JP7341957B2 - Non-aqueous secondary battery - Google Patents

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Description

本開示は、非水系二次電池に関する。 The present disclosure relates to non-aqueous secondary batteries.

非水系二次電池において、正極と負極とを絶縁させる目的で絶縁層又はセパレータが使用されている。
例えば特許文献1又は特許文献2には、正極活物質又は負極活物質を含む活物質層と、この活物質層の上に積層された耐熱性高分子及び無機フィラーを含む耐熱性多孔質層とを備えた非水電解質電池用電極シートが開示されている。
例えば特許文献3には、正極と、負極と、フッ素系樹脂及び絶縁性無機粒子を含有するセラミックセパレータ層と、リチウムイオン伝導性非水電解質とを含む電池要素と、電池要素を収容する外装体と、を備えたリチウムイオン二次電池が開示されている。
例えば特許文献4には、互いに平均粒径の異なる2種以上の樹脂粒子を含有するセパレータ層形成用組成物を電極上に塗工する工程と、電極上に塗工されたセパレータ層形成用組成物を塗工端部から乾燥させて電極上に該電極と一体化したセパレータ層を形成する工程と、セパレータ層が形成された電極と、対極と、電解液とを用いて二次電池を構築する工程と、を有する二次電池の製造方法が開示されている。
例えば特許文献5には、平均粒径0.5μm~3.0μmの水酸化マグネシウムを含む多孔質層であるセパレータと、電極とを接合一体化してなるリチウムイオン二次電池用セパレータ電極一体型蓄電素子が開示されている。
例えば特許文献6には、正極と、負極と、正極と負極との間に配置され正極と負極のうち少なくとも一方を接着する接着性樹脂層とを備えた電池であって、接着性樹脂層が平均径0.01μm~1μmのフィラーと樹脂とを含む電池が開示されている。
例えば特許文献7には、固体粒状材料及びポリマー結合剤を含有するセパレータ前駆体溶液を電極上にスクリーン印刷により配置する工程と、セパレータ前駆体溶液を薄膜の形態の多孔性セパレータに変化させる工程と、を有する多孔性セパレータの製造方法が開示されている。
例えば特許文献8には、多孔質基材と、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を含み結晶サイズが1nm~13nmである接着性多孔質層と、を備えたセパレータを用いた非水系二次電池が開示されている。
例えば特許文献9には、多孔質基材と、重量平均分子量60万~300万のポリフッ化ビニリデン系樹脂を含み空孔率が30%~60%である接着性多孔質層と、を備えたセパレータを用いた非水系二次電池が開示されている。
例えば特許文献10には、無機粒子及び有機バインダを含む複合材料からなり、顔料体積濃度と臨界顔料体積濃度との比が0.7~1.15であるセパレータを用いた蓄電デバイスが開示されている。
例えば特許文献11には、集電体と、集電体の一面に形成された電極活物質層と、電極活物質層上に形成され、無機粒子及びバインダ高分子を含む有無機多孔性層と、有無機多孔性層上に形成された多孔性の第1支持層と、を含むシート型の二次電池用電極が開示されている。
例えば特許文献12には、多孔質基材と、バインダ樹脂及び平均一次粒径が0.01μm以上0 .30μm未満である硫酸バリウム粒子を含み硫酸バリウム粒子の体積割合が50体積%~90体積%である耐熱性多孔質層と、を備えたセパレータを用いた非水系二次電池が開示されている。
例えば特許文献13には、正極活物質層を有する正極と、負極活物質層を有する負極と、セパレータと、電解液と、正極活物質層又は負極活物質層とセパレータとの間に配置されたAl及びポリフッ化ビニリデンを含有する無機粒子層と、を有するリチウムイオン二次電池が開示されている。
例えば特許文献14には、多孔質基材と、単量体成分としてフッ化ビニリデン及びアクリル系モノマーを含み融点が130℃~148℃であるポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層と、を備えたセパレータを用いた非水系二次電池が開示されている。
In non-aqueous secondary batteries, an insulating layer or a separator is used to insulate a positive electrode and a negative electrode.
For example, Patent Document 1 or Patent Document 2 describes an active material layer containing a positive electrode active material or a negative electrode active material, and a heat-resistant porous layer containing a heat-resistant polymer and an inorganic filler laminated on the active material layer. An electrode sheet for a non-aqueous electrolyte battery is disclosed.
For example, Patent Document 3 describes a battery element including a positive electrode, a negative electrode, a ceramic separator layer containing a fluororesin and insulating inorganic particles, a lithium ion conductive nonaqueous electrolyte, and an exterior body housing the battery element. A lithium ion secondary battery is disclosed.
For example, Patent Document 4 describes a step of coating an electrode with a composition for forming a separator layer containing two or more types of resin particles having different average particle sizes, and a step of coating the composition for forming a separator layer on an electrode. A process of drying the object from the coated end to form a separator layer on the electrode that is integrated with the electrode, and constructing a secondary battery using the electrode with the separator layer formed, a counter electrode, and an electrolyte. A method for manufacturing a secondary battery is disclosed, which includes the steps of:
For example, Patent Document 5 discloses a separator-electrode integrated power storage for lithium ion secondary batteries, which is formed by bonding and integrating a separator, which is a porous layer containing magnesium hydroxide with an average particle size of 0.5 μm to 3.0 μm, and an electrode. A device is disclosed.
For example, Patent Document 6 discloses a battery including a positive electrode, a negative electrode, and an adhesive resin layer disposed between the positive electrode and the negative electrode and bonding at least one of the positive electrode and the negative electrode, the adhesive resin layer being A battery containing a resin and a filler having an average diameter of 0.01 μm to 1 μm is disclosed.
For example, U.S. Pat. No. 5,002,300 describes the steps of disposing a separator precursor solution containing a solid particulate material and a polymeric binder onto an electrode by screen printing, and converting the separator precursor solution into a porous separator in the form of a thin film. A method of manufacturing a porous separator having the following is disclosed.
For example, Patent Document 8 discloses a nonaqueous secondary battery using a separator including a porous base material and an adhesive porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin and having a crystal size of 1 nm to 13 nm. ing.
For example, Patent Document 9 discloses a method comprising a porous base material and an adhesive porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin having a weight average molecular weight of 600,000 to 3,000,000 and having a porosity of 30% to 60%. A non-aqueous secondary battery using a separator has been disclosed.
For example, Patent Document 10 discloses an electricity storage device using a separator made of a composite material containing inorganic particles and an organic binder and having a ratio of pigment volume concentration to critical pigment volume concentration of 0.7 to 1.15. There is.
For example, Patent Document 11 describes a current collector, an electrode active material layer formed on one surface of the current collector, and an inorganic and inorganic porous layer formed on the electrode active material layer and containing inorganic particles and a binder polymer. , a porous first support layer formed on an inorganic porous layer, and a sheet-type secondary battery electrode is disclosed.
For example, Patent Document 12 describes a porous base material, a binder resin, and an average primary particle size of 0.01 μm or more. A non-aqueous secondary battery using a separator comprising a heat-resistant porous layer containing barium sulfate particles having a diameter of less than 30 μm and having a volume proportion of barium sulfate particles of 50% to 90% by volume is disclosed.
For example, Patent Document 13 describes a positive electrode having a positive electrode active material layer, a negative electrode having a negative electrode active material layer, a separator, an electrolytic solution, and a positive electrode disposed between the positive electrode active material layer or the negative electrode active material layer and the separator. A lithium ion secondary battery is disclosed that includes an inorganic particle layer containing Al 2 O 3 and polyvinylidene fluoride.
For example, Patent Document 14 describes a porous base material, an adhesive porous layer containing a polyvinylidene fluoride resin containing vinylidene fluoride and an acrylic monomer as monomer components and having a melting point of 130° C. to 148° C.; A non-aqueous secondary battery using a separator comprising:

特開2010-056037号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-056037 特開2011-108516号公報JP2011-108516A 特開2015-191710号公報Japanese Patent Application Publication No. 2015-191710 特開2016-177962号公報Japanese Patent Application Publication No. 2016-177962 特開2017-123269号公報Japanese Patent Application Publication No. 2017-123269 特許第4077045号公報Patent No. 4077045 特許第4790880号公報Patent No. 4790880 特許第4988972号公報Patent No. 4988972 特許第5129895号公報Patent No. 5129895 特許第5880555号公報Patent No. 5880555 特許第5938523号公報Patent No. 5938523 特許第6526359号公報Patent No. 6526359 特許第6597267号公報Patent No. 6597267 国際公開第2018/212252号International Publication No. 2018/212252

非水系二次電池は、放電特性、クーロン効率、セル強度のいずれにも優れ、すなわち信頼性が高いことが望まれる。非水系二次電池を構成する部材の一つである絶縁層には、非水系二次電池の信頼性を高めるために、電気的絶縁性、イオン透過性、電極に対する接着性などが要求される。 Nonaqueous secondary batteries are desired to have excellent discharge characteristics, coulombic efficiency, and cell strength, that is, to have high reliability. The insulating layer, which is one of the components of non-aqueous secondary batteries, is required to have electrical insulation properties, ion permeability, adhesion to electrodes, etc. in order to increase the reliability of non-aqueous secondary batteries. .

本開示の実施形態は、上記状況のもとになされた。
本開示の実施形態は、信頼性の高い非水系二次電池を提供することを目的とし、これを達成することを課題とする。
The embodiments of the present disclosure were made under the above circumstances.
Embodiments of the present disclosure aim to provide a highly reliable non-aqueous secondary battery, and aim to achieve this.

前記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。 Specific means for solving the above problem include the following aspects.

<1> 正極と、負極と、一方の面が前記正極に接し他方の面が前記負極に接する単一層であり、フッ化ビニリデン及び下記の一般式(1)で表される単量体を重合成分に含むポリフッ化ビニリデン系樹脂並びに無機粒子を含有する絶縁層と、電解液と、を備える非水系二次電池。 <1> A single layer consisting of a positive electrode and a negative electrode, one surface of which is in contact with the positive electrode and the other surface of which is in contact with the negative electrode, in which vinylidene fluoride and a monomer represented by the following general formula (1) are polymerized. A non-aqueous secondary battery comprising an insulating layer containing a polyvinylidene fluoride resin and inorganic particles as components, and an electrolyte.


一般式(1)中、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5のアルキル基、カルボキシ基、又はカルボキシ基の誘導体を表し、Xは、単結合、炭素数1~5のアルキレン基、又は置換基を有する炭素数1~5のアルキレン基を表し、Yは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのカルボキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、又は-R-O-C(=O)-(CH-C(=O)-OH(Rは炭素数1~5のアルキレン基を表し、nは0以上の整数を表す。)を表す。

In general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a carboxy group, or a derivative of a carboxy group, and X is a single represents a bond, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms having a substituent, and Y is substituted with a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydroxy group. an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one carboxy group, or -R-O-C(=O)-(CH 2 ) n -C(=O )-OH (R represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer of 0 or more).

<2> 前記無機粒子が金属水酸化物粒子及び金属硫酸塩粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、<1>に記載の非水系二次電池。
<3> 前記絶縁層に含まれる前記無機粒子の平均一次粒径が0.01μm以上1.00μm未満である、<1>又は<2>に記載の非水系二次電池。
<4> 前記絶縁層に占める前記無機粒子の質量割合が50質量%以上90質量%未満である、<1>~<3>のいずれか1つに記載の非水系二次電池。
<5> 前記絶縁層の厚さが5μm以上30μm以下である、<1>~<4>のいずれか1つに記載の非水系二次電池。
<6> 前記絶縁層の空孔率が40%以上80%未満である、<1>~<5>のいずれか1つに記載の非水系二次電池。
<7> 前記絶縁層の単位面積当たりの質量が4g/m以上40g/m未満である、<1>~<6>のいずれか1つに記載の非水系二次電池。
<8> リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る、<1>~<7>のいずれか1つに記載の非水系二次電池。
<2> The non-aqueous secondary battery according to <1>, wherein the inorganic particles include at least one selected from the group consisting of metal hydroxide particles and metal sulfate particles.
<3> The non-aqueous secondary battery according to <1> or <2>, wherein the inorganic particles included in the insulating layer have an average primary particle size of 0.01 μm or more and less than 1.00 μm.
<4> The non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <3>, wherein a mass proportion of the inorganic particles in the insulating layer is 50% by mass or more and less than 90% by mass.
<5> The nonaqueous secondary battery according to any one of <1> to <4>, wherein the insulating layer has a thickness of 5 μm or more and 30 μm or less.
<6> The non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <5>, wherein the insulating layer has a porosity of 40% or more and less than 80%.
<7> The non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <6>, wherein the insulating layer has a mass per unit area of 4 g/m 2 or more and less than 40 g/m 2 .
<8> The non-aqueous secondary battery according to any one of <1> to <7>, which obtains an electromotive force by doping and dedoping lithium ions.

本開示によれば、信頼性の高い非水系二次電池が提供される。 According to the present disclosure, a highly reliable non-aqueous secondary battery is provided.

本開示の非水系二次電池の実施形態例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing an embodiment of a non-aqueous secondary battery of the present disclosure.

以下に、本開示の実施形態について説明する。これらの説明及び実施例は実施形態を例示するものであり、実施形態の範囲を制限するものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described below. These descriptions and examples are illustrative of the embodiments and do not limit the scope of the embodiments.

本開示において「A及び/又はB」は、「A及びBのうちの少なくとも1つ」と同義である。つまり、「A及び/又はB」は、Aだけであってもよいし、Bだけであってもよいし、A及びBの組み合わせであってもよい、という意味である。 In the present disclosure, "A and/or B" is synonymous with "at least one of A and B." That is, "A and/or B" means that it may be only A, only B, or a combination of A and B.

本開示において「~」を用いて示された数値範囲は、「~」の前後に記載される数値をそれぞれ最小値及び最大値として含む範囲を示す。
本開示中に段階的に記載されている数値範囲において、一つの数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示中に記載されている数値範囲において、その数値範囲の上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
In the present disclosure, a numerical range indicated using "~" indicates a range that includes the numerical values written before and after "~" as the minimum and maximum values, respectively.
In the numerical ranges described step by step in this disclosure, the upper limit or lower limit described in one numerical range may be replaced with the upper limit or lower limit of another numerical range described step by step. . Furthermore, in the numerical ranges described in this disclosure, the upper limit or lower limit of the numerical range may be replaced with the values shown in the Examples.

本開示において「工程」との語は、独立した工程だけでなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。 In the present disclosure, the term "step" is included not only in an independent step but also in the case where the intended purpose of the step is achieved even if the step cannot be clearly distinguished from other steps.

本開示において実施形態を図面を参照して説明する場合、当該実施形態の構成は図面に示された構成に限定されない。また、各図における部材の大きさは概念的なものであり、部材間の大きさの相対的な関係はこれに限定されない。 In the present disclosure, when embodiments are described with reference to drawings, the configuration of the embodiments is not limited to the configuration shown in the drawings. Furthermore, the sizes of the members in each figure are conceptual, and the relative size relationships between the members are not limited thereto.

本開示において組成物中の各成分の量について言及する場合、組成物中に各成分に該当する物質が複数種存在する場合には、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の物質の合計量を意味する。 When referring to the amount of each component in the composition in this disclosure, if there are multiple types of substances corresponding to each component in the composition, unless otherwise specified, the amount of each component in the composition is means the total amount of substance.

本開示において各成分に該当する粒子は複数種含んでいてもよい。組成物中に各成分に該当する粒子が複数種存在する場合、各成分の粒径は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数種の粒子の混合物についての値を意味する。 In the present disclosure, each component may include a plurality of types of particles. When a plurality of types of particles corresponding to each component are present in the composition, the particle size of each component means a value for a mixture of the plurality of types of particles present in the composition, unless otherwise specified.

<非水系二次電池>
本開示の技術は、電解液に水を含まない二次電池、すなわち非水系二次電池に関する。本開示の非水系二次電池の実施形態の一例は、リチウムイオンのドープ及び脱ドープによって起電力を得るリチウムイオン二次電池である。
<Nonaqueous secondary battery>
The technology of the present disclosure relates to a secondary battery whose electrolyte does not contain water, that is, a non-aqueous secondary battery. An example of an embodiment of the nonaqueous secondary battery of the present disclosure is a lithium ion secondary battery that obtains an electromotive force by doping and dedoping lithium ions.

本開示の非水系二次電池は、正極と、負極と、絶縁層と、電解液とを備える。絶縁層は、一方の面が正極に接し他方の面が負極に接する単一層である。絶縁層は、フッ化ビニリデン及び下記の一般式(1)で表される単量体を重合成分に含むポリフッ化ビニリデン系樹脂と、無機粒子とを含有する。以下、フッ化ビニリデン及び下記の一般式(1)で表される単量体を重合成分に含むポリフッ化ビニリデン系樹脂を「PVDF系樹脂(1)」という。 The non-aqueous secondary battery of the present disclosure includes a positive electrode, a negative electrode, an insulating layer, and an electrolyte. The insulating layer is a single layer with one side in contact with the positive electrode and the other side in contact with the negative electrode. The insulating layer contains a polyvinylidene fluoride resin containing vinylidene fluoride and a monomer represented by the following general formula (1) as polymerization components, and inorganic particles. Hereinafter, a polyvinylidene fluoride resin containing vinylidene fluoride and a monomer represented by the following general formula (1) as polymerization components will be referred to as "PVDF resin (1)."


一般式(1)中、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5のアルキル基、カルボキシ基、又はカルボキシ基の誘導体を表し、Xは、単結合、炭素数1~5のアルキレン基、又は置換基を有する炭素数1~5のアルキレン基を表し、Yは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのカルボキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、又は-R-O-C(=O)-(CH-C(=O)-OH(Rは炭素数1~5のアルキレン基を表し、nは0以上の整数を表す。)を表す。

In general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a carboxy group, or a derivative of a carboxy group, and X is a single represents a bond, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms having a substituent, and Y is substituted with a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydroxy group. an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one carboxy group, or -R-O-C(=O)-(CH 2 ) n -C(=O )-OH (R represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer of 0 or more).

以下、「正極」と「負極」とを総称して「電極」という。また、「非水系二次電池」を単に「電池」ともいう。 Hereinafter, the "positive electrode" and the "negative electrode" will be collectively referred to as "electrodes." In addition, a "non-aqueous secondary battery" is also simply referred to as a "battery."

本開示の電池において絶縁層は、単一層であるゆえ、(1)絶縁層の内部に層間の境界がないので、電池の放電特性及びクーロン効率を高めることができ、(2)絶縁層の内部で層間剥離を起こすことがないので、絶縁層の電気抵抗を低く抑えることができ、電池のクーロン効率及びセル強度を高めることができる。 Since the insulating layer in the battery of the present disclosure is a single layer, (1) there is no boundary between layers inside the insulating layer, so the discharge characteristics and coulombic efficiency of the battery can be improved; and (2) the inside of the insulating layer Since no delamination occurs between the layers, the electrical resistance of the insulating layer can be kept low, and the Coulombic efficiency and cell strength of the battery can be increased.

本開示の電池において絶縁層は、PVDF系樹脂(1)を含む。電極活物質層のバインダ樹脂としてポリフッ化ビニリデン系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体などが用いられるところ、PVDF系樹脂(1)は、ポリフッ化ビニリデン系樹脂であることにより、電極活物質層のポリフッ化ビニリデン系樹脂に対して親和性を示し、一般式(1)で表される単量体由来の部位を有することにより、電極活物質層のスチレン-ブタジエン共重合体に対して親和性を示す。電極活物質層のバインダ樹脂に対して親和性が高い当該樹脂を含む絶縁層は、電極に良好に接着し、電池のクーロン効率及びセル強度を高める。
加えて、電池の製造時に電極と絶縁層との積層体に熱プレスが行われるところ、電極活物質層のバインダ樹脂に対して親和性が高い当該樹脂を含む絶縁層は、熱プレスの温度及び圧力を比較的穏やかな条件で行っても電極に良好に接着する。したがって、電極活物質層のバインダ樹脂に対して親和性が高い当該樹脂を含む絶縁層は、電池の製造時に絶縁層の空孔が閉塞されることなくイオン透過性が保たれ、その結果、電池の放電特性を高める。
In the battery of the present disclosure, the insulating layer includes PVDF-based resin (1). Polyvinylidene fluoride resin, styrene-butadiene copolymer, etc. are used as a binder resin for the electrode active material layer, but PVDF resin (1) is a polyvinylidene fluoride resin, so it can be used as a binder resin for the electrode active material layer. Shows affinity for vinylidene chloride resin, and has affinity for the styrene-butadiene copolymer of the electrode active material layer by having a monomer-derived moiety represented by general formula (1) . An insulating layer containing a resin that has a high affinity for the binder resin of the electrode active material layer adheres well to the electrode and increases the coulombic efficiency and cell strength of the battery.
In addition, when heat pressing is performed on a laminate of electrodes and insulating layers during battery manufacture, the insulating layer containing the resin that has a high affinity for the binder resin of the electrode active material layer is Adheres well to electrodes even under relatively mild pressure conditions. Therefore, an insulating layer containing a resin that has a high affinity for the binder resin of the electrode active material layer maintains ion permeability without blocking the pores of the insulating layer during battery manufacturing, and as a result, the battery Enhances the discharge characteristics of.

以上の各構成の作用が相乗して、本開示の非水系二次電池は、放電特性、クーロン効率及びセル強度に優れ、したがって、信頼性が高い。 The effects of each of the above configurations are synergistic, and the non-aqueous secondary battery of the present disclosure has excellent discharge characteristics, Coulombic efficiency, and cell strength, and therefore has high reliability.

以下、本開示の非水系二次電池が備える構成を詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the non-aqueous secondary battery of the present disclosure will be described in detail.

[正極]
正極は、例えば、集電体と、集電体の片面又は両面に配置された正極活物質層とを備える。
[Positive electrode]
The positive electrode includes, for example, a current collector and a positive electrode active material layer disposed on one or both sides of the current collector.

正極の集電体としては、例えば、金属箔が挙げられる。金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、チタン箔、ステンレス箔等が挙げられる。正極の集電体の厚さは、5μm~20μmが好ましい。 Examples of the current collector of the positive electrode include metal foil. Examples of the metal foil include aluminum foil, titanium foil, stainless steel foil, and the like. The thickness of the current collector of the positive electrode is preferably 5 μm to 20 μm.

正極活物質層は、正極活物質と樹脂とを含むことが好ましい。正極活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。 The positive electrode active material layer preferably contains a positive electrode active material and a resin. The positive electrode active material layer may further contain a conductive additive.

正極活物質としては、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物が挙げられる。リチウム含有遷移金属酸化物としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMn1/2Ni1/2、LiCo1/3Mn1/3Ni1/3、LiMn、LiFePO、LiCo1/2Ni1/2、LiAl1/4Ni3/4等が挙げられる。 Examples of the positive electrode active material include lithium-containing transition metal oxides. Examples of lithium-containing transition metal oxides include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiCo 1/3 Mn 1/3 Ni 1/3 O 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiCo 1/2 Ni 1/2 O 2 , LiAl 1/4 Ni 3/4 O 2 and the like.

樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、アルギン酸塩等が挙げられる。 Examples of the resin include polyvinylidene fluoride resin, alginate, and the like.

導電助剤としては、例えば、炭素材料が挙げられる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維等が挙げられる。 Examples of the conductive aid include carbon materials. Examples of the carbon material include acetylene black, Ketjen black, and carbon fiber.

[負極]
負極は、例えば、集電体と、集電体の片面又は両面に配置された負極活物質層とを備える。
[Negative electrode]
The negative electrode includes, for example, a current collector and a negative electrode active material layer disposed on one or both sides of the current collector.

負極の集電体としては、例えば、金属箔が挙げられる。金属箔としては、例えば、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等が挙げられる。負極の集電体の厚さは、5μm~20μmが好ましい。 Examples of the negative electrode current collector include metal foil. Examples of the metal foil include copper foil, nickel foil, stainless steel foil, and the like. The thickness of the current collector of the negative electrode is preferably 5 μm to 20 μm.

負極活物質層は、負極活物質と樹脂とを含むことが好ましい。負極活物質層は、さらに導電助剤を含んでもよい。 The negative electrode active material layer preferably contains a negative electrode active material and a resin. The negative electrode active material layer may further contain a conductive additive.

負極活物質としては、例えば、リチウムイオンを電気化学的に吸蔵し得る材料が挙げられる。当該材料としては、例えば、炭素材料;ケイ素、ケイ素化合物、スズ、アルミニウム等とリチウムとの合金;ウッド合金;などが挙げられる。 Examples of the negative electrode active material include materials that can electrochemically occlude lithium ions. Examples of the material include carbon materials; alloys of lithium with silicon, silicon compounds, tin, aluminum, etc.; wood alloys; and the like.

樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン系樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。 Examples of the resin include polyvinylidene fluoride resin, styrene-butadiene copolymer, and carboxymethyl cellulose.

導電助剤としては、例えば、炭素材料が挙げられる。炭素材料としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維等が挙げられる。 Examples of the conductive aid include carbon materials. Examples of the carbon material include acetylene black, Ketjen black, and carbon fiber.

[絶縁層]
絶縁層は、内部に多数の微細孔を有し、これら微細孔が連結された多孔構造となっており、一方の面から他方の面へと気体あるいは液体が通過可能となっている単一層である。
[Insulating layer]
The insulating layer is a single layer that has many micropores inside and has a porous structure in which these micropores are connected, allowing gas or liquid to pass from one surface to the other. be.

絶縁層の実施形態の一例は、一方の面が正極活物質層に接し、他方の面が負極活物質層に接する。 In one embodiment of the insulating layer, one surface is in contact with the positive electrode active material layer, and the other surface is in contact with the negative electrode active material layer.

絶縁層は、PVDF系樹脂(1)と無機粒子とを含有する。絶縁層は、PVDF系樹脂(1)以外のその他の樹脂、有機フィラー等を含んでもよい。 The insulating layer contains a PVDF resin (1) and inorganic particles. The insulating layer may contain other resins other than the PVDF resin (1), organic fillers, and the like.

-PVDF系樹脂(1)-
絶縁層は、PVDF系樹脂(1)を含有する。PVDF系樹脂(1)は、少なくとも、フッ化ビニリデン(VDFともいう。)と、下記の一般式(1)で表される単量体とを重合成分に含む。
-PVDF resin (1)-
The insulating layer contains PVDF resin (1). The PVDF resin (1) contains at least vinylidene fluoride (also referred to as VDF) and a monomer represented by the following general formula (1) as polymerization components.


一般式(1)中、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5のアルキル基、カルボキシ基、又はカルボキシ基の誘導体を表し、Xは、単結合、炭素数1~5のアルキレン基、又は置換基を有する炭素数1~5のアルキレン基を表し、Yは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのカルボキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、又は-R-O-C(=O)-(CH-C(=O)-OH(Rは炭素数1~5のアルキレン基を表し、nは0以上の整数を表す。)を表す。

In general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a carboxy group, or a derivative of a carboxy group, and X is a single represents a bond, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms having a substituent, and Y is substituted with a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydroxy group. an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one carboxy group, or -R-O-C(=O)-(CH 2 ) n -C(=O )-OH (R represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer of 0 or more).

一般式(1)中、R、R及びRが表すハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれでもよく、フッ素原子が好ましい。 In general formula (1), the halogen atom represented by R 1 , R 2 and R 3 may be any of a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, with a fluorine atom being preferred.

一般式(1)中、R、R及びRが表す炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、直鎖状のアルキル基である、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基;分岐状のアルキル基である、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基;が挙げられる。R、R及びRにおける炭素数1~5のアルキル基としては、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましい。 In the general formula (1), the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by R 1 , R 2 and R 3 includes, for example, a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group; branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, and tert-pentyl group; The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in R 1 , R 2 and R 3 is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

一般式(1)中、R、R及びRが表すカルボキシ基の誘導体としては、例えば、-C(=O)-OR(Rはアルキル基を表す。)が挙げられる。Rとしては、例えば、直鎖状のアルキル基である、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基;分岐状のアルキル基である、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基;が挙げられる。Rとしては、炭素数1~5のアルキル基が好ましく、炭素数1~4のアルキル基がより好ましく、炭素数1~3のアルキル基が更に好ましい。 In general formula (1), examples of derivatives of the carboxy group represented by R 1 , R 2 and R 3 include -C(=O)-OR 4 (R 4 represents an alkyl group). Examples of R 4 include linear alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, and n-pentyl; branched alkyl groups such as isopropyl and isobutyl. , sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, tert-pentyl group; R 4 is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and even more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

一般式(1)中、Xが表す炭素数1~5のアルキレン基としては、例えば、直鎖状のアルキレン基である、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基;分岐状のアルキレン基である、イソプロピレン基、イソブチレン基、sec-ブチレン基、tert-ブチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert-ペンチレン基;が挙げられる。Xにおける炭素数1~5のアルキレン基としては、炭素数1~4のアルキレン基が好ましく、炭素数1~3のアルキレン基がより好ましい。 In general formula (1), examples of the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms represented by X include linear alkylene groups such as methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, n- Pentylene group: branched alkylene groups such as isopropylene group, isobutylene group, sec-butylene group, tert-butylene group, isopentylene group, neopentylene group, and tert-pentylene group; The alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in X is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.

一般式(1)中、Xが表す置換基を有する炭素数1~5のアルキレン基における置換基としては、例えば、ハロゲン原子が挙げられ、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子のいずれでもよい。Xにおける置換されている炭素数1~5のアルキレン基としては、例えば、直鎖状のアルキレン基である、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基;分岐状のアルキレン基である、イソプロピレン基、イソブチレン基、sec-ブチレン基、tert-ブチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert-ペンチレン基;が挙げられる。Xにおける置換されている炭素数1~5のアルキレン基としては、炭素数1~4のアルキレン基が好ましく、炭素数1~3のアルキレン基がより好ましい。 In the general formula (1), the substituent in the alkylene group having 1 to 5 carbon atoms and having a substituent represented by good. Examples of the substituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in X include linear alkylene groups such as methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, and n-pentylene group; Examples of alkylene groups include isopropylene group, isobutylene group, sec-butylene group, tert-butylene group, isopentylene group, neopentylene group, and tert-pentylene group. The substituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in X is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.

一般式(1)中、Yが表す炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、直鎖状のアルキル基である、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基;分岐状のアルキル基である、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基;が挙げられる。Yにおける炭素数1~5のアルキル基としては、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましい。 In general formula (1), examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms represented by Y include linear alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n- Pentyl group: Branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, isopentyl group, neopentyl group, and tert-pentyl group. The alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in Y is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.

一般式(1)中、Yが表す少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基における、置換されている炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、直鎖状のアルキル基である、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基;分岐状のアルキル基である、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基;が挙げられる。Yにおける置換されている炭素数1~5のアルキル基としては、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましい。ヒドロキシ基の置換数としては、1つ又は2つが好ましく、1つがより好ましい。 In the general formula (1), the substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one hydroxy group represented by Y is, for example, a linear Alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group; branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, Examples include isopentyl group, neopentyl group, and tert-pentyl group. The substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in Y is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The number of hydroxyl group substitutions is preferably one or two, more preferably one.

一般式(1)中、Yが表す少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、2-ヒドロキシエチル基、2-ヒドロキシプロピル基、4-ヒドロキシブチル基が挙げられる。 In general formula (1), examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one hydroxy group represented by Y include 2-hydroxyethyl group, 2-hydroxypropyl group, and 4-hydroxybutyl group. Can be mentioned.

一般式(1)中、Yが表す少なくとも1つのカルボキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基における、置換されている炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、直鎖状のアルキル基である、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基;分岐状のアルキル基である、イソプロピル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、tert-ペンチル基;が挙げられる。Yにおける置換されている炭素数1~5のアルキル基としては、炭素数1~4のアルキル基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましい。カルボキシ基の置換数としては、1つ又は2つが好ましく、1つがより好ましい。 In the general formula (1), the substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one carboxy group represented by Y is, for example, a linear Alkyl groups such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group; branched alkyl groups such as isopropyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, Examples include isopentyl group, neopentyl group, and tert-pentyl group. The substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms in Y is preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. The number of carboxyl group substitutions is preferably one or two, more preferably one.

一般式(1)中、Yが表す少なくとも1つのカルボキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基としては、例えば、2-カルボキシエチル基、2-カルボキシプロピル基、4-カルボキシブチル基が挙げられる。 In general formula (1), examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one carboxy group represented by Y include 2-carboxyethyl group, 2-carboxypropyl group, and 4-carboxybutyl group. Can be mentioned.

一般式(1)中、Yが表す-R-O-C(=O)-(CH-C(=O)-OHにおいて、Rは炭素数1~5のアルキレン基を表し、nは0以上の整数を表す。
Rとしては、例えば、直鎖状のアルキレン基である、メチレン基、エチレン基、n-プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基;分岐状のアルキレン基である、イソプロピレン基、イソブチレン基、sec-ブチレン基、tert-ブチレン基、イソペンチレン基、ネオペンチレン基、tert-ペンチレン基;が挙げられる。Rとしては、炭素数1~4のアルキレン基が好ましく、炭素数1~3のアルキレン基がより好ましい。
nとしては、0~5の整数が好ましく、1~4の整数がより好ましく、2又は3が更に好ましい。
当該基の具体例としては、例えば、-(CH-O-C(=O)-(CH-C(=O)-OHが挙げられる。
In the general formula (1), in -R-O-C(=O)-(CH 2 ) n -C(=O)-OH represented by Y, R represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer greater than or equal to 0.
R is, for example, a linear alkylene group such as a methylene group, ethylene group, n-propylene group, n-butylene group, or n-pentylene group; a branched alkylene group such as an isopropylene group or an isobutylene group. , sec-butylene group, tert-butylene group, isopentylene group, neopentylene group, tert-pentylene group; R is preferably an alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms.
n is preferably an integer of 0 to 5, more preferably 1 to 4, and even more preferably 2 or 3.
Specific examples of the group include -(CH 2 ) 2 -OC(=O)-(CH 2 ) 2 -C(=O)-OH.

一般式(1)で表される単量体としては、例えば、R、R及びRがそれぞれ独立に、水素原子又は炭素数1~4のアルキル基であり、Xが単結合であり、Yが炭素数1~4のアルキル基又は少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された炭素数1~3のアルキル基である単量体が挙げられる。 In the monomer represented by general formula (1), for example, R 1 , R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and X is a single bond. , Y is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms substituted with at least one hydroxy group.

一般式(1)で表される単量体としては、例えば、アクリル系単量体、不飽和二塩基酸、不飽和二塩基酸のモノエステル等が挙げられる。 Examples of the monomer represented by general formula (1) include acrylic monomers, unsaturated dibasic acids, and monoesters of unsaturated dibasic acids.

アクリル系単量体の例としては、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸tert-ブチル、(メタ)アクリル酸ペンチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-ヒドロキシブチル、(メタ)アクリル酸2-カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2-カルボキシプロピル、(メタ)アクリル酸4-カルボキシブチル、ブテン酸、ペンテン酸、ヘキセン酸、(メタ)アクリロイルオキシエチルコハク酸等が挙げられる。本開示において「(メタ)アクリル」との表記は「アクリル」及び「メタクリル」のいずれでもよいことを意味する。 Examples of acrylic monomers include (meth)acrylic acid, methyl (meth)acrylate, ethyl (meth)acrylate, isopropyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, and (meth)acrylate. isobutyl acid, tert-butyl (meth)acrylate, pentyl (meth)acrylate, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, ( Examples include 2-carboxyethyl meth)acrylate, 2-carboxypropyl (meth)acrylate, 4-carboxybutyl (meth)acrylate, butenoic acid, pentenoic acid, hexenoic acid, (meth)acryloyloxyethylsuccinic acid, etc. . In the present disclosure, the expression "(meth)acrylic" means either "acrylic" or "methacrylic".

不飽和二塩基酸の例としては、不飽和ジカルボン酸が挙げられ、より具体的には、マレイン酸、無水マレイン酸、シトラコン酸、イタコン酸等が挙げられる。 Examples of unsaturated dibasic acids include unsaturated dicarboxylic acids, more specifically maleic acid, maleic anhydride, citraconic acid, itaconic acid, and the like.

不飽和二塩基酸のモノエステルの例としては、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノエチルエステル、イタコン酸モノメチルエステル、イタコン酸モノエチルエステル等が挙げられ、中でも、マレイン酸モノメチルエステル、シトラコン酸モノメチルエステルが好ましい。 Examples of monoesters of unsaturated dibasic acids include maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, citraconic acid monomethyl ester, citraconic acid monoethyl ester, itaconic acid monomethyl ester, itaconic acid monoethyl ester, etc. Among these, maleic acid monomethyl ester and citraconic acid monomethyl ester are preferred.

PVDF系樹脂(1)において、全重合成分に占める一般式(1)で表される単量体の割合は、電極活物質層に含まれる樹脂に対する親和性の観点から、0.1モル%以上が好ましく、0.2モル%以上がより好ましく、0.5モル%以上が更に好ましい。
PVDF系樹脂(1)において、全重合成分に占める一般式(1)で表される単量体の割合は、電極活物質に対する影響の低さの観点から、5.0モル%以下が好ましく、4.0モル%以下がより好ましく、3.0モル%以下が更に好ましい。
In the PVDF resin (1), the proportion of the monomer represented by general formula (1) in the total polymerization components is 0.1 mol% or more from the viewpoint of affinity for the resin contained in the electrode active material layer. is preferable, 0.2 mol% or more is more preferable, and even more preferably 0.5 mol% or more.
In the PVDF resin (1), the proportion of the monomer represented by the general formula (1) in the total polymerization components is preferably 5.0 mol% or less from the viewpoint of low influence on the electrode active material. The content is more preferably 4.0 mol% or less, and even more preferably 3.0 mol% or less.

PVDF系樹脂(1)は、VDF及び一般式(1)で表される単量体以外のその他の単量体を重合成分に含んでいてもよい。その他の単量体としては、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、トリクロロエチレン等の含ハロゲン単量体が挙げられる。 The PVDF resin (1) may contain VDF and other monomers other than the monomer represented by the general formula (1) as a polymerization component. Other monomers include halogen-containing monomers such as hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene, vinyl fluoride, and trichloroethylene.

PVDF系樹脂(1)としては、ヘキサフルオロプロピレン(HFPともいう。)を重合成分に含む樹脂が好ましい。PVDF系樹脂(1)は、全重合成分に占めるHFPの割合を増減することによって、当該樹脂の結晶性、電極活物質層に対する接着性、電解液に対する耐溶解性などを適度な範囲に制御できる。
PVDF系樹脂(1)において、全重合成分に占めるHFPの割合は、2.0モル%超が好ましく、3.5モル%超がより好ましく、4.0モル%以上が更に好ましく、4.5モル%以上が更に好ましく、7.0モル%以下が好ましく、6.5モル%以下がより好ましく、6.0モル%以下が更に好ましい。
As the PVDF resin (1), a resin containing hexafluoropropylene (also referred to as HFP) as a polymerization component is preferable. The crystallinity of the PVDF resin (1), the adhesion to the electrode active material layer, the dissolution resistance to the electrolytic solution, etc. can be controlled within appropriate ranges by increasing or decreasing the proportion of HFP in the total polymerization component. .
In the PVDF resin (1), the proportion of HFP in the total polymerization components is preferably more than 2.0 mol%, more preferably more than 3.5 mol%, even more preferably 4.0 mol% or more, and 4.5 It is more preferably mol% or more, preferably 7.0 mol% or less, more preferably 6.5 mol% or less, even more preferably 6.0 mol% or less.

PVDF系樹脂(1)において、全重合成分に占めるVDFの割合は、70モル%以上が好ましく、80モル%以上がより好ましく、90モル%以上が更に好ましく、99モル%以下が好ましく、98モル%以下がより好ましい。 In the PVDF resin (1), the proportion of VDF in the total polymerization components is preferably 70 mol% or more, more preferably 80 mol% or more, even more preferably 90 mol% or more, preferably 99 mol% or less, and 98 mol%. % or less is more preferable.

PVDF系樹脂(1)としては、VDFと、HFPと、一般式(1)で表される単量体とからなる三元共重合体が好ましい。当該三元共重合体において、全重合成分に占める一般式(1)で表される単量体の割合は、0.1モル%以上が好ましく、0.2モル%以上がより好ましく、0.5モル%以上が更に好ましく、5.0モル%以下が好ましく、4.0モル%以下がより好ましく、3.0モル%以下が更に好ましく、且つ、全重合成分に占めるHFPの割合は、2.0モル%超が好ましく、3.5モル%超がより好ましく、4.0モル%以上が更に好ましく、4.5モル%以上が更に好ましく、7.0モル%以下が好ましく、6.5モル%以下がより好ましく、6.0モル%以下が更に好ましい。 As the PVDF resin (1), a terpolymer consisting of VDF, HFP, and a monomer represented by the general formula (1) is preferable. In the terpolymer, the proportion of the monomer represented by general formula (1) in the total polymerization components is preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.2 mol% or more, and 0.1 mol% or more. It is more preferably 5 mol% or more, preferably 5.0 mol% or less, more preferably 4.0 mol% or less, even more preferably 3.0 mol% or less, and the proportion of HFP in the total polymerization components is 2. More than .0 mol% is preferable, more than 3.5 mol% is more preferable, 4.0 mol% or more is even more preferable, 4.5 mol% or more is still more preferable, 7.0 mol% or less is preferable, 6.5 The content is more preferably mol % or less, and even more preferably 6.0 mol % or less.

VDFと、HFPと、一般式(1)で表される単量体とからなる三元共重合体としては、VDF-HFP-アクリル酸三元共重合体が好ましい。アクリル酸三元共重合体において、全重合成分に占めるアクリル酸の割合は、0.1モル%以上が好ましく、0.2モル%以上がより好ましく、0.5モル%以上が更に好ましく、5.0モル%以下が好ましく、4.0モル%以下がより好ましく、3.0モル%以下が更に好ましく、且つ、全重合成分に占めるHFPの割合は、2.0モル%超が好ましく、3.5モル%超がより好ましく、4.0モル%以上が更に好ましく、4.5モル%以上が更に好ましく、7.0モル%以下が好ましく、6.5モル%以下がより好ましく、6.0モル%以下が更に好ましい。 As the terpolymer consisting of VDF, HFP, and the monomer represented by general formula (1), a VDF-HFP-acrylic acid terpolymer is preferred. In the acrylic acid terpolymer, the proportion of acrylic acid in the total polymerization components is preferably 0.1 mol% or more, more preferably 0.2 mol% or more, even more preferably 0.5 mol% or more, and 5 0 mol% or less is preferable, 4.0 mol% or less is more preferable, 3.0 mol% or less is still more preferable, and the proportion of HFP in the total polymerization components is preferably more than 2.0 mol%, More preferably more than .5 mol%, still more preferably 4.0 mol% or more, even more preferably 4.5 mol% or more, preferably 7.0 mol% or less, more preferably 6.5 mol% or less, 6. More preferably, it is 0 mol% or less.

PVDF系樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は、電池の製造時に絶縁層に熱を印加した際に、絶縁層の空孔の閉塞が起きにくい観点から、30万以上が好ましく、50万以上がより好ましく、100万以上が更に好ましい。
PVDF系樹脂(1)の重量平均分子量(Mw)は、電池の製造時に絶縁層に熱を印加した際に、当該樹脂が適度に軟化し、絶縁層と電極とが良好に接着する観点から、300万以下が好ましく、250万以下がより好ましく、230万以下が更に好ましい。
The weight average molecular weight (Mw) of the PVDF resin (1) is preferably 300,000 or more, and 500,000 or more, from the viewpoint that pores in the insulating layer are less likely to be clogged when heat is applied to the insulating layer during battery manufacturing. The number is more preferably 1,000,000 or more, and even more preferably 1,000,000 or more.
The weight average molecular weight (Mw) of the PVDF resin (1) is determined from the viewpoint that the resin moderately softens when heat is applied to the insulating layer during battery manufacturing, and the insulating layer and the electrodes adhere well. It is preferably 3,000,000 or less, more preferably 2,500,000 or less, and even more preferably 2,300,000 or less.

絶縁層に占めるPVDF系樹脂(1)の質量割合は、10質量%~50質量%が好ましく、15質量%~50質量%がより好ましく、20質量%~50質量%が更に好ましい。 The mass proportion of the PVDF resin (1) in the insulating layer is preferably 10% by mass to 50% by mass, more preferably 15% by mass to 50% by mass, and even more preferably 20% by mass to 50% by mass.

絶縁層に含まれるPVDF系樹脂(1)の含有量は、絶縁層に含まれる全樹脂の全量に対して、85質量%~100質量%が好ましく、90質量%~100質量%がより好ましく、95質量%~100質量%が更に好ましい。 The content of the PVDF resin (1) contained in the insulating layer is preferably 85% by mass to 100% by mass, more preferably 90% by mass to 100% by mass, based on the total amount of all resins contained in the insulating layer. More preferably 95% by mass to 100% by mass.

-その他の樹脂-
絶縁層は、PVDF系樹脂(1)以外のその他の樹脂を含んでいてもよい。その他の樹脂としては、例えば、分子内にエステル結合を有しないポリフッ化ビニリデン系樹脂(VDFの単独重合体(即ちポリフッ化ビニリデン);VDFと、ヘキサフルオロプロピレン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン、フッ化ビニル、トリクロロエチレン等の含ハロゲン単量体との共重合体;これらの混合物)、アクリル系樹脂、フッ素系ゴム、スチレン-ブタジエン共重合体、ビニルニトリル化合物(アクリロニトリル、メタクリロニトリル等)の単独重合体又は共重合体、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル(ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド等)、ポリアミド、全芳香族ポリアミド(アラミドともいう。)、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリスルホン、ポリケトン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、及びこれらの混合物が挙げられる。
-Other resins-
The insulating layer may contain other resins than the PVDF resin (1). Other resins include, for example, polyvinylidene fluoride resins that do not have ester bonds in the molecule (a homopolymer of VDF (i.e., polyvinylidene fluoride); VDF, hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, trifluoroethylene, chloro Copolymers with halogen-containing monomers such as trifluoroethylene, vinyl fluoride, and trichloroethylene; mixtures thereof), acrylic resins, fluorine rubber, styrene-butadiene copolymers, vinyl nitrile compounds (acrylonitrile, methacrylic nitrile, etc.), carboxymethylcellulose, hydroxyalkylcellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyvinylpyrrolidone, polyether (polyethylene oxide, polypropylene oxide, etc.), polyamide, wholly aromatic polyamide (also called aramid). ), polyimide, polyamideimide, polysulfone, polyketone, polyetherketone, polyethersulfone, polyetherimide, and mixtures thereof.

絶縁層に含まれるPVDF系樹脂(1)以外のその他の樹脂の含有量は、絶縁層に含まれる全樹脂の全量に対して、0質量%~15質量%が好ましく、0質量%~10質量%がより好ましく、0質量%~5質量%が更に好ましい。 The content of other resins other than the PVDF resin (1) contained in the insulating layer is preferably 0% by mass to 15% by mass, and 0% by mass to 10% by mass, based on the total amount of all resins contained in the insulating layer. % is more preferable, and 0% to 5% by weight is even more preferable.

-無機粒子-
無機粒子の粒子形状に限定はなく、球状、板状、針状、不定形状のいずれでもよい。無機粒子は、電池の短絡抑制の観点又は絶縁層に緻密に充填されやすい観点から、球状又は板状の粒子であることが好ましい。
-Inorganic particles-
The particle shape of the inorganic particles is not limited, and may be spherical, plate-like, acicular, or irregularly shaped. The inorganic particles are preferably spherical or plate-shaped particles from the viewpoint of suppressing short circuits in the battery or from the viewpoint of being easily packed densely into the insulating layer.

無機粒子の材質は制限されるものではない。無機粒子としては、金属水酸化物粒子、金属硫酸塩粒子、金属酸化物粒子、金属炭酸塩粒子、金属窒化物粒子、金属フッ化物粒子、粘土鉱物の粒子等が挙げられる。無機粒子は、1種を単独で使用してもよく、材質が異なる2種以上を組み合わせて使用してもよい。 The material of the inorganic particles is not limited. Examples of the inorganic particles include metal hydroxide particles, metal sulfate particles, metal oxide particles, metal carbonate particles, metal nitride particles, metal fluoride particles, clay mineral particles, and the like. One type of inorganic particles may be used alone, or two or more types of different materials may be used in combination.

金属水酸化物粒子としては、例えば、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、水酸化アルミニウム(Al(OH))、水酸化カルシウム(Ca(OH))、水酸化ニッケル(Ni(OH))等の粒子が挙げられる。金属水酸化物粒子としては、水酸化マグネシウム粒子が好ましい。 Examples of metal hydroxide particles include magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), calcium hydroxide (Ca(OH) 2 ), and nickel hydroxide (Ni(OH) ) 2 ). As the metal hydroxide particles, magnesium hydroxide particles are preferred.

金属硫酸塩粒子としては、例えば、硫酸バリウム(BaSO)、硫酸ストロンチウム(SrSO)、硫酸カルシウム(CaSO)、硫酸カルシウム二水和物(CaSO・2HO)、ミョウバン石(KAl(SO(OH))、ジャロサイト(KFe(SO(OH))等の粒子が挙げられる。金属硫酸塩粒子としては、硫酸バリウム粒子が好ましい。 Examples of metal sulfate particles include barium sulfate (BaSO 4 ), strontium sulfate (SrSO 4 ), calcium sulfate (CaSO 4 ), calcium sulfate dihydrate (CaSO 4 .2H 2 O), alumite (KAl 3 Examples include particles such as (SO 4 ) 2 (OH) 6 ) and jarosite (KFe 3 (SO 4 ) 2 (OH) 6 ). As the metal sulfate particles, barium sulfate particles are preferred.

金属酸化物粒子としては、例えば、酸化マグネシウム、アルミナ(Al)、ベーマイト(AlOOH、アルミナ1水和物)、チタニア(TiO)、シリカ(SiO)、ジルコニア(ZrO)、チタン酸バリウム(BaTiO)、酸化亜鉛等の粒子が挙げられる。 Examples of metal oxide particles include magnesium oxide, alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (AlOOH, alumina monohydrate), titania (TiO 2 ), silica (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), and titanium. Examples include particles of barium acid (BaTiO 3 ), zinc oxide, and the like.

金属炭酸塩粒子としては、例えば、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム等の粒子が挙げられる。 Examples of metal carbonate particles include particles of magnesium carbonate, calcium carbonate, and the like.

金属窒化物粒子としては、例えば、窒化マグネシウム、窒化アルミニウム、窒化カルシウム、窒化チタン等の粒子が挙げられる。 Examples of metal nitride particles include particles of magnesium nitride, aluminum nitride, calcium nitride, titanium nitride, and the like.

金属フッ化物粒子としては、例えば、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム等の粒子が挙げられる。 Examples of metal fluoride particles include particles of magnesium fluoride, calcium fluoride, and the like.

粘土鉱物の粒子としては、例えば、ケイ酸カルシウム、リン酸カルシウム、アパタイト、タルク等の粒子が挙げられる。 Examples of clay mineral particles include particles of calcium silicate, calcium phosphate, apatite, and talc.

無機粒子としては、難燃性の観点から、金属水酸化物粒子が好ましく、電解液に対して安定でありガス発生を抑制する観点から、金属硫酸塩粒子が好ましい。無機粒子は、金属水酸化物粒子及び金属硫酸塩粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含むことが好ましい。 As the inorganic particles, metal hydroxide particles are preferred from the viewpoint of flame retardancy, and metal sulfate particles are preferred from the viewpoint of being stable in the electrolytic solution and suppressing gas generation. Preferably, the inorganic particles include at least one selected from the group consisting of metal hydroxide particles and metal sulfate particles.

絶縁層に含まれる無機粒子の平均一次粒径は、絶縁層を多孔質化してイオン透過性を高める観点から、0.01μm以上が好ましく、0.02μm以上がより好ましく、0.03μm以上が更に好ましい。
絶縁層に含まれる無機粒子の平均一次粒径は、絶縁層を薄膜化して電池のエネルギー密度を高める観点から、1.00μm未満が好ましく、0.95μm未満がより好ましく、0.90μm未満が更に好ましい。
The average primary particle size of the inorganic particles contained in the insulating layer is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.02 μm or more, and still more preferably 0.03 μm or more, from the viewpoint of making the insulating layer porous and increasing ion permeability. preferable.
The average primary particle size of the inorganic particles contained in the insulating layer is preferably less than 1.00 μm, more preferably less than 0.95 μm, and still more preferably less than 0.90 μm, from the viewpoint of making the insulating layer thinner and increasing the energy density of the battery. preferable.

無機粒子として平均一次粒径が異なる無機粒子を2種以上併用してもよく、その場合、それぞれの平均一次粒径が上記範囲であることが好ましく、且つ、全体の平均一次粒径が上記範囲であることが好ましい。 Two or more types of inorganic particles having different average primary particle sizes may be used in combination as the inorganic particles, and in that case, it is preferable that the average primary particle size of each is within the above range, and the overall average primary particle size is within the above range. It is preferable that

無機粒子の平均一次粒径は、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ一次粒子100個の長径を計測し、100個の長径を平均することで求める。無機粒子の一次粒径が小さくSEMでは一次粒子の長径が測定困難な場合及び/又は無機粒子の凝集が顕著でありSEMでは一次粒子の長径が測定困難な場合は、無機粒子のBET比表面積(m/g)を測定し、無機粒子を真球と仮定して、下記の式に従い平均一次粒径を求める。
平均一次粒径(μm)=6÷[比重(g/cm)×BET比表面積(m/g)]
BET比表面積(m/g)は、窒素ガスを用いたガス吸着法であってBET多点法により求める。ガス吸着法による測定の際、窒素ガスは、無機粒子に液体窒素の沸点(-196℃)で吸着させる。
The average primary particle size of the inorganic particles is determined by measuring the major diameters of 100 randomly selected primary particles during observation using a scanning electron microscope (SEM), and averaging the 100 major diameters. If the primary particle diameter of the inorganic particles is small and it is difficult to measure the major axis of the primary particles by SEM, and/or if the aggregation of the inorganic particles is significant and it is difficult to measure the major axis of the primary particles by SEM, the BET specific surface area of the inorganic particles ( m 2 /g), and assuming that the inorganic particles are true spheres, the average primary particle diameter is determined according to the following formula.
Average primary particle size (μm) = 6÷[specific gravity (g/cm 3 )×BET specific surface area (m 2 /g)]
The BET specific surface area (m 2 /g) is determined by the BET multi-point method, which is a gas adsorption method using nitrogen gas. When measuring by gas adsorption method, nitrogen gas is adsorbed onto inorganic particles at the boiling point of liquid nitrogen (-196°C).

SEMによる観察又はBET比表面積の測定に供する試料は、絶縁層を形成する材料である無機粒子、又は、絶縁層から取り出した無機粒子である。絶縁層から無機粒子を取り出す方法に制限はなく、例えば、絶縁層を800℃程度に加熱してバインダ樹脂を消失させ無機粒子を取り出す方法、絶縁層を有機溶剤に浸漬して有機溶剤でバインダ樹脂を溶解させ無機粒子を取り出す方法などが挙げられる。 The sample subjected to SEM observation or BET specific surface area measurement is an inorganic particle that is a material forming an insulating layer, or an inorganic particle taken out from an insulating layer. There are no restrictions on the method of taking out inorganic particles from the insulating layer, for example, heating the insulating layer to about 800°C to eliminate the binder resin and taking out the inorganic particles, immersing the insulating layer in an organic solvent and removing the binder resin with the organic solvent. Examples include a method of dissolving inorganic particles and extracting inorganic particles.

絶縁層に占める無機粒子の質量割合は、絶縁層の電気的絶縁性を高める観点と、絶縁層の空孔率を高めてイオン透過性を良好にし、電池の放電特性を高める観点とから、50質量%以上が好ましく、55質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましい。
絶縁層に占める無機粒子の質量割合は、絶縁層の機械強度を高め、絶縁層と電極との接着を良好にして、電池のクーロン効率及びセル強度を高める観点から、90質量%未満が好ましく、88質量%未満がより好ましく、85質量%未満が更に好ましい。
The mass proportion of inorganic particles in the insulating layer is set at 50% from the viewpoint of increasing the electrical insulation of the insulating layer, and from the viewpoint of increasing the porosity of the insulating layer to improve ion permeability and improve the discharge characteristics of the battery. It is preferably at least 55% by mass, more preferably at least 60% by mass.
The mass proportion of the inorganic particles in the insulating layer is preferably less than 90 mass% from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the insulating layer, improving the adhesion between the insulating layer and the electrode, and increasing the Coulombic efficiency and cell strength of the battery. It is more preferably less than 88% by mass, and even more preferably less than 85% by mass.

-有機フィラー-
有機フィラーとしては、例えば、架橋ポリ(メタ)アクリル酸、架橋ポリ(メタ)アクリル酸エステル、架橋ポリシリコーン、架橋ポリスチレン、架橋ポリジビニルベンゼン、スチレン-ジビニルベンゼン共重合体架橋物、メラミン樹脂、フェノール樹脂、ベンゾグアナミン-ホルムアルデヒド縮合物等の架橋高分子からなる粒子;ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、アラミド、ポリアセタール等の耐熱性高分子からなる粒子;などが挙げられる。これら有機フィラーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
-Organic filler-
Examples of organic fillers include crosslinked poly(meth)acrylic acid, crosslinked poly(meth)acrylic acid ester, crosslinked polysilicone, crosslinked polystyrene, crosslinked polydivinylbenzene, crosslinked styrene-divinylbenzene copolymer, melamine resin, and phenol. Examples include particles made of crosslinked polymers such as resins and benzoguanamine-formaldehyde condensates; particles made of heat-resistant polymers such as polysulfone, polyacrylonitrile, aramid, and polyacetal. These organic fillers may be used alone or in combination of two or more.

-その他の成分-
絶縁層は、界面活性剤等の分散剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤などの添加剤を含んでいてもよい。これらは、絶縁層を形成するための塗工液に添加されることがある。
-Other ingredients-
The insulating layer may contain additives such as a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, and a pH adjuster. These may be added to a coating liquid for forming an insulating layer.

[絶縁層の特性]
絶縁層の厚さは、絶縁層の電気的絶縁性及び機械的強度の観点から、5μm以上が好ましく、イオン透過性及び電池のエネルギー密度の観点から、30μm以下が好ましく、25μm以下がより好ましく、20μm以下が更に好ましい。
[Characteristics of insulating layer]
The thickness of the insulating layer is preferably 5 μm or more from the viewpoint of electrical insulation and mechanical strength of the insulating layer, and preferably 30 μm or less and more preferably 25 μm or less from the viewpoint of ion permeability and battery energy density. More preferably, the thickness is 20 μm or less.

絶縁層の単位面積当たりの質量は、絶縁層の電気的絶縁性及び機械的強度の観点から、4g/m以上が好ましく、8g/m以上がより好ましく、10g/m以上が更に好ましく、イオン透過性及び電池のエネルギー密度の観点から、40g/m未満が好ましく、35g/m未満がより好ましく、30g/m未満が更に好ましい。 The mass per unit area of the insulating layer is preferably 4 g/m 2 or more, more preferably 8 g/m 2 or more, and even more preferably 10 g/m 2 or more, from the viewpoint of electrical insulation and mechanical strength of the insulating layer. From the viewpoints of ion permeability and battery energy density, it is preferably less than 40 g/m 2 , more preferably less than 35 g/m 2 , and even more preferably less than 30 g/m 2 .

絶縁層の空孔率は、イオン透過性の観点から、40%以上が好ましく、45%以上がより好ましく、50%以上が更に好ましく、絶縁層の電気的絶縁性及び機械的強度の観点から、80%未満が好ましく、75%未満がより好ましく、70%未満が更に好ましい。 The porosity of the insulating layer is preferably 40% or more, more preferably 45% or more, even more preferably 50% or more, from the viewpoint of ion permeability, and from the viewpoint of electrical insulation and mechanical strength of the insulating layer, It is preferably less than 80%, more preferably less than 75%, even more preferably less than 70%.

絶縁層の空孔率ε(%)は、下記の方法で求める。
絶縁層の単位面積当たりの質量を絶縁層の厚さで除算し、絶縁層の嵩密度d1を求める。絶縁層の真密度d0を、下記の式(1)から算出する。そして、絶縁層の空孔率ε(%)を、下記の式(2)から算出する。
式(1)・・・d0=100/(絶縁層の樹脂固形分比/樹脂の密度+絶縁層の無機粒子固形分比/無機粒子の密度)
式(2)・・・ε=(1-d1/d0)×100
The porosity ε (%) of the insulating layer is determined by the following method.
The bulk density d1 of the insulating layer is determined by dividing the mass per unit area of the insulating layer by the thickness of the insulating layer. The true density d0 of the insulating layer is calculated from the following equation (1). Then, the porosity ε (%) of the insulating layer is calculated from the following equation (2).
Formula (1)...d0=100/(resin solid content ratio of insulating layer/density of resin + inorganic particle solid content ratio of insulating layer/density of inorganic particles)
Formula (2)...ε=(1-d1/d0)×100

[電解液]
電解液としては、例えば、リチウム塩を非水系溶媒に溶解した溶液が挙げられる。
リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiBF、LiClO等が挙げられる。
非水系溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート;ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びそのフッ素置換体等の鎖状カーボネート;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル;などが挙げられる。これらは単独で用いても混合して用いてもよい。
[Electrolyte]
Examples of the electrolytic solution include a solution in which a lithium salt is dissolved in a non-aqueous solvent.
Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , and the like.
Examples of non-aqueous solvents include cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, and vinylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and fluorine-substituted products thereof; Examples include cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone. These may be used alone or in combination.

リチウムイオン二次電池の電解液としては、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを環状カーボネート:鎖状カーボネート=20:80~40:60(質量比)で混合し、リチウム塩を0.5mol/L~1.5mol/Lの範囲にて溶解した溶液が好適である。 As an electrolyte for a lithium ion secondary battery, a cyclic carbonate and a chain carbonate are mixed at a ratio of cyclic carbonate:chain carbonate=20:80 to 40:60 (mass ratio), and a lithium salt is mixed at a ratio of 0.5 mol/L to 0.5 mol/L. A solution having a concentration of 1.5 mol/L is suitable.

図1は、本開示の非水系二次電池の実施形態の一例である。図1は、電池の断面を模式的に示した図である。図1は、非水系二次電池の実施形態の例示であり、実施形態を限定するものではない。 FIG. 1 is an example of an embodiment of a non-aqueous secondary battery of the present disclosure. FIG. 1 is a diagram schematically showing a cross section of a battery. FIG. 1 is an illustration of an embodiment of a non-aqueous secondary battery, and is not intended to limit the embodiment.

図1に示す非水系二次電池100は、電池素子10と、電解液50と、外装材90とを備える。外装材90の内部に電池素子10及び電解液50が収容されている。 A non-aqueous secondary battery 100 shown in FIG. 1 includes a battery element 10, an electrolyte 50, and an exterior material 90. Battery element 10 and electrolyte 50 are housed inside exterior material 90 .

電池素子10は、正極20と絶縁層30と負極40とを備える。電池素子10は、正極20と絶縁層30と負極40とがこの順に少なくとも1層ずつ積層した構造を有する。 The battery element 10 includes a positive electrode 20, an insulating layer 30, and a negative electrode 40. The battery element 10 has a structure in which at least one layer of a positive electrode 20, an insulating layer 30, and a negative electrode 40 are laminated in this order.

正極20は、正極集電体22と、正極集電体22の両面に配置された正極活物質層24とを備える。正極集電体22の一端は、正極活物質層24が配置されておらず、例えば、タブの形状になっている。 The positive electrode 20 includes a positive electrode current collector 22 and positive electrode active material layers 24 disposed on both sides of the positive electrode current collector 22. The positive electrode active material layer 24 is not disposed at one end of the positive electrode current collector 22, and the positive electrode current collector 22 has, for example, a tab shape.

負極40は、負極集電体42と、負極集電体42の両面に配置された負極活物質層44とを備える。負極集電体42の一端は、負極活物質層44が配置されておらず、例えば、タブの形状になっている。 The negative electrode 40 includes a negative electrode current collector 42 and negative electrode active material layers 44 disposed on both sides of the negative electrode current collector 42. One end of the negative electrode current collector 42 is not provided with the negative electrode active material layer 44 and has, for example, a tab shape.

絶縁層30は、一方の面が正極活物質層24に接し、他方の面が負極活物質層44に接している。絶縁層30は、多孔質層であり、絶縁層30には電解液50が含浸している。 The insulating layer 30 has one surface in contact with the positive electrode active material layer 24 and the other surface in contact with the negative electrode active material layer 44. The insulating layer 30 is a porous layer, and the insulating layer 30 is impregnated with an electrolytic solution 50.

外装材90としては、金属缶、アルミニウムラミネートフィルム製パック等が挙げられる。 Examples of the exterior material 90 include metal cans, aluminum laminate film packs, and the like.

非水系二次電池100は、外装材90の外部に正極端子(図示せず)と負極端子(図示せず)とを備える。正極端子には、複数の正極集電体22が連結し、負極端子には、複数の負極集電体42が連結している。正極端子と正極集電体22との間(又は、負極端子と負極集電体42との間)には、リードタブが介在していてもよい。 The non-aqueous secondary battery 100 includes a positive electrode terminal (not shown) and a negative electrode terminal (not shown) outside the exterior casing 90. A plurality of positive electrode current collectors 22 are connected to the positive electrode terminal, and a plurality of negative electrode current collectors 42 are connected to the negative electrode terminal. A lead tab may be interposed between the positive electrode terminal and the positive electrode current collector 22 (or between the negative electrode terminal and the negative electrode current collector 42).

非水系二次電池100の形状としては、例えば、角型、円筒型、コイン型などが挙げられる。 Examples of the shape of the nonaqueous secondary battery 100 include a square shape, a cylindrical shape, and a coin shape.

[非水系二次電池の製造方法]
本開示の非水系二次電池は、例えば、下記の製造方法によって製造可能である。すなわち、
絶縁層を支持体上に湿式塗工法又は乾式塗工法で形成する工程Aと、
正極と負極との間に絶縁層を配置した積層体を製造する工程Bと、
積層体にウェットヒートプレス及び/又はドライヒートプレスを行う工程Cと、
を含む製造方法である。
[Method for manufacturing non-aqueous secondary battery]
The nonaqueous secondary battery of the present disclosure can be manufactured, for example, by the following manufacturing method. That is,
Step A of forming an insulating layer on the support by a wet coating method or a dry coating method;
Step B of manufacturing a laminate in which an insulating layer is arranged between a positive electrode and a negative electrode;
Step C of performing wet heat press and/or dry heat press on the laminate;
This is a manufacturing method including.

-工程A-
支持体とは、絶縁層形成用の塗工液を塗工するシート状の材料を意味する。支持体としては、例えば、正極、負極、剥離シートが挙げられる。
-Process A-
The support means a sheet-like material to which a coating liquid for forming an insulating layer is applied. Examples of the support include a positive electrode, a negative electrode, and a release sheet.

湿式塗工法とは、塗工層を凝固液中で固化させる方法を意味し、乾式塗工法とは、塗工層を乾燥させて固化させる方法を意味する。 The wet coating method refers to a method in which a coating layer is solidified in a coagulating liquid, and the dry coating method refers to a method in which a coating layer is dried and solidified.

工程Aの実施形態例として、絶縁層を正極の活物質層上に湿式塗工法又は乾式塗工法で形成する工程;絶縁層を負極の活物質層上に湿式塗工法又は乾式塗工法で形成する工程;絶縁層を剥離シート上に湿式塗工法又は乾式塗工法で形成する工程;が挙げられる。 As an embodiment of step A, a step of forming an insulating layer on the active material layer of the positive electrode by a wet coating method or a dry coating method; forming an insulating layer on the active material layer of the negative electrode by a wet coating method or a dry coating method. Step: A step of forming an insulating layer on a release sheet by a wet coating method or a dry coating method.

以下、絶縁層を支持体上に湿式塗工法で形成する実施形態例を説明する。 Hereinafter, an embodiment in which an insulating layer is formed on a support by a wet coating method will be described.

湿式塗工法の実施形態例として、樹脂及び無機粒子を含有する塗工液を支持体上に塗工し、凝固液に浸漬して塗工層を固化させ、凝固液から引き揚げ水洗及び乾燥を行う形態が挙げられる。 As an embodiment of the wet coating method, a coating liquid containing a resin and inorganic particles is applied onto a support, immersed in a coagulation liquid to solidify the coating layer, and then removed from the coagulation liquid and washed with water and dried. One example is the form.

絶縁層形成用の塗工液は、樹脂及び無機粒子を溶媒に溶解又は分散させて作製する。塗工液には、必要に応じて、樹脂及び無機粒子以外のその他の成分を溶解又は分散させる。 A coating liquid for forming an insulating layer is prepared by dissolving or dispersing a resin and inorganic particles in a solvent. Components other than the resin and the inorganic particles are dissolved or dispersed in the coating liquid, if necessary.

塗工液の調製に用いる溶媒は、樹脂を溶解する溶媒(以下、「良溶媒」ともいう。)を含む。良溶媒としては、N-メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の極性アミド溶媒が挙げられる。 The solvent used to prepare the coating liquid includes a solvent that dissolves the resin (hereinafter also referred to as a "good solvent"). Examples of good solvents include polar amide solvents such as N-methylpyrrolidone, dimethylacetamide, and dimethylformamide.

塗工液の調製に用いる溶媒は、良好な多孔構造を有する絶縁層を形成する観点から、相分離を誘発させる相分離剤を含むことが好ましい。したがって、塗工液の調製に用いる溶媒は、良溶媒と相分離剤との混合溶媒であることが好ましい。相分離剤は、塗工に適切な粘度が確保できる範囲の量で良溶媒と混合することが好ましい。相分離剤としては、水、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール、ブタンジオール、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリプロピレングリコール等が挙げられる。 The solvent used for preparing the coating liquid preferably contains a phase separation agent that induces phase separation, from the viewpoint of forming an insulating layer having a good porous structure. Therefore, the solvent used for preparing the coating liquid is preferably a mixed solvent of a good solvent and a phase separation agent. It is preferable that the phase separating agent is mixed with a good solvent in an amount that can ensure a viscosity suitable for coating. Examples of the phase separation agent include water, methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol, butanediol, ethylene glycol, propylene glycol, tripropylene glycol, and the like.

塗工液の調製に用いる溶媒としては、良好な多孔構造を有する絶縁層を形成する観点から、良溶媒と相分離剤との混合溶媒であって、良溶媒を60質量%以上含み、相分離剤を5質量%~40質量%含む混合溶媒が好ましい。 From the viewpoint of forming an insulating layer with a good porous structure, the solvent used for preparing the coating liquid is a mixed solvent of a good solvent and a phase separation agent, containing 60% by mass or more of a good solvent, and a phase separation agent. A mixed solvent containing 5% to 40% by weight of the agent is preferred.

塗工液の樹脂濃度は、良好な多孔構造を有する絶縁層を形成する観点から、3質量%~10質量%であることが好ましい。塗工液の無機粒子濃度は、良好な多孔構造を有する絶縁層を形成する観点から、2質量%~50質量%であることが好ましい。 The resin concentration of the coating liquid is preferably 3% by mass to 10% by mass from the viewpoint of forming an insulating layer having a good porous structure. The concentration of inorganic particles in the coating liquid is preferably 2% by mass to 50% by mass from the viewpoint of forming an insulating layer having a good porous structure.

塗工液は、界面活性剤等の分散剤、湿潤剤、消泡剤、pH調整剤等を含有していてもよい。これらの添加剤は、非水系二次電池の使用範囲において電気化学的に安定で電池内反応を阻害しないものであれば、絶縁層に残存するものであってもよい。 The coating liquid may contain a dispersant such as a surfactant, a wetting agent, an antifoaming agent, a pH adjuster, and the like. These additives may remain in the insulating layer as long as they are electrochemically stable within the range of use of the non-aqueous secondary battery and do not inhibit reactions within the battery.

支持体への塗工液の塗工手段としては、マイヤーバー、ダイコーター、リバースロールコーター、ロールコーター、グラビアコーター、ナイフコーター等が挙げられる。 Examples of the means for applying the coating liquid to the support include a Mayer bar, a die coater, a reverse roll coater, a roll coater, a gravure coater, a knife coater, and the like.

塗工層の固化は、塗工層を形成した支持体を凝固液に浸漬し、塗工層において相分離を誘発しつつ樹脂を固化させることで行われる。これにより、支持体上に絶縁層が配置された複合体を得る。 Solidification of the coating layer is performed by immersing the support on which the coating layer is formed in a coagulating liquid, and solidifying the resin while inducing phase separation in the coating layer. This yields a composite in which the insulating layer is disposed on the support.

凝固液は、塗工液の調製に用いた良溶媒及び相分離剤と、水とを含むことが一般的である。良溶媒と相分離剤の混合比は、塗工液の調製に用いた混合溶媒の混合比に合わせるのが生産上好ましい。凝固液中の水の含有量は40質量%~90質量%であることが、絶縁層の多孔構造の形成及び生産性の観点から好ましい。凝固液の温度は、例えば20℃~50℃である。 The coagulating liquid generally contains water and the good solvent and phase separation agent used in preparing the coating liquid. The mixing ratio of the good solvent and the phase separating agent is preferably adjusted to the mixing ratio of the mixed solvent used for preparing the coating liquid in terms of production. The content of water in the coagulation liquid is preferably 40% by mass to 90% by mass from the viewpoint of forming the porous structure of the insulating layer and productivity. The temperature of the coagulating liquid is, for example, 20°C to 50°C.

凝固液中で塗工層を固化させた後、複合体を凝固液から引き揚げ、水洗する。水洗することによって、複合体から凝固液を除去する。さらに、乾燥することによって、複合体から水を除去する。水洗は、例えば、複合体を水浴中を搬送することによって行う。乾燥は、例えば、複合体を高温環境中を搬送すること、複合体に風をあてること、複合体をヒートロールに接触させること等によって行う。乾燥温度は40℃~80℃が好ましい。絶縁層中の水を電解液と接触させないために、絶縁層から水をできる限り除去する観点から、高温下(例えば80℃~110℃)の減圧乾燥を行うことが好ましい。 After the coating layer is solidified in the coagulation liquid, the composite is lifted from the coagulation liquid and washed with water. The coagulation liquid is removed from the composite by washing with water. Furthermore, water is removed from the composite by drying. Water washing is performed, for example, by transporting the composite in a water bath. Drying is performed, for example, by transporting the composite in a high-temperature environment, by blowing air on the composite, by bringing the composite into contact with a heat roll, or the like. The drying temperature is preferably 40°C to 80°C. In order to prevent the water in the insulating layer from coming into contact with the electrolyte, it is preferable to perform vacuum drying at a high temperature (for example, 80° C. to 110° C.) from the viewpoint of removing as much water as possible from the insulating layer.

絶縁層は、乾式塗工法でも形成し得る。乾式塗工法の実施形態例として、塗工液を支持体に塗工し、塗工層を乾燥させて溶媒を揮発除去することにより、絶縁層を支持体上に形成する形態が挙げられる。 The insulating layer can also be formed by a dry coating method. As an embodiment of the dry coating method, an insulating layer is formed on the support by applying a coating liquid to the support, drying the coating layer, and removing the solvent by volatilization.

-工程B-
工程Bの実施形態例として、正極と、負極活物質層上に絶縁層を形成した負極とを重ねる実施形態;負極と、正極活物質層上に絶縁層を形成した正極とを重ねる実施形態;正極と、剥離シートから剥離した絶縁層と、負極とを重ねる実施形態;などが挙げられる。
-Process B-
Examples of embodiments of step B include an embodiment in which a positive electrode and a negative electrode in which an insulating layer is formed on a negative electrode active material layer are stacked together; an embodiment in which a negative electrode and a positive electrode in which an insulating layer is formed on a positive electrode active material layer are stacked; Examples include an embodiment in which a positive electrode, an insulating layer peeled off from a release sheet, and a negative electrode are stacked.

正極と負極との間に絶縁層を配置する方式は、正極、絶縁層、負極をこの順に少なくとも1層ずつ積層する方式(所謂スタック方式)でもよく、正極、絶縁層、負極、絶縁層をこの順に重ね、長さ方向に捲回する方式でもよい。 The method of arranging the insulating layer between the positive electrode and the negative electrode may be a method of laminating at least one layer of the positive electrode, the insulating layer, and the negative electrode in this order (so-called stacking method). It may also be a method of stacking them in order and winding them in the length direction.

-工程C-
ウェットヒートプレスとは、絶縁層に電解液を含浸させて熱プレス処理を行うことを意味し、ドライヒートプレスとは、塗工層に電解液を含浸させずに熱プレス処理を行うことを意味する。
-Process C-
Wet heat press means that the insulating layer is impregnated with electrolyte and heat press is performed, and dry heat press is that heat press is performed without impregnating the coating layer with electrolyte. do.

工程Cの実施形態例として、下記の(1)~(3)が挙げられる。 Examples of embodiments of step C include the following (1) to (3).

(1)積層体を外装材(例えばアルミニウムラミネートフィルム製パック。以下同じ)に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の上から積層体をウェットヒートプレスし、電極と絶縁層との接着と、外装材の封止とを行う。 (1) Place the laminate in an exterior material (for example, an aluminum laminate film pack; the same applies hereinafter), inject electrolyte into it, create a vacuum inside the exterior material, and wet the laminate from above the exterior material. Heat press to bond the electrode and insulating layer and seal the exterior material.

(2)積層体をドライヒートプレスして電極と絶縁層とを接着した後、外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の封止を行う。 (2) After dry heat pressing the laminate to bond the electrode and insulating layer, place it in an exterior material, inject an electrolyte into it, create a vacuum inside the exterior material, and then seal the exterior material. I do.

(3)積層体をドライヒートプレスして電極と絶縁層とを接着した後、外装材に収容し、そこに電解液を注入し、外装材内を真空状態にした後、外装材の上からさらに積層体をウェットヒートプレスし、電極と絶縁層との接着と、外装材の封止とを行う。 (3) After dry heat pressing the laminate to bond the electrode and insulating layer, place it in an exterior material, inject an electrolyte into it, create a vacuum inside the exterior material, and then press the top of the exterior material. Furthermore, the laminate is subjected to wet heat pressing to bond the electrodes and the insulating layer and to seal the exterior material.

上記(1)~(3)の製造方法における熱プレスの条件としては、ドライヒートプレス及びウェットヒートプレスそれぞれ、プレス圧は0.1MPa~10.0MPaが好ましく、温度は60℃~100℃が好ましい。 As for the hot press conditions in the manufacturing methods (1) to (3) above, the press pressure is preferably 0.1 MPa to 10.0 MPa and the temperature is preferably 60°C to 100°C for dry heat press and wet heat press, respectively. .

以下に実施例を挙げて、本開示の非水系二次電池をさらに具体的に説明する。以下の実施例に示す材料、使用量、割合、処理手順等は、本開示の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本開示の非水系二次電池の範囲は、以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきではない。 The non-aqueous secondary battery of the present disclosure will be described in more detail with reference to Examples below. The materials, amounts used, proportions, processing procedures, etc. shown in the following examples can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present disclosure. Therefore, the scope of the non-aqueous secondary battery of the present disclosure should not be interpreted to be limited by the specific examples shown below.

<測定方法、評価方法>
実施例及び比較例に適用した測定方法及び評価方法は、以下のとおりである。
<Measurement method, evaluation method>
The measurement methods and evaluation methods applied to the Examples and Comparative Examples are as follows.

[ポリフッ化ビニリデン系樹脂を構成する単量体の割合]
ポリフッ化ビニリデン系樹脂10mgを重ジメチルスルホキシド0.6mLに100℃にて溶解し、100℃で19F-NMRスペクトルを測定し、室温でH-NMRスペクトルを測定した。NMRスペクトルにおける単量体由来のピーク強度の比から、ポリフッ化ビニリデン系樹脂を構成する単量体の割合を求めた。
[Ratio of monomers constituting polyvinylidene fluoride resin]
10 mg of polyvinylidene fluoride resin was dissolved in 0.6 mL of heavy dimethyl sulfoxide at 100°C, and the 19 F-NMR spectrum was measured at 100°C, and the 1 H-NMR spectrum was measured at room temperature. The proportion of monomers constituting the polyvinylidene fluoride resin was determined from the ratio of the peak intensities derived from the monomers in the NMR spectrum.

[絶縁層の厚さ]
電極の厚さ(μm)と、電極上に絶縁層が配置された複合体の厚さ(μm)とは、接触式の厚み計(株式会社ミツトヨ、LITEMATIC VL-50)にて5cm×3cmの長方形の中の20点を測定し、これを平均することで求めた。測定端子は直径5mmの円柱状の端子を用い、測定中に0.01Nの荷重が印加されるように調整した。そして、複合体の厚さから電極の厚さを減算した値を絶縁層の厚さ(μm)とした。
[Thickness of insulation layer]
The thickness of the electrode (μm) and the thickness (μm) of the composite with an insulating layer placed on the electrode are measured using a contact thickness meter (LITEMATIC VL-50, Mitutoyo Co., Ltd.) of 5 cm x 3 cm. It was determined by measuring 20 points within a rectangle and averaging them. A cylindrical terminal with a diameter of 5 mm was used as the measurement terminal, and adjustments were made so that a load of 0.01 N was applied during the measurement. Then, the value obtained by subtracting the thickness of the electrode from the thickness of the composite was defined as the thickness (μm) of the insulating layer.

[絶縁層の単位面積当たりの質量]
電極と、電極上に絶縁層が配置された複合体とを、それぞれ5cm×3cmの長方形に切り出し、質量(g)をそれぞれ測定し、その質量を面積(0.0015m)で除算して単位面積当たりの質量(g/m)を求めた。そして、複合体の単位面積当たりの質量から電極の単位面積当たりの質量を減算した値を、絶縁層の単位面積当たりの質量(g/m)とした。
[Mass per unit area of insulating layer]
The electrode and the composite body with an insulating layer arranged on the electrode are each cut into a rectangle of 5 cm x 3 cm, the mass (g) of each is measured, and the mass is divided by the area (0.0015 m 2 ) to obtain the unit. The mass per area (g/m 2 ) was determined. Then, the value obtained by subtracting the mass per unit area of the electrode from the mass per unit area of the composite was defined as the mass per unit area of the insulating layer (g/m 2 ).

[絶縁層の空孔率]
先述の方法で絶縁層の空孔率ε(%)を求めた。
[Porosity of insulating layer]
The porosity ε (%) of the insulating layer was determined by the method described above.

[無機粒子の平均一次粒径]
無機粒子の平均一次粒径は、絶縁層を形成するための塗工液に添加する前の無機粒子を試料とし、走査型電子顕微鏡(SEM)による観察において無作為に選んだ一次粒子100個の長径を計測し、100個の長径を平均することで求めた。
[Average primary particle size of inorganic particles]
The average primary particle size of the inorganic particles is determined by using the inorganic particles as a sample before being added to the coating solution for forming an insulating layer, and observing 100 randomly selected primary particles using a scanning electron microscope (SEM). It was determined by measuring the major axis and averaging the 100 major axes.

[放電特性]
電池に、下記(a)の充放電を5サイクル行った後、下記(b)の充放電を1サイクル行った。
(a)4mA/4.2Vで15時間の定電流定電圧充電、及び、4mA/2.5Vカットオフで定電流放電
(b)8mA/4.2Vで8時間の定電流定電圧充電、及び、200mA/2.5Vカットオフで定電流放電
上記(b)の放電容量を上記(a)の5サイクル目の放電容量で除算し、得られた値を電池の放電特性とした。参考例1の放電特性を基準値とし、実施例及び比較例の放電特性それぞれについて参考例1に対する百分率を算出し、下記のとおり分類した。
A:95%以上
B:85%以上95%未満
C:70%以上85%未満
D:70%未満
[Discharge characteristics]
The battery was subjected to 5 cycles of charging and discharging as described in (a) below, and then 1 cycle of charging and discharging as described in (b) below.
(a) Constant current constant voltage charging at 4 mA/4.2V for 15 hours and constant current discharging at 4 mA/2.5V cutoff (b) Constant current constant voltage charging at 8 mA/4.2V for 8 hours, and , constant current discharge at 200 mA/2.5 V cutoff The discharge capacity in (b) above was divided by the discharge capacity at the 5th cycle in (a) above, and the obtained value was taken as the discharge characteristic of the battery. Using the discharge characteristics of Reference Example 1 as a reference value, the percentages of the discharge characteristics of Examples and Comparative Examples relative to Reference Example 1 were calculated and classified as follows.
A: 95% or more B: 85% or more and less than 95% C: 70% or more and less than 85% D: Less than 70%

[クーロン効率]
上記(a)の1サイクル目の放電容量を充電容量で除算し、得られた値を電池のクーロン効率とした。参考例1のクーロン効率を基準値とし、実施例及び比較例のクーロン効率それぞれについて参考例1に対する百分率を算出し、下記のとおり分類した。
A:95%以上
B:85%以上95%未満
C:70%以上85%未満
D:70%未満
[Coulombic efficiency]
The discharge capacity at the first cycle in (a) above was divided by the charge capacity, and the obtained value was taken as the coulombic efficiency of the battery. Using the coulombic efficiency of Reference Example 1 as a reference value, the percentages of the coulombic efficiencies of Examples and Comparative Examples with respect to Reference Example 1 were calculated and classified as follows.
A: 95% or more B: 85% or more and less than 95% C: 70% or more and less than 85% D: Less than 70%

[セル強度]
電池に、ISO178に準じて3点曲げ試験を行い、電池が破壊に至ったときの最大荷重(N)を求めた。参考例1の最大荷重を基準値とし、実施例及び比較例の最大荷重それぞれについて参考例1に対する百分率を算出し、下記のとおり分類した。
A:90%以上
B:90%未満
[Cell strength]
The battery was subjected to a three-point bending test according to ISO 178, and the maximum load (N) at which the battery broke was determined. Using the maximum load of Reference Example 1 as a reference value, the percentage of each of the maximum loads of Examples and Comparative Examples with respect to Reference Example 1 was calculated and classified as follows.
A: 90% or more B: Less than 90%

<非水系二次電池の製造>
[実施例1]
-正極の作製-
コバルト酸リチウム粉末94質量部と、アセチレンブラック3質量部と、ポリフッ化ビニリデン樹脂3質量部と、適量のN-メチル-2-ピロリドンとを混練し、スラリーを作製した。スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔上に塗布し、乾燥後プレスし、正極(片面塗工、目付20.5mg/cm、密度2.95g/cm)を得た。
<Manufacture of non-aqueous secondary batteries>
[Example 1]
-Preparation of positive electrode-
A slurry was prepared by kneading 94 parts by mass of lithium cobalt oxide powder, 3 parts by mass of acetylene black, 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride resin, and an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone. The slurry was applied onto a 20 μm thick aluminum foil, dried and then pressed to obtain a positive electrode (single-sided coating, basis weight 20.5 mg/cm 2 , density 2.95 g/cm 3 ).

-負極の作製-
グラファイト粉末96.2質量部と、スチレン-ブタジエン共重合体の変性体2.8質量部と、カルボキシメチルセルロース1.0質量部と、適量の水とを混練し、スラリーを作製した。スラリーを厚さ15μmの銅箔上に塗布し、乾燥後プレスし、負極(片面塗工、目付10.0mg/cm、密度1.60g/cm)を得た。
-Preparation of negative electrode-
A slurry was prepared by kneading 96.2 parts by mass of graphite powder, 2.8 parts by mass of a modified styrene-butadiene copolymer, 1.0 parts by mass of carboxymethyl cellulose, and an appropriate amount of water. The slurry was applied onto a 15 μm thick copper foil, dried and then pressed to obtain a negative electrode (single-sided coating, basis weight 10.0 mg/cm 2 , density 1.60 g/cm 3 ).

-絶縁層の作製-
全重合成分に占めるHFPの割合が2.4モル%であり、全重合成分に占めるアクリル酸の割合が0.5モル%であるVDF-HFP-アクリル酸三元共重合体を用意した。この樹脂を、PVDF系樹脂(A)という。
-Preparation of insulating layer-
A VDF-HFP-acrylic acid terpolymer was prepared in which the proportion of HFP in the total polymerization components was 2.4 mol% and the proportion of acrylic acid in the total polymerization components was 0.5 mol%. This resin is called PVDF resin (A).

PVDF系樹脂(A)を、濃度が5質量%となるように、ジメチルアセトアミド(DMAc)及びトリプロピレングリコール(TPG)の混合溶媒(DMAc:TPG=80:20[質量比])に溶解した後、水酸化マグネシウム粒子(平均一次粒径0.88μm)を加えて攪拌混合し、塗工液(A)を得た。PVDF系樹脂(A)と水酸化マグネシウム粒子との質量比(PVDF系樹脂(A):水酸化マグネシウム粒子)が20:80であった。 After dissolving the PVDF resin (A) in a mixed solvent of dimethylacetamide (DMAc) and tripropylene glycol (TPG) (DMAc:TPG=80:20 [mass ratio]) so that the concentration is 5% by mass. , magnesium hydroxide particles (average primary particle size 0.88 μm) were added and mixed with stirring to obtain a coating liquid (A). The mass ratio of the PVDF resin (A) to the magnesium hydroxide particles (PVDF resin (A):magnesium hydroxide particles) was 20:80.

ナイフコーターを用いて塗工液(A)を負極の活物質層上に塗工した。これを、凝固液(DMAc:水=50:50(質量比)、液温25℃)に5分間浸漬し塗工層を固化させ、次いで、水温25℃の水洗槽で1分間洗浄した。これを水洗槽から引き上げ、70℃の恒温槽に入れて15分間乾燥した後、110℃で3時間減圧乾燥した。こうして、負極上に絶縁層が配置された複合体を得た。 The coating liquid (A) was applied onto the active material layer of the negative electrode using a knife coater. This was immersed in a coagulation solution (DMAc:water = 50:50 (mass ratio), liquid temperature 25°C) for 5 minutes to solidify the coating layer, and then washed for 1 minute in a washing tank with a water temperature of 25°C. This was taken out of the washing tank, placed in a constant temperature bath at 70°C, dried for 15 minutes, and then dried under reduced pressure at 110°C for 3 hours. In this way, a composite body in which an insulating layer was disposed on the negative electrode was obtained.

-電池の作製-
正極を5.0cm×3.0cmに切り出し、負極上に絶縁層が配置された複合体を5.2cm×3.2cmに切り出して、それぞれにリードタブを溶接した。正極活物質層と絶縁層とが接するように、正極と複合体とを重ね、積層体を得た。積層体に電解液を含浸させ、アルミニウムラミネートフィルムの外装材に封入した。外装材の上から熱プレス(85℃、0.5MPa、2分間)して、電極と絶縁層との接着を行い、電池を得た。電解液には1mol/L LiPF-エチレンカーボネート:エチルメチルカーボネート(質量比3:7)を用いた。電池の設定容量は40mAh(4.2V-2.5Vの範囲)とした。
-Battery production-
The positive electrode was cut out to a size of 5.0 cm x 3.0 cm, and the composite body in which an insulating layer was arranged on the negative electrode was cut out to a size of 5.2 cm x 3.2 cm, and lead tabs were welded to each piece. The positive electrode and the composite were stacked so that the positive electrode active material layer and the insulating layer were in contact with each other to obtain a laminate. The laminate was impregnated with an electrolyte and enclosed in an aluminum laminate film exterior material. Heat pressing (85° C., 0.5 MPa, 2 minutes) was performed on the exterior material to bond the electrode and the insulating layer, and a battery was obtained. 1 mol/L LiPF 6 -ethylene carbonate:ethyl methyl carbonate (mass ratio 3:7) was used as the electrolyte. The set capacity of the battery was 40 mAh (range 4.2V-2.5V).

[実施例2~9、比較例1~3]
実施例1と同様にして、但し、絶縁層の材料、組成及び厚さを表1に記載の仕様にして各電池を作製した。
実施例6等において使用したPVDF系樹脂(B)は、全重合成分に占めるHFPの割合が5.7モル%であり、全重合成分に占めるアクリル酸の割合が0.8モル%であるVDF-HFP-アクリル酸三元共重合体である。
比較例3において使用したPVDF系樹脂(C)は、全重合成分に占めるHFPの割合が2.5モル%であるVDF-HFP二元共重合体である。
実施例5及び実施例9においては、水酸化マグネシウム粒子と硫酸バリウム粒子とを、水酸化マグネシウム粒子:硫酸バリウム粒子=50:50(質量比)で併用した。
[Examples 2 to 9, Comparative Examples 1 to 3]
Each battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the material, composition, and thickness of the insulating layer were set to the specifications listed in Table 1.
The PVDF resin (B) used in Example 6 etc. was a VDF in which the proportion of HFP in the total polymerization components was 5.7 mol%, and the proportion of acrylic acid in the total polymerization components was 0.8 mol%. -HFP-acrylic acid terpolymer.
The PVDF resin (C) used in Comparative Example 3 is a VDF-HFP binary copolymer in which the proportion of HFP in the total polymerization component is 2.5 mol%.
In Examples 5 and 9, magnesium hydroxide particles and barium sulfate particles were used together in a ratio of magnesium hydroxide particles to barium sulfate particles of 50:50 (mass ratio).

[参考例1]
-3層からなるセパレータの作製-
リバースロールコーターを用いて塗工液(A)をポリエチレン微多孔膜(厚さ7μm、空孔率36%、ガーレ値120秒/100mL)の両面に等量塗工した。これを、凝固液(DMAc:水=50:50(質量比)、液温40℃)に浸漬し塗工層を固化させ、次いで、水温40℃の水洗槽で洗浄し、乾燥した。こうして、ポリエチレン微多孔膜の両面に塗工層が形成されたセパレータを得た。
[Reference example 1]
-Production of separator consisting of three layers-
An equal amount of the coating liquid (A) was applied to both sides of a polyethylene microporous membrane (thickness: 7 μm, porosity: 36%, Gurley value: 120 seconds/100 mL) using a reverse roll coater. This was immersed in a coagulation solution (DMAc:water = 50:50 (mass ratio), liquid temperature: 40°C) to solidify the coating layer, then washed in a washing tank with a water temperature of 40°C, and dried. In this way, a separator was obtained in which coating layers were formed on both sides of the polyethylene microporous membrane.

-電池の作製-
実施例1における正極及び負極を用意した。正極を5.0cm×3.0cmに切り出し、負極を5.2cm×3.2cmに切り出して、それぞれにリードタブを溶接した。セパレータを5.4cm×3.4cmに切り出した。
電極活物質層とセパレータとが接するように、正極、セパレータ、負極の順に重ね、積層体を得た。積層体に電解液(実施例1で使用したものと同じ電解液である。)を含浸させ、アルミニウムラミネートフィルムの外装材に封入した。外装材の上から熱プレス(85℃、0.5MPa、2分間)して、電極とセパレータとの接着を行い、電池を得た。
-Battery production-
A positive electrode and a negative electrode in Example 1 were prepared. The positive electrode was cut into a size of 5.0 cm x 3.0 cm, and the negative electrode was cut into a size of 5.2 cm x 3.2 cm, and a lead tab was welded to each piece. The separator was cut into a size of 5.4 cm x 3.4 cm.
A laminate was obtained by stacking the positive electrode, separator, and negative electrode in this order so that the electrode active material layer and the separator were in contact with each other. The laminate was impregnated with an electrolytic solution (the same electrolytic solution used in Example 1), and the laminate was enclosed in an aluminum laminate film exterior material. Heat pressing (85° C., 0.5 MPa, 2 minutes) was performed on the exterior material to bond the electrode and separator, and a battery was obtained.

実施例1~9、比較例1~3及び参考例1の各電池の組成、物性及び評価結果を表1に示す。 Table 1 shows the composition, physical properties, and evaluation results of each battery of Examples 1 to 9, Comparative Examples 1 to 3, and Reference Example 1.

100 非水系二次電池
10 電池素子
20 正極
22 正極集電体
24 正極活物質層
30 絶縁層
40 負極
42 負極集電体
44 負極活物質層
50 電解液
90 外装材
100 Nonaqueous secondary battery 10 Battery element 20 Positive electrode 22 Positive electrode current collector 24 Positive electrode active material layer 30 Insulating layer 40 Negative electrode 42 Negative electrode current collector 44 Negative electrode active material layer 50 Electrolyte 90 Exterior material

Claims (8)

正極と、
負極と、
一方の面が前記正極に接し他方の面が前記負極に接する単一層であり、フッ化ビニリデン及び下記の一般式(1)で表される単量体を重合成分に含むポリフッ化ビニリデン系樹脂並びに無機粒子を含有する絶縁層と、
電解液と、
を備える非水系二次電池。

一般式(1)中、R、R及びRはそれぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~5のアルキル基、カルボキシ基、又はカルボキシ基の誘導体を表し、Xは、単結合、炭素数1~5のアルキレン基、又は置換基を有する炭素数1~5のアルキレン基を表し、Yは、水素原子、炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのヒドロキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、少なくとも1つのカルボキシ基で置換された炭素数1~5のアルキル基、又は-R-O-C(=O)-(CH-C(=O)-OH(Rは炭素数1~5のアルキレン基を表し、nは0以上の整数を表す。)を表す。
a positive electrode;
a negative electrode;
A polyvinylidene fluoride resin which is a single layer with one surface in contact with the positive electrode and the other surface in contact with the negative electrode, and which contains vinylidene fluoride and a monomer represented by the following general formula (1) as polymerization components; an insulating layer containing inorganic particles;
electrolyte and
A non-aqueous secondary battery comprising:

In general formula (1), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a carboxy group, or a derivative of a carboxy group, and X is a single represents a bond, an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms having a substituent, and Y is substituted with a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or at least one hydroxy group. an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms substituted with at least one carboxy group, or -R-O-C(=O)-(CH 2 ) n -C(=O )-OH (R represents an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, and n represents an integer of 0 or more).
前記無機粒子が金属水酸化物粒子及び金属硫酸塩粒子からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項1に記載の非水系二次電池。 The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the inorganic particles include at least one selected from the group consisting of metal hydroxide particles and metal sulfate particles. 前記絶縁層に含まれる前記無機粒子の平均一次粒径が0.01μm以上1.00μm未満である、請求項1又は請求項2に記載の非水系二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the inorganic particles contained in the insulating layer have an average primary particle size of 0.01 μm or more and less than 1.00 μm. 前記絶縁層に占める前記無機粒子の質量割合が50質量%以上90質量%未満である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の非水系二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 3, wherein a mass proportion of the inorganic particles in the insulating layer is 50% by mass or more and less than 90% by mass. 前記絶縁層の厚さが5μm以上30μm以下である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の非水系二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the insulating layer has a thickness of 5 μm or more and 30 μm or less. 前記絶縁層の空孔率が40%以上80%未満である、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の非水系二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the insulating layer has a porosity of 40% or more and less than 80%. 前記絶縁層の単位面積当たりの質量が4g/m以上40g/m未満である、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の非水系二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the insulating layer has a mass per unit area of 4 g/m 2 or more and less than 40 g/m 2 . リチウムイオンのドープ及び脱ドープにより起電力を得る、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の非水系二次電池。 The nonaqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the electromotive force is obtained by doping and dedoping with lithium ions.
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