意味する。架橋環は、2つ以上の単環が3個以上の原子を共有している環状構造を意味する。 In the present disclosure, monocyclic means a cyclic structure with no internal bridging structure formed by covalent carbon bonds. Fused rings also refer to cyclic structures in which two or more single rings share two atoms (ie, each ring shares (condenses) only one edge with each other). Bridged ring means a cyclic structure in which two or more single rings share three or more atoms.

単環シクロアルキル基は、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、3,5,5-トリメチルシクロヘキシル基等が例示される。 Monocyclic cycloalkyl groups are exemplified by cyclopentyl, cyclohexyl, cycloheptyl, cyclodecyl and 3,5,5-trimethylcyclohexyl groups.

架橋環シクロアルキル基は、トリシクロデシル基、アダマンチル基、ノルボルニル基等が例示される。 The bridging ring cycloalkyl group is exemplified by a tricyclodecyl group, an adamantyl group, a norbornyl group and the like.

縮合環シクロアルキル基は、ビシクロデシル基等が例示される。 The condensed ring cycloalkyl group is exemplified by a bicyclodecyl group and the like.

N-無置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は、(メタ)アクリルアミド、マレイン酸アミド、及びその塩等が例示される。 Examples of N-unsubstituted (meth)acrylamide group-containing compounds include (meth)acrylamide, maleic acid amide, and salts thereof.

N-一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は、N-イソプロピル(メタ)アクリルアミド、N-メチロール(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリルアミドt-ブチルスルホン酸、ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、N-n-ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-イソブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミド、N,N-メチレンビス(メタ)アクリルアミド、N-t-ブチル(メタ)アクリルアミドスルホン酸、及びその塩等が例示される。 N-monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compounds include N-isopropyl (meth)acrylamide, N-methylol (meth)acrylamide, diacetone (meth)acrylamide, (meth)acrylamide t-butylsulfonic acid, hydroxyethyl (meth) Acrylamide, Nn-butoxymethyl (meth)acrylamide, N-isobutoxymethyl (meth)acrylamide, N-methoxymethyl (meth)acrylamide, Nt-butyl (meth)acrylamide, N,N-methylenebis (meth) Examples include acrylamide, Nt-butyl(meth)acrylamidosulfonic acid, and salts thereof.

上記塩は、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド塩化メチル4級塩、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレートベンジルクロライド4級塩、3-((メタ)アクリルアミド)プロピルトリメチルアンモニウムクロライド4級塩、3-((メタ)アクリルアミド)プロピルトリメチルアンモニウムメチルスルフェート4級塩等が例示される。 The above salts include dimethylaminopropyl (meth)acrylamide methyl chloride quaternary salt, dimethylaminoethyl (meth)acrylate benzyl chloride quaternary salt, 3-((meth)acrylamide)propyltrimethylammonium chloride quaternary salt, 3-(( Meth)acrylamido)propyltrimethylammonium methylsulfate quaternary salt and the like are exemplified.

1つの実施形態において、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に含まれるN-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)に由来する構成単位の割合の上限は、99.95、99.8、99.7、99.2、95、90、85、80、75、70、65モル%等が例示され、下限は99.8、99.7、99.2、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50モル%等が例示される。1つの実施形態において、上記構成単位の割合は50モル%以上であることが好ましく、55.0~99.8モル%であることがより好ましく、60.0~99.7モル%であることが特に好ましい。 In one embodiment, the upper limit of the proportion of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) contained in the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) is 99.95. , 99.8, 99.7, 99.2, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65 mol%, etc., and the lower limits are 99.8, 99.7, 99.2, 95, 90 , 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55, 50 mol % and the like are exemplified. In one embodiment, the proportion of the structural unit is preferably 50 mol% or more, more preferably 55.0 to 99.8 mol%, and 60.0 to 99.7 mol%. is particularly preferred.

水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)100質量%中に含まれるN-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)に由来する構成単位の割合の上限は、100、90、80、70、60、50、45質量%等が例示され、下限は、90、80、70、60、50、45、40質量%等が例示される。1つの実施形態において、40~100質量%が好ましく、45~100質量%であることがより好ましく、50~100質量%であることが特に好ましい。 The upper limit of the ratio of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) contained in 100% by mass of the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) is 100, 90, 80. , 70, 60, 50, 45% by mass, etc., and the lower limit is exemplified by 90, 80, 70, 60, 50, 45, 40% by mass, etc. In one embodiment, 40 to 100% by weight is preferred, 45 to 100% by weight is more preferred, and 50 to 100% by weight is particularly preferred.

N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)に由来する構成単位が(A)成分に特定の量含まれることにより、電極活物質、フィラー、セラミック微粒子等の分散性が良好となり、均一な層(電極活物質層やセラミック微粒子層等)の製造が可能となるため構造欠陥がなくなり、良好な充放電特性を示す。さらに(メタ)アクリルアミド基含有化合物に由来する構成単位が(A)成分に特定の量含まれることにより、ポリマーの耐酸化性、耐還元性が良好となるため、高電圧時の劣化が抑制され良好な充放電耐久特性を示す。 Good dispersibility of electrode active materials, fillers, ceramic fine particles, etc., by containing a specific amount of constituent units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) in the component (A) As a result, uniform layers (electrode active material layer, ceramic fine particle layer, etc.) can be produced, which eliminates structural defects and exhibits good charge/discharge characteristics. Further, by including a specific amount of constituent units derived from a (meth)acrylamide group-containing compound in the component (A), the oxidation resistance and reduction resistance of the polymer are improved, and deterioration at high voltage is suppressed. It shows good charge/discharge durability.

((a)成分ではない単量体:(b)成分ともいう)
上記単量体群には、(a)成分ではない単量体((b)成分)を本発明の所望の効果を損ねない限り使用できる。(b)成分は、各種公知のものを単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。
(monomers other than component (a): also referred to as component (b))
In the above monomer group, monomers (component (b)) other than component (a) can be used as long as the desired effects of the present invention are not impaired. As the component (b), various known components may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

(b)成分は、N,N-二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物、不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体、不飽和カルボン酸エステル、α,β-不飽和ニトリル、共役ジエン、芳香族ビニル化合物等が例示される。 Component (b) includes N,N-disubstituted (meth)acrylamide group-containing compounds, unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, unsaturated phosphoric acid and other acid group-containing monomers, unsaturated carboxylic acid esters, α , β-unsaturated nitriles, conjugated dienes, aromatic vinyl compounds, and the like.

上記N,N-二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は下記構造式

Figure 0007127325000002
(式中、RB1は水素又はメチル基であり、RB2及びRB3はそれぞれ独立して、置換若しくは非置換のアルキル基、アセチル基、又はスルホン酸基であるか、或いはRB2及びRB3が一緒になって環構造を形成する基であり、RB4及びRB5はそれぞれ独立して、水素、置換若しくは非置換のアルキル基、カルボキシル基、ヒドロキシ基、アミノ基(-NRBaBb(RBa及びRBbはそれぞれ独立して水素又は置換若しくは非置換のアルキル基である))、アセチル基、スルホン酸基である。置換アルキル基の置換基はヒドロキシ基、アミノ基、アセチル基、スルホン酸基等が例示される。また、RB2及びRB3が一緒になって環構造を形成する基は、モルホリル基等が例示される。)
により表現される化合物等が例示される。 The N,N-disubstituted (meth)acrylamide group-containing compound has the following structural formula
Figure 0007127325000002
(In the formula, R B1 is hydrogen or a methyl group, R B2 and R B3 are each independently a substituted or unsubstituted alkyl group, an acetyl group, or a sulfonic acid group, or R B2 and R B3 is a group that together form a ring structure, and each of R B4 and R B5 is independently hydrogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, a carboxyl group, a hydroxy group, an amino group (-NR Ba R Bb ( Each of R Ba and R Bb is independently hydrogen or a substituted or unsubstituted alkyl group)), an acetyl group, a sulfonic acid group, and the substituents of the substituted alkyl group are a hydroxy group, an amino group, an acetyl group, and a sulfone group. Examples include an acid group, etc. Further, the group in which R B2 and R B3 together form a ring structure is exemplified by a morpholyl group, etc.)
A compound represented by is exemplified.

上記のN,N-二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物は、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、(メタ)アクリロイルモルフォリン、及びその塩等が例示される。塩は上述したもの等が例示される。 The above N,N-disubstituted (meth)acrylamide group-containing compounds include N,N-dimethyl(meth)acrylamide, N,N-diethyl(meth)acrylamide, N,N-dimethylaminopropyl(meth)acrylamide, ( meth)acryloylmorpholine, salts thereof and the like are exemplified. Salts are exemplified by those mentioned above.

構成単位100モル%におけるN,N-二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の含有量は特に限定されないが、1つの実施形態において、N,N-二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の親和性を考慮すると、構成単位100モル%のうち50モル%未満(例えば40、30、20、15、10、9、5、1モル%未満)が好ましい。 The content of the N,N-disubstituted (meth)acrylamide group-containing compound in 100 mol% of the structural units is not particularly limited, but in one embodiment, the affinity of the N,N-disubstituted (meth)acrylamide group-containing compound is preferably less than 50 mol% (for example, less than 40, 30, 20, 15, 10, 9, 5, 1 mol%) in 100 mol% of the structural units.

構成単位100質量%におけるN,N-二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の含有量の上限は、49、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2質量%等が例示され、下限は、45、40、35、30、25、20、15、10、5、2、1質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%におけるN,N-二置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物の含有量は1~49質量%が好ましい。 The upper limit of the content of the N,N-disubstituted (meth)acrylamide group-containing compound in 100% by mass of the structural unit is 49, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 2% by mass, etc. is exemplified, and the lower limit is exemplified by 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 2, 1% by mass, and the like. In one embodiment, the content of the N,N-disubstituted (meth)acrylamide group-containing compound is preferably 1 to 49% by mass based on 100% by mass of structural units.

不飽和カルボン酸は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸及びこれらの塩等が例示される。 Examples of unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and salts thereof.

構成単位100モル%における不飽和カルボン酸の含有量は特に限定されないが、不飽和カルボン酸以外の上記(b)成分と不飽和カルボン酸との反応を考慮すると、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。 The content of the unsaturated carboxylic acid in 100 mol% of the structural units is not particularly limited. Less than mol % (eg less than 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1 mol %, 0 mol %) is preferred.

構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸の含有量の上限は、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸の含有量は、0.0~60質量%が好ましい。 The upper limit of the unsaturated carboxylic acid content relative to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass, etc., and the lower limit is 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0% by mass and the like are exemplified. In one embodiment, the unsaturated carboxylic acid content is preferably 0.0 to 60% by mass relative to 100% by mass of structural units.

不飽和スルホン酸は、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸等のα,β-エチレン性不飽和スルホン酸;(メタ)アクリルアミドt-ブチルスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、2-(メタ)アクリルアミド-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸、3-スルホプロパン(メタ)アクリル酸エステル、ビス-(3-スルホプロピル)イタコン酸エステル及びこれらの塩等が例示される。 Unsaturated sulfonic acids include α,β-ethylenically unsaturated sulfonic acids such as vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, (meth)allylsulfonic acid; (meth)acrylamide t-butylsulfonic acid, 2-(meth)acrylamide- 2-methylpropanesulfonic acid, 2-(meth)acrylamido-2-hydroxypropanesulfonic acid, 3-sulfopropane (meth)acrylic acid ester, bis-(3-sulfopropyl) itaconic acid ester and salts thereof, etc. be done.

構成単位100モル%における不飽和スルホン酸の含有量は特に限定されないが、不飽和スルホン酸以外の上記(b)成分と不飽和スルホン酸との反応を考慮すると、構成単位100モル%に対する不飽和スルホン酸の含有量の上限は、40、30、20、19、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.02モル%等が例示され、下限は、30、20、19、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.02、0.01、0モル%等が例示される。 The content of the unsaturated sulfonic acid in 100 mol% of the structural units is not particularly limited, but considering the reaction between the above component (b) other than the unsaturated sulfonic acid and the unsaturated sulfonic acid, the unsaturated sulfonic acid with respect to 100 mol% of the structural units The upper limit of the sulfonic acid content is 40, 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.02 mol%, etc., and the lower limit is Examples include 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.02, 0.01, 0 mol%.

構成単位100質量%に対する不飽和スルホン酸の含有量の上限は、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.05、0.02、0.01質量%等が例示され、下限は、60、50、40、30、20、10、5、1、0.05、0.02、0.01、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和スルホン酸の含有量は、0~70質量%が好ましい。 The upper limit of the unsaturated sulfonic acid content with respect to 100% by mass of the structural unit is 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.05, 0.02, 0.01% by mass, etc. The lower limits are exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.05, 0.02, 0.01, 0% by mass, and the like. In one embodiment, the content of unsaturated sulfonic acid is preferably 0 to 70% by mass based on 100% by mass of structural units.

不飽和リン酸単量体は、ビニルホスホン酸、ビニルホスフェート、ビス((メタ)アクリロキシエチル)ホスフェート、ジフェニル-2-(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、ジブチル-2-(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、ジオクチル-2-(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、モノメチル-2-(メタ)アクリロイロキシエチルホスフェート、3-(メタ)アクリロキシ-2-ヒドロキシプロパンリン酸及びこれらの塩等が例示される。 Unsaturated phosphoric acid monomers include vinyl phosphonic acid, vinyl phosphate, bis((meth)acryloxyethyl)phosphate, diphenyl-2-(meth)acryloyloxyethyl phosphate, dibutyl-2-(meth)acryloyloxy Ethyl phosphate, dioctyl-2-(meth)acryloyloxyethyl phosphate, monomethyl-2-(meth)acryloyloxyethyl phosphate, 3-(meth)acryloxy-2-hydroxypropane phosphate and salts thereof are exemplified. be.

構成単位100モル%における不飽和リン酸等の酸基含有単量体の含有量は特に限定されないが、不飽和リン酸以外の上記(b)成分と不飽和リン酸との反応を考慮すると、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。 The content of the acid group-containing monomer such as unsaturated phosphoric acid in 100 mol% of the structural units is not particularly limited, but considering the reaction between the above-described component (b) other than unsaturated phosphoric acid and unsaturated phosphoric acid, Less than 40 mol% (for example, less than 30, 20, 19, 15, 10, 5, less than 1 mol%, 0 mol%) is preferable with respect to 100 mol% of the structural units.

構成単位100質量%に対する不飽和リン酸単量体の上限は、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和リン酸単量体の含有量は、0~60質量%が好ましい。 The upper limit of the unsaturated phosphoric acid monomer with respect to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass, etc., and the lower limit is 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0% by mass and the like are exemplified. In one embodiment, the content of the unsaturated phosphoric acid monomer is preferably 0 to 60% by mass relative to 100% by mass of structural units.

1つの実施形態において、構成単位100モル%における不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体の合計含有量は、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。 In one embodiment, the total content of acid group-containing monomers such as unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, and unsaturated phosphoric acids in 100 mol% of structural units is 40 mol% with respect to 100 mol% of structural units. Less than (eg 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1 mol %, 0 mol %) is preferred.

構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体の合計含有量の上限は、70、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、60、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体の合計含有量は、0~70質量%が好ましい。 The upper limits of the total content of acid group-containing monomers such as unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, and unsaturated phosphoric acids relative to 100% by mass of structural units are 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass, etc. are exemplified, and the lower limit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0% by mass, etc. In one embodiment, the total content of acid group-containing monomers such as unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids and unsaturated phosphoric acids is preferably 0 to 70% by mass relative to 100% by mass of structural units.

不飽和カルボン酸エステルは、(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。(メタ)アクリル酸エステルは、直鎖(メタ)アクリル酸エステル、分岐(メタ)アクリル酸エステル、脂環(メタ)アクリル酸エステル、置換(メタ)アクリル酸エステル等が例示される。 The unsaturated carboxylic acid ester is preferably a (meth)acrylic acid ester. Examples of (meth)acrylic acid esters include linear (meth)acrylic acid esters, branched (meth)acrylic acid esters, alicyclic (meth)acrylic acid esters, and substituted (meth)acrylic acid esters.

直鎖(メタ)アクリル酸エステルは、(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、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等が例示される。 Linear (meth)acrylates include methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, n-propyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, and n-amyl (meth)acrylate. , hexyl (meth)acrylate, n-octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, and decyl (meth)acrylate.

分岐(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸i-ブチル、(メタ)アクリル酸i-アミル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル等が例示される。 Examples of branched (meth)acrylates include i-propyl (meth)acrylate, i-butyl (meth)acrylate, i-amyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate.

脂環(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が例示される。 The alicyclic (meth)acrylic acid ester is exemplified by cyclohexyl (meth)acrylate.

置換(メタ)アクリル酸エステルは、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトール、(メタ)アクリル酸アリル、ジ(メタ)アクリル酸エチレン等が例示される。 Substituted (meth)acrylates include glycidyl (meth)acrylate, hydroxymethyl (meth)acrylate, hydroxyethyl (meth)acrylate, ethylene glycol (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, di Propylene glycol (meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, allyl (meth)acrylate, di(meth)acrylic acid Ethylene etc. are illustrated.

構成単位100モル%における不飽和カルボン酸エステルの含有量は特に限定されないが、不飽和カルボン酸エステルを使用することで、電極に柔軟性が付与され得、特に巻回型、円筒型の電池に用いる場合に有用であり、セパレータを製造する際は、(A)成分のガラス転移温度低下によるセパレータのカールが抑制され得るという観点から有用である。一方、(A)成分の水溶性を考慮すると、構成単位100モル%における不飽和カルボン酸エステルの含有量は構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。 The content of the unsaturated carboxylic acid ester in 100 mol% of the structural unit is not particularly limited, but the use of the unsaturated carboxylic acid ester can impart flexibility to the electrode, and is particularly useful for wound and cylindrical batteries. It is useful when it is used, and when manufacturing a separator, it is useful from the viewpoint that the curling of the separator due to the decrease in the glass transition temperature of the component (A) can be suppressed. On the other hand, considering the water solubility of the component (A), the content of the unsaturated carboxylic acid ester in 100 mol% of the structural units is less than 40 mol% (for example, 30, 20, 19, 15, 10 , 5, less than 1 mol %, 0 mol %).

また、構成単位100質量%に対する不飽和カルボン酸エステルの含有量は、90質量%以下(例えば80、70、60、50、40、30、20、19、15、10、5、1質量%未満、0質量%)が好ましい。 In addition, the content of the unsaturated carboxylic acid ester with respect to 100% by mass of the structural unit is 90% by mass or less (for example, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 19, 15, 10, 5, less than 1% by mass , 0 mass %) is preferred.

α,β-不飽和ニトリルは、電極及びセパレータに柔軟性を与える目的で好適に使用できる。α,β-不飽和ニトリルは、(メタ)アクリロニトリル、α-クロル(メタ)アクリロニトリル、α-エチル(メタ)アクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が例示される。これらのうち、(メタ)アクリロニトリルが好ましく、特にアクリロニトリルが好ましい。 α,β-unsaturated nitriles can be preferably used for the purpose of imparting flexibility to electrodes and separators. Examples of α,β-unsaturated nitriles include (meth)acrylonitrile, α-chloro(meth)acrylonitrile, α-ethyl(meth)acrylonitrile, vinylidene cyanide and the like. Among these, (meth)acrylonitrile is preferred, and acrylonitrile is particularly preferred.

構成単位100モル%におけるα,β-不飽和ニトリルの含有量は特に限定されないが、構成単位100モル%に対し40モル%未満(例えば30、20、19、15、10、5、1モル%未満、0モル%)が好ましい。構成単位100モル%に対し40モル%未満であることで、(A)成分の水への溶解性を保ちつつ、上記スラリーの層(コーティング層)が均一となり、前記柔軟性を発揮させやすくなる。 The content of α,β-unsaturated nitrile in 100 mol% of structural units is not particularly limited, but less than 40 mol% (for example, 30, 20, 19, 15, 10, 5, 1 mol%) relative to 100 mol% of structural units less than 0 mol %) is preferred. When it is less than 40 mol% relative to 100 mol% of the structural units, the slurry layer (coating layer) becomes uniform while maintaining the solubility of the component (A) in water, and the flexibility is easily exhibited. .

構成単位100質量%に対するα,β-不飽和ニトリルの含有量の上限は、60、50、40、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、50、40、30、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対するα,β-不飽和ニトリルの含有量は、0~60質量%が好ましい。 The upper limit of the α,β-unsaturated nitrile content relative to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1% by mass, etc., and the lower limit is 50, 40, 30% by mass. , 20, 10, 5, 1, 0% by mass, and the like. In one embodiment, the content of α,β-unsaturated nitrile with respect to 100% by mass of structural units is preferably 0 to 60% by mass.

共役ジエンは、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン、置換及び側鎖共役ヘキサジエン等が例示される。 Conjugated dienes include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, substituted linear conjugated pentadiene, substituted and Side chain conjugated hexadiene and the like are exemplified.

構成単位100モル%における共役ジエンの含有量は特に限定されないが、リチウムイオン電池のサイクル特性の観点より、前記構成単位100モル%のうち10モル%未満が好ましく、0モル%がより好ましい。 The content of the conjugated diene in 100 mol % of the structural units is not particularly limited, but from the viewpoint of the cycle characteristics of the lithium ion battery, it is preferably less than 10 mol %, more preferably 0 mol %, out of 100 mol % of the structural units.

構成単位100質量%に対する共役ジエンの含有量の上限は、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する共役ジエンの含有量は、0~30質量%が好ましい。 The upper limit of the content of the conjugated diene with respect to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 30, 20, 10, 5, 1% by mass, etc., and the lower limit is exemplified by 20, 10, 5, 1, 0% by mass, etc. . In one embodiment, the content of the conjugated diene with respect to 100% by mass of structural units is preferably 0 to 30% by mass.

また、芳香族ビニル化合物は、スチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン等が例示される。 Examples of aromatic vinyl compounds include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, divinylbenzene and the like.

構成単位100モル%における芳香族ビニル化合物の含有量は特に限定されないが、リチウムイオン電池のサイクル特性の観点より、前記構成単位100モル%のうち10モル%未満が好ましく、0モル%がより好ましい。 The content of the aromatic vinyl compound in 100 mol% of the structural units is not particularly limited, but from the viewpoint of the cycle characteristics of the lithium ion battery, it is preferably less than 10 mol%, more preferably 0 mol%, out of 100 mol% of the structural units. .

構成単位100質量%に対する芳香族ビニル化合物の含有量の上限は、30、20、10、5、1質量%等が例示され、下限は、20、10、5、1、0質量%等が例示される。1つの実施形態において、構成単位100質量%に対する芳香族ビニル化合物の含有量は、0~30質量%が好ましい。 The upper limit of the content of the aromatic vinyl compound with respect to 100% by mass of the structural unit is exemplified by 30, 20, 10, 5, 1% by mass, etc., and the lower limit is exemplified by 20, 10, 5, 1, 0% by mass, etc. be done. In one embodiment, the content of the aromatic vinyl compound is preferably 0 to 30% by mass with respect to 100% by mass of structural units.

上記不飽和カルボン酸、不飽和スルホン酸、不飽和リン酸等の酸基含有単量体、不飽和カルボン酸エステル、α,β-不飽和ニトリル、共役ジエン、芳香族ビニル化合物以外の(c)成分の単量体群に占める割合は、構成単位100モル%に対して、10モル%未満、5モル%未満、2モル%未満、1モル%未満、0.1モル%未満、0.01モル%未満、0モル%等が例示され、構成単位100質量%に対して、10質量%未満、5質量%未満、1質量%未満、0.5質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。 Acid group-containing monomers such as unsaturated carboxylic acids, unsaturated sulfonic acids, unsaturated phosphoric acids, unsaturated carboxylic acid esters, α,β-unsaturated nitriles, conjugated dienes, and (c) other than aromatic vinyl compounds The proportion of the component in the monomer group is less than 10 mol%, less than 5 mol%, less than 2 mol%, less than 1 mol%, less than 0.1 mol%, and 0.01 per 100 mol% of the constituent units. Less than mol%, 0 mol%, etc. are exemplified, and less than 10% by mass, less than 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.5% by mass, less than 0.1% by mass, relative to 100% by mass of the structural unit, Less than 0.01% by mass, 0% by mass, and the like are exemplified.

スラリー100質量%に対する(A)成分の含有量の上限は、99.9、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2質量%等が例示され、下限は、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2、0.1質量%等が例示される。1つの実施形態において、スラリー100質量%に対し、(A)成分を0.1~99.9質量%含む。 The upper limit of the content of component (A) with respect to 100% by mass of the slurry is 99.9, 95, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.5, 0. 2% by mass, etc., and the lower limits are 95, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.5, 0.2, 0.1% by mass, etc. exemplified. In one embodiment, the slurry contains 0.1 to 99.9% by mass of component (A) with respect to 100% by mass.

<(A)成分の製造方法>
(A)成分は、各種公知の重合法、好ましくはラジカル重合法で合成され得る。具体的には、前記成分を含む単量体混合液にラジカル重合開始剤及び必要に応じて連鎖移動剤を加え、撹拌しながら、反応温度50~100℃で重合反応を行うことが好ましい。反応時間は特に限定されず、1~10時間が好ましい。
<Method for producing component (A)>
Component (A) can be synthesized by various known polymerization methods, preferably radical polymerization methods. Specifically, it is preferable to add a radical polymerization initiator and, if necessary, a chain transfer agent to the monomer mixture containing the above components, and carry out the polymerization reaction at a reaction temperature of 50 to 100° C. while stirring. The reaction time is not particularly limited, and is preferably 1 to 10 hours.

ラジカル重合開始剤は、各種公知のものが特に制限なく使用される。ラジカル重合開始剤は、過硫酸カリウム及び過硫酸アンモニウム等の過硫酸塩;上記過硫酸塩と亜硫酸水素ナトリウム等の還元剤とを組み合わせたレドックス系重合開始剤;2,2’-アゾビス-2-アミジノプロパン 二塩酸塩等のアゾ系開始剤等が例示される。ラジカル重合開始剤の使用量は特に制限されないが、(A)成分を与える単量体群100質量%に対し0.05~5.00質量%が好ましく、0.1~3.0質量%がより好ましい。 Various known radical polymerization initiators can be used without particular limitation. The radical polymerization initiator is a persulfate such as potassium persulfate and ammonium persulfate; a redox polymerization initiator obtained by combining the above persulfate with a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite; 2,2'-azobis-2-amidino Examples include azo initiators such as propane dihydrochloride. The amount of the radical polymerization initiator used is not particularly limited, but is preferably 0.05 to 5.00% by mass, and 0.1 to 3.0% by mass with respect to 100% by mass of the monomer group that provides component (A). more preferred.

ラジカル重合反応前及び/又は得られた(A)成分を水溶化する際等に、製造安定性を向上させる目的で、アンモニアや有機アミン、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム等の一般的な中和剤で反応溶液のpH調整を行ってもよい。その場合、pHは2~11が好ましい。また、同様の目的で、金属イオン封止剤であるEDTA又はその塩等を使用することも可能である。 Prior to the radical polymerization reaction and/or when water-solubilizing the obtained component (A), for the purpose of improving production stability, common solvents such as ammonia, organic amines, potassium hydroxide, sodium hydroxide, lithium hydroxide, etc. A neutralizing agent may be used to adjust the pH of the reaction solution. In that case, the pH is preferably 2-11. For the same purpose, it is also possible to use EDTA or a salt thereof, which is a metal ion sealant.

(A)成分が酸基を有する場合には、用途に応じて適宜中和率を調整して使用され得る。ここで、中和率100%は(A)成分に含まれる酸成分と同モル数のアルカリにより中和することを示す。また中和率50%は(A)成分に含まれる酸成分に対して半分のモル数のアルカリにより中和されたことを示す。中和率は特に限定されないが、コーティング層等の形成後には中和率70~120%が好ましく、中和率80~120%がより好ましい。上記コーティング層製造後の中和度を上記範囲とすることで、酸の大半が中和された状態となり、電池内でLiイオン等と結合して、容量低下を起こすことがなくなるため好ましい。中和塩は、Li塩、Na塩、K塩、アンモニウム塩、Mg塩、Ca塩、Zn塩、Al塩等が例示される。 When the component (A) has an acid group, it can be used by appropriately adjusting the neutralization rate depending on the application. Here, a neutralization rate of 100% indicates neutralization with the same molar number of alkali as the acid component contained in component (A). A neutralization rate of 50% indicates that half the number of moles of the acid component contained in component (A) was neutralized with alkali. Although the neutralization rate is not particularly limited, the neutralization rate is preferably 70 to 120%, more preferably 80 to 120%, after forming the coating layer or the like. By setting the degree of neutralization after the production of the coating layer to the above range, most of the acid is neutralized, which is preferable because it does not bind with Li ions and the like in the battery to cause a decrease in capacity. Examples of neutralized salts include Li salts, Na salts, K salts, ammonium salts, Mg salts, Ca salts, Zn salts, Al salts and the like.

<(A)成分の物性>
(A)成分の重量平均分子量(Mw)は特に限定されないが、重量平均分子量(Mw)の上限は、600万、550万、500万、450万、400万、350万、300万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万等が例示され、下限は、550万、500万、450万、400万、350万、300万、290万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万、35万、30万等が例示される。1つの実施形態において、リチウムイオン電池用スラリーの分散安定性の観点から(A)成分の重量平均分子量(Mw)は30万~600万が好ましく、35万~600万がより好ましい。
<Physical properties of component (A)>
The weight average molecular weight (Mw) of component (A) is not particularly limited, but the upper limit of the weight average molecular weight (Mw) is 6 million, 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 2.5 million. , 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000, 900,000, 850,000, 800,000, 750,000, 700,000, 650,000, 600,000, 550,000, 500,000, 450,000, 400,000, etc. are exemplified, The lower limit is 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 2.9 million, 2.5 million, 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000, 900,000, 850,000, 800,000, 750,000 , 700,000, 650,000, 600,000, 550,000, 500,000, 450,000, 400,000, 350,000, 300,000 and the like are exemplified. In one embodiment, the weight average molecular weight (Mw) of component (A) is preferably 300,000 to 6,000,000, more preferably 350,000 to 6,000,000, from the viewpoint of dispersion stability of slurry for lithium ion batteries.

(A)成分の数平均分子量(Mn)の上限は、600万、550万、500万、450万、400万、350万、300万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万、30万、20万、10万、5万等が例示され、下限は、550万、500万、450万、400万、350万、300万、290万、250万、200万、150万、100万、95万、90万、85万、80万、75万、70万、65万、60万、55万、50万、45万、40万、35万、30万、20万、10万、5万、1万等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分の数平均分子量(Mn)は、1万以上が好ましい。 The upper limit of the number average molecular weight (Mn) of component (A) is 6 million, 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 2.5 million, 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000. , 900,000, 850,000, 800,000, 750,000, 700,000, 650,000, 600,000, 550,000, 500,000, 450,000, 400,000, 300,000, 200,000, 100,000, 50,000, etc. The lower limit is 5.5 million, 5 million, 4.5 million, 4 million, 3.5 million, 3 million, 2.9 million, 2.5 million, 2 million, 1.5 million, 1 million, 950,000, 900,000, 850,000, 800,000, 750,000 . In one embodiment, the number average molecular weight (Mn) of component (A) is preferably 10,000 or more.

重量平均分子量及び数平均分子量は、例えばゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により適切な溶媒下で測定したポリアクリル酸換算値として求められ得る。 The weight-average molecular weight and number-average molecular weight can be determined, for example, as polyacrylic acid conversion values measured under an appropriate solvent by gel permeation chromatography (GPC).

(A)成分のB型粘度は特に限定されないが、その上限は、10万、9万、8万、7万、6万、5万、4万、3万、2万、1万、9000、8000、7000、6000、5000、4000、3000、2000mPa・s等が例示され、下限は、9万、8万、7万、6万、5万、4万、3万、2万、1万、9000、8000、7000、6000、5000、4000、3000、2000、1000mPa・s等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分のB型粘度の範囲は1000~10万mPa・sが好ましい。なお、B型粘度は東機産業株式会社製 製品名「B型粘度計モデルBM」等のB型粘度計により測定される。 The B-type viscosity of component (A) is not particularly limited, but its upper limit is 8000, 7000, 6000, 5000, 4000, 3000, 2000 mPa s, etc. are exemplified, and the lower limits are 90,000, 80,000, 70,000, 60,000, 50,000, 40,000, 30,000, 20,000, 10,000, 9000, 8000, 7000, 6000, 5000, 4000, 3000, 2000, 1000 mPa·s and the like are exemplified. In one embodiment, the B-type viscosity of component (A) is preferably in the range of 1,000 to 100,000 mPa·s. The B-type viscosity is measured by a B-type viscometer such as "B-type viscometer model BM" manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.

(A)成分のゲル分率は特に限定されないが、(A)成分のゲル分率の上限は、99.9%、95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%が例示され、下限は95%、90%、85%、80%、75%、70%、65%、60%、55%、50%等が例示される。1つの実施形態において、(A)成分のゲル分率は、50%以上が好ましく、55%以上がより好ましい。 The gel fraction of component (A) is not particularly limited. %, 60%, and the lower limit is exemplified by 95%, 90%, 85%, 80%, 75%, 70%, 65%, 60%, 55%, 50%. In one embodiment, the gel fraction of component (A) is preferably 50% or higher, more preferably 55% or higher.

なお、ゲル分率とは下記式
ゲル分率(%)={溶液中の不溶物残渣(g)/溶液中の固形分の質量(g)}×100
により算出される値である。
The gel fraction is defined by the following formula: gel fraction (%) = {residual insoluble matter in solution (g) / mass of solid content in solution (g)} x 100
It is a value calculated by

<水溶性架橋剤(A1):(A1)成分ともいう)
本発明の水溶性架橋剤(A1)は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に存在するN-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来のアミド基(-C(=O)NHR-)との熱架橋反応に優れた官能基を有し、室温状態では架橋せず安定に存在する潜在性を有しているものが好ましい。つまり、水溶性架橋剤(A1)はスラリーの状態では、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)とは架橋せず安定に存在し、スラリー塗布後の上記スラリーの層(コーティング層)の乾燥時、あるいは熱プレスにおいて水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を熱架橋させる働きを担う。なお、上記はあくまでも1つの説であり、本発明が上記説に拘束されることを意図するものではない。
<Water-soluble cross-linking agent (A1): Also referred to as (A1) component)
The water-soluble cross-linking agent (A1) of the present invention is an amide group (-C ( =O) NHR-) having a functional group excellent in thermal cross-linking reaction and having the potential to exist stably without cross-linking at room temperature is preferred. In other words, the water-soluble cross-linking agent (A1) in the slurry state stably exists without cross-linking with the water-soluble poly(meth)acrylamide (A), and when the slurry layer (coating layer) after slurry application is dried, Alternatively, it serves to thermally crosslink the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) in hot press. In addition, the above is just one theory, and the present invention is not intended to be bound by the above theory.

1つの実施形態において、水溶性架橋剤(A1)はホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メチロールメラミン樹脂からなる群から少なくとも一つを選択して使用する。 In one embodiment, the water-soluble cross-linking agent (A1) is selected from at least one selected from the group consisting of formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea-formaldehyde resin, and methylolmelamine resin.

水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に対する水溶性架橋剤(A1)の含有量は特に限定されない。水溶性架橋剤(A1)の含有量の上限は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)100質量%に対して、3、2.9、2、1、0.5、0.1,0.01、0.005質量%等が例示され、下限は、2.9、2.5、2、1、0.5、0.1,0.01、0.005、0.001質量%等が例示される。1つの実施形態において、耐スプリングバック性及び電極の製造性の観点、並びに/又はセラミック微粒子の基材密着性及びセパレータの製造性の観点から0.001~3質量%が好ましく、水溶性架橋剤(A1)の添加効果並びに電極活物質粒子及び/又はセラミック微粒子の凝集粒形成の防止等の観点から0.01~2.9質量%がより好ましい。 The content of the water-soluble cross-linking agent (A1) relative to the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) is not particularly limited. The upper limit of the content of the water-soluble cross-linking agent (A1) is 3, 2.9, 2, 1, 0.5, 0.1, 0 with respect to 100% by mass of the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) 0.01, 0.005% by mass, etc., and the lower limits are 2.9, 2.5, 2, 1, 0.5, 0.1, 0.01, 0.005, 0.001% by mass, etc. are exemplified. In one embodiment, 0.001 to 3% by mass is preferable from the viewpoint of springback resistance and electrode manufacturability, and/or from the viewpoint of substrate adhesion of ceramic fine particles and separator manufacturability, and a water-soluble cross-linking agent 0.01 to 2.9% by mass is more preferable from the viewpoint of the effect of addition of (A1) and prevention of formation of agglomerates of electrode active material particles and/or ceramic fine particles.

水は、超純水、純水、蒸留水、イオン交換水、及び水道水等が例示される。 Examples of water include ultrapure water, pure water, distilled water, ion-exchanged water, and tap water.

<電極活物質(B):(B)成分ともいう>
1つの実施形態において、上記リチウムイオン電池用スラリーは、電極活物質(B)を含む。電極活物質は、負極活物質、正極活物質が例示される。
<Electrode active material (B): Also referred to as component (B)>
In one embodiment, the lithium ion battery slurry contains an electrode active material (B). The electrode active material is exemplified by a negative electrode active material and a positive electrode active material.

負極活物質は、リチウムを可逆的に吸蔵及び放出できるものであれば特に制限されず、目的とするリチウムイオン電池の種類により適宜適当な材料を選択でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。負極活物質は、炭素材料、並びにシリコン材料、リチウム原子を含む酸化物、鉛化合物、錫化合物、砒素化合物、アンチモン化合物、及びアルミニウム化合物等のリチウムと合金化する材料等が例示される。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly absorb and release lithium, and an appropriate material can be selected according to the type of lithium ion battery to be used. The above may be used in combination. Examples of negative electrode active materials include carbon materials, silicon materials, oxides containing lithium atoms, lead compounds, tin compounds, arsenic compounds, antimony compounds, aluminum compounds, and other materials that are alloyed with lithium.

上記炭素材料は、高結晶性カーボンであるグラファイト(黒鉛ともいい、天然グラファイト、人造グラファイト等が例示される)、低結晶性カーボン(ソフトカーボン、ハードカーボン)、カーボンブラック(ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック等)、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンフィブリル、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、ピッチ系炭素繊維等が例示される。 The above carbon materials include graphite (also known as graphite, exemplified by natural graphite, artificial graphite, etc.), which is highly crystalline carbon, low crystalline carbon (soft carbon, hard carbon), carbon black (ketjen black, acetylene black). , channel black, lamp black, oil furnace black, thermal black, etc.), fullerenes, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, carbon fibrils, mesocarbon microbeads (MCMB), pitch-based carbon fibers, and the like.

上記シリコン材料は、シリコン、シリコンオキサイド、シリコン合金に加え、SiC、SiO(0<x≦3、0<y≦5)、Si、SiO、SiO(0<x≦2)で表記されるシリコンオキサイド複合体(例えば特開2004-185810号公報や特開2005-259697号公報に記載されている材料等)、特開2004-185810号公報に記載されたシリコン材料等が例示される。また、特許第5390336号、特許第5903761号に記載されたシリコン材料を用いても良い。 In addition to silicon, silicon oxide, and silicon alloys, the silicon materials include SiC, SiOxCy (0< x ≦3, 0< y5 ), Si3N4 , Si2N2O , SiOx ( 0 <x ≤ 2) silicon oxide composites (for example, materials described in JP-A-2004-185810 and JP-A-2005-259697), JP-A-2004-185810 described A silicon material or the like is exemplified. Silicon materials described in Japanese Patent No. 5390336 and Japanese Patent No. 5903761 may also be used.

上記シリコンオキサイドは、組成式SiO(0<x<2、好ましくは0.1≦x≦1)で表されるシリコンオキサイドが好ましい。 The silicon oxide is preferably a silicon oxide represented by a composition formula of SiO x (0<x<2, preferably 0.1≦x≦1).

上記シリコン合金は、ケイ素と、チタン、ジルコニウム、ニッケル、銅、鉄及びモリブデンよりなる群から選ばれる少なくとも一種の遷移金属との合金が好ましい。これらの遷移金属のシリコン合金は、高い電子伝導度を有し、かつ高い強度を有することから好ましい。シリコン合金は、ケイ素-ニッケル合金又はケイ素-チタン合金がより好ましく、ケイ素-チタン合金が特に好ましい。シリコン合金におけるケイ素の含有割合は、上記合金中の金属元素100モル%に対して10モル%以上が好ましく、20~70モル%がより好ましい。なお、シリコン材料は、単結晶、多結晶及び非晶質のいずれであってもよい。 The silicon alloy is preferably an alloy of silicon and at least one transition metal selected from the group consisting of titanium, zirconium, nickel, copper, iron and molybdenum. Silicon alloys of these transition metals are preferred because they have high electronic conductivity and high strength. Silicon alloys are more preferably silicon-nickel alloys or silicon-titanium alloys, and particularly preferably silicon-titanium alloys. The content of silicon in the silicon alloy is preferably 10 mol % or more, more preferably 20 to 70 mol %, based on 100 mol % of the metal element in the alloy. Note that the silicon material may be monocrystalline, polycrystalline, or amorphous.

また、電極活物質としてシリコン材料を用いる場合には、シリコン材料以外の電極活物質を併用してもよい。このような電極活物質は、上記の炭素材料;ポリアセン等の導電性高分子;A(Aはアルカリ金属又は遷移金属、Bはコバルト、ニッケル、アルミニウム、スズ、マンガン等の遷移金属から選択される少なくとも一種、Oは酸素原子を表し、X、Y及びZはそれぞれ0.05<X<1.10、0.85<Y<4.00、1.5<Z<5.00の範囲の数である。)で表される複合金属酸化物や、その他の金属酸化物等が例示される。電極活物質としてシリコン材料を用いる場合は、リチウムの吸蔵及び放出に伴う体積変化が小さいことから、炭素材料を併用することが好ましい。 Moreover, when using a silicon material as an electrode active material, you may use electrode active materials other than a silicon material together. Such an electrode active material includes the above-described carbon materials; conductive polymers such as polyacene; A X B Y O Z (A is an alkali metal or transition metal; At least one selected from metals, O represents an oxygen atom, and X, Y and Z are 0.05<X<1.10, 0.85<Y<4.00, 1.5<Z<5. is a number in the range of 00.) and other metal oxides. When a silicon material is used as the electrode active material, it is preferable to use a carbon material together because the volume change associated with the absorption and release of lithium is small.

上記リチウム原子を含む酸化物は、三元系ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、リチウム-マンガン複合酸化物(LiMn等)、リチウム-ニッケル複合酸化物(LiNiO等)、リチウム-コバルト複合酸化物(LiCoO等)、リチウム-鉄複合酸化物(LiFeO等)、リチウム-ニッケル-マンガン複合酸化物(LiNi0.5Mn0.5等)、リチウム-ニッケル-コバルト複合酸化物(LiNi0.8Co0.2等)、リチウム-遷移金属リン酸化合物(LiFePO等)、及びリチウム-遷移金属硫酸化合物(LiFe(SO)、リチウム-チタン複合酸化物(チタン酸リチウム:LiTi12)等のリチウム-遷移金属複合酸化物、及びその他の従来公知の電極活物質等が例示される。 The above oxides containing lithium atoms include ternary nickel-cobalt lithium manganate, lithium-manganese composite oxides (LiMn 2 O 4 etc.), lithium-nickel composite oxides (LiNiO 2 etc.), lithium-cobalt composite oxides. (LiCoO2, etc.), lithium-iron composite oxides ( LiFeO2 , etc.), lithium - nickel-manganese composite oxides ( LiNi0.5Mn0.5O2 , etc.), lithium - nickel-cobalt composite oxides (LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 etc.), lithium-transition metal phosphate compounds (LiFePO 4 etc.), and lithium-transition metal sulfate compounds (Li x Fe 2 (SO 4 ) 3 ), lithium-titanium composite oxides Lithium-transition metal composite oxides such as (lithium titanate: Li 4 Ti 5 O 12 ) and other conventionally known electrode active materials are exemplified.

本発明の効果が顕著に発揮されるという観点から、炭素材料及び/又はリチウムと合金化する材料を電極活物質中に好ましくは50質量%以上、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上、特に好ましくは100質量%含む。 From the viewpoint that the effects of the present invention are exhibited remarkably, the electrode active material preferably contains 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and still more preferably 90% by mass of the carbon material and/or the material that is alloyed with lithium. % by mass or more, particularly preferably 100% by mass.

正極活物質は、無機化合物を含む活物質と有機化合物を含む活物質とに大別される。正極活物質に含まれる無機化合物は、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物等が例示される。上記遷移金属は、Fe、Co、Ni、Mn、Al等が例示される。正極活物質に使用される無機化合物は、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiNi1/2Mn3/2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3、Li[Li0.1Al0.1Mn1.9]O、LiFeVO等のリチウム含有複合金属酸化物;TiS、TiS、非晶質MoS等の遷移金属硫化物;Cu、非晶質VO-P、MoO、V、V13等の遷移金属酸化物等が例示される。これらの化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。正極活物質に含まれる有機化合物は、ポリアセチレン、ポリ-p-フェニレン等の導電性重合体等が例示される。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、これらの化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。これらの中でも実用性、電気特性、長寿命の点で、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiNi1/2Mn3/2、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3、Li[Li0.1Al0.1Mn1.9]Oが好ましい。 Positive electrode active materials are roughly classified into active materials containing inorganic compounds and active materials containing organic compounds. Examples of inorganic compounds contained in the positive electrode active material include transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals, and transition metal sulfides. Examples of the transition metals include Fe, Co, Ni, Mn, and Al. Inorganic compounds used for the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiNi 1/2 Mn 3/2 O 4 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/ Lithium - containing composite metal oxides such as 3O2 , Li[ Li0.1Al0.1Mn1.9 ] O4 and LiFeVO4 ; Transition metal sulfides such as TiS2 , TiS3 and amorphous MoS2 transition metal oxides such as Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O—P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 and V 6 O 13 ; These compounds may be partially elementally substituted. Examples of the organic compound contained in the positive electrode active material include conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene. An iron-based oxide with poor electrical conductivity may be used as an electrode active material covered with a carbon material by allowing a carbon source material to exist during reduction firing. Also, these compounds may be partially element-substituted. Among these, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiNi 1/2 Mn 3/2 O 4 , LiCo 1/3 Ni 1/ 3Mn1 / 3O2 , Li[ Li0.1Al0.1Mn1.9 ] O4 are preferred .

電極活物質の形状は特に制限されず、微粒子状、薄膜状等の任意の形状であってよいが、微粒子状が好ましい。電極活物質の平均粒子径は特に制限されないが、その上限は、50、45、40、35、30、25、20、15、10、5、4、3、2.9、2、1、0.5、0.1μm等が例示され、下限は、45、40、35、30、25、20、15、10、5、4、3、2.9、2、1、0.5、0.1μm等が例示される。1つの実施形態において、均一で薄い塗膜を形成する観点、より具体的には0.1μm以上であればハンドリング性が良好であり、50μm以下であれば電極の塗布が容易であることから、電極活物質の平均粒子径は0.1~50μmが好ましく、0.1~45μmがより好ましく、1~10μmがさらに好ましく、5μmが特に好ましい。 The shape of the electrode active material is not particularly limited, and may be any shape such as fine particles or thin film, but fine particles are preferred. The average particle size of the electrode active material is not particularly limited, but the upper limit is 50, 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2.9, 2, 1, 0 0.5, 0.1 μm, etc., and the lower limits are 45, 40, 35, 30, 25, 20, 15, 10, 5, 4, 3, 2.9, 2, 1, 0.5, 0.5 μm, etc. 1 μm and the like are exemplified. In one embodiment, from the viewpoint of forming a uniform and thin coating film, more specifically, if it is 0.1 μm or more, it is easy to handle, and if it is 50 μm or less, it is easy to apply the electrode. The average particle size of the electrode active material is preferably 0.1-50 μm, more preferably 0.1-45 μm, even more preferably 1-10 μm, and particularly preferably 5 μm.

本開示において「粒子径」は、粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離を意味する(以下同様)。また本開示において「平均粒子径」は、特に言及のない限り、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数~数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする(以下同様)。 In the present disclosure, the "particle diameter" means the maximum distance among the distances between any two points on the contour line of the particle (the same shall apply hereinafter). In the present disclosure, unless otherwise specified, the "average particle size" refers to particles observed in several to several tens of fields using observation means such as scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscope (TEM). The value calculated as the average particle size of is adopted (the same applies hereinafter).

上記スラリーにおける電極活物質(B)100質量%に対する(A)成分の含有量の上限は、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5質量%等が例示され、下限は、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5、1質量%等が例示される。1つの実施形態において、電極活物質(B)100質量%に対する(A)成分の含有量が、1~15質量%が好ましい。 The upper limit of the content of component (A) with respect to 100% by mass of the electrode active material (B) in the slurry is 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5% by mass, etc., and the lower limits are 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5, 1% by mass, etc. exemplified. In one embodiment, the content of component (A) with respect to 100% by mass of electrode active material (B) is preferably 1 to 15% by mass.

1つの実施形態において、電極活物質におけるシリコン又はシリコンオキサイドの含有量はリチウムイオン電池の電池容量を高める観点から電極活物質100質量%に対し、20質量%以上(例えば、30質量%以上、40質量%以上、50質量%以上、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、100質量%)が好ましい。 In one embodiment, the content of silicon or silicon oxide in the electrode active material is 20% by mass or more (e.g., 30% by mass or more, 40% by mass, or % by mass, 50% by mass or more, 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, 100% by mass).

1つの実施形態において、導電助剤が上記スラリーに含まれ得る。導電助剤は、気相成長炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ(CNT)、カーボンナノファイバー(CNF)等の繊維状炭素、黒鉛粒子、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等のカーボンブラック、平均粒径10μm以下のCu、Ni、Al、Si又はこれらの合金からなる微粉末等が例示される。導電助剤の含有量は特に限定されないが、電極活物質成分に対して0~10質量%が好ましく、0.5~6質量%がより好ましい。 In one embodiment, a conductive aid may be included in the slurry. Conductive agents include fibrous carbon such as vapor-grown carbon fiber (VGCF), carbon nanotube (CNT), carbon nanofiber (CNF), graphite particles, carbon black such as acetylene black, ketjen black, furnace black, average Fine powders of Cu, Ni, Al, Si or alloys thereof having a particle size of 10 μm or less are exemplified. The content of the conductive aid is not particularly limited, but is preferably 0 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 6% by mass, based on the electrode active material component.

<セラミック微粒子(C):(C)成分ともいう>
1つの実施形態において、上記リチウムイオン電池用スラリーは、セラミック微粒子(C)を含む。セラミック微粒子は、多孔質のポリオレフィン樹脂基材、プラスチック不織布、電極材料の活物質側にコーティングされる成分であり、このセラミック微粒子同士の隙間が孔を形成し得る。セラミック微粒子が非導電性を有するので、絶縁性にでき、そのため、リチウムイオン電池における短絡を防止し得る。また、通常、セラミック微粒子は高い剛性を有するため、リチウムイオン電池用セパレータの機械的強度を高め得る。そのため、熱によって多孔質のポリオレフィン樹脂基材、プラスチック不織布に収縮しようとする応力が生じた場合でも、リチウムイオン電池用セパレータは、その応力に耐え得る。結果、多孔質のポリオレフィン樹脂基材、プラスチック不織布の収縮による短絡の発生を防止し得る。
<Ceramic fine particles (C): Also referred to as component (C)>
In one embodiment, the lithium ion battery slurry contains ceramic fine particles (C). The ceramic fine particles are a component that is coated on the active material side of the porous polyolefin resin base material, the plastic nonwoven fabric, and the electrode material, and the gaps between the ceramic fine particles can form pores. Since the ceramic particulates are non-conductive, they can be made insulating, thus preventing short circuits in lithium-ion batteries. In addition, since ceramic fine particles usually have high rigidity, they can increase the mechanical strength of the lithium-ion battery separator. Therefore, even when heat causes shrinkage stress in the porous polyolefin resin base material and plastic non-woven fabric, the lithium-ion battery separator can withstand the stress. As a result, it is possible to prevent the occurrence of short circuits due to shrinkage of the porous polyolefin resin substrate and plastic nonwoven fabric.

セラミック微粒子を用いることにより、水中での分散安定性に優れ、リチウムイオン電池用スラリーにおいて沈降し難く、均一なスラリー状態を長時間維持し得る。また、セラミック微粒子を用いると、耐熱性が高くなり得る。なお、セラミック微粒子は、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。 By using the ceramic fine particles, the dispersion stability in water is excellent, the slurry for lithium ion batteries is less likely to settle, and a uniform slurry state can be maintained for a long period of time. Also, the use of ceramic fine particles can increase the heat resistance. The ceramic fine particles may be used singly or in combination of two or more.

セラミック微粒子の材料は、電気化学的に安定な材料が好ましい。このような観点から、セラミック微粒子は、酸化物粒子、窒化物粒子、共有結合性結晶粒子、難溶性イオン結晶粒子、粘土微粒子等が例示される。
酸化物粒子は、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化アルミニウムの水和物(ベーマイト(AlOOH)、ギブサイト(Al(OH))、ベークライト、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化マグネシウム(マグネシア)、水酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化チタン(チタニア)、BaTiO、ZrO、アルミナ-シリカ複合酸化物等が例示される。
窒化物粒子は、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化硼素等が例示される。
共有結合性結晶粒子は、シリコン、ダイヤモンド等が例示される。
難溶性イオン結晶粒子は、硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等が例示される。
粘土微粒子はシリカ、タルク、モンモリロナイト等の粘土微粒子等が例示される。
これらの中でも、吸水性が低く耐熱性に優れる観点からベーマイト、アルミナ、酸化マグネシウム及び硫酸バリウムが好ましく、ベーマイトがより好ましい。
The material of the ceramic fine particles is preferably an electrochemically stable material. From this point of view, ceramic fine particles are exemplified by oxide particles, nitride particles, covalent crystal particles, poorly soluble ion crystal particles, clay fine particles and the like.
Oxide particles include aluminum oxide (alumina), aluminum oxide hydrates (boehmite (AlOOH), gibbsite (Al(OH) 3 ), bakelite, iron oxide, silicon oxide, magnesium oxide (magnesia), magnesium hydroxide, Examples include calcium oxide, titanium oxide (titania), BaTiO 3 , ZrO, and alumina-silica composite oxides.
Nitride particles are exemplified by aluminum nitride, silicon nitride, boron nitride and the like.
Covalent crystal particles are exemplified by silicon, diamond and the like.
Poorly soluble ionic crystal particles are exemplified by barium sulfate, calcium fluoride, barium fluoride and the like.
Clay fine particles are exemplified by silica, talc, montmorillonite and other clay fine particles.
Among these, boehmite, alumina, magnesium oxide and barium sulfate are preferable, and boehmite is more preferable, from the viewpoint of low water absorption and excellent heat resistance.

セラミック微粒子の平均粒子径の上限は、30、25、20、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05μm等が例示され、下限は、25、20、15、10、5、1、0.5、0.1、0.05、0.01μm等が例示される。1つの実施形態において、セラミック微粒子の平均粒子径は、0.01~30μmが好ましい。 The upper limit of the average particle size of the ceramic fine particles is 30, 25, 20, 15, 10, 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05 μm, etc., and the lower limit is 25, 20, 15, 10 μm. , 5, 1, 0.5, 0.1, 0.05, 0.01 μm, and the like. In one embodiment, the average particle size of the ceramic fine particles is preferably 0.01 to 30 μm.

上記スラリー100質量%に対するセラミック微粒子(C)の含有量の上限は、99.9、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2質量%等が例示され、下限は、95、90、80、70、60、50、40、30、20、10、5、1、0.5、0.2、0.1質量%等が例示される。1つの実施形態において、スラリー100質量%に対し、セラミック微粒子(C)を0.1~99.9質量%含む。 The upper limit of the content of the ceramic fine particles (C) with respect to 100% by mass of the slurry is Examples include 0.2% by mass, and the lower limits are 95, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 5, 1, 0.5, 0.2, 0.1% by mass. etc. are exemplified. In one embodiment, the slurry contains 0.1 to 99.9% by mass of ceramic fine particles (C) with respect to 100% by mass.

上記スラリーにおけるセラミック微粒子(C)100質量%に対する(A)成分の含有量の上限は、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5質量%等が例示され、下限は、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4、3、2、1.5、1質量%等が例示される。1つの実施形態において、セラミック微粒子(C)100質量%に対する(A)成分の含有量が、1~15質量%が好ましく、1.5~14質量%がより好ましく、2~12質量%がさらに好ましい。このような含有量とすることにより、密着性により優れ、しかも抵抗が小さく充放電特性により優れたリチウムイオン電池セパレータが製造され得る。 The upper limit of the content of component (A) relative to 100% by mass of ceramic fine particles (C) in the slurry is 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2. , 1.5% by mass, etc., and the lower limit is exemplified by 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1.5, 1% by mass, etc. be done. In one embodiment, the content of component (A) relative to 100% by mass of ceramic fine particles (C) is preferably 1 to 15% by mass, more preferably 1.5 to 14% by mass, and further 2 to 12% by mass. preferable. With such a content, it is possible to manufacture a lithium-ion battery separator having excellent adhesion, low resistance, and excellent charge-discharge characteristics.

<スラリー粘度調整溶媒>
スラリー粘度調整溶媒は、特に制限されることはないが、80~350℃の標準沸点を有する非水系媒体を含めてよい。スラリー粘度調整溶媒は単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。スラリー粘度調整溶媒は、N-メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド溶媒;トルエン、キシレン、n-ドデカン、テトラリン等の炭化水素溶媒;メタノール、エタノール、2-プロパノール、イソプロピルアルコール、2-エチル-1-ヘキサノール、1-ノナノール、ラウリルアルコール等のアルコール溶媒;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ホロン、アセトフェノン、イソホロン等のケトン溶媒;ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル溶媒;酢酸ベンジル、酪酸イソペンチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等のエステル溶媒;o-トルイジン、m-トルイジン、p-トルイジン等のアミン溶媒;γ-ブチロラクトン、δ-ブチロラクトン等のラクトン;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン溶媒;水等が例示される。これらの中でも、塗布作業性の点より、N-メチルピロリドンが好ましい。上記非水系媒体の含有量は特に限定されないが、上記スラリー100質量%に対し0~10質量%が好ましい。
<Slurry viscosity adjusting solvent>
The slurry viscosity adjusting solvent may include, but is not limited to, non-aqueous media having a normal boiling point of 80-350°C. The slurry viscosity adjusting solvent may be used alone or in combination of two or more. Slurry viscosity adjusting solvents include amide solvents such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide; hydrocarbon solvents such as toluene, xylene, n-dodecane and tetralin; methanol, ethanol, 2-propanol and isopropyl alcohol. , 2-ethyl-1-hexanol, 1-nonanol, alcohol solvents such as lauryl alcohol; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, holone, acetophenone, isophorone; ether solvents such as dioxane, tetrahydrofuran (THF); benzyl acetate, ester solvents such as isopentyl butyrate, methyl lactate, ethyl lactate, and butyl lactate; amine solvents such as o-toluidine, m-toluidine and p-toluidine; lactones such as γ-butyrolactone and δ-butyrolactone; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane Sulfone solvent; water and the like are exemplified. Among these, N-methylpyrrolidone is preferable from the viewpoint of coating workability. The content of the non-aqueous medium is not particularly limited, but is preferably 0 to 10% by mass with respect to 100% by mass of the slurry.

<添加剤>
上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーは、(A)成分、(A1)成分、(B)成分、(C)成分、水、導電助剤、スラリー粘度調整溶媒のいずれにも該当しないものを添加剤として含み得る。
<Additive>
The slurry for the thermally crosslinked lithium ion battery is added with a component that does not fall under any of the (A) component, (A1) component, (B) component, (C) component, water, conductive aid, and slurry viscosity adjusting solvent. as an agent.

添加剤は、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、増粘剤、分散体(エマルジョン)、架橋剤等が例示される。 Examples of additives include dispersants, leveling agents, antioxidants, thickeners, dispersions (emulsions), cross-linking agents and the like.

添加剤の含有量は、(A)成分100質量%に対し、0~5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。 The content of the additive is exemplified by 0 to 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.1% by mass, less than 0.01% by mass, and 0% by mass with respect to 100% by mass of component (A). .

添加剤の含有量は、(A1)成分100質量%に対し、0~5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。 The content of the additive is exemplified by 0 to 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.1% by mass, less than 0.01% by mass, and 0% by mass with respect to 100% by mass of component (A1). .

添加剤の含有量は、(B)成分又は(C)成分100質量%に対し、0~5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。 The content of the additive is 0 to 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.1% by mass, less than 0.01% by mass, or 0% by mass with respect to 100% by mass of component (B) or component (C) etc. are exemplified.

添加剤の含有量は、上記スラリー水溶液100質量%に対し、0~5質量%、1質量%未満、0.1質量%未満、0.01質量%未満、0質量%等が例示される。 The content of the additive is exemplified by 0 to 5% by mass, less than 1% by mass, less than 0.1% by mass, less than 0.01% by mass, and 0% by mass with respect to 100% by mass of the slurry aqueous solution.

分散剤は、アニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子化合物等が例示される。 Dispersants are exemplified by anionic compounds, cationic compounds, nonionic compounds, polymer compounds and the like.

レベリング剤は、アルキル系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤、金属系界面活性剤等の界面活性剤等が例示される。界面活性剤を用いることにより、塗工時に発生するはじきを防止し、上記スラリーの層(コーティング層)の平滑性を向上させ得る。 Examples of the leveling agent include surfactants such as alkyl-based surfactants, silicon-based surfactants, fluorine-based surfactants, and metal-based surfactants. By using a surfactant, repelling that occurs during coating can be prevented, and the smoothness of the slurry layer (coating layer) can be improved.

酸化防止剤は、フェノール化合物、ハイドロキノン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物、フェニレンジアミン化合物、ポリマー型フェノール化合物等が例示される。ポリマー型フェノール化合物は、分子内にフェノール構造を有する重合体である。ポリマー型フェノール化合物の重量平均分子量は200~1000が好ましく、600~700がより好ましい。 Examples of antioxidants include phenol compounds, hydroquinone compounds, organic phosphorus compounds, sulfur compounds, phenylenediamine compounds, polymer-type phenol compounds, and the like. A polymer-type phenol compound is a polymer having a phenol structure in its molecule. The weight average molecular weight of the polymer-type phenol compound is preferably 200-1000, more preferably 600-700.

増粘剤は、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース系ポリマー及びこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリ(メタ)アクリル酸及びこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリビニルアルコール、アクリル酸又はアクリル酸塩とビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸又はマレイン酸若しくはフマル酸とビニルアルコールの共重合体等のポリビニルアルコール類;ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリアクリル酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体水素化物等が例示される。 Thickeners include cellulosic polymers such as carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, ammonium salts and alkali metal salts thereof; (modified) poly(meth)acrylic acid and ammonium salts and alkali metal salts thereof; (modified) Polyvinyl alcohols such as polyvinyl alcohol, copolymers of acrylic acid or acrylate and vinyl alcohol, maleic anhydride or copolymers of maleic acid or fumaric acid and vinyl alcohol; polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, modified poly Examples include acrylic acid, oxidized starch, phosphate starch, casein, various modified starches, acrylonitrile-butadiene copolymer hydrides, and the like.

分散体(エマルジョン)は、スチレン-ブタジエン系共重合体ラテックス、ポリスチレン系重合体ラテックス、ポリブタジエン系重合体ラテックス、アクリロニトリル-ブタジエン系共重合体ラテックス、ポリウレタン系重合体ラテックス、ポリメチルメタクリレート系重合体ラテックス、メチルメタクリレート-ブタジエン系共重合体ラテックス、ポリアクリレート系重合体ラテックス、塩化ビニル系重合体ラテックス、酢酸ビニル系重合体エマルジョン、酢酸ビニル-エチレン系共重合体エマルジョン、ポリエチレンエマルジョン、カルボキシ変性スチレンブタジエン共重合樹脂エマルジョン、アクリル樹脂エマルジョン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド(PA)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、芳香族ポリアミド、アルギン酸とその塩、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、エチレン-テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE)等が例示される。 Dispersions (emulsions) include styrene-butadiene copolymer latex, polystyrene polymer latex, polybutadiene polymer latex, acrylonitrile-butadiene copolymer latex, polyurethane polymer latex, and polymethyl methacrylate polymer latex. , methyl methacrylate-butadiene copolymer latex, polyacrylate polymer latex, vinyl chloride polymer latex, vinyl acetate polymer emulsion, vinyl acetate-ethylene copolymer emulsion, polyethylene emulsion, carboxy-modified styrene-butadiene copolymer Polymerized resin emulsion, acrylic resin emulsion, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyamide (PA), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), aromatic polyamide, alginic acid and its salts, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoro Ethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), ethylene-tetrafluoroethylene copolymer (ETFE) and the like are exemplified. .

架橋剤は、ホルムアルデヒド、グリオキサール、ヘキサメチレンテトラミン、尿素ホルムアルデヒド樹脂、メチロールメラミン樹脂、カルボジイミド化合物、多官能エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、多官能ヒドラジド化合物、イソシアネート化合物、メラミン化合物、尿素化合物、及びこれらの混合物が例示される。 Crosslinking agents include formaldehyde, glyoxal, hexamethylenetetramine, urea formaldehyde resins, methylolmelamine resins, carbodiimide compounds, polyfunctional epoxy compounds, oxazoline compounds, polyfunctional hydrazide compounds, isocyanate compounds, melamine compounds, urea compounds, and mixtures thereof. exemplified.

上記リチウムイオン電池用スラリーは、(A)成分以外のバインダーが含まれても構わないが、全バインダー中の(A)成分の含有量は、90質量%以上(例えば、91、95、98、99質量%以上、100質量%)が好ましい。 The lithium ion battery slurry may contain a binder other than the component (A), but the content of the component (A) in the total binder is 90% by mass or more (e.g., 91, 95, 98, 99 mass % or more, 100 mass %) is preferable.

なお、(A)成分以外のバインダーは、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよく、フッ素系樹脂(ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、不飽和結合を有する重合体(スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム等)、アクリル酸系重合体(アクリル酸共重合体、メタクリル酸共重合体)、カルボキシメチルセルロース塩、ポリビニルアルコール共重合体、ポリビニルピロリドン等が例示される。 Binders other than component (A) may be used alone or in combination of two or more. ), polymers with unsaturated bonds (styrene-butadiene rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, etc.), acrylic acid-based polymers (acrylic acid copolymers, methacrylic acid copolymers), carboxymethylcellulose salts, polyvinyl alcohol copolymers Examples include coalescence, polyvinylpyrrolidone, and the like.

上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーは、熱架橋型リチウムイオン電池電極用スラリー、熱架橋型リチウムイオン電池負極用スラリー、熱架橋型リチウムイオン電池正極用スラリー、熱架橋型リチウムイオン電池セパレータ用スラリーとして使用され得る。 The thermally crosslinked lithium ion battery slurry includes a thermally crosslinked lithium ion battery electrode slurry, a thermally crosslinked lithium ion battery negative electrode slurry, a thermally crosslinked lithium ion battery positive electrode slurry, and a thermally crosslinked lithium ion battery separator slurry. can be used as

[3.リチウムイオン電池用スラリーの製造方法]
本開示は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を含む水溶液に前記水溶性架橋剤(A1)を加える工程を含む、上記リチウムイオン電池用スラリーの製造方法を提供する。なお、本項目において記載される(A)成分等は上述したもの等が例示される。
[3. Method for producing slurry for lithium ion battery]
The present disclosure provides a method for producing the above slurry for lithium ion batteries, comprising adding the water-soluble cross-linking agent (A1) to an aqueous solution containing water-soluble poly(meth)acrylamide (A). The components (A) and the like described in this item are exemplified by those mentioned above.

1つの実施形態において、スラリー溶液を得る工程は、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)と、水溶性架橋剤(A1)、及び水、並びに電極活物質又はセラミック微粒子を加え、混合させる工程を含む。上記水溶性架橋剤(A1)を加える手法は
・水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)水溶液の製造後に混合する
・水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)水溶液に電極活物質又はセラミック微粒子を分散させた後に混合する(後添加ともいう)
の手法等が挙げられ、安定性の観点から後添加の方が好ましい。
In one embodiment, the step of obtaining a slurry solution includes adding and mixing a water-soluble poly(meth)acrylamide (A), a water-soluble cross-linking agent (A1), water, and an electrode active material or ceramic fine particles. include. The method of adding the above-mentioned water-soluble cross-linking agent (A1) is ・Mixing after the production of the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) aqueous solution ・Dispersing the electrode active material or ceramic fine particles in the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) aqueous solution Mix after mixing (also called post-addition)
and the like, and post-addition is preferable from the viewpoint of stability.

スラリーの混合手段は、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等が例示される。 Examples of slurry mixing means include ball mills, sand mills, pigment dispersers, grinders, ultrasonic dispersers, homogenizers, planetary mixers, Hobart mixers, and the like.

[4.リチウムイオン電池用電極]
本開示は、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを集電体に塗布し、熱架橋反応させることにより得られる、上記リチウムイオン電池用スラリーの乾燥物を集電体表面に有するリチウムイオン電池用電極を提供する。
[4. Electrodes for lithium-ion batteries]
The present disclosure is for a lithium ion battery having a dried product of the slurry for a lithium ion battery on the surface of the current collector, which is obtained by applying the slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery to a current collector and causing a thermal crosslinking reaction. Provide electrodes.

集電体は、各種公知のものを特に制限なく使用され得る。集電体の材質は特に限定されず、銅、鉄、アルミ、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料や、カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が例示される。集電体の形態も特に限定されず、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板等が、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が例示される。中でも、電極活物質を負極に用いる場合には集電体として銅箔が、現在工業化製品に使用されていることから好ましい。 Various known current collectors can be used without particular limitation. The material of the current collector is not particularly limited, and examples thereof include metal materials such as copper, iron, aluminum, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel, and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. The shape of the current collector is not particularly limited, and examples thereof include a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, etc. in the case of a metal material, and a carbon plate, a carbon thin film, a carbon cylinder, etc. in the case of a carbon material. Among them, when the electrode active material is used for the negative electrode, copper foil is preferable as the current collector because it is currently used in industrialized products.

塗布手段は特に限定されず、コンマコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ダイコーター、バーコーター等従来公知のコーティング装置が例示される。 The coating means is not particularly limited, and conventionally known coating devices such as a comma coater, gravure coater, micro gravure coater, die coater, and bar coater are exemplified.

乾燥手段も特に限定されず、温度は60~200℃が好ましく、100~195℃がより好ましい。雰囲気は乾燥空気又は不活性雰囲気であればよい。 The drying means is not particularly limited, and the temperature is preferably 60 to 200°C, more preferably 100 to 195°C. The atmosphere may be dry air or an inert atmosphere.

電極(硬化塗膜)の厚さは特に限定されないが、5~300μmが好ましく、10~250μmがより好ましい。上記範囲とすることにより、高密度の電流値に対する十分なLiの吸蔵・放出の機能が得られやすくなり得る。 The thickness of the electrode (cured coating film) is not particularly limited, but is preferably 5 to 300 μm, more preferably 10 to 250 μm. By setting the content in the above range, it is possible to easily obtain a sufficient Li intercalation/deintercalation function for a high-density current value.

上記リチウムイオン電池用電極は、リチウムイオン電池用正極、リチウムイオン電池用負極として用いられ得る。 The lithium ion battery electrode can be used as a lithium ion battery positive electrode and a lithium ion battery negative electrode.

[5.リチウムイオン電池用セパレータ]
本開示は、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布に塗布し乾燥させることにより得られる、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの乾燥物を多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布の表面に有するリチウムイオン電池用セパレータを提供する。
[5. Lithium ion battery separator]
The present disclosure provides a dried slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery obtained by applying the slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery to a porous polyolefin resin base material or a plastic nonwoven fabric and drying it. polyolefin resin base material or plastic non-woven fabric surface.

上記リチウムイオン電池用スラリーは、基材の片方の面だけに塗布されていてもよく、両方の面に塗布されていてもよい。 The lithium ion battery slurry may be applied to only one surface of the base material, or may be applied to both surfaces.

(多孔質のポリオレフィン樹脂基材)
1つの実施形態において、基材は、電子伝導性がなくイオン伝導性があり、有機溶媒の耐性が高い、孔径の微細な多孔質膜が好ましい。このような多孔質膜として、多孔質のポリオレフィン樹脂基材がある。多孔質のポリオレフィン樹脂基材は、ポリオレフィン及びそれらの混合物又は共重合体等の樹脂を主成分として含む微多孔膜である。多孔質のポリオレフィン樹脂基材は、塗工工程を経てポリマー層を得る場合に塗工液の塗工性に優れ、セパレータの膜厚をより薄くして、リチウムイオン電池内の活物質比率を高めて体積当たりの容量を増大させる観点から好ましい。なお、「主成分として含む」とは、50質量%を超えて含むことを意味し、好ましくは75質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、なおも更に好ましくは95質量%以上、特に好ましくは98質量%以上含み、100質量%であってもよい。
(Porous polyolefin resin substrate)
In one embodiment, the substrate is preferably a porous membrane with fine pores, which is non-electronically conductive, ionically conductive, and highly resistant to organic solvents. As such a porous membrane, there is a porous polyolefin resin substrate. The porous polyolefin resin substrate is a microporous membrane containing resins such as polyolefins and mixtures or copolymers thereof as main components. The porous polyolefin resin base material has excellent coating properties when the polymer layer is obtained through the coating process. It is preferable from the viewpoint of increasing the capacity per volume. In addition, "containing as a main component" means containing more than 50% by mass, preferably 75% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, and even more preferably contains 95% by mass or more, particularly preferably 98% by mass or more, and may be 100% by mass.

1つの実施形態において、多孔質のポリオレフィン樹脂基材におけるポリオレフィン樹脂の含有量は、特に限定されないが、リチウムイオン電池用セパレータとして用いた場合のシャットダウン性能等の観点から、多孔質のポリオレフィン樹脂基材におけるポリオレフィン樹脂の含有量は、該基材を構成する全成分の50質量%以上100質量%以下が好ましく、60質量%以上100質量%以下がより好ましく、70質量%以上100質量%以下であることが更に好ましい。 In one embodiment, the content of the polyolefin resin in the porous polyolefin resin substrate is not particularly limited. The content of the polyolefin resin in the base material is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, and 70% by mass or more and 100% by mass or less. is more preferred.

ポリオレフィン樹脂は、特に限定されないが、押出、射出、インフレーション、及びブロー成形等に使用するポリオレフィン樹脂でよく、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。ポリオレフィン樹脂は、エチレン、プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、及び1-オクテン等のホモポリマー、コポリマー、多段ポリマー等が例示される。これらのポリオレフィン樹脂の製造の際に用いられる重合触媒も特に制限はなく、チーグラー・ナッタ系触媒、フィリップス系触媒及びメタロセン系触媒等が例示される。 The polyolefin resin is not particularly limited, but may be a polyolefin resin used for extrusion, injection, inflation, blow molding, etc., and may be used alone or in combination of two or more. Polyolefin resins are exemplified by homopolymers, copolymers and multistage polymers of ethylene, propylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene and 1-octene. The polymerization catalyst used in the production of these polyolefin resins is also not particularly limited, and examples thereof include Ziegler-Natta catalysts, Phillips catalysts and metallocene catalysts.

多孔質のポリオレフィン樹脂基材の材料として用いられるポリオレフィン樹脂は、低融点であり、かつ高強度であることから、特に高密度ポリエチレンを主成分とする樹脂が好ましい。さらにポリオレフィン多孔性基材の耐熱性を向上させる観点から、ポリプロピレンと、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂とを含む多孔質のポリオレフィン樹脂基材を併用することがより好ましい。 The polyolefin resin used as the material for the porous polyolefin resin substrate has a low melting point and high strength, and therefore, a resin containing high-density polyethylene as a main component is particularly preferable. Furthermore, from the viewpoint of improving the heat resistance of the polyolefin porous substrate, it is more preferable to use together a porous polyolefin resin substrate containing polypropylene and a polyolefin resin other than polypropylene.

ここで、ポリプロピレンの立体構造は、限定されるものではなく、アイソタクティックポリプロピレン、シンジオタクティックポリプロピレン及びアタクティックポリプロピレンのいずれでもよい。 Here, the three-dimensional structure of polypropylene is not limited, and may be any of isotactic polypropylene, syndiotactic polypropylene and atactic polypropylene.

ポリオレフィン樹脂組成物中に含まれるポリオレフィン全量に対するポリプロピレンの割合は、特に限定されないが、耐熱性と良好なシャットダウン機能の両立の観点から、1~35質量%が好ましく、3~20質量%がより好ましく、4~10質量%が更に好ましい。 The ratio of polypropylene to the total amount of polyolefin contained in the polyolefin resin composition is not particularly limited, but from the viewpoint of achieving both heat resistance and good shutdown function, it is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 3 to 20% by mass. , 4 to 10 mass % is more preferable.

この場合、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂は、限定されるものではなく、例えば、エチレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等のオレフィン炭化水素のホモポリマー又はコポリマーが例示される。具体的には、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン、ポリブテン、エチレン-プロピレンランダムコポリマー等が例示される。 In this case, polyolefin resins other than polypropylene are not limited, and examples include homopolymers or copolymers of olefin hydrocarbons such as ethylene, 1-butene, 4-methyl-1-pentene, 1-hexene, and 1-octene. are exemplified. Specifically, polyolefin resins other than polypropylene are exemplified by polyethylene, polybutene, ethylene-propylene random copolymers, and the like.

ポリオレフィン多孔性基材の孔が熱溶融により閉塞するシャットダウン特性の観点から、ポリプロピレン以外のポリオレフィン樹脂として、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン等のポリエチレンを用いることが好ましい。これらの中でも、強度の観点から、JIS K 7112に従って測定した密度が0.93g/cm以上であるポリエチレンがより好ましい。 From the viewpoint of shutdown properties in which the pores of the polyolefin porous substrate are blocked by heat melting, polyolefin resins other than polypropylene include low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, medium-density polyethylene, high-density polyethylene, ultra-high molecular weight polyethylene, and the like. It is preferred to use polyethylene. Among these, polyethylene having a density of 0.93 g/cm 3 or more as measured according to JIS K 7112 is more preferable from the viewpoint of strength.

多孔質のポリオレフィン樹脂基材は、強度や硬度、熱収縮率を制御する目的で、フィラーや繊維化合物を含んでもよい。また、接着層との密着性を向上させたり、電解液との表面張力を下げて液の含浸性を向上させる目的で、あらかじめ低分子化合物や高分子化合物で多孔質のポリオレフィン樹脂基材の表面を、被覆処理したり、紫外線等の電磁線処理、コロナ放電・プラズマガス等のプラズマ処理を行ってもよい。特に、電解液の含浸性が高く、上記スラリーを基材に塗布、乾燥して得られるコーティング層との密着性を得やすい点から、カルボン酸基、水酸基及びスルホン酸基等の極性基を含む高分子化合物で被覆処理したものが好ましい。 The porous polyolefin resin substrate may contain fillers and fiber compounds for the purpose of controlling strength, hardness and thermal shrinkage. In addition, for the purpose of improving the adhesion with the adhesive layer and lowering the surface tension with the electrolytic solution to improve the impregnation of the liquid, the surface of the porous polyolefin resin substrate is preliminarily coated with a low-molecular-weight compound or a high-molecular-weight compound. may be coated, treated with electromagnetic rays such as ultraviolet rays, or plasma treated with corona discharge or plasma gas. In particular, it contains polar groups such as carboxylic acid groups, hydroxyl groups, and sulfonic acid groups because it has high impregnability with the electrolytic solution and it is easy to obtain adhesion with the coating layer obtained by applying the slurry to the substrate and drying it. Those coated with a polymer compound are preferred.

多孔質のポリオレフィン樹脂基材の厚さは、特に限定されないが、2μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、100μm以下が好ましく、60μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。この厚さを2μm以上に調整することは、機械強度を向上させる観点から好ましい。一方、この膜厚を100μm以下に調整することは、電池におけるセパレータの占有体積が減るため、電池の高容量化の点において有利となる傾向があるため好ましい。 The thickness of the porous polyolefin resin substrate is not particularly limited, but is preferably 2 µm or more, more preferably 5 µm or more, preferably 100 µm or less, more preferably 60 µm or less, and even more preferably 50 µm or less. Adjusting the thickness to 2 μm or more is preferable from the viewpoint of improving the mechanical strength. On the other hand, adjusting the film thickness to 100 μm or less is preferable because the volume occupied by the separator in the battery is reduced, which tends to be advantageous in increasing the capacity of the battery.

(プラスチック製不織布)
1つの実施形態において、上記リチウムイオン電池用セパレータに用いられるプラスチック製不織布の平均繊維径は、不織布との密着性及びセパレータ厚みの観点から1~15μmが好ましく、1~10μmがより好ましい。
(Plastic non-woven fabric)
In one embodiment, the average fiber diameter of the plastic nonwoven fabric used for the lithium ion battery separator is preferably 1 to 15 μm, more preferably 1 to 10 μm, from the viewpoint of adhesion to the nonwoven fabric and thickness of the separator.

1つの実施形態において、上記プラスチック製不織布の平均ポア径は1~20μmが好ましく、3~20μmがより好ましく、5~20μmがさらに好ましい。平均ポア径が1μm未満では、内部抵抗が大きくなり、出力特性が悪くなる。一方で平均ポア径が20μm以上では、リチウムデンドライト生成時に内部短絡してしまうことがある。 In one embodiment, the plastic nonwoven fabric preferably has an average pore diameter of 1 to 20 μm, more preferably 3 to 20 μm, even more preferably 5 to 20 μm. If the average pore diameter is less than 1 μm, the internal resistance increases and the output characteristics deteriorate. On the other hand, if the average pore diameter is 20 μm or more, an internal short circuit may occur during lithium dendrite formation.

本開示において、ポア径は、プラスチック製不織布を形成する合成繊維同士の隙間のことを意味する。また平均繊維径は、走査型電子顕微鏡写真から、繊維の繊維径を計測し、無作為に選んだ20本の繊維の繊維径の平均値を意味する。同様に平均ポア径は、走査型電子顕微鏡写真から、繊維のポア径を計測し、無作為に選んだ20本の繊維のポア径の平均値を意味する。 In the present disclosure, the pore diameter means the gap between synthetic fibers forming the plastic nonwoven fabric. Also, the average fiber diameter means the average value of the fiber diameters of 20 randomly selected fibers obtained by measuring the fiber diameters of the fibers from scanning electron micrographs. Similarly, the average pore diameter means the average value of the pore diameters of 20 randomly selected fibers obtained by measuring the pore diameters of the fibers from scanning electron micrographs.

なお、不織布は、構成繊維の平均繊維径が1~10μmで平均ポア径1~20μmの合成繊維のみから構成されることが好ましいが、セパレータの薄厚化の必要性があまり高くない場合等、必要に応じて平均繊維径及びポア径が前記と異なる合成繊維を併用してもよい。また、同様の観点から合成繊維以外の繊維を適宜併用してもよい。これらの繊維(平均繊維径及び平均ポア径が本願で特定される範囲外の合成樹脂繊維や合成繊維以外の繊維)を併用する場合、その含有量は、不織布の強度等を確保する観点から30質量%以下が好ましく、20質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましい。 The non-woven fabric is preferably composed only of synthetic fibers having an average fiber diameter of 1 to 10 μm and an average pore diameter of 1 to 20 μm. Synthetic fibers having different average fiber diameters and pore diameters from those described above may also be used in combination. From the same point of view, fibers other than synthetic fibers may be used as appropriate. When these fibers (synthetic resin fibers and fibers other than synthetic fibers whose average fiber diameter and average pore diameter are outside the ranges specified in this application) are used together, the content is 30 from the viewpoint of ensuring the strength of the nonwoven fabric. % by mass or less is preferable, 20% by mass or less is more preferable, and 10% by mass or less is even more preferable.

合成樹脂繊維の材質となる合成樹脂は、ポリオレフィン(polyolefin)系樹脂、ポリエステル(polyester)系樹脂、ポリ酢酸ビニル(polyvinyl acetate)系樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体(ethylene-vinyl acetate copolymer)樹脂、ポリアミド(polyamide)系樹脂、アクリル(acrylic)系樹脂、ポリ塩化ビニル(polyvinyl chloride)系樹脂、ポリ塩化ビニリデン(polyvinylidene chloride)系樹脂、ポリビニルエーテル(polyvinyl ether)系樹脂、ポリビニルケトン(polyvinylketone)系樹脂、ポリエーテル系樹脂、ポリビニルアルコール(polyvinyl alcohol)系樹脂、ジエン(diene)系樹脂、ポリウレタン(polyurethane)系樹脂、フェノール(phenol)系樹脂、メラミン(melamine)系樹脂、フラン(furan)系樹脂、尿素系樹脂、アニリン(aniline)系樹脂、不飽和ポリエステル(Unsaturated polyester)系樹脂、アルキド(alkyd)樹脂、フッ素(fluorocarbon)系樹脂、シリコーン(silicone)系樹脂、ポリアミドイミド(polyamide imide)系樹脂、ポリフェニレンスルフィド(polyphenylene sulfide)系樹脂、ポリイミド(polyimide)系樹脂、ポリカーボネート(polycarbonate)系樹脂、ポリアゾメチン(polyazomethine)系樹脂、ポリエステルアミド(polyesteramide)樹脂、ポリエーテルエーテルケトン(polyetheretherketone)系樹脂、ポリ-p-フェニレンベンゾビスオキサゾール(poly-p-phenylenebenzobisoxazole)樹脂、ポリベンゾイミダゾール(polybenzimidazole)系樹脂、エチレン-ビニルアルコール共重合体(ethylene-vinylalcohol copolymer)系樹脂等が例示される。これらのうち、セラミック微粒子との密着性を高くするにはポリエステル系樹脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。また、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂を使用すると、セパレータの耐熱性が向上され得る。 Synthetic resin, which is the material of synthetic resin fiber, includes polyolefin resin, polyester resin, polyvinyl acetate resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin. , polyamide-based resins, acrylic-based resins, polyvinyl chloride-based resins, polyvinylidene chloride-based resins, polyvinyl ether-based resins, polyvinylketone-based resins Resin, polyether-based resin, polyvinyl alcohol-based resin, diene-based resin, polyurethane-based resin, phenol-based resin, melamine-based resin, furan-based resin , urea-based resin, aniline-based resin, unsaturated polyester-based resin, alkyd resin, fluorocarbon-based resin, silicone-based resin, polyamide-imide-based resin , polyphenylene sulfide-based resin, polyimide-based resin, polycarbonate-based resin, polyazomethine-based resin, polyesteramide resin, polyetheretherketone-based resin, poly -p-phenylenebenzobisoxazole resin, polybenzimidazole resin, ethylene-vinyl alcohol copolymer resin, and the like are exemplified. Among these resins, polyester-based resins, acrylonitrile-based resins, and polyolefin-based resins are preferable in order to increase adhesion to the ceramic fine particles. Moreover, the heat resistance of the separator can be improved by using a polyester-based resin, an acrylic-based resin, or a polyamide-based resin.

ポリエステル系樹脂は、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate、PET)系、ポリブチレンテレフタレート(polybuthylene terephthalate、PBT)系、ポリトリメチレンテレフタレート(polytrimethylene terephthalate、PPT)系、ポリエチレンメフタレート(polyethylene naphthalate、PEN)系、ポリブチレンナフタレート系(polybuthylene naphthalate)、ポリエチレンイソナフタレート(polyethylene isonaphthalate)系、全芳香族ポリエステル(fully aromatic polyester)系等の樹脂が例示される。またこれらの樹脂の誘導体も使用できる。これらの樹脂の中で、耐熱性、耐電解液性、セラミック微粒子との接着性を向上させるためには、ポリエチレンテレフタレート系樹脂が好ましい。 The polyester-based resin includes polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polytrimethylene terephthalate (PPT), polyethylene naphthalate, polyPENthalate. Resins such as butylene naphthalate-based, polyethylene isonaphthalate-based, and fully aromatic polyester-based resins are exemplified. Derivatives of these resins can also be used. Among these resins, polyethylene terephthalate-based resins are preferred in order to improve heat resistance, electrolyte resistance, and adhesiveness to ceramic fine particles.

アクリロニトリル系樹脂は、アクリロニトリル100%の重合体からなるもの、アクリロニトリルに対して、アクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステル等の(メタ)アクリル酸誘導体、酢酸ビニル等の共重合物等が例示される。 Acrylonitrile-based resins include those composed of 100% acrylonitrile polymers, acrylonitrile-acrylonitrile derivatives such as acrylic acid, methacrylic acid, acrylic acid esters, and (meth)acrylic acid derivatives such as methacrylic acid esters, and copolymers such as vinyl acetate. are exemplified.

ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルペンテン、エチレン-ビニルアルコール共重合体、オレフィン系共重合体等が例示される。耐熱性の観点から、ポリオレフィン系樹脂は、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン、エチレン-ビニルアルコール共重合体、オレフィン系共重合体等が好ましい。 Examples of polyolefin resins include polypropylene, polyethylene, polymethylpentene, ethylene-vinyl alcohol copolymers, and olefin copolymers. From the viewpoint of heat resistance, the polyolefin resin is preferably polypropylene, polymethylpentene, ethylene-vinyl alcohol copolymer, olefin copolymer, or the like.

ポリアミド系樹脂は、ナイロン等の脂肪族ポリアミド、ポリ-p-フェニレンテレフタルアミド、ポリ-p-フェニレンテレフタルアミド-3,4-ジフェニルエーテルテレフタルアミド、ポリ-m-フェニレンイソフタルアミド等の全芳香族ポリアミド、芳香族ポリアミドにおける主鎖の一部に脂肪鎖を有する半芳香族ポリアミド等が例示される。全芳香族ポリアミドはパラ型、メタ型いずれでもよい。 Polyamide-based resins include aliphatic polyamides such as nylon, poly-p-phenylene terephthalamide, poly-p-phenylene terephthalamide-3,4-diphenylether terephthalamide, poly-m-phenylene isophthalamide and other wholly aromatic polyamides, A semi-aromatic polyamide having an aliphatic chain in part of the main chain of the aromatic polyamide is exemplified. The wholly aromatic polyamide may be either para-type or meta-type.

合成樹脂繊維は、単一の樹脂からなる繊維(単繊維)であってもよいし、2種以上の樹脂からなる繊維(複合繊維)であってもよい。複合繊維は、芯鞘型、偏芯型、サイドバイサイド型、海島型、オレンジ型、多重バイメタル型が例示される。 The synthetic resin fiber may be a fiber (single fiber) made of a single resin, or a fiber (composite fiber) made of two or more resins. Composite fibers are exemplified by core-sheath type, eccentric type, side-by-side type, sea-island type, orange type, and multi-bimetal type.

また、合成樹脂繊維と併用可能な合成樹脂繊維以外の繊維は、溶剤紡糸セルロースや再生セルロースの短繊維やフィブリル化物、天然セルロース繊維、天然セルロース繊維のパルプ化物やフィブリル化物、無機繊維等が例示される。 Examples of fibers other than synthetic resin fibers that can be used in combination with synthetic resin fibers include short fibers and fibrillated products of solvent-spun cellulose and regenerated cellulose, natural cellulose fibers, pulped and fibrillated products of natural cellulose fibers, inorganic fibers, and the like. be.

プラスチック製不織布の厚さは、厚さを薄くし、内部抵抗の少ないセパレータを得る観点から、5~25μmが好ましく、5~15μmがより好ましい。 The thickness of the plastic nonwoven fabric is preferably 5 to 25 μm, more preferably 5 to 15 μm, from the viewpoint of reducing the thickness and obtaining a separator with low internal resistance.

基材にリチウムイオン電池用スラリーを塗工する方法は、特に限定されないが、ブレード、ロッド、リバースロール、リップ、ダイ、カーテン、エアーナイフ等各種の塗工方式、フレキソ、スクリーン、オフセット、グラビア、インクジェット等の各種印刷方式、ロール転写、フィルム転写等の転写方式、ディッピング等の引き上げ方式の後に非塗工面側の塗液を掻き落とす方式等が例示される。 The method of applying the lithium ion battery slurry to the substrate is not particularly limited, but various coating methods such as blade, rod, reverse roll, lip, die, curtain, air knife, flexo, screen, offset, gravure, Examples include various printing methods such as inkjet, transfer methods such as roll transfer and film transfer, and a method of scraping off the coating liquid on the non-coated surface side after a lifting method such as dipping.

リチウムイオン電池用スラリーの層(コーティング層)内において、(A)成分と(C)成分とを含むリチウムイオン電池用スラリーを架橋反応させることにより、上記リチウムイオン電池用スラリーの層を形成し得る。架橋反応は、リチウムイオン電池用スラリーを乾燥させる際等に進行し得る。具体的な乾燥方法は、温風、熱風、低湿風等の風による乾燥;真空乾燥;赤外線、遠赤外線、及び電子線等の照射による乾燥法等が例示される。 The lithium ion battery slurry layer (coating layer) can be formed by cross-linking the lithium ion battery slurry containing the component (A) and the component (C) in the layer (coating layer) of the lithium ion battery slurry. . The cross-linking reaction can proceed, for example, when the slurry for lithium ion batteries is dried. Specific drying methods include drying with warm air, hot air, low humidity air, etc.; vacuum drying; and drying by irradiation with infrared rays, far infrared rays, electron beams, and the like.

乾燥の際の温度の下限は、多孔膜用組成物からの溶媒及び低分子化合物を効率よく除去する観点から、好ましくは40℃以上、より好ましくは45℃以上、特に好ましくは50℃以上であり、上限は、基材の熱による変形を抑える観点から、好ましくは90℃以下、より好ましくは80℃以下である。 The lower limit of the drying temperature is preferably 40° C. or higher, more preferably 45° C. or higher, and particularly preferably 50° C. or higher, from the viewpoint of efficiently removing the solvent and low-molecular-weight compounds from the composition for a porous film. , the upper limit is preferably 90° C. or less, more preferably 80° C. or less, from the viewpoint of suppressing thermal deformation of the substrate.

乾燥時間の下限は、好ましくは5秒以上、より好ましくは10秒以上、特に好ましくは15秒以上であり、上限は、好ましくは3分以下、より好ましくは2分以下である。乾燥時間を前記範囲の下限以上にすることにより、多孔膜用組成物から溶媒を十分に除去できるので、電池の出力特性を向上させ得る。また、上限値以下とすることにより、製造効率を高め得る。 The lower limit of the drying time is preferably 5 seconds or longer, more preferably 10 seconds or longer, particularly preferably 15 seconds or longer, and the upper limit is preferably 3 minutes or shorter, more preferably 2 minutes or shorter. By setting the drying time to at least the lower limit of the above range, the solvent can be sufficiently removed from the composition for porous film, so that the output characteristics of the battery can be improved. Moreover, the production efficiency can be enhanced by setting the content to be equal to or less than the upper limit.

上記リチウムイオン電池用セパレータの製造方法は、上述以外の任意の工程が含まれ得る。上記リチウムイオン電池用セパレータの製造方法は、金型プレス及びロールプレス等のプレスによるリチウムイオン電池用スラリーの層(コーティング層)の加圧処理工程を含み得る。加圧処理を施すことにより、基材とリチウムイオン電池用スラリーの層との結着性を向上させ得る。ただし、リチウムイオン電池用スラリーの層の空隙率を好ましい範囲に保つ観点では、圧力及び加圧時間が過度に大きくならないように適切に制御することが好ましい。また、残留水分除去のため、上記リチウムイオン電池用セパレータの製造方法は、真空乾燥やドライルーム内等で乾燥する工程を含み得る。 The method for manufacturing the lithium ion battery separator may include any steps other than those described above. The method for producing the lithium ion battery separator may include a step of pressurizing the lithium ion battery slurry layer (coating layer) by pressing such as mold press and roll press. The pressure treatment can improve the binding properties between the substrate and the layer of the slurry for lithium ion batteries. However, from the viewpoint of keeping the porosity of the layer of the slurry for lithium ion batteries within a preferable range, it is preferable to appropriately control the pressure and pressurization time so as not to excessively increase. Further, the method for manufacturing the lithium ion battery separator may include a step of vacuum drying, drying in a dry room, or the like, in order to remove residual moisture.

[6.リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体]
本開示は、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを電極に塗布し乾燥させることにより得られる、上記熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの乾燥物である、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を提供する。
[6. Separator/electrode laminate for lithium ion battery]
The present disclosure provides a separator/electrode laminate for a lithium ion battery, which is a dried product of the slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery obtained by applying the slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery to an electrode and drying the slurry. offer.

リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を製造する際に用いられる電極は、各種公知の電極を使用することができ、本開示により提供される電極であってもよいし、本開示により提供される電極でなくてもよい。 Various known electrodes can be used for the electrodes used in manufacturing the lithium ion battery separator/electrode laminate, and the electrodes provided by the present disclosure may be used, or the electrodes provided by the present disclosure may be used. It does not have to be an electrode.

リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体の製造方法は、集電体に、上記リチウムイオン電池用スラリー等の電極材料含有スラリーを塗布、乾燥、プレスする工程、
上記電極材料含有スラリーの乾燥物上に(すなわち集電体側ではなく電極活物質側に)、上記リチウムイオン電池用スラリーを塗布し乾燥させる工程を含む方法等が例示される。なお、塗布方法、乾燥方法、条件等は上述したもの等が例示される。
A method for producing a separator/electrode laminate for a lithium ion battery includes steps of coating a current collector with a slurry containing an electrode material such as the slurry for a lithium ion battery, drying, and pressing;
A method including a step of applying the lithium ion battery slurry onto the dried slurry containing the electrode material (that is, onto the electrode active material side rather than the current collector side) and drying the applied slurry is exemplified. The coating method, drying method, conditions, etc. are exemplified by those described above.

[7.リチウムイオン電池]
本開示は、上記リチウムイオン電池用電極を含む、リチウムイオン電池を提供する。また、本開示は、上記リチウムイオン電池用セパレータ、及び/又は上記リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を含む、リチウムイオン電池を提供する。上記電池には、電解液、及び包装材料も含まれ、これらは特に限定されない。
[7. Lithium-ion battery]
The present disclosure provides a lithium ion battery including the lithium ion battery electrode described above. The present disclosure also provides a lithium ion battery including the lithium ion battery separator and/or the lithium ion battery separator/electrode laminate. The batteries also include electrolytes and packaging materials, which are not particularly limited.

(電解液)
電解液は、非水系溶媒に支持電解質を溶解した非水系電解液等が例示される。また、上記非水系電解液には、被膜形成剤を含めてもよい。
(Electrolyte)
The electrolytic solution is exemplified by a non-aqueous electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in a non-aqueous solvent. In addition, the non-aqueous electrolytic solution may contain a film-forming agent.

非水系溶媒は、各種公知のものを特に制限なく使用でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。非水系溶媒は、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート溶媒;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネート溶媒;1,2-ジメトキシエタン等の鎖状エーテル溶媒;テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、スルホラン、1,3-ジオキソラン等の環状エーテル溶媒;ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル溶媒;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル溶媒;アセトニトリル等が例示される。これらのなかでも、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含む混合溶媒の組み合わせが好ましい。 Various known non-aqueous solvents can be used without particular limitation, and may be used alone or in combination of two or more. Non-aqueous solvents include chain carbonate solvents such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate; cyclic carbonate solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate; chain ether solvents such as 1,2-dimethoxyethane; Cyclic ether solvents such as 2-methyltetrahydrofuran, sulfolane and 1,3-dioxolane; Chain ester solvents such as methyl formate, methyl acetate and methyl propionate; Cyclic ester solvents such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; are exemplified. Among these, a combination of a mixed solvent containing a cyclic carbonate and a chain carbonate is preferable.

支持電解質は、リチウム塩が用いられる。リチウム塩は、各種公知のものを特に制限なく使用でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。支持電解質は、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLi等が例示される。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF、LiClO、CFSOLiが好ましい。解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節できる。 A lithium salt is used as the supporting electrolyte. Various known lithium salts can be used without particular limitation, and may be used alone or in combination of two or more. Supporting electrolytes include LiPF6 , LiAsF6 , LiBF4 , LiSbF6 , LiAlCl4 , LiClO4, CF3SO3Li , C4F9SO3Li , CF3COOLi , ( CF3CO ) 2NLi , ( CF 3SO2 ) 2NLi , ( C2F5SO2 ) NLi and the like are exemplified. Among them, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li, which are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation, are preferable. Since the lithium ion conductivity increases with the use of a supporting electrolyte having a higher degree of dissociation, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

被膜形成剤は、各種公知のものを特に制限なく使用でき、単独で用いてもよいし、二種以上を併用してもよい。被膜形成剤は、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ビニルエチルカーボネート、メチルフェニルカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート等のカーボネート化合物;エチレンサルファイド、プロピレンサルファイド等のアルケンサルファイド;1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン等のスルトン化合物;マレイン酸無水物、コハク酸無水物等の酸無水物等が例示される。電解質溶液における被膜形成剤の含有量は特に限定されないが、10質量%以下、8質量%以下、5質量%以下、及び2質量%以下の順で好ましい。含有量を10質量%以下とすることで、被膜形成剤の利点である、初期不可逆容量の抑制や、低温特性及びレート特性の向上等が得られやすくなる。 Various known film-forming agents can be used without particular limitation, and may be used alone or in combination of two or more. Film-forming agents include carbonate compounds such as vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, vinylethyl carbonate, methylphenyl carbonate, fluoroethylene carbonate and difluoroethylene carbonate; alkene sulfides such as ethylene sulfide and propylene sulfide; 1,3-propanesultone, 1 ,4-butane sultone and other sultone compounds; maleic anhydride, succinic anhydride and other acid anhydrides, and the like. The content of the film-forming agent in the electrolyte solution is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, 8% by mass or less, 5% by mass or less, and 2% by mass or less in this order. When the content is 10% by mass or less, the advantages of the film-forming agent, such as suppression of initial irreversible capacity and improvement of low-temperature characteristics and rate characteristics, can be easily obtained.

上記リチウムイオン電池の形態は特に制限されない。リチウムイオン電池の形態は、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダータイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が例示される。また、これらの形態の電池を任意の外装ケースに収めることにより、コイン型、円筒型、角型等の任意の形状にして用いることができる。 The form of the lithium ion battery is not particularly limited. Examples of the form of the lithium ion battery include a cylinder type in which a sheet electrode and a separator are spirally formed, a cylinder type with an inside-out structure in which a pellet electrode and a separator are combined, a coin type in which a pellet electrode and a separator are laminated, and the like. Moreover, by housing the batteries of these forms in an arbitrary exterior case, they can be used in arbitrary shapes such as coin-shaped, cylindrical, and rectangular.

上記リチウムイオン電池の製造方法は特に制限されず、電池の構造に応じて適切な手順で組み立てればよい。リチウムイオン電池の製造方法は、特開2013-089437号公報に記載する方法等が例示される。外装ケース上に負極を乗せ、その上に電解液とセパレータを設け、更に負極と対向するように正極を乗せて、ガスケット、封口板によって固定して電池を製造できる。 The method for manufacturing the lithium ion battery is not particularly limited, and the battery may be assembled by an appropriate procedure according to the structure of the battery. A method for manufacturing a lithium ion battery is exemplified by the method described in JP-A-2013-089437. A battery can be manufactured by placing a negative electrode on an exterior case, providing an electrolytic solution and a separator thereon, placing a positive electrode so as to face the negative electrode, and fixing them with a gasket and a sealing plate.

以下に実施例及び比較例をあげて本発明をより具体的に説明する。本発明は、以下の実施例に限定されない。なお、以下において「部」及び「%」は、特に説明がない限り、それぞれ質量部及び質量%を示す。 EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples below. The invention is not limited to the following examples. In the following description, "parts" and "%" indicate parts by mass and % by mass, respectively, unless otherwise specified.

1.(A)成分の製造
製造例1
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応装置に、イオン交換水1095g、50%アクリルアミド水溶液400g(2.81mol)、メタリルスルホン酸ナトリウム0.22g(0.0014mol)を入れ、窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除去した後、50℃まで昇温した。そこに2,2’-アゾビス-2-アミジノプロパン 二塩酸塩(日宝化学株式会社製 製品名「NC-32」)2.0g、イオン交換水50gを投入し、80℃まで昇温し3時間反応を行い、ポリアクリルアミドを含有する水溶液を得た。
1. Production of component (A) Production Example 1
A reaction apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 1,095 g of ion-exchanged water, 400 g (2.81 mol) of a 50% acrylamide aqueous solution, and 0.22 g (0.0014 mol) of sodium methallylsulfonate. was introduced, nitrogen gas was passed through the reaction system to remove oxygen, and then the temperature was raised to 50°C. 2.0 g of 2,2′-azobis-2-amidinopropane dihydrochloride (product name “NC-32” manufactured by Nippo Chemical Co., Ltd.) and 50 g of deionized water were added thereto, and the temperature was raised to 80° C. for 3 A time reaction was carried out to obtain an aqueous solution containing polyacrylamide.

製造例2
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応装置に、イオン交換水1428g、50%アクリルアミド水溶液400g(2.81mol)、80%アクリル酸水溶液63.5g(0.70mol)、メタリルスルホン酸ナトリウム0.56g(0.0035mol)を入れた。窒素ガスを通じて反応系内の酸素を除去した後、50℃まで昇温した。そこに2,2’-アゾビス-2-アミジノプロパン 二塩酸塩(日宝化学株式会社製 製品名「NC-32」)2.5g、イオン交換水50gを投入し、80℃まで昇温し3.0時間反応を行い、ポリアクリルアミド-アクリル酸共重合体を含有する水溶液を得た。
Production example 2
A reaction apparatus equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube was charged with 1,428 g of ion-exchanged water, 400 g (2.81 mol) of a 50% acrylamide aqueous solution, and 63.5 g (0.70 mol) of an 80% aqueous acrylic acid solution. , 0.56 g (0.0035 mol) of sodium methallylsulfonate was added. After removing oxygen in the reaction system through nitrogen gas, the temperature was raised to 50°C. 2,2′-azobis-2-amidinopropane dihydrochloride (product name “NC-32” manufactured by Nippo Chemical Co., Ltd.) 2.5 g and ion-exchanged water 50 g were added thereto, and the temperature was raised to 80° C. for 3 The reaction was carried out for 0.0 hours to obtain an aqueous solution containing a polyacrylamide-acrylic acid copolymer.

製造例3~11
上記製造例2において、モノマー組成と開始剤の量を表1で示すものに変更した他は製造例2と同様にして、水溶性ポリ(メタ)アクリルアミドを含有する水溶液を調製した。
Production Examples 3-11
An aqueous solution containing water-soluble poly(meth)acrylamide was prepared in the same manner as in Production Example 2, except that the monomer composition and the amount of initiator were changed to those shown in Table 1.

比較製造例1
撹拌機、温度計、還流冷却管、窒素ガス導入管を備えた反応装置に、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.5g、イオン交換水944g、および重合開始剤として過硫酸カリウム1.9gを入れ、50%アクリルアミド水溶液14g、アクリルアミドt-ブチルスルホン酸21g、アクリル酸ブチル576g、N-メチロールアクリルアミド30gを50℃で1時間掛けて滴下して重合を行った。2時間、同温度で重合を行った後、25℃まで冷却し、粒子状のポリアクリルアミド-アクリル酸エステルを含む水分散体を得た。
Comparative production example 1
2.5 g of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 944 g of ion-exchanged water, and 1.9 g of potassium persulfate as a polymerization initiator were placed in a reactor equipped with a stirrer, a thermometer, a reflux condenser, and a nitrogen gas inlet tube. , 14 g of a 50% acrylamide aqueous solution, 21 g of acrylamide t-butylsulfonic acid, 576 g of butyl acrylate, and 30 g of N-methylolacrylamide were dropped at 50° C. over 1 hour to carry out polymerization. After polymerization at the same temperature for 2 hours, the mixture was cooled to 25° C. to obtain an aqueous dispersion containing particulate polyacrylamide-acrylic acid ester.

Figure 0007127325000003
・AM:アクリルアミド(三菱ケミカル株式会社製 「50%アクリルアミド」)
・ATBS:アクリルアミドt-ブチルスルホン酸(東亞合成株式会社製 「ATBS」)
・NMAM:N-メチロールアクリルアミド(東京化成工業株式会社製)
・DMAA:N,N-ジメチルアクリルアミド(東京化成工業株式会社製)
・AA:アクリル酸(大阪有機化学工業株式会社製 「80%アクリル酸」)
・AN:アクリロニトリル(三菱ケミカル株式会社製 「アクリロニトリル」)
・HEMA:メタクリル酸2-ヒドロキシエチル(東京化成工業株式会社製)
・BA:アクリル酸ブチル(和光純薬工業株式会社製)
・SMAS:メタリルスルホン酸ナトリウム

表中に記載の(A)成分の物性は下記のようにして測定した。
Figure 0007127325000003
・ AM: Acrylamide ("50% acrylamide" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
・ ATBS: acrylamide t-butyl sulfonic acid ("ATBS" manufactured by Toagosei Co., Ltd.)
・ NMAM: N-methylol acrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ DMAA: N, N-dimethylacrylamide (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ AA: Acrylic acid (“80% acrylic acid” manufactured by Osaka Organic Chemical Industry Co., Ltd.)
・ AN: Acrylonitrile ("Acrylonitrile" manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
・ HEMA: 2-hydroxyethyl methacrylate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
・ BA: butyl acrylate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・SMAS: Sodium methallyl sulfonate

The physical properties of component (A) shown in the table were measured as follows.

B型粘度
各バインダー水溶液の粘度は、B型粘度計(東機産業株式会社製 製品名「B型粘度計モデルBM」)を用い、25℃にて、以下の条件で測定した。
粘度100,000~20,000mPa・sの場合:No.4ローター使用、回転数6rpm、粘度20,000mPa・s未満の場合:No.3ローター使用、回転数6rpm。
B-type Viscosity The viscosity of each aqueous binder solution was measured at 25° C. under the following conditions using a B-type viscometer (product name “B-type viscometer model BM” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.).
When the viscosity is 100,000 to 20,000 mPa·s: No. When 4 rotors are used, the rotation speed is 6 rpm, and the viscosity is less than 20,000 mPa·s: No. 3 rotors, 6 rpm.

重量平均分子量
重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により0.2Mリン酸緩衝液/アセトニトリル溶液(90/10、PH8.0)下で測定したポリアクリル酸換算値として求めた。GPC装置はHLC-8220(東ソー(株)製)を、カラムはSB-806M-HQ(SHODEX製)を用いた。
Weight-Average Molecular Weight The weight-average molecular weight was obtained as a value converted to polyacrylic acid measured under 0.2M phosphate buffer/acetonitrile solution (90/10, pH 8.0) by gel permeation chromatography (GPC). HLC-8220 (manufactured by Tosoh Corporation) was used as the GPC apparatus, and SB-806M-HQ (manufactured by SHODEX) was used as the column.

配合例1
製造例1で得られた水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)100質量部に対して、37%ホルムアルデヒド水溶液(以下、ホルマリンともいう)を固形分換算で1質量部加え、25℃で0.5時間混合し、均一な水溶性電池用バインダーを得た。得られた水溶性電池用バインダーのゲル分率を以下の手順で測定した。
Formulation example 1
To 100 parts by mass of the water-soluble poly(meth)acrylamide (A) obtained in Production Example 1, 1 part by mass of a 37% formaldehyde aqueous solution (hereinafter also referred to as formalin) was added in terms of solid content, and the mixture was stirred at 25°C to 0.00% by mass. Mixed for 5 hours to obtain a uniform water soluble battery binder. The gel fraction of the obtained water-soluble battery binder was measured by the following procedure.

<ゲル分率>
水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)に水溶性架橋剤(A1)を配合した水溶性電池用バインダーを循風乾燥機にて120℃4時間乾燥後、固形樹脂を得た。その固形樹脂の質量を正確に測定し、水中に3時間攪拌させた条件で浸漬後、桐山ロートのろ紙(桐山製作所製No.50B)で減圧濾過した。その後、濾過物を120℃、3時間乾燥した後、不溶物残渣の質量を正確に測定して、以下の式から水溶性電池用バインダーの熱架橋後の樹脂のゲル分率を算出した。
ゲル分率(%)={不溶物残渣(g)/固形樹脂の質量(g)}×100
<Gel fraction>
A water-soluble battery binder obtained by blending a water-soluble poly(meth)acrylamide (A) with a water-soluble cross-linking agent (A1) was dried at 120° C. for 4 hours in a circulating air dryer to obtain a solid resin. The mass of the solid resin was accurately measured, immersed in water under conditions of stirring for 3 hours, and then filtered under reduced pressure with a Kiriyama funnel filter paper (No. 50B manufactured by Kiriyama Seisakusho Co., Ltd.). Then, after drying the filtrate at 120° C. for 3 hours, the mass of the insoluble residue was accurately measured, and the gel fraction of the resin after thermal crosslinking of the water-soluble battery binder was calculated from the following equation.
Gel fraction (%) = {insoluble residue (g) / mass of solid resin (g)} x 100

配合例2~12、比較配合例1~3
配合例1において水溶性架橋剤(A1)の種類と量を表2で示すものおよび数値に変更した他は配合例1と同様にして得られた樹脂のゲル分率を測定した。
Formulation Examples 2-12, Comparative Formulation Examples 1-3
The gel fraction of the resin obtained in Formulation Example 1 was measured in the same manner as in Formulation Example 1 except that the type and amount of the water-soluble cross-linking agent (A1) were changed to those shown in Table 2 and numerical values.

Figure 0007127325000004
・ホルマリン:37%ホルムアルデヒド水溶液
・グリオキサール:40%グリオキサール溶液(和光純薬工業株式会社製)
・ヘキサメチレンテトラミン(和光純薬工業株式会社製)
・メチロールメラミン樹脂
・尿素ホルムアルデヒド樹脂
Figure 0007127325000004
・ Formalin: 37% formaldehyde aqueous solution ・ Glyoxal: 40% glyoxal solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・Hexamethylenetetramine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・Methylol melamine resin ・Urea formaldehyde resin

実施例1-1:電極の評価
(1)リチウムイオン電池電極用スラリーの製造
市販の自転公転ミキサー(製品名「あわとり練太郎」、シンキー(株)製)を用い、該ミキサー専用の容器に、配合例1で得られたポリ(メタ)アクリルアミド(A)と水溶性架橋剤(A1)を含むバインダー水溶液を固形分換算で7質量部と、D50が5μmのシリコン粒子を50質量部と、天然黒鉛(伊藤黒鉛工業株式会社製 製品名「Z-5F」)を50質量部とを混合した。そこにイオン交換水を固形分濃度40%となるように加えて、当該容器を上記ミキサーにセットした。次いで、2000rpmで10分間混練後、1分間脱泡を行い、電極用スラリーを得た。
Example 1-1: Evaluation of electrode (1) Production of slurry for lithium ion battery electrode Using a commercially available rotation-revolution mixer (product name “Awatori Mixer”, manufactured by Thinky Co., Ltd.), a container dedicated to the mixer was used. 7 parts by mass of a binder aqueous solution containing the poly(meth)acrylamide (A) and the water-soluble cross-linking agent (A1) obtained in Formulation Example 1 in terms of solid content, and 50 parts by mass of silicon particles having a D50 of 5 μm, 50 parts by mass of natural graphite (product name “Z-5F” manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.) was mixed. Ion-exchanged water was added thereto so that the solid content concentration was 40%, and the container was set in the mixer. After kneading at 2000 rpm for 10 minutes, defoaming was performed for 1 minute to obtain a slurry for electrodes.

(2)リチウムイオン電池用電極の製造
銅箔からなる集電体の表面に、上記リチウムイオン電池用スラリーを、乾燥後の膜厚が25μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、60℃で30分乾燥後、150℃/真空で120分間加熱処理して電極を得た。その後、膜(電極活物質層)の密度が1.5g/cmになるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、電極を得た。
(2) Manufacture of lithium ion battery electrode On the surface of a current collector made of copper foil, the lithium ion battery slurry is uniformly applied by a doctor blade method so that the film thickness after drying is 25 μm. After drying for 30 minutes at 150° C./vacuum, heat treatment was performed for 120 minutes to obtain an electrode. After that, the film (electrode active material layer) was pressed with a roll press machine so that the density of the film (electrode active material layer) was 1.5 g/cm 3 to obtain an electrode.

(3)リチウムハーフセルの製造
アルゴン置換されたグローブボックス内で、上記電極を直径16mmに打ち抜き成形したものを、2極式コインセル(宝泉株式会社製、商品名「HSフラットセル」)上に載置した。次いで、直径24mmに打ち抜いたポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ(CS TECH CO., LTD製、商品名「Selion P2010」)を載置し、さらに、空気が入らないように電解液を500μL注入した後、市販の金属リチウム箔を16mmに打ち抜き成形したものを載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することにより、リチウムハーフセルを組み立てた。ここで使用した電解液は、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒に、LiPFを1モル/Lの濃度で溶解した溶液である。
(3) Production of Lithium Half Cell In a glove box purged with argon, the above electrodes were punched out to a diameter of 16 mm and placed on a bipolar coin cell (manufactured by Hosen Co., Ltd., trade name "HS Flat Cell"). placed. Next, a separator made of a polypropylene porous film punched to a diameter of 24 mm (manufactured by CS TECH CO., LTD, trade name “Selion P2010”) was placed, and 500 μL of an electrolytic solution was injected so as to prevent air from entering. A lithium half cell was assembled by placing a commercially available metallic lithium foil punched into a size of 16 mm and sealing the exterior body of the bipolar coin cell with screws. The electrolytic solution used here is a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol/L in a solvent of ethylene carbonate/ethyl methyl carbonate=1/1 (mass ratio).

実施例1-2~1-12、比較例1-1~1-3
組成を下記表のように変更した他は同様にして、リチウムハーフセルを得た。
Examples 1-2 to 1-12, Comparative Examples 1-1 to 1-3
A lithium half cell was obtained in the same manner, except that the composition was changed as shown in the table below.

Figure 0007127325000005
Figure 0007127325000005

表中のスラリー分散性、スプリングバック率及び放電容量維持率は下記の方法により測定した。 The slurry dispersibility, springback rate and discharge capacity retention rate in the table were measured by the following methods.

<スラリー分散性評価>
スラリー調製直後の分散性を以下の基準で目視評価した。
◎:全体が均質なペースト状であり、液状分離がなく、かつ、凝集物も認められない。
○:全体は略均質なペースト状であり、僅かな液状分離が認められるが、凝集物は認められない。
△:容器底部に少量の凝集物と、やや多くの液状分離とが認められる。
×:容器底部に粘土状の凝集物が多数認められ、液状分離も多く認められる。
<Slurry dispersibility evaluation>
The dispersibility immediately after preparation of the slurry was visually evaluated according to the following criteria.
⊚: Whole is in the form of a homogeneous paste, no liquid separation is observed, and no aggregates are observed.
◯: The whole is a substantially homogeneous paste, and slight liquid separation is observed, but no aggregates are observed.
Δ: A small amount of aggregates and a slightly large amount of liquid separation are observed at the bottom of the container.
x: A large number of clay-like aggregates are observed at the bottom of the container, and a large amount of liquid separation is also observed.

<電気特性評価:スプリングバック率及び放電容量維持率>
(1)充放電測定
上記で製造したリチウムハーフセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.1C)にて充電を開始し、電圧が0.01Vになった時点で充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.1C)にて放電を開始し、電圧が1.0Vになった時点を放電完了(カットオフ)とする充放電を30回繰り返した。
<Evaluation of electrical properties: springback rate and discharge capacity retention rate>
(1) Charge and discharge measurement Put the lithium half cell manufactured above in a constant temperature bath at 25 ° C., start charging at a constant current (0.1 C), and complete charging when the voltage reaches 0.01 V (cutoff ). Then, discharge was started at a constant current (0.1 C), and charge/discharge was repeated 30 times, with discharge being completed (cutoff) when the voltage reached 1.0V.

(2)充放電の繰り返しに伴う電極のスプリングバック率
充放電サイクル試験を室温(25℃)で30サイクル行った後、リチウムハーフセルを解体し、電極の厚みを測定した。電極のスプリングバック率は下記式によって求めた。
スプリングバック率={(30サイクル後の電極厚み-集電体厚み)/(充放電前の電極厚み-集電体厚み)}×100-100 (%)
(2) Springback Rate of Electrode with Repetition of Charging and Discharging After performing 30 cycles of charging and discharging cycle test at room temperature (25° C.), the lithium half cell was disassembled and the thickness of the electrode was measured. The springback ratio of the electrode was obtained by the following formula.
Springback rate = {(electrode thickness after 30 cycles - current collector thickness) / (electrode thickness before charging and discharging - current collector thickness)} x 100-100 (%)

(3)放電容量維持率
放電容量維持率は以下の式より求めた。
放電容量維持率={(30サイクル目の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)}×100(%)
(3) Discharge capacity retention rate The discharge capacity retention rate was obtained from the following formula.
Discharge capacity retention rate = {(Discharge capacity at 30th cycle)/(Discharge capacity at 1st cycle)} x 100 (%)

なお、上記測定条件において「1C」とは、ある一定の電気容量を有するセルを定電流放電して1時間で放電終了となる電流値を示す。例えば「0.1C」とは、10時間かけて放電終了となる電流値のことであり、「10C」とは0.1時間かけて放電完了となる電流値のことをいう。 In the above measurement conditions, "1 C" indicates a current value at which discharge is completed in 1 hour when a cell having a certain electric capacity is discharged at a constant current. For example, "0.1 C" means a current value at which discharge is completed in 10 hours, and "10 C" means a current value at which discharge is completed in 0.1 hour.

表から明らかなように、実施例1-1~1-12のバインダー水溶液を用いて作製した電極スラリー、この電極スラリーから作製したリチウムハーフセル評価ではいずれも、スプリングバック率、および放電容量維持率の評価が良好であった。 As is clear from the table, both the electrode slurries prepared using the aqueous binder solutions of Examples 1-1 to 1-12 and the lithium half-cells prepared from the electrode slurries were evaluated for springback rate and discharge capacity retention rate. Evaluation was good.

得られたセパレータの耐熱収縮性、耐粉落ち性、密着性、レート耐性及び出力特性は下記の方法により測定した。 The heat shrinkage resistance, powder drop resistance, adhesion, rate resistance and output characteristics of the obtained separator were measured by the following methods.

<耐熱収縮性>
実施例及び比較例で得られたセパレータ及びセパレータ/電極積層体を、幅12cm×長さ12cmの正方形に切り、正方形内部に1辺が10cmの正方形を描き試験片とした。試験片を150℃の恒温槽に入れ1時間放置することにより加熱処理した。加熱処理後、内部に描いた正方形の面積を測定し、加熱処理前後の面積の変化を熱収縮率として求め、下記の基準によって耐熱性を評価した。熱収縮率が小さいほどセパレータの耐熱収縮性が優れることを示す。
○:面積収縮率が1%未満
△:面積収縮率が1%以上3%未満
×:面積収縮率が3%以上
<Heat shrinkage resistance>
The separators and separator/electrode laminates obtained in Examples and Comparative Examples were cut into squares of width 12 cm×length 12 cm, and a square of 10 cm on each side was drawn inside the square to obtain a test piece. The test piece was heat-treated by placing it in a constant temperature bath at 150° C. and leaving it for 1 hour. After the heat treatment, the area of the square drawn inside was measured, the change in the area before and after the heat treatment was obtained as the heat shrinkage rate, and the heat resistance was evaluated according to the following criteria. The smaller the heat shrinkage ratio, the better the heat shrinkage resistance of the separator.
○: Area shrinkage rate is less than 1% △: Area shrinkage rate is 1% or more and less than 3% ×: Area shrinkage rate is 3% or more

<耐粉落ち性>
実施例及び比較例で得られたセパレータ及びセパレータ/電極積層体を10cm×10cm四方に切り出し、正確に質量(X0)を秤量し、一方を厚紙に貼りつけ固定した後、セラミック層側に綿布で覆った直径5cm、900gの分銅を乗せ、これらを50rpmの回転数で10分間擦り合わせた。その後、再度正確に質量(X1)を測定し、以下の式
粉落ち性={(X0-X1)/X0}×100
に従って粉落ち性(質量%)を算出することにより、セパレータの耐粉落ち性を以下の基準により評価した。
A:粉落ち性が2質量%未満
B:粉落ち性が2質量%以上5質量%未満
C:粉落ち性が5質量%以上
<Powder-off resistance>
The separators and separator/electrode laminates obtained in Examples and Comparative Examples were cut into 10 cm x 10 cm squares, the mass (X0) was accurately weighed, one side was attached to cardboard and fixed, and the ceramic layer side was covered with cotton cloth. A weight of 900 g with a diameter of 5 cm covered was put on and these were rubbed against each other for 10 minutes at a rotation speed of 50 rpm. After that, the mass (X1) was measured again accurately, and the following formula: powder falling property = {(X0-X1) / X0} × 100
By calculating the powder falling property (% by mass) according to the following criteria, the powder falling resistance of the separator was evaluated.
A: less than 2% by mass of powder removal property B: 2% by mass or more and less than 5% by mass of powder removal property C: 5% by mass or more of powder removal property

<セパレータの密着性(ピール強度)>
実施例及び比較例で得られたセパレータ及びセパレータ/電極積層体から幅2cm×長さ10cmの試験片を切り出し、コーティング面を上にして固定する。次いで、該試験片のセラミック層表面に、幅15mmの粘着テープ(「セロテープ(登録商標)」 ニチバン(株)製))(JIS Z1522に規定)を押圧しながら貼り付けた後、25℃条件下で引張り試験機((株)エー・アンド・デイ製「テンシロンRTM-100」)を用いて、試験片の一端から該粘着テープを30mm/分の速度で180°方向に引き剥がしたときの応力を測定した。測定は5回行い、幅15mm当たりの値に換算し、その平均値をピール強度として算出した。ピール強度が大きいほど、基材とセラミック層との密着強度あるいはセラミック層同士の結着性が高く、セパレータ基材からセラミック層あるいはセラミック層同士が剥離し難いことを示す。
<Separator adhesion (peel strength)>
A test piece having a width of 2 cm and a length of 10 cm is cut out from the separators and separator/electrode laminates obtained in Examples and Comparative Examples, and fixed with the coated surface facing up. Next, a 15 mm wide adhesive tape ("CELLOTAPE (registered trademark)" manufactured by Nichiban Co., Ltd.) (defined in JIS Z1522) was attached to the surface of the ceramic layer of the test piece while being pressed, and then subjected to 25°C conditions. Using a tensile tester ("Tensilon RTM-100" manufactured by A&D Co., Ltd.), the stress when the adhesive tape is peeled off from one end of the test piece in the 180 ° direction at a speed of 30 mm / min. was measured. The measurement was performed 5 times, converted to a value per width of 15 mm, and the average value was calculated as the peel strength. The higher the peel strength, the higher the adhesive strength between the base material and the ceramic layer or the binding property between the ceramic layers, indicating that the ceramic layer or the ceramic layers are less likely to separate from the separator base material.

<レート耐性、出力特性>
(1)ラミネート型リチウムイオン電池の製造
レート耐性、出力特性を測定するにあたりラミネート型リチウムイオン電池を次のようにして製造した。
(1-1)負極の製造
市販の自転公転ミキサー(製品名「あわとり練太郎」、シンキー(株)製)を用い、上記ミキサー専用の容器に、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)/カルボキシメチルセルロース(CMC)(質量比1/1)水溶液を固形分換算で2部と、天然黒鉛(伊藤黒鉛工業株式会社製 製品名「Z-5F」)を98部とを混合した。そこにイオン交換水を固形分濃度40%となるように加えて、当該容器を前記ミキサーにセットした。次いで、2000rpmで10分間混練後、1分間脱泡を行い、リチウムイオン電池用スラリーを得た。銅箔からなる集電体にリチウムイオン電池用スラリーをのせて、ドクターブレードを用いて膜状に塗布した。集電体にリチウムイオン電池用スラリーを塗布したものを80℃で20分間乾燥して水を揮発させて除去した後、ロ-ルプレス機により、密着接合させた。この時、電極活物質層の密度は1.0g/cmとなるようにした。接合物を120℃で2時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状(26mm×31mmの矩形状)に切り取り、電極活物質層の厚さが15μmの負極とした。
<Rate Tolerance, Output Characteristics>
(1) Production of Laminated Lithium Ion Battery A laminated lithium ion battery was produced in the following manner for measuring rate resistance and output characteristics.
(1-1) Production of Negative Electrode Using a commercially available rotation-revolution mixer (product name: "Awatori Mixer", manufactured by Thinky Co., Ltd.), styrene-butadiene rubber (SBR)/carboxymethylcellulose ( CMC) (1/1 mass ratio) aqueous solution was mixed with 2 parts in terms of solid content and 98 parts of natural graphite (product name “Z-5F” manufactured by Ito Graphite Industry Co., Ltd.). Ion-exchanged water was added thereto so that the solid content concentration was 40%, and the container was set in the mixer. After kneading at 2000 rpm for 10 minutes, defoaming was performed for 1 minute to obtain slurry for lithium ion batteries. A slurry for a lithium ion battery was put on a current collector made of copper foil and coated in a film using a doctor blade. A current collector coated with slurry for a lithium ion battery was dried at 80° C. for 20 minutes to volatilize and remove water, and then closely bonded by a roll press. At this time, the density of the electrode active material layer was set to 1.0 g/cm 2 . The bonded product was heated at 120° C. for 2 hours in a vacuum dryer and cut into a predetermined shape (rectangular shape of 26 mm×31 mm) to obtain a negative electrode having an electrode active material layer with a thickness of 15 μm.

(1-2)正極の製造
正極活物質としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3と導電助剤としてアセチレンブラックと、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、それぞれ88質量部、6質量部、6質量部を混合し、この混合物を適量のN-メチル-2-ピロリドン(NMP)に分散させて、リチウムイオン電池正極用スラリーを製造した。次いで、正極の集電体としてアルミニウム箔を用意し、アルミニウム箔にリチウムイオン電池正極用スラリーをのせ、ドクターブレードを用いて膜状になるように塗布した。リチウムイオン電池正極用スラリーを塗布後のアルミニウム箔を80℃で20分間乾燥してNMPを揮発させて除去した後、ロ-ルプレス機により、密着接合させた。この時、正極活物質層の密度は3.2g/cmとなるようにした。接合物を120℃で6時間、真空乾燥機で加熱し、所定の形状(25mm×30mmの矩形状)に切り取り、正極活物質層の厚さが45μm程度の正極とした。
(1-2) Production of positive electrode LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 as a positive electrode active material, acetylene black as a conductive aid, and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, each 88 parts by mass. . Next, an aluminum foil was prepared as a current collector for the positive electrode, and the lithium ion battery positive electrode slurry was placed on the aluminum foil and coated with a doctor blade to form a film. The aluminum foil coated with the lithium ion battery positive electrode slurry was dried at 80° C. for 20 minutes to volatilize and remove NMP, and then closely bonded by a roll press. At this time, the density of the positive electrode active material layer was set to 3.2 g/cm 2 . The bonded product was heated at 120° C. for 6 hours in a vacuum dryer and cut into a predetermined shape (rectangular shape of 25 mm×30 mm) to obtain a positive electrode having a positive electrode active material layer with a thickness of about 45 μm.

(1-3)ラミネート型リチウムイオン電池の製造
上記負極及び正極又は実施例で得られた正極を用いて、ラミネート型リチウムイオン二次電池を製造した。詳しくは、正極及び負極の間に、実施例及び比較例で得られたセパレータを矩形状シート(27×32mm、厚さ25μm)により挟装して極板群とした。この極板群を二枚一組のラミネートフィルムで覆い、三辺をシールした後、袋状となったラミネートフィルムに電解液を注入した。電解液としてエチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒に、LiPFを1mol/Lの濃度で溶解した溶液を用いた。その後、残りの一辺をシールすることで、四辺が気密にシールされ、極板群及び電解液が密閉されたラミネート型リチウムイオン二次電池を得た。なお、正極及び負極は外部と電気的に接続可能なタブを備え、このタブの一部はラミネート型リチウムイオン二次電池の外側に延出している。以上の工程で製造したラミネート型リチウムイオン電池を通電したところ、動作上の問題は生じなかった。
(1-3) Production of Laminated Lithium Ion Battery A laminated lithium ion secondary battery was produced using the above negative electrode and positive electrode or the positive electrode obtained in the example. Specifically, the separators obtained in Examples and Comparative Examples were sandwiched between a positive electrode and a negative electrode with a rectangular sheet (27×32 mm, thickness 25 μm) to form an electrode plate group. This electrode plate assembly was covered with a pair of laminate films, and after three sides were sealed, an electrolytic solution was injected into the bag-shaped laminate film. As an electrolytic solution, a solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol/L in a solvent of ethylene carbonate/ethyl methyl carbonate=1/1 (mass ratio) was used. After that, the remaining one side was sealed to obtain a laminate type lithium ion secondary battery in which the four sides were airtightly sealed and the electrode plate group and the electrolytic solution were sealed. In addition, the positive electrode and the negative electrode have tabs that can be electrically connected to the outside, and a part of the tabs extends outside the laminate type lithium ion secondary battery. When the laminate type lithium ion battery manufactured by the above steps was energized, no problem occurred in operation.

(2)レート耐性、出力特性の測定
上記製造したリチウムイオン二次電池を用いて、25℃で0.1Cで2.5~4.2V電圧で充電し、電圧が4.2Vになった時点で引き続き定電圧(4.2V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで0.1Cで2.5Vまで放電する充放電を5回繰り返し、6サイクル目以降は放電のみ1Cに変更し充放電を50サイクル繰り返した。6サイクル目の充電容量における6サイクル目の1C放電容量の割合を百分率で算出した値を初期レート維持率とした。この値が大きいほど、レート耐性が良好である。さらに5サイクル目の1C放電容量に対する50サイクル目の1C放電容量の割合を百分率で算出した値を容量維持率とした。この値が大きいほど出力特性が良好である。
(2) Measurement of rate resistance and output characteristics Using the lithium ion secondary battery manufactured above, charge at 2.5 to 4.2 V at 0.1 C at 25 ° C. When the voltage reaches 4.2 V Then, charging was continued at a constant voltage (4.2 V), and charging was completed (cutoff) when the current value reached 0.01C. Then, charging and discharging at 0.1 C to 2.5 V were repeated 5 times, and after the 6th cycle, only discharging was changed to 1 C and charging and discharging were repeated 50 cycles. A value obtained by calculating the ratio of the 1C discharge capacity at the 6th cycle to the charge capacity at the 6th cycle as a percentage was defined as the initial rate maintenance rate. The higher this value, the better the rate tolerance. Furthermore, the ratio of the 1C discharge capacity at the 50th cycle to the 1C discharge capacity at the 5th cycle was calculated as a percentage, and the value was defined as the capacity retention rate. The larger this value, the better the output characteristics.

実施例2-1
(1)セパレータ用スラリーの製造
配合例1で得られた水溶液を固形分換算で5質量部と、水113質量部を撹拌混合し、ベーマイト(平均粒径0.8μm)を100質量部加え、ホモジナイザー(IKA社製 T25 digital ULTRA-TURRAX)で15000rpm 60分間、分散撹拌させた。さらにイオン交換水を加えて粘度を調整し、スラリーを製造した。
Example 2-1
(1) Production of slurry for separator 5 parts by mass of the aqueous solution obtained in Formulation Example 1 in terms of solid content and 113 parts by mass of water are stirred and mixed, and 100 parts by mass of boehmite (average particle size 0.8 μm) is added, Dispersion stirring was performed with a homogenizer (T25 digital ULTRA-TURRAX manufactured by IKA) at 15000 rpm for 60 minutes. Further, ion-exchanged water was added to adjust the viscosity to produce a slurry.

(2)セパレータの製造:セパレータ用スラリーの層(コーティング層)の積層
幅250mm、長さ200mm、厚さ6μmの湿式法により製造された単層ポリエチレン製セパレータ基材(PE基材)を用意した。上記で得られたスラリー液をセパレータの一方の面上に、乾燥後の厚みが3.0μmになるようにグラビアコーターを用いて塗工、乾燥し、リチウムイオン電池用セパレータを得た。
(2) Production of separator: Lamination of separator slurry layer (coating layer) A single-layer polyethylene separator substrate (PE substrate) manufactured by a wet method with a width of 250 mm, a length of 200 mm, and a thickness of 6 μm was prepared. . The slurry liquid obtained above was coated on one side of a separator using a gravure coater so that the thickness after drying was 3.0 μm, and dried to obtain a lithium ion battery separator.

実施例2-2~2-20、比較例2-1~2-4
下記表のように変更した以外は実施例2-1と同様の操作でリチウムイオン電池用セパレータを得た。
Examples 2-2 to 2-20, Comparative Examples 2-1 to 2-4
A separator for a lithium ion battery was obtained in the same manner as in Example 2-1, except for the changes shown in the table below.

実施例2-21
前記実施例2-5において、スラリー液をセパレータではなく、正極側にコーティングし、乾燥後の厚みが3.0μmになるようにギャップコーターを用いて塗工、乾燥し、リチウムイオン電池用正極を得た。
Example 2-21
In Example 2-5, the slurry liquid is coated on the positive electrode side instead of the separator, and is coated using a gap coater so that the thickness after drying becomes 3.0 μm, and dried to form a positive electrode for a lithium ion battery. Obtained.

実施例2-22
前期実施例2-5において、スラリー液を幅200mm、長さ200mm、厚み9μm、目付量11g/mのポリエチレンテレフタレート不織布基材(PET基材)にコーティングした以外は実施例2-5と同様の操作でリチウムイオン電池用セパレータを得た。
Example 2-22
Same as Example 2-5 except that the slurry liquid was coated on a polyethylene terephthalate nonwoven fabric substrate (PET substrate) having a width of 200 mm, a length of 200 mm, a thickness of 9 μm, and a basis weight of 11 g/m 2 in the previous Example 2-5. A separator for a lithium ion battery was obtained by the above operation.

Figure 0007127325000006
Figure 0007127325000006

Claims (12)

構成単位100モル%に対し、N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位を50モル%以上含む水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)、
リオキサールである水溶性架橋剤(A1)、電極活物質(B)、水並びにスラリー100質量%に対し、酸を0~5質量%含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
a water-soluble poly(meth)acrylamide (A) containing 50 mol% or more of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) based on 100 mol% of the structural units;
A water-soluble cross-linking agent (A1) that is glyoxal , an electrode active material (B) , water, and a slurry for a thermal cross-linking lithium ion battery containing 0 to 5% by mass of an acid based on 100% by mass of the slurry.
構成単位100モル%に対し、N-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位を50モル%以上含む水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)、
リオキサールである水溶性架橋剤(A1)、セラミック微粒子(C)、水並びにスラリー100質量%に対し、酸を0~5質量%含む、熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。
a water-soluble poly(meth)acrylamide (A) containing 50 mol% or more of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) based on 100 mol% of the structural units;
A water-soluble cross-linking agent (A1) that is glyoxal , ceramic fine particles (C) , water, and a slurry for a thermal cross-linking lithium ion battery containing 0 to 5% by mass of an acid based on 100% by mass of the slurry.
前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)中のN-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位100質量%に対し、前記水溶性架橋剤(A1)を0.001~3.0質量%含む、請求項1に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。 The water-soluble cross-linking agent (A1) is added to 0 with respect to 100% by mass of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) in the water-soluble poly(meth)acrylamide (A). The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to claim 1, containing 0.001 to 3.0% by mass. 前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)中のN-無置換又は一置換(メタ)アクリルアミド基含有化合物(a)由来の構成単位100質量%に対し、前記水溶性架橋剤(A1)を0.001~3.0質量%含む、請求項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。 The water-soluble cross-linking agent (A1) is added to 0 with respect to 100% by mass of structural units derived from the N-unsubstituted or monosubstituted (meth)acrylamide group-containing compound (a) in the water-soluble poly(meth)acrylamide (A). The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to claim 2 , containing 0.001 to 3.0% by mass. 前記電極活物質(B)がシリコン又はシリコンオキサイドを10質量%以上含む、請求項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリー。 2. The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to claim 1 , wherein said electrode active material (B) contains silicon or silicon oxide in an amount of 10% by mass or more. 前記水溶性ポリ(メタ)アクリルアミド(A)を含む水溶液に前記水溶性架橋剤(A1)を加える工程を含む、請求項1~のいずれか1項に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーの製造方法。 The slurry for a thermally crosslinked lithium ion battery according to any one of claims 1 to 5 , comprising adding the water-soluble cross-linking agent (A1) to an aqueous solution containing the water-soluble poly(meth)acrylamide (A). manufacturing method. 請求項1又はに記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを集電体に塗布し、熱架橋反応させることにより得られる、リチウムイオン電池用電極。 A lithium ion battery electrode obtained by applying the thermally crosslinkable lithium ion battery slurry according to claim 1 or 3 to a current collector and causing a thermal crosslinking reaction. 請求項に記載のリチウムイオン電池用電極を含む、リチウムイオン電池。 A lithium ion battery comprising the lithium ion battery electrode according to claim 7 . 請求項2又は4に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを多孔質のポリオレフィン樹脂基材、又はプラスチック不織布に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ。 5. A lithium ion battery separator obtained by applying the thermally crosslinkable lithium ion battery slurry according to claim 2 or 4 to a porous polyolefin resin base material or plastic nonwoven fabric and thermally crosslinking the slurry. 請求項2又は4に記載の熱架橋型リチウムイオン電池用スラリーを、
電極材料の活物質側に塗布し、熱架橋させることにより得られる、リチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体。
The thermally crosslinked lithium ion battery slurry according to claim 2 or 4 ,
A separator/electrode laminate for a lithium ion battery, obtained by coating an electrode material on the active material side and thermally crosslinking the electrode material.
請求項に記載のリチウムイオン電池用セパレータを含む、リチウムイオン電池。 A lithium ion battery comprising the lithium ion battery separator according to claim 9 . 請求項10に記載のリチウムイオン電池用セパレータ/電極積層体を含む、リチウムイオン電池。 A lithium ion battery comprising the lithium ion battery separator/electrode laminate according to claim 10 .
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