JP7257520B2 - Inorganic solid electrolyte-containing composition, all-solid secondary battery sheet and all-solid secondary battery, and method for producing all-solid secondary battery sheet and all-solid secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、無機固体電解質含有組成物、全固体二次電池用シート及び全固体二次電池、並びに、全固体二次電池用シート及び全固体二次電池の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a composition containing an inorganic solid electrolyte, an all-solid secondary battery sheet and an all-solid secondary battery, and a method for producing an all-solid secondary battery sheet and an all-solid secondary battery.

全固体二次電池は負極、電解質、正極の全てが固体からなり、有機電解液を用いた電池の課題とされる安全性及び信頼性を大きく改善することができる。また長寿命化も可能になるとされる。更に、全固体二次電池は、電極と電解質を直接並べて直列に配した構造とすることができる。そのため、有機電解液を用いた二次電池に比べて高エネルギー密度化が可能となり、電気自動車又は大型蓄電池等への応用が期待されている。 An all-solid secondary battery consists of a negative electrode, an electrolyte, and a positive electrode, all of which are solid, and can greatly improve safety and reliability, which are problems of batteries using an organic electrolyte. In addition, it is said that it will be possible to extend the service life. Furthermore, the all-solid secondary battery can have a structure in which the electrodes and the electrolyte are directly arranged in series. Therefore, it is possible to achieve a higher energy density than a secondary battery using an organic electrolyte, and it is expected to be applied to electric vehicles, large storage batteries, and the like.

このような全固体二次電池において、構成層(無機固体電解質層、負極活物質層、正極活物質層等)のいずれかの層を、無機固体電解質又は活物質と、バインダー(結着剤)とを含有する材料(構成層形成材料)で形成する技術が、種々提案されている。
例えば、特許文献1には、(A)周期律表第1族又は第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質と、(B)ポリマーと、(C)分散媒とを含有する固体電解質組成物であって、(B)ポリマーが炭化水素ポリマーセグメントを主鎖に有し、この主鎖が結合群(I):エステル結合、アミド結合、ウレタン結合、ウレア結合、イミド結合、エーテル結合およびカーボネート結合から選択される結合を少なくとも1つ含む、固体電解質組成物が記載されている。また、特許文献2には、非球状ポリマー粒子と分散媒体と無機固体電解質とを含有する固体電解質組成物であって、上記の非球状ポリマー粒子が、特定の官能基群aから選ばれる官能基、酸解離定数pKa14以下の酸性基、または共役酸のpKaが14以下の塩基性基の少なくとも1つを有するポリマーで構成されている固体電解質組成物が記載されている。
In such an all-solid secondary battery, one of the constituent layers (inorganic solid electrolyte layer, negative electrode active material layer, positive electrode active material layer, etc.) is combined with an inorganic solid electrolyte or active material and a binder (binder). Various techniques for forming with a material (constituent layer forming material) containing are proposed.
For example, Patent Document 1 discloses (A) an inorganic solid electrolyte having ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, (B) a polymer, and (C) a dispersion medium. (B) polymer has a hydrocarbon polymer segment in the main chain, and the main chain has a bond group (I): an ester bond, an amide bond, a urethane bond, a urea bond, an imide bond, A solid electrolyte composition is described comprising at least one bond selected from an ether bond and a carbonate bond. Further, Patent Document 2 discloses a solid electrolyte composition containing non-spherical polymer particles, a dispersion medium, and an inorganic solid electrolyte, wherein the non-spherical polymer particles contain functional groups selected from the specific functional group group a. , an acidic group with an acid dissociation constant pKa of 14 or less, or a basic group with a conjugate acid pKa of 14 or less.

国際公開第2018/020827A1International Publication No. 2018/020827A1 特開2015-167126号公報JP 2015-167126 A

全固体二次電池の構成層は、生産性の観点からシート状にして連続作製されることが好ましく、またロール等に巻回されて保存されることが実際的である。構成層をシート状に作製する際又は後には、構成層に屈曲若しくは湾曲、更には復元(引き伸ばし)等の応力が作用することは避けられない。また、シート状の構成層は、通常、巻芯等に巻き付けられて保存され、使用する際に巻芯から送り出され、この場合も屈曲(巻付)及び復元(送出)の応力が作用する。
しかし、全固体二次電池の構成層は、通常、無機固体電解質、バインダー、更には活物質等の固体粒子で形成されるため、一般的に固体粒子同士の界面接触が十分ではない。そのため、上述の屈曲及び復元により、構成層中の固体粒子同士の界面接触が次第に損なわれる(屈曲耐久性に劣る)という問題が引き起こされる。この問題は、全固体二次電池の工業的製造の見地からシート状の構成層をロール トゥ ロール法で作製する場合、作製中に搬送ロール若しくは支持ロールの表面に追従して屈曲及び復元が多数回繰り返され、特に顕著になる。
ところが、固体粒子に対して従来のバインダーを併用しても上述の、屈曲及び復元による、固体粒子同士の界面接触の低下を十分に抑制できず、改善の余地がある。
From the viewpoint of productivity, the constituent layers of the all-solid-state secondary battery are preferably continuously produced in a sheet form, and are practically wound around a roll or the like and stored. When or after forming the constituent layers into a sheet, it is inevitable that the constituent layers will be subjected to stress such as bending, bending, and restoration (stretching). In addition, the sheet-like constituent layers are usually stored by being wound around a core or the like, and are sent out from the core when used.
However, since the constituent layers of an all-solid secondary battery are usually formed of solid particles such as an inorganic solid electrolyte, a binder, and an active material, interfacial contact between solid particles is generally insufficient. Therefore, the bending and restoring described above causes a problem that interfacial contact between solid particles in the constituent layers is gradually impaired (poor bending durability). From the standpoint of industrial production of all-solid-state secondary batteries, when the sheet-shaped constituent layers are produced by the roll-to-roll method, this problem is caused by many bends and restorations following the surface of the carrier roll or support roll during production. repeated several times and become particularly pronounced.
However, even if a conventional binder is used in combination with the solid particles, it is not possible to sufficiently suppress the decrease in interfacial contact between the solid particles due to bending and restoring, and there is room for improvement.

本発明は、全固体二次電池の構成層を構成する材料として用いられることにより、屈曲耐久性に優れた構成層を実現できる無機固体電解質含有組成物を提供することを課題とする。また、本発明は、この無機固体電解質含有組成物を用いた、全固体二次電池用シート及び全固体二次電池、並びに、全固体二次電池用シート及び全固体二次電池の製造方法を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide an inorganic solid electrolyte-containing composition that can be used as a material for constituting a constituent layer of an all-solid secondary battery, thereby realizing a constituent layer having excellent bending durability. The present invention also provides a sheet for an all-solid secondary battery and an all-solid secondary battery, and a method for producing an all-solid secondary battery sheet and an all-solid secondary battery using this inorganic solid electrolyte-containing composition. The task is to provide

本発明者らは、種々検討を重ねた結果、構成層構成材料について、引張り及び復元を10回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失が40%未満であるポリマーを含むバインダーを、無機固体電解質と組み合わせて用いることにより、屈曲耐久性に優れた構成層を実現できることを見出した。本発明はこれらの知見に基づき更に検討を重ね、完成されるに至ったものである。 As a result of various investigations, the present inventors have found that a binder containing a polymer having a tensile hysteresis loss of less than 40% in a stress-strain curve obtained by repeating tension and restoration 10 times for a material constituting a constituent layer is an inorganic binder. It was found that a constituent layer having excellent bending durability can be realized by using it in combination with a solid electrolyte. The present invention has been completed through further studies based on these findings.

すなわち、上記の課題は以下の手段により解決された。
<1>周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質と、バインダーとを含有する無機固体電解質含有組成物であって、
バインダーが、引張り及び復元を10回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失が40%未満であるポリマーを含む、無機固体電解質含有組成物。
<2>ポリマーが、引張り及び復元を30回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失が35%未満である、<1>に記載の無機固体電解質含有組成物。
<3>ポリマーが、400MPa以上の引張弾性率を有する、<1>又は<2>に記載の無機固体電解質含有組成物。
<4>ポリマーが、300%以上の破断伸びを有する、<1>~<3>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物。
<5>ポリマーが、ウレタン結合、ウレア結合、アミド結合、イミド結合及びエステル結合から選ばれる少なくとも1種の結合を主鎖に有する、<1>~<4>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物。
<6>ポリマーが、ポリエチレンオキシ鎖、ポリプロピレンオキシ鎖及びポリテトラメチレンオキシ鎖から選ばれる少なくとも2種のポリエーテル構造を主鎖に有する、<1>~<5>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物。
<7>少なくとも2種のポリエーテル構造の数平均分子量が400以下である、<6>に記載の無機固体電解質含有組成物。
<8>活物質を含有する、<1>~<7>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物。
<9>活物質が、ケイ素元素又はスズ元素を含有する活物質である、<8>に記載の無機固体電解質含有組成物。
<10>導電助剤を含有する、<1>~<9>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物。
<11>無機固体電解質が硫化物系無機固体電解質である、<1>~<10>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物。
<12>上記<1>~<11>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物で構成した層を有する全固体二次電池用シート。
<13>正極活物質層と固体電解質層と負極活物質層とをこの順で具備する全固体二次電池であって、
正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層の少なくとも1つの層が、上記<1>~<11>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物で構成した層である、全固体二次電池。
<14>上記<1>~<11>のいずれか1つに記載の無機固体電解質含有組成物を製膜する、全固体二次電池用シートの製造方法。
<15>上記<14>に記載の製造方法を経て全固体二次電池を製造する、全固体二次電池の製造方法。
That is, the above problems have been solved by the following means.
<1> An inorganic solid electrolyte-containing composition containing an inorganic solid electrolyte having ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table and a binder,
A composition containing an inorganic solid electrolyte, wherein the binder comprises a polymer having a tensile hysteresis loss of less than 40% in a stress-strain curve obtained by repeating stretching and restoring 10 times.
<2> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to <1>, wherein the polymer has a tensile hysteresis loss of less than 35% in a stress-strain curve obtained by repeating stretching and restoring 30 times.
<3> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to <1> or <2>, wherein the polymer has a tensile modulus of 400 MPa or more.
<4> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of <1> to <3>, wherein the polymer has an elongation at break of 300% or more.
<5> The inorganic according to any one of <1> to <4>, wherein the polymer has at least one bond selected from a urethane bond, a urea bond, an amide bond, an imide bond and an ester bond in the main chain. A composition containing a solid electrolyte.
<6> The polymer according to any one of <1> to <5>, wherein the main chain has at least two polyether structures selected from a polyethyleneoxy chain, a polypropyleneoxy chain and a polytetramethyleneoxy chain. A composition containing an inorganic solid electrolyte.
<7> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to <6>, wherein the at least two polyether structures have a number average molecular weight of 400 or less.
<8> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of <1> to <7>, which contains an active material.
<9> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to <8>, wherein the active material is an active material containing elemental silicon or elemental tin.
<10> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of <1> to <9>, which contains a conductive aid.
<11> The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of <1> to <10>, wherein the inorganic solid electrolyte is a sulfide-based inorganic solid electrolyte.
<12> A sheet for an all-solid secondary battery, having a layer composed of the inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of <1> to <11> above.
<13> An all-solid secondary battery comprising a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer and a negative electrode active material layer in this order,
At least one layer of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer is a layer composed of the inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of <1> to <11> above. Solid secondary battery.
<14> A method for producing a sheet for an all-solid secondary battery, comprising forming a film from the inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of <1> to <11> above.
<15> A method for manufacturing an all-solid secondary battery, comprising manufacturing an all-solid secondary battery through the manufacturing method according to <14> above.

本発明は、屈曲耐久性に優れた構成層を作製することができ、全固体二次電池の構成層構成材料として好適に用いられる無機固体電解質含有組成物を提供できる。また、本発明は、この無機固体電解質含有組成物で構成した層を有する、全固体二次電池用シート及び全固体二次電池を提供できる。更に、本発明は、この無機固体電解質含有組成物を用いた、全固体二次電池用シート及び全固体二次電池の製造方法を提供できる。
本発明の上記及び他の特徴及び利点は、適宜添付の図面を参照して、下記の記載からより明らかになるであろう。
INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide an inorganic solid electrolyte-containing composition that can form a constituent layer having excellent bending durability and is suitably used as a constituent layer constituent material of an all-solid secondary battery. Moreover, the present invention can provide a sheet for an all-solid secondary battery and an all-solid secondary battery having a layer composed of this inorganic solid electrolyte-containing composition. Furthermore, the present invention can provide a sheet for an all-solid secondary battery and a method for producing an all-solid secondary battery using this inorganic solid electrolyte-containing composition.
The above and other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following description, with appropriate reference to the accompanying drawings.

本発明の好ましい実施形態に係る全固体二次電池を模式化して示す縦断面図である。1 is a vertical cross-sectional view schematically showing an all-solid secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention; FIG. 図2は実施例で作製したコイン型全固体二次電池を模式的に示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view schematically showing a coin-type all-solid-state secondary battery produced in Examples.

本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において化合物の表示(例えば、化合物と末尾に付して呼ぶとき)については、この化合物そのもののほか、その塩、そのイオンを含む意味に用いる。また、本発明の効果を損なわない範囲で、置換基を導入するなど一部を変化させた誘導体を含む意味である。
本発明において、(メタ)アクリルとは、アクリル及びメタアクリルの一方又は両方を意味する。(メタ)アクリレートについても同様である。
本明細書において、置換又は無置換を明記していない置換基、連結基等(以下、置換基等という。)については、その基に適宜の置換基を有していてもよい意味である。よって、本明細書において、単に、YYY基と記載されている場合であっても、このYYY基は、置換基を有しない態様に加えて、更に置換基を有する態様も包含する。これは置換又は無置換を明記していない化合物についても同義である。好ましい置換基としては、例えば後述する置換基Zが挙げられる。
本明細書において、特定の符号で示された置換基等が複数あるとき、又は複数の置換基等を同時若しくは択一的に規定するときには、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよいことを意味する。また、特に断らない場合であっても、複数の置換基等が隣接するときにはそれらが互いに連結したり縮環したりして環を形成していてもよい意味である。
In this specification, a numerical range represented by "to" means a range including the numerical values before and after "to" as lower and upper limits.
In the present specification, the expression of a compound (for example, when it is called with a compound at the end) is used to mean the compound itself, its salts, and its ions. In addition, it is meant to include derivatives in which a part is changed, such as by introducing a substituent, within a range that does not impair the effects of the present invention.
In the present invention, (meth)acryl means one or both of acryl and methacryl. The same is true for (meth)acrylates.
In the present specification, substituents, linking groups, etc. (hereinafter referred to as substituents, etc.) for which substitution or unsubstitution is not specified are intended to mean that the group may have an appropriate substituent. Therefore, even if the YYY group is simply referred to in this specification, the YYY group includes not only the embodiment having no substituent but also the embodiment having a substituent. This also applies to compounds that are not specified as substituted or unsubstituted. Preferred substituents include, for example, substituent Z described later.
In this specification, when there are a plurality of substituents or the like indicated by a specific symbol, or when a plurality of substituents or the like are defined simultaneously or alternatively, the respective substituents or the like may be the same or different from each other. means good. Further, even if not otherwise specified, when a plurality of substituents and the like are adjacent to each other, they may be connected to each other or condensed to form a ring.

[無機固体電解質含有組成物]
本発明の無機固体電解質含有組成物は、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質と、バインダーとを含有する。
本発明の無機固体電解質含有組成物が含有するバインダーは、少なくとも無機固体電解質含有組成物で形成した層中において、無機固体電解質(更には、共存しうる、活物質、導電助剤)等の固体粒子同士(例えば、無機固体電解質同士、無機固体電解質と活物物質、活物質同士)を結着させる結着剤として、機能する。更には、集電体と固体粒子とを結着させる結着剤として機能することもある。なお、本発明の無機固体電解質含有組成物が含有するバインダーは、無機固体電解質含有組成物中において、固体粒子同士を結着させる機能を有していてもいなくてもよい。
本発明の無機固体電解質含有組成物は、無機固体電解質が分散媒中に分散したスラリーであることが好ましい。この場合、バインダーは、固体粒子を分散媒中に分散させる機能を示しても示さなくてもよい。また、バインダーは分散媒中に溶解していてもよい(溶解型バインダーともいう。)が、電子伝導度等の点で、(固体状態で)分散媒中に分散していること(粒子として分散するバインダーを粒子状バインダーともいう。)が好ましい。この態様の無機固体電解質含有組成物は通常スラリーとなる。
[Inorganic solid electrolyte-containing composition]
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention contains an inorganic solid electrolyte having ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and a binder.
The binder contained in the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention is a solid such as an inorganic solid electrolyte (and further, an active material and a conductive aid that can coexist) in at least the layer formed from the inorganic solid electrolyte-containing composition. It functions as a binder that binds particles together (for example, inorganic solid electrolytes together, inorganic solid electrolytes and active materials, active materials together). Furthermore, it may function as a binder that binds the current collector and the solid particles together. The binder contained in the composition containing an inorganic solid electrolyte of the present invention may or may not have the function of binding solid particles together in the composition containing an inorganic solid electrolyte.
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention is preferably slurry in which the inorganic solid electrolyte is dispersed in a dispersion medium. In this case, the binder may or may not have the function of dispersing the solid particles in the dispersion medium. In addition, the binder may be dissolved in the dispersion medium (also referred to as a dissolved binder). Binders that do so are also referred to as particulate binders.) is preferred. The inorganic solid electrolyte-containing composition of this aspect usually becomes a slurry.

本発明の無機固体電解質含有組成物は、全固体二次電池の構成層構成材料として用いることにより、屈曲耐久性に優れた構成層を実現(作製)できる。
その理由の詳細はまだ明らかではないが、次のように考えられる。すなわち、引張り及び復元を10回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失が40%未満であるポリマーを含むバインダーは、構成層中において、構成層の屈曲及び復元によく追従して固体粒子同士の(初期)界面接触(結着)を維持できる。これにより、通常、作製時若しくは保存時等の繰り返される屈曲及び復元によって構成層中に徐々に弱まりうる固体粒子間の界面接触についてその低下若しくは破壊(空隙発生)を抑制でき、優れた初期界面接触を維持(屈曲耐久性の低下を抑制)できると考えられる。このようなバインダーの作用機能により、本発明の無機固体電解質含有組成物を用いて形成した構成層を備えた全固体二次電池は、構成層が(繰り返される)屈曲及び復元されたものであっても、優れた屈曲耐久性を実現できる。
本発明に用いるバインダーは、上記作用機能を示すため、上述の構成層の屈曲及び復元だけではなく、全固体二次電池の充放電による膨張収縮にもよく追従して、充放電による膨張収縮が大きい負極活物質と併用しても、繰り返される膨張収縮による固体粒子同士の界面接触状態を維持でき、膨張収縮による電池性能(例えば、電池抵抗、サイクル特性)の低下を抑制できる。
By using the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention as a constituent layer constituent material of an all-solid secondary battery, a constituent layer having excellent bending durability can be realized (produced).
Although the details of the reason are not clear yet, it is considered as follows. That is, a binder containing a polymer having a tensile hysteresis loss of less than 40% in a stress-strain curve obtained by repeating tension and restoration 10 times is solid particles in the constituent layers that follow the bending and restoration of the constituent layers well. (Initial) interfacial contact (bonding) between them can be maintained. As a result, it is possible to suppress the deterioration or breakage (generation of voids) of interfacial contact between solid particles in the constituent layers, which can be gradually weakened by repeated bending and restoration during production or storage, and excellent initial interfacial contact. can be maintained (suppressing the decrease in bending durability). Due to the action and function of the binder, the all-solid secondary battery comprising the constituent layers formed using the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention is one in which the constituent layers are (repeatedly) bent and restored. However, excellent bending durability can be achieved.
Since the binder used in the present invention exhibits the above function, it not only bends and restores the above-mentioned constituent layers, but also follows the expansion and contraction due to charging and discharging of the all-solid secondary battery well, and expands and contracts due to charging and discharging. Even when used in combination with a large negative electrode active material, the interfacial contact state between the solid particles due to repeated expansion and contraction can be maintained, and deterioration of battery performance (eg, battery resistance and cycle characteristics) due to expansion and contraction can be suppressed.

本発明の無機固体電解質含有組成物は、全固体二次電池用シート(全固体二次電池用電極シートを含む。)又は全固体二次電池の、固体電解質層、活物質層等の形成材料(構成層形成材料)として好ましく用いることができる。特に、生産性の観点から、とりわけロール トゥ ロール法で作製する構成層の形成材料として好ましく用いることができ、この態様においても優れた屈曲耐久性を実現できる。更に、充放電による膨張収縮が大きい負極活物質を含む全固体二次電池用負極シート又は負極活物質層の形成材料として好ましく用いることができ、この態様においても電池性能の低下を抑制できる。 The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention is a material for forming a solid electrolyte layer, an active material layer, etc. of an all-solid secondary battery sheet (including an all-solid secondary battery electrode sheet) or an all-solid secondary battery. It can be preferably used as a (constituent layer forming material). In particular, from the viewpoint of productivity, it can be preferably used as a material for forming constituent layers produced by the roll-to-roll method, and excellent bending durability can be achieved in this embodiment as well. Furthermore, it can be preferably used as a material for forming a negative electrode sheet or a negative electrode active material layer for an all-solid secondary battery containing a negative electrode active material that expands and contracts greatly due to charging and discharging, and deterioration of battery performance can be suppressed in this aspect as well.

本発明の無機固体電解質含有組成物は非水系組成物であることが好ましい。本発明において、非水系組成物とは、水分を含有しない態様に加えて、含水率(水分含有量ともいう。)が好ましくは500ppm以下である形態をも包含する。非水系組成物において、含水率は、200ppm以下であることがより好ましく、100ppm以下であることが更に好ましく、50ppm以下であることが特に好ましい。無機固体電解質含有組成物が非水系組成物であると、無機固体電解質の劣化を抑制することができる。含水量は、無機固体電解質含有組成物中に含有している水の量(無機固体電解質含有組成物に対する質量割合)を示し、具体的には、0.02μmのメンブレンフィルターでろ過し、カールフィッシャー滴定を用いて測定された値とする。 The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention is preferably a non-aqueous composition. In the present invention, the non-aqueous composition includes not only a form containing no water but also a form having a water content (also referred to as water content) of preferably 500 ppm or less. In the non-aqueous composition, the water content is more preferably 200 ppm or less, still more preferably 100 ppm or less, and particularly preferably 50 ppm or less. When the inorganic solid electrolyte-containing composition is a non-aqueous composition, deterioration of the inorganic solid electrolyte can be suppressed. The water content indicates the amount of water contained in the inorganic solid electrolyte-containing composition (mass ratio to the inorganic solid electrolyte-containing composition). It is the value measured using titration.

本発明の無機固体電解質含有組成物は、無機固体電解質に加えて、活物質、更には導電助剤等を含有する態様も包含する(この態様の組成物を電極用組成物という。)。
以下、本発明の無機固体電解質含有組成物が含有する成分及び含有しうる成分について説明する。
The composition containing an inorganic solid electrolyte of the present invention also includes an embodiment containing an active material, a conductive aid, etc. in addition to an inorganic solid electrolyte (a composition of this embodiment is referred to as an electrode composition).
Components contained and components that can be contained in the composition containing an inorganic solid electrolyte of the present invention are described below.

<無機固体電解質>
本発明の無機固体電解質含有組成物は、無機固体電解質を含有する。
本発明において、無機固体電解質とは、無機の固体電解質のことであり、固体電解質とは、その内部においてイオンを移動させることができる固体状の電解質のことである。主たるイオン伝導性材料として有機物を含むものではないことから、有機固体電解質(ポリエチレンオキシド(PEO)などに代表される高分子電解質、リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LiTFSI)などに代表される有機電解質塩)とは明確に区別される。また、無機固体電解質は定常状態では固体であるため、通常カチオン及びアニオンに解離又は遊離していない。この点で、電解液、又は、ポリマー中でカチオン及びアニオンに解離若しくは遊離している無機電解質塩(LiPF、LiBF、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)、LiClなど)とも明確に区別される。無機固体電解質は周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの伝導性を有するものであれば、特に限定されず、電子伝導性を有さないものが一般的である。本発明の全固体二次電池がリチウムイオン電池の場合、無機固体電解質は、リチウムイオンのイオン伝導性を有することが好ましい。
上記無機固体電解質は、全固体二次電池に通常使用される固体電解質材料を適宜選定して用いることができる。例えば、無機固体電解質としては、(i)硫化物系無機固体電解質、(ii)酸化物系無機固体電解質、(iii)ハロゲン化物系無機固体電解質、及び、(iv)水素化物系固体電解質が挙げられ、活物質と無機固体電解質との間により良好な界面を形成することができる観点から、硫化物系無機固体電解質が好ましい。
<Inorganic solid electrolyte>
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention contains an inorganic solid electrolyte.
In the present invention, an inorganic solid electrolyte means an inorganic solid electrolyte, and a solid electrolyte means a solid electrolyte in which ions can move. Since the main ion-conducting materials do not contain organic substances, organic solid electrolytes (polymer electrolytes typified by polyethylene oxide (PEO), etc., organic electrolytes typified by lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI), etc.) electrolyte salt). Further, since the inorganic solid electrolyte is solid in a steady state, it is not usually dissociated or released into cations and anions. In this respect, it is clearly distinguished from electrolytes or inorganic electrolyte salts that are dissociated or released into cations and anions in polymers (LiPF 6 , LiBF 4 , lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI), LiCl, etc.). be done. The inorganic solid electrolyte is not particularly limited as long as it has ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and generally does not have electronic conductivity. When the all-solid secondary battery of the present invention is a lithium ion battery, the inorganic solid electrolyte preferably has ion conductivity of lithium ions.
As the inorganic solid electrolyte, a solid electrolyte material normally used in all-solid secondary batteries can be appropriately selected and used. Examples of inorganic solid electrolytes include (i) sulfide-based inorganic solid electrolytes, (ii) oxide-based inorganic solid electrolytes, (iii) halide-based inorganic solid electrolytes, and (iv) hydride-based solid electrolytes. A sulfide-based inorganic solid electrolyte is preferable from the viewpoint that a better interface can be formed between the active material and the inorganic solid electrolyte.

(i)硫化物系無機固体電解質
硫化物系無機固体電解質は、硫黄原子を含有し、かつ、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオン伝導性を有し、かつ、電子絶縁性を有するものが好ましい。硫化物系無機固体電解質は、元素として少なくともLi、S及びPを含有し、リチウムイオン伝導性を有しているものが好ましいが、目的又は場合に応じて、Li、S及びP以外の他の元素を含んでもよい。
(i) Sulfide-based inorganic solid electrolyte The sulfide-based inorganic solid electrolyte contains sulfur atoms, has the ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and is electronically insulating. It is preferable to use a material having properties. The sulfide-based inorganic solid electrolyte preferably contains at least Li, S and P as elements and has lithium ion conductivity. element may be included.

硫化物系無機固体電解質としては、例えば、下記式(S1)で示される組成を満たすリチウムイオン伝導性無機固体電解質が挙げられる。

a1b1c1d1e1 (S1)

式中、LはLi、Na及びKから選択される元素を示し、Liが好ましい。Mは、B、Zn、Sn、Si、Cu、Ga、Sb、Al及びGeから選択される元素を示す。Aは、I、Br、Cl及びFから選択される元素を示す。a1~e1は各元素の組成比を示し、a1:b1:c1:d1:e1は1~12:0~5:1:2~12:0~10を満たす。a1は1~9が好ましく、1.5~7.5がより好ましい。b1は0~3が好ましく、0~1がより好ましい。d1は2.5~10が好ましく、3.0~8.5がより好ましい。e1は0~5が好ましく、0~3がより好ましい。
Examples of sulfide-based inorganic solid electrolytes include lithium ion conductive inorganic solid electrolytes that satisfy the composition represented by the following formula (S1).

L a1 M b1 P c1 S d1 A e1 (S1)

In the formula, L represents an element selected from Li, Na and K, preferably Li. M represents an element selected from B, Zn, Sn, Si, Cu, Ga, Sb, Al and Ge. A represents an element selected from I, Br, Cl and F; a1 to e1 indicate the composition ratio of each element, and a1:b1:c1:d1:e1 satisfies 1-12:0-5:1:2-12:0-10. a1 is preferably 1 to 9, more preferably 1.5 to 7.5. b1 is preferably 0-3, more preferably 0-1. d1 is preferably 2.5 to 10, more preferably 3.0 to 8.5. e1 is preferably 0 to 5, more preferably 0 to 3.

各元素の組成比は、下記のように、硫化物系無機固体電解質を製造する際の原料化合物の配合量を調整することにより制御できる。 The composition ratio of each element can be controlled by adjusting the compounding amount of the raw material compound when producing the sulfide-based inorganic solid electrolyte, as described below.

硫化物系無機固体電解質は、非結晶(ガラス)であっても結晶化(ガラスセラミックス化)していてもよく、一部のみが結晶化していてもよい。例えば、Li、P及びSを含有するLi-P-S系ガラス、又はLi、P及びSを含有するLi-P-S系ガラスセラミックスを用いることができる。
硫化物系無機固体電解質は、例えば硫化リチウム(LiS)、硫化リン(例えば五硫化二燐(P))、単体燐、単体硫黄、硫化ナトリウム、硫化水素、ハロゲン化リチウム(例えばLiI、LiBr、LiCl)及び上記Mで表される元素の硫化物(例えばSiS、SnS、GeS)の中の少なくとも2つ以上の原料の反応により製造することができる。
The sulfide-based inorganic solid electrolyte may be amorphous (glass), crystallized (glass-ceramics), or only partially crystallized. For example, Li--P--S type glass containing Li, P and S, or Li--P--S type glass ceramics containing Li, P and S can be used.
Sulfide-based inorganic solid electrolytes include, for example, lithium sulfide (Li 2 S), phosphorus sulfide (e.g., diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 )), elemental phosphorus, elemental sulfur, sodium sulfide, hydrogen sulfide, lithium halide (e.g., LiI, LiBr, LiCl) and sulfides of the element represented by M above (eg, SiS 2 , SnS, GeS 2 ) can be produced by reacting at least two raw materials.

Li-P-S系ガラス及びLi-P-S系ガラスセラミックスにおける、LiSとPとの比率は、LiS:Pのモル比で、好ましくは60:40~90:10、より好ましくは68:32~78:22である。LiSとPとの比率をこの範囲にすることにより、リチウムイオン伝導度を高いものとすることができる。具体的には、リチウムイオン伝導度を好ましくは1×10-4S/cm以上、より好ましくは1×10-3S/cm以上とすることができる。上限は特にないが、1×10-1S/cm以下であることが実際的である。The ratio of Li 2 S and P 2 S 5 in the Li—P—S type glass and Li—P—S type glass ceramics is Li 2 S:P 2 S 5 molar ratio, preferably 60:40 to 90:10, more preferably 68:32 to 78:22. By setting the ratio of Li 2 S and P 2 S 5 within this range, the lithium ion conductivity can be increased. Specifically, the lithium ion conductivity can be preferably 1×10 −4 S/cm or higher, more preferably 1×10 −3 S/cm or higher. Although there is no particular upper limit, it is practical to be 1×10 −1 S/cm or less.

具体的な硫化物系無機固体電解質の例として、原料の組み合わせ例を下記に示す。例えば、LiS-P、LiS-P-LiCl、LiS-P-HS、LiS-P-HS-LiCl、LiS-LiI-P、LiS-LiI-LiO-P、LiS-LiBr-P、LiS-LiO-P、LiS-LiPO-P、LiS-P-P、LiS-P-SiS、LiS-P-SiS-LiCl、LiS-P-SnS、LiS-P-Al、LiS-GeS、LiS-GeS-ZnS、LiS-Ga、LiS-GeS-Ga、LiS-GeS-P、LiS-GeS-Sb、LiS-GeS-Al、LiS-SiS、LiS-Al、LiS-SiS-Al、LiS-SiS-P、LiS-SiS-P-LiI、LiS-SiS-LiI、LiS-SiS-LiSiO、LiS-SiS-LiPO、Li10GeP12などが挙げられる。ただし、各原料の混合比は問わない。このような原料組成物を用いて硫化物系無機固体電解質材料を合成する方法としては、例えば非晶質化法を挙げることができる。非晶質化法としては、例えば、メカニカルミリング法、溶液法及び溶融急冷法を挙げられる。常温での処理が可能になり、製造工程の簡略化を図ることができるからである。Examples of combinations of raw materials are shown below as specific examples of sulfide-based inorganic solid electrolytes. For example, Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 SP 2 S 5 -LiCl, Li 2 SP 2 S 5 -H 2 S, Li 2 SP 2 S 5 -H 2 S-LiCl, Li 2 S—LiI—P 2 S 5 , Li 2 S—LiI—Li 2 OP 2 S 5 , Li 2 S—LiBr—P 2 S 5 , Li 2 S—Li 2 OP 2 S 5 , Li 2 S—Li 3 PO 4 —P 2 S 5 , Li 2 SP 2 S 5 —P 2 O 5 , Li 2 SP 2 S 5 —SiS 2 , Li 2 SP 2 S 5 —SiS 2- LiCl , Li2SP2S5 - SnS , Li2SP2S5 - Al2S3 , Li2S - GeS2 , Li2S - GeS2 - ZnS, Li2S -Ga 2S3 , Li2S -- GeS2 -- Ga2S3 , Li2S -- GeS2 -- P2S5 , Li2S -- GeS2 -- Sb2S5 , Li2S -- GeS2 -- Al2S 3 , Li 2 S—SiS 2 , Li 2 S—Al 2 S 3 , Li 2 S—SiS 2 —Al 2 S 3 , Li 2 S—SiS 2 —P 2 S 5 , Li 2 S—SiS 2 —P 2S5 - LiI, Li2S - SiS2 - LiI , Li2S - SiS2 - Li4SiO4 , Li2S - SiS2 - Li3PO4 , Li10GeP2S12 and the like . However, the mixing ratio of each raw material does not matter. An example of a method for synthesizing a sulfide-based inorganic solid electrolyte material using such a raw material composition is an amorphization method. Amorphization methods include, for example, a mechanical milling method, a solution method, and a melt quenching method. This is because the process can be performed at room temperature, and the manufacturing process can be simplified.

(ii)酸化物系無機固体電解質
酸化物系無機固体電解質は、酸素原子を含有し、かつ、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオン伝導性を有し、かつ、電子絶縁性を有するものが好ましい。
酸化物系無機固体電解質は、イオン伝導度として、1×10-6S/cm以上であることが好ましく、5×10-6S/cm以上であることがより好ましく、1×10-5S/cm以上であることが特に好ましい。上限は特に制限されないが、1×10-1S/cm以下であることが実際的である。
(ii) Oxide-Based Inorganic Solid Electrolyte The oxide-based inorganic solid electrolyte contains oxygen atoms, has the ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and is electronically insulating. It is preferable to use a material having properties.
The ion conductivity of the oxide-based inorganic solid electrolyte is preferably 1×10 −6 S/cm or more, more preferably 5×10 −6 S/cm or more, and 1×10 −5 S/cm or more. /cm or more is particularly preferable. Although the upper limit is not particularly limited, it is practically 1×10 −1 S/cm or less.

具体的な化合物例としては、例えばLixaLayaTiO〔xaは0.3≦xa≦0.7を満たし、yaは0.3≦ya≦0.7を満たす。〕(LLT); LixbLaybZrzbbb mbnb(MbbはAl、Mg、Ca、Sr、V、Nb、Ta、Ti、Ge、In及びSnから選ばれる1種以上の元素である。xbは5≦xb≦10を満たし、ybは1≦yb≦4を満たし、zbは1≦zb≦4を満たし、mbは0≦mb≦2を満たし、nbは5≦nb≦20を満たす。); Lixcyccc zcnc(MccはC、S、Al、Si、Ga、Ge、In及びSnから選ばれる1種以上の元素である。xcは0<xc≦5を満たし、ycは0<yc≦1を満たし、zcは0<zc≦1を満たし、ncは0<nc≦6を満たす。); Lixd(Al,Ga)yd(Ti,Ge)zdSiadmdnd(xdは1≦xd≦3を満たし、ydは0≦yd≦1を満たし、zdは0≦zd≦2を満たし、adは0≦ad≦1を満たし、mdは1≦md≦7を満たし、ndは3≦nd≦13を満たす。); Li(3-2xe)ee xeeeO(xeは0以上0.1以下の数を表し、Meeは2価の金属原子を表す。Deeはハロゲン原子又は2種以上のハロゲン原子の組み合わせを表す。); LixfSiyfzf(xfは1≦xf≦5を満たし、yfは0<yf≦3を満たし、zfは1≦zf≦10を満たす。); Lixgygzg(xgは1≦xg≦3を満たし、ygは0<yg≦2を満たし、zgは1≦zg≦10を満たす。); LiBO; LiBO-LiSO; LiO-B-P; LiO-SiO; LiBaLaTa12; LiPO(4-3/2w)(wはw<1); LISICON(Lithium super ionic conductor)型結晶構造を有するLi3.5Zn0.25GeO; ペロブスカイト型結晶構造を有するLa0.55Li0.35TiO; NASICON(Natrium super ionic conductor)型結晶構造を有するLiTi12; Li1+xh+yh(Al,Ga)xh(Ti,Ge)2-xhSiyh3-yh12(xhは0≦xh≦1を満たし、yhは0≦yh≦1を満たす。); ガーネット型結晶構造を有するLiLaZr12(LLZ)等が挙げられる。
またLi、P及びOを含むリン化合物も望ましい。例えばリン酸リチウム(LiPO); リン酸リチウムの酸素の一部を窒素で置換したLiPON; LiPOD(Dは、好ましくは、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zr、Nb、Mo、Ru、Ag、Ta、W、Pt及びAuから選ばれる1種以上の元素である。)等が挙げられる。
更に、LiAON(Aは、Si、B、Ge、Al、C及びGaから選ばれる1種以上の元素である。)等も好ましく用いることができる。
A specific example of the compound is Li xa La ya TiO 3 [xa satisfies 0.3≦xa≦0.7, and ya satisfies 0.3≦ya≦0.7. ] ( LLT ) ; _ _ xb satisfies 5≦xb≦10, yb satisfies 1≦yb≦4, zb satisfies 1≦zb≦4, mb satisfies 0≦mb≦2, and nb satisfies 5≦nb≦20. satisfy . ) ; _ _ , yc satisfies 0<yc≦1, zc satisfies 0<zc≦1, and nc satisfies 0<nc≦6.); Li xd (Al, Ga) yd (Ti, Ge) zd Si ad P md O nd (xd satisfies 1 ≤ xd ≤ 3, yd satisfies 0 ≤ yd ≤ 1, zd satisfies 0 ≤ zd ≤ 2, ad satisfies 0 ≤ ad ≤ 1, md satisfies 1 ≤ satisfies md 7 and nd satisfies 3≦nd 13.) ; Li xf Si yf O zf (where xf satisfies 1≦xf≦5 and yf satisfies 0 < yf≦3 , zf satisfies 1≦zf 10. ) ; Li3BO3 - Li2SO4 ; Li2O - B2O3 - P2O5 ; Li2O - SiO2 ; Li6BaLa2Ta2O12 ; Li3PO _ (4-3/2w) N w (w is w<1); Li 3.5 Zn 0.25 GeO 4 having a LISICON (lithium superionic conductor) type crystal structure; La 0.55 having a perovskite type crystal structure LiTi 2 P 3 O 12 having a NASICON (Natrium superionic conductor) type crystal structure; Li 1+xh+yh ( Al, Ga) xh (Ti, Ge) 2-xh Si yh P 3-yh O 12 (xh satisfies 0≦xh≦1, and yh satisfies 0≦yh≦1. ); and Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ) having a garnet-type crystal structure.
Phosphorus compounds containing Li, P and O are also desirable. For example, lithium phosphate (Li 3 PO 4 ); LiPON obtained by substituting a part of oxygen of lithium phosphate with nitrogen; LiPOD 1 (D 1 is preferably Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, It is one or more elements selected from Cu, Zr, Nb, Mo, Ru, Ag, Ta, W, Pt and Au.) and the like.
Furthermore, LiA 1 ON (A 1 is one or more elements selected from Si, B, Ge, Al, C and Ga) and the like can also be preferably used.

(iii)ハロゲン化物系無機固体電解質
ハロゲン化物系無機固体電解質は、ハロゲン原子を含有し、かつ、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの伝導性を有し、かつ、電子絶縁性を有する化合物が好ましい。
ハロゲン化物系無機固体電解質としては、特に制限されないが、例えば、LiCl、LiBr、LiI、ADVANCED MATERIALS,2018,30,1803075に記載のLiYBr、LiYCl等の化合物が挙げられる。中でも、LiYBr、LiYClを好ましい。
(iii) Halide-Based Inorganic Solid Electrolyte The halide-based inorganic solid electrolyte contains a halogen atom and has ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and electron Compounds having insulating properties are preferred.
Examples of the halide-based inorganic solid electrolyte include, but are not limited to, compounds such as LiCl, LiBr, LiI, and Li 3 YBr 6 and Li 3 YCl 6 described in ADVANCED MATERIALS, 2018, 30, 1803075. Among them, Li 3 YBr 6 and Li 3 YCl 6 are preferable.

(iv)水素化物系無機固体電解質
水素化物系無機固体電解質は、水素原子を含有し、かつ、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオン伝導性を有し、かつ、電子絶縁性を有する化合物が好ましい。
水素化物系無機固体電解質としては、特に制限されないが、例えば、LiBH、Li(BHI、3LiBH-LiCl等が挙げられる。
(iv) Hydride-Based Inorganic Solid Electrolyte The hydride-based inorganic solid electrolyte contains hydrogen atoms, has the ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and is electronically insulating. A compound having a property is preferred.
The hydride-based inorganic solid electrolyte is not particularly limited, but examples thereof include LiBH 4 , Li 4 (BH 4 ) 3 I, 3LiBH 4 --LiCl, and the like.

無機固体電解質は粒子であることが好ましい。この場合、無機固体電解質の粒子径(体積平均粒子径)は特に制限されないが、0.01μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましい。上限としては、100μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましい。
無機固体電解質の粒子径の測定は、以下の手順で行う。無機固体電解質粒子を、水(水に不安定な物質の場合はヘプタン)を用いて20mLサンプル瓶中で1質量%の分散液を希釈調製する。希釈後の分散液試料は、1kHzの超音波を10分間照射し、その直後に試験に使用する。この分散液試料を用い、レーザ回折/散乱式粒度分布測定装置LA-920(商品名、HORIBA社製)を用いて、温度25℃で測定用石英セルを使用してデータ取り込みを50回行い、体積平均粒子径を得る。その他の詳細な条件等は必要によりJIS Z 8828:2013「粒子径解析-動的光散乱法」の記載を参照する。1水準につき5つの試料を作製しその平均値を採用する。
The inorganic solid electrolyte is preferably particles. In this case, the particle size (volume average particle size) of the inorganic solid electrolyte is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.1 μm or more. The upper limit is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less.
The particle size of the inorganic solid electrolyte is measured by the following procedure. A 1% by mass dispersion of inorganic solid electrolyte particles is prepared by diluting it in a 20 mL sample bottle with water (heptane for water-labile substances). The diluted dispersion sample is irradiated with ultrasonic waves of 1 kHz for 10 minutes and immediately used for the test. Using this dispersion liquid sample, using a laser diffraction/scattering particle size distribution analyzer LA-920 (trade name, manufactured by HORIBA), data was taken 50 times using a quartz cell for measurement at a temperature of 25 ° C. Obtain the volume average particle size. For other detailed conditions, etc., refer to the description of JIS Z 8828:2013 "Particle Size Analysis-Dynamic Light Scattering Method" as necessary. Five samples are prepared for each level and the average value is adopted.

無機固体電解質は、1種を含有していても、2種以上を含有していてもよい。
固体電解質層を形成する場合、固体電解質層の単位面積(cm)当たりの無機固体電解質の質量(mg)(目付量)は特に制限されるものではない。設計された電池容量に応じて、適宜に決めることができ、例えば、1~100mg/cmとすることができる。
ただし、無機固体電解質含有組成物が後述する活物質を含有する場合、無機固体電解質の目付量は、活物質と無機固体電解質との合計量が上記範囲であることが好ましい。
The inorganic solid electrolyte may contain one type or two or more types.
When forming the solid electrolyte layer, the mass (mg) (basis weight) of the inorganic solid electrolyte per unit area (cm 2 ) of the solid electrolyte layer is not particularly limited. It can be determined appropriately according to the designed battery capacity, and can be, for example, 1 to 100 mg/cm 2 .
However, when the inorganic solid electrolyte-containing composition contains an active material, which will be described later, the weight per unit area of the inorganic solid electrolyte is preferably such that the total amount of the active material and the inorganic solid electrolyte is within the above range.

無機固体電解質の、無機固体電解質含有組成物中の含有量は、特に制限されないが、結着性の点、更には組成物中での分散性の点で、固形分100質量%において、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。上限としては、同様の観点から、99.9質量%以下であることが好ましく、99.5質量%以下であることがより好ましく、99質量%以下であることが特に好ましい。
ただし、無機固体電解質含有組成物が後述する活物質を含有する場合、無機固体電解質含有組成物中の無機固体電解質の含有量は、活物質と無機固体電解質との合計含有量が上記範囲であることが好ましい。
本明細書において、固形分(固形成分)とは、無機固体電解質含有組成物を、1mmHgの気圧下、窒素雰囲気下150℃で6時間乾燥処理したときに、揮発若しくは蒸発して消失しない成分をいう。典型的には、後述の分散媒以外の成分を指す。
The content of the inorganic solid electrolyte in the inorganic solid electrolyte-containing composition is not particularly limited, but in terms of binding properties and dispersibility in the composition, it is 50% by mass at a solid content of 100% by mass. % or more, more preferably 70 mass % or more, and particularly preferably 90 mass % or more. From the same viewpoint, the upper limit is preferably 99.9% by mass or less, more preferably 99.5% by mass or less, and particularly preferably 99% by mass or less.
However, when the inorganic solid electrolyte-containing composition contains the active material described later, the content of the inorganic solid electrolyte in the inorganic solid electrolyte-containing composition is the total content of the active material and the inorganic solid electrolyte within the above range. is preferred.
As used herein, the solid content (solid component) refers to a component that does not disappear by volatilization or evaporation when the inorganic solid electrolyte-containing composition is dried at 150° C. for 6 hours under a pressure of 1 mmHg under a nitrogen atmosphere. say. Typically, it refers to components other than the dispersion medium described below.

<バインダー>
本発明の無機固体電解質含有組成物は、少なくとも全固体二次電池の構成層中において固体粒子を結着させるバインダーを含有する。
このバインダーは、引張り及び復元を10回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失が40%未満であるポリマー(便宜的に、低損失ポリマーということがある。)を含む。また、バインダーは、低損失ポリマーを少なくとも1種含んでいればよく、低損失ポリマー以外のポリマーを1種以上含んでいてもよい。本発明において、バインダーがポリマーを含むとは、バインダーがポリマーを含んで形成される態様に加えて、ポリマーで形成される態様を包含する。低損失ポリマー以外のポリマーとしては、例えば、10回引張ヒステリシス損失が40%以上のポリマー(便宜的に、高損失ポリマーともいう。)が挙げられ、全固体二次電池用バインダーを形成するポリマーとして通常用いられるものを特に制限されることなく用いることができる。
<Binder>
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention contains a binder that binds solid particles in at least the constituent layers of an all-solid secondary battery.
The binder comprises a polymer having a tensile hysteresis loss of less than 40% in a stress-strain curve obtained by repeating stretching and restoring 10 times (sometimes conveniently referred to as a low-loss polymer). Moreover, the binder should just contain at least 1 type of low-loss polymer, and may contain 1 or more types of polymers other than a low-loss polymer. In the present invention, that the binder contains a polymer includes not only the embodiment in which the binder is formed by containing the polymer, but also the embodiment in which the binder is formed of the polymer. Examples of polymers other than low-loss polymers include polymers having a 10-times tensile hysteresis loss of 40% or more (for convenience, also referred to as high-loss polymers). Any commonly used one can be used without particular limitation.

本発明の無機固体電解質含有組成物は、バインダーを1種含有するものでも、複数種含有するものでもよい。
バインダーの、無機固体電解質含有組成物中の含有量は、屈曲耐久性の点で、固形成分100質量%において、0.001質量%以上が好ましく、0.05質量%以上がより好ましく、0.1質量%以上が更に好ましく、0.2質量%以上が特に好ましく、2質量%以上が最も好ましい。上限としては、電池容量(イオン伝導度)の点で、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましい。
本発明の無機固体電解質含有組成物において、バインダーの質量に対する、無機固体電解質と活物質の合計質量(総量)の質量比[(無機固体電解質の質量+活物質の質量)/(バインダーの質量)]は、1,000~1の範囲が好ましい。この比率は1000~2がより好ましく、500~10が更に好ましい。
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention may contain one type of binder or may contain a plurality of types.
The content of the binder in the inorganic solid electrolyte-containing composition is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, based on 100% by mass of the solid component, from the viewpoint of bending durability. 1% by mass or more is more preferable, 0.2% by mass or more is particularly preferable, and 2% by mass or more is most preferable. The upper limit is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less in terms of battery capacity (ionic conductivity).
In the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention, the mass ratio of the total mass (total mass) of the inorganic solid electrolyte and the active material to the mass of the binder [(mass of inorganic solid electrolyte + mass of active material) / (mass of binder) ] is preferably in the range of 1,000 to 1. This ratio is more preferably 1000-2, more preferably 500-10.

低損失ポリマーは、その低損失ポリマーで作製した試験片について引張り及び復元を10回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失(以下、10回引張ヒステリシス損失ということがある。)が40%未満である。この10回引張ヒステリシス損失が40%未満であることにより、この低損失ポリマーを含むバインダーが構成層中で全固体二次電池の屈曲及び復元によく追従して固体粒子同士の(初期)界面接触の低下若しくは破壊を抑制し、高い屈曲耐久性を実現できる。屈曲耐久性更なる向上の点で、10回引張ヒステリシス損失は、38%未満が好ましく、35%未満がより好ましく、32%未満が更に好ましい。10回引張ヒステリシス損失の下限値は、特に制限されないが、例えば10%が実際的であり、好ましくは15%以上であり、25%以上とすることもできる。 The low-loss polymer has a tensile hysteresis loss (hereinafter sometimes referred to as 10-times tensile hysteresis loss) in a stress-strain curve obtained by repeating tension and restoration 10 times for a test piece made of the low-loss polymer.) is 40%. is less than With this 10-fold tensile hysteresis loss of less than 40%, the binder containing this low-loss polymer well follows the bending and restoration of the all-solid-state secondary battery in the constituent layers, and the (initial) interfacial contact between solid particles is achieved. It is possible to suppress the decrease or breakage of the strength and realize high bending durability. From the viewpoint of further improving bending durability, the 10-times tensile hysteresis loss is preferably less than 38%, more preferably less than 35%, and even more preferably less than 32%. Although the lower limit of the 10-times tensile hysteresis loss is not particularly limited, for example, 10% is practical, preferably 15% or more, and may be 25% or more.

低損失ポリマーは、上記10回引張ヒステリシス損失に加えて、その低損失ポリマーで作製した試験片について引張り及び復元を30回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失(以下、30回引張ヒステリシス損失ということがある。)が35%未満であることが好ましい。30回引張ヒステリシス損失が35%未満であることにより、固体粒子同士の(初期)界面接触を安定して効果的に維持できる。高い屈曲耐久性を安定的に実現できる点で、30回引張ヒステリシス損失は、32%未満が好ましく、30%未満がより好ましく、28%未満が更に好ましい。30回引張ヒステリシス損失の下限値は、特に制限されないが、例えば10%が実際的であり、好ましくは15%以上であり、20%以上とすることもできる。 In addition to the above 10 times tensile hysteresis loss, the low loss polymer has a stress-strain curve obtained by repeating tension and recovery 30 times for a test piece made of the low loss polymer - tensile hysteresis loss (hereinafter referred to as 30 times tensile hysteresis loss) is preferably less than 35%. A 30 times tensile hysteresis loss of less than 35% allows stable and effective maintenance of (initial) interfacial contact between solid particles. The 30-times tensile hysteresis loss is preferably less than 32%, more preferably less than 30%, and even more preferably less than 28%, in order to stably achieve high bending durability. Although the lower limit of the 30-times tensile hysteresis loss is not particularly limited, for example, 10% is practical, preferably 15% or more, and may be 20% or more.

本発明において、引張ヒステリシス損失は、所定回数の引張り及び復元を繰り返した試験片について得た応力-ひずみ曲線において、全ひずみエネルギー(弾性ひずみエネルギーと損失エネルギーとの和)に対する損失エネルギーの面積割合(%)として表される。具体的には、10回引張ヒステリシス損失及び30回引張ヒステリシス損失は、それぞれ、実施例に記載の方法により算出される値とする。なお、全固体二次電池の構成層に含有されるポリマーの引張ヒステリシス損失は、例えば、電池を分解してバインダーを含有する構成層を剥がした後、この構成層からバインダー(ポリマー)として抽出したポリマーについて測定する。後述する引張弾性率及び破断伸びも同様である。
本発明において、引張ヒステリシス損失は、バインダーを形成するポリマーの組成(構成成分の種類又は含有量)等により、適宜に設定できる。例えば、ポリエーテル構造を有する構成成分の種類、併用数、分子量又は含有量を変更することにより、調整できる。
In the present invention, the tensile hysteresis loss is the area ratio of the loss energy to the total strain energy (the sum of the elastic strain energy and the loss energy) in the stress-strain curve obtained for the test piece that was repeatedly stretched and restored a predetermined number of times ( %). Specifically, the 10-times tensile hysteresis loss and the 30-times tensile hysteresis loss are values calculated by the method described in Examples. The tensile hysteresis loss of the polymer contained in the constituent layers of the all-solid secondary battery is obtained by, for example, disassembling the battery and peeling off the constituent layer containing the binder, and then extracting the binder (polymer) from this constituent layer. Measured on the polymer. The same applies to the tensile modulus and elongation at break, which will be described later.
In the present invention, the tensile hysteresis loss can be appropriately set depending on the composition of the polymer forming the binder (kind or content of constituent components). For example, it can be adjusted by changing the type, number of combined use, molecular weight or content of the component having a polyether structure.

低損失ポリマーは、引張弾性率が400MPa以上であることが好ましく、450MPa以上であることがより好ましく、500MPa以上であることが更に好ましい。低損失ポリマーの引張弾性率が上記値以上であると、構成層等の屈曲時に結着している固体粒子を屈曲状態から復元状態まで界面接触を損なうことなく復元させることができると考えられる。これにより、低損失ポリマーが屈曲及び復元によく追従すること(追従性の発現)に加え高弾性率を示し、その結果、屈曲耐久性の更なる向上効果を発現する。引張弾性率の上限値は、特に制限されないが、例えば、1500MPa以下が好ましく、1000MPa%以下がより好ましく、650MPa以下とすることもできる。 The low-loss polymer preferably has a tensile modulus of 400 MPa or more, more preferably 450 MPa or more, and even more preferably 500 MPa or more. It is considered that when the tensile modulus of the low-loss polymer is at least the above value, the solid particles that bind to the constituent layers during bending can be restored from the bent state to the restored state without impairing interfacial contact. As a result, the low-loss polymer exhibits a high elastic modulus in addition to well following bending and restoration (development of followability), and as a result, exhibits a further improvement in bending durability. Although the upper limit of the tensile modulus is not particularly limited, for example, it is preferably 1500 MPa or less, more preferably 1000 MPa % or less, and may be 650 MPa or less.

低損失ポリマーは、破断伸びが300%以上であることが好ましく、320%以上であることがより好ましく、350%以上であることが更に好ましい。低損失ポリマーの破断伸びが上記値以上であると、構成層等の屈曲及び復元に対する低損失ポリマーの耐性(特に屈曲時の破断防止特性)が向上する。これにより、低損失ポリマーが上記追従性の発現に加えて優れた破断防止特性を示し、その結果、屈曲耐久性の更なる向上効果を発現する。破断伸びの上限値は、特に制限されないが、例えば、1500%以下が好ましく、1000%以下がより好ましく、550%以下とすることもできる。 The low-loss polymer preferably has an elongation at break of 300% or more, more preferably 320% or more, even more preferably 350% or more. When the elongation at break of the low-loss polymer is at least the above value, the resistance of the low-loss polymer to bending and restoration of the constituent layers (particularly, breakage prevention properties during bending) is improved. As a result, the low-loss polymer exhibits excellent breakage prevention properties in addition to exhibiting the conformability described above, and as a result, exhibits the effect of further improving bending durability. Although the upper limit of the elongation at break is not particularly limited, for example, it is preferably 1500% or less, more preferably 1000% or less, and may be 550% or less.

低損失ポリマーは、10回引張ヒステリシス損失又は30回引張ヒステリシス損失に加えて、引張弾性率及び破断伸びが上記範囲内にあることが好ましい。低損失ポリマーがこれら3特性を満たすことにより、屈曲耐久性の向上効果を更に高い水準まで高めることができる。 The low-loss polymer preferably has a tensile modulus and elongation at break in the above ranges in addition to the 10-fold tensile hysteresis loss or the 30-fold tensile hysteresis loss. When the low-loss polymer satisfies these three properties, the effect of improving bending durability can be increased to a higher level.

本発明において、引張弾性率及び破断伸びは、それぞれ、実施例に記載の方法により算出される値とする。
本発明において、引張弾性率及び破断伸びは、それぞれ、バインダーを形成するポリマーの種類(ポリマー主鎖の構造)、ポリマーの組成(構成成分の種類又は含有量)等により、適宜に設定できる。
In the present invention, the tensile modulus and elongation at break are values calculated by the methods described in Examples.
In the present invention, the tensile modulus and elongation at break can be appropriately set depending on the type of polymer forming the binder (structure of polymer main chain), polymer composition (type or content of constituent components), and the like.

バインダーの特性、及び低損失ポリマーの上記特性以外の特性については後述し、低損失ポリマーについて説明する。 Properties of the binder and properties of the low-loss polymer other than those described above will be described later, and the low-loss polymer will be explained.

(バインダーに含まれるポリマー)
バインダーは、上述のように、少なくとも1種の低損失ポリマーを含み、適宜に高損失ポリマーを含んでいてもよい。
(Polymer contained in binder)
The binder comprises at least one low-loss polymer and optionally a high-loss polymer, as described above.

本発明において、ポリマーの主鎖とは、ポリマーを構成する、それ以外のすべての分子鎖が、主鎖に対して枝分れ鎖若しくはペンダントとみなしうる線状分子鎖をいう。枝分れ鎖若しくはペンダント鎖とみなす分子鎖の質量平均分子量にもよるが、典型的には、ポリマーを構成する分子鎖のうち最長鎖が主鎖となる。ただし、ポリマー末端が有する末端基は主鎖に含まない。また、ポリマーの側鎖とは、主鎖以外の分子鎖をいい、短分子鎖及び長分子鎖を含む。 In the present invention, the main chain of a polymer refers to a linear molecular chain from which all other molecular chains constituting the polymer can be regarded as branches or pendants with respect to the main chain. Depending on the mass average molecular weight of the molecular chains regarded as branched chains or pendant chains, the longest chain among the molecular chains constituting the polymer is typically the main chain. However, the main chain does not include terminal groups possessed by polymer terminals. Moreover, the side chains of a polymer refer to molecular chains other than the main chain, and include short molecular chains and long molecular chains.

低損失ポリマーは、上記10回引張ヒステリシス損失が上記範囲を示す重合体であれば特に制限されず、種々のポリマーを適用できる。例えば、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリイミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリカーボネート等の逐次重合(重縮合、重付加若しくは付加縮合)系のポリマー、更には、含フッ素ポリマー、炭化水素系ポリマー、ビニルポリマー、(メタ)アクリルポリマー等の連鎖重合系のポリマーが挙げられる。炭化水素系ポリマーとしては、例えば、天然ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリスチレンブタジエン、アクリロニトリルブタジエン共重合体又はこれらの水添(水素化)ポリマーが挙げられる。
損失ポリマーは、好ましくは、ウレタン結合、ウレア結合、アミド結合、イミド結合及びエステル結合から選ばれる少なくとも1種の結合を主鎖に有するポリマーが挙げられる。
主鎖が含む上記結合は、水素結合を形成することにより、全固体二次電池等の構成層中の固体粒子等の結着性向上に寄与する。これらの結合がポリマー内で水素結合を形成する場合、水素結合は、上記結合同士で形成されてもよく、上記結合と主鎖が有するそれ以外の部分構造とで形成されてもよい。上記結合は、互いに水素結合を形成可能な点で、水素結合を形成する水素原子を有していること(各結合の窒素原子が無置換であること)が好ましい。
上記結合は、ポリマーの主鎖中に含まれる限り特に制限されるものでなく、構成単位(繰り返し単位)中に含まれる態様及び/又は異なる構成単位同士を繋ぐ結合として含まれる態様のいずれでもよい。また、主鎖に含まれる上記結合は、1種に限定されず、2種以上であってもよく、1~6種が好ましく、1~4種がより好ましい。この場合、主鎖の結合様式は、特に制限されず、2種以上の結合をランダムに有していてもよく、特定の結合を有するセグメントと他の結合を有するセグメントとのセグメント化された主鎖でもよい。
The low-loss polymer is not particularly limited as long as the 10-fold tensile hysteresis loss is within the above range, and various polymers can be applied. For example, successive polymerization (polycondensation, polyaddition or addition condensation) polymers such as polyurethane, polyurea, polyamide, polyimide, polyester, polyether, polycarbonate, etc., further fluorine-containing polymers, hydrocarbon polymers, vinyl polymers, ( Examples include chain polymerization type polymers such as meth)acrylic polymers. Examples of hydrocarbon-based polymers include natural rubber, polybutadiene, polyisoprene, polystyrene-butadiene, acrylonitrile-butadiene copolymers, and hydrogenated (hydrogenated) polymers thereof.
The lossy polymer preferably includes a polymer having at least one bond selected from a urethane bond, a urea bond, an amide bond, an imide bond and an ester bond in the main chain.
The bonds contained in the main chain form hydrogen bonds, thereby contributing to improving the binding properties of solid particles and the like in the constituent layers of the all-solid secondary battery and the like. When these bonds form hydrogen bonds in the polymer, the hydrogen bonds may be formed between the above bonds, or between the above bonds and other partial structures of the main chain. The above bonds preferably have hydrogen atoms that form hydrogen bonds (the nitrogen atoms in each bond are unsubstituted) because they can form hydrogen bonds with each other.
The above bond is not particularly limited as long as it is contained in the main chain of the polymer, and may be contained in a structural unit (repeating unit) and/or contained as a bond connecting different structural units. . Moreover, the number of the bonds contained in the main chain is not limited to 1, but may be 2 or more, preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4. In this case, the binding mode of the main chain is not particularly limited, and may have two or more types of bonds at random. It can be a chain.

上記結合を主鎖に有するポリマーは、重合体(重縮合体、重付加体若しくは付加縮合体)を意味するが、いわゆる高分子化合物と同義である。具体的には、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリイミド及びポリエステルの各ポリマー、又は、これらの共重合体が挙げられる。共重合体は、上記各ポリマーをセグメントとするブロック共重合体、上記各ポリマーのうち2つ以上のポリマーを構成する各構成成分がランダムに結合したランダム共重合体でもよい。 The polymer having the above bond in the main chain means a polymer (polycondensate, polyaddition product or addition condensate), and is synonymous with a so-called polymer compound. Specific examples include polyurethane, polyurea, polyamide, polyimide and polyester polymers, or copolymers thereof. The copolymer may be a block copolymer having each of the above polymers as a segment, or a random copolymer in which two or more constituent components of each of the above polymers are randomly bonded.

上記結合を有する主鎖としては、特に制限されないが、ウレタン結合、ウレア結合、アミド結合、イミド結合及びエステル結合のうちの少なくとも1つのセグメントを有する主鎖が好ましく、ポリアミド、ポリウレア又はポリウレタンからなる主鎖がより好ましく、ポリウレタンからなる主鎖が更に好ましい。 The main chain having the above bond is not particularly limited, but is preferably a main chain having at least one segment of a urethane bond, a urea bond, an amide bond, an imide bond and an ester bond, and a main chain made of polyamide, polyurea or polyurethane. A chain is more preferred, and a backbone consisting of polyurethane is even more preferred.

本発明に用いる低損失ポリマーは、少なくとも2種のポリエーテル構造を主鎖に有することが、上記引張ヒステリシス損失を所定の範囲に設定できる点で、好ましい。
本発明において、「ポリエーテル構造」とは、2以上のアルキレンオキシ基が連結してなる構造(ポリアルキレンオキシ鎖又はアルキレンオキシド鎖ともいう)をいい、例えば、-(O-アルキレン基)n-構造(nは重合度を示し、2以上の数である。)を示す。
この「ポリエーテル構造」は、単独のポリアルキレンオキシ鎖であってもよく、(化学構造が異なる)少なくとも2種のポリアルキレンオキシ鎖の共重合物に由来する構造であってもよい。本発明においては、単独のポリアルキレンオキシ鎖であることが好ましい。
「ポリエーテル構造」は、適宜、原子又は連結基を介して、ポリマーの主鎖に組み込まれる。このときの原子及び連結基としては、後述する式(I-7)のXで挙げたものと同義である。
ポリエーテル構造を含む構成成分としては、特に制限されず、ポリアルキレングリコール等のポリエーテルポリオールに由来する構成成分(実施例で合成した低損失ポリマーB-1~B-6の構成成分M2及びM3)、ポリエーテルポリアミン等に由来する構成成分が挙げられる。ポリエーテルポリアミン等に由来する構成成分中のポリエーテル構造としては、後述する低損失ポリマーの具体例としてのポリイミドポリマーが有する、ポリエチレンオキシ鎖及びポリプロピレンオキシ鎖の共重合体からなる構成成分が挙げられる。
The low-loss polymer used in the present invention preferably has at least two types of polyether structures in its main chain in that the tensile hysteresis loss can be set within a predetermined range.
In the present invention, the "polyether structure" refers to a structure in which two or more alkyleneoxy groups are linked (also referred to as a polyalkyleneoxy chain or an alkyleneoxide chain), for example, -(O-alkylene group) n- Structure (n indicates the degree of polymerization and is a number of 2 or more).
This "polyether structure" may be a single polyalkyleneoxy chain or a structure derived from a copolymer of at least two polyalkyleneoxy chains (having different chemical structures). In the present invention, a single polyalkyleneoxy chain is preferred.
The "polyether structure" is incorporated into the backbone of the polymer via atoms or linking groups, as appropriate. The atoms and linking groups at this time are the same as those mentioned for X in formula (I-7) described later.
The component containing a polyether structure is not particularly limited, and components derived from polyether polyols such as polyalkylene glycol (components M2 and M3 of the low-loss polymers B-1 to B-6 synthesized in Examples ), polyether polyamine, and the like. Examples of the polyether structure in the component derived from polyether polyamine or the like include a component composed of a copolymer of a polyethyleneoxy chain and a polypropyleneoxy chain possessed by a polyimide polymer as a specific example of a low-loss polymer described later. .

本発明において、ポリエーテル構造について「少なくとも2種」とは、主鎖を形成する構成成分の異同及び主鎖中に組み込まれる位置に関わらず、(アルキレン基が)互いに異なる化学構造を持つポリエーテル構造の種類数が少なくとも2種であること意味し、同一の化学構造を持つポリエーテル構造は、異なる構成成分に組み込まれていても、また1つの構成成分中に複数組み込まれていても、1種とする。
低損失ポリマーが、互いに化学構造の異なるポリエーテル構造を少なくとも2種有する主鎖を有することにより、上記所定の引張ヒステリシス損失を示し、屈曲耐久性を実現できる。その理由の詳細はまだ明らかではないが、次のように考えられる。すなわち、ポリエーテル構造を2種以上有すると、低損失ポリマーの結晶性を低下させることができ、例えば300%以上という大きな破断伸びを実現できる。更に、上述のポリエーテル構造を少なくとも2種有し、しかもその(数平均)分子量を後述する範囲に設定することにより、低引張ヒステリシス損失、高弾性率及び高破断伸びを鼎立した低損失ポリマーとすることができ、全固体二次電池に高い屈曲耐久性を付与できる。
低損失ポリマーが有するポリエーテル構造の種類数は、2種以上であればよく、2種若しくは3種であることが好ましく、2種であることがより好ましい。
In the present invention, "at least two types" of the polyether structure means polyethers having different chemical structures (wherein the alkylene groups), regardless of the differences in the constituent components forming the main chain and the position of incorporation in the main chain. It means that the number of types of structures is at least two, and polyether structures having the same chemical structure may be incorporated in different constituent components, or may be incorporated in a single constituent component. Seed.
When the low-loss polymer has a main chain having at least two types of polyether structures with different chemical structures, the predetermined tensile hysteresis loss can be exhibited and bending durability can be achieved. Although the details of the reason are not clear yet, it is considered as follows. That is, having two or more types of polyether structures can reduce the crystallinity of the low-loss polymer, and can achieve a high elongation at break of, for example, 300% or more. Furthermore, by having at least two types of the above-mentioned polyether structure and setting the (number average) molecular weight within the range described later, a low-loss polymer having low tensile hysteresis loss, high elastic modulus and high elongation at break It is possible to impart high bending durability to the all-solid secondary battery.
The number of types of polyether structures possessed by the low-loss polymer may be two or more, preferably two or three, more preferably two.

ポリエーテル構造を形成するアルキレンオキシ基は、特に制限されないが、炭素数が1~6であることが好ましく、2~4であることがより好ましい。
ポリエーテル構造の組み合わせとしては、特に制限されないが、ポリエチレンオキシ鎖、ポリプロピレンオキシ鎖及びポリテトラメチレンオキシ鎖から選ばれる少なくとも2種のポリエーテル構造が好ましい。ポリエチレンオキシ鎖と、ポリプロピレンオキシ鎖又はポリテトラメチレンオキシ鎖とを含む組み合わせがより好ましく、ポリエチレンオキシ鎖とポリプロピレンオキシ鎖とを含む組み合わせが更に好ましい。
The alkyleneoxy group forming the polyether structure is not particularly limited, but preferably has 1 to 6 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms.
Although the combination of polyether structures is not particularly limited, at least two polyether structures selected from polyethyleneoxy chains, polypropyleneoxy chains and polytetramethyleneoxy chains are preferred. A combination containing a polyethyleneoxy chain and a polypropyleneoxy chain or a polytetramethyleneoxy chain is more preferred, and a combination containing a polyethyleneoxy chain and a polypropyleneoxy chain is even more preferred.

低損失ポリマーにおける、少なくとも2種のポリエーテル構造の(数平均)分子量は、特に制限されないが、400以下であることが好ましく、350以下であることがより好ましく、300以下であることが更に好ましく、250以下であることが特に好ましい。分子量が400以下であると、粘性を抑えて引張ヒステリシス損失を上記所定の範囲に設定できる。更に、低損失ポリマー中の上記結合の相対的な含有量が増加して、例えば400MPa以上という大きな引張弾性率を示す。300以下であると、破断伸びを低下させることなく、引張ヒステリシス損失を小さく、しかも引張弾性率を高めることができ、屈曲耐久性の改善効果を更に高めることができる。(数平均)分子量の下限は、特に制限されないが、実際的には100以上であることが好ましく、引張ヒステリシス損失の増大及び引張弾性率の低下を招くことなく、破断伸びを高めることができ、屈曲耐久性の改善効果を更に高めることができる点で、150以上であることがより好ましい。
本発明において、少なくとも2種のポリエーテル構造の(数平均)分子量とは、各ポリエーテル構造の(数平均)分子量とモル分率との積の総和を意味する。
各ポリエーテル構造の(数平均)分子量は、後述する方法により、(主鎖に組み込まれた状態ではなく)ポリエーテル構造を含む構成成分を導く化合物(通常、各端部に水素原子が結合した化合物、例えば後述するポリエーテルポリオール)について測定した値とする。
The (number average) molecular weight of at least two polyether structures in the low-loss polymer is not particularly limited, but is preferably 400 or less, more preferably 350 or less, and even more preferably 300 or less. , 250 or less. When the molecular weight is 400 or less, the viscosity can be suppressed and the tensile hysteresis loss can be set within the predetermined range. Furthermore, the relative content of such bonds in the low-loss polymer is increased to exhibit a large tensile modulus, eg, 400 MPa or more. When it is 300 or less, the tensile hysteresis loss can be reduced and the tensile elastic modulus can be increased without reducing the elongation at break, and the effect of improving the bending durability can be further enhanced. The lower limit of the (number average) molecular weight is not particularly limited, but in practice it is preferably 100 or more, and the elongation at break can be increased without causing an increase in tensile hysteresis loss and a decrease in tensile elastic modulus. It is more preferably 150 or more in that the effect of improving bending durability can be further enhanced.
In the present invention, the (number-average) molecular weight of at least two polyether structures means the sum of the products of the (number-average) molecular weight and the mole fraction of each polyether structure.
The (number-average) molecular weight of each polyether structure is determined by the methods described below in compounds (usually with hydrogen atoms attached at each end) leading to constituents containing the polyether structure (rather than being incorporated into the main chain). A value measured for a compound (for example, a polyether polyol to be described later).

各ポリエーテル構造の(数平均)分子量は、特に制限されないが、上述の「少なくとも2種のポリエーテル構造の数平均分子量」を満たす範囲内で適宜に設定される。
また、各ポリエーテル構造の重合度は、2以上であれば特に制限されず、上述の「少なくとも2種のポリエーテル構造の数平均分子量」を満たす範囲内で適宜に設定される。重合度は、アルキレンオキシ基の炭素数等にもよるが、例えば、2~10であることが好ましく、3~8であることがより好ましく、2~5であることが更に好ましい。
The (number average) molecular weight of each polyether structure is not particularly limited, but is appropriately set within a range that satisfies the above-mentioned "number average molecular weight of at least two types of polyether structures".
Moreover, the degree of polymerization of each polyether structure is not particularly limited as long as it is 2 or more, and is appropriately set within a range that satisfies the above-mentioned "number average molecular weight of at least two types of polyether structures". Although the degree of polymerization depends on the number of carbon atoms in the alkyleneoxy group, it is preferably, for example, 2 to 10, more preferably 3 to 8, even more preferably 2 to 5.

低損失ポリマーを形成する主鎖は、下記式(I-1)~(I-4)のいずれかで表される構成成分を2種以上(好ましくは2~8種、より好ましくは2~4種)組み合わせてなる主鎖、又は下記式(I-5)で表されるカルボン酸二無水物と下記式(I-6)で表される構成成分を導くジアミン化合物とを逐次重合してなる主鎖が好ましい。各構成成分の組み合わせは、ポリマー種に応じて適宜に選択される。構成成分の組み合わせにおける1種の構成成分とは、下記のいずれか1つの式で表される構成成分の種類数を意味し、1つの下記式で表される構成成分を2種有していても、2種の構成成分とは解釈しない。 The main chain forming the low-loss polymer has two or more (preferably 2 to 8, more preferably 2 to 4) components represented by any of the following formulas (I-1) to (I-4). Species) Main chain formed by combining, or sequential polymerization of a carboxylic acid dianhydride represented by the following formula (I-5) and a diamine compound leading to a constituent component represented by the following formula (I-6) A backbone is preferred. The combination of each constituent component is appropriately selected according to the polymer species. One type of component in the combination of components means the number of types of components represented by any one of the following formulas, and two types of components represented by one formula below. is not to be construed as two components.

Figure 0007257520000001
Figure 0007257520000001

式中、RP1及びRP2は、それぞれ分子量又は質量平均分子量が20以上200,000以下の分子鎖を示す。この分子鎖の分子量は、その種類等によるので一義的に決定できないが、例えば、30以上が好ましく、50以上がより好ましく、100以上が更に好ましく、150以上が特に好ましい。上限としては、100,000以下が好ましく、10,000以下がより好ましい。分子鎖の分子量は、ポリマーの主鎖に組み込む前の原料化合物について測定する。
P1及びRP2としてとりうる上記分子鎖は、特に制限されないが、炭化水素鎖、ポリアルキレンオキシド鎖(ただし、上述のポリエーテル構造を除く。)、ポリカーボネート鎖又はポリエステル鎖が好ましく、炭化水素鎖又はポリアルキレンオキシド鎖がより好ましく、炭化水素鎖、ポリエチレンオキシド鎖又はポリプロピレンオキシド鎖が更に好ましい。
In the formula, R P1 and R P2 each represent a molecular chain having a molecular weight or a weight average molecular weight of 20 or more and 200,000 or less. The molecular weight of this molecular chain depends on its type and cannot be unambiguously determined. The upper limit is preferably 100,000 or less, more preferably 10,000 or less. The molecular weight of the molecular chain is measured on the starting compound prior to incorporation into the backbone of the polymer.
The molecular chains that can be used as R P1 and R P2 are not particularly limited, but are preferably hydrocarbon chains, polyalkylene oxide chains (excluding the polyether structure described above), polycarbonate chains or polyester chains, and hydrocarbon chains. or more preferably a polyalkylene oxide chain, more preferably a hydrocarbon chain, a polyethylene oxide chain or a polypropylene oxide chain.

P1及びRP2としてとりうる炭化水素鎖は、炭素原子及び水素原子から構成される炭化水素の鎖を意味し、より具体的には、炭素原子及び水素原子から構成される化合物の少なくとも2つの原子(例えば水素原子)又は基(例えばメチル基)が脱離した構造を意味する。ただし、本発明において、炭化水素鎖は、例えば下記式(M2)で表される炭化水素基のように、鎖中に酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含む基を有する鎖も包含する。炭化水素鎖の末端に有し得る末端基は炭化水素鎖には含まれないものとする。この炭化水素鎖は、炭素-炭素不飽和結合を有していてもよく、脂肪族環及び/又は芳香族環の環構造を有していてもよい。すなわち、炭化水素鎖は、脂肪族炭化水素及び芳香族炭化水素から選択される炭化水素で構成される炭化水素鎖であればよい。Hydrocarbon chains that can be used as R P1 and R P2 refer to hydrocarbon chains composed of carbon and hydrogen atoms, more particularly of at least two compounds composed of carbon and hydrogen atoms. It means a structure in which an atom (eg, hydrogen atom) or group (eg, methyl group) is eliminated. However, in the present invention, the hydrocarbon chain also includes a chain having a group containing an oxygen atom, a sulfur atom or a nitrogen atom, such as a hydrocarbon group represented by the following formula (M2). Any terminal group that may be present at the end of the hydrocarbon chain shall not be included in the hydrocarbon chain. The hydrocarbon chain may have carbon-carbon unsaturated bonds and may have an aliphatic and/or aromatic ring structure. That is, the hydrocarbon chain may be a hydrocarbon chain composed of hydrocarbons selected from aliphatic hydrocarbons and aromatic hydrocarbons.

このような炭化水素鎖としては、上記分子量を満たすものであればよく、低分子量の炭化水素基からなる鎖と、炭化水素ポリマーからなる炭化水素鎖(炭化水素ポリマー鎖ともいう。)との両炭化水素鎖を包含する。
低分子量の炭化水素鎖は、通常の(非重合性の)炭化水素基からなる鎖であり、この炭化水素基としては、例えば、脂肪族若しくは芳香族の炭化水素基が挙げられ、具体的には、アルキレン基(炭素数は1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい)、アリーレン基(炭素数は6~22が好ましく、6~14が好ましく、6~10がより好ましい)、又はこれらの組み合わせからなる基が好ましい。RP2としてとりうる低分子量の炭化水素鎖を形成する炭化水素基としては、アルキレン基がより好ましく、炭素数2~6のアルキレン基が更に好ましく、炭素数2又は3のアルキレン基が特に好ましい。この炭化水素鎖は置換基として重合鎖(例えば(メタ)アクリルポリマー)を有していてもよい。
Such a hydrocarbon chain may be one that satisfies the above molecular weight. Contains hydrocarbon chains.
A low-molecular-weight hydrocarbon chain is a chain composed of ordinary (non-polymeric) hydrocarbon groups, such as aliphatic or aromatic hydrocarbon groups, specifically is an alkylene group (preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6, more preferably 1 to 3), an arylene group (preferably 6 to 22 carbon atoms, preferably 6 to 14, 6 to 10 is more preferred), or a group consisting of a combination thereof. The hydrocarbon group forming a low-molecular-weight hydrocarbon chain that can be used as R P2 is more preferably an alkylene group, more preferably an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and particularly preferably an alkylene group having 2 or 3 carbon atoms. This hydrocarbon chain may have a polymer chain (for example, (meth)acrylic polymer) as a substituent.

脂肪族の炭化水素基としては、特に制限されず、例えば、下記式(M2)で表される芳香族の炭化水素基の水素還元体、公知の脂肪族ジイソソアネート化合物が有する部分構造(例えばイソホロンからなる基)等が挙げられる。また、後掲する各例示の構成成分が有する炭化水素基も挙げられる。
芳香族の炭化水素基は、例えば、後掲する各例示の構成成分が有する炭化水素基が挙げられ、フェニレン基又は下記式(M2)で表される炭化水素基が好ましい。
The aliphatic hydrocarbon group is not particularly limited. group) and the like. Also included are hydrocarbon groups possessed by constituent components exemplified below.
The aromatic hydrocarbon group includes, for example, hydrocarbon groups possessed by constituent components illustrated below, and is preferably a phenylene group or a hydrocarbon group represented by the following formula (M2).

Figure 0007257520000002
Figure 0007257520000002

式(M2)中、Xは、単結合、-CH-、-C(CH-、-SO-、-S-、-CO-又は-O-を示し、結着性の観点で、-CH-または-O-が好ましく、-CH-がより好ましい。ここで例示した上記アルキレン基は、置換基Z、好ましくはハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)で置換されていてもよい。
M2~RM5は、それぞれ、水素原子又は置換基を示し、水素原子が好ましい。RM2~RM5としてとりうる置換基としては、特に制限されず、後述する置換基Zが挙げられ、例えば、炭素数1~20のアルキル基、炭素数1~20のアルケニル基、-ORM6、―N(RM6、-SRM6(RM6は置換基を示し、好ましくは炭素数1~20のアルキル基又は炭素数6~10のアリール基を示す。)、ハロゲン原子(例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子)が好ましく挙げられる。-N(RM6としては、アルキルアミノ基(炭素数は、1~20が好ましく、1~6がより好ましい)又はアリールアミノ基(炭素数は、6~40が好ましく、6~20がより好ましい)が挙げられる。
In formula (M2), X represents a single bond, —CH 2 —, —C(CH 3 ) 2 —, —SO 2 —, —S—, —CO— or —O—, from the viewpoint of binding and -CH 2 - or -O- is preferred, and -CH 2 - is more preferred. The alkylene group exemplified here may be substituted with a substituent Z, preferably a halogen atom (more preferably a fluorine atom).
R M2 to R M5 each represent a hydrogen atom or a substituent, preferably a hydrogen atom. Substituents that can be taken as R M2 to R M5 are not particularly limited, and include substituents Z described later, such as an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 20 carbon atoms, and —OR M6 . , —N(R M6 ) 2 , —SR M6 (R M6 represents a substituent, preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms.), a halogen atom (for example, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom) are preferred. —N(R M6 ) 2 is an alkylamino group (having preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms) or an arylamino group (having preferably 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms). more preferable).

炭化水素ポリマー鎖は、重合性の炭化水素が(少なくとも2つ)重合してなるポリマー鎖であって、上述の低分子量の炭化水素鎖よりも炭素原子数が大きい炭化水素ポリマーからなる鎖であれば特に制限されないが、好ましくは30個以上、より好ましくは50個以上の炭素原子から構成される炭化水素ポリマーからなる鎖である。炭化水素ポリマーを構成する炭素原子数の上限は、特に制限されず、例えば3,000個とすることができる。この炭化水素ポリマー鎖は、主鎖が、上記炭素原子数を満たす、脂肪族炭化水素で構成される炭化水素ポリマーからなる鎖が好ましく、脂肪族飽和炭化水素若しくは脂肪族不飽和炭化水素で構成される重合体(好ましくはエラストマー)からなる鎖であることがより好ましい。重合体としては、具体的には、主鎖に二重結合を有するジエン系重合体、及び、主鎖に二重結合を有しない非ジエン系重合体が挙げられる。ジエン系重合体としては、例えば、スチレン-ブタジエン共重合体、スチレン-エチレン-ブタジエン共重合体、イソブチレンとイソプレンの共重合体(好ましくはブチルゴム(IIR))、ブタジエン重合体、イソプレン重合体及びエチレン-プロピレン-ジエン共重合体等が挙げられる。非ジエン系重合体としては、エチレン-プロピレン共重合体及びスチレン-エチレン-ブチレン共重合体等のオレフィン系重合体、並びに、上記ジエン系重合体の水素還元物が挙げられる。 A hydrocarbon polymer chain is a polymer chain formed by polymerizing (at least two) polymerizable hydrocarbons, provided that the chain comprises a hydrocarbon polymer having a higher number of carbon atoms than the low molecular weight hydrocarbon chains described above. Although not particularly limited, it is preferably a chain composed of a hydrocarbon polymer composed of 30 or more carbon atoms, more preferably 50 or more carbon atoms. The upper limit of the number of carbon atoms constituting the hydrocarbon polymer is not particularly limited, and can be, for example, 3,000. This hydrocarbon polymer chain is preferably a chain composed of a hydrocarbon polymer composed of an aliphatic hydrocarbon having a main chain satisfying the above number of carbon atoms, and composed of an aliphatic saturated hydrocarbon or an aliphatic unsaturated hydrocarbon. It is more preferred that the chain consists of a polymer (preferably an elastomer) that Specific examples of the polymer include a diene polymer having a double bond in its main chain and a non-diene polymer having no double bond in its main chain. Examples of diene polymers include styrene-butadiene copolymers, styrene-ethylene-butadiene copolymers, copolymers of isobutylene and isoprene (preferably butyl rubber (IIR)), butadiene polymers, isoprene polymers and ethylene. - propylene-diene copolymers and the like. Examples of non-diene polymers include olefin polymers such as ethylene-propylene copolymers and styrene-ethylene-butylene copolymers, and hydrogen reduction products of the above diene polymers.

炭化水素鎖となる炭化水素は、その末端に反応性基を有することが好ましく、縮重合可能な末端反応性基を有することがより好ましい。縮重合又は重付加可能な末端反応性基は、縮重合又は重付加することにより、上記各式のRP1又はRP2に結合する基を形成する。このような末端反応性基としては、イソシネート基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、アミノ基及び酸無水物等が挙げられ、中でもヒドロキシ基が好ましい。
末端反応性基を有する炭化水素ポリマーとしては、例えば、いずれも商品名で、NISSO-PBシリーズ(日本曹達社製)、クレイソールシリーズ(巴工業社製)、PolyVEST-HTシリーズ(エボニック社製)、poly-bdシリーズ(出光興産社製)、poly-ipシリーズ(出光興産社製)、EPOL(出光興産社製)及びポリテールシリーズ(三菱化学社製)等が好適に用いられる。
The hydrocarbon that forms the hydrocarbon chain preferably has a reactive group at its terminal, and more preferably has a reactive terminal group capable of polycondensation. A terminal reactive group capable of condensation polymerization or polyaddition forms a group attached to R P1 or R P2 in each of the above formulas by condensation polymerization or polyaddition. Examples of such terminal reactive groups include an isocyanate group, a hydroxy group, a carboxy group, an amino group, an acid anhydride, etc. Among them, a hydroxy group is preferred.
Hydrocarbon polymers having terminal reactive groups include, for example, the NISSO-PB series (manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.), the Claysole series (manufactured by Tomoe Kogyo Co., Ltd.), and the PolyVEST-HT series (manufactured by Evonik), all of which are trade names. , poly-bd series (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), poly-ip series (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), EPOL (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), Polytail series (manufactured by Mitsubishi Chemical Co., Ltd.), and the like are preferably used.

ポリアルキレンオキシド鎖(ポリアルキレンオキシ鎖)としては、上記ポリエーテル構造以外のものであれば公知のポリアルキレンオキシ基からなる鎖が挙げられる。上記ポリエーテル構造以外のポリアルキレンオキシド鎖としては、例えば、アルキレンオキシ基の炭素数、重合度(分子量)等が上記ポリエーテル構造を満たさないものをいう。
ポリアルキレンオキシ鎖中のアルキレンオキシ基の炭素数は、1~10であることが好ましく、1~6であることがより好ましく、2又は3であること(ポリエチレンオキシ鎖又はポリプロピレンオキシ鎖)が更に好ましい。ポリアルキレンオキシ鎖は、1種のアルキレンオキシ基からなる鎖でもよく、2種以上のアルキレンオキシ基からなる鎖(例えば、エチレンオキシ基及びプロピレンオキシ基からなる鎖)でもよい。
ポリカーボネート鎖又はポリエステル鎖としては、公知のポリカーボネート又はポリエステルからなる鎖が挙げられる。
ポリアルキレンオキシ鎖、ポリカーボネート鎖又はポリエステル鎖は、それぞれ、末端にアルキル基(炭素数は1~12が好ましく、1~6がより好ましい)を有することが好ましい。
P1及びRP2としてとりうるポリアルキレンオキシ鎖、ポリカーボネート鎖及びポリエステル鎖の末端は、RP1及びRP2として上記各式で表される構成成分に組み込み可能な通常の化学構造に適宜に変更することができる。例えば、ポリアルキレンオキシ鎖は末端酸素原子が取り除かれて上記構成成分のRP1又はRP2として組み込まれる。
Examples of the polyalkylene oxide chain (polyalkyleneoxy chain) include chains composed of known polyalkyleneoxy groups other than the polyether structure described above. Examples of the polyalkylene oxide chain other than the above polyether structure include those in which the number of carbon atoms in the alkyleneoxy group, the degree of polymerization (molecular weight), etc. do not satisfy the above polyether structure.
The number of carbon atoms in the alkyleneoxy group in the polyalkyleneoxy chain is preferably 1 to 10, more preferably 1 to 6, and more preferably 2 or 3 (polyethyleneoxy chain or polypropyleneoxy chain). preferable. The polyalkyleneoxy chain may be a chain consisting of one type of alkyleneoxy group, or a chain consisting of two or more types of alkyleneoxy groups (for example, a chain consisting of an ethyleneoxy group and a propyleneoxy group).
Polycarbonate or polyester chains include known polycarbonate or polyester chains.
The polyalkyleneoxy chain, polycarbonate chain or polyester chain each preferably has an alkyl group (having preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms) at its terminal.
The ends of the polyalkyleneoxy chains, polycarbonate chains and polyester chains that can be used as R P1 and R P2 are appropriately changed to ordinary chemical structures that can be incorporated into the constituents represented by the above formulas as R P1 and R P2 . be able to. For example, a polyalkyleneoxy chain may be stripped of the terminal oxygen atoms and incorporated as R P1 or R P2 in the above components.

分子鎖が含むアルキル基の内部若しくは末端に、エーテル基(-O-)、チオエーテル基(-S-)、カルボニル基(>C=O)、イミノ基(>NR:Rは水素原子、炭素数1~6のアルキル基若しくは炭素数6~10のアリール基)を有していてもよい。
上記各式において、RP1及びRP2は2価の分子鎖であるが、少なくとも1つの水素原子が-NH-CO-、-CO-、-O-、-NH-又は-N<で置換されて、3価以上の分子鎖となっていてもよい。
An ether group (-O-), a thioether group (-S-), a carbonyl group (>C=O), an imino group (>NR N : RN is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an aryl group having 6 to 10 carbon atoms).
In each of the above formulas, R P1 and R P2 are divalent molecular chains, but at least one hydrogen atom is substituted with -NH-CO-, -CO-, -O-, -NH- or -N<. , it may be a trivalent or higher molecular chain.

P1は、上記分子鎖の中でも、炭化水素鎖であることが好ましく、低分子量の炭化水素鎖であることがより好ましく、脂肪族若しくは芳香族の炭化水素基からなる炭化水素鎖が更に好ましく、芳香族の炭化水素基からなる炭化水素鎖が特に好ましい。
P2は、上記分子鎖の中でも、低分子量の炭化水素鎖(より好ましくは脂肪族の炭化水素基)、又は低分子量の炭化水素鎖以外の分子鎖が好ましく、低分子量の炭化水素鎖及び低分子量の炭化水素鎖以外の分子鎖をそれぞれ含む態様がより好ましい。この態様においては、式(I-3)、式(I-4)及び式(I-6)のいずれかで表される構成成分は、RP2が低分子量の炭化水素基鎖である構成成分と、RP2が低分子量の炭化水素鎖以外の分子鎖である構成成分の少なくとも2種を含む。
Among the above molecular chains, R P1 is preferably a hydrocarbon chain, more preferably a low-molecular-weight hydrocarbon chain, more preferably a hydrocarbon chain composed of an aliphatic or aromatic hydrocarbon group, Hydrocarbon chains consisting of aromatic hydrocarbon groups are particularly preferred.
Among the above-described molecular chains, R P2 is preferably a low-molecular-weight hydrocarbon chain (more preferably an aliphatic hydrocarbon group) or a molecular chain other than a low-molecular-weight hydrocarbon chain. A more preferable embodiment is one in which each of them contains a molecular chain other than a hydrocarbon chain of molecular weight. In this aspect, the component represented by any one of formula (I-3), formula (I-4) and formula (I-6) is a component in which R P2 is a low-molecular-weight hydrocarbon group chain. and at least two of the constituents where R P2 is a molecular chain other than a low molecular weight hydrocarbon chain.

上記式(I-1)で表される構成成分の具体例を下記及び低損失ポリマーの具体例中に示す。また、上記式(I-1)で表される構成成分を導く原料化合物(ジイソシアネート化合物)としては、例えば、国際公開第2018/020827号に記載の、式(M1)で表されるジイソシアネート化合物及びその具体例、更にはポリメリック4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート等が挙げられる。なお、本発明において、式(I-1)で表される構成成分及びこれを導く原料化合物は下記具体例、低損失ポリマーの具体例及び上記文献に記載のものに限定されない。 Specific examples of the constituent represented by formula (I-1) are shown below and in specific examples of the low-loss polymer. Further, as the raw material compound (diisocyanate compound) leading to the constituent represented by the formula (I-1), for example, a diisocyanate compound represented by the formula (M1) described in WO 2018/020827 and Specific examples thereof include polymeric 4,4′-diphenylmethane diisocyanate and the like. In the present invention, the constituent represented by the formula (I-1) and the raw material compounds leading to it are not limited to the following specific examples, specific examples of the low-loss polymer, and those described in the above literature.

Figure 0007257520000003
Figure 0007257520000003

上記式(I-2)で表される構成成分を導く原料化合物(カルボン酸若しくはその酸クロリド等)は、特に制限されず、例えば、国際公開第2018/020827号の段落[0074]に記載の、カルボン酸又は酸クロリドの化合物及びその具体例が挙げられる。 The raw material compound (carboxylic acid or acid chloride thereof, etc.) leading to the constituent represented by the above formula (I-2) is not particularly limited, and is described in, for example, paragraph [0074] of WO 2018/020827. , carboxylic acid or acid chloride compounds and specific examples thereof.

上記式(I-3)又は式(I-4)で表される構成成分の具体例を下記及び低損失ポリマーの具体例中に示す。また、上記式(I-3)又は式(I-4)で表される構成成分を導く原料化合物(ジオール化合物又はジアミン化合物)としては、それぞれ、特に制限されず、例えば、国際公開第2018/020827号に記載の各化合物及びその具体例が挙げられ、更にジヒドロキシオキサミドも挙げられる。なお、本発明において、式(I-3)又は式(I-4)で表される構成成分及びこれを導く原料化合物は下記具体例、低損失ポリマーの具体例中及び上記文献に記載のものに限定されない。
なお、下記具体例において、構成成分中に繰り返し構造を有する場合、その繰り返し数は1以上の整数であり、上記分子鎖の分子量又は炭素原子数を満たす範囲で適宜に設定される。
Specific examples of the component represented by formula (I-3) or formula (I-4) are shown below and in specific examples of the low-loss polymer. Further, the raw material compound (diol compound or diamine compound) leading to the component represented by the above formula (I-3) or formula (I-4) is not particularly limited. 020827 and specific examples thereof, and also dihydroxyoxamide. In the present invention, the constituents represented by formula (I-3) or formula (I-4) and the raw material compounds leading to them are those described in the following specific examples, specific examples of low-loss polymers, and the above-mentioned documents. is not limited to
In the specific examples below, when a constituent component has a repeating structure, the number of repetitions is an integer of 1 or more, and is appropriately set within a range that satisfies the molecular weight or the number of carbon atoms of the molecular chain.

Figure 0007257520000004
Figure 0007257520000004

式(I-5)において、RP3は芳香族若しくは脂肪族の連結基(4価)を示し、下記式(i)~(iix)のいずれかで表される連結基が好ましい。In formula (I-5), R 3 P3 represents an aromatic or aliphatic linking group (tetravalent), preferably a linking group represented by any one of the following formulas (i) to (iix).

Figure 0007257520000005
Figure 0007257520000005

式(i)~(iix)中、Xは単結合又は2価の連結基を示す。2価の連結基としては、炭素数1~6のアルキレン基(例えば、メチレン、エチレン、プロピレン)が好ましい。プロピレンとしては、1,3-ヘキサフルオロ-2,2-プロパンジイルが好ましい。Lは-CH=CH-又は-CH-を示す。R及びRはそれぞれ水素原子又は置換基を表す。各式において、*は式(1-5)中のカルボニル基との結合部位を示す。R及びRとして採りうる置換基としては、特に制限されず、後述する置換基Zが挙げられ、アルキル基(炭素数は1~12が好ましく、1~6がより好ましく、1~3が更に好ましい)又はアリール基(炭素数は6~22が好ましく、6~14がより好ましく、6~10が更に好ましい)が好ましく挙げられる。In formulas (i) to (iix), X 1 represents a single bond or a divalent linking group. As the divalent linking group, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms (eg, methylene, ethylene, propylene) is preferred. Propylene is preferably 1,3-hexafluoro-2,2-propanediyl. L represents -CH 2 =CH 2 - or -CH 2 -. R X and R Y each represent a hydrogen atom or a substituent. In each formula, * indicates the bonding site with the carbonyl group in formula (1-5). Substituents that can be taken as R X and R Y are not particularly limited, and include the substituent Z described later, and an alkyl group (having preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably 1 to 3 carbon atoms, more preferred) or an aryl group (having preferably 6 to 22 carbon atoms, more preferably 6 to 14 carbon atoms, and still more preferably 6 to 10 carbon atoms).

上記式(I-5)で表されるカルボン酸二無水物、及び上記式(I-6)で表される構成成分を導く原料化合物(ジアミン化合物)は、それぞれ、特に制限されず、例えば、国際公開第2018/020827号及び国際公開第2015/046313号に記載の各化合物及びその具体例が挙げられる。 The carboxylic acid dianhydride represented by the above formula (I-5) and the raw material compound (diamine compound) leading to the constituent component represented by the above formula (I-6) are not particularly limited, for example, Each compound described in International Publication No. 2018/020827 and International Publication No. 2015/046313 and specific examples thereof can be mentioned.

P1、RP2及びRP3は、それぞれ、置換基を有していてもよい。この置換基としては、特に制限されず、例えば、後述する置換基Zが挙げられ、RM2として採りうる上記置換基が好適に挙げられる。R P1 , R P2 and R P3 may each have a substituent. The substituent is not particularly limited, and examples thereof include the substituent Z described later, and the above-mentioned substituents that can be taken as RM2 are preferably exemplified.

低損失ポリマー、特にウレタン結合を主鎖に有するポリマーは、下記に示すように、式(I-1)で表される構成成分に加えて、上記式(I-3)又は式(I-4)、好ましくは式(I-3)で表される構成成分として、RP2が低分子量の炭化水素基からなる鎖(官能基として、好ましくはエーテル基若しくはカルボニル基を有する基又はその両方、より好ましくはカルボキシ基を含む基を有する)である構成成分(好ましくは下記式(I-3A)で表される構成成分)と、RP2が分子鎖として上記の炭化水素ポリマー鎖である構成成分(好ましくは下記式(I-3C)で表される構成成分)との少なくとも2種を有していることがより好ましく、更に、RP2が分子鎖として上記ポリアルキレンオキシド鎖である構成成分(好ましくは下記式(I-3B)で表される構成成分)を有していてもよい。A low-loss polymer, particularly a polymer having a urethane bond in its main chain, is, as shown below, in addition to the constituent represented by formula (I-1), the above formula (I-3) or formula (I-4) ), preferably as a constituent represented by formula (I-3), R 2 is a chain composed of a low-molecular-weight hydrocarbon group (as a functional group, preferably a group having an ether group or a carbonyl group, or both, or a component (preferably a component represented by the following formula (I-3A)), and a component in which R P2 is the above-mentioned hydrocarbon polymer chain as a molecular chain ( (preferably a component represented by the following formula (I-3C)) , and furthermore, a component (preferably may have a component represented by the following formula (I-3B)).

Figure 0007257520000006
Figure 0007257520000006

式(I-1)において、RP1は上述の通りである。式(I-3A)において、RP2Aは低分子量の炭化水素基からなる鎖(好ましくは脂肪族の炭化水素基)を示し、官能基として、好ましくは後述する官能基群(I)から選択される少なくとも1つの基、より好ましくはエーテル基若しくはカルボニル基又はその両方を含む基、更に好ましくはカルボキシ基を有している。例えば2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸等のビス(ヒドロキシメチル)酢酸化合物が挙げられる。式(I-3B)において、RP2Bはポリアルキレンオキシ鎖(ただし、上述のポリエーテル構造を除く)を示す。式(I-3C)において、RP2Cは炭化水素ポリマー鎖を示す。RP2Aとしてとりうる低分子量の炭化水素基からなる鎖、RP2Bとしてとりうるポリアルキレンオキシ鎖及びRP2Cとしてとりうる炭化水素ポリマー鎖は、それぞれ、上記式(I-3)におけるRP2としてとりうる脂肪族の炭化水素基、ポリアルキレンオキシ鎖及び炭化水素ポリマー鎖と同義であり、好ましいものも同じである。
なお、低損失ポリマー中における上記各式で表される構成成分の含有量は後述する。
In formula (I-1), R P1 is as described above. In formula (I-3A), R P2A represents a chain of low molecular weight hydrocarbon groups (preferably aliphatic hydrocarbon groups), and the functional group is preferably selected from functional group group (I) described later. more preferably a group containing an ether group or a carbonyl group or both, more preferably a carboxy group. Examples thereof include bis(hydroxymethyl)acetic acid compounds such as 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric acid. In formula (I-3B), R P2B represents a polyalkyleneoxy chain (excluding the polyether structure described above). In formula (I-3C), R P2C represents a hydrocarbon polymer chain. A chain composed of a low-molecular-weight hydrocarbon group that can be taken as R P2A , a polyalkyleneoxy chain that can be taken as R P2B , and a hydrocarbon polymer chain that can be taken as R P2C are each taken as R P2 in the above formula (I-3). are synonymous with an aliphatic hydrocarbon group, a polyalkyleneoxy chain, and a hydrocarbon polymer chain, and preferred ones are also the same.
The contents of the components represented by the above formulas in the low-loss polymer will be described later.

低損失ポリマーは、上述のように、ポリエーテル構造を含む構成成分を主鎖に有する。
ポリエーテル構造を含む構成成分としては、例えば、下記式(I-7)で表される構成成分が挙げられ、上述の「少なくとも2種のポリエーテル構造」に相当する。

Figure 0007257520000007
The low-loss polymer has, as described above, a component containing a polyether structure in its backbone.
Examples of the component containing a polyether structure include a component represented by the following formula (I-7), which corresponds to the "at least two types of polyether structures" described above.
Figure 0007257520000007

式中、Xは、単結合、酸素原子若しくは窒素原子、又は連結基を含む基を示し、RP4A及びRP4Bは互いに異なるアルキレン基を示す。n1及びn2は重合度を示す。
Xは、上記式中のアルキレンオキシ鎖の末端基に応じて適宜に選択される。例えば、アルキレンオキシ基の末端が酸素原子である場合、単結合又は連結基を含む基となり、アルキレンオキシ基の末端がアルキレン基である場合、酸素原子若しくは窒素原子又は連結基を含む基となる。Xとして採りうる連結基を含む基としては、連結基からなる基と、連結基及び酸素原子又は窒素原子を組み合わせた基とが挙げられる。この連結基としては、特に制限されないが、例えば、置換基Zで挙げた各基から水素原子を更に1個除去した基が挙げられ、好ましくはRP4A若しくはRP4Bとして採りうるアルキレン基が挙げられる。上記式(I-7)で表される構成成分における2つのXは同一でも異なっていてもよい。
In the formula, X represents a single bond, an oxygen atom or a nitrogen atom, or a group containing a linking group, and R P4A and R P4B represent different alkylene groups. n1 and n2 indicate the degree of polymerization.
X is appropriately selected according to the terminal group of the alkyleneoxy chain in the above formula. For example, when the terminal of the alkyleneoxy group is an oxygen atom, it is a group containing a single bond or a linking group, and when the terminal of the alkyleneoxy group is an alkylene group, it is a group containing an oxygen atom, a nitrogen atom, or a linking group. Groups containing a linking group that can be taken as X include a group consisting of a linking group and a group in which a linking group and an oxygen atom or a nitrogen atom are combined. The linking group is not particularly limited, but includes, for example, a group obtained by removing one hydrogen atom from each of the groups listed for the substituent Z, preferably an alkylene group that can be used as R P4A or R P4B . . Two X's in the constituent represented by the above formula (I-7) may be the same or different.

P4A及びRP4Bとして採りうるアルキレン基は、特に制限されないが、上述の、ポリエーテル構造を形成するアルキレンオキシ基中のアルキレン基と同義であり、好ましいものも同じである。RP4AとRP4Bとの組み合わせとしては、上述の、ポリエーテル構造の組み合わせで説明した組み合わせと同義であり、好ましいものも同じである。The alkylene group that can be used as R P4A and R P4B is not particularly limited, but is synonymous with the alkylene group in the alkyleneoxy group forming the polyether structure described above, and the preferred ones are also the same. The combination of RP4A and RP4B has the same meaning as the combination described in the above-mentioned combination of polyether structures, and the preferred ones are also the same.

n1及びn2は、それぞれ、重合度を示し、n1は2以上の数であり、n2は0又は1を超える数であり、2以上の数とすることもできる。
n2が0である場合、式(I-7)で表される構成成分は、単独のポリアルキレンオキシ鎖を含む構成成分となる。この形態において、低損失ポリマーの主鎖は、上記式(I-7)で表される異なる構成成分を少なくとも2種有し、2種若しくは3種有することが好ましく、2種有することがより好ましい。この形態において、式(I-7)で表される構成成分は、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール及びポリテトラメチレンエーテルグリコールから選ばれる少なくとも2種に由来する構成成分であることが好ましい。また、n2が1を超える数である式(I-7)で表される構成成分を有していてもよい。
この態様において、式(I-7)で表される2種以上の異なる構成成分の(数平均)分子量、各構成成分の(数平均)分子量は、それぞれ、上述の少なくとも2種のポリエーテル構造の(数平均)分子量と同義であり、好ましい範囲も同じである。また、式(I-7)で表される2種以上の異なる構成成分におけるn1は、それぞれ、(数平均)分子量を満たす範囲内で適宜に設定され、上述のポリエーテル構造の重合度と同義であり、好ましい範囲も同じである。
n1 and n2 each indicate the degree of polymerization, n1 is a number of 2 or more, n2 is 0 or a number exceeding 1, and may be a number of 2 or more.
When n2 is 0, the component represented by formula (I-7) is a component containing a single polyalkyleneoxy chain. In this embodiment, the main chain of the low-loss polymer has at least two, preferably two or three, more preferably two, different constituents represented by the above formula (I-7). . In this form, the component represented by formula (I-7) is preferably a component derived from at least two selected from polyethylene glycol, polypropylene glycol and polytetramethylene ether glycol. In addition, it may have a component represented by formula (I-7) in which n2 is a number greater than 1.
In this aspect, the (number average) molecular weight of the two or more different constituents represented by formula (I-7), the (number average) molecular weight of each is synonymous with the (number average) molecular weight of, and the preferred range is also the same. In addition, n1 in two or more different constituent components represented by formula (I-7) is appropriately set within a range satisfying the (number average) molecular weight, and is synonymous with the degree of polymerization of the polyether structure described above. and the preferred range is also the same.

n2が1を超える数である場合、式(I-7)で表される構成成分は、2種のポリアルキレンオキシ鎖の共重合物を含む構成成分となる。共重合物における2つのポリアルキレンオキシ鎖の結合様式は、特に制限されず、ランダム結合でもブロック結合でも交互結合でもよい。この形態において、低損失ポリマーの主鎖は、上記式(I-7)で表される構成成分を少なくとも1種有していればよく、1種有することが好ましい。この形態において、式(I-7)で表される構成成分は、例えば、後述する低損失ポリマーの具体例としてのポリイミドポリマーが有する、ポリエチレンオキシ鎖及びポリプロピレンオキシ鎖の共重合体からなる構成成分が挙げられる。
式(I-7)で表される構成成分の(数平均)分子量は、上述の少なくとも2種のポリエーテル構造の(数平均)分子量と同義であり、好ましい範囲も同じである。また、2つのポリアルキレンオキシ鎖の(数平均)分子量は、それぞれ、上述の各ポリエーテル構造の(数平均)分子量と同義であり、好ましい範囲も同じである。同一のポリアルキレンオキシ鎖を複数有する場合、ポリアルキレンオキシ鎖の(数平均)分子量は合計分子量とする。更に、n1及びn2は、それぞれ、(数平均)分子量を満たす範囲内で適宜に設定され、上述のポリエーテル構造の重合度と同義であり、好ましい範囲も同じである。
When n2 is a number greater than 1, the component represented by formula (I-7) is a component containing a copolymer of two polyalkyleneoxy chains. The bonding mode of two polyalkyleneoxy chains in the copolymer is not particularly limited, and may be random bonding, block bonding, or alternating bonding. In this embodiment, the main chain of the low-loss polymer should have at least one component represented by formula (I-7) above, and preferably has one component. In this embodiment, the component represented by formula (I-7) is, for example, a component composed of a copolymer of polyethyleneoxy chains and polypropyleneoxy chains, which is contained in a polyimide polymer as a specific example of the low-loss polymer described later. are mentioned.
The (number average) molecular weight of the constituent represented by formula (I-7) is synonymous with the (number average) molecular weight of the at least two polyether structures described above, and the preferred ranges are also the same. The (number average) molecular weights of the two polyalkyleneoxy chains are synonymous with the (number average) molecular weights of the respective polyether structures described above, and the preferred ranges are also the same. When there are multiple identical polyalkyleneoxy chains, the (number average) molecular weight of the polyalkyleneoxy chains is taken as the total molecular weight. Furthermore, each of n1 and n2 is appropriately set within a range that satisfies the (number average) molecular weight, has the same meaning as the above-mentioned degree of polymerization of the polyether structure, and has the same preferred range.

上記式(I-7)は2種のポリエーテル構造(アルキレンオキシ鎖)を含む構成成分を規定しているが、本発明において、ポリエーテル構造を含む構成成分、上記式(I-7)で表される構成成分は、3種以上のポリエーテル構造を含んでいてもよい。 Although the above formula (I-7) defines a component containing two types of polyether structures (alkyleneoxy chains), in the present invention, a component containing a polyether structure, The constituents represented may contain three or more polyether structures.

上記式(I-7)で表される構成成分の具体例を以下及び実施例に示すが、本発明はこれに限定されない。下記具体例において、アルキレンオキシ基の重合度を省略するが、上記した範囲で設定される。

Figure 0007257520000008
Specific examples of the component represented by formula (I-7) are shown below and in Examples, but the present invention is not limited thereto. Although the degree of polymerization of the alkyleneoxy group is omitted in the following specific examples, it is set within the range described above.
Figure 0007257520000008

低損失ポリマーは、上記各式で表される構成成分以外の構成成分を有していてもよい。このような構成成分は、上記各式で表される構成成分を導く原料化合物と逐次重合可能なものであれば特に制限されない。 The low-loss polymer may have constituents other than the constituents represented by the above formulas. Such constituents are not particularly limited as long as they are sequentially polymerizable with the raw material compound leading to the constituents represented by the above formulas.

低損失ポリマー中の上記各式(1-1)~式(I-7)で表される構成成分の(合計)含有量は、特に限定されないが、5~100質量%であることが好ましく、10~100質量%であることがより好ましく、50~100質量%であることが更に好ましく、80~100質量%であることが更に好ましい。この含有量の上限値は、上記100質量%にかかわらず、例えば、90質量%以下とすることもできる。
低損失ポリマー中の、上記各式で表される構成成分以外の構成成分の含有量は、特に限定されないが、50質量%以下であることが好ましい。
The (total) content of the components represented by the above formulas (1-1) to (I-7) in the low-loss polymer is not particularly limited, but is preferably 5 to 100% by mass, It is more preferably 10 to 100% by mass, even more preferably 50 to 100% by mass, even more preferably 80 to 100% by mass. The upper limit of this content can be, for example, 90% by mass or less, regardless of the above 100% by mass.
The content of constituents other than the constituents represented by the above formulas in the low-loss polymer is not particularly limited, but is preferably 50% by mass or less.

低損失ポリマーが上記式(I-1)~式(I-6)のいずれかで表される構成成分を有する場合、その含有量は、特に制限されず、以下の範囲に設定できる。
すなわち、低損失ポリマー中の、式(I-1)若しくは式(I-2)で表される構成成分、又は式(I-5)で表されるカルボン酸二無水物由来の構成成分の含有量は、特に制限されず、10~50モル%であることが好ましく、20~50モル%であることがより好ましく、30~50モル%であることが更に好ましい。
低損失ポリマー中の、式(I-3)、式(I-4)又は式(I-6)で表される構成成分の含有量は、それぞれ、特に制限されず、0~50モル%であることが好ましく、5~40モル%であることがより好ましく、10~30モル%であることが更に好ましい。
When the low-loss polymer has a component represented by any one of formulas (I-1) to (I-6) above, the content is not particularly limited and can be set within the following range.
That is, the low-loss polymer contains a component represented by formula (I-1) or formula (I-2), or a component derived from the carboxylic acid dianhydride represented by formula (I-5). The amount is not particularly limited, and is preferably 10 to 50 mol%, more preferably 20 to 50 mol%, even more preferably 30 to 50 mol%.
The content of the component represented by Formula (I-3), Formula (I-4) or Formula (I-6) in the low-loss polymer is not particularly limited, and is 0 to 50 mol%. preferably 5 to 40 mol %, and even more preferably 10 to 30 mol %.

式(I-3)又は式(I-4)で表される構成成分のうち、RP2が低分子量の炭化水素基からなる鎖である構成成分(例えば上記式(I-3A)で表される構成成分)の、低損失ポリマー中の含有量は、特に制限されないが、例えば、0~50モル%であることが好ましく、1~30モル%であることがより好ましく、2~20モル%であることが更に好ましく、4~10モル%であることが更に好ましい。
式(I-3)又は式(I-4)で表される構成成分のうち、RP2が分子鎖として上記ポリアルキレンオキシ鎖である構成成分(例えば上記式(I-3B)で表される構成成分)の、低損失ポリマー中の含有量は、特に制限されないが、例えば、0~50モル%であることが好ましく、0~45モル%であることがより好ましく、0~43モル%であることが更に好ましい。
式(I-3)又は式(I-4)で表される構成成分のうち、RP2が分子鎖として上記炭化水素ポリマー鎖である構成成分(例えば上記式(I-3C)で表される構成成分)の、低損失ポリマー中の含有量は、特に制限されないが、例えば、0~50モル%であることが好ましく、1~45モル%であることがより好ましく、3~40モル%であることがより一層好ましく、3~30モル%であることが更に好ましく、3~20モル%であることが特に好ましく、3~10モル%であることが最も好ましい。
Among the constituents represented by formula (I-3) or formula (I-4), R P2 is a chain composed of a low-molecular-weight hydrocarbon group (for example, the constituent represented by formula (I-3A) above). The content of the low-loss polymer) is not particularly limited, but for example, it is preferably 0 to 50 mol%, more preferably 1 to 30 mol%, and 2 to 20 mol% and more preferably 4 to 10 mol %.
Among the constituents represented by the formula (I-3) or the formula (I-4), R P2 is the polyalkyleneoxy chain as the molecular chain (for example, the constituent represented by the above formula (I-3B) The content of the component) in the low-loss polymer is not particularly limited, but is, for example, preferably 0 to 50 mol%, more preferably 0 to 45 mol%, and 0 to 43 mol%. It is even more preferable to have
Among the constituents represented by the formula (I-3) or the formula (I-4), R P2 is the hydrocarbon polymer chain as the molecular chain (for example, the constituent represented by the above formula (I-3C) The content of the component) in the low-loss polymer is not particularly limited, but is, for example, preferably 0 to 50 mol%, more preferably 1 to 45 mol%, and 3 to 40 mol%. 3 to 30 mol % is even more preferable, 3 to 20 mol % is particularly preferable, and 3 to 10 mol % is most preferable.

式(I-7)で表される構成成分の、低損失ポリマー中の(合計)含有量は、特に制限されないが、例えば、10~60モル%であることが好ましく、20~55モル%であることがより好ましく、30~50モル%であることが更に好ましく、35~45モル%であることが特に好ましい。
低損失ポリマーが式(I-7)で表される異なる構成成分を複数有する場合、各構成成分の含有量は、上記(合計)含有量を満たす範囲内で適宜に決定される。例えば、式(I-7)で表される異なる構成成分を2種有する場合、一方の構成成分(好ましくは、分子量が大きなアルキレンオキシ基で形成されたポリエーテル構造を有する構成成分)の含有量は、例えば、5~30モル%であることが好ましく、10~25モル%であることがより好ましく、15~20モル%であることが更に好ましい。他方の構成成分(好ましくは、分子量が小さなアルキレンオキシ基で形成されたポリエーテル構造を有する構成成分)の含有量は、例えば、10~50モル%であることが好ましく、15~40モル%であることがより好ましく、20~30モル%であることが更に好ましい。また、一方の構成成分と他方の構成成分との含有量の比[一方の構成成分:他方の構成成分]は、特に制限されないが、例えば、10:90~80:20であることが好ましく、20:80~70:30であることがより好ましい。
一方、低損失ポリマーが式(I-7)で表される異なる構成成分を3種以上有する場合、分子量が最も小さなアルキレンオキシ基で形成されたポリエーテル構造を有する構成成分を上記他方の構成成分とし、それ以外の構成成分を上記一方の構成成分とする。
The (total) content of the constituents represented by formula (I-7) in the low-loss polymer is not particularly limited, but is, for example, preferably 10 to 60 mol%, preferably 20 to 55 mol%. more preferably 30 to 50 mol %, particularly preferably 35 to 45 mol %.
When the low-loss polymer has a plurality of different constituents represented by formula (I-7), the content of each constituent is appropriately determined within a range that satisfies the above (total) content. For example, when there are two different constituents represented by formula (I-7), one constituent (preferably, a constituent having a polyether structure formed of an alkyleneoxy group with a large molecular weight) content is, for example, preferably 5 to 30 mol %, more preferably 10 to 25 mol %, even more preferably 15 to 20 mol %. The content of the other component (preferably, a component having a polyether structure formed of alkyleneoxy groups with a small molecular weight) is, for example, preferably 10 to 50 mol%, preferably 15 to 40 mol%. more preferably 20 to 30 mol %. In addition, the ratio of the contents of one constituent component to the other constituent component [one constituent component: the other constituent component] is not particularly limited, but for example, it is preferably 10: 90 to 80: 20, It is more preferably 20:80 to 70:30.
On the other hand, when the low-loss polymer has three or more different constituents represented by the formula (I-7), the constituent having a polyether structure formed by an alkyleneoxy group having the smallest molecular weight is the other constituent. , and the other components are defined as the one component.

なお、低損失ポリマーが各式で表される構成成分を複数有する場合、各構成成分の上記含有量は合計含有量とする。 When the low-loss polymer has a plurality of constituent components represented by each formula, the content of each constituent component is the total content.

- 官能基 -
低損失ポリマーは、無機固体電解質等の固体粒子の表面への濡れ性又は吸着性を高めるための官能基を有することが好ましい。このような官能基としては、固体粒子の表面において水素結合等の物理的相互作用を示す基及び固体粒子の表面に存在する基と化学結合を形成し得る基が挙げられ、具体的には、下記官能基群(I)から選択される基を少なくとも1つ有することがより好ましい。ただし、固体粒子の表面への濡れ性又は吸着性をより効果的に発現する観点からは、官能基同士で結合を形成することが可能な2種以上の基を有さないことが好ましい。
<官能基群(I)>
カルボキシ基、スルホン酸基(-SOH)、リン酸基(-PO)、アミノ基(-NH)、ヒドロキシ基、スルファニル基、イソシアナト基、アルコキシシリル基及び3環以上の縮環構造を有する基
- Functional group -
The low-loss polymer preferably has a functional group for enhancing wettability or adsorption to the surface of solid particles such as inorganic solid electrolytes. Examples of such functional groups include groups that exhibit physical interaction such as hydrogen bonding on the surface of the solid particles and groups that can form chemical bonds with groups present on the surface of the solid particles. It is more preferable to have at least one group selected from the following functional group group (I). However, from the viewpoint of more effectively expressing the wettability or adsorptivity to the surface of the solid particles, it is preferable not to have two or more types of groups capable of forming a bond between the functional groups.
<Functional group group (I)>
Carboxy group, sulfonic acid group (--SO 3 H), phosphoric acid group (--PO 4 H 2 ), amino group (--NH 2 ), hydroxy group, sulfanyl group, isocyanato group, alkoxysilyl group and condensation of three or more rings group having a ring structure

カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、ヒドロキシ基、スルファニル基等の塩を形成しうる基は、塩を形成していてもよく、ナトリウム塩、カルシウム塩等が挙げられる。
アルコキシシリル基は、少なくとも一つのアルコキシ基(炭素数は1~12が好ましい。)でSi原子が置換されたシリル基であればよく、Si原子上のその他の置換基としては、アルキル基、アリール基等が挙げられる。アルコキシシリル基としては、例えば、後述の置換基Zにおけるアルコキシシリル基の記載が好ましく適用できる。
3環以上の縮環構造を有する基は、コレステロール環構造を有する基、又は3環以上の芳香族環が縮環した構造を有する基が好ましく、コレステロール残基又はピレニル基がより好ましい。
A group capable of forming a salt such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a phosphate group, a hydroxy group and a sulfanyl group may form a salt, and examples thereof include sodium salts and calcium salts.
The alkoxysilyl group may be a silyl group in which the Si atom is substituted with at least one alkoxy group (preferably having 1 to 12 carbon atoms), and other substituents on the Si atom include an alkyl group and an aryl group. and the like. As the alkoxysilyl group, for example, the description of the alkoxysilyl group in the substituent Z described later can be preferably applied.
The group having a condensed ring structure of three or more rings is preferably a group having a cholesterol ring structure or a group having a condensed structure of three or more aromatic rings, more preferably a cholesterol residue or a pyrenyl group.

カルボキシ基、スルホン酸基(-SOH)、リン酸基(-PO)、ヒドロキシ基及びアルコキシシリル基は無機固体電解質又は正極活物質との吸着性が高く、3環以上の縮環構造を有する基は負極活物質等との吸着性が高い。アミノ基(-NH)、スルファニル基及びイソシアナト基は無機固体電解質との吸着性が高い。A carboxy group, a sulfonic acid group (--SO 3 H), a phosphoric acid group (--PO 4 H 2 ), a hydroxy group and an alkoxysilyl group have high adsorptivity with an inorganic solid electrolyte or a positive electrode active material, and have three or more fused rings. A group having a ring structure has high adsorptivity with a negative electrode active material or the like. An amino group (--NH 2 ), a sulfanyl group and an isocyanato group have high adsorptivity with an inorganic solid electrolyte.

低損失ポリマーは、上記官能基群(I)から選択される官能基を、ポリマーを形成するいずれの構成成分に有していてもよく、またポリマーの主鎖又は側鎖のいずれに有していてもよい。上記官能基を有する構成成分として、例えば、式(I-3A)で表される構成成分が挙げられる。
低損失ポリマー中における官能基群(I)から選択される官能基の含有量は、特に制限されないが、例えば、上記官能基群(I)から選択される官能基を有する構成成分の、低損失ポリマーを構成する全構成成分中の割合は、0.01~50モル%が好ましく、0.02~49モル%が好ましく、0.1~40モル%がより好ましく、1~30モル%が更に好ましく、3~25モル%が特に好ましい。
The low-loss polymer may have a functional group selected from the above functional group group (I) in any constituent component forming the polymer, and in either the main chain or the side chain of the polymer. may Examples of the component having the functional group include a component represented by formula (I-3A).
The content of the functional group selected from the functional group group (I) in the low-loss polymer is not particularly limited. The proportion of all constituent components constituting the polymer is preferably 0.01 to 50 mol%, preferably 0.02 to 49 mol%, more preferably 0.1 to 40 mol%, and further 1 to 30 mol%. 3 to 25 mol % is particularly preferred.

低損失ポリマー(各構成成分及び原料化合物)は、置換基を有していてもよい。置換基としては、特に制限されないが、好ましくは下記置換基Zから選択される基が挙げられる。 The low-loss polymer (each component and raw material compound) may have a substituent. The substituent is not particularly limited, but preferably includes a group selected from the following substituents Z.

低損失ポリマーは、主鎖が有する結合の種類に応じて公知の方法により原料化合物を選択し、原料化合物を重付加又は縮重合等して、合成することができる。合成方法としては、例えば、国際公開第2018/151118号を参照できる。 A low-loss polymer can be synthesized by selecting raw material compounds according to a known method according to the type of bond possessed by the main chain, and subjecting the raw material compounds to polyaddition or polycondensation. As for the synthesis method, for example, International Publication No. 2018/151118 can be referred to.

低損失ポリマーとしてとりうる、ポリウレタン、ポリウレア、ポリアミド、ポリイミドの各ポリマーとしては、実施例で合成したものの他に、例えば、国際公開第2018/020827号及び国際公開第2015/046313号、更には特開2015-088480号公報に記載の各ポリマーに2種のポリエーテル構造を主鎖に組み込んだもの等を挙げることができる。 Polyurethane, polyurea, polyamide, and polyimide polymers that can be taken as low-loss polymers include, in addition to those synthesized in Examples, for example, International Publication Nos. 2018/020827 and 2015/046313, and further Examples include those in which two types of polyether structures are incorporated in the main chain of each polymer described in JP-A-2015-088480.

- 置換基Z -
アルキル基(好ましくは炭素数1~20のアルキル基、例えばメチル、エチル、イソプロピル、t-ブチル、ペンチル、ヘプチル、1-エチルペンチル、ベンジル、2-エトキシエチル、1-カルボキシメチル等)、アルケニル基(好ましくは炭素数2~20のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、オレイル等)、アルキニル基(好ましくは炭素数2~20のアルキニル基、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、4-メチルシクロヘキシル等、本明細書においてアルキル基というときには通常シクロアルキル基を含む意味であるが、ここでは別記する。)、アリール基(好ましくは炭素数6~26のアリール基、例えば、フェニル、1-ナフチル、4-メトキシフェニル、2-クロロフェニル、3-メチルフェニル等)、アラルキル基(好ましくは炭素数7~23のアラルキル基、例えば、ベンジル、フェネチル等)、ヘテロ環基(好ましくは炭素数2~20のヘテロ環基で、より好ましくは、少なくとも1つの酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有する5又は6員環のヘテロ環基である。ヘテロ環基には芳香族ヘテロ環基及び脂肪族ヘテロ環基を含む。例えば、テトラヒドロピラン環基、テトラヒドロフラン環基、2-ピリジル、4-ピリジル、2-イミダゾリル、2-ベンゾイミダゾリル、2-チアゾリル、2-オキサゾリル、ピロリドン基等)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~20のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等)、アリールオキシ基(好ましくは炭素数6~26のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、1-ナフチルオキシ、3-メチルフェノキシ、4-メトキシフェノキシ等、本明細書においてアリールオキシ基というときにはアリーロイルオキシ基を含む意味である。)、ヘテロ環オキシ基(上記ヘテロ環基に-O-基が結合した基)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2~20のアルコキシカルボニル基、例えば、エトキシカルボニル、2-エチルヘキシルオキシカルボニル、ドデシルオキシカルボニル等)、アリールオキシカルボニル基(好ましくは炭素数6~26のアリールオキシカルボニル基、例えば、フェノキシカルボニル、1-ナフチルオキシカルボニル、3-メチルフェノキシカルボニル、4-メトキシフェノキシカルボニル等)、アミノ基(好ましくは炭素数0~20のアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を含み、例えば、アミノ(-NH)、N,N-ジメチルアミノ、N,N-ジエチルアミノ、N-エチルアミノ、アニリノ等)、スルファモイル基(好ましくは炭素数0~20のスルファモイル基、例えば、N,N-ジメチルスルファモイル、N-フェニルスルファモイル等)、アシル基(アルキルカルボニル基、アルケニルカルボニル基、アルキニルカルボニル基、アリールカルボニル基、ヘテロ環カルボニル基を含み、好ましくは炭素数1~20のアシル基、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、オクタノイル、ヘキサデカノイル、アクリロイル、メタクリロイル、クロトノイル、ベンゾイル、ナフトイル、ニコチノイル等)、アシルオキシ基(アルキルカルボニルオキシ基、アルケニルカルボニルオキシ基、アルキニルカルボニルオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、ヘテロ環カルボニルオキシ基を含み、好ましくは炭素数1~20のアシルオキシ基、例えば、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ、オクタノイルオキシ、ヘキサデカノイルオキシ、アクリロイルオキシ、メタクリロイルオキシ、クロトノイルオキシ、ベンゾイルオキシ、ナフトイルオキシ、ニコチノイルオキシ等)、アリーロイルオキシ基(好ましくは炭素数7~23のアリーロイルオキシ基、例えば、ベンゾイルオキシ等)、カルバモイル基(好ましくは炭素数1~20のカルバモイル基、例えば、N,N-ジメチルカルバモイル、N-フェニルカルバモイル等)、アシルアミノ基(好ましくは炭素数1~20のアシルアミノ基、例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等)、アルキルチオ基(好ましくは炭素数1~20のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、ベンジルチオ等)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6~26のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ、1-ナフチルチオ、3-メチルフェニルチオ、4-メトキシフェニルチオ等)、ヘテロ環チオ基(上記ヘテロ環基に-S-基が結合した基)、アルキルスルホニル基(好ましくは炭素数1~20のアルキルスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル等)、アリールスルホニル基(好ましくは炭素数6~22のアリールスルホニル基、例えば、ベンゼンスルホニル等)、アルキルシリル基(好ましくは炭素数1~20のアルキルシリル基、例えば、モノメチルシリル、ジメチルシリル、トリメチルシリル、トリエチルシリル等)、アリールシリル基(好ましくは炭素数6~42のアリールシリル基、例えば、トリフェニルシリル等)、アルコキシシリル基(好ましくは炭素数1~20のアルコキシシリル基、例えば、モノメトキシシリル、ジメトキシシリル、トリメトキシシリル、トリエトキシシリル等)、アリールオキシシリル基(好ましくは炭素数6~42のアリールオキシシリル基、例えば、トリフェニルオキシシリル等)、ホスホリル基(好ましくは炭素数0~20のリン酸基、例えば、-OP(=O)(R)、ホスホニル基(好ましくは炭素数0~20のホスホニル基、例えば、-P(=O)(R)、ホスフィニル基(好ましくは炭素数0~20のホスフィニル基、例えば、-P(R)、スルホ基(スルホン酸基)、カルボキシ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、シアノ基、ハロゲン原子(例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等)が挙げられる。Rは、水素原子又は置換基(好ましくは置換基Zから選択される基)である。
また、これらの置換基Zで挙げた各基は、上記置換基Zが更に置換していてもよい。
上記アルキル基、アルキレン基、アルケニル基、アルケニレン基、アルキニル基及び/又はアルキニレン基等は、環状でも鎖状でもよく、また直鎖でも分岐していてもよい。
- Substituent Z -
alkyl groups (preferably alkyl groups having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl, ethyl, isopropyl, t-butyl, pentyl, heptyl, 1-ethylpentyl, benzyl, 2-ethoxyethyl, 1-carboxymethyl, etc.), alkenyl groups (preferably alkenyl groups having 2 to 20 carbon atoms, such as vinyl, allyl, oleyl, etc.), alkynyl groups (preferably alkynyl groups having 2 to 20 carbon atoms, such as ethynyl, butadiynyl, phenylethynyl, etc.), cycloalkyl groups (Preferably a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, for example, cyclopropyl, cyclopentyl, cyclohexyl, 4-methylcyclohexyl, etc. In the present specification, the term alkyl group usually means including a cycloalkyl group, but here it is described separately. ), an aryl group (preferably an aryl group having 6 to 26 carbon atoms, such as phenyl, 1-naphthyl, 4-methoxyphenyl, 2-chlorophenyl, 3-methylphenyl, etc.), an aralkyl group (preferably having 7 carbon atoms to 23 aralkyl groups such as benzyl, phenethyl, etc.), heterocyclic groups (preferably heterocyclic groups having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 5 or 5 having at least one oxygen atom, sulfur atom or nitrogen atom) It is a 6-membered heterocyclic group, including aromatic heterocyclic groups and aliphatic heterocyclic groups, such as tetrahydropyran ring group, tetrahydrofuran ring group, 2-pyridyl, 4-pyridyl, 2- imidazolyl, 2-benzimidazolyl, 2-thiazolyl, 2-oxazolyl, pyrrolidone groups, etc.), alkoxy groups (preferably alkoxy groups having 1 to 20 carbon atoms, such as methoxy, ethoxy, isopropyloxy, benzyloxy, etc.), aryloxy groups (Preferably an aryloxy group having 6 to 26 carbon atoms, such as phenoxy, 1-naphthyloxy, 3-methylphenoxy, 4-methoxyphenoxy, etc. In the present specification, an aryloxy group means an aryloxy group. ), a heterocyclic oxy group (a group in which an —O— group is bonded to the above heterocyclic group), an alkoxycarbonyl group (preferably an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, such as ethoxycarbonyl, 2-ethylhexyloxycarbonyl , dodecyloxycarbonyl, etc.), aryloxycarbonyl groups (preferably aryloxycarbonyl groups having 6 to 26 carbon atoms, such as phenoxycarbonyl, 1-naphthyloxycarbonyl, 3-methylphenoxycarbonyl, 4-methoxyphenoxycarbonyl, etc.), amino groups (preferably amino groups having 0 to 20 carbon atoms, alkylamino groups and arylamino groups, such as amino (—NH 2 ), N,N-dimethylamino, N,N-diethylamino, N-ethylamino , anilino, etc.), a sulfamoyl group (preferably a sulfamoyl group having 0 to 20 carbon atoms, such as N,N-dimethylsulfamoyl, N-phenylsulfamoyl, etc.), an acyl group (alkylcarbonyl group, alkenylcarbonyl group, Alkynylcarbonyl groups, arylcarbonyl groups, heterocyclic carbonyl groups, preferably acyl groups having 1 to 20 carbon atoms, such as acetyl, propionyl, butyryl, octanoyl, hexadecanoyl, acryloyl, methacryloyl, crotonoyl, benzoyl, naphthoyl, nicotinoyl, etc.), acyloxy groups (including alkylcarbonyloxy groups, alkenylcarbonyloxy groups, alkynylcarbonyloxy groups, arylcarbonyloxy groups, heterocyclic carbonyloxy groups, preferably acyloxy groups having 1 to 20 carbon atoms, such as acetyloxy , propionyloxy, butyryloxy, octanoyloxy, hexadecanoyloxy, acryloyloxy, methacryloyloxy, crotoyloxy, benzoyloxy, naphthoyloxy, nicotinoyloxy, etc.), aryloxy groups (preferably having 7 to 23 carbon atoms) An aryloyloxy group, such as benzoyloxy, etc.), a carbamoyl group (preferably a carbamoyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as N,N-dimethylcarbamoyl, N-phenylcarbamoyl, etc.), an acylamino group (preferably a carbon number 1-20 acylamino groups, such as acetylamino and benzoylamino), alkylthio groups (preferably C1-20 alkylthio groups, such as methylthio, ethylthio, isopropylthio, benzylthio, etc.), arylthio groups (preferably carbon arylthio groups of numbers 6 to 26, such as phenylthio, 1-naphthylthio, 3-methylphenylthio, 4-methoxyphenylthio, etc.), heterocyclic thio groups (groups in which -S- groups are bonded to the above heterocyclic groups), alkylsulfonyl group (preferably alkylsulfonyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methylsulfonyl, ethylsulfonyl, etc.), arylsulfonyl group (preferably arylsulfonyl group having 6 to 22 carbon atoms, such as benzenesulfonyl etc.), alkyl A silyl group (preferably an alkylsilyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as monomethylsilyl, dimethylsilyl, trimethylsilyl, triethylsilyl, etc.), an arylsilyl group (preferably an arylsilyl group having 6 to 42 carbon atoms, such as triphenyl silyl, etc.), alkoxysilyl groups (preferably alkoxysilyl groups having 1 to 20 carbon atoms, such as monomethoxysilyl, dimethoxysilyl, trimethoxysilyl, triethoxysilyl, etc.), aryloxysilyl groups (preferably having 6 to 42 aryloxysilyl groups, such as triphenyloxysilyl, etc.), phosphoryl groups (preferably phosphate groups having 0 to 20 carbon atoms, such as —OP(=O)(R P ) 2 ), phosphonyl groups (preferably is a phosphonyl group having 0 to 20 carbon atoms, such as —P(=O)(R P ) 2 ), a phosphinyl group (preferably a phosphinyl group having 0 to 20 carbon atoms, such as —P(R P ) 2 ), sulfo group (sulfonic acid group), carboxy group, hydroxy group, sulfanyl group, cyano group, halogen atom (eg, fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, etc.). R P is a hydrogen atom or a substituent (preferably a group selected from substituent Z).
Further, each of the groups exemplified for the substituent Z may be further substituted with the substituent Z described above.
The alkyl group, alkylene group, alkenyl group, alkenylene group, alkynyl group and/or alkynylene group, etc. may be cyclic or chain, and may be linear or branched.

(バインダー又はバインダーを形成するポリマーの物性若しくは特性等)
バインダーを形成するポリマーは、非架橋ポリマーであっても架橋ポリマーであってもよい。また、加熱又は電圧の印加によってポリマーの架橋が進行した場合には、上記分子量より大きな分子量となっていてもよい。好ましくは、全固体二次電池の使用開始時にポリマーが上記範囲の質量平均分子量であることである。
(Physical properties or characteristics of the binder or the polymer forming the binder)
The polymer forming the binder may be a non-crosslinked polymer or a crosslinked polymer. Further, when the polymer is crosslinked by heating or voltage application, the molecular weight may be larger than the above molecular weight. Preferably, the weight-average molecular weight of the polymer is within the above range at the start of use of the all-solid secondary battery.

バインダーが粒子状バインダーである場合、その形状は、特に制限されず、偏平状、無定形等であってもよいが、球状若しくは顆粒状が好ましい。粒子状バインダーの粒子径は、特に制限されないが、1000nm以下であることが好ましく、500nm以下であることがより好ましく、300nm以下であることが更に好ましい。下限値は1nm以上であり、5nm以上であることが好ましく、10nm以上であることがより好ましく、50nm以上であることが更に好ましい。粒子状バインダーの平均粒径は、上記無機固体電解質の平均粒径と同様にして測定できる。
なお、全固体二次電池の構成層における粒子状バインダーの粒子径は、例えば、電池を分解して粒子状バインダーを含有する構成層を剥がした後、その構成層について測定を行い、予め測定していた粒子状バインダー以外の粒子の粒子径の測定値を排除することにより、測定することができる。
粒子状バインダーの粒子径は、例えば、分散媒の種類、ポリマー中の構成成分の含有量及び含有量等により、調整できる。
When the binder is a particulate binder, its shape is not particularly limited, and may be flat, amorphous, or the like, preferably spherical or granular. Although the particle size of the particulate binder is not particularly limited, it is preferably 1000 nm or less, more preferably 500 nm or less, and even more preferably 300 nm or less. The lower limit is 1 nm or more, preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and even more preferably 50 nm or more. The average particle size of the particulate binder can be measured in the same manner as the average particle size of the inorganic solid electrolyte.
The particle diameter of the particulate binder in the constituent layers of the all-solid secondary battery is measured in advance by, for example, measuring the constituent layers after disassembling the battery and peeling off the constituent layers containing the particulate binder. It can be determined by excluding the measured particle size of particles other than the particulate binder that was previously used.
The particle size of the particulate binder can be adjusted by, for example, the type of dispersion medium, the content and content of constituent components in the polymer, and the like.

バインダー(ポリマー)の水分濃度は、100ppm(質量基準)以下が好ましい。また、このバインダーは、ポリマーを晶析させて乾燥させてもよく、バインダー分散液をそのまま用いてもよい。
バインダーを形成するポリマーは、非晶質であることが好ましい。本発明において、ポリマーが「非晶質」であるとは、典型的には、ガラス転移温度で測定したときに結晶融解に起因する吸熱ピークが見られないことをいう。
The water concentration of the binder (polymer) is preferably 100 ppm (by mass) or less. Moreover, this binder may be obtained by drying the polymer by crystallizing it, or by using the binder dispersion as it is.
The polymer forming the binder is preferably amorphous. In the present invention, a polymer being "amorphous" typically means that no endothermic peak due to crystalline melting is observed when measured at the glass transition temperature.

バインダーを形成するポリマーの質量平均分子量は、特に制限されない。例えば、15,000以上が好ましく、30,000以上がより好ましく、50,000以上が更に好ましい。上限としては、5,000,000以下が実質的であるが、4,000,000以下が好ましく、3,000,000以下がより好ましく、1,500,000以下とすることもできる。 The weight average molecular weight of the polymer forming the binder is not particularly limited. For example, 15,000 or more is preferable, 30,000 or more is more preferable, and 50,000 or more is still more preferable. The upper limit is substantially 5,000,000 or less, preferably 4,000,000 or less, more preferably 3,000,000 or less, and may be 1,500,000 or less.

-分子量の測定-
本発明において、ポリマー、ポリマー鎖(ポリエーテル構造)及びマクロモノマーの分子量については、特に断らない限り、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によって標準ポリスチレン換算の質量平均分子量及び数平均分子量をいう。その測定法としては、基本として下記条件1又は条件2(優先)の方法により測定した値とする。ただし、ポリマー又はマクロモノマーの種類によっては適宜適切な溶離液を選定して用いればよい。
(条件1)
カラム:TOSOH TSKgel Super AWM-H(商品名、東ソー社製)を2本つなげる
キャリア:10mMLiBr/N-メチルピロリドン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0ml/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
(条件2)
カラム:TOSOH TSKgel Super HZM-H、TOSOH TSKgel Super HZ4000、TOSOH TSKgel Super HZ2000(いずれも商品名、東ソー社製)をつないだカラムを用いる。
キャリア:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
キャリア流量:1.0ml/min
試料濃度:0.1質量%
検出器:RI(屈折率)検出器
-Measurement of molecular weight-
In the present invention, unless otherwise specified, the molecular weights of polymers, polymer chains (polyether structures) and macromonomers refer to mass average molecular weights and number average molecular weights converted to standard polystyrene by gel permeation chromatography (GPC). As a method of measurement, the values are basically measured by the method of Condition 1 or Condition 2 (priority) below. However, depending on the type of polymer or macromonomer, an appropriate eluent may be selected and used.
(Condition 1)
Column: Two TOSOH TSKgel Super AWM-H (trade name, manufactured by Tosoh Corporation) are connected Carrier: 10 mM LiBr / N-methylpyrrolidone Measurement temperature: 40 ° C.
Carrier flow rate: 1.0 ml/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector (Condition 2)
Column: A column in which TOSOH TSKgel Super HZM-H, TOSOH TSKgel Super HZ4000, and TOSOH TSKgel Super HZ2000 (all trade names, manufactured by Tosoh Corporation) are used.
Carrier: Tetrahydrofuran Measurement temperature: 40°C
Carrier flow rate: 1.0 ml/min
Sample concentration: 0.1% by mass
Detector: RI (refractive index) detector

低損失ポリマーの具体例としては、以下に示すもの以外に実施例で合成したものを挙げることができるが、本発明はこれらに限定されない。
下記に示す具体例において、ポリエーテル構造の重合度を具体的に示しているが、本発明においては10回引張ヒステリシス損失を満たす限り適宜に変更することができる。
Specific examples of the low-loss polymer include those synthesized in Examples in addition to those shown below, but the present invention is not limited thereto.
In the specific examples shown below, the degree of polymerization of the polyether structure is specifically shown, but in the present invention, it can be changed as appropriate as long as the 10-fold tensile hysteresis loss is satisfied.

Figure 0007257520000009
Figure 0007257520000009

<分散媒>
本発明の無機固体電解質含有組成物は、上記の各成分を分散又は溶解させる分散媒として、分散媒を含有する。
分散媒としては、使用環境において液状を示す有機化合物であればよく、例えば、各種溶媒が挙げられ、具体例としては、アルコール化合物、エーテル化合物、アミド化合物、アミン化合物、ケトン化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、ニトリル化合物、エステル化合物等が挙げられる。
分散媒としては、非極性分散媒(疎水性の分散媒)でも極性分散媒(親水性の分散媒)でもよいが、優れた分散性を発現できる点で、非極性分散媒が好ましい。非極性分散媒とは、一般に水に対する親和性が低い性質をいうが、本発明においては、例えば、エステル化合物、ケトン化合物、エーテル化合物、香族化合物、脂肪族化合物等が挙げられる。
<Dispersion medium>
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention contains a dispersion medium as a dispersion medium for dispersing or dissolving each of the above components.
The dispersion medium may be any organic compound that exhibits a liquid state in the environment of use, and examples thereof include various solvents. Specific examples include alcohol compounds, ether compounds, amide compounds, amine compounds, ketone compounds, aromatic compounds, Examples include aliphatic compounds, nitrile compounds and ester compounds.
The dispersion medium may be either a non-polar dispersion medium (hydrophobic dispersion medium) or a polar dispersion medium (hydrophilic dispersion medium), but a non-polar dispersion medium is preferable in that excellent dispersibility can be exhibited. A non-polar dispersion medium generally has a low affinity for water. In the present invention, examples thereof include ester compounds, ketone compounds, ether compounds, aromatic compounds, and aliphatic compounds.

アルコール化合物としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、1-プロピルアルコール、2-プロピルアルコール、2-ブタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセリン、1,6-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ソルビトール、キシリトール、2-メチル-2,4-ペンタンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオールが挙げられる。 Examples of alcohol compounds include methyl alcohol, ethyl alcohol, 1-propyl alcohol, 2-propyl alcohol, 2-butanol, ethylene glycol, propylene glycol, glycerin, 1,6-hexanediol, cyclohexanediol, sorbitol, xylitol, 2 -methyl-2,4-pentanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol.

エーテル化合物としては、アルキレングリコール(ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等)、アルキレングリコールモノアルキルエーテル(エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等)、アルキレングリコールジアルキルエーテル(エチレングリコールジメチルエーテル等)、ジアルキルエーテル(ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジブチルエーテル等)、環状エーテル(テトラヒドロフラン、ジオキサン(1,2-、1,3-及び1,4-の各異性体を含む)等)が挙げられる。 Ether compounds include alkylene glycol (diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, etc.), alkylene glycol monoalkyl ether (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, etc.), alkylene glycol dialkyl ether (ethylene glycol dimethyl ether, etc.), dialkyl ether (dimethyl ether, diethyl ether, diisopropyl ether, dibutyl ether, etc.) ), cyclic ethers (tetrahydrofuran, dioxane (including 1,2-, 1,3- and 1,4-isomers), etc.).

アミド化合物としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、2-ピロリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ε-カプロラクタム、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルプロパンアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミドなどが挙げられる。 Examples of amide compounds include N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, ε-caprolactam, formamide, N-methylformamide, and acetamide. , N-methylacetamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpropanamide, hexamethylphosphoric triamide and the like.

アミン化合物としては、例えば、トリエチルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、トリブチルアミンなどが挙げられる。
ケトン化合物としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン(MIBK)、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、ジプロピルケトン、ジブチルケトン、ジイソプロピルケトン、ジイソブチルケトン(DIBK)、イソブチルプロピルケトン、sec-ブチルプロピルケトン、ペンチルプロピルケトン、ブチルプロピルケトンなどが挙げられる。
芳香族化合物としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン等が挙げられる。
脂肪族化合物としては、例えば、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、シクロオクタン、デカリン、パラフィン、ガソリン、ナフサ、灯油、軽油等が挙げられる。
ニトリル化合物としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、イソブチロニトリルなどが挙げられる。
エステル化合物としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸プロピル、酪酸プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸ブチル、酪酸イソブチル、ペンタン酸ブチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸プロピル、イソ酪酸イソプロピル、イソ酪酸イソブチル、ピバル酸プロピル、ピバル酸イソプロピル、ピバル酸ブチル、ピバル酸イソブチルなどが挙げられる。
Examples of amine compounds include triethylamine, diisopropylethylamine, and tributylamine.
Ketone compounds include, for example, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone (MIBK), cyclopentanone, cyclohexanone, cycloheptanone, dipropyl ketone, dibutyl ketone, diisopropyl ketone, diisobutyl ketone (DIBK), isobutyl propyl ketone, sec- Butyl propyl ketone, pentyl propyl ketone, butyl propyl ketone and the like.
Examples of aromatic compounds include benzene, toluene, and xylene.
Examples of aliphatic compounds include hexane, heptane, octane, decane, cyclohexane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, cyclooctane, decalin, paraffin, gasoline, naphtha, kerosene, and light oil.
Examples of nitrile compounds include acetonitrile, propionitrile, isobutyronitrile and the like.
Examples of ester compounds include ethyl acetate, butyl acetate, propyl acetate, propyl butyrate, isopropyl butyrate, butyl butyrate, isobutyl butyrate, butyl pentanoate, ethyl isobutyrate, propyl isobutyrate, isopropyl isobutyrate, isobutyl isobutyrate, and pivalic acid. propyl, isopropyl pivalate, butyl pivalate, isobutyl pivalate and the like.

本発明においては、中でも、エーテル化合物、ケトン化合物、芳香族化合物、脂肪族化合物、エステル化合物が好ましく、エステル化合物、ケトン化合物又はエーテル化合物がより好ましい。 In the present invention, among others, ether compounds, ketone compounds, aromatic compounds, aliphatic compounds, and ester compounds are preferred, and ester compounds, ketone compounds, and ether compounds are more preferred.

分散媒を構成する化合物の炭素数は特に制限されず、2~30が好ましく、4~20がより好ましく、6~15が更に好ましく、7~12が特に好ましい。 The number of carbon atoms in the compound constituting the dispersion medium is not particularly limited, and is preferably 2-30, more preferably 4-20, still more preferably 6-15, and particularly preferably 7-12.

分散媒は常圧(1気圧)での沸点が50℃以上であることが好ましく、70℃以上であることがより好ましい。上限は250℃以下であることが好ましく、220℃以下であることが更に好ましい。 The dispersion medium preferably has a boiling point of 50° C. or higher, more preferably 70° C. or higher, at normal pressure (1 atm). The upper limit is preferably 250°C or lower, more preferably 220°C or lower.

上記分散媒は、1種を単独で含有していてもよく、2種以上を含有していてもよい。
本発明において、無機固体電解質含有組成物中の、分散媒の含有量は、特に制限されず適宜に設定することができる。例えば、無機固体電解質含有組成物中、20~80質量%が好ましく、30~70質量%がより好ましく、40~60質量%が特に好ましい。
The dispersion medium may contain one type alone, or may contain two or more types.
In the present invention, the content of the dispersion medium in the inorganic solid electrolyte-containing composition is not particularly limited and can be appropriately set. For example, it is preferably 20 to 80% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, and particularly preferably 40 to 60% by mass in the inorganic solid electrolyte-containing composition.

<活物質>
本発明の無機固体電解質含有組成物には、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの挿入放出が可能な活物質を含有することもできる。活物質としては、以下に説明するが、正極活物質及び負極活物質が挙げられる。
本発明において、活物質(正極活物質又は負極活物質)を含有する無機固体電解質含有組成物を電極用組成物(正極用組成物又は負極用組成物)ということがある。
<Active material>
The composition containing an inorganic solid electrolyte of the present invention can also contain an active material capable of inserting and releasing metal ions belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. Examples of the active material include a positive electrode active material and a negative electrode active material, which will be described below.
In the present invention, an inorganic solid electrolyte-containing composition containing an active material (positive electrode active material or negative electrode active material) may be referred to as an electrode composition (positive electrode composition or negative electrode composition).

(正極活物質)
正極活物質は、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの挿入放出が可能な活物質であり、可逆的にリチウムイオンを挿入及び放出できるものが好ましい。その材料は、上記特性を有するものであれば、特に制限はなく電池を分解して、遷移金属酸化物、又は、有機物、硫黄などのLiと複合化できる元素などでもよい。
中でも、正極活物質としては、遷移金属酸化物を用いることが好ましく、遷移金属元素M(Co、Ni、Fe、Mn、Cu及びVから選択される1種以上の元素)を有する遷移金属酸化物がより好ましい。また、この遷移金属酸化物に元素M(リチウム以外の金属周期律表の第1(Ia)族の元素、第2(IIa)族の元素、Al、Ga、In、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Si、P及びBなどの元素)を混合してもよい。混合量としては、遷移金属元素Mの量(100モル%)に対して0~30モル%が好ましい。Li/Mのモル比が0.3~2.2になるように混合して合成されたものが、より好ましい。
遷移金属酸化物の具体例としては、(MA)層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物、(MB)スピネル型構造を有する遷移金属酸化物、(MC)リチウム含有遷移金属リン酸化合物、(MD)リチウム含有遷移金属ハロゲン化リン酸化合物及び(ME)リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物等が挙げられる。
(Positive electrode active material)
The positive electrode active material is an active material capable of inserting and releasing metal ions belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and preferably capable of reversibly inserting and releasing lithium ions. The material is not particularly limited as long as it has the above characteristics, and may be an element such as a transition metal oxide, an organic substance, sulfur, or the like that can be combined with Li by decomposing the battery.
Among them, it is preferable to use a transition metal oxide as the positive electrode active material. objects are more preferred. Further, the transition metal oxide may contain an element M b (an element of group 1 (Ia) of the periodic table of metals other than lithium, an element of group 2 (IIa) of the periodic table, Al, Ga, In, Ge, Sn, Pb, elements such as Sb, Bi, Si, P and B) may be mixed. The mixing amount is preferably 0 to 30 mol % with respect to the amount (100 mol %) of the transition metal element Ma . More preferred is one synthesized by mixing so that the Li/M a molar ratio is 0.3 to 2.2.
Specific examples of the transition metal oxide include (MA) a transition metal oxide having a layered rock salt structure, (MB) a transition metal oxide having a spinel structure, (MC) a lithium-containing transition metal phosphate compound, (MD ) lithium-containing transition metal halide phosphate compounds and (ME) lithium-containing transition metal silicate compounds.

(MA)層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物の具体例として、LiCoO(コバルト酸リチウム[LCO])、LiNi(ニッケル酸リチウム)、LiNi0.85Co0.10Al0.05(ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム[NCA])、LiNi1/3Co1/3Mn1/3(ニッケルマンガンコバルト酸リチウム[NMC])及びLiNi0.5Mn0.5(マンガンニッケル酸リチウム)が挙げられる。
(MB)スピネル型構造を有する遷移金属酸化物の具体例として、LiMn(LMO)、LiCoMnO、LiFeMn、LiCuMn、LiCrMn及びLiNiMnが挙げられる。
(MC)リチウム含有遷移金属リン酸化合物としては、例えば、LiFePO及びLiFe(PO等のオリビン型リン酸鉄塩、LiFeP等のピロリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類並びにLi(PO(リン酸バナジウムリチウム)等の単斜晶ナシコン型リン酸バナジウム塩が挙げられる。
(MD)リチウム含有遷移金属ハロゲン化リン酸化合物としては、例えば、LiFePOF等のフッ化リン酸鉄塩、LiMnPOF等のフッ化リン酸マンガン塩及びLiCoPOF等のフッ化リン酸コバルト類が挙げられる。
(ME)リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物としては、例えば、LiFeSiO、LiMnSiO、LiCoSiO等が挙げられる。
本発明では、(MA)層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物が好ましく、LCO又はNMCがより好ましい。
(MA) Specific examples of transition metal oxides having a layered rocksalt structure include LiCoO 2 (lithium cobaltate [LCO]), LiNi 2 O 2 (lithium nickelate), LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.85 . 05O2 (lithium nickel cobalt aluminum oxide [NCA]), LiNi1 /3Co1/ 3Mn1 / 3O2 ( lithium nickel manganese cobaltate [NMC]) and LiNi0.5Mn0.5O2 ( lithium manganese nickelate).
(MB) Specific examples of transition metal oxides having a spinel structure include LiMn 2 O 4 (LMO), LiCoMnO 4 , Li 2 FeMn 3 O 8 , Li 2 CuMn 3 O 8 , Li 2 CrMn 3 O 8 and Li 2NiMn3O8 . _
Examples of (MC) lithium-containing transition metal phosphate compounds include olivine-type iron phosphates such as LiFePO 4 and Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , iron pyrophosphates such as LiFeP 2 O 7 , and LiCoPO 4 . and monoclinic Nasicon-type vanadium phosphates such as Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 (lithium vanadium phosphate).
Examples of (MD) lithium-containing transition metal halogenated phosphate compounds include iron fluorophosphates such as Li 2 FePO 4 F, manganese fluorophosphates such as Li 2 MnPO 4 F, and Li 2 CoPO 4 F. and cobalt fluoride phosphates.
(ME) Lithium-containing transition metal silicate compounds include, for example, Li 2 FeSiO 4 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoSiO 4 and the like.
In the present invention, transition metal oxides having a (MA) layered rocksalt structure are preferred, and LCO or NMC is more preferred.

正極活物質の形状は特に制限されないが粒子状が好ましい。正極活物質の粒子径(体積平均粒子径)は特に制限されない。例えば、0.1~50μmとすることができる。正極活物質粒子の粒子径は、上記無機固体電解質の粒子径と同様にして測定できる。正極活物質を所定の粒子径にするには、通常の粉砕機又は分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミル又は篩などが好適に用いられる。粉砕時には水又はメタノール等の分散媒を共存させた湿式粉砕も行うことができる。所望の粒子径とするためには分級を行うことが好ましい。分級は、特に限定はなく、篩、風力分級機などを用いて行うことができる。分級は乾式及び湿式ともに用いることができる。
焼成法によって得られた正極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄した後使用してもよい。
Although the shape of the positive electrode active material is not particularly limited, it is preferably particulate. The particle size (volume average particle size) of the positive electrode active material is not particularly limited. For example, it can be 0.1 to 50 μm. The particle size of the positive electrode active material particles can be measured in the same manner as the particle size of the inorganic solid electrolyte. A normal pulverizer or classifier is used to reduce the positive electrode active material to a predetermined particle size. For example, a mortar, a ball mill, a sand mill, a vibrating ball mill, a satellite ball mill, a planetary ball mill, a whirling jet mill, a sieve, or the like is preferably used. At the time of pulverization, wet pulverization can also be performed in which a dispersion medium such as water or methanol is allowed to coexist. Classification is preferably carried out in order to obtain a desired particle size. Classification is not particularly limited, and can be performed using a sieve, an air classifier, or the like. Both dry and wet classification can be used.
The positive electrode active material obtained by the calcination method may be washed with water, an acidic aqueous solution, an alkaline aqueous solution, or an organic solvent before use.

正極活物質は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
正極活物質層を形成する場合、正極活物質層の単位面積(cm)当たりの正極活物質の質量(mg)(目付量)は特に制限されるものではない。設計された電池容量に応じて、適宜に決めることができ、例えば、1~100mg/cmとすることができる。
A positive electrode active material may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more type.
When forming the positive electrode active material layer, the mass (mg) (basis weight) of the positive electrode active material per unit area (cm 2 ) of the positive electrode active material layer is not particularly limited. It can be determined appropriately according to the designed battery capacity, and can be, for example, 1 to 100 mg/cm 2 .

正極活物質の、無機固体電解質含有組成物中における含有量は特に制限されず、固形分100質量%において、10~97質量%が好ましく、30~95質量%がより好ましく、40~93質量が更に好ましく、50~90質量%が特に好ましい。 The content of the positive electrode active material in the inorganic solid electrolyte-containing composition is not particularly limited. More preferably, 50 to 90% by mass is particularly preferable.

(負極活物質)
負極活物質は、周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの挿入放出が可能な活物質であり、可逆的にリチウムイオンを挿入及び放出できるものが好ましい。その材料は、上記特性を有するものであれば、特に制限はなく、炭素質材料、金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体、リチウム合金、リチウムと合金形成可能(合金化可能)な負極活物質等が挙げられる。中でも、炭素質材料、金属複合酸化物又はリチウム単体が信頼性の点から好ましく用いられる。全固体二次電池の大容量化が可能となる点では、リチウムと合金化可能な活物質が好ましい。本発明の固体電解質組成物で形成した構成層は固体粒子同士が強固に結着しているため、負極活物質としてリチウムと合金形成可能な負極活物質を用いることができる。これにより、全固体二次電池の大容量化と電池の長寿命化とが可能となる。
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material is an active material capable of inserting and releasing metal ions belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, and preferably capable of reversibly inserting and releasing lithium ions. The material is not particularly limited as long as it has the above properties, and carbonaceous materials, metal oxides, metal composite oxides, elemental lithium, lithium alloys, negative electrode active materials that can be alloyed with lithium (alloyable). substances and the like. Among them, carbonaceous materials, metal composite oxides, and lithium simple substance are preferably used from the viewpoint of reliability. An active material that can be alloyed with lithium is preferable from the viewpoint that the capacity of an all-solid secondary battery can be increased. Since solid particles are strongly bonded to each other in the constituent layer formed from the solid electrolyte composition of the present invention, a negative electrode active material capable of forming an alloy with lithium can be used as the negative electrode active material. This makes it possible to increase the capacity of the all-solid secondary battery and extend the life of the battery.

負極活物質として用いられる炭素質材料とは、実質的に炭素からなる材料である。例えば、石油ピッチ、アセチレンブラック(AB)等のカーボンブラック、黒鉛(天然黒鉛、気相成長黒鉛等の人造黒鉛等)、及びPAN(ポリアクリロニトリル)系の樹脂若しくはフルフリルアルコール樹脂等の各種の合成樹脂を焼成した炭素質材料を挙げることができる。更に、PAN系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、脱水PVA(ポリビニルアルコール)系炭素繊維、リグニン炭素繊維、ガラス状炭素繊維及び活性炭素繊維等の各種炭素繊維類、メソフェーズ微小球体、グラファイトウィスカー並びに平板状の黒鉛等を挙げることもできる。
これらの炭素質材料は、黒鉛化の程度により難黒鉛化炭素質材料(ハードカーボンともいう。)と黒鉛系炭素質材料に分けることもできる。また炭素質材料は、特開昭62-22066号公報、特開平2-6856号公報、同3-45473号公報に記載される面間隔又は密度、結晶子の大きさを有することが好ましい。炭素質材料は、単一の材料である必要はなく、特開平5-90844号公報記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開平6-4516号公報記載の被覆層を有する黒鉛等を用いることもできる。
炭素質材料としては、ハードカーボン又は黒鉛が好ましく用いられ、黒鉛がより好ましく用いられる。
A carbonaceous material used as a negative electrode active material is a material substantially composed of carbon. For example, petroleum pitch, carbon black such as acetylene black (AB), graphite (natural graphite, artificial graphite such as vapor-grown graphite, etc.), and various synthetics such as PAN (polyacrylonitrile)-based resin or furfuryl alcohol resin A carbonaceous material obtained by baking a resin can be mentioned. Furthermore, various carbon fibers such as PAN-based carbon fiber, cellulose-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, vapor growth carbon fiber, dehydrated PVA (polyvinyl alcohol)-based carbon fiber, lignin carbon fiber, vitreous carbon fiber and activated carbon fiber. , mesophase microspheres, graphite whiskers and tabular graphite.
These carbonaceous materials can be classified into non-graphitizable carbonaceous materials (also referred to as hard carbon) and graphitic carbonaceous materials according to the degree of graphitization. The carbonaceous material preferably has the interplanar spacing or density and crystallite size described in JP-A-62-22066, JP-A-2-6856 and JP-A-3-45473. The carbonaceous material does not have to be a single material, and a mixture of natural graphite and artificial graphite described in JP-A-5-90844, graphite having a coating layer described in JP-A-6-4516, etc. can be used. can also
As the carbonaceous material, hard carbon or graphite is preferably used, and graphite is more preferably used.

負極活物質として適用される金属若しくは半金属元素の酸化物としては、リチウムを吸蔵及び放出可能な酸化物であれば特に制限されず、金属元素の酸化物(金属酸化物)、金属元素の複合酸化物若しくは金属元素と半金属元素との複合酸化物(纏めて金属複合酸化物という。)、半金属元素の酸化物(半金属酸化物)が挙げられる。これらの酸化物としては、非晶質酸化物が好ましく、更に金属元素と周期律表第16族の元素との反応生成物であるカルコゲナイドも好ましく挙げられる。本発明において、半金属元素とは、金属元素と非半金属元素との中間の性質を示す元素をいい、通常、ホウ素、ケイ素、ゲルマニウム、ヒ素、アンチモン及びテルルの6元素を含み、更にはセレン、ポロニウム及びアスタチンの3元素を含む。また、非晶質とは、CuKα線を用いたX線回折法で、2θ値で20°~40°の領域に頂点を有するブロードな散乱帯を有するものを意味し、結晶性の回折線を有してもよい。2θ値で40°~70°に見られる結晶性の回折線の内最も強い強度が、2θ値で20°~40°に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の100倍以下であるのが好ましく、5倍以下であるのがより好ましく、結晶性の回折線を有さないことが特に好ましい。 The oxide of a metal or metalloid element that is applied as a negative electrode active material is not particularly limited as long as it is an oxide that can occlude and release lithium. Examples include oxides, composite oxides of metal elements and metalloid elements (collectively referred to as metal composite oxides), and oxides of metalloid elements (semimetal oxides). As these oxides, amorphous oxides are preferred, and chalcogenides, which are reaction products of metal elements and Group 16 elements of the periodic table, are also preferred. In the present invention, the metalloid element refers to an element that exhibits intermediate properties between metal elements and non-metalloid elements, and usually includes the six elements boron, silicon, germanium, arsenic, antimony and tellurium, and further selenium. , polonium and astatine. In addition, the term "amorphous" means a broad scattering band having an apex in the region of 20° to 40° in terms of 2θ value in an X-ray diffraction method using CuKα rays, and a crystalline diffraction line. may have. The strongest intensity among the crystalline diffraction lines seen at 2θ values of 40° to 70° is 100 times or less than the diffraction line intensity at the top of the broad scattering band seen at 2θ values of 20° to 40°. is preferable, more preferably 5 times or less, and it is particularly preferable not to have a crystalline diffraction line.

上記非晶質酸化物及びカルコゲナイドからなる化合物群の中でも、半金属元素の非晶質酸化物又は上記カルコゲナイドがより好ましく、周期律表第13(IIIB)族~15(VB)族の元素(例えば、Al、Ga、Si、Sn、Ge、Pb、Sb及びBi)から選択される1種単独若しくはそれらの2種以上の組み合わせからなる(複合)酸化物、又はカルコゲナイドが特に好ましい。好ましい非晶質酸化物及びカルコゲナイドの具体例としては、例えば、Ga、GeO、PbO、PbO、Pb、Pb、Pb、Sb、Sb、SbBi、SbSi、Sb、Bi、Bi、GeS、PbS、PbS、Sb又はSbが好ましく挙げられる。
Sn、Si、Geを中心とする非晶質酸化物に併せて用いることができる負極活物質としては、リチウムイオン又はリチウム金属を吸蔵及び/又は放出できる炭素質材料、リチウム単体、リチウム合金、リチウムと合金化可能な負極活物質が好適に挙げられる。
Among the compound group consisting of amorphous oxides and chalcogenides, amorphous oxides of metalloid elements or chalcogenides are more preferable, and elements of groups 13 (IIIB) to 15 (VB) of the periodic table (for example, , Al, Ga, Si, Sn, Ge, Pb, Sb and Bi) are particularly preferable. Specific examples of preferred amorphous oxides and chalcogenides include Ga 2 O 3 , GeO, PbO, PbO 2 , Pb 2 O 3 , Pb 2 O 4 , Pb 3 O 4 , Sb 2 O 3 and Sb 2 . O4 , Sb2O8Bi2O3 , Sb2O8Si2O3 , Sb2O5 , Bi2O3 , Bi2O4 , GeS , PbS , PbS2 , Sb2S3 or Sb2 S5 is preferred.
Examples of negative electrode active materials that can be used together with amorphous oxides mainly composed of Sn, Si, and Ge include carbonaceous materials capable of absorbing and/or releasing lithium ions or lithium metal, elemental lithium, lithium alloys, and lithium. and a negative electrode active material that can be alloyed with.

金属若しくは半金属元素の酸化物、とりわけ金属(複合)酸化物及び上記カルコゲナイドは、構成成分として、チタン及びリチウムの少なくとも一方を含有していることが、高電流密度充放電特性の観点で好ましい。リチウムを含有する金属複合酸化物(リチウム複合金属酸化物)としては、例えば、酸化リチウムと上記金属(複合)酸化物若しくは上記カルコゲナイドとの複合酸化物、より具体的には、LiSnOが挙げられる。
負極活物質、例えば金属酸化物は、チタン元素を含有すること(チタン酸化物)も好ましい。具体的にはLiTi12(チタン酸リチウム[LTO])がリチウムイオンの吸蔵放出時の体積変動が小さいことから急速充放電特性に優れ、電極の劣化が抑制されリチウムイオン二次電池の寿命向上が可能となる点で好ましい。
From the viewpoint of high current density charge/discharge characteristics, the oxides of metals or semimetals, especially metal (composite) oxides and chalcogenides, preferably contain at least one of titanium and lithium as a constituent component. Examples of lithium-containing metal composite oxides (lithium composite metal oxides) include composite oxides of lithium oxide and the above metal (composite) oxides or chalcogenides, more specifically Li 2 SnO 2 . mentioned.
It is also preferable that the negative electrode active material, such as a metal oxide, contain a titanium element (titanium oxide). Specifically, Li 4 Ti 5 O 12 (lithium titanate [LTO]) is excellent in rapid charge-discharge characteristics due to its small volume fluctuation during lithium ion absorption and release, suppressing deterioration of the electrode, and is a lithium ion secondary battery. It is preferable in that it is possible to improve the service life of

負極活物質としてのリチウム合金としては、二次電池の負極活物質として通常用いられる合金であれば特に制限されず、例えば、リチウムアルミニウム合金が挙げられる。 The lithium alloy as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is an alloy normally used as a negative electrode active material for secondary batteries, and examples thereof include lithium aluminum alloys.

リチウムと合金形成可能な負極活物質は、二次電池の負極活物質として通常用いられるものであれば特に制限されない。このような活物質は、充放電による膨張収縮が大きく、通常電池性能の低下を加速させるが、本発明では低損失ポリマーを含むバインダーが膨張収縮によく追従して電池性能の低下を抑制できる。このような活物質として、ケイ素元素若しくはスズ元素を有する(負極)活物質(合金)、Al及びIn等の各金属が挙げられ、より高い電池容量を可能とするケイ素元素を有する負極活物質(ケイ素元素含有活物質)が好ましく、ケイ素元素の含有量が全構成元素の50モル%以上のケイ素元素含有活物質がより好ましい。
一般的に、これらの負極活物質を含有する負極(例えば、ケイ素元素含有活物質を含有するSi負極、スズ元素を有する活物質を含有するSn負極)は、炭素負極(黒鉛及びアセチレンブラックなど)に比べて、より多くのLiイオンを吸蔵できる。すなわち、単位質量あたりのLiイオンの吸蔵量が増加する。そのため、電池容量(エネルギー密度)を大きくすることができる。その結果、バッテリー駆動時間を長くすることができるという利点がある。
ケイ素元素含有活物質としては、例えば、Si、SiOx(0<x≦1)等のケイ素材料、更には、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、ランタン等を含むケイ素含有合金(例えば、LaSi、VSi、La-Si、Gd-Si、Ni-Si)、又は組織化した活物質(例えば、LaSi/Si)、他にも、SnSiO、SnSiS等のケイ素元素及びスズ元素を含有する活物質等が挙げられる。なお、SiOxは、それ自体を負極活物質(半金属酸化物)として用いることができ、また、全固体二次電池の稼働によりSiを生成するため、リチウムと合金化可能な負極活物質(その前駆体物質)として用いることができる。
スズ元素を有する負極活物質としては、例えば、Sn、SnO、SnO、SnS、SnS、更には上記ケイ素元素及びスズ元素を含有する活物質等が挙げられる。また、酸化リチウムとの複合酸化物、例えば、LiSnOを挙げることもできる。
The negative electrode active material capable of forming an alloy with lithium is not particularly limited as long as it is commonly used as a negative electrode active material for secondary batteries. Such an active material expands and contracts significantly during charging and discharging, and usually accelerates the deterioration of battery performance. However, in the present invention, the binder containing the low-loss polymer follows the expansion and contraction well and can suppress the deterioration of battery performance. Examples of such active materials include (negative electrode) active materials (alloys) containing silicon or tin, and metals such as Al and In. Silicon element-containing active material) is preferable, and a silicon element-containing active material having a silicon element content of 50 mol % or more of all constituent elements is more preferable.
In general, a negative electrode containing these negative electrode active materials (e.g., a Si negative electrode containing a silicon element-containing active material, a Sn negative electrode containing an active material containing a tin element) is a carbon negative electrode (graphite, acetylene black, etc.) can occlude more Li ions than That is, the amount of Li ions stored per unit mass increases. Therefore, the battery capacity (energy density) can be increased. As a result, there is an advantage that the battery driving time can be lengthened.
Silicon element-containing active materials include, for example, silicon materials such as Si and SiOx (0<x≦1), and silicon-containing alloys containing titanium, vanadium, chromium, manganese, nickel, copper, lanthanum, etc. (for example, LaSi 2 , VSi 2 , La—Si, Gd—Si, Ni—Si) or organized active materials (e.g. LaSi 2 /Si), as well as elemental silicon and elemental tin such as SnSiO 3 , SnSiS 3 and active materials containing In addition, SiOx itself can be used as a negative electrode active material (semimetal oxide), and since Si is generated by the operation of the all-solid secondary battery, the negative electrode active material that can be alloyed with lithium (the can be used as a precursor substance).
Examples of negative electrode active materials containing tin include Sn, SnO, SnO 2 , SnS, SnS 2 , active materials containing silicon and tin, and the like. In addition, composite oxides with lithium oxide, such as Li 2 SnO 2 can also be mentioned.

本発明においては、上述の負極活物質を特に制限されることなく用いることができるが、電池容量の点では、負極活物質として、リチウムと合金化可能な負極活物質が好ましい態様であり、中でも、上記ケイ素材料又はケイ素含有合金(ケイ素元素を含有する合金)がより好ましく、ケイ素(Si)又はケイ素含有合金を含むことが更に好ましい。 In the present invention, the above-described negative electrode active material can be used without any particular limitation. , the above silicon materials or silicon-containing alloys (alloys containing elemental silicon) are more preferred, and silicon (Si) or silicon-containing alloys are even more preferred.

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

負極活物質の形状は特に制限されないが粒子状が好ましい。負極活物質の体積平均粒子径は、特に制限されないが、0.1~60μmが好ましい。負極活物質粒子の体積平均粒子径は、上記無機固体電解質の粒子径と同様にして測定できる。所定の粒子径にするには、正極活物質と同様に、通常の粉砕機若しくは分級機が用いられる。 Although the shape of the negative electrode active material is not particularly limited, it is preferably particulate. The volume average particle size of the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 60 μm. The volume average particle size of the negative electrode active material particles can be measured in the same manner as the particle size of the inorganic solid electrolyte. In order to obtain a predetermined particle size, an ordinary pulverizer or classifier is used as in the case of the positive electrode active material.

上記負極活物質は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
負極活物質層を形成する場合、負極活物質層の単位面積(cm)当たりの負極活物質の質量(mg)(目付量)は特に制限されるものではない。設計された電池容量に応じて、適宜に決めることができ、例えば、1~100mg/cmとすることができる。
The negative electrode active materials may be used singly or in combination of two or more.
When the negative electrode active material layer is formed, the mass (mg) (basis weight) of the negative electrode active material per unit area (cm 2 ) of the negative electrode active material layer is not particularly limited. It can be determined appropriately according to the designed battery capacity, and can be, for example, 1 to 100 mg/cm 2 .

負極活物質の、無機固体電解質含有組成物中における含有量は特に制限されず、固形分100質量%において、10~90質量%であることが好ましく、20~85質量%がより好ましく、30~80質量%であることがより好ましく、40~75質量%であることが更に好ましい。 The content of the negative electrode active material in the inorganic solid electrolyte-containing composition is not particularly limited. It is more preferably 80% by mass, and even more preferably 40 to 75% by mass.

本発明において、負極活物質層を二次電池の充電により形成する場合、上記負極活物質に代えて、全固体二次電池内に発生する周期律表第一族若しくは第二族に属する金属のイオンを用いることができる。このイオンを電子と結合させて金属として析出させることで、負極活物質層を形成できる。 In the present invention, when the negative electrode active material layer is formed by charging the secondary battery, instead of the negative electrode active material, a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table generated in the all-solid secondary battery Ions can be used. A negative electrode active material layer can be formed by combining this ion with an electron and depositing it as a metal.

(活物質の被覆)
正極活物質及び負極活物質の表面は別の金属酸化物で表面被覆されていてもよい。表面被覆剤としてはTi、Nb、Ta、W、Zr、Al、Si又はLiを含有する金属酸化物等が挙げられる。具体的には、チタン酸スピネル、タンタル系酸化物、ニオブ系酸化物、ニオブ酸リチウム系化合物等が挙げられ、具体的には、LiTi12、LiTi、LiTaO、LiNbO、LiAlO、LiZrO、LiWO、LiTiO、Li、LiPO、LiMoO、LiBO、LiBO、LiCO、LiSiO、SiO、TiO、ZrO、Al、B等が挙げられる。
また、正極活物質又は負極活物質を含む電極表面は硫黄又はリンで表面処理されていてもよい。
更に、正極活物質又は負極活物質の粒子表面は、上記表面被覆の前後において活性光線又は活性気体(プラズマ等)により表面処理を施されていてもよい。
(Coating of active material)
The surfaces of the positive electrode active material and the negative electrode active material may be surface-coated with another metal oxide. Examples of surface coating agents include metal oxides containing Ti, Nb, Ta, W, Zr, Al, Si or Li. Specific examples include spinel titanate, tantalum-based oxides , niobium -based oxides, and lithium niobate -based compounds. Specific examples include Li4Ti5O12 , Li2Ti2O5 , and LiTaO3 . , LiNbO3 , LiAlO2 , Li2ZrO3 , Li2WO4 , Li2TiO3 , Li2B4O7 , Li3PO4 , Li2MoO4 , Li3BO3 , LiBO2 , Li2CO 3 , Li 2 SiO 3 , SiO 2 , TiO 2 , ZrO 2 , Al 2 O 3 , B 2 O 3 and the like.
Moreover, the surface of the electrode containing the positive electrode active material or the negative electrode active material may be surface-treated with sulfur or phosphorus.
Furthermore, the surface of the particles of the positive electrode active material or the negative electrode active material may be surface-treated with actinic rays or an active gas (such as plasma) before and after the surface coating.

<導電助剤>
本発明の無機固体電解質含有組成物は、導電助剤を適宜含有してもよく、特に負極活物質としてのケイ素原子含有活物質は導電助剤と併用されることが好ましい。
導電助剤としては、特に制限はなく、一般的な導電助剤として知られているものを用いることができる。例えば、電子伝導性材料である、天然黒鉛、人造黒鉛などの黒鉛類、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラックなどのカーボンブラック類、ニードルコークスなどの無定形炭素、気相成長炭素繊維若しくはカーボンナノチューブなどの炭素繊維類、グラフェン若しくはフラーレンなどの炭素質材料であってもよいし、銅、ニッケルなどの金属粉、金属繊維でもよく、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン、ポリフェニレン誘導体などの導電性高分子を用いてもよい。
本発明において、活物質と導電助剤とを併用する場合、上記の導電助剤のうち、電池を充放電した際に周期律表第一族若しくは第二族に属する金属のイオン(好ましくはLiイオン)の挿入と放出が起きず、活物質として機能しないものを導電助剤とする。したがって、導電助剤の中でも、電池を充放電した際に活物質層中において活物質として機能しうるものは、導電助剤ではなく活物質に分類する。電池を充放電した際に活物質として機能するか否かは、一義的ではなく、活物質との組み合わせにより決定される。
<Conductivity aid>
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention may contain a conductive aid as appropriate, and it is particularly preferred that the silicon atom-containing active material as the negative electrode active material is used in combination with the conductive aid.
There is no particular limitation on the conductive aid, and any commonly known conductive aid can be used. For example, electronic conductive materials such as natural graphite and artificial graphite, carbon blacks such as acetylene black, ketjen black and furnace black, amorphous carbon such as needle coke, vapor grown carbon fiber or carbon nanotube. carbon fibers such as carbon fibers such as graphene or fullerene, metal powders such as copper and nickel, metal fibers, and conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, and polyphenylene derivatives. may be used.
In the present invention, when an active material and a conductive aid are used in combination, among the above conductive aids, when the battery is charged and discharged, ions of metals belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table (preferably Li A material that does not insert or release ions) and does not function as an active material is used as a conductive aid. Therefore, among the conductive aids, those that can function as an active material in the active material layer during charging and discharging of the battery are classified as active materials rather than conductive aids. Whether or not it functions as an active material when the battery is charged/discharged is not univocally determined by the combination with the active material.

導電助剤は、1種を含有していてもよいし、2種以上を含有していてもよい。
導電助剤の形状は、特に制限されないが、粒子状が好ましい。
本発明の無機固体電解質含有組成物が導電助剤を含む場合、無機固体電解質含有組成物中の導電助剤の含有量は、固形分中、0~10質量%が好ましい。
The conductive aid may contain one type, or may contain two or more types.
The shape of the conductive aid is not particularly limited, but is preferably particulate.
When the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention contains a conductive aid, the content of the conductive aid in the inorganic solid electrolyte-containing composition is preferably 0 to 10% by mass based on the solid content.

<リチウム塩>
本発明の無機固体電解質含有組成物は、リチウム塩(支持電解質)を含有することも好ましい。
リチウム塩としては、通常この種の製品に用いられるリチウム塩が好ましく、特に制限はなく、例えば、特開2015-088486の段落0082~0085記載のリチウム塩が好ましい。
本発明の無機固体電解質含有組成物がリチウム塩を含む場合、リチウム塩の含有量は、固体電解質100質量部に対して、0.1質量部以上が好ましく、5質量部以上がより好ましい。上限としては、50質量部以下が好ましく、20質量部以下がより好ましい。
<Lithium salt>
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention also preferably contains a lithium salt (supporting electrolyte).
The lithium salt is preferably a lithium salt that is usually used in this type of product, and is not particularly limited.
When the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention contains a lithium salt, the content of the lithium salt is preferably 0.1 parts by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, relative to 100 parts by mass of the solid electrolyte. The upper limit is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less.

<分散剤>
本発明の無機固体電解質含有組成物は、分散剤を含有してもよい。分散剤としては、全固体二次電池に通常使用されるものを適宜選定して用いることができる。一般的には粒子吸着と立体反発及び/又は静電反発を意図した化合物が好適に使用される。
<Dispersant>
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention may contain a dispersant. As the dispersing agent, those commonly used in all-solid secondary batteries can be appropriately selected and used. Generally compounds intended for particle adsorption and steric and/or electrostatic repulsion are preferably used.

<他の添加剤>
本発明の無機固体電解質含有組成物は、上記各成分以外の他の成分として、適宜に、イオン液体、増粘剤、架橋剤(ラジカル重合、縮合重合又は開環重合により架橋反応するもの等)、重合開始剤(酸又はラジカルを熱又は光によって発生させるものなど)、消泡剤、レベリング剤、脱水剤、酸化防止剤等を含有することができる。イオン液体は、イオン伝導度をより向上させるため含有されるものであり、公知のものを特に制限されることなく用いることができる。また、バインダーに含まれるポリマー以外のポリマー、通常用いられる結着剤等を含有していてもよい。
<Other additives>
In the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention, as other components other than the above components, an ionic liquid, a thickener, a cross-linking agent (such as those that undergo a cross-linking reaction by radical polymerization, condensation polymerization, or ring-opening polymerization). , a polymerization initiator (such as one that generates an acid or radical by heat or light), an antifoaming agent, a leveling agent, a dehydrating agent, an antioxidant, and the like. The ionic liquid is contained in order to further improve the ionic conductivity, and known liquids can be used without particular limitation. Further, it may contain a polymer other than the polymer contained in the binder, a commonly used binder, and the like.

(無機固体電解質含有組成物の調製)
本発明の無機固体電解質含有組成物は、無機固体電解質、上記バインダー、分散媒、更には適宜に、リチウム塩、任意の他の成分を、例えば通常用いる各種の混合機で混合することにより、混合物として、好ましくはスラリーとして、調製することができる。
混合方法は特に制限されず、一括して混合してもよく、順次混合してもよい。混合する環境は特に制限されないが、乾燥空気下又は不活性ガス下等が挙げられる。
(Preparation of composition containing inorganic solid electrolyte)
The inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention can be prepared by mixing the inorganic solid electrolyte, the binder, the dispersion medium, and, optionally, a lithium salt and any other components, for example, with various commonly used mixers. , preferably as a slurry.
The mixing method is not particularly limited, and may be mixed all at once or sequentially. The mixing environment is not particularly limited, but examples include dry air, inert gas, and the like.

[全固体二次電池用シート]
本発明の全固体二次電池用シートは、全固体二次電池の構成層を形成しうるシート状成形体であって、その用途に応じて種々の態様を含む。例えば、固体電解質層に好ましく用いられるシート(全固体二次電池用固体電解質シートともいう。)、電極、又は電極と固体電解質層との積層体に好ましく用いられるシート(全固体二次電池用電極シート)等が挙げられる。本発明において、これら各種のシートをまとめて全固体二次電池用シートという。
[Sheet for all-solid secondary battery]
The sheet for an all-solid secondary battery of the present invention is a sheet-shaped molded article that can form a constituent layer of an all-solid secondary battery, and includes various aspects according to its use. For example, a sheet preferably used for a solid electrolyte layer (also referred to as a solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery), an electrode, or a sheet preferably used for a laminate of an electrode and a solid electrolyte layer (electrode for an all-solid secondary battery sheet). In the present invention, these various sheets are collectively referred to as a sheet for an all-solid secondary battery.

本発明の全固体二次電池用固体電解質シートは、固体電解質層を有するシートであればよく、固体電解質層が基材上に形成されているシートでも、基材を有さず、固体電解質層から形成されているシートであってもよい。全固体二次電池用固体電解質シートは、固体電解質層の他に他の層を有してもよい。他の層としては、例えば、保護層(剥離シート)、集電体、コート層等が挙げられる。
本発明の全固体二次電池用固体電解質シートとして、例えば、基材上に、本発明の無機固体電解質含有組成物で構成した層、通常固体電解質層と、保護層とをこの順で有するシートが挙げられる。全固体二次電池用固体電解質シートが有する固体電解質層は、本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されることが好ましい。この固体電解質層中の各成分の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、本発明の無機固体電解質含有組成物の固形分中における各成分の含有量と同義である。全固体二次電池用固体電解質シートを構成する各層の層厚は、後述する全固体二次電池において説明する各層の層厚と同じである。
The solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery of the present invention may be a sheet having a solid electrolyte layer. It may be a sheet formed from The solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery may have other layers in addition to the solid electrolyte layer. Other layers include, for example, a protective layer (release sheet), a current collector, a coat layer, and the like.
As the solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery of the present invention, for example, a sheet having, on a substrate, a layer composed of the composition containing the inorganic solid electrolyte of the present invention, a normal solid electrolyte layer, and a protective layer in this order. is mentioned. The solid electrolyte layer of the solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery is preferably formed from the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. The content of each component in the solid electrolyte layer is not particularly limited, but is preferably synonymous with the content of each component in the solid content of the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. The layer thickness of each layer constituting the solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery is the same as the layer thickness of each layer described in the all-solid secondary battery described later.

基材としては、固体電解質層を支持できるものであれば特に限定されず、後述する集電体で説明する材料、有機材料、無機材料等のシート体(板状体)等が挙げられる。有機材料としては、各種ポリマー等が挙げられ、具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ポリエチレン、セルロース等が挙げられる。無機材料としては、例えば、ガラス、セラミック等が挙げられる。 The base material is not particularly limited as long as it can support the solid electrolyte layer, and examples thereof include sheet bodies (plate-like bodies) such as materials described later in the current collector, organic materials, inorganic materials, and the like. Examples of organic materials include various polymers, and specific examples include polyethylene terephthalate, polypropylene, polyethylene, cellulose, and the like. Examples of inorganic materials include glass and ceramics.

本発明の全固体二次電池用電極シート(単に「電極シート」ともいう。)は、活物質層を有する電極シートであればよく、活物質層が基材(集電体)上に形成されているシートでも、基材を有さず、活物質層から形成されているシートであってもよい。この電極シートは、通常、集電体及び活物質層を有するシートであるが、集電体、活物質層及び固体電解質層をこの順に有する態様、並びに、集電体、活物質層、固体電解質層及び活物質層をこの順に有する態様も含まれる。電極シートが有する固体電解質層及び活物質層は、本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されることが好ましい。この固体電解質層又は活物質層中の各成分の含有量は、特に限定されないが、好ましくは、本発明の無機固体電解質含有組成物(電極用組成物)の固形分中における各成分の含有量と同義である。本発明の電極シートを構成する各層の層厚は、後述する全固体二次電池において説明する各層の層厚と同じである。本発明の電極シートは上述の他の層を有してもよい。 The electrode sheet for an all-solid secondary battery of the present invention (also simply referred to as "electrode sheet") may be an electrode sheet having an active material layer, and the active material layer is formed on a substrate (current collector). The sheet may be a sheet having no base material and may be a sheet formed from an active material layer. This electrode sheet is usually a sheet having a current collector and an active material layer. A mode having a layer and an active material layer in this order is also included. The solid electrolyte layer and active material layer of the electrode sheet are preferably formed from the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. The content of each component in the solid electrolyte layer or active material layer is not particularly limited, but is preferably the content of each component in the solid content of the composition containing an inorganic solid electrolyte (composition for electrodes) of the present invention. is synonymous with The layer thickness of each layer constituting the electrode sheet of the present invention is the same as the layer thickness of each layer described in the all-solid secondary battery described later. The electroded sheet of the invention may have other layers as described above.

本発明の全固体二次電池用シートは、固体電解質層及び活物質層の少なくとも1層が本発明の無機固体電解質含有組成物で形成され、屈曲耐久性に優れ、固体粒子について所期の界面接触を維持した構成層を有する。更には、全固体二次電池の構成層として用いた際に充放電によっても電池性能の低下を抑制できる。したがって、本発明の全固体二次電池用シートは、全固体二次電池の構成層を形成しうるシートとして好適に用いられる。本発明の全固体二次電池用シートを用いて製造した全固体二次電池は、固体粒子同士の界面接触が維持されており、例えば所期の電池抵抗を実現(シート作製時の屈曲及び復元に起因する電池抵抗の低下を抑制)できる。更に、充放電を繰り返しても電池性能を維持することもできる。 The sheet for an all-solid secondary battery of the present invention has at least one layer of the solid electrolyte layer and the active material layer formed of the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention, is excellent in bending durability, and has a desired interface between solid particles. It has constituent layers that remain in contact. Furthermore, when used as a constituent layer of an all-solid secondary battery, it is possible to suppress deterioration of battery performance due to charging and discharging. Therefore, the sheet for an all-solid secondary battery of the present invention is suitably used as a sheet capable of forming a constituent layer of an all-solid secondary battery. In the all-solid secondary battery manufactured using the sheet for all-solid secondary battery of the present invention, the interfacial contact between the solid particles is maintained, and for example, the desired battery resistance is achieved (bending and restoring during sheet production). can suppress the decrease in battery resistance caused by Furthermore, the battery performance can be maintained even after repeated charging and discharging.

[全固体二次電池用シートの製造方法]
本発明の全固体二次電池用シートの製造方法は、特に制限されず、本発明の無機固体電解質含有組成物を用いて、上記の各層を形成することにより、製造できる。例えば、好ましくは基材若しくは集電体上(他の層を介していてもよい。)に、製膜(塗布乾燥)して無機固体電解質含有組成物からなる層(塗布乾燥層)を形成する方法が挙げられる。これにより、基材若しくは集電体と、塗布乾燥層とを有する全固体二次電池用シートを作製することができる。ここで、塗布乾燥層とは、本発明の無機固体電解質含有組成物を塗布し、分散媒を乾燥させることにより形成される層(すなわち、本発明の無機固体電解質含有組成物を用いてなり、本発明の無機固体電解質含有組成物から分散媒を除去した組成からなる層)をいう。塗布乾燥層は、本発明の効果を損なわない範囲であれば分散媒が残存していてもよく、残存量としては、例えば、各層中、3質量%以下とすることができる。
本発明の全固体二次電池用シートの製造方法において、塗布、乾燥等の各工程については、下記全固体二次電池の製造方法において説明する。
[Manufacturing method of sheet for all-solid secondary battery]
The method for producing the all-solid secondary battery sheet of the present invention is not particularly limited, and the sheet can be produced by forming each of the above layers using the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. For example, it is preferable to form a layer (coated and dried layer) composed of an inorganic solid electrolyte-containing composition (coated and dried) by forming a film (coating and drying) on a substrate or a current collector (may be via another layer). method. As a result, an all-solid secondary battery sheet having a base material or current collector and a coated dry layer can be produced. Here, the coated dry layer is a layer formed by applying the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention and drying the dispersion medium (that is, using the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention, Layer) composed of a composition obtained by removing the dispersion medium from the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. The dispersion medium may remain in the coated dry layer as long as it does not impair the effects of the present invention.
In the method for producing a sheet for an all-solid secondary battery of the present invention, each step such as coating and drying will be described in the following method for producing an all-solid secondary battery.

本発明の全固体二次電池用シートの製造方法においては、上記のようにして得られた塗布乾燥層を加圧することもできる。加圧条件等については、後述する、全固体二次電池の製造方法において説明する。
また、本発明の全固体二次電池用シートの製造方法においては、基材、保護層(特に剥離シート)等を剥離することもできる。
In the manufacturing method of the all-solid-state secondary battery sheet of the present invention, the applied dry layer obtained as described above can also be pressurized. Pressurization conditions and the like will be described later in the method for manufacturing an all-solid secondary battery.
Moreover, in the manufacturing method of the sheet for all-solid-state secondary batteries of this invention, a base material, a protective layer (especially a peeling sheet), etc. can also be peeled off.

本発明の全固体二次電池用シートの製造方法は、本発明の無機固体電解質含有組成物を用いることにより、屈曲及び復元が作用する高生産性の製造方法、特に屈曲及び復元が繰り返して作用する工業的な製造方法(例えば、ロール トゥ ロール法)に適用しても、固体粒子同士の接触を維持した構成層を作製できる。すなわち、屈曲耐久性に優れた全固体二次電池用シートを高生産性で製造することができる。 The method for producing a sheet for an all-solid secondary battery of the present invention is a highly productive production method in which bending and restoring work by using the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention, especially bending and restoring work repeatedly. Even if it is applied to an industrial manufacturing method (for example, a roll-to-roll method), a constituent layer in which solid particles are kept in contact with each other can be produced. That is, a sheet for an all-solid secondary battery having excellent bending durability can be produced with high productivity.

[全固体二次電池]
本発明の全固体二次電池は、正極活物質層と、この正極活物質層に対向する負極活物質層と、正極活物質層及び負極活物質層の間に配置された固体電解質層とを有する。正極活物質層は、好ましくは正極集電体上に形成され、正極を構成する。負極活物質層は、好ましくは負極集電体上に形成され、負極を構成する。
負極活物質層、正極活物質層及び固体電解質層の少なくとも1つの層は、本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されることが好ましく、少なくとも負極活物質層が本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されることがより好ましく、負極活物質層及び固体電解質層が本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されることがより好ましい。全ての層が本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されることも好ましい態様の1つである。本発明の無機固体電解質含有組成物で形成された活物質層又は固体電解質層は、好ましくは、含有する成分種及びその含有量比について、本発明の無機固体電解質含有組成物の固形分におけるものと同じである。なお、活物質層又は固体電解質層が本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されない場合、公知の材料を用いることができる。
負極活物質層、固体電解質層及び正極活物質層の厚さは、それぞれ、特に制限されない。各層の厚さは、一般的な全固体二次電池の寸法を考慮すると、それぞれ、10~1,000μmが好ましく、20μm以上500μm未満がより好ましい。本発明の全固体二次電池においては、正極活物質層及び負極活物質層の少なくとも1層の厚さが、50μm以上500μm未満であることが更に好ましい。
正極活物質層及び負極活物質層は、それぞれ、固体電解質層とは反対側に集電体を備えていてもよい。
[All-solid secondary battery]
The all-solid secondary battery of the present invention comprises a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer facing the positive electrode active material layer, and a solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. have. The positive electrode active material layer is preferably formed on the positive electrode current collector and constitutes the positive electrode. The negative electrode active material layer is preferably formed on the negative electrode current collector to constitute the negative electrode.
At least one of the negative electrode active material layer, the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer is preferably formed of the composition containing the inorganic solid electrolyte of the present invention, and at least the negative electrode active material layer contains the inorganic solid electrolyte of the present invention. It is more preferable that the negative electrode active material layer and the solid electrolyte layer are formed of the composition containing the inorganic solid electrolyte of the present invention. It is also one of preferred embodiments that all layers are formed of the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. In the active material layer or the solid electrolyte layer formed of the composition containing an inorganic solid electrolyte of the present invention, the types of components contained and their content ratios are preferably based on the solid content of the composition containing an inorganic solid electrolyte of the present invention. is the same as In addition, when the active material layer or the solid electrolyte layer is not formed of the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention, known materials can be used.
The thicknesses of the negative electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the positive electrode active material layer are not particularly limited. The thickness of each layer is preferably 10 to 1,000 μm, more preferably 20 μm or more and less than 500 μm, considering the dimensions of a general all-solid secondary battery. In the all-solid secondary battery of the present invention, the thickness of at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is more preferably 50 μm or more and less than 500 μm.
Each of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may have a current collector on the side opposite to the solid electrolyte layer.

<筐体>
本発明の全固体二次電池は、用途によっては、上記構造のまま全固体二次電池として使用してもよいが、乾電池の形態とするためには更に適当な筐体に封入して用いることが好ましい。筐体は、金属性のものであっても、樹脂(プラスチック)製のものであってもよい。金属性のものを用いる場合には、例えば、アルミニウム合金又は、ステンレス鋼製のものを挙げることができる。金属性の筐体は、正極側の筐体と負極側の筐体に分けて、それぞれ正極集電体及び負極集電体と電気的に接続させることが好ましい。正極側の筐体と負極側の筐体とは、短絡防止用のガスケットを介して接合され、一体化されることが好ましい。
<Case>
Depending on the application, the all-solid secondary battery of the present invention may be used as an all-solid secondary battery with the above structure. is preferred. The housing may be made of metal or resin (plastic). When using a metallic one, for example, an aluminum alloy or a stainless steel one can be used. It is preferable that the metal casing be divided into a positive electrode side casing and a negative electrode side casing and electrically connected to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, respectively. It is preferable that the housing on the positive electrode side and the housing on the negative electrode side are joined and integrated via a gasket for short-circuit prevention.

以下に、図1を参照して、本発明の好ましい実施形態に係る全固体二次電池について説明するが、本発明はこれに限定されない。 An all-solid secondary battery according to a preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. 1, but the present invention is not limited thereto.

図1は、本発明の好ましい実施形態に係る全固体二次電池(リチウムイオン二次電池)を模式化して示す断面図である。本実施形態の全固体二次電池10は、負極側からみて、負極集電体1、負極活物質層2、固体電解質層3、正極活物質層4、正極集電体5を、この順に有する。各層はそれぞれ接触しており、隣接した構造をとっている。このような構造を採用することで、充電時には、負極側に電子(e)が供給され、そこにリチウムイオン(Li)が蓄積される。一方、放電時には、負極に蓄積されたリチウムイオン(Li)が正極側に戻され、作動部位6に電子が供給される。図示した例では、作動部位6に電球をモデル的に採用しており、放電によりこれが点灯するようにされている。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an all-solid secondary battery (lithium ion secondary battery) according to a preferred embodiment of the present invention. The all-solid secondary battery 10 of the present embodiment has a negative electrode current collector 1, a negative electrode active material layer 2, a solid electrolyte layer 3, a positive electrode active material layer 4, and a positive electrode current collector 5 in this order when viewed from the negative electrode side. . Each layer is in contact with each other and has an adjacent structure. By adopting such a structure, electrons (e ) are supplied to the negative electrode during charging, and lithium ions (Li + ) are accumulated there. On the other hand, during discharge, the lithium ions (Li + ) accumulated in the negative electrode are returned to the positive electrode side, and electrons are supplied to the operating portion 6 . In the illustrated example, a light bulb is used as a model for the operating portion 6, and is lit by discharge.

図1に示す層構成を有する全固体二次電池を2032型コインケースに入れる場合、この全固体二次電池を全固体二次電池用積層体と称し、この全固体二次電池用積層体を2032型コインケースに入れて作製した電池を全固体二次電池と称して呼び分けることもある。 When an all-solid secondary battery having the layer structure shown in FIG. A battery fabricated in a 2032-type coin case is sometimes called an all-solid secondary battery.

(正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層)
全固体二次電池10においては、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層のいずれも本発明の無機固体電解質含有組成物で形成されている。この全固体二次電池10は優れた電池性能を示す。正極活物質層4、固体電解質層3及び負極活物質層2が含有する無機固体電解質及びバインダーは、それぞれ、互いに同種であっても異種であってもよい。
本発明において、正極活物質層及び負極活物質層のいずれか、又は、両方を合わせて、単に、活物質層又は電極活物質層と称することがある。また、正極活物質及び負極活物質のいずれか、又は両方を合わせて、単に、活物質又は電極活物質と称することがある。
(Positive electrode active material layer, solid electrolyte layer, negative electrode active material layer)
In the all-solid secondary battery 10, all of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer are formed from the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. This all-solid secondary battery 10 exhibits excellent battery performance. The inorganic solid electrolyte and binder contained in the positive electrode active material layer 4, the solid electrolyte layer 3, and the negative electrode active material layer 2 may be of the same type or different types.
In the present invention, either one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, or both of them may be simply referred to as an active material layer or an electrode active material layer. Moreover, either or both of the positive electrode active material and the negative electrode active material may be simply referred to as an active material or an electrode active material.

本発明において、構成層に対して上記バインダーを無機固体電解質又は活物質等の固体粒子と組み合わせて用いると、上述のようにシート作製時等の屈曲及び復元によっても固体粒子同士の界面接触を維持できる。そのため、本発明の全固体二次電池は高い電池性能(例えば低電池抵抗)を維持できる。更に、充放電を繰り返しても低電池抵抗、サイクル特性等の電池性能を維持できる。 In the present invention, when the binder is used in combination with solid particles such as an inorganic solid electrolyte or an active material for the constituent layers, interfacial contact between the solid particles can be maintained even when the sheet is flexed and restored as described above. can. Therefore, the all-solid secondary battery of the present invention can maintain high battery performance (for example, low battery resistance). Furthermore, battery performance such as low battery resistance and cycle characteristics can be maintained even after repeated charging and discharging.

全固体二次電池10においては、負極活物質層をリチウム金属層とすることができる。リチウム金属層としては、リチウム金属の粉末を堆積又は成形してなる層、リチウム箔及びリチウム蒸着膜等が挙げられる。リチウム金属層の厚さは、上記負極活物質層の上記厚さにかかわらず、例えば、1~500μmとすることができる。 In the all-solid secondary battery 10, the negative electrode active material layer can be a lithium metal layer. Examples of the lithium metal layer include a layer formed by depositing or molding lithium metal powder, a lithium foil, a lithium deposition film, and the like. The thickness of the lithium metal layer can be, for example, 1 to 500 μm regardless of the thickness of the negative electrode active material layer.

正極集電体5及び負極集電体1は、電子伝導体が好ましい。
本発明において、正極集電体及び負極集電体のいずれか、又は、両方を合わせて、単に、集電体と称することがある。
正極集電体を形成する材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル及びチタンなどの他に、アルミニウム又はステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたもの(薄膜を形成したもの)が好ましく、その中でも、アルミニウム及びアルミニウム合金がより好ましい。
負極集電体を形成する材料としては、アルミニウム、銅、銅合金、ステンレス鋼、ニッケル及びチタンなどの他に、アルミニウム、銅、銅合金又はステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたものが好ましく、アルミニウム、銅、銅合金及びステンレス鋼がより好ましい。
The positive electrode current collector 5 and the negative electrode current collector 1 are preferably electronic conductors.
In the present invention, either one of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, or both of them may simply be referred to as the current collector.
Examples of materials for forming the positive electrode current collector include aluminum, aluminum alloys, stainless steel, nickel and titanium, as well as materials obtained by treating the surface of aluminum or stainless steel with carbon, nickel, titanium or silver (thin films are formed). ) are preferred, and among them, aluminum and aluminum alloys are more preferred.
Materials for forming the negative electrode current collector include aluminum, copper, copper alloys, stainless steel, nickel and titanium, and the surface of aluminum, copper, copper alloys or stainless steel is treated with carbon, nickel, titanium or silver. and more preferably aluminum, copper, copper alloys and stainless steel.

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

上記全固体二次電池10においては、正極活物質層は公知の構成層形成材料で形成した層を適用することもできる。
本発明において、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層及び正極集電体の各層の間又はその外側には、機能性の層、部材等を適宜介在若しくは配設してもよい。また、各層は単層で構成されていても、複層で構成されていてもよい。
In the all-solid-state secondary battery 10 described above, the positive electrode active material layer may be a layer formed of a known constituent layer-forming material.
In the present invention, functional layers, members, etc. are appropriately interposed or disposed between or outside the respective layers of the negative electrode current collector, the negative electrode active material layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode active material layer, and the positive electrode current collector. You may Further, each layer may be composed of a single layer or may be composed of multiple layers.

[全固体二次電池の製造]
全固体二次電池は、常法によって、製造できる。具体的には、全固体二次電池は、本発明の無機固体電解質含有組成物等を用いて、上記の各層を形成することにより、製造できる。以下、詳述する。
[Manufacturing of all-solid secondary battery]
An all-solid secondary battery can be manufactured by a conventional method. Specifically, an all-solid secondary battery can be produced by forming each of the above layers using the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. Details will be described below.

本発明の全固体二次電池は、本発明の無機固体電解質含有組成物を、適宜基材(例えば、集電体となる金属箔)上に、塗布し、塗膜を形成する(製膜する)工程を含む(介する)方法(本発明の全固体二次電池用シートの製造方法)を行って、製造できる。
例えば、正極集電体である金属箔上に、正極用材料(正極用組成物)として、正極活物質を含有する無機固体電解質含有組成物を塗布して正極活物質層を形成し、全固体二次電池用正極シートを作製する。次いで、この正極活物質層の上に、固体電解質層を形成するための無機固体電解質含有組成物を塗布して、固体電解質層を形成する。更に、固体電解質層の上に、負極用材料(負極用組成物)として、負極活物質を含有する無機固体電解質含有組成物を塗布して、負極活物質層を形成する。負極活物質層の上に、負極集電体(金属箔)を重ねることにより、正極活物質層と負極活物質層の間に固体電解質層が挟まれた構造の全固体二次電池を得ることができる。これを筐体に封入して所望の全固体二次電池とすることもできる。
また、各層の形成方法を逆にして、負極集電体上に、負極活物質層、固体電解質層及び正極活物質層を形成し、正極集電体を重ねて、全固体二次電池を製造することもできる。
The all-solid secondary battery of the present invention is obtained by applying the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention onto a suitable substrate (for example, a metal foil that serves as a current collector) to form a coating film (film formation). ) can be produced by performing a method (method for producing a sheet for an all-solid secondary battery of the present invention) including (via) the step.
For example, an inorganic solid electrolyte-containing composition containing a positive electrode active material is applied as a positive electrode material (positive electrode composition) on a metal foil that is a positive electrode current collector to form a positive electrode active material layer, and an all-solid A positive electrode sheet for a secondary battery is produced. Next, an inorganic solid electrolyte-containing composition for forming a solid electrolyte layer is applied onto the positive electrode active material layer to form a solid electrolyte layer. Furthermore, an inorganic solid electrolyte-containing composition containing a negative electrode active material is applied as a negative electrode material (a negative electrode composition) on the solid electrolyte layer to form a negative electrode active material layer. To obtain an all-solid secondary battery having a structure in which a solid electrolyte layer is sandwiched between a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer by stacking a negative electrode current collector (metal foil) on a negative electrode active material layer. can be done. A desired all-solid secondary battery can also be obtained by enclosing this in a housing.
In addition, by reversing the formation method of each layer, a negative electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a positive electrode active material layer are formed on the negative electrode current collector, and the positive electrode current collector is stacked to manufacture an all-solid secondary battery. You can also

別の方法として、次の方法が挙げられる。すなわち、上記のようにして、全固体二次電池用正極シートを作製する。また、負極集電体である金属箔上に、負極用材料(負極用組成物)として、負極活物質を含有する無機固体電解質含有組成物を塗布して負極活物質層を形成し、全固体二次電池用負極シートを作製する。次いで、これらシートのいずれか一方の活物質層の上に、上記のようにして、固体電解質層を形成する。更に、固体電解質層の上に、全固体二次電池用正極シート及び全固体二次電池用負極シートの他方を、固体電解質層と活物質層とが接するように積層する。このようにして、全固体二次電池を製造することができる。
また別の方法として、次の方法が挙げられる。すなわち、上記のようにして、全固体二次電池用正極シート及び全固体二次電池用負極シートを作製する。また、これとは別に、無機固体電解質含有組成物を基材上に塗布して、固体電解質層からなる全固体二次電池用固体電解質シートを作製する。更に、全固体二次電池用正極シート及び全固体二次電池用負極シートで、基材から剥がした固体電解質層を挟むように積層する。このようにして、全固体二次電池を製造することができる。
更に、上記のようにして、全固体二次電池用正極シート又は全固体二次電池用負極シート、及び全固体二次電池用固体電解質シートを作製する。次いで、全固体二次電池用正極シート又は全固体二次電池用負極シートと全固体二次電池用固体電解質シートとを、正極活物質層又は負極活物質層と固体電解質層とを接触させた状態に、重ねて、加圧する。こうして、全固体二次電池用正極シート又は全固体二次電池用負極シートに固体電解質層を転写する。その後、全固体二次電池用固体電解質シートの基材を剥離した固体電解質層と全固体二次電池用負極シート又は全固体二次電池用正極シートとを(固体電解質層に負極活物質層又は正極活物質層を接触させた状態に)重ねて加圧する。こうして、全固体二次電池を製造することができる。この方法における加圧方法及び加圧条件等は、特に制限されず、後述する、塗布した組成物の加圧において説明する方法及び加圧条件等を適用できる。
Another method is the following method. That is, a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery is produced as described above. In addition, an inorganic solid electrolyte-containing composition containing a negative electrode active material is applied as a negative electrode material (negative electrode composition) on a metal foil that is a negative electrode current collector to form a negative electrode active material layer. A negative electrode sheet for a secondary battery is produced. Next, a solid electrolyte layer is formed on the active material layer of one of these sheets as described above. Furthermore, the other of the all-solid secondary battery positive electrode sheet and the all-solid secondary battery negative electrode sheet is laminated on the solid electrolyte layer so that the solid electrolyte layer and the active material layer are in contact with each other. Thus, an all-solid secondary battery can be manufactured.
Another method is the following method. That is, as described above, a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery and a negative electrode sheet for an all-solid secondary battery are produced. Separately from this, an inorganic solid electrolyte-containing composition is applied onto a substrate to prepare a solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery comprising a solid electrolyte layer. Further, the all-solid secondary battery positive electrode sheet and the all-solid secondary battery negative electrode sheet are laminated so as to sandwich the solid electrolyte layer peeled from the substrate. Thus, an all-solid secondary battery can be manufactured.
Furthermore, as described above, a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery, a negative electrode sheet for an all-solid secondary battery, and a solid electrolyte sheet for an all-solid secondary battery are produced. Next, the all-solid secondary battery positive electrode sheet or the all-solid secondary battery negative electrode sheet and the all-solid secondary battery solid electrolyte sheet were brought into contact with the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the solid electrolyte layer. Apply pressure to the state. In this way, the solid electrolyte layer is transferred to the all-solid secondary battery positive electrode sheet or all-solid secondary battery negative electrode sheet. After that, the solid electrolyte layer obtained by peeling the base material of the solid electrolyte sheet for all-solid secondary batteries and the negative electrode sheet for all-solid secondary batteries or the positive electrode sheet for all-solid secondary batteries (the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer or (with the positive electrode active material layer in contact) and pressurized. Thus, an all-solid secondary battery can be manufactured. The pressurization method, pressurization conditions, and the like in this method are not particularly limited, and the method, pressurization conditions, and the like described later in the pressurization of the applied composition can be applied.

固体電解質層等は、例えば基板若しくは活物質層上で、無機固体電解質含有組成物等を後述する加圧条件下で加圧成形して形成することもできる。
上記の製造方法においては、正極用組成物、無機固体電解質含有組成物及び負極用組成物のいずれか1つに本発明の無機固体電解質含有組成物を用いればよく、負極用組成物に本発明の無機固体電解質含有組成物を用いることが好ましく、いずれの組成物に本発明の無機固体電解質含有組成物を用いることもできる。
本発明の固体電解質組成物以外の組成物で固体電解質層又は活物質層を形成する場合、その材料としては、通常用いられる組成物等が挙げられる。また、全固体二次電池の製造時に負極活物質層を形成せずに、後述する初期化若しくは使用時の充電で負極集電体に蓄積した、周期律表第一族若しくは第二族に属する金属のイオンを電子と結合させて、金属として負極集電体等の上に析出させることにより、負極活物質層を形成することもできる。
固体電解質層等は、例えば基板若しくは活物質層上で、固体電解質組成物等を後述する加圧条件下で加圧成形して形成することもできるし、固体電解質又は活物質のシート成形体を用いることもできる。
The solid electrolyte layer or the like can also be formed, for example, by pressure-molding a composition containing an inorganic solid electrolyte or the like on a substrate or an active material layer under pressure conditions described below.
In the above production method, the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention may be used for any one of the positive electrode composition, the inorganic solid electrolyte-containing composition, and the negative electrode composition. It is preferable to use the inorganic solid electrolyte-containing composition of No., and the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention can be used in any composition.
When forming the solid electrolyte layer or the active material layer with a composition other than the solid electrolyte composition of the present invention, examples of the material include commonly used compositions. In addition, without forming a negative electrode active material layer during the production of the all-solid secondary battery, it is accumulated in the negative electrode current collector during initialization or charging during use, which belongs to the first group or second group of the periodic table. The negative electrode active material layer can also be formed by combining metal ions with electrons and depositing the metal on the negative electrode current collector or the like.
The solid electrolyte layer or the like can be formed, for example, by pressure-molding a solid electrolyte composition or the like on a substrate or an active material layer under pressure conditions described later, or by forming a sheet compact of a solid electrolyte or an active material. can also be used.

<各層の形成(成膜)>
無機固体電解質含有組成物の塗布方法は特に制限されず、適宜に選択できる。例えば、塗布(好ましくは湿式塗布)、スプレー塗布、スピンコート塗布、ディップコート塗布、スリット塗布、ストライプ塗布、バーコート塗布が挙げられる。
このとき、無機固体電解質含有組成物は、それぞれ塗布した後に乾燥処理を施してもよいし、重層塗布した後に乾燥処理をしてもよい。乾燥温度は特に制限されない。下限は30℃以上が好ましく、60℃以上がより好ましく、80℃以上が更に好ましい。上限は、300℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、200℃以下が更に好ましい。このような温度範囲で加熱することで、分散媒を除去し、固体状態(塗布乾燥層)にすることができる。また、温度を高くしすぎず、全固体二次電池の各部材を損傷せずに済むため好ましい。これにより、全固体二次電池において、優れた総合性能を示し、かつ良好な結着性と、非加圧でも良好なイオン伝導度を得ることができる。
上記のようにして本発明の無機固体電解質含有組成物を塗布乾燥すると、固体粒子が強固に結着し、更に固体粒子間の界面抵抗が小さな塗布乾燥層、ひいては屈曲耐久性に優れた無機固体電解質層を形成することができる。
<Formation of each layer (film formation)>
The method of applying the inorganic solid electrolyte-containing composition is not particularly limited and can be selected as appropriate. Examples thereof include coating (preferably wet coating), spray coating, spin coating, dip coating, slit coating, stripe coating, and bar coating.
At this time, the inorganic solid electrolyte-containing composition may be dried after each application, or may be dried after being applied in multiple layers. The drying temperature is not particularly limited. The lower limit is preferably 30°C or higher, more preferably 60°C or higher, and even more preferably 80°C or higher. The upper limit is preferably 300°C or lower, more preferably 250°C or lower, and even more preferably 200°C or lower. By heating in such a temperature range, the dispersion medium can be removed and a solid state (coated dry layer) can be obtained. In addition, it is preferable because the temperature does not become too high and each member of the all-solid secondary battery is not damaged. As a result, the all-solid-state secondary battery exhibits excellent overall performance, good binding properties, and good ionic conductivity even without pressure.
When the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention is applied and dried as described above, the solid particles are firmly bound, and the applied and dried layer has a small interfacial resistance between the solid particles. An electrolyte layer can be formed.

無機固体電解質含有組成物を塗布した後、構成層を重ね合わせた後、又は全固体二次電池を作製した後に、各層又は全固体二次電池を加圧することが好ましい。加圧方法としては油圧シリンダープレス機等が挙げられる。加圧力としては特に制限されず、一般的には5~1500MPaの範囲であることが好ましい。
また、塗布した無機固体電解質含有組成物は、加圧と同時に加熱してもよい。加熱温度としては特に制限されず、一般的には30~300℃の範囲である。無機固体電解質のガラス転移温度よりも高い温度でプレスすることもできる。一方、無機固体電解質とバインダーが共存する場合、バインダーのガラス転移温度よりも高い温度でプレスすることもできる。ただし、一般的には上述のバインダーの融点を越えない温度である。
加圧は塗布溶媒又は分散媒を予め乾燥させた状態で行ってもよいし、溶媒又は分散媒が残存している状態で行ってもよい。
なお、各組成物は同時に塗布してもよいし、塗布乾燥プレスを同時及び/又は逐次行ってもよい。別々の基材に塗布した後に、転写により積層してもよい。
After applying the inorganic solid electrolyte-containing composition, after laminating the constituent layers, or after producing the all-solid secondary battery, it is preferable to pressurize each layer or the all-solid secondary battery. A hydraulic cylinder press machine etc. are mentioned as a pressurization method. The applied pressure is not particularly limited, and is generally preferably in the range of 5 to 1500 MPa.
Moreover, the applied inorganic solid electrolyte-containing composition may be heated at the same time as being pressurized. The heating temperature is not particularly limited, and generally ranges from 30 to 300.degree. It is also possible to press at a temperature higher than the glass transition temperature of the inorganic solid electrolyte. On the other hand, when an inorganic solid electrolyte and a binder coexist, pressing can be performed at a temperature higher than the glass transition temperature of the binder. However, in general, the temperature does not exceed the melting point of the binder described above.
Pressurization may be performed after drying the coating solvent or dispersion medium in advance, or may be performed while the solvent or dispersion medium remains.
Each composition may be applied at the same time, or the application and drying presses may be performed simultaneously and/or sequentially. After coating on separate substrates, they may be laminated by transfer.

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

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

本発明の全固体二次電池の製造方法は、本発明の無機固体電解質含有組成物を用いることにより、屈曲及び復元が作用する高生産性の製造方法、特に屈曲及び復元が繰り返して作用する工業的な製造方法(例えば、ロール トゥ ロール法)に適用しても、優れた電池性能を実現する全固体二次電池を製造できる。すなわち、電池性能に優れた全固体二次電池を高生産性で製造することができる。 The method for producing an all-solid secondary battery of the present invention is a highly productive production method in which bending and restoring work by using the inorganic solid electrolyte-containing composition of the present invention. Even if it is applied to a conventional manufacturing method (for example, roll-to-roll method), an all-solid secondary battery that achieves excellent battery performance can be manufactured. That is, an all-solid secondary battery with excellent battery performance can be manufactured with high productivity.

[全固体二次電池の用途]
本発明の全固体二次電池は種々の用途に適用することができる。適用態様には特に制限はないが、例えば、電子機器に搭載する場合、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源などが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器(ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など)などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。
[Applications of all-solid secondary batteries]
The all-solid secondary battery of the present invention can be applied to various uses. There are no particular restrictions on the mode of application, but for example, when installed in electronic equipment, notebook computers, pen-input computers, mobile computers, e-book players, mobile phones, cordless phone slaves, pagers, handy terminals, mobile faxes, mobile phones, etc. Copiers, portable printers, headphone stereos, video movies, liquid crystal televisions, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, electric shavers, transceivers, electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power sources, etc. Other consumer products include automobiles, electric vehicles, motors, lighting equipment, toys, game equipment, road conditioners, clocks, strobes, cameras, and medical equipment (pacemakers, hearing aids, shoulder massagers, etc.). Furthermore, it can be used for various military applications and space applications. It can also be combined with a solar cell.

以下に、実施例に基づき本発明について更に詳細に説明するが、本発明はこれにより限定して解釈されるものではない。以下の実施例において組成を表す「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。本発明において「室温」とは25℃を意味する。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below based on examples, but the present invention should not be construed as being limited thereto. "Parts" and "%" representing compositions in the following examples are based on mass unless otherwise specified. In the present invention, "room temperature" means 25°C.

1.実施例に用いる低損失ポリマーの合成、及びバインダー分散液等の調製
低損失ポリマーとして合成したポリウレタンB-1~B-4及びB-6を以下に示す。ただし、各構成成分の含有量はモル%である。ポリウレタンB-5はポリウレタンB-3と構成成分が同じで含有量が異なるポリウレタンであるので記載を省略する。
1. Synthesis of Low-Loss Polymer Used in Examples and Preparation of Binder Dispersion, etc. Polyurethanes B-1 to B-4 and B-6 synthesized as low-loss polymers are shown below. However, the content of each component is mol%. Polyurethane B-5 is a polyurethane having the same components as polyurethane B-3 but a different content, so description thereof is omitted.

Figure 0007257520000010
Figure 0007257520000010

[合成例1:ポリウレタンB-1の合成及びポリウレタンB-1からなるバインダー分散液B-1の調製]
(ポリウレタンB-1の合成)
300mL3つ口フラスコに、ポリエチレングリコール(PEG200(商品名)、数平均分子量200、富士フイルム和光純薬社製)2.92gと、ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量250、SIGMA-Aldrich社製)3.65gと、NISSO-PB G-1000(商品名、日本曹達社製)3.78gと、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸(東京化成工業社製)0.60gを加え、THF(テトラヒドロフラン)80.85gに溶解した。この溶液に、ジフェニルメタンジイソシアネート(富士フイルム和光純薬社製)9.26gを加えて60℃で撹拌し、均一に溶解させた。
得られた溶液に、ネオスタンU-600(商品名、日東化成社製)65mgを添加して60℃で5時間攪伴した。この溶液にメタノール0.96gを加えてポリマー末端を封止して、重合反応を停止し、ポリマーB-1の20質量%THF溶液(ポリマー溶液)を得た。
[Synthesis Example 1: Synthesis of Polyurethane B-1 and Preparation of Binder Dispersion Liquid B-1 Comprising Polyurethane B-1]
(Synthesis of Polyurethane B-1)
2.92 g of polyethylene glycol (PEG200 (trade name), number average molecular weight 200, manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and polytetramethylene ether glycol (number average molecular weight 250, manufactured by SIGMA-Aldrich) were added to a 300 mL three-necked flask. 3.65 g, NISSO-PB G-1000 (trade name, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.) 3.78 g, and 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) 0.60 g were added, and THF ( Tetrahydrofuran) 80.85 g. 9.26 g of diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to this solution and stirred at 60° C. to dissolve uniformly.
65 mg of Neostan U-600 (trade name, manufactured by Nitto Kasei Co., Ltd.) was added to the obtained solution, and the mixture was stirred at 60° C. for 5 hours. 0.96 g of methanol was added to this solution to block the ends of the polymer to terminate the polymerization reaction to obtain a 20% by mass THF solution (polymer solution) of polymer B-1.

(バインダー分散液B-1の調製)
上記で得られたポリマー溶液15.00gを、THF15.00gで希釈し、撹拌しながら、メチルイソブチルケトン90.00gを1時間かけて滴下し、ポリマーB-1の乳化液を得た。この乳化液を70g程度まで濃縮し、メチルイソブチルケトンを加え、全量を100.00gとすることで、ポリマーB-1からなるバインダーの3質量%メチルイソブチルケトン分散液(バインダー分散液B-1)を得た。
(Preparation of Binder Dispersion B-1)
15.00 g of the polymer solution obtained above was diluted with 15.00 g of THF, and 90.00 g of methyl isobutyl ketone was added dropwise with stirring over 1 hour to obtain an emulsion of polymer B-1. This emulsion was concentrated to about 70 g, and methyl isobutyl ketone was added to bring the total amount to 100.00 g, thereby obtaining a 3% by mass methyl isobutyl ketone dispersion of a binder composed of polymer B-1 (binder dispersion B-1). got

[合成例2~6:ポリウレタンB-2~B-6の合成、ポリウレタンB-2~B-6からなるバインダー分散液B-2~B-6の調製]
合成例1において、表1-1に示す組成(構成成分の種類及び含有量)となるように各構成成分を導く化合物を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、ポリウレタンB-2~B-6をそれぞれ合成した。
次いで、合成したポリウレタンB-2~B-6を用いて、バインダー分散液B-1の調製と同様にして、バインダー分散液B-2~B-6をそれぞれ調製した。
[Synthesis Examples 2 to 6: Synthesis of Polyurethanes B-2 to B-6, Preparation of Binder Dispersions B-2 to B-6 Consisting of Polyurethanes B-2 to B-6]
Polyurethane B-2 was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that in Synthesis Example 1, a compound was used that led to each constituent component so as to have the composition (type and content of constituent components) shown in Table 1-1. to B-6 were synthesized respectively.
Next, using the synthesized polyurethanes B-2 to B-6, binder dispersions B-2 to B-6 were prepared in the same manner as the binder dispersion B-1.

[合成例7及び8:ポリウレタンBC-2及びBC-3の合成、ポリウレタンBC-2及びBC-3からなるバインダー分散液BC-2及びBC-3の調製]
合成例1において、表1-1に示す組成(構成成分の種類及び含有量)となるように各構成成分を導く化合物を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、ポリウレタンBC-2及びBC-3をそれぞれ合成した。
次いで、合成したポリウレタンBC-2及びBC-3を用いて、バインダー分散液B-1の調製と同様にして、バインダー分散液BC-2及びBC-3をそれぞれ調製した。
[Synthesis Examples 7 and 8: Synthesis of Polyurethanes BC-2 and BC-3, Preparation of Binder Dispersions BC-2 and BC-3 Consisting of Polyurethanes BC-2 and BC-3]
Polyurethane BC-2 was produced in the same manner as in Synthesis Example 1, except that in Synthesis Example 1, a compound was used that led to each constituent component so as to have the composition (type and content of constituent components) shown in Table 1-1. and BC-3 were synthesized respectively.
Then, using the synthesized polyurethanes BC-2 and BC-3, binder dispersions BC-2 and BC-3 were prepared in the same manner as binder dispersion B-1, respectively.

[合成例9:ポリウレタンBC-4の合成、ポリウレタンBC-4からなるバインダー分散液BC-4の調製]
ポリウレタンBC-4として、上記特許文献1(国際公開第2018/020827A1)の段落[0188]に記載の「(4)例示化合物(B-4)の合成」に準じて、下記に示すポリウレタンBC-4を合成して、10質量%オクタン分散液BC-4を調製した。こうして、ポリウレタンBC-4の10質量%バインダー分散液BC-4を得た。
[Synthesis Example 9: Synthesis of Polyurethane BC-4, Preparation of Binder Dispersion Liquid BC-4 Consisting of Polyurethane BC-4]
As polyurethane BC-4, the following polyurethane BC- is prepared according to "(4) Synthesis of exemplary compound (B-4)" described in paragraph [0188] of Patent Document 1 (International Publication No. 2018/020827A1). 4 was synthesized to prepare a 10% by mass octane dispersion BC-4. Thus, a 10 mass % binder dispersion BC-4 of polyurethane BC-4 was obtained.

Figure 0007257520000011
上記式において、各構成成分の右下に示す数値は含有量(モル%)を示し、i1、i2及びn1は構成成分中の構成単位の繰り返し単位数(平均単位数)を示し、具体的には使用した各化合物に特有の数値である。
Figure 0007257520000011
In the above formula, the numerical value shown in the lower right of each component indicates the content (mol%), i1, i2 and n1 indicate the number of repeating units (average number of units) of the constituent units in the component, specifically is a numerical value specific to each compound used.

[合成例10:ポリウレタンBC-5の合成、ポリウレタンBC-5からなるバインダー分散液BC-5の調製]
ポリウレタンBC-5として、上記特許文献1の段落[0187]に記載の「(3)例示化合物(B-3)の合成」に準じて、下記に示すポリウレタンBC-5を合成して、10質量%オクタン分散液BC-5を調製した。こうして、ポリウレタンBC-5の10質量%バインダー分散液BC-5を得た。
[Synthesis Example 10: Synthesis of Polyurethane BC-5, Preparation of Binder Dispersion Liquid BC-5 Consisting of Polyurethane BC-5]
As polyurethane BC-5, polyurethane BC-5 shown below was synthesized according to "(3) Synthesis of exemplary compound (B-3)" described in paragraph [0187] of Patent Document 1 above, and 10 masses A % octane dispersion BC-5 was prepared. Thus, a 10 mass % binder dispersion BC-5 of polyurethane BC-5 was obtained.

Figure 0007257520000012
上記式において、各構成成分の右下に示す数値は含有量(モル%)を示し、h1、h2、p、q及びrは構成成分中の構成単位の繰り返し単位数(平均単位数)を示し、具体的には使用した各化合物に特有の数値である。
Figure 0007257520000012
In the above formula, the numerical value shown in the lower right of each component indicates the content (mol%), and h1, h2, p, q and r indicate the number of repeating units (average number of units) of the constituent units in the component. , specifically a numerical value specific to each compound used.

[合成例11:ポリウレタンBC-6の合成、ポリウレタンBC-6からなるバインダー分散液BC-6の調製]
合成例1において、表1-1に示す組成(構成成分の種類及び含有量)となるように各構成成分を導く化合物を用いたこと以外は、合成例1と同様にして、下記に示すポリウレタンBC-6を合成した。
次いで、合成したポリウレタンBC-6を用いて、バインダー分散液B-1の調製と同様にして、バインダー分散液BC-6を調製した。
[Synthesis Example 11: Synthesis of Polyurethane BC-6, Preparation of Binder Dispersion Liquid BC-6 Consisting of Polyurethane BC-6]
Polyurethane shown below was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that in Synthesis Example 1, a compound was used that led to each constituent component so as to have the composition (type and content of constituent components) shown in Table 1-1. BC-6 was synthesized.
Next, using the synthesized polyurethane BC-6, binder dispersion BC-6 was prepared in the same manner as binder dispersion B-1.

Figure 0007257520000013
Figure 0007257520000013

[調製例1:NBR溶液BC-1の調製]
NBRポリマーBC-1としてナイポール1041(商品名、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、日本ゼオン社製)を、溶媒:イソブチロニトリルに固形分濃度3質量%で溶解して、NBR溶液BC-1を調製した。
[調製例2:NBR溶液B-7の調製]
NBR溶液BC-1に、重合開始剤としてパーブチルO(商品名、t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate、日油社製)を、ナイポール1041に対して2質量%となるように添加した。得られた溶液を80℃で1時間加熱してNBRを架橋させて、架橋NBRポリマーB-7を含むNBR溶液B-7を調製した。
[Preparation Example 1: Preparation of NBR solution BC-1]
Nipol 1041 (trade name, acrylonitrile-butadiene rubber (NBR), manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd.) as NBR polymer BC-1 was dissolved in a solvent: isobutyronitrile at a solid content concentration of 3% by mass to obtain NBR solution BC-1. prepared.
[Preparation Example 2: Preparation of NBR solution B-7]
Perbutyl O (trade name, t-butyl peroxy-2-ethylhexanoate, manufactured by NOF Corporation) was added as a polymerization initiator to the NBR solution BC-1 so as to be 2% by mass based on Nipol 1041. The resulting solution was heated at 80° C. for 1 hour to crosslink the NBR, thereby preparing an NBR solution B-7 containing a crosslinked NBR polymer B-7.

[ポリマー等の分子量等の測定]
合成若しくは準備した各ポリマーの組成、質量平均分子量、2種のポリエーテル構造の数平均分子量(表1-2において「ポリエーテル構造の数平均分子量」と表記する。)、及び各バインダーの粒子径(バインダーが溶解型である場合、粒子径欄に「-」で示す。)を表1-1及び表1-2に示す。
各ポリマーの質量平均分子量及び各ポリエーテル構造の数平均分子量は上記方法(条件2)により測定した。2種のポリエーテル構造の数平均分子量は、各ポリエーテル構造の数平均分子量から上述の方法により算出した。また、各バインダーの粒子径は上記方法により測定した。なお、NBRポリマーBC-1及びNBRポリマーB-7の質量平均分子量は測定していないため、また分散媒に溶解しており粒子径を測定できないため、表1-2の「質量平均分子量」欄及び「粒子径」欄に「-」で示す。
[Measurement of molecular weight of polymer etc.]
Composition of each polymer synthesized or prepared, weight average molecular weight, number average molecular weight of two types of polyether structures (referred to as "number average molecular weight of polyether structure" in Table 1-2), and particle size of each binder (If the binder is a dissolution type, it is indicated by "-" in the particle size column.) are shown in Tables 1-1 and 1-2.
The mass average molecular weight of each polymer and the number average molecular weight of each polyether structure were measured by the above method (condition 2). The number average molecular weights of the two types of polyether structures were calculated from the number average molecular weights of each polyether structure by the method described above. Also, the particle size of each binder was measured by the above method. In addition, since the mass average molecular weights of NBR polymer BC-1 and NBR polymer B-7 were not measured, and because they are dissolved in the dispersion medium and the particle size cannot be measured, the "mass average molecular weight" column of Table 1-2 and "-" in the "particle size" column.

[引張ヒステリシス損失の算出]
合成例1~11及び調製例1、2で合成又は準備した各ポリマーについて、10回引張ヒステリシス損失及び30回引張ヒステリシス損失を下記方法(JIS K7312-1996に準拠)により応力-ひずみ曲線を得て算出した。その結果を表1-2に示す。
(試験片の作製)
合成又は準備した各ポリマーからなるバインダー分散液又は溶液をガラスシャーレに入れて120℃で6時間乾燥することにより、膜厚80μmの乾燥フィルムを得た。得られた各乾燥フィルムから幅5mm×長さ50mmの短冊状の試験片を3検体ずつ切り出した。
(応力-ひずみ曲線の作製及び引張ヒステリシス損失の算出)
作製した各試験片を引張試験機(商品名:オートグラフAG-X 5kN、島津製作所社製)にチャック間距離が30mmになるようにセットした。速度3mm/minで目標の伸び(10%)に達するまで引っ張り、直後に同じ速さで元のチャック位置に復元した。この操作を連続して複数回(10回又は30回)行い、変位量と荷重とを測定して、応力-ひずみ曲線を作成した。
ヒステリシス損失は、得られた応力-ひずみ曲線において、引張り時の曲線で囲まれる面積(積分値)(上述の「全ひずみエネルギー」に相当する)に対する、引張り-復元曲線で囲まれる面積(上述の「損失エネルギー」に相当する)の比率として求めた。
各乾燥フィルムから作製した3検体の試験片それぞれについて、上記測定を行って、各乾燥フィルムについて3つの測定値を得た。その中で中央値を各ポリマーのヒステリシス損失として採用した。
なお、ポリウレタンBC-2及びBC-3は測定中に試験片が破断して測定できなかった。いずれについても、欄内に「-」で示す。
[Calculation of tensile hysteresis loss]
For each polymer synthesized or prepared in Synthesis Examples 1 to 11 and Preparation Examples 1 and 2, 10 times tensile hysteresis loss and 30 times tensile hysteresis loss were measured by the following method (according to JIS K7312-1996) to obtain a stress-strain curve. Calculated. The results are shown in Table 1-2.
(Preparation of test piece)
A dried film having a thickness of 80 μm was obtained by putting a binder dispersion or solution composed of each synthesized or prepared polymer in a glass petri dish and drying at 120° C. for 6 hours. Three strip-shaped test pieces each having a width of 5 mm and a length of 50 mm were cut out from each obtained dry film.
(Preparation of stress-strain curve and calculation of tensile hysteresis loss)
Each prepared test piece was set in a tensile tester (trade name: Autograph AG-X 5kN, manufactured by Shimadzu Corporation) so that the distance between chucks was 30 mm. It was pulled at a speed of 3 mm/min until it reached the target elongation (10%), and immediately after that, it was restored to the original chuck position at the same speed. This operation was repeated several times (10 times or 30 times), and the displacement and load were measured to create a stress-strain curve.
The hysteresis loss is the obtained stress-strain curve, the area surrounded by the curve during tension (integral value) (corresponding to the above-mentioned "total strain energy"), the area surrounded by the tension-restoration curve (above equivalent to “loss energy”).
The above measurements were performed on each of three specimens made from each dry film, resulting in three measurements for each dry film. Among them, the median value was adopted as the hysteresis loss of each polymer.
Polyurethanes BC-2 and BC-3 could not be measured because the test piece broke during the measurement. Both are indicated by "-" in the column.

[引張弾性率及び破断伸びの算出]
合成例1~11及び調製例1、2で合成又は準備した各ポリマーについて、引張弾性率及び破断伸びを下記方法により測定した。その結果を表1-2に示す。
(試験片の作製)
合成又は準備した各ポリマーをガラスシャーレに入れて120℃で6時間乾燥することにより、膜厚80μmの乾燥フィルムを得た。得られた乾燥フィルムを幅10mm×長さ40mmの短冊状に切り出して試験片を作製した。
(引張弾性率及び破断伸びの測定)
作製した各試験片をフォースゲージ(IMADA社製)にチャック間距離が30mmになるようにセットした。この状態で試験片を速度10mm/minで引っ張り、変位量と応力を測定し、初期の傾きから引張弾性率を算出し、破断した変位量から破断伸びを算出した。
[Calculation of tensile modulus and elongation at break]
For each polymer synthesized or prepared in Synthesis Examples 1 to 11 and Preparation Examples 1 and 2, tensile modulus and elongation at break were measured by the following methods. The results are shown in Table 1-2.
(Preparation of test piece)
Each synthesized or prepared polymer was placed in a glass petri dish and dried at 120° C. for 6 hours to obtain a dry film having a thickness of 80 μm. The obtained dried film was cut into strips of width 10 mm×length 40 mm to prepare test pieces.
(Measurement of tensile modulus and elongation at break)
Each prepared test piece was set in a force gauge (manufactured by IMADA) so that the distance between chucks was 30 mm. In this state, the test piece was pulled at a speed of 10 mm/min, the amount of displacement and stress were measured, the tensile modulus was calculated from the initial slope, and the elongation at break was calculated from the amount of displacement at break.

下記表1-1において、構成成分M1~M6は、以下の通りである。
構成成分M1:式(I-1)で表される構成成分
構成成分M2:式(I-7)で表される構成成分(分子量が大きなアルキレンオキシ基で形成されたポリエーテル構造を有する構成成分)
構成成分M3:式(I-7)で表される構成成分(分子量が小さなアルキレンオキシ基で形成されたポリエーテル構造を有する構成成分)
構成成分M4:式(I-3A)で表される構成成分
構成成分M5:式(I-3C)で表される構成成分
構成成分M6:その他の構成成分
In Table 1-1 below, constituent components M1 to M6 are as follows.
Constituent component M1: Constituent component represented by formula (I-1) Constituent component M2: Constituent component represented by formula (I-7) (a component having a polyether structure formed of an alkyleneoxy group having a large molecular weight )
Component M3: a component represented by formula (I-7) (a component having a polyether structure formed of alkyleneoxy groups with a small molecular weight)
Constituent component M4: Constituent component represented by formula (I-3A) Constituent component M5: Constituent component represented by formula (I-3C) Constituent component M6: Other constituent components

Figure 0007257520000014
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Figure 0007257520000015
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<表の略号>
表中、構成成分欄中の「-」は該当する構成成分を有していないことを示す。
構成成分M1~M6欄には、各構成成分を導く化合物名を下記の略号で示した。
- 構成成分M1 -
MDI:ジフェニルメタンジイソシアネート(富士フイルム和光純薬社製)
IHDI:ジイソシアン酸イソホロン(東京化成工業社製)
- 構成成分M2 -
PTMG250:ポリテトラメチレンエーテルグリコール(数平均分子量250、SIGMA-Aldrich社製)
PPG130:ジプロピレングリコール(数平均分子量130、東京化成工業社製)
PEG200:ポリエチレングリコール(数平均分子量200、富士フイルム和光純薬社製)
PEG600:ポリエチレングリコール(数平均分子量600、富士フイルム和光純薬社製)
ED-600:ポリエーテルアミン(商品名:ジェファーミンED-600、ハンツマン社製、数平均分子量600)
PPG3000:ポリプロピレングリコール(数平均分子量3000、東京化成工業社製)
- 構成成分M3 -
PEG200:ポリエチレングリコール(数平均分子量200、富士フイルム和光純薬社製)
PEG400:ポリエチレングリコール(数平均分子量400、富士フイルム和光純薬社製)
PEG150:3,6-ジオキサ-1,8-オクタンジオール(数平均分子量150、東京化成工業社製)
PA150:3,3’-ジアミノジプロピルアミン(数平均分子量130、東京化成工業社製)
PA150由来の構成成分は上記式(I-7)で表される構成成分ではないが、便宜上、構成成分M3欄に記載した。
PEG2000:ポリエチレングリコール(数平均分子量2000、東京化成工業社製)
- 構成成分M4 -
DMBA:2,2-ビス(ヒドロキシメチル)酪酸(東京化成工業社製)
- 構成成分M5 -
G-1000:両末端水酸基変性ポリブタジエン NISSO-PB G-1000(商品名、数平均分子量1400、日本曹達社製)
エポール:両末端水酸基変性水添ポリブタジエン(出光興産社製、数平均分子量2500)
R-45HT:両末端水酸基変性水添ポリブタジエン(商品名:poly bd R-46HT、出光興産社製、数平均分子量2800)
- 構成成分M6 -
BDO:1,4-ブタンジオール(富士フイルム和光純薬社製)
BDO由来の構成成分は構成成分M4(上記式(I-3A)で表される構成成分)に相当するが官能基を有していない点で、便宜上「構成成分M6」に分類した。
BDA:1,4-ブタンジアミン(富士フイルム和光純薬社製)
BDA由来の構成成分は上記式(I-4)で表される構成成分に相当する。
KF-6001:変性シリコーンオイル(製品名、信越化学工業社製、数平均分子量900)
<Table abbreviations>
In the table, "-" in the component column indicates that the corresponding component is not included.
In columns M1 to M6 of constituent components, the following abbreviations are used to indicate the names of compounds leading to the respective constituent components.
- Component M1 -
MDI: Diphenylmethane diisocyanate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
IHDI: isophorone diisocyanate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- Component M2 -
PTMG250: polytetramethylene ether glycol (number average molecular weight 250, manufactured by SIGMA-Aldrich)
PPG130: dipropylene glycol (number average molecular weight 130, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
PEG200: polyethylene glycol (number average molecular weight 200, manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
PEG600: polyethylene glycol (number average molecular weight 600, manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
ED-600: Polyetheramine (trade name: Jeffamine ED-600, manufactured by Huntsman, number average molecular weight 600)
PPG3000: Polypropylene glycol (number average molecular weight 3000, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- Component M3 -
PEG200: polyethylene glycol (number average molecular weight 200, manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
PEG400: polyethylene glycol (number average molecular weight 400, manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
PEG150: 3,6-dioxa-1,8-octanediol (number average molecular weight 150, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
PA150: 3,3'-diaminodipropylamine (number average molecular weight 130, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
The component derived from PA150 is not the component represented by the above formula (I-7), but is listed in column M3 for convenience.
PEG2000: polyethylene glycol (number average molecular weight 2000, manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- Component M4 -
DMBA: 2,2-bis(hydroxymethyl)butyric acid (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)
- Component M5 -
G-1000: Polybutadiene modified with hydroxyl groups at both ends NISSO-PB G-1000 (trade name, number average molecular weight 1400, manufactured by Nippon Soda Co., Ltd.)
Epol: Hydrogenated polybutadiene modified with both terminal hydroxyl groups (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., number average molecular weight 2500)
R-45HT: Hydrogenated polybutadiene modified with hydroxyl groups on both ends (trade name: poly bd R-46HT, manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd., number average molecular weight 2800)
- Component M6 -
BDO: 1,4-butanediol (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
The BDO-derived component corresponds to component M4 (the component represented by formula (I-3A) above), but is classified as "component M6" for convenience in that it does not have a functional group.
BDA: 1,4-butanediamine (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
The BDA-derived component corresponds to the component represented by formula (I-4) above.
KF-6001: modified silicone oil (product name, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 900)

[合成例A:硫化物系無機固体電解質の合成]
硫化物系無機固体電解質は、T.Ohtomo,A.Hayashi,M.Tatsumisago,Y.Tsuchida,S.Hama,K.Kawamoto,Journal of Power Sources,233,(2013),pp231-235、及び、A.Hayashi,S.Hama,H.Morimoto,M.Tatsumisago,T.Minami,Chem.Lett.,(2001),pp872-873の非特許文献を参考にして合成した。
具体的には、アルゴン雰囲気下(露点-70℃)のグローブボックス内で、硫化リチウム(LiS、Aldrich社製、純度>99.98%)2.42g及び五硫化二リン(P、Aldrich社製、純度>99%)3.90gをそれぞれ秤量し、メノウ製乳鉢に投入し、メノウ製乳棒を用いて、5分間混合した。LiS及びPの混合比は、モル比でLiS:P=75:25とした。
次いで、ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを66個投入し、上記の硫化リチウムと五硫化二リンの混合物全量を投入し、アルゴン雰囲気下で容器を完全に密閉した。フリッチュ社製遊星ボールミルP-7(商品名、フリッチュ社製)に容器をセットし、温度25℃で、回転数510rpmで20時間メカニカルミリングを行うことで、黄色粉体の硫化物系無機固体電解質(Li-P-S系ガラス、以下、LPSと表記することがある。)6.20gを得た。Li-P-S系ガラスの粒子径は2.5μmであった。
[Synthesis Example A: Synthesis of sulfide-based inorganic solid electrolyte]
Sulfide-based inorganic solid electrolytes are disclosed in T.W. Ohtomo, A.; Hayashi, M.; Tatsumisago, Y.; Tsuchida, S.; Hama, K.; Kawamoto, Journal of Power Sources, 233, (2013), pp231-235; Hayashi, S.; Hama, H.; Morimoto, M.; Tatsumisago, T.; Minami, Chem. Lett. , (2001), pp872-873.
Specifically, in a glove box under an argon atmosphere (dew point −70° C.), 2.42 g of lithium sulfide (Li 2 S, manufactured by Aldrich, purity >99.98%) and diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 , manufactured by Aldrich, purity >99%) was weighed, put into an agate mortar, and mixed for 5 minutes using an agate pestle. The mixing ratio of Li 2 S and P 2 S 5 was Li 2 S:P 2 S 5 =75:25 in terms of molar ratio.
Next, 66 zirconia beads with a diameter of 5 mm were charged into a 45 mL zirconia container (manufactured by Fritsch), the entire mixture of lithium sulfide and phosphorus pentasulfide was charged, and the container was completely sealed under an argon atmosphere. . The container is set in a planetary ball mill P-7 manufactured by Fritsch (trade name, manufactured by Fritsch), and mechanical milling is performed at a temperature of 25 ° C. and a rotation speed of 510 rpm for 20 hours to obtain a yellow powdery sulfide-based inorganic solid electrolyte. (Li--P--S glass, hereinafter sometimes referred to as LPS.) 6.20 g was obtained. The particle size of the Li—P—S glass was 2.5 μm.

[実施例1]
実施例1では、調製したバインダーを用いて、無機固体電解質含有組成物、負極用組成物及び正極用組成物を調製して、全固体二次電池を製造した。
[Example 1]
In Example 1, the prepared binder was used to prepare an inorganic solid electrolyte-containing composition, a negative electrode composition, and a positive electrode composition to manufacture an all-solid secondary battery.

<無機固体電解質含有組成物の調製>
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、上記合成例で合成したLPS4.85g、表2に示すバインダー(分散液若しくは溶液)0.15g(固形分質量)、及び酪酸ブチルを11.0g投入した。その後に、この容器をフリッチュ社製遊星ボールミルP-7(商品名)にセットした。温度25℃、回転数150rpmで10分間混合して、無機固体電解質含有組成物C-1~C-7及びBC-1~BC-6をそれぞれ調製した。
<Preparation of Inorganic Solid Electrolyte-Containing Composition>
180 zirconia beads with a diameter of 5 mm were put into a zirconia 45 mL container (manufactured by Fritsch), 4.85 g of LPS synthesized in the above synthesis example, and 0.15 g of the binder (dispersion or solution) shown in Table 2 (solid content mass ), and 11.0 g of butyl butyrate. After that, this container was set in a planetary ball mill P-7 (trade name) manufactured by Fritsch. The mixture was mixed for 10 minutes at a temperature of 25° C. and a rotation speed of 150 rpm to prepare inorganic solid electrolyte-containing compositions C-1 to C-7 and BC-1 to BC-6, respectively.

Figure 0007257520000016
Figure 0007257520000016

<表の略号>
LPS:合成例Aで合成したLi-P-S系ガラス
<Table abbreviations>
LPS: Li-P-S glass synthesized in Synthesis Example A

<全固体二次電池用固体電解質シートの作製>
ベーカー式アプリケーター(商品名:SA-201、テスター産業社製)を用いて、厚み20μmのアルミニウム箔上に上記で得られた各無機固体電解質含有組成物を塗布し、80℃で2時間加熱して、無機固体電解質含有組成物を乾燥(分散媒を除去)させた。その後、乾燥させた無機固体電解質含有組成物を、ヒートプレス機を用いて、120℃の温度及び600MPaの圧力で10秒間、加熱及び加圧して、全固体二次電池用固体電解質シートS-1~S-7及びBS-1~BS-6をそれぞれ作製した。固体電解質層の膜厚は50μmであった。
<Preparation of solid electrolyte sheet for all-solid secondary battery>
Using a Baker-type applicator (trade name: SA-201, manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.), each inorganic solid electrolyte-containing composition obtained above was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and heated at 80 ° C. for 2 hours. to dry the inorganic solid electrolyte-containing composition (remove the dispersion medium). Thereafter, the dried inorganic solid electrolyte-containing composition is heated and pressurized for 10 seconds at a temperature of 120° C. and a pressure of 600 MPa using a heat press to obtain a solid electrolyte sheet S-1 for an all-solid secondary battery. ~S-7 and BS-1 to BS-6 were produced, respectively. The film thickness of the solid electrolyte layer was 50 μm.

<正極用組成物の調製>
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、合成例Aで合成したLPSを2.7g、KYNAR FLEX 2500-20(商品名)を固形分質量として0.3g、及び酪酸ブチルを22g投入した。フリッチュ社製遊星ボールミルP-7(商品名)にこの容器をセットし、温度25℃、回転数300pmで60分間混合した。その後、正極活物質としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3(NMC)7.0gを投入し、同様に、遊星ボールミルP-7(商品名)にこの容器をセットし、温度25℃、回転数100rpmで5分間混合を続けた。こうして、正極用組成物(スラリー)を調製した。
バインダーを形成するポリマーとして用いた「KYNAR FLEX 2500-20」は、上記測定方法による10回引張ヒステリシス損失及び30回引張ヒステリシス損失を満たさない。
<Preparation of positive electrode composition>
180 zirconia beads with a diameter of 5 mm were placed in a zirconia 45 mL container (manufactured by Fritsch), 2.7 g of LPS synthesized in Synthesis Example A, and KYNAR FLEX 2500-20 (trade name) as a solid content mass of 0.00. 3 g, and 22 g of butyl butyrate. This container was set in a planetary ball mill P-7 (trade name) manufactured by Fritsch, and mixed at a temperature of 25° C. and a rotation speed of 300 pm for 60 minutes. After that, 7.0 g of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (NMC) was added as a positive electrode active material. Mixing was continued for 5 minutes at 25° C. and 100 rpm. Thus, a positive electrode composition (slurry) was prepared.
"KYNAR FLEX 2500-20" used as the polymer forming the binder does not satisfy the 10 times tensile hysteresis loss and the 30 times tensile hysteresis loss by the above measuring method.

<全固体二次電池用正極シートの作製>
ベーカー式アプリケーター(商品名:SA-201)を用いて、厚み20μmのアルミニウム箔上に調製した正極用組成物を塗布し、80℃で2時間加熱して、正極用組成物を乾燥(分散媒を除去)させた。その後、乾燥させた正極用組成物を、ヒートプレス機を用いて25℃で加圧(10MPa、1分)して、膜厚80μmの正極活物質層を有する全固体二次電池用正極シートを作製した。
<Preparation of positive electrode sheet for all-solid secondary battery>
Using a baker applicator (trade name: SA-201), the positive electrode composition prepared on an aluminum foil having a thickness of 20 μm is applied and heated at 80 ° C. for 2 hours to dry the positive electrode composition (dispersion medium removed). Thereafter, the dried positive electrode composition is pressed at 25° C. using a heat press (10 MPa, 1 minute) to obtain a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery having a positive electrode active material layer with a thickness of 80 μm. made.

<負極用組成物の調製>
ジルコニア製45mL容器(フリッチュ社製)に、直径5mmのジルコニアビーズを180個投入し、合成例Aで合成したLPSを4.0g、表3に示すバインダー(分散液若しくは溶液)0.3g(固形分質量)、及び酪酸ブチルを12.0g投入した。フリッチュ社製遊星ボールミルP-7(商品名)にこの容器をセットし、温度25℃、回転数300pmで60分間混合した。その後、負極活物質としてケイ素5.3g、導電助剤としてアセチレンブラック(デンカ社製)0.4gを投入し、同様に、遊星ボールミルP-7に容器をセットして、温度25℃、回転数100rpmで10分間混合して、負極用組成物U-1~U-7及びV-1~V-6をそれぞれ調製した。
<Preparation of negative electrode composition>
180 zirconia beads with a diameter of 5 mm were placed in a zirconia 45 mL container (manufactured by Fritsch), 4.0 g of LPS synthesized in Synthesis Example A, and 0.3 g of a binder (dispersion or solution) shown in Table 3 (solid portion), and 12.0 g of butyl butyrate. This container was set in a planetary ball mill P-7 (trade name) manufactured by Fritsch, and mixed at a temperature of 25° C. and a rotation speed of 300 pm for 60 minutes. After that, 5.3 g of silicon as a negative electrode active material and 0.4 g of acetylene black (manufactured by Denka Co., Ltd.) as a conductive agent were added. Mixing was carried out at 100 rpm for 10 minutes to prepare negative electrode compositions U-1 to U-7 and V-1 to V-6, respectively.

Figure 0007257520000017
Figure 0007257520000017

<表の略号>
Si:パウダー(商品名:APS、平均粒径1~5μm、Alfa Aesar社製)
LPS:合成例Aで合成したLi-P-S系ガラス
AB:アセチレンブラック(デンカ社製)
<Table abbreviations>
Si: powder (trade name: APS, average particle size 1 to 5 μm, manufactured by Alfa Aesar)
LPS: Li-P-S-based glass synthesized in Synthesis Example A AB: Acetylene black (manufactured by Denka)

<全固体二次電池用負極シートの作製>
ベーカー式アプリケーター(商品名:SA-201)を用いて、厚み20μmの銅箔上に調製した負極用組成物を塗布し、80℃で2時間加熱して、負極用組成物を乾燥(分散媒を除去)させた。その後、乾燥させた負極用組成物を、ヒートプレス機を用いて25℃で加圧(10MPa、1分)して、膜厚80μmの負極活物質層を有する全固体二次電池用負極シートPU-1~PU-7及びPV-1~PV-6を作製した。
<Preparation of negative electrode sheet for all-solid secondary battery>
Using a baker applicator (trade name: SA-201), the negative electrode composition prepared on a copper foil having a thickness of 20 μm is applied and heated at 80° C. for 2 hours to dry the negative electrode composition (dispersion medium removed). Thereafter, the dried negative electrode composition is pressed at 25° C. using a heat press (10 MPa, 1 minute) to obtain a negative electrode sheet PU for an all-solid secondary battery having a negative electrode active material layer with a thickness of 80 μm. -1 to PU-7 and PV-1 to PV-6 were produced.

<固体電解質層を備えた全固体二次電池用負極シートの作製>
次いで、表4の「負極活物質層」欄に示す各全固体二次電池用負極シートの負極活物質層上に、表4の「固体電解質層」欄に示す全固体二次電池用固体電解質シートを、固体電解質層が負極活物質層に接するように重ね、プレス機を用いて温度25℃、加圧力50MPaで加圧して、転写(積層)した。得られた積層体を、更に温度25℃、加圧力600MPaで加圧することにより、固体電解質層を備えた全固体二次電池用負極シートをそれぞれ作製した。各シートにおいて、固体電解質層の膜厚は50μmであり、負極活物質層の膜厚は75μmであった。
<Preparation of Negative Electrode Sheet for All-Solid Secondary Battery Equipped with Solid Electrolyte Layer>
Next, on the negative electrode active material layer of each all-solid secondary battery negative electrode sheet shown in the "negative electrode active material layer" column of Table 4, the all-solid secondary battery solid electrolyte shown in the "solid electrolyte layer" column of Table 4 The sheets were stacked so that the solid electrolyte layer was in contact with the negative electrode active material layer, and were transferred (laminated) by pressing with a press at a temperature of 25° C. and a pressure of 50 MPa. The obtained laminate was further pressed at a temperature of 25° C. and a pressure of 600 MPa to prepare a negative electrode sheet for an all-solid secondary battery having a solid electrolyte layer. In each sheet, the thickness of the solid electrolyte layer was 50 μm, and the thickness of the negative electrode active material layer was 75 μm.

[試験例:屈曲前後での電池抵抗の測定]
<全固体二次電池用負極シートの屈曲試験>
上記固体電解質層を備えた各全固体二次電池用負極シートから幅3cm×長さ14cmの長方形の試験片を切り出した。切り出した試験片を、円筒形マンドレル試験機(商品コード056、マンドレル直径10mm、Allgood社製)を用いて、日本産業規格(JIS) K5600-5-1(耐屈曲性(円筒形マンドレル:タイプ2の試験装置を用いた試験)、国際標準規格(ISO)1519と同試験。)に従って、屈曲させた。次いで、屈曲させたシートを元に戻した。この屈曲及び復元を1回として10回繰り返した。なお、試験片は、その固体電解質層をマンドレルとは逆側(基材をマンドレル側)に、かつ試験片の幅方向をマンドレルの中心軸に略平行に、セットした。
こうして、上記屈曲試験を行った試験片を作製した。
[Test example: Measurement of battery resistance before and after bending]
<Bending test of negative electrode sheet for all-solid secondary battery>
A rectangular test piece having a width of 3 cm and a length of 14 cm was cut out from each negative electrode sheet for an all-solid secondary battery having the solid electrolyte layer. Using a cylindrical mandrel tester (product code 056, mandrel diameter 10 mm, manufactured by Allgood), the cut test piece is tested according to Japanese Industrial Standards (JIS) K5600-5-1 (flex resistance (cylindrical mandrel: type 2 ), the same test as International Standard (ISO) 1519). Then, the bent sheet was put back. This flexion and restoration was repeated 10 times. The test piece was set so that the solid electrolyte layer was on the opposite side of the mandrel (the substrate was on the mandrel side) and the width direction of the test piece was substantially parallel to the central axis of the mandrel.
In this way, a test piece subjected to the bending test was produced.

<全固体二次電池の製造>
全固体二次電池は、上記屈曲試験を行っていない、固体電解質層を備えた各全固体二次電池用負極シート(以下、非屈曲シートという。)と、上記屈曲試験を行った試験片(以下、屈曲試験片という。)とを用いて、製造した。
すなわち、非屈曲シート及び屈曲試験片それぞれから直径14.5mmの円板状負極シートを切り出し、それぞれを、図2に示すように、スペーサーとワッシャー(図2において図示せず)を組み込んだステンレス製の2032型コインケース11に入れた。次いで、この円板状負極シートの固体電解質層上に直径14.0mmで打ち抜いた全固体二次電池用正極シート(正極活物質層、アルミニウム箔は剥離済み)を重ねた。その上に更にステンレス鋼箔(正極集電体)を重ねて全固体二次電池用積層体12(銅箔-負極活物質層-固体電解質層-正極活物質層-ステンレス鋼箔からなる積層体)を形成した。その後、2032型コインケース11をかしめることで、図2に示すコイン型全固体二次電池101~108及びc11~c16をそれぞれ製造した。このようにして製造したコイン型全固体二次電池13は図1に示す層構成を有する。
なお、同一の電池No.で表わされる全固体二次電池は、同一の負極シートNo.で表わされる全固体二次電池用負極シートに由来する非屈曲シート又は屈曲試験片を用いて製造した1組の電池を含む。
<Production of all-solid secondary battery>
The all-solid secondary battery consists of each negative electrode sheet for an all-solid secondary battery (hereinafter referred to as a non-flexible sheet) having a solid electrolyte layer that has not been subjected to the bending test, and a test piece that has undergone the bending test ( hereinafter referred to as a bending test piece).
That is, a disc-shaped negative electrode sheet with a diameter of 14.5 mm was cut out from each of the non-flexing sheet and the bending test piece, and as shown in FIG. 2032 type coin case 11. Next, a positive electrode sheet for an all-solid secondary battery (positive electrode active material layer and aluminum foil already peeled off) punched out with a diameter of 14.0 mm was overlaid on the solid electrolyte layer of this disk-shaped negative electrode sheet. A stainless steel foil (positive electrode current collector) is further overlaid on it, and the all-solid secondary battery laminate 12 (copper foil-negative electrode active material layer-solid electrolyte layer-positive electrode active material layer-stainless steel foil laminate ) was formed. Thereafter, the 2032-type coin case 11 was crimped to manufacture the coin-type all-solid-state secondary batteries 101 to 108 and c11 to c16 shown in FIG. The coin-type all-solid-state secondary battery 13 manufactured in this manner has the layer structure shown in FIG.
Note that the same battery No. The all-solid secondary battery represented by the same negative electrode sheet No. A set of batteries manufactured using a non-flexing sheet or a bending test piece derived from the negative electrode sheet for an all-solid secondary battery represented by is included.

<電池抵抗の評価>
全固体二次電池101~108及びc11~c16の電池特性として、非屈曲シート又は屈曲試験片を用いて製造した各組の電池について電池抵抗を測定して、電池抵抗の変化率を評価した。
各全固体二次電池の抵抗を、充放電評価装置:TOSCAT-3000(商品名、東洋システム社製)により評価した。具体的には、各全固体二次電池を、それぞれ、電流密度0.1mA/cmで電池電圧が4.2Vに達する充電した。その後、電流密度0.2mA/cmで電池電圧が2.5Vに達するまで放電した。この充電1回と放電1回とを充放電1サイクルとして繰り返して2サイクル充放電して、2サイクル目の5mAh/g(活物質質量1g当たりの電気量)放電後の電池電圧を読み取った。
同一の電池No.で表わされる1組の全固体二次電池において、電池電圧の変化率([屈曲試験片を用いて製造した全固体二次電池の抵抗値/非屈曲シートを用いて製造した全固体二次電池の抵抗値]×100(%))を求め、この変化率を抵抗変化率として下記評価ランクのいずれに含まれるかにより、全固体二次電池の屈曲耐久性を評価した。
本試験において、評価ランクが高いほど、構成層の屈曲耐久性が高くなり、構成層の作製時等に作用する屈曲及び復元に起因する電池性能の低下(電池抵抗の上昇)を抑えることができる。本試験の合格レベルは評価ランク「3」以上である。

- 評価ランク -
8: 100%≦抵抗変化率<101%
7: 101%≦抵抗変化率<105%
6: 105%≦抵抗変化率<108%
5: 108%≦抵抗変化率<110%
4: 110%≦抵抗変化率<115%
3: 115%≦抵抗変化率<118%
2: 118%≦抵抗変化率<120%
1: 120%≦抵抗変化率
<Evaluation of battery resistance>
As the battery characteristics of the all-solid secondary batteries 101 to 108 and c11 to c16, the battery resistance was measured for each set of batteries manufactured using the non-flexing sheet or the bending test piece, and the change rate of the battery resistance was evaluated.
The resistance of each all-solid secondary battery was evaluated with a charge/discharge evaluation device: TOSCAT-3000 (trade name, manufactured by Toyo System Co., Ltd.). Specifically, each all-solid secondary battery was charged to a battery voltage of 4.2 V at a current density of 0.1 mA/cm 2 . After that, the battery was discharged at a current density of 0.2 mA/cm 2 until the battery voltage reached 2.5V. This cycle of charging and discharging was repeated for 2 cycles, and the battery voltage was read after discharging at 5 mAh/g (amount of electricity per 1 g of active material mass) in the second cycle.
The same battery No. In one set of all-solid-state secondary batteries represented by, the rate of change in battery voltage ([resistance value of all-solid-state secondary battery manufactured using bending test piece / all-solid-state secondary battery manufactured using non-flexing sheet resistance value]×100 (%)), and the bending durability of the all-solid-state secondary battery was evaluated based on which of the following evaluation ranks this rate of change was included in as a rate of change in resistance.
In this test, the higher the evaluation rank, the higher the flexing durability of the constituent layers, and the deterioration of battery performance (increase in battery resistance) due to the flexing and restoration that act during the preparation of the constituent layers can be suppressed. . The passing level of this test is an evaluation rank of "3" or higher.

- Evaluation rank -
8: 100% ≤ resistance change rate < 101%
7: 101% ≤ resistance change rate < 105%
6: 105% ≤ resistance change rate < 108%
5: 108% ≤ resistance change rate < 110%
4: 110% ≤ resistance change rate < 115%
3: 115% ≤ resistance change rate < 118%
2: 118% ≤ resistance change rate < 120%
1: 120% ≤ resistance change rate

Figure 0007257520000018
Figure 0007257520000018

表4に示す結果から次のことが分かる。
すなわち、本発明で規定する10回引張ヒステリシス損失を満たすポリマーを含むバインダーを含有しない無機固体電解質含有組成物は、全固体二次電池の構成層の形成に用いても、得られる全固体二次電池について、充放電2サイクル目の充放電後の電池電圧が低下し、屈曲耐久性に優れた構成層を実現できない。そのため、この無機固体電解質含有組成物で形成した構成層を備えた全固体二次電池は電池電圧の上昇が大きい。
これに対して、本発明で規定する10回引張ヒステリシス損失を満たすポリマーを含むバインダーを含有する無機固体電解質含有組成物は、全固体二次電池の構成層の形成に用いることにより、得られる構成層に優れた屈曲耐久性を実現でき、これを用いた全固体二次電池は、構成層に屈曲及び復元が作用していても電池電圧の低下が防止され、優れた電池性能を示すことが分かる。
特に、無機固体電解質含有組成物が含有するバインダーが、10回引張ヒステリシス損失に加えて、30回引張ヒステリシス損失、引張弾性率及び破断伸びを満たすポリマーを含むバインダーであると、構成層の耐屈曲性及び全固体二次電池の電池性能について、より高いレベルで実現させることが可能になることが分かる。
The results shown in Table 4 reveal the following.
That is, the binder-free inorganic solid electrolyte-containing composition containing a polymer that satisfies the 10-times tensile hysteresis loss specified in the present invention can be used to form the constituent layers of an all-solid secondary battery, and the all-solid secondary battery can be obtained. As for the battery, the battery voltage after charging and discharging in the second charging and discharging cycle is lowered, and a constituent layer having excellent bending durability cannot be realized. Therefore, an all-solid secondary battery having a constituent layer formed of this inorganic solid electrolyte-containing composition has a large increase in battery voltage.
On the other hand, an inorganic solid electrolyte-containing composition containing a binder containing a polymer that satisfies the 10-fold tensile hysteresis loss specified in the present invention is used to form the constituent layers of an all-solid secondary battery. It is possible to realize excellent bending durability in the layer, and an all-solid-state secondary battery using this can prevent a decrease in battery voltage even when the constituent layers are bent and restored, and can exhibit excellent battery performance. I understand.
In particular, when the binder contained in the inorganic solid electrolyte-containing composition is a binder containing a polymer that satisfies the 30-times tensile hysteresis loss, the tensile elastic modulus and the breaking elongation in addition to the 10-times tensile hysteresis loss, the flex resistance of the constituent layers It can be seen that it is possible to achieve a higher level of performance and the battery performance of the all-solid secondary battery.

本発明をその実施態様とともに説明したが、我々は特に指定しない限り我々の発明を説明のどの細部においても限定しようとするものではなく、添付の請求の範囲に示した発明の精神と範囲に反することなく幅広く解釈されるべきであると考える。 While we have described our invention in conjunction with embodiments thereof, we do not intend to limit our invention in any detail to the description unless specified otherwise, which is contrary to the spirit and scope of the invention as set forth in the appended claims. I think it should be interpreted broadly.

本願は、2019年7月26日に日本国で特許出願された特願2019-137624に基づく優先権を主張するものであり、これはここに参照してその内容を本明細書の記載の一部として取り込む。 This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2019-137624 filed in Japan on July 26, 2019, the contents of which are incorporated herein by reference. taken in as a part.

1 負極集電体
2 負極活物質層
3 固体電解質層
4 正極活物質層
5 正極集電体
6 作動部位
10 全固体二次電池
11 2032型コインケース
12 全固体二次電池用積層体
13 コイン型全固体二次電池
1 Negative Electrode Current Collector 2 Negative Electrode Active Material Layer 3 Solid Electrolyte Layer 4 Positive Electrode Active Material Layer 5 Positive Electrode Current Collector 6 Operating Part 10 All Solid Secondary Battery 11 2032 Type Coin Case 12 All Solid Secondary Battery Laminate 13 Coin Type All-solid secondary battery

Claims (14)

周期律表第1族若しくは第2族に属する金属のイオンの伝導性を有する無機固体電解質と、バインダーとを含有する無機固体電解質含有組成物であって、
前記バインダーが、JIS K 7312-1996に準拠して下記測定条件で引張り及び復元を10回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失が40%未満となるポリマーを含み、該ポリマーが、ウレタン結合、ウレア結合、アミド結合、イミド結合及びエステル結合から選ばれる少なくとも1種の結合と、ポリエチレンオキシ鎖、ポリプロピレンオキシ鎖及びポリテトラメチレンオキシ鎖から選ばれる少なくとも2種のポリエーテル構造とを主鎖に有し、該少なくとも2種のポリエーテル構造の数平均分子量が400以下である、無機固体電解質含有組成物。
<測定条件>
短冊状試験片:幅5mm、長さ50mm、膜厚80μm
チャック間距離:30mm
引張及び復元の速度:3mm/min
伸び:10%
An inorganic solid electrolyte-containing composition containing an inorganic solid electrolyte having ion conductivity of a metal belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table and a binder,
The binder contains a polymer having a tensile hysteresis loss of less than 40% in a stress-strain curve obtained by repeating tension and recovery ten times under the following measurement conditions in accordance with JIS K 7312-1996 , At least one bond selected from a urethane bond, a urea bond, an amide bond, an imide bond and an ester bond, and at least two polyether structures selected from a polyethyleneoxy chain, a polypropyleneoxy chain and a polytetramethyleneoxy chain. An inorganic solid electrolyte-containing composition having a chain, wherein the at least two polyether structures have a number average molecular weight of 400 or less .
<Measurement conditions>
Strip-shaped test piece: width 5 mm, length 50 mm, film thickness 80 μm
Distance between chucks: 30mm
Speed of tension and recovery: 3mm/min
Elongation: 10%
前記ポリマーが、JIS K 7312-1996に準拠して前記測定条件で引張り及び復元を30回繰り返して得た応力-ひずみ曲線における引張ヒステリシス損失が35%未満である、請求項1に記載の無機固体電解質含有組成物。 The inorganic solid according to claim 1, wherein the polymer has a tensile hysteresis loss of less than 35% in a stress-strain curve obtained by repeating tension and recovery 30 times under the measurement conditions in accordance with JIS K 7312-1996. Electrolyte-containing compositions. 前記ポリマーが、400MPa以上の引張弾性率を有する、請求項1又は2に記載の無機固体電解質含有組成物。 3. The inorganic solid electrolyte-containing composition according to claim 1, wherein said polymer has a tensile modulus of 400 MPa or more. 前記ポリマーが、300%以上の破断伸びを有する、請求項1~3のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物。 The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer has a breaking elongation of 300% or more. 前記ポリマーが、下記式(I-1)で表される構成成分30~50モル%と、下記式(I-3A)で表される構成成分4~10モル%と、下記式(I-3B)で表される構成成分43モル%以下と、下記式(I-3C)で表される構成成分3~10モル%を有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物。The polymer comprises 30 to 50 mol% of a component represented by the following formula (I-1), 4 to 10 mol% of a component represented by the following formula (I-3A), and the following formula (I-3B ) and 3 to 10 mol% of the constituent component represented by the following formula (I-3C), the inorganic solid electrolyte according to any one of claims 1 to 4. Containing composition.
Figure 0007257520000019
Figure 0007257520000019
式中、RIn the formula, R P1P1 は分子量又は質量平均分子量が20以上200,000以下の分子鎖を示す。Rindicates a molecular chain having a molecular weight or a weight average molecular weight of 20 or more and 200,000 or less. R. P2AP2A は低分子量の炭化水素基からなる鎖であって下記官能基群(I)から選択される少なくとも1つの官能基を有する鎖を示す。Rrepresents a chain composed of a low-molecular-weight hydrocarbon group and having at least one functional group selected from the following functional group group (I). R. P2BP2B はポリアルキレンオキシ鎖(ただし、前記ポリエーテル構造を除く)を示す。Rrepresents a polyalkyleneoxy chain (excluding the polyether structure). R. P2CP2C は炭化水素ポリマー鎖を示す。indicates a hydrocarbon polymer chain.
<官能基群(I)><Functional group group (I)>
カルボキシ基、スルホン酸基、リン酸基、アミノ基、ヒドロキシ基、スルファニル基、イソシアナト基、アルコキシシリル基及び3環以上の縮環構造を有する基Carboxy groups, sulfonic acid groups, phosphoric acid groups, amino groups, hydroxy groups, sulfanyl groups, isocyanato groups, alkoxysilyl groups, and groups having three or more condensed ring structures
前記ポリエーテル構造を含む構成成分の合計含有率が10~60モル%である、請求項1~5のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物。The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the total content of the components containing the polyether structure is 10 to 60 mol%. 活物質を含有する、請求項1~6のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物 The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 6, which contains an active material . 前記活物質が、ケイ素元素又はスズ元素を含有する活物質である、請求項7に記載の無機固体電解質含有組成物。8. The composition containing an inorganic solid electrolyte according to claim 7, wherein said active material is an active material containing elemental silicon or elemental tin. 導電助剤を含有する、請求項1~8のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物。The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 8, which contains a conductive aid. 前記無機固体電解質が硫化物系無機固体電解質である、請求項1~9のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物。The inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 9, wherein the inorganic solid electrolyte is a sulfide-based inorganic solid electrolyte. 請求項1~10のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物で構成した層を有する全固体二次電池用シート。A sheet for an all-solid secondary battery having a layer composed of the inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 10. 正極活物質層と固体電解質層と負極活物質層とをこの順で具備する全固体二次電池であって、An all-solid secondary battery comprising a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer and a negative electrode active material layer in this order,
前記正極活物質層、前記固体電解質層及び前記負極活物質層の少なくとも1つの層が、請求項1~10のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物で構成した層である、全固体二次電池。At least one layer of the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer is a layer composed of the inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 10. Solid secondary battery.
請求項1~10のいずれか1項に記載の無機固体電解質含有組成物を製膜する、全固体二次電池用シートの製造方法。A method for producing a sheet for an all-solid secondary battery, comprising forming a film from the inorganic solid electrolyte-containing composition according to any one of claims 1 to 10. 請求項13に記載の製造方法を経て全固体二次電池を製造する、全固体二次電池の製造方法。A method for manufacturing an all-solid secondary battery, comprising manufacturing an all-solid secondary battery through the manufacturing method according to claim 13 .
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