JPWO2011013604A1 - Porous membrane for secondary battery and secondary battery - Google Patents

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Abstract

非導電性粒子及びブロックポリマーを含む二次電池用多孔膜。好ましくは前記ブロックポリマーが、電解液に対する相溶性を示すセグメントと電解液に対する相溶性を示さないセグメントとから構成される。A porous membrane for a secondary battery comprising non-conductive particles and a block polymer. Preferably, the block polymer is composed of a segment exhibiting compatibility with the electrolytic solution and a segment not exhibiting compatibility with the electrolytic solution.

Description

本発明は、二次電池用多孔膜に関し、さらに詳しくはリチウムイオン二次電池などに用いられる、高い出力特性及び長期サイクル特性を有する二次電池用多孔膜に関する。また本発明は、かかる二次電池用多孔膜を得るためのスラリー及び製造方法、並びにかかる二次電池用多孔膜を有する二次電池及びその他の用途に関する。   The present invention relates to a porous membrane for a secondary battery, and more particularly to a porous membrane for a secondary battery having high output characteristics and long-term cycle characteristics used for a lithium ion secondary battery or the like. The present invention also relates to a slurry and a production method for obtaining such a porous membrane for a secondary battery, a secondary battery having such a porous membrane for a secondary battery, and other applications.

リチウムイオン二次電池は、実用化電池の中で最も高いエネルギー密度を示し、特に小型エレクトロニクス用に多用されている。また、自動車用途への展開も期待され、高容量化、長寿命化及び安全性の更なる向上が要望されている。   Lithium ion secondary batteries exhibit the highest energy density among practical batteries, and are frequently used particularly for small electronics. In addition, expansion to automobile applications is also expected, and there is a demand for higher capacity, longer life and further improvement in safety.

リチウムイオン二次電池には、一般に、正極と負極との間の短絡を防ぐ為に、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンの有機セパレーターが用いられている。ポリオレフィンの有機セパレーターは200℃以下で溶融する物性を有している為、内部及びまたは外部の刺激により電池が高温になる場合には、収縮や溶融などの体積変化がおこり、その結果、正極及び負極の短絡、電気エネルギーの放出などにより爆発などが起こる恐れがある。   In general, in order to prevent a short circuit between a positive electrode and a negative electrode, an organic separator made of polyolefin such as polyethylene or polypropylene is used for a lithium ion secondary battery. Since the organic separator of polyolefin has a physical property of melting at 200 ° C. or lower, when the battery becomes hot due to internal and / or external stimulation, volume change such as shrinkage and melting occurs. There is a risk of explosion due to short circuit of the negative electrode or release of electrical energy.

そこで、このような問題を解決するため、ポリオレフィン有機セパレーター上又は電極(正極や負極)上に無機粒子などの非導電性粒子を含有する層を積層することが提案されている。
例えば、特許文献1には、電極上にアルミナ、シリカ、ポリエチレン樹脂などの微粒子と、ポリフッ化ビニリデン等の耐電解液性の高い結着剤とを含むスラリーを用いて形成されてなる多孔性保護膜が開示されている。これらの多孔膜保護膜の場合は、例えば150℃以上で有機セパレーターの熱収縮が起こっても、電極上に微粒子があることにより内部短絡率が低下し安全性が向上する。
さらに、特許文献2には、アルミナや有機化合物等の微粒子と、スチレンーブタジエン共重合体等の結着剤とが、離型性を有するライナー上に形成されてなる多孔質膜が開示されている。これらの多孔質膜の場合は、熱収縮が起こらないことによる内部短絡率の低下に加え、多孔質膜が熱膨潤することによりシャットダウンが起こり、信頼性や安全性が更に向上している。
Therefore, in order to solve such problems, it has been proposed to laminate a layer containing non-conductive particles such as inorganic particles on a polyolefin organic separator or an electrode (positive electrode or negative electrode).
For example, Patent Document 1 discloses a porous protection formed by using a slurry containing fine particles such as alumina, silica, and polyethylene resin on an electrode and a binder having high electrolytic solution resistance such as polyvinylidene fluoride. A membrane is disclosed. In the case of these porous film protective films, even if thermal contraction of the organic separator occurs at, for example, 150 ° C. or higher, the presence of fine particles on the electrode reduces the internal short circuit rate and improves safety.
Furthermore, Patent Document 2 discloses a porous film in which fine particles such as alumina or an organic compound and a binder such as a styrene-butadiene copolymer are formed on a liner having releasability. Yes. In the case of these porous membranes, in addition to the decrease in the internal short-circuit rate due to the fact that thermal contraction does not occur, shutdown occurs due to the thermal swelling of the porous membrane, and the reliability and safety are further improved.

特開平7−220759号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-220759 特開2008−027839号公報JP 2008-027839 A

しかしながら、本発明者らの検討によれば、特許文献1及び2に記載の方法では、多孔膜層を電極上に形成する際に、微粒子が脱落しないようにして電極上にスラリーを塗工すると、前記結着剤が電極表面を被覆してしまい、その結果リチウムの移動が阻害され出力特性が低下することがわかった。
また、長期サイクル特性も向上させるためには、多孔膜の電解液保持性や電解液含浸性を更に向上させる必要であることがわかった。
従って、本発明の目的は、出力特性及び長期サイクル特性が更に向上した、リチウムイオン二次電池などに使用される多孔膜、かかる多孔膜を得るためのスラリー及び製造方法、並びに、出力特性及び長期サイクル特性が更に向上した、リチウムイオン二次電池及びその構成要素を提供することにある。
However, according to the study by the present inventors, in the methods described in Patent Documents 1 and 2, when forming the porous film layer on the electrode, the slurry is applied on the electrode so that the fine particles do not fall off. It has been found that the binder coats the electrode surface, and as a result, the movement of lithium is hindered and the output characteristics are deteriorated.
In addition, it was found that in order to improve the long-term cycle characteristics, it is necessary to further improve the electrolyte solution retainability and the electrolyte solution impregnation property of the porous membrane.
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a porous film used in a lithium ion secondary battery or the like having further improved output characteristics and long-term cycle characteristics, a slurry and a production method for obtaining such a porous film, and output characteristics and long-term performance. An object of the present invention is to provide a lithium ion secondary battery and its constituent elements having further improved cycle characteristics.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、前記無機粒子などの非導電性粒子を多孔膜に含ませるとともに、結着剤(バインダー)としてブロックポリマーを用いることにより、非導電性粒子への高い吸着安定性により分散性が向上し、また多孔膜が適度な電解液保持性を有することから、その多孔膜を有する二次電池の出力特性が向上することを見出した。更に、多孔膜が長期に渡り高い電解液含浸性・電解液保持性を有することにより、高い出力特性に加えて長期サイクル特性もより向上することを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have included non-conductive particles such as inorganic particles in the porous film and non-conductive by using a block polymer as a binder (binder). It has been found that the dispersibility is improved due to the high adsorption stability to the conductive particles, and that the porous membrane has an appropriate electrolyte solution retaining property, so that the output characteristics of the secondary battery having the porous membrane are improved. Furthermore, it has been found that the porous membrane has high electrolyte impregnation property / electrolytic solution retention property for a long period of time, so that the long-term cycle characteristics are improved in addition to the high output characteristics, and the present invention has been completed.

上記課題を解決する本発明は、下記事項を要旨として含む。
(1)非導電性粒子及びブロックポリマーを含む二次電池用多孔膜。
(2)前記ブロックポリマーが、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを含有する二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントと前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントである2つのセグメントを有する(1)に記載の二次電池用多孔膜。
(3)前記ブロックポリマーの重量平均分子量が、1,000〜500,000の範囲にある(1)〜(2)のいずれかに記載の二次電池用多孔膜。
(4)前記ブロックポリマーが、ガラス転移温度15℃以下の軟質重合体のセグメントを含む(1)〜(3)のいずれかに記載の二次電池用多孔膜。
(5)前記ブロックポリマーが、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントを有し、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントが、溶解度パラメーター(SP)が8.0以上11未満である単量体成分、及び/または、親水性基を有する単量体成分を含む(1)〜(4)のいずれかに記載の二次電池用多孔膜。
(6)前記ブロックポリマーが、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントを有し、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントが、溶解度パラメーターが8.0未満もしくは11以上である単量体成分、及び/または、疎水性部を有する単量体成分を含む(1)〜(4)のいずれかに記載の二次電池用多孔膜。
(7)非導電性粒子、ブロックポリマー及び溶媒を含む二次電池多孔膜用スラリー。
(8)請求項7に記載の二次電池多孔膜用スラリーを基材に塗布し、次いで乾燥する工程を含む二次電池用多孔膜の製造方法。
(9)集電体、前記集電体上に設けられた、結着剤及び電極活物質を含む電極合剤層、及び前記電極合剤層上に設けられた、(1)〜(6)のいずれかに記載の二次電池用多孔膜の層を含む二次電池用電極。
(10)有機セパレーター層、前記有機セパレーター層上に設けられた、(1)〜(6)のいずれかに記載の二次電池用多孔膜を含む二次電池用セパレーター。
(11)正極、負極、セパレーター及びエチレンカーボネートとジエチルカーボネートを含有する二次電池用電解液を含む二次電池であって、前記正極、負極及びセパレーターの少なくともいずれかが、(1)〜(6)のいずれかに記載の二次電池用多孔膜を含む、二次電池。
The present invention for solving the above-mentioned problems includes the following matters as a gist.
(1) A porous film for a secondary battery containing non-conductive particles and a block polymer.
(2) The block polymer has two segments which are a segment showing compatibility with a secondary battery electrolyte containing ethylene carbonate and diethyl carbonate and a segment showing no compatibility with the secondary battery electrolyte. The porous membrane for a secondary battery as described in (1).
(3) The porous membrane for a secondary battery according to any one of (1) to (2), wherein the block polymer has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000.
(4) The porous membrane for a secondary battery according to any one of (1) to (3), wherein the block polymer includes a segment of a soft polymer having a glass transition temperature of 15 ° C. or lower.
(5) The block polymer has a segment showing compatibility with the electrolyte solution for secondary battery, and the segment showing compatibility with the electrolyte solution for secondary battery has a solubility parameter (SP) of 8.0 or more. The porous membrane for a secondary battery according to any one of (1) to (4), comprising a monomer component that is less than 11 and / or a monomer component having a hydrophilic group.
(6) The block polymer has a segment that does not show compatibility with the electrolyte solution for secondary battery, and the segment that does not show compatibility with the electrolyte solution for secondary battery has a solubility parameter of less than 8.0 or The porous membrane for a secondary battery according to any one of (1) to (4), comprising a monomer component having 11 or more and / or a monomer component having a hydrophobic portion.
(7) A slurry for a secondary battery porous membrane containing non-conductive particles, a block polymer, and a solvent.
(8) A method for producing a porous film for a secondary battery, comprising a step of applying the slurry for a secondary battery porous film according to claim 7 to a substrate and then drying.
(9) A current collector, an electrode mixture layer including a binder and an electrode active material provided on the current collector, and (1) to (6) provided on the electrode mixture layer A secondary battery electrode comprising the layer of the porous film for a secondary battery according to any one of the above.
(10) A separator for a secondary battery including the porous membrane for a secondary battery according to any one of (1) to (6) provided on the organic separator layer and the organic separator layer.
(11) A secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte for a secondary battery containing ethylene carbonate and diethyl carbonate, wherein at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is (1) to (6 A secondary battery comprising the porous film for a secondary battery according to any one of the above.

本発明によれば、多孔膜が特定の結着剤を含有することにより、該多孔膜における、非導電性粒子の高度な分散性及び高度な電解液保持性が達成される。その結果、本発明の二次電池用多孔膜、電極又はセパレータを用いて得られる本発明の二次電池においては、その出力特性及び長期サイクル特性がより向上する。本発明の製造方法及び二次電池多孔膜用スラリーによれば、かかる二次電池用多孔膜を容易に形成することができる。   According to the present invention, when the porous film contains a specific binder, high dispersibility of non-conductive particles and high electrolyte solution retention in the porous film are achieved. As a result, in the secondary battery of the present invention obtained using the porous membrane for a secondary battery, electrode or separator of the present invention, its output characteristics and long-term cycle characteristics are further improved. According to the production method and the slurry for a secondary battery porous membrane of the present invention, such a porous membrane for a secondary battery can be easily formed.

以下に本発明を詳述する。
本発明の二次電池用多孔膜は、非導電性粒子及びブロックポリマーを含む。
The present invention is described in detail below.
The porous membrane for a secondary battery of the present invention includes non-conductive particles and a block polymer.

(非導電性粒子)
本発明に用いる非導電性粒子は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池などの使用環境下で安定に存在し、電気化学的にも安定であることが望まれる。例えば各種の無機粒子や有機粒子を使用することができる。電池の性能に悪影響を及ぼす金属のコンタミネーションが少ない粒子を低コストで製造できる点からは、有機粒子が好ましい。
無機粒子としては、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウム、酸化チタン、BaTiO、ZrO、アルミナ−シリカ複合酸化物等の酸化物粒子;窒化アルミニウム、窒化硼素等の窒化物粒子;シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶粒子;硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等の難溶性イオン結晶粒子;タルク、モンモリロナイトなどの粘土微粒子等が用いられる。これらの粒子は必要に応じて元素置換、表面処理、固溶体化等されていてもよく、また単独でも2種以上の組合せからなるものでもよい。これらの中でも電解液中での安定性と電位安定性の観点から酸化物粒子であることが好ましい。
有機粒子としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂など各種高分子化合物からなる粒子等が用いられる。粒子を形成する上記高分子化合物は、混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体、架橋体等であっても使用できる。有機粒子を形成する高分子化合物は、2種以上の高分子化合物の混合物であってもよい。
また、カーボンブラック、グラファイト、SnO、ITO、金属粉末などの導電性金属及び導電性を有する化合物や酸化物の微粉末の表面を、非電気伝導性の物質で表面処理することによって、電気絶縁性を持たせて使用することも可能である。これらの非電気伝導性粒子は、2種以上併用して用いてもよい。
(Non-conductive particles)
It is desired that the non-conductive particles used in the present invention are stably present in a use environment such as a lithium ion secondary battery or a nickel hydride secondary battery, and are electrochemically stable. For example, various inorganic particles and organic particles can be used. Organic particles are preferable from the viewpoint of producing particles with low metal contamination that adversely affect battery performance at low cost.
Examples of inorganic particles include oxide particles such as aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, titanium oxide, BaTiO 2 , ZrO, and alumina-silica composite oxide; nitride particles such as aluminum nitride and boron nitride; silicon, diamond, and the like Covalent crystal particles; poorly soluble ion crystal particles such as barium sulfate, calcium fluoride, and barium fluoride; clay fine particles such as talc and montmorillonite are used. These particles may be subjected to element substitution, surface treatment, solid solution, or the like, if necessary, or may be a single or a combination of two or more. Among these, oxide particles are preferable from the viewpoints of stability in an electrolytic solution and potential stability.
As the organic particles, particles made of various polymer compounds such as polystyrene, polyethylene, polyimide, melamine resin, and phenol resin are used. The polymer compound forming the particles can be used as a mixture, a modified product, a derivative, a random copolymer, an alternating copolymer, a graft copolymer, a block copolymer, a crosslinked product, and the like. The polymer compound that forms the organic particles may be a mixture of two or more polymer compounds.
In addition, by electrically treating the surface of conductive metal such as carbon black, graphite, SnO 2 , ITO, metal powder and fine powders of conductive compounds and oxides with a non-electrically conductive material, electrical insulation is achieved. It is also possible to use it with a certain character. These non-electrically conductive particles may be used in combination of two or more.

本発明においては、非導電性粒子として、金属異物の含有量が100ppm以下のものを用いることが好ましい。金属異物または金属イオンが多く含まれる非導電性粒子を用いると、後述する多孔膜用スラリー中において、前記金属異物又は金属イオンが溶出し、これが多孔膜用スラリー中のポリマーとイオン架橋を起こし、多孔膜用スラリーが凝集し結果として多孔膜の多孔性が下がり出力特性が悪化する恐れがある。前記金属としては、特にイオン化しやすいFe、NiおよびCr等の含有が最も好ましくない。従って、非導電性粒子中の金属含有量としては好ましくは100ppm以下、更に好ましくは50ppm以下である。上記含有量が少ないほど電池特性の劣化が起こりにくくなる。ここでいう「金属異物」とは、非導電性粒子以外の金属単体を意味する。非導電性粒子中の金属異物の含有量は、ICP(Inductively Coupled Plasma)を用いて測定することができる。金属異物の含有量の下限は、特に限定されないが、好ましくは0ppmである。   In the present invention, it is preferable to use non-conductive particles having a foreign metal content of 100 ppm or less. When non-conductive particles containing a large amount of metal foreign matter or metal ions are used, in the slurry for porous film described later, the metal foreign matter or metal ion is eluted, which causes ionic crosslinking with the polymer in the slurry for porous film, There is a possibility that the slurry for the porous film aggregates and as a result, the porosity of the porous film decreases and the output characteristics deteriorate. As the metal, it is most preferable to contain Fe, Ni, Cr and the like which are particularly easily ionized. Accordingly, the metal content in the non-conductive particles is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less. The smaller the content, the less likely the battery characteristics will deteriorate. The term “metal foreign matter” as used herein means a simple metal other than non-conductive particles. The content of metal foreign matter in the non-conductive particles can be measured using ICP (Inductively Coupled Plasma). Although the minimum of content of a metal foreign material is not specifically limited, Preferably it is 0 ppm.

本発明に用いる非導電性粒子の平均粒子径(体積平均のD50平均粒子径)は、好ましくは5nm以上10μm以下、より好ましくは10nm以上5μm以下である。非導電性粒子の平均粒子径を前記範囲とすることにより、分散状態の制御と均質な所定の厚みの膜が得られ易くなる。非導電性粒子の平均粒子径を、50nm以上2μm以下の範囲にすると、分散、塗布の容易さ、空隙のコントロール性に優れるので特に好ましい。
また、これらの粒子のBET比表面積は、粒子の凝集を抑制し、後述する多孔膜用スラリーの流動性を好適化する観点から具体的には、0.9〜200m/gであることが好ましく、1.5〜150m/gであることがより好ましい。
非導電性粒子が有機粒子である場合、該有機微粒子は高い耐熱性を有することが、多孔膜に耐熱性を賦与し電池の安定性を向上させる観点から好ましい。具体的には、熱天秤分析において昇温速度10℃/分で加熱したときに10重量%減量する温度が、好ましくは250℃以上、より好ましくは300℃以上、さらにより好ましくは350℃以上である。一方当該温度の上限は特に制限されないが、例えば450℃以下とすることができる。
非導電性粒子の粒子径分布(CV値)の下限は好ましくは0.5%以上であり、その上限は好ましくは40%以下であり、より好ましくは30%以下であり、さらにより好ましくは20%以下である。当該範囲内とすることにより、非導電性粒子層の空隙を埋めず、リチウムの移動を阻害し抵抗が増大することを抑制することができる。
The average particle size (volume average D50 average particle size) of the non-conductive particles used in the present invention is preferably 5 nm or more and 10 μm or less, more preferably 10 nm or more and 5 μm or less. By controlling the average particle diameter of the non-conductive particles within the above range, it becomes easy to obtain a film having a predetermined thickness that is uniform in controlling the dispersion state. It is particularly preferable that the average particle diameter of the non-conductive particles be in the range of 50 nm or more and 2 μm or less because the dispersion, the ease of coating, and the controllability of voids are excellent.
In addition, the BET specific surface area of these particles is specifically 0.9 to 200 m 2 / g from the viewpoint of suppressing aggregation of the particles and optimizing the fluidity of the slurry for a porous film described later. Preferably, it is 1.5-150 m < 2 > / g.
When the non-conductive particles are organic particles, the organic fine particles preferably have high heat resistance from the viewpoint of imparting heat resistance to the porous film and improving the stability of the battery. Specifically, the temperature at which the weight is reduced by 10% by weight when heated at a heating rate of 10 ° C./min in thermobalance analysis is preferably 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher, and even more preferably 350 ° C. or higher. is there. On the other hand, the upper limit of the temperature is not particularly limited, but can be, for example, 450 ° C. or less.
The lower limit of the particle size distribution (CV value) of the non-conductive particles is preferably 0.5% or more, and the upper limit is preferably 40% or less, more preferably 30% or less, and even more preferably 20 % Or less. By setting it within the range, it is possible to suppress the increase in resistance by inhibiting the movement of lithium without filling the voids of the non-conductive particle layer.

本発明に用いる非導電性粉子の形状は、球状、針状、棒状、紡錘状、板状等特に限定されないが、球状、針状、紡錘状が好ましい。また、非導電性粒子として、多孔性粒子を使用することもできる。多孔膜中における非導電性粒子の含有量は、好ましくは5〜99重量%、より好ましくは50〜98重量%である。多孔膜中における非導電性粒子の含有量を、前記範囲とすることにより、高い熱安定性と強度を示す多孔膜を得ることができる。   The shape of the nonconductive powder used in the present invention is not particularly limited, such as a spherical shape, a needle shape, a rod shape, a spindle shape, and a plate shape, but a spherical shape, a needle shape, and a spindle shape are preferable. Moreover, porous particles can also be used as the non-conductive particles. The content of non-conductive particles in the porous film is preferably 5 to 99% by weight, more preferably 50 to 98% by weight. By setting the content of non-conductive particles in the porous film within the above range, a porous film exhibiting high thermal stability and strength can be obtained.

(ブロックポリマー)
本発明に用いるブロックポリマーは、2種のセグメントを有するブロック型ポリマーである。ブロックポリマーは、これら2種のセグメントを有するのに加え、さらに他の1種以上の任意のセグメントを有しうる。
(Block polymer)
The block polymer used in the present invention is a block polymer having two types of segments. In addition to having these two types of segments, the block polymer may further have one or more other arbitrary segments.

本発明に用いるブロックポリマーが有する前記2種のセグメントは、様々な成分から構成することができるが、多孔膜に電解液含浸性・電解液保持性を有することが可能となり、さらに非導電性粒子の分散性を向上させるように、2種のセグメントのうち、1種のセグメント(便宜上「セグメントA」とする)が、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを含有する二次電池用電解液(以下、「前記二次電池用電解液」という。)に対する相溶性を示し、かつ、他のセグメント(便宜上「セグメントB」とする)が前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないことが好ましい。
好ましくは、ブロックポリマーは、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントと前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントとから構成される。より具体的なブロックポリマーの例としては、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントと前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントとから実質的になり、後述するセグメントA及びセグメントB以外の成分を含んでいないものを挙げることができる。
The two types of segments of the block polymer used in the present invention can be composed of various components, but the porous film can have electrolyte solution impregnation and electrolyte solution retention properties, and non-conductive particles. In order to improve the dispersibility of the secondary battery, one of the two segments (referred to as “segment A” for convenience) has an electrolyte solution for secondary batteries containing ethylene carbonate and diethyl carbonate (hereinafter referred to as “the above-mentioned”). It is preferable that other segments (referred to as “segment B” for convenience) do not exhibit compatibility with the secondary battery electrolyte.
Preferably, a block polymer is comprised from the segment which shows compatibility with the said electrolyte solution for secondary batteries, and the segment which does not show compatibility with the said electrolyte solution for secondary batteries. As a more specific example of the block polymer, a segment A which is substantially composed of a segment exhibiting compatibility with the electrolyte solution for secondary battery and a segment not exhibiting compatibility with the electrolyte solution for secondary battery. And what does not contain components other than segment B can be mentioned.

セグメントが前記二次電池用電解液に対し相溶性を示すとは、前記二次電池用電解液中にてセグメントが一定以上の広がりを示すことを指し、前記二次電池用電解液に対するセグメントの膨潤度で判断することができる。ここでは、相溶性を示すとは、前記二次電池用電解液に対するセグメントの膨潤度が500%以上であるかまたは前記二次電池用電解液に溶解することを指す。
一方、セグメントが前記二次電池用電解液に対し相溶性を示さないとは、電解液中にてセグメントが広がりを示さないことを指し、前記二次電池用電解液に対するセグメントの膨潤度が0%以上、300%以下であることを指す。
That the segment is compatible with the secondary battery electrolyte means that the segment shows a certain extent in the secondary battery electrolyte, and the segment is incompatible with the secondary battery electrolyte. It can be judged by the degree of swelling. Here, showing compatibility means that the degree of swelling of the segment with respect to the secondary battery electrolyte is 500% or more, or that the segment is dissolved in the secondary battery electrolyte.
On the other hand, if the segment does not exhibit compatibility with the electrolyte solution for secondary battery, it means that the segment does not expand in the electrolyte solution, and the degree of swelling of the segment with respect to the electrolyte solution for secondary battery is 0. % Or more and 300% or less.

(膨潤度)
本発明において、各セグメントの膨潤度は以下の方法で測定する。
セグメントAの構成成分からなる重合体及びセグメントBの構成成分からなる重合体をそれぞれ約0.1mm厚のフィルムに成形し、これを約2センチ角に切り取って重量(浸漬前重量)を測定する。その後、温度60℃の前記二次電池用電解液中で72時間浸漬する。浸漬したフィルムを引き上げ、前記二次電池用電解液をふき取った直後の重量(浸漬後重量)を測定し、(浸漬後重量)/(浸漬前重量)×100(%)の値を前記膨潤度とする。
前記二次電池用電解液としては、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とをEC:DEC=1:2(容積比、ただしECは40℃での容積、DECは20℃での容積)で混合してなる混合溶媒にLiPFを1モル/リットルの濃度で溶解させた溶液を用いる。
(Swelling degree)
In the present invention, the degree of swelling of each segment is measured by the following method.
A polymer composed of the constituent components of segment A and a polymer composed of the constituent components of segment B are each formed into a film having a thickness of about 0.1 mm, cut into about 2 cm squares, and the weight (weight before immersion) is measured. . Then, it is immersed in the electrolyte solution for secondary batteries at a temperature of 60 ° C. for 72 hours. The soaked film was pulled up and the weight immediately after the secondary battery electrolyte was wiped off (weight after soaking) was measured, and the value of (weight after soaking) / (weight before soaking) × 100 (%) was the degree of swelling. And
As the secondary battery electrolyte, ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC) are EC: DEC = 1: 2 (volume ratio, where EC is a volume at 40 ° C., DEC is a volume at 20 ° C. The solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / liter in a mixed solvent obtained by mixing in (1) is used.

ブロックポリマーが、上記構造を有することにより、後述する多孔膜用スラリーにおいて、非導電性粒子を溶媒中に高度に分散させることができる。加えて上記構造を有するブロックポリマーを含んでなる多孔膜を電池内部で使用した時に、多孔膜が長期間にわたる高い電解液保持性を有することと、更に多孔膜からの金属イオンやオリゴマー成分の溶出が抑えられ、その多孔膜を有する二次電池が高い長期サイクル特性を示す。更に、セグメントAとセグメントBとにより海島構造を形成し、電解液への適度な膨潤性を有することから多孔膜が高いリチウム伝導性を示し、その多孔膜を有する二次電池が高い出力特性を示す。
本発明に用いるブロックポリマーは、前記セグメントAとセグメントBからのみ構成されるABブロック構造(AB型、ABA型、BAB型)でも、他の任意成分を含有する構造でもよい。他の任意成分を含有する場合は、かかる任意成分がABブロック構造の末端に配位していても、ABブロック構造中に配位していても、いずれでもよい。
その中でも、特に末端の構造が電解液に対し相溶性を示す成分であるほうが、多孔膜が高い電解液含浸性と電解液保持性を有し、その多孔膜を有する二次電池が高い長期サイクル特性を示すことから好ましい。
When the block polymer has the above structure, non-conductive particles can be highly dispersed in the solvent in the slurry for a porous film described later. In addition, when a porous membrane comprising the block polymer having the above structure is used inside the battery, the porous membrane has a high electrolyte retention property for a long period of time, and further elution of metal ions and oligomer components from the porous membrane. The secondary battery having the porous film exhibits high long-term cycle characteristics. Furthermore, the sea-island structure is formed by the segment A and the segment B, and the porous film shows high lithium conductivity because it has an appropriate swelling property to the electrolyte, and the secondary battery having the porous film has high output characteristics. Show.
The block polymer used in the present invention may be an AB block structure (AB type, ABA type, BAB type) composed only of the segment A and the segment B, or a structure containing other optional components. When other optional components are contained, these optional components may be coordinated at the end of the AB block structure or may be coordinated in the AB block structure.
Among them, in particular, when the terminal structure is a component that is compatible with the electrolyte, the porous membrane has high electrolyte impregnation and electrolyte retention, and the secondary battery having the porous membrane has a high long-term cycle. It is preferable because it shows characteristics.

(セグメントA)
セグメントAは、溶解度パラメーターが8.0以上11(cal/cm1/2未満である単量体成分、及び/または親水性基を有する単量体成分の単位を含むことが好ましい。かかる単量体成分を含むことにより、セグメントAの電解液に対する膨潤度を、組成により制御して、電解液に対する相溶性を示すセグメントとすることができる。
本願において、「単量体」又は「単量体成分」の文言は、その文脈に応じて、単量体組成物を構成する単量体であると解されるか、または、重合体を構成する、単量体に基づく重合単位であると解される。
(Segment A)
The segment A preferably includes a monomer component having a solubility parameter of 8.0 or more and less than 11 (cal / cm 3 ) 1/2 and / or a monomer component having a hydrophilic group. By including such a monomer component, the degree of swelling of the segment A with respect to the electrolytic solution can be controlled by the composition to provide a segment exhibiting compatibility with the electrolytic solution.
In the present application, the term “monomer” or “monomer component” is understood to be a monomer constituting the monomer composition or constitutes a polymer depending on the context. It is understood that it is a polymerized unit based on a monomer.

上記溶解度パラメーターが8.0以上11未満である単量体としては、エチレンやプロピレンなどのアルケン類;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレートなどのエステル中のアルキル基の炭素数が1〜5のメタクリル酸アルキルエステル;メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ペンチルアクリレートなどのエステル中のアルキル基の炭素数が1〜5のアクリル酸アルキルエステル;ブタジエン、イソプレンなどのジエン単量体;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、安息香酸ビニルなどのビニルエステル類などが挙げられる。これらの中でも、電解液との相溶性が高く、小粒径の分散においてポリマーによる橋架け凝集を起こしにくいことから、エステル中のアルキル基の炭素数が1〜5のアクリル酸アルキルエステル又はエステル中のアルキル基の炭素数が1〜5のメタクリル酸アルキルエステルがより好ましい。   Monomers having a solubility parameter of 8.0 or more and less than 11 include alkenes such as ethylene and propylene; carbon number of alkyl groups in esters such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, propyl methacrylate, butyl methacrylate, and pentyl methacrylate. 1 to 5 methacrylic acid alkyl esters; methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, butyl acrylate, pentyl acrylate, etc. esters such as alkyl acrylates having 1 to 5 carbon atoms; butadiene, isoprene, and other dienes Monomers; vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl benzoate and the like. Among these, since it is highly compatible with the electrolyte solution and hardly causes bridging aggregation due to the polymer in a small particle size dispersion, the alkyl group in the ester has an alkyl group with 1 to 5 carbonic acid alkyl ester or ester. More preferred are alkyl methacrylates having 1 to 5 carbon atoms in the alkyl group.

アクリル酸アルキルエステル又はメタクリル酸アルキルエステルとしては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n−プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸t−ブチル、及びアクリル酸ペンチルなどのエステル中のアルキル基の炭素数が1〜5のアクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n−プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸t−ブチル、及びメタクリル酸ペンチルなどのエステル中のアルキル基の炭素数が1〜5のメタクリル酸アルキルエステル;が挙げられる。   Examples of alkyl acrylates or alkyl methacrylates include esters such as methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, and pentyl acrylate. Alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of alkyl group; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, and pentyl methacrylate And methacrylic acid alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of the alkyl group in the ester.

電解液に対する相溶性を示すセグメントAが、溶解度パラメーター(SP)が8.0以上11未満である単量体成分を有するものである場合における、セグメントA中の溶解度パラメーター(SP)が8.0以上11未満である単量体成分の含有量は、用いる単量体全量100重量%に対して好ましくは30重量%以上、更に好ましくは50〜90重量%の範囲である。セグメントA中の溶解度パラメーター(SP)が8.0以上11未満である単量体成分の含有量は、ブロックポリマー製造時の単量体仕込み比により制御できる。溶解度パラメーター(SP)が8.0以上11未満である単量体成分の含有量が適切な範囲にあることで、電解液への相溶性を示しつつも溶解せず、電池内部での溶出を起こさず、高い長期サイクル特性を示す。   When the segment A showing compatibility with the electrolytic solution has a monomer component having a solubility parameter (SP) of 8.0 or more and less than 11, the solubility parameter (SP) in the segment A is 8.0. The content of the monomer component which is less than 11 is preferably 30% by weight or more, more preferably 50 to 90% by weight, based on 100% by weight of the total amount of monomers used. The content of the monomer component having a solubility parameter (SP) in segment A of 8.0 or more and less than 11 can be controlled by the monomer charge ratio at the time of producing the block polymer. The solubility parameter (SP) is 8.0 or more and less than 11 and the content of the monomer component is within an appropriate range, so that it is compatible with the electrolyte solution but does not dissolve and elution inside the battery. Does not occur and exhibits high long-term cycle characteristics.

ポリマーの溶解度パラメータは、Polymer Handbookに記載される方法に従って求めることができるが、この刊行物に記載のないものについてはSmallが提案した「分子引力定数法」に従って求めることができる。この方法は、化合物分子を構成する官能基(原子団)の特性値、すなわち、分子引力定数(G)の統計と分子容とから次式に従ってSP値(δ)(cal/cm1/2を求める方法である。
δ=ΣG/V=dΣG/M
ΣG:分子引力定数Gの総計
V:比容
M:分子量
d:比重
The solubility parameter of the polymer can be determined according to the method described in Polymer Handbook, but those not described in this publication can be determined according to the “molecular attractive constant method” proposed by Small. According to this method, the SP value (δ) (cal / cm 3 ) 1 / is obtained from the characteristic value of the functional group (atomic group) constituting the compound molecule, that is, the statistics of the molecular attraction constant (G) and the molecular volume according to the following formula. This is a method for obtaining 2 .
δ = ΣG / V = dΣG / M
ΣG: Sum of molecular attraction constant G V: Specific volume M: Molecular weight d: Specific gravity

親水性基を有する単量体成分としては、−COOH基(カルボン酸基)を有する単量体、−OH基(水酸基)を有する単量体、−SOH基(スルホン酸基)を有する単量体、−PO基を有する単量体、−PO(OH)(OR)基(Rは炭化水素基を表す)を有する単量体、及び低級ポリオキシアルキレン基を有する単量体が挙げられる。The monomer component having a hydrophilic group has a monomer having a —COOH group (carboxylic acid group), a monomer having a —OH group (hydroxyl group), and a —SO 3 H group (sulfonic acid group). Monomer, monomer having —PO 3 H 2 group, monomer having —PO (OH) (OR) group (R represents a hydrocarbon group), and monomer having a lower polyoxyalkylene group The body is mentioned.

カルボン酸基を有する単量体としては、モノカルボン酸及びその誘導体やジカルボン酸、その酸無水物、及びこれらの誘導体などが挙げられる。モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。モノカルボン酸誘導体としては、2−エチルアクリル酸、2−エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α−アセトキシアクリル酸、β−trans−アリールオキシアクリル酸、α−クロロ−β−E−メトキシアクリル酸、β−ジアミノアクリル酸などが挙げられる。ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。ジカルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。ジカルボン酸誘導体としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸などマレイン酸メチルアリル、マレイン酸ジフェニル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキルなどのマレイン酸エステル;が挙げられる。   Examples of the monomer having a carboxylic acid group include monocarboxylic acid and derivatives thereof, dicarboxylic acid, acid anhydrides thereof, and derivatives thereof. Examples of monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid. Monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, β-trans-aryloxyacrylic acid, α-chloro-β-E-methoxyacrylic acid, β -Diamino acrylic acid etc. are mentioned. Examples of the dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like. Examples of the acid anhydride of dicarboxylic acid include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride. Dicarboxylic acid derivatives include methyl maleic acid, dimethyl maleic acid, phenyl maleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid and the like methyl allyl maleate, diphenyl maleate, nonyl maleate, decyl maleate, dodecyl maleate, And maleate esters such as octadecyl maleate and fluoroalkyl maleate.

水酸基を有する単量体としては、(メタ)アリルアルコール、3−ブテン−1−オール、5−ヘキセン−1−オールなどのエチレン性不飽和アルコール;アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、メタクリル酸−2−ヒドロキシエチル、メタクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、マレイン酸−ジ−2−ヒドロキシエチル、マレイン酸ジ−4−ヒドロキシブチル、イタコン酸ジ−2−ヒドロキシプロピルなどのエチレン性不飽和カルボン酸のアルカノールエステル類;一般式CH=CR−COO−(CnHnO)m−H(mは2ないし9の整数、nは2ないし4の整数、Rは水素またはメチル基を表す)で表されるポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類;2−ヒドロキシエチル−2’−(メタ)アクリロイルオキシフタレート、2−ヒドロキシエチル−2’−(メタ)アクリロイルオキシサクシネートなどのジカルボン酸のジヒドロキシエステルのモノ(メタ)アクリル酸エステル類;2−ヒドロキシエチルビニルエーテル、2−ヒドロキシプロピルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;(メタ)アリル−2−ヒドロキシエチルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−3−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル−3−ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル−4−ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル−6−ヒドロキシヘキシルエーテルなどのアルキレングリコールのモノ(メタ)アリルエーテル類;ジエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルなどのポリオキシアルキレングリコール(メタ)モノアリルエーテル類;グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリル−2−クロロ−3−ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシ−3−クロロプロピルエーテルなどの、(ポリ)アルキレングリコールのハロゲン及びヒドロキシ置換体のモノ(メタ)アリルエーテル;オイゲノール、イソオイゲノールなどの多価フェノールのモノ(メタ)アリルエーテル及びそのハロゲン置換体;(メタ)アリル−2−ヒドロキシエチルチオエーテル、(メタ)アリル−2−ヒドロキシプロピルチオエーテルなどのアルキレングリコールの(メタ)アリルチオエーテル類;などが挙げられる。Examples of the monomer having a hydroxyl group include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth) allyl alcohol, 3-buten-1-ol, 5-hexen-1-ol; 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic acid-2 Ethylene such as hydroxypropyl, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, di-2-hydroxyethyl maleate, di-4-hydroxybutyl maleate, di-2-hydroxypropyl itaconate alkanol esters of sexual unsaturated carboxylic acids; formula CH 2 = CR 1 -COO- (CnH 2 nO) m-H (m is 2 to 9 integer, n represents 2 to 4 integer, R 1 is hydrogen or An ester of a polyalkylene glycol represented by a methyl group) and (meth) acrylic acid; 2-hydroxy Mono (meth) acrylic acid esters of dihydroxy esters of dicarboxylic acids such as cyethyl-2 ′-(meth) acryloyloxyphthalate, 2-hydroxyethyl-2 ′-(meth) acryloyloxysuccinate; 2-hydroxyethyl vinyl ether; Vinyl ethers such as 2-hydroxypropyl vinyl ether; (meth) allyl-2-hydroxyethyl ether, (meth) allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-3-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-2- Mono (meth) allyl ethers of alkylene glycols such as hydroxybutyl ether, (meth) allyl-3-hydroxybutyl ether, (meth) allyl-4-hydroxybutyl ether, (meth) allyl-6-hydroxyhexyl ether Polyoxyalkylene glycol (meth) monoallyl ethers such as diethylene glycol mono (meth) allyl ether and dipropylene glycol mono (meth) allyl ether; glycerin mono (meth) allyl ether, (meth) allyl-2-chloro Mono (meth) allyl ethers of halogen and hydroxy-substituted products of (poly) alkylene glycols such as -3-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-2-hydroxy-3-chloropropyl ether; eugenol, isoeugenol Mono (meth) allyl ether of monohydric phenol and its halogen-substituted product; (meth) allylthiol of alkylene glycol such as (meth) allyl-2-hydroxyethylthioether, (meth) allyl-2-hydroxypropylthioether Oethers; and the like.

また、スルホン酸基を有する単量体としては、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。   Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, 2-acrylamide-2. -Methylpropanesulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and the like.

−PO基及び/又は−PO(OH)(OR)基(Rは炭化水素基を表す)を有する単量体としては、リン酸−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−(メタ)アクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。
低級ポリオキシアルキレン基含基を含有する単量体としては、ポリ(エチレンオキシド)等のポリ(アルキレンオキシド)などが挙げられる。
As a monomer having a —PO 3 H 2 group and / or —PO (OH) (OR) group (R represents a hydrocarbon group), 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl phosphate -2- (meth) acryloyloxyethyl, ethyl phosphate- (meth) acryloyloxyethyl, and the like.
Examples of the monomer containing a lower polyoxyalkylene group-containing group include poly (alkylene oxide) such as poly (ethylene oxide).

電解液に対する相溶性を示すセグメントAとして、前記親水性基を有する単量体成分を有するものから構成される場合において、これらの親水性基を有する単量体の中でも、非導電性粒子の分散性をさらに向上させられる観点から、カルボン酸基を有する単量体が好ましい。   In the case where the segment A showing compatibility with the electrolytic solution is composed of those having the monomer component having the hydrophilic group, among these monomers having the hydrophilic group, dispersion of non-conductive particles From the viewpoint of further improving the properties, a monomer having a carboxylic acid group is preferred.

電解液に対する相溶性を示すセグメントAが、前記親水性基を有する単量体成分を有するものから構成される場合における、セグメントA中の親水性基を有する単量体の含有量は、用いる単量体全量100重量%に対して好ましくは0.5〜40重量%、更に好ましくは3〜20重量%の範囲である。セグメントA中の親水性基を有する単量体の含有量は、ブロックポリマー製造時の単量体仕込み比により制御できる。セグメントAの親水性基を有する単量体の含有量が所定の範囲にあることにより適正な電解液への膨潤性を示し、電池内部での溶出等も起こらない。   The content of the monomer having a hydrophilic group in the segment A in the case where the segment A exhibiting compatibility with the electrolytic solution is composed of those having the monomer component having the hydrophilic group is determined as follows. It is preferably in the range of 0.5 to 40% by weight, more preferably 3 to 20% by weight with respect to 100% by weight of the total mass. The content of the monomer having a hydrophilic group in the segment A can be controlled by the monomer charging ratio at the time of producing the block polymer. When the content of the monomer having a hydrophilic group in segment A is within a predetermined range, swelling to an appropriate electrolytic solution is exhibited, and elution inside the battery does not occur.

セグメントAはこれらの単量体成分のうち1種類を単独で有するものであってもよく、2種類以上を組み合わせて有するものであってもよい。   The segment A may have one of these monomer components alone, or may have two or more in combination.

(セグメントB)
セグメントBは、溶解度パラメーターが8.0未満もしくは11以上である単量体成分、及び/または親水性基を有する単量体成分の単位を含んでなるものが好ましい。かかる単量体成分を含むことにより、セグメントBの電解液に対する膨潤度を、組成により制御して、電解液に対する相溶性を示さないセグメントとすることができる。膨潤度を、架橋により制御して、電解液に対する相溶性を示さないものにするためには、セグメントBは、後述する架橋性基を有する単量体成分の単位を含むことが好ましい。
(Segment B)
The segment B preferably includes a monomer component having a solubility parameter of less than 8.0 or 11 or more and / or a monomer component unit having a hydrophilic group. By including such a monomer component, the degree of swelling of the segment B with respect to the electrolytic solution can be controlled by the composition, so that the segment does not exhibit compatibility with the electrolytic solution. In order to control the degree of swelling by cross-linking so as not to exhibit compatibility with the electrolytic solution, the segment B preferably includes a monomer component unit having a cross-linkable group described later.

溶解度パラメーターが8.0未満あるいは11以上である単量体成分としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのα,β−不飽和ニトリル化合物;アクリル酸フルオロアルキル、アクリル酸2−(フルオロアルキル)メチル、アクリル酸2−(フルオロアルキル)エチル、などの含フッ素アクリル酸エステル;メタアクリル酸フルオロアルキル、メタアクリル酸2−(フルオロアルキル)メチル、メタアクリル酸2−(フルオロアルキル)エチル、などの含フッ素アクリル酸エステルなどが挙げられる。   Examples of monomer components having a solubility parameter of less than 8.0 or 11 or more include α, β-unsaturated nitrile compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile; fluoroalkyl acrylate, 2- (fluoroalkyl) methyl acrylate, Fluorine-containing acrylic acid ester such as 2- (fluoroalkyl) ethyl acrylate; Fluorine-containing fluorine alkyl such as fluoroalkyl methacrylate, 2- (fluoroalkyl) methyl methacrylate, and 2- (fluoroalkyl) ethyl methacrylate Examples include acrylic acid esters.

セグメントBが、溶解度パラメーター(SP)が8.0未満あるいは11以上である単量体成分を含むものである場合の、セグメントB中の溶解度パラメーターが8.0未満あるいは11以上である単量体成分の含有量は、用いる単量体全量100重量%に対して好ましくは30重量%以上100重量%以下、更に好ましくは50重量%以上100重量%以下の範囲である。セグメントB中の溶解度パラメーター(SP)が8.0未満あるいは11以上である単量体成分の含有量は、ブロックポリマー製造時の単量体仕込み比により制御できる。セグメントB中の、溶解度パラメーター(SP)が8.0未満、11以上である単量体成分の含有割合が、上記範囲にあることにより、より高い耐電解液性及び長期サイクル特性を示す。   When the segment B includes a monomer component having a solubility parameter (SP) of less than 8.0 or 11 or more, the monomer component having a solubility parameter in the segment B of less than 8.0 or 11 or more The content is preferably in the range of 30% to 100% by weight, more preferably 50% to 100% by weight, based on 100% by weight of the total amount of monomers used. The content of the monomer component having a solubility parameter (SP) in segment B of less than 8.0 or 11 or more can be controlled by the monomer charge ratio at the time of producing the block polymer. When the content ratio of the monomer component having a solubility parameter (SP) of less than 8.0 and 11 or more in the segment B is in the above range, higher electrolytic solution resistance and long-term cycle characteristics are exhibited.

疎水性部を有する単量体成分としては、スチレン、α−スチレン、クロロスチレン、ビニルトルエン、t−ブチルスチレン、ビニル安息香酸、ビニル安息香酸メチル、ビニルナフタレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、ジビニルベンゼン等のスチレン単量体;アクリル酸−ヘキシル、アクリル酸−ヘプチル、アクリル酸−オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸−ノニル、アクリル酸−デシル、アクリル酸−ラウリル、アクリル酸−n−テトラデシル、アクリル酸−ステアリルなどのエステル中のアルキル基の炭素数が6以上のアクリル酸アルキルエステル;メタクリル酸−ヘキシル、メタクリル酸−ヘプチル、メタクリル酸−オクチル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−ノニル、メタクリル酸−デシル、メタクリル酸−ラウリル、メタクリル酸−n−テトラデシル、メタクリル酸−ステアリルなどのエステル中のアルキル基の炭素数が6以上のメタクリル酸アルキルエステル;が挙げられる。中でも、アクリル酸−2−エチルヘキシル、アクリル酸−ノニル、アクリル酸−デシル、アクリル酸−ラウリル、アクリル酸−n−テトラデシル、アクリル酸−ステアリルなどのエステル中のアルキル基の炭素数が9以上のアクリル酸アルキルエステル、メタクリル酸−2−エチルヘキシル、メタクリル酸−ノニル、メタクリル酸−デシル、メタクリル酸−ラウリル、メタクリル酸−n−テトラデシル、メタクリル酸−ステアリルなどのエステル中のアルキル基の炭素数が9以上のメタクリル酸アルキルエステルが電解液に対する相溶性が低いことから好ましい。   Examples of the monomer component having a hydrophobic part include styrene, α-styrene, chlorostyrene, vinyl toluene, t-butyl styrene, vinyl benzoic acid, methyl vinyl benzoate, vinyl naphthalene, chloromethyl styrene, α-methyl styrene, Styrene monomers such as divinylbenzene; acrylic acid-hexyl, acrylic acid-heptyl, acrylic acid-octyl, acrylic acid-2-ethylhexyl, acrylic acid-nonyl, acrylic acid-decyl, acrylic acid-lauryl, acrylic acid-n -Acrylic acid alkyl ester having 6 or more carbon atoms in the alkyl group in esters such as tetradecyl, acrylic acid-stearyl; methacrylic acid-hexyl, methacrylic acid-heptyl, methacrylic acid-octyl, methacrylic acid-2-ethylhexyl, methacrylic acid -Nonyl, methacrylate Methacrylic acid alkyl ester having 6 or more carbon atoms in the alkyl group in esters such as luric acid-decyl, methacrylic acid-lauryl, methacrylic acid-n-tetradecyl, and methacrylic acid-stearyl. Among them, an acrylic group having 9 or more carbon atoms in an alkyl group in esters such as -2-ethylhexyl acrylate, acrylate-nonyl, acrylate-decyl, acrylate-lauryl, acrylate-n-tetradecyl, and acrylate-stearyl. 9 or more carbon atoms of alkyl groups in esters such as acid alkyl esters, methacrylic acid-2-ethylhexyl, methacrylic acid-nonyl, methacrylic acid-decyl, methacrylic acid-lauryl, methacrylic acid-n-tetradecyl, methacrylic acid-stearyl The methacrylic acid alkyl ester is preferable because of its low compatibility with the electrolytic solution.

本発明においては、電解液に対する相溶性を示さないセグメントBを構成する単量体成分として、電解液に対する相溶性が低いことからアルキル基の炭素数が9以上のアクリル酸アルキルエステル、エステル中のアルキル基の炭素数が9以上のメタクリル酸アルキルエステルα,β−不飽和ニトリル化合物及びスチレン単量体が好ましく、電解液への膨潤性を全く示さないことからα,β−不飽和ニトリル化合物及びスチレン単量体がより好ましく、スチレン単量体が最も好ましい。   In the present invention, as a monomer component constituting the segment B that does not exhibit compatibility with the electrolytic solution, since the compatibility with the electrolytic solution is low, the alkyl alkyl acrylate ester having 9 or more carbon atoms in the alkyl group, Preferred are methacrylic acid alkyl ester α, β-unsaturated nitrile compounds and styrene monomers having an alkyl group with 9 or more carbon atoms, and since they do not show any swelling property to the electrolyte, α, β-unsaturated nitrile compounds and Styrene monomers are more preferred, and styrene monomers are most preferred.

セグメントBが、疎水性部を有する単量体成分から構成される場合における、セグメントB中の疎水性部を有する単量体成分の含有量は、用いる単量体全量100重量%に対して好ましくは10重量%以上100重量%以下、更に好ましくは20重量%以上100重量%以下である。セグメントB中の疎水性部を有する単量体成分の含有量は、ブロックポリマー製造時の単量体仕込み比により制御できる。セグメントB中の疎水性部を有する単量体成分の含有量が上記範囲にあることにより、より高い耐電解液性及び長期サイクル特性を示す。   When segment B is composed of a monomer component having a hydrophobic part, the content of the monomer component having a hydrophobic part in segment B is preferably based on 100% by weight of the total amount of monomers used. Is 10% by weight or more and 100% by weight or less, more preferably 20% by weight or more and 100% by weight or less. The content of the monomer component having a hydrophobic portion in the segment B can be controlled by the monomer charging ratio at the time of producing the block polymer. When the content of the monomer component having a hydrophobic portion in the segment B is in the above range, higher electrolyte solution resistance and long-term cycle characteristics are exhibited.

セグメントBはこれらの単量体成分のうち1種類を単独で有するものであってもよく、2種類以上を組み合わせて有するものであってもよい。   The segment B may have one of these monomer components alone, or may have two or more in combination.

セグメントBが、後述する架橋性基を有する単量体成分の単位をセグメント中に含むものである場合の、架橋性基の含有割合は、重合時セグメントB中の熱架橋性の架橋性基を含有する単量体量として、セグメントB中の単量体全量100重量%に対して、好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは0.1〜5重量%の範囲である。セグメントB中の熱架橋性の架橋性基の含有割合は、ブロックポリマー中のセグメントBを製造する時の単量体仕込み比により制御できる。ブロックポリマー中の架橋基の含有割合が上記範囲内にあることで、後述する多孔膜用スラリーにおいて、非導電性粒子を溶媒中に高度に分散させることができ、更にその多孔膜を有する二次電池において電解液への溶出を抑制し、優れた多孔膜強度と長期サイクル特性を示すことができる。   The content ratio of the crosslinkable group in the case where the segment B includes a monomer component unit having a crosslinkable group, which will be described later, in the segment contains the thermally crosslinkable crosslinkable group in the segment B during polymerization. The monomer amount is preferably in the range of 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight with respect to 100% by weight of the total amount of monomers in the segment B. The content ratio of the heat-crosslinkable crosslinkable group in the segment B can be controlled by the monomer charge ratio when the segment B in the block polymer is produced. Since the content ratio of the crosslinking group in the block polymer is within the above range, in the slurry for a porous film described later, the non-conductive particles can be highly dispersed in the solvent, and the secondary film having the porous film is further provided. In the battery, elution into the electrolyte can be suppressed, and excellent porous film strength and long-term cycle characteristics can be exhibited.

本発明においては、ブロックポリマーがガラス転移温度15℃以下の軟質重合体のセグメントを含むことが好ましい。「ブロックポリマーがガラス転移温度15℃以下の軟質重合体のセグメントを含む」とは、ガラス転移温度が15℃以下である軟質重合体を構成するセグメントを、本発明のブロックポリマーが含んでいるということを意味する。具体的には、セグメントAとセグメントBの少なくとも一方が、ガラス転移温度が15℃以下である軟質重合体を構成するセグメントと同一のセグメントであることが、高い柔軟性を有する電極が得られる為に好ましい。
中でもセグメントAが電解液に対する相溶性を示し、セグメントBが電解液に対する相溶性を示さない場合においては、セグメントAが、ガラス転移温度15℃以下の軟質重合体を構成するセグメントと同一のセグメントであることが好ましく、更に好ましくは、ガラス転移温度−5℃以下の軟質重合体を構成するセグメントと同一のセグメントであり、特に好ましくは、ガラス転移温度−40℃以下の軟質重合体を構成するセグメントと同一のセグメントである。セグメントAが、ガラス転移温度が上記範囲内である軟質重合体を構成するセグメントと同一のセグメントであることにより、ブロックポリマー中のセグメントBが活物質表面に吸着した状態で、セグメントAの可動性が増すため、低温でのリチウム受け入れ性が向上する。
なお、セグメントのガラス転移温度は、前記に例示した単量体の組み合わせ及び後述する共重合可能な単量体を更に組み合わせることによって調整可能である。
In the present invention, the block polymer preferably contains a segment of a soft polymer having a glass transition temperature of 15 ° C. or lower. “The block polymer contains a segment of a soft polymer having a glass transition temperature of 15 ° C. or lower” means that the block polymer of the present invention contains a segment constituting a soft polymer having a glass transition temperature of 15 ° C. or lower. Means that. Specifically, since at least one of segment A and segment B is the same segment as the segment constituting the soft polymer having a glass transition temperature of 15 ° C. or lower, an electrode having high flexibility can be obtained. Is preferred.
In particular, when segment A shows compatibility with the electrolytic solution and segment B does not show compatibility with the electrolytic solution, segment A is the same segment as that constituting the soft polymer having a glass transition temperature of 15 ° C. or lower. Preferably, it is the same segment as the segment constituting the soft polymer having a glass transition temperature of −5 ° C. or lower, more preferably the segment constituting the soft polymer having a glass transition temperature of −40 ° C. or lower. Is the same segment. Since segment A is the same segment as that constituting the soft polymer having a glass transition temperature within the above range, the mobility of segment A can be achieved while segment B in the block polymer is adsorbed on the active material surface. Therefore, the lithium acceptability at low temperature is improved.
In addition, the glass transition temperature of a segment can be adjusted by further combining the combination of the monomer illustrated above and the copolymerizable monomer mentioned later.

ブロックポリマーにおけるセグメントAとセグメントBとの比率は、ブロックポリマーの電解液への膨潤度を所定の範囲内に制御し長期サイクル特性を有しつつも、高い出力特性を有する為に、その組成、架橋度などにより異なるが、セグメントAとセグメントB以外の共重合成分を有さない場合では、セグメントAとセグメントBとの比率が、10:90〜90:10(重量比)、更に好ましくは30:70〜70:30(重量比)である。   The ratio of segment A to segment B in the block polymer is such that the composition has a high output characteristic while having a long cycle characteristic while controlling the degree of swelling of the block polymer into the electrolyte within a predetermined range, Depending on the degree of crosslinking, etc., in the case of having no copolymerization component other than segment A and segment B, the ratio of segment A to segment B is 10:90 to 90:10 (weight ratio), more preferably 30 : 70 to 70:30 (weight ratio).

ブロックポリマーにおけるセグメントAとセグメントBの組み合わせとしては、上述したセグメントAの好ましいものと、セグメントBの好ましいものを組み合わせることが好ましい。これらの中でも、セグメントAとしてはエステル中のアルキル基の炭素数が1〜5の(メタ)アクリル酸アルキルエステルが、セグメントBとしてはα,β−不飽和ニトリル化合物またはスチレン単量体の組み合わせが好ましく、セグメントAとしてエステル中のアルキル基の炭素数が1〜5の(メタ)アクリル酸アルキルエステル、セグメントBとしてはスチレン単量体の組み合わせが分散性、負荷特性、サイクル特性が優れる点からもっとも好ましい。   As a combination of the segment A and the segment B in the block polymer, it is preferable to combine the preferable segment A and the preferable segment B described above. Among these, the segment A is a (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of the alkyl group in the ester, and the segment B is a combination of an α, β-unsaturated nitrile compound or a styrene monomer. Preferably, the segment A is a (meth) acrylic acid alkyl ester having 1 to 5 carbon atoms of the alkyl group in the ester, and the segment B is most preferable because the combination of styrene monomers is excellent in dispersibility, load characteristics, and cycle characteristics. preferable.

ブロックポリマーの電解液に対する膨潤度は、分子量が大きいほど小さくなり、分子量が小さいほど大きくなる傾向にある。分子量が小さすぎると電解液への溶解も起こりやすくなる傾向にある。従って、好適な膨潤度とするためのブロックポリマーの重量平均分子量の範囲は、その構造、架橋度などにより異なるが、例えばセグメントAとセグメントB以外の共重合成分を有さない場合では、テトラヒドロフラン(THF)を展開溶媒としたゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーで測定した標準ポリスチレン換算値で1,000〜500,000、更に好ましくは5,000〜100,000である。ブロックポリマーの重量平均分子量が上記範囲にあることにより、非導電性粒子へのポリマーの吸着安定性が高くポリマーによる橋かけ凝集も起こらず、優れた分散性を示す。   The degree of swelling of the block polymer with respect to the electrolytic solution tends to decrease as the molecular weight increases and increase as the molecular weight decreases. If the molecular weight is too small, dissolution in the electrolyte solution tends to occur. Accordingly, the range of the weight average molecular weight of the block polymer for achieving a suitable degree of swelling varies depending on the structure, the degree of crosslinking, and the like. For example, when there is no copolymer component other than segment A and segment B, tetrahydrofuran ( The standard polystyrene conversion value measured by gel permeation chromatography using THF as a developing solvent is 1,000 to 500,000, more preferably 5,000 to 100,000. When the weight average molecular weight of the block polymer is within the above range, the adsorption stability of the polymer to the non-conductive particles is high, and no bridging aggregation due to the polymer occurs, and excellent dispersibility is exhibited.

前記ブロックポリマーの電解液への膨潤度を、ブロックポリマーの架橋度で制御する場合は、好適な架橋度の範囲は、例えば、テトラヒドロフラン等の極性溶剤に24時間浸漬した時、溶解または400%以上に膨潤する程度の架橋度が好ましい。
ブロックポリマーの架橋方法としては、加熱またはエネルギー線照射により架橋させる方法が挙げられる。加熱またはエネルギー線照射により架橋可能なブロックポリマーを架橋して用いることで、加熱条件やエネルギー線照射の照射条件(強度など)により架橋度を調節できる。また、架橋度が高いほど膨潤度が小さくなる傾向にあるので、架橋度を変えることにより膨潤度を調節することができる。
加熱またはエネルギー線照射により架橋可能なブロックポリマーとする方法としては、ブロックポリマー中に架橋性基を導入する方法や、架橋剤を併用する方法が挙げられる。
When the degree of swelling of the block polymer in the electrolytic solution is controlled by the degree of crosslinking of the block polymer, the preferred range of degree of crosslinking is, for example, dissolved when immersed in a polar solvent such as tetrahydrofuran for 24 hours or 400% or more A degree of cross-linking that swells is preferred.
Examples of the crosslinking method of the block polymer include a method of crosslinking by heating or energy ray irradiation. By using a block polymer that can be cross-linked by heating or energy ray irradiation, the degree of cross-linking can be adjusted by heating conditions or irradiation conditions (intensity, etc.) of energy ray irradiation. Further, since the degree of swelling tends to decrease as the degree of crosslinking increases, the degree of swelling can be adjusted by changing the degree of crosslinking.
Examples of the method for preparing a block polymer that can be crosslinked by heating or irradiation with energy rays include a method of introducing a crosslinkable group into the block polymer and a method of using a crosslinking agent in combination.

前記ブロックポリマー中に架橋性基を導入する方法としては、ブロックポリマー中に光架橋性の架橋性基を導入する方法や熱架橋性の架橋性基を導入する方法が挙げられる。これら中でも、ブロックポリマー中に熱架橋性の架橋性基を導入する方法は、多孔膜形成後に多孔膜に加熱処理を行うことにより、多孔膜を架橋させることができ、さらに電解液への溶解を抑制でき、強靱で柔軟な多孔膜が得られるので好ましい。ブロックポリマー中に熱架橋性の架橋性基を導入する場合において、熱架橋性の架橋性基としては、エポキシ基、N−メチロールアミド基、オキセタニル基、及びオキサゾリン基からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、エポキシ基が架橋及び架橋密度の調節が容易な点でより好ましい。   Examples of the method of introducing a crosslinkable group into the block polymer include a method of introducing a photocrosslinkable crosslinkable group into the block polymer and a method of introducing a heat crosslinkable crosslinkable group. Among these, the method of introducing a heat-crosslinkable crosslinkable group into the block polymer can crosslink the porous film by heat-treating the porous film after forming the porous film, and further dissolve in the electrolytic solution. It can be suppressed, and a tough and flexible porous membrane is obtained, which is preferable. When a heat-crosslinkable crosslinkable group is introduced into the block polymer, the heat-crosslinkable crosslinkable group is at least one selected from the group consisting of an epoxy group, an N-methylolamide group, an oxetanyl group, and an oxazoline group. Species are preferred, and an epoxy group is more preferred in terms of easy crosslinking and adjustment of the crosslinking density.

エポキシ基を含有する単量体としては、炭素−炭素二重結合およびエポキシ基を含有する単量体とハロゲン原子およびエポキシ基を含有する単量体が挙げられる。
炭素−炭素二重結合およびエポキシ基を含有する単量体としては、たとえば、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブテニルグリシジルエーテル、o−アリルフェニルグリシジルエーテルなどの不飽和グリシジルエーテル;ブタジエンモノエポキシド、クロロプレンモノエポキシド、4,5−エポキシ−2−ペンテン、3,4−エポキシ−1−ビニルシクロヘキセン、1,2−エポキシ−5,9−シクロドデカジエンなどのジエンまたはポリエンのモノエポキシド;3,4−エポキシ−1−ブテン、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−9−デセンなどのアルケニルエポキシド;グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジル−4−ヘプテノエート、グリシジルソルベート、グリシジルリノレート、グリシジル−4−メチル−3−ペンテノエート、3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステル、4−メチル−3−シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステル類;が挙げられる。
Examples of the monomer containing an epoxy group include a monomer containing a carbon-carbon double bond and an epoxy group, and a monomer containing a halogen atom and an epoxy group.
Examples of the monomer containing a carbon-carbon double bond and an epoxy group include unsaturated glycidyl ethers such as vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butenyl glycidyl ether, o-allylphenyl glycidyl ether; butadiene monoepoxide, Diene or polyene monoepoxides such as chloroprene monoepoxide, 4,5-epoxy-2-pentene, 3,4-epoxy-1-vinylcyclohexene, 1,2-epoxy-5,9-cyclododecadiene; Alkenyl epoxides such as epoxy-1-butene, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene; glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, glycidyl crotonate, glycidyl-4-heptenoate, glycy Glycidyl esters of unsaturated carboxylic acids such as rubsorbate, glycidyl linoleate, glycidyl-4-methyl-3-pentenoate, glycidyl ester of 3-cyclohexene carboxylic acid, glycidyl ester of 4-methyl-3-cyclohexene carboxylic acid; It is done.

ハロゲン原子およびエポキシ基を有する単量体としては、たとえば、エピクロロヒドリン、エピブロモヒドリン、エピヨードヒドリン、エピフルオロヒドリン、β−メチルエピクロルヒドリンなどのエピハロヒドリン;p−クロロスチレンオキシド;ジブロモフェニルグリシジルエーテル;が挙げられる。   Examples of the monomer having a halogen atom and an epoxy group include epihalohydrins such as epichlorohydrin, epibromohydrin, epiiodohydrin, epifluorohydrin, β-methylepichlorohydrin; p-chlorostyrene oxide; dibromo Phenyl glycidyl ether;

N−メチロールアミド基を含有する単量体としては、N−メチロール(メタ)アクリルアミドなどのメチロール基を有する(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。   Examples of the monomer containing an N-methylolamide group include (meth) acrylamides having a methylol group such as N-methylol (meth) acrylamide.

オキセタニル基を含有する単量体としては、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−トリフロロメチルオキセタン、3−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−2−フェニルオキセタン、2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、2−((メタ)アクリロイルオキシメチル)−4−トリフロロメチルオキセタンなどが挙げられる。   Examples of the monomer containing an oxetanyl group include 3-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 3-((meth) acryloyloxymethyl) -2-trifluoromethyloxetane, and 3-((meth) acryloyloxymethyl. ) -2-phenyloxetane, 2-((meth) acryloyloxymethyl) oxetane, 2-((meth) acryloyloxymethyl) -4-trifluoromethyloxetane, and the like.

オキサゾリン基を含有する単量体としては、2−ビニル−2−オキサゾリン、2−ビニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−ビニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−4−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−メチル−2−オキサゾリン、2−イソプロペニル−5−エチル−2−オキサゾリン等が挙げられる。   Examples of the monomer containing an oxazoline group include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2- Examples include oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2-oxazoline, and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline.

ブロックポリマー中の熱架橋性の架橋性基の含有割合は、重合時の熱架橋性の架橋性基を含有する単量体量として、単量体全量100重量%に対して、好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは0.1〜5重量%の範囲である。ブロックポリマー中の熱架橋性の架橋性基の含有割合は、ブロックポリマーを製造する時の単量体仕込み比により制御できる。ブロックポリマー中の熱架橋性の架橋基の含有割合が、上記範囲内にあることで電解液への溶出を抑制し、優れた多孔膜強度と長期サイクル特性を示すことができる。   The content ratio of the heat-crosslinkable crosslinkable group in the block polymer is preferably 0.00 with respect to 100% by weight of the total amount of monomers as the amount of the monomer containing the heat-crosslinkable crosslinkable group at the time of polymerization. It is in the range of 1 to 10% by weight, more preferably 0.1 to 5% by weight. The content ratio of the heat-crosslinkable crosslinkable group in the block polymer can be controlled by the monomer charge ratio when producing the block polymer. When the content of the thermally crosslinkable crosslinking group in the block polymer is within the above range, elution into the electrolytic solution can be suppressed, and excellent porous film strength and long-term cycle characteristics can be exhibited.

熱架橋性の架橋性基は、前記ブロックポリマーを製造する際に、上述の単量体に加えて熱架橋性の架橋基を含有する単量体、並びに/又はこれらと共重合可能な他の単量体とを共重合することでブロックポリマー中に導入することができる。   In the production of the block polymer, the heat-crosslinkable crosslinkable group is a monomer containing a heat-crosslinkable crosslinkable group in addition to the above-mentioned monomer, and / or other copolymerizable with these monomers. It can introduce | transduce into a block polymer by copolymerizing with a monomer.

本発明に用いるブロックポリマーは、セグメントA及びセグメントB以外の成分として、上述した単量体成分以外に、これらと共重合可能な単量体を含んでいてもよい。これらと共重合可能な単量体としては、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレートなどの2つ以上の炭素−炭素二重結合を有するカルボン酸エステル類;塩化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン原子含有単量体;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、ブチルビエルエーテル等のビニルエーテル類;メチルビニルケトン、エチルビニルケトン、ブチルビニルケトン、ヘキシルビニルケトン、イソプロペニルビニルケトン等のビニルケトン類;N−ビニルピロリドン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の複素環含有ビニル化合物;アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミドなどのアミド単量体;が挙げられる。これらの単量体を、適宜の手法により、共重合させることにより、前記構成のブロックポリマーが得られる。   The block polymer used in the present invention may contain a monomer copolymerizable with these in addition to the above-described monomer component as a component other than the segment A and the segment B. Monomers copolymerizable with these include carboxylic acid esters having two or more carbon-carbon double bonds such as ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, and trimethylolpropane triacrylate; vinyl chloride, vinylidene chloride Halogen atom-containing monomers such as methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, and other vinyl ethers; methyl vinyl ketone, ethyl vinyl ketone, butyl vinyl ketone, hexyl vinyl ketone, isopropenyl vinyl ketone, and other vinyl ketones; And heterocyclic ring-containing vinyl compounds such as vinylpyrrolidone, vinylpyridine and vinylimidazole; amide monomers such as acrylamide and N-methylolacrylamide; By copolymerizing these monomers by an appropriate technique, the block polymer having the above-described structure can be obtained.

本発明に用いるブロックポリマーは、セグメントA及びセグメントBを有するブロックポリマーが得られればその重合方法について特に限定されることはなく、1)連鎖重合による、セグメントAを構成するためのモノマーAと、セグメントBを構成するためのモノマーBの逐次成長法、2)それぞれ分布の規制された、セグメントAに相当するポリマーAと、セグメントBに相当するポリマーBとのカップリング法や、末端官能基を利用した重付加、重縮合法、3)末端官能基を有するセグメントAに相当するポリマーAをマクロ開始剤とした連鎖重合法、などにより合成される。   The block polymer used in the present invention is not particularly limited with respect to the polymerization method as long as a block polymer having segment A and segment B is obtained. 1) Monomer A for constituting segment A by chain polymerization; Method of sequential growth of monomer B to constitute segment B, 2) Coupling method of polymer A corresponding to segment A and polymer B corresponding to segment B, each of which is regulated in distribution, and terminal functional groups It is synthesized by a polyaddition method, a polycondensation method used, 3) a chain polymerization method using polymer A corresponding to segment A having a terminal functional group as a macroinitiator, or the like.

上記1)の手法では、モノマーAをリビング重合法にて重合し、次いで、得られた重合体の成長末端を停止させずに、モノマーBを添加し、重合することにより、ブロックポリマーを得ることができる。   In the above method 1), the monomer A is polymerized by the living polymerization method, and then the monomer B is added and polymerized without stopping the growth terminal of the obtained polymer to obtain a block polymer. Can do.

上記2)の手法では、モノマーA及びモノマーBをそれぞれ別々にリビング重合法にて合成し、ポリマーAとポリマーBとが好ましくは末端同士で反応し結合し得るように、それぞれの末端に官能基を導入する。その後AとBとを混合することでカップリング反応、重付加、重縮合させることでブロックポリマーを得ることができる。例えば、酸塩化物とアミンとを界面重縮合または溶液重縮合させる方法や、アミン末端のポリアミドとカルボン酸末端のポリアミドとを溶融状態で重縮合させる方法などが挙げられる。   In the above method 2), monomer A and monomer B are separately synthesized by a living polymerization method, and polymer A and polymer B are preferably functional groups at their ends so that they can react and bond at the ends. Is introduced. Thereafter, A and B are mixed to obtain a block polymer by coupling reaction, polyaddition and polycondensation. For example, a method of interfacial polycondensation or solution polycondensation of acid chloride and amine, a method of polycondensation of amine-terminated polyamide and carboxylic acid-terminated polyamide in a molten state, and the like can be mentioned.

上記3)の手法では、モノマーAをリビング重合法にて重合した後、リビング末端に官能基を導入し、末端官能基を有するポリマーAを得る。得られたポリマーAを末端基反応によりラジカル開始剤を導入し、マクロ開始剤としてモノマーBと連鎖重合させることでブロックポリマーを得ることができる。例えば、ポリマー末端にOH基を持つ場合、過剰のジイソシアナートでNCO化し、t−ブチルヒドロペルオキシドを末端に結合させ、その後ラジカル重合させる方法が挙げられる。   In the above method 3), the monomer A is polymerized by a living polymerization method, and then a functional group is introduced into the living terminal to obtain a polymer A having a terminal functional group. A block polymer can be obtained by introducing a radical initiator into the obtained polymer A by a terminal group reaction and chain-polymerizing with the monomer B as a macroinitiator. For example, when the polymer has an OH group at the terminal, a method of NCO conversion with an excess diisocyanate, t-butyl hydroperoxide bonded to the terminal, and then radical polymerization can be mentioned.

リビング重合法には、リビングアニオン重合、リビングカチオン重合、リビング配位重合、リビングラジカル重合等の様々な重合法がある。このような重合法を用いることにより、種々のビニルモノマーを重合することが可能である。中でも、リビングラジカル重合がブロック共重合体の分子量および構造制御の点ならびに架橋性官能基を有する単量体を共重合できる点から好ましい。   The living polymerization method includes various polymerization methods such as living anion polymerization, living cation polymerization, living coordination polymerization, and living radical polymerization. By using such a polymerization method, various vinyl monomers can be polymerized. Among them, living radical polymerization is preferable from the viewpoint of controlling the molecular weight and structure of the block copolymer and copolymerizing a monomer having a crosslinkable functional group.

リビング重合とは、狭義においては、末端が常に活性を持ち続ける重合のことを示すが、一般には、末端が不活性化されたものと活性化されたものが平衡状態にある擬リビング重合も含まれる。本発明におけるリビングラジカル重合は、重合末端が活性化されたものと不活性化されたものが平衡状態で維持されるラジカル重合であり、近年様々なグループで積極的に研究がなされている。   Living polymerisation, in the narrow sense, indicates that the terminal always has activity, but generally also includes pseudo-living polymerization where the terminal is inactive and the terminal is in equilibrium. It is. The living radical polymerization in the present invention is a radical polymerization in which the polymerization end is activated and the inactivation is maintained in an equilibrium state, and has been actively studied in various groups in recent years.

その例としては、ポリスルフィドなどの連鎖移動剤を用いるもの、コバルトポルフィリン錯体(Journal of American Chemical Society,1994年,第116巻,7943頁)やニトロキシド化合物などのラジカル捕捉剤を用いるもの(Macromolecules,1994年,第27巻,7228頁)、大津らによるジチオカーバメートに光照射しラジカル開烈させるイニファーター重合(Macromol.Chem.Rapid Commun.,3,133(1982))、有機ハロゲン化物などを開始剤とし遷移金属錯体を触媒とする原子移動ラジカル重合(Atom Transfer Radical Polymerization:ATRP)、チオカルボニルチオ(チオエステル)構造を有する化合物を連鎖移動剤として用いる可逆的付加脱離連鎖移動(Reversible Addition−Fragmentation Chain Transfer:RAFT)重合などを挙げることができる。本発明において、これらのうちいずれの方法を使用するかは特に制約はないが、制御の容易さなどからラジカル補足剤を用いるものや可逆的付加脱離連鎖移動重合が好ましい。   Examples thereof include those using a chain transfer agent such as polysulfide, those using a radical scavenger such as a cobalt porphyrin complex (Journal of American Chemical Society, 1994, 116, 7943) and a nitroxide compound (Macromolecules, 1994). 27, 7228), Inferter polymerization (Macromol. Chem. Rapid Commun., 3, 133 (1982)), which irradiates light on dithiocarbamate by Otsu et al. And atom transfer radical polymerization (ATRP) using thiocarbonylthio (thioester) And reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT) polymerization using a compound having a structure as a chain transfer agent. In the present invention, there is no particular restriction as to which of these methods is used, but those using a radical scavenger and reversible addition / elimination chain transfer polymerization are preferred for ease of control.

リビング重合としてラジカル補足剤を用いる場合は、ラジカル補足剤としては安定ニトロキシラジカル化合物を用いる。上記安定ニトロキシラジカル化合物としては、特に限定されず、公知の安定フリーラジカル剤が挙げられ、2,2,5,5−置換−1−ピロリジニルオキシラジカル等、環状ヒドロキシアミンからのニトロキシフリーラジカルが好ましい。置換基としてはメチル基やエチル基等の炭素数4以下のアルキル基が適当である。具体的なニトロキシフリーラジカル化合物としては、限定はされないが、2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシラジカル(TEMPO)、2,2,6,6−テトラエチル−1−ピペリジニルオキシラジカル、2,2,6,6−テトラメチル−4−オキソ−1−ピペリジニルオキシラジカル、2,2,5,5−テトラメチル−1−ピロリジニルオキシラジカル、1,1,3,3−テトラメチル−2−イソインドリニルオキシラジカル、N,N−ジ−t−ブチルアミンオキシラジカル等が挙げられる。なかでも、2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシ、4−オキソ−2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジニルオキシが好ましい。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。   When a radical scavenger is used for living polymerization, a stable nitroxy radical compound is used as the radical scavenger. The stable nitroxyl radical compound is not particularly limited, and examples thereof include known stable free radical agents, such as 2,2,5,5-substituted-1-pyrrolidinyloxy radicals, and nitroxy from cyclic hydroxyamines. Free radicals are preferred. As the substituent, an alkyl group having 4 or less carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group is suitable. Specific nitroxy free radical compounds include, but are not limited to, 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidinyloxy radical (TEMPO), 2,2,6,6-tetraethyl-1- Piperidinyloxy radical, 2,2,6,6-tetramethyl-4-oxo-1-piperidinyloxy radical, 2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy radical, 1, Examples include 1,3,3-tetramethyl-2-isoindolinyloxy radical, N, N-di-t-butylamineoxy radical, and the like. Of these, 2,2,6,6, -tetramethyl-1-piperidinyloxy and 4-oxo-2,2,6,6, -tetramethyl-1-piperidinyloxy are preferable. These may be used alone or in combination of two or more.

上記安定ニトロキシラジカル化合物を用いる場合には、通常ラジカル発生剤が使用される。上記ラジカル発生剤としては、重合温度下でラジカルを発生させるものであれば特に限定されず、一般的な熱分解型の重合開始剤を使用することができ、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸エステル、次亜硝酸エステル等のアゾ化合物;過酸化ベンゾイル(BPO)、過酸化ラウロイル、ジクミルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。   When the above stable nitroxy radical compound is used, a radical generator is usually used. The radical generator is not particularly limited as long as it generates radicals at the polymerization temperature, and a general thermal decomposition polymerization initiator can be used. For example, azobisisobutyronitrile ( AIBN), azo compounds such as azobisisobutyric acid ester and hyponitrite; benzoyl peroxide (BPO), lauroyl peroxide, dicumyl peroxide, dibenzoyl peroxide and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

安定ニトロキシラジカル化合物とラジカル発生剤とを併用する代わりに、アルコキシアミン化合物を開始剤として用いてもよい。アルコキシアミン化合物を開始剤として用いる場合、アルコキシ基に官能基を持つようなアルコキシアミンを用いることで、末端官能基を導入することが出来る。   Instead of using a stable nitroxy radical compound and a radical generator in combination, an alkoxyamine compound may be used as an initiator. When using an alkoxyamine compound as an initiator, a terminal functional group can be introduced by using an alkoxyamine having a functional group in the alkoxy group.

上記安定ニトロキシラジカル化合物またはアルコキシアミン化合物を用いる場合には、重合温度は、50〜170℃ぐらいで重合することが一般的である。好ましい温度範囲としては、70〜160℃である。反応圧力は通常、常圧で行われるが、加圧して行うことも可能である。   When the above stable nitroxy radical compound or alkoxyamine compound is used, the polymerization is generally performed at a polymerization temperature of about 50 to 170 ° C. A preferable temperature range is 70 to 160 ° C. The reaction pressure is usually carried out at normal pressure, but it can also be carried out under pressure.

上記安定ニトロキシラジカル化合物を用いる方法の場合、重合されたビニル共重合体の末端に官能基を導入する方法としては、例えば、目的とする官能基を分子内に有する連鎖移動剤や停止剤を用いる方法等が挙げられる。上記官能基を分子内に有する連鎖移動剤や停止剤としては特に限定されず、例えば、メルカプトエタノール、メルカプトプロパノール、メルカプトブタノール、2,2’−ジチオエタノール等により水酸基が導入され、2−メルカプト酢酸、2−メルカプトプロピオン酸、ジチオグリコール酸、3,3’−ジチオプロピオン酸、2,2’−ジチオ安息香酸等によりカルボキシル基が導入され、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等によりシリル基が導入される。   In the case of the method using the above stable nitroxy radical compound, as a method for introducing a functional group into the terminal of the polymerized vinyl copolymer, for example, a chain transfer agent or terminator having a target functional group in the molecule is used. The method to use etc. are mentioned. The chain transfer agent or terminator having the above functional group in the molecule is not particularly limited. For example, a hydroxyl group is introduced by mercaptoethanol, mercaptopropanol, mercaptobutanol, 2,2′-dithioethanol, etc., and 2-mercaptoacetic acid. A carboxyl group is introduced by 2-mercaptopropionic acid, dithioglycolic acid, 3,3′-dithiopropionic acid, 2,2′-dithiobenzoic acid, and a silyl group is introduced by 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, etc. The

リビング重合として可逆的付加脱離連鎖移動重合(RAFT重合)を用いる場合では、連鎖移動剤(さらに開始剤の役目もする)としてジチオエステル、トリチオカルバメート、ザンテートまたはジチオカルバメートなどの硫黄化合物を開始剤として重合が行われる。(例えば、WO98/01478 A1およびWO99/31144 A1など)これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。   When reversible addition / elimination chain transfer polymerization (RAFT polymerization) is used as the living polymerization, a sulfur compound such as dithioester, trithiocarbamate, xanthate or dithiocarbamate is started as a chain transfer agent (and also serves as an initiator). Polymerization is performed as an agent. (For example, WO98 / 01478 A1 and WO99 / 31144 A1 etc.) These may be used independently and may be used together 2 or more types.

リビング重合としてRAFT重合を用いる場合には、重合用の追加的ラジカル開始剤、特に熱で分解してラジカルを発生するアゾもしくはパーオキソ開始剤を更に含んで成る開始剤を用いる方が好適である。例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)、アゾビスイソ酪酸エステル、次亜硝酸エステル等のアゾ化合物;過酸化ベンゾイル(BPO)、過酸化ラウロイル、ジクミルパーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。これらは単独で用いられてもよく、2種以上併用されてもよい。   When RAFT polymerization is used as the living polymerization, it is preferable to use an additional radical initiator for polymerization, particularly an initiator further comprising an azo or peroxo initiator that decomposes by heat to generate radicals. Examples thereof include azo compounds such as azobisisobutyronitrile (AIBN), azobisisobutyric acid ester, and hyponitrous acid ester; benzoyl peroxide (BPO), lauroyl peroxide, dicumyl peroxide, dibenzoyl peroxide, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

本発明におけるリビング重合は、無溶媒(塊状重合)、有機溶媒(例えばトルエン)中の溶液重合、乳化重合または懸濁重合法で行うことができる。重合方法の各段階は同じ反応器で「バッチ」法(すなわち不連続法)で行うか、別々の反応器で半連続または連続法で行うことができる。   The living polymerization in the present invention can be carried out by solvent polymerization (bulk polymerization), solution polymerization in an organic solvent (for example, toluene), emulsion polymerization or suspension polymerization. Each stage of the polymerization process can be performed in a “batch” process (ie, a discontinuous process) in the same reactor, or in a semi-continuous or continuous process in separate reactors.

溶液重合させる場合、使用される溶剤としては、以下の溶剤が挙げられるが、それらに限定されない。例えば、ヘキサン、オクタンなどの炭化水素溶剤;酢酸エチル、酢酸n−ブチルなどのエステル溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン溶剤;メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール溶剤;テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン、エチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶媒;トルエン、キシレン、ベンゼンなどの芳香族石油溶剤などが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数を組合せて用いてもよい。使用する溶剤の種類や量は、使用する単量体の溶解度、得られる重合体の溶解度、十分な反応速度を達成するために適切な重合開始剤濃度や単量体濃度、硫黄化合物の溶解度、人体や環境に与える影響、入手性、価格などを考慮して決定すればよく、特に限定されない。中でも、溶解度、入手性、価格の点で、工業的には、トルエン、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、およびアセトンが好ましく、トルエンおよびジメチルホルムアミドがより好ましい。   In the case of solution polymerization, examples of the solvent to be used include, but are not limited to, the following solvents. For example, hydrocarbon solvents such as hexane and octane; ester solvents such as ethyl acetate and n-butyl acetate; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropanol; tetrahydrofuran, diethyl ether, Examples include ether solvents such as dioxane and ethylene glycol dimethyl ether; amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; aromatic petroleum solvents such as toluene, xylene and benzene. These may be used alone or in combination. The type and amount of the solvent used are the solubility of the monomer used, the solubility of the resulting polymer, the polymerization initiator concentration and monomer concentration appropriate for achieving a sufficient reaction rate, the solubility of the sulfur compound, It may be determined in consideration of the influence on human body and environment, availability, price, etc., and is not particularly limited. Among them, in terms of solubility, availability, and price, industrially, toluene, dimethylformamide, tetrahydrofuran, and acetone are preferable, and toluene and dimethylformamide are more preferable.

乳化重合させる場合、使用される乳化剤としては、以下の乳化剤が挙げられるが、それらに限定されない。例えば、脂肪酸石けん、ロジン酸石けん、ナフタレンスルホン酸ナトリウムホルマリン縮合物、アルキルスルホン酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキル硫酸ナトリウム、アルキル硫酸アンモニウム、アルキル硫酸トリエタノールアミン、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルフォン酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのアニオン界面活性剤;ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン高級アルコールエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアルカノールアミドなどの非イオン界面活性剤;アルキルトリメチルアンモニウムクロライドなどのカチオン界面活性剤などが挙げられる。これらの乳化剤は単独で用いてもよく、複数を組合せて用いてもよい。必要に応じて、後述する懸濁重合の分散剤を添加してもよい。乳化剤の使用量は、特に限定されないが、乳化状態が良好で重合がスムーズに進行する点で、単量体100重量部に対して0.1〜20重量部が好ましい。これらの乳化剤のうち、乳化状態の安定性の点で、アニオン界面活性剤および非イオン界面活性剤が好ましい。   In the case of emulsion polymerization, examples of the emulsifier used include, but are not limited to, the following emulsifiers. For example, fatty acid soap, rosin acid soap, sodium naphthalene sulfonate formalin condensate, sodium alkyl sulfonate, sodium alkyl benzene sulfonate, sodium alkyl sulfate, ammonium alkyl sulfate, triethanolamine alkyl sulfate, sodium dialkyl sulfosuccinate, alkyl diphenyl ether disulfonate Anionic surfactants such as sodium, sodium polyoxyethylene alkyl ether sulfate, sodium polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate; polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene higher alcohol ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, poly Oxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fat Esters, polyoxyethylene fatty acid esters, polyoxyethylene alkylamine, nonionic surfactants such as alkyl alkanolamides; such as an alkyl trimethylammonium chloride cationic surfactants such as ride the like. These emulsifiers may be used alone or in combination. If necessary, a dispersant for suspension polymerization described later may be added. Although the usage-amount of an emulsifier is not specifically limited, 0.1-20 weight part is preferable with respect to 100 weight part of monomers at the point which an emulsion state is favorable and superposition | polymerization advances smoothly. Of these emulsifiers, anionic surfactants and nonionic surfactants are preferred from the viewpoint of stability in the emulsified state.

懸濁重合させる場合、使用される分散剤としては、通常用いられる分散剤のいずれをも利用することが可能である。例えば、以下の分散剤が挙げられるが、それらに限定されない。例えば、部分けん化ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ゼラチン、ポリアルキレンオキサイドなどが挙げられる。これらは単独で用いてもよく、複数を組合せて用いてもよい。必要に応じて、上記乳化重合の際に用いられる乳化剤を併用してもよい。分散剤の使用量は、特に限定されないが、重合がスムーズに進行する点で、使用される単量体100重量部に対して0.1〜20重量部が好ましい。   In the case of suspension polymerization, any of the commonly used dispersants can be used as the dispersant used. For example, the following dispersants can be mentioned, but are not limited thereto. Examples thereof include partially saponified polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, methyl cellulose, carboxymethyl cellulose, gelatin, and polyalkylene oxide. These may be used alone or in combination. If necessary, an emulsifier used in the emulsion polymerization may be used in combination. Although the usage-amount of a dispersing agent is not specifically limited, 0.1-20 weight part is preferable with respect to 100 weight part of monomers used by the point which superposition | polymerization advances smoothly.

本発明に用いるブロックポリマーは、ブロックポリマーの製造工程において、ポリマー溶液もしくはポリマー分散液に含まれる粒子状の金属を除去する粒子状金属除去工程を経て得られたものであることが好ましい。ポリマー溶液もしくはポリマー分散液に含まれる粒子状金属成分の含有量が10ppm以下であることにより、後述する多孔膜用スラリー中のポリマー間の経時での金属イオン架橋を防止し、粘度上昇を防ぐことができる。さらに二次電池の内部短絡や充電時の溶解・析出による自己放電増大の懸念が少なく、電池のサイクル特性や安全性が向上する。
前記粒子状金属除去工程におけるポリマー溶液もしくはポリマー分散液から粒子状の金属成分を除去する方法は特に限定されず、例えば、濾過フィルターによる濾過により除去する方法、振動ふるいによる除去する方法、遠心分離により除去する方法、磁力により除去する方法等が挙げられる。中でも、除去対象が金属成分であるため磁力により除去する方法が好ましい。磁力により除去する方法としては、金属成分が除去できる方法であれば特に限定はされないが、生産性および除去効率を考慮すると、好ましくはブロックポリマーの製造ライン中に磁気フィルターを配置することで行われる。
The block polymer used in the present invention is preferably obtained through a particulate metal removal step of removing particulate metal contained in the polymer solution or polymer dispersion in the production step of the block polymer. By preventing the metal ion cross-linking between polymers in the porous membrane slurry described later and preventing the increase in viscosity when the content of the particulate metal component contained in the polymer solution or polymer dispersion is 10 ppm or less. Can do. Furthermore, there is little concern about self-discharge increase due to internal short circuit of the secondary battery or dissolution / precipitation during charging, and the cycle characteristics and safety of the battery are improved.
The method for removing the particulate metal component from the polymer solution or polymer dispersion in the particulate metal removal step is not particularly limited. For example, the removal method by filtration using a filtration filter, the removal method using a vibrating screen, or centrifugation. Examples thereof include a removal method and a removal method using magnetic force. Especially, since the removal object is a metal component, the method of removing by magnetic force is preferable. The method for removing by magnetic force is not particularly limited as long as it is a method capable of removing a metal component. However, in consideration of productivity and removal efficiency, it is preferably performed by placing a magnetic filter in the block polymer production line. .

多孔膜中のブロックポリマーの含有割合は、好ましくは0.1〜10重量%、更に好ましくは0.5〜5重量%、最も好ましくは0.5〜3重量%である。多孔膜中の結着剤の含有割合が、前記範囲にあることで、非導電性粒子同士の結着性、並びに、電極又はセパレーターへの結着性を維持しながらも、リチウムの移動を阻害し抵抗が増大することを抑制することができる。   The content ratio of the block polymer in the porous film is preferably 0.1 to 10% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, and most preferably 0.5 to 3% by weight. When the content ratio of the binder in the porous film is in the above range, the migration of lithium is inhibited while maintaining the binding property between the non-conductive particles and the binding property to the electrode or the separator. And it can suppress that resistance increases.

多孔膜には、上記成分のほかに、さらに任意の成分が含まれていてもよい。かかる任意の成分としては、分散剤、レベリング剤、酸化防止剤、ブロックポリマー以外の結着剤、増粘剤、電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等の成分を挙げることができる。これらは電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られない。   In addition to the above components, the porous membrane may further contain an arbitrary component. Examples of such optional components include components such as a dispersant, a leveling agent, an antioxidant, a binder other than the block polymer, a thickener, and an electrolytic solution additive having a function of inhibiting electrolytic decomposition. . These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction.

分散剤としてはアニオン性化合物、カチオン性化合物、非イオン性化合物、高分子化合物が例示される。分散剤は用いる非導電性粒子に応じて選択される。多孔膜中の分散剤の含有割合は、電池特性に影響が及ばない範囲が好ましく、具体的には10重量%以下である。   Examples of the dispersant include an anionic compound, a cationic compound, a nonionic compound, and a polymer compound. A dispersing agent is selected according to the nonelectroconductive particle to be used. The content ratio of the dispersing agent in the porous film is preferably within a range that does not affect the battery characteristics, and specifically 10% by weight or less.

レベリング剤としてはアルキル界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素界面活性剤、金属界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。前記界面活性剤を混合することにより、塗工時に発生するはじきを防止したり、電極の平滑性を向上させることができる。   Examples of the leveling agent include surfactants such as alkyl surfactants, silicon surfactants, fluorine surfactants, and metal surfactants. By mixing the surfactant, it is possible to prevent the repelling that occurs during coating or to improve the smoothness of the electrode.

酸化防止剤としてはフェノール化合物、ハイドロキノン化合物、有機リン化合物、硫黄化合物、フェニレンジアミン化合物、ポリマー型フェノール化合物等が挙げられる。ポリマー型フェノール化合物は、分子内にフェノール構造を有する重合体であり、重量平均分子量が200〜1000、好ましくは600〜700のポリマー型フェノール化合物が好ましく用いられる。   Examples of the antioxidant include a phenol compound, a hydroquinone compound, an organic phosphorus compound, a sulfur compound, a phenylenediamine compound, and a polymer type phenol compound. The polymer type phenol compound is a polymer having a phenol structure in the molecule, and a polymer type phenol compound having a weight average molecular weight of 200 to 1000, preferably 600 to 700 is preferably used.

ブロックポリマー以外の結着剤としては、後述の電極用結着剤に使用されるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリアクリル酸誘導体、ポリアクリロニトリル誘導体、軟質重合体などを用いることができる。   Examples of binders other than block polymers include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylic acid derivatives, polyacrylonitrile derivatives, and soft polymers used in electrode binders described later. Can be used.

増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロースポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリ(メタ)アクリル酸およびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;(変性)ポリビニルアルコール、アクリル酸又はアクリル酸塩とビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸又はマレイン酸もしくはフマル酸とビニルアルコールの共重合体などのポリビニルアルコール類;ポリエチレングリコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、変性ポリアクリル酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体水素化物などが挙げられる。増粘剤の使用量がこの範囲であると、塗工性や、電極合剤層や有機セパレーターとの密着性が良好である。本発明において、「(変性)ポリ」は「未変性ポリ」又は「変性ポリ」を意味し、「(メタ)アクリル」は、「アクリル」又は「メタクリル」を意味する。   Examples of thickeners include cellulose polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxypropylcellulose, and ammonium salts and alkali metal salts thereof; (modified) poly (meth) acrylic acid and ammonium salts and alkali metal salts thereof; Polyvinyl alcohols such as polyvinyl alcohol, acrylic acid or copolymers of acrylate and vinyl alcohol, maleic anhydride or copolymers of maleic acid or fumaric acid and vinyl alcohol; polyethylene glycol, polyethylene oxide, polyvinyl pyrrolidone, modified poly Examples include acrylic acid, oxidized starch, phosphoric acid starch, casein, various modified starches, acrylonitrile-butadiene copolymer hydride, and the like. When the use amount of the thickener is within this range, the coating property and the adhesion with the electrode mixture layer and the organic separator are good. In the present invention, “(modified) poly” means “unmodified poly” or “modified poly”, and “(meth) acryl” means “acryl” or “methacryl”.

電解液添加剤は、後述する電極合剤層スラリー中及び電解液中に使用されるビニレンカーボネートなどを用いることができる。その他には、フュームドシリカやフュームドアルミナなどのナノ微粒子:アルキル界面活性剤、シリコン界面活性剤、フッ素界面活性剤、金属界面活性剤などの界面活性剤が挙げられる。前記ナノ微粒子を混合することにより多孔膜形成用スラリーのチキソ性をコントロールすることができ、さらにそれにより得られる多孔膜のレベリング性を向上させることができる。   As the electrolytic solution additive, vinylene carbonate used in the electrode mixture layer slurry described later and in the electrolytic solution can be used. Other examples include nanoparticles such as fumed silica and fumed alumina: surfactants such as alkyl surfactants, silicon surfactants, fluorine surfactants, and metal surfactants. By mixing the nanoparticles, the thixotropy of the slurry for forming a porous film can be controlled, and the leveling property of the porous film obtained thereby can be improved.

前記任意の成分の多孔膜中の好ましい含有割合は、電池特性に影響が及ばない範囲が好ましく、具体的には各任意成分10重量%以下、任意の成分の含有割合の合計が20重量%以下である。   The preferred content ratio of the optional components in the porous film is preferably within a range that does not affect the battery characteristics. Specifically, each optional component is 10% by weight or less, and the total content of optional components is 20% by weight or less. It is.

(多孔膜の製造方法)
本発明の二次電池用多孔膜を製造する方法としては、1)非導電性粒子、ブロックポリマー及び溶媒を含む多孔膜用スラリーを所定の基材上に塗布し、次いで乾燥する方法;2)非導電性粒子、ブロックポリマー及び溶媒を含む多孔膜用スラリーに、基材を浸漬後、これを乾燥する方法;3)非導電性粒子、ブロックポリマー及び溶媒を含む多孔膜用スラリーを、剥離フィルム上に塗布、成膜し、得られた多孔膜を所定の基材上に転写する方法;が挙げられる。この中でも、1)非導電性粒子、ブロックポリマー及び溶媒を含む多孔膜用スラリーを基材に塗布し、次いで乾燥する方法が、多孔膜の膜厚を制御しやすいことから最も好ましい。
(Method for producing porous membrane)
As a method for producing a porous membrane for a secondary battery of the present invention, 1) a method for applying a slurry for porous membrane containing non-conductive particles, a block polymer and a solvent on a predetermined substrate, followed by drying; 2) A method in which a substrate is dipped in a slurry for a porous film containing non-conductive particles, a block polymer and a solvent, and then dried; 3) A slurry for a porous film containing non-conductive particles, a block polymer and a solvent is removed from the release film. And a method of transferring the resulting porous film onto a predetermined substrate. Among these, 1) A method of applying a slurry for a porous film containing non-conductive particles, a block polymer and a solvent to a substrate and then drying is most preferable because the film thickness of the porous film can be easily controlled.

本発明の二次電池用多孔膜の製造方法は、上記多孔膜用スラリーを基材に塗布し、次いで乾燥することを特徴とする。   The method for producing a porous membrane for a secondary battery of the present invention is characterized in that the porous membrane slurry is applied to a substrate and then dried.

(多孔膜用スラリー)
本発明の二次電池多孔膜用スラリーは、非導電性粒子、ブロックポリマー、及び溶媒を含む。非導電性粒子、ブロックポリマーとしては、二次電池用多孔膜で説明したものと同様のものが挙げられる。
(Porous membrane slurry)
The slurry for a secondary battery porous membrane of the present invention contains non-conductive particles, a block polymer, and a solvent. Examples of the non-conductive particles and the block polymer are the same as those described for the porous membrane for a secondary battery.

溶媒としては、上記固形分(非導電性粒子及びブロックポリマー)、を均一に分散し得るものであれば特に制限されない。
多孔膜用スラリーに用いる溶媒としては、水および有機溶媒のいずれも使用できる。有機溶媒としては、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの環状脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン、エチルベンゼンなどの芳香族炭化水素類;アセトン、エチルメチルケトン、ジイソプロピルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサンなどのケトン類;メチレンクロライド、クロロホルム、四塩化炭素など塩素脂肪族炭化水素;芳酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトンなどのエステル類;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのアシロニトリル類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類:メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール類;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類があげられる。
これらの溶媒は、単独で使用しても、これらを2種以上混合して混合溶媒として使用してもよい。これらの中でも特に、非導電性粒子の分散性にすぐれ、沸点が低く揮発性が高い溶媒が、短時間でかつ低温で除去できるので好ましい。具体的には、アセトン、トルエン、シクロヘキサノン、シクロペンタン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサン、キシレン、水、若しくはN−メチルピロリドン、またはこれらの混合溶媒が好ましい。
The solvent is not particularly limited as long as it can uniformly disperse the solid content (nonconductive particles and block polymer).
As the solvent used for the slurry for the porous membrane, either water or an organic solvent can be used. Examples of organic solvents include cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and ethylbenzene; ketones such as acetone, ethylmethylketone, diisopropylketone, cyclohexanone, methylcyclohexane, and ethylcyclohexane. Chlorinated aliphatic hydrocarbons such as methylene chloride, chloroform and carbon tetrachloride; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, γ-butyrolactone and ε-caprolactone; acylonitriles such as acetonitrile and propionitrile; tetrahydrofuran and ethylene Ethers such as glycol diethyl ether: alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol, ethylene glycol monomethyl ether; N-methyl Amides such as pyrrolidone and N, N-dimethylformamide are exemplified.
These solvents may be used alone, or two or more of these may be mixed and used as a mixed solvent. Among these, a solvent having excellent dispersibility of non-conductive particles and having a low boiling point and high volatility is preferable because it can be removed in a short time and at a low temperature. Specifically, acetone, toluene, cyclohexanone, cyclopentane, tetrahydrofuran, cyclohexane, xylene, water, N-methylpyrrolidone, or a mixed solvent thereof is preferable.

多孔膜用スラリーの固形分濃度は、塗布、浸漬が可能な程度でかつ、流動性を有する粘度になる限り特に限定はされないが、一般的には10〜50重量%程度である。   The solid content concentration of the slurry for the porous membrane is not particularly limited as long as it can be applied and immersed and has a fluid viscosity, but is generally about 10 to 50% by weight.

また、多孔膜用スラリーには、非導電性粒子、ブロックポリマー及び溶媒のほかに、さらに分散剤や電解液分解抑制等の機能を有する電解液添加剤等の任意の成分が含まれていてもよい。これらは電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られない。   Further, the slurry for the porous film may contain optional components such as a dispersant and an electrolyte additive having a function of inhibiting the decomposition of the electrolyte, in addition to the nonconductive particles, the block polymer, and the solvent. Good. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction.

(多孔膜用スラリー製法)
多孔膜用スラリーの製法は、特に限定はされず、上記非導電性粒子、ブロックポリマー、及び溶媒と必要に応じ添加される任意の成分を混合して得られる。
本発明においては上記成分を用いることにより混合方法や混合順序にかかわらず、非導電性粒子が高度に分散された多孔膜用スラリーを得ることができる。混合装置は、上記成分を均一に混合できる装置であれば特に限定されず、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサーなどを使用することができるが、中でも高い分散シェアを加えることができる、ビーズミル、ロールミル、フィルミックス等の高分散装置を使用することが特に好ましい。
多孔膜用スラリーの粘度は、均一塗工性、スラリー経時安定性の観点から、好ましくは10mPa・S〜10,000mPa・S、更に好ましくは50〜500mPa・sである。前記粘度は、B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmで測定した時の値である。
(Porous membrane slurry manufacturing method)
The manufacturing method of the slurry for porous membranes is not particularly limited, and can be obtained by mixing the non-conductive particles, the block polymer, and the solvent and optional components added as necessary.
In the present invention, a porous film slurry in which non-conductive particles are highly dispersed can be obtained by using the above components, regardless of the mixing method and mixing order. The mixing device is not particularly limited as long as it can uniformly mix the above components, and a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, and the like can be used. In particular, it is particularly preferable to use a high dispersion apparatus such as a bead mill, a roll mill, or a fill mix that can add a high dispersion share.
The viscosity of the slurry for the porous membrane is preferably 10 mPa · S to 10,000 mPa · S, more preferably 50 to 500 mPa · s, from the viewpoints of uniform coatability and slurry aging stability. The viscosity is a value measured using a B-type viscometer at 25 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.

本発明の二次電池用多孔膜の製造方法において、基材は、特に限定はされないが、本発明の二次電池用多孔膜は、特に二次電池用の電極上もしくは有機セパレーター上に形成されることが好ましい。その中でも、特に二次電池用の電極表面に形成されることがより好ましい。本発明の二次電池用多孔膜を電極表面上に形成することにより、有機セパレーターが熱による収縮を起こしても、正極・負極間の短絡を起こすことがなく高い安全性が保たれる。加えて、本発明の二次電池用多孔膜を電極表面上に形成することにより、有機セパレーターがなくても、多孔膜がセパレーターとしての機能を果たすことができ、低コストでの電池作製が可能になる。また、有機セパレーターを用いた場合においても、有機セパレーター表面に形成されている孔を埋めることがなく、より高い出力特性を発現することができる。
本発明の二次電池用多孔膜の製造方法においては、電極や有機セパレーター以外の基材上に形成してもよい。本発明の二次電池用多孔膜を、電極や有機セパレーター以外の基材上に形成した場合は、多孔膜を基材から剥離し、直接電池を組み立てる時に、電極上や有機セパレーター上に積層することにより使用することが出来る。
In the method for producing a porous membrane for a secondary battery of the present invention, the substrate is not particularly limited, but the porous membrane for a secondary battery of the present invention is formed on an electrode for a secondary battery or an organic separator. It is preferable. Among these, it is more preferable to form on the electrode surface for secondary batteries. By forming the porous membrane for a secondary battery of the present invention on the electrode surface, high safety is maintained without causing a short circuit between the positive electrode and the negative electrode even when the organic separator shrinks due to heat. In addition, by forming the porous membrane for a secondary battery of the present invention on the electrode surface, the porous membrane can function as a separator even without an organic separator, and a battery can be produced at low cost. become. Moreover, even when an organic separator is used, higher output characteristics can be expressed without filling holes formed on the surface of the organic separator.
In the manufacturing method of the porous film for secondary batteries of this invention, you may form on base materials other than an electrode and an organic separator. When the porous membrane for a secondary battery of the present invention is formed on a substrate other than an electrode or an organic separator, the porous membrane is peeled off from the substrate and directly laminated on the electrode or the organic separator when assembling the battery. Can be used.

多孔膜用スラリーを基材上へ塗布する方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。中でも、均一な多孔膜が得られる点でディップ法やグラビア法が好ましい。
乾燥方法としては例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。乾燥温度は、使用する溶媒の種類によってかえることができる。溶媒を完全に除去するために、例えば、N−メチルピロリドン等の揮発性の低い溶媒を用いる場合には送風式の乾燥機で120℃以上の高温で乾燥させることが好ましい。逆に揮発性の高い溶媒を用いる場合には100℃以下の低温において乾燥させることもできる。多孔膜を後述する有機セパレーター上に形成する際は、有機セパレーターの収縮を起こさずに乾燥させることが必要の為、100℃以下の低温での乾燥が好ましい。
The method for applying the slurry for the porous film onto the substrate is not particularly limited. Examples thereof include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method. Among them, the dip method and the gravure method are preferable in that a uniform porous film can be obtained.
Examples of the drying method include drying by warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, and drying by irradiation with (far) infrared rays or electron beams. The drying temperature can be changed depending on the type of solvent used. In order to completely remove the solvent, for example, when a low-volatility solvent such as N-methylpyrrolidone is used, it is preferably dried at a high temperature of 120 ° C. or higher with a blower-type dryer. Conversely, when a highly volatile solvent is used, it can be dried at a low temperature of 100 ° C. or lower. When forming a porous film on the organic separator mentioned later, since it is necessary to dry without causing shrinkage of the organic separator, drying at a low temperature of 100 ° C. or lower is preferable.

次いで、必要に応じ、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により電極合剤層と多孔膜との密着性を向上させることもできる。ただし、この際、過度に加圧処理を行うと、多孔膜の空隙率が損なわれることがあるため、圧力および加圧時間を適宜に制御する。   Next, if necessary, the adhesion between the electrode mixture layer and the porous film can be improved by pressure treatment using a mold press or a roll press. However, at this time, if the pressure treatment is excessively performed, the porosity of the porous film may be impaired, so the pressure and the pressure time are controlled appropriately.

多孔膜の膜厚は、特に限定はされず、多孔膜の用途あるいは適用分野に応じて適宜に設定されるが、薄すぎると均一な膜を形成できず、逆に厚すぎると電池内での体積(重量)あたりの容量(capacity)が減ることから、0.5〜50μmが好ましく、0.5〜10μmがより好ましい。   The film thickness of the porous film is not particularly limited and is appropriately set according to the use or application field of the porous film. However, if the film is too thin, a uniform film cannot be formed. Since the capacity per volume (weight) decreases, 0.5 to 50 μm is preferable, and 0.5 to 10 μm is more preferable.

本発明の二次電池用多孔膜は、二次電池電極の電極合剤層または有機セパレーターの表面に成膜され、電極合剤層の保護膜あるいはセパレーターとして特に好ましく用いられる。多孔膜が成膜される二次電池電極は特に限定はされず、各種の構成の電極に対して、本発明の二次電池用多孔膜は成膜されうる。また、多孔膜は、二次電池の正極、負極の何れの表面に成膜されてもよく、正極、負極の両者に成膜されてもよい。   The porous membrane for a secondary battery of the present invention is formed on the surface of the electrode mixture layer or organic separator of the secondary battery electrode, and is particularly preferably used as a protective film or separator for the electrode mixture layer. The secondary battery electrode on which the porous film is formed is not particularly limited, and the porous film for a secondary battery of the present invention can be formed on electrodes having various configurations. Moreover, the porous film may be formed on any surface of the positive electrode and the negative electrode of the secondary battery, or may be formed on both the positive electrode and the negative electrode.

(二次電池用電極)
本発明の二次電池用電極は、結着剤及び電極活物質を含んでなる電極合剤層が、集電体に付着してなり、かつ電極合剤層の表面に、前記多孔膜が積層されてなる。即ち、本発明の二次電池用電極は、集電体、前記集電体上に設けられた、結着剤及び電極活物質を含む電極合剤層、及び前記電極合剤層上に設けられた、前記本発明の二次電池用多孔膜の層を含む。
(Electrode for secondary battery)
In the secondary battery electrode of the present invention, an electrode mixture layer containing a binder and an electrode active material is attached to a current collector, and the porous film is laminated on the surface of the electrode mixture layer. Being done. That is, the electrode for a secondary battery of the present invention is provided on a current collector, an electrode mixture layer including a binder and an electrode active material provided on the current collector, and the electrode mixture layer. In addition, the layer of the porous membrane for a secondary battery of the present invention is included.

(電極活物質)
本発明の二次電池用電極に用いられる電極活物質は、電極が利用される二次電池に応じて選択すればよい。前記二次電池としては、リチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池が挙げられる。
(Electrode active material)
What is necessary is just to select the electrode active material used for the electrode for secondary batteries of this invention according to the secondary battery in which an electrode is utilized. Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery.

本発明の二次電池用電極を、リチウムイオン二次電池正極用に用いる場合、リチウムイオン二次電池正極用の電極活物質(正極活物質)は、無機化合物からなるものと有機化合物からなるものとに大別される。
無機化合物からなる正極活物質としては、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物などが挙げられる。上記の遷移金属としては、Fe、Co、Ni、Mn等が使用される。正極活物質に使用される無機化合物の具体例としては、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiFeVOなどのリチウム含有複合金属酸化物;TiS、TiS、非晶質MoS等の遷移金属硫化物;Cu、非晶質VO−P、MoO、V、V13などの遷移金属酸化物が挙げられる。これらの化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。有機化合物からなる正極活物質としては、例えば、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレンなどの導電性高分子化合物を用いることもできる。電気伝導性に乏しい、鉄酸化物は、還元焼成時に炭素源物質を存在させることで、炭素材料で覆われた電極活物質として用いてもよい。また、これら化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。
When the secondary battery electrode of the present invention is used for a lithium ion secondary battery positive electrode, the electrode active material (positive electrode active material) for the lithium ion secondary battery positive electrode is composed of an inorganic compound and an organic compound. It is roughly divided into
Examples of the positive electrode active material made of an inorganic compound include transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals, and transition metal sulfides. As the transition metal, Fe, Co, Ni, Mn and the like are used. Specific examples of the inorganic compound used for the positive electrode active material include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , LiFeVO 4, and other lithium-containing composite metal oxides; TiS 2 , TiS 3 , non- Transition metal sulfides such as crystalline MoS 2 ; transition metal oxides such as Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O—P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13 It is done. These compounds may be partially element-substituted. As the positive electrode active material made of an organic compound, for example, a conductive polymer compound such as polyacetylene or poly-p-phenylene can be used. Iron oxide having poor electrical conductivity may be used as an electrode active material covered with a carbon material by allowing a carbon source material to be present during reduction firing. These compounds may be partially element-substituted.

リチウムイオン二次電池用の正極活物質は、上記の無機化合物と有機化合物の混合物であってもよい。正極活物質の粒子径は、電池の他の構成要件との兼ね合いで適宜選択されるが、出力特性、サイクル特性などの電池特性の向上の観点から、50%体積累積径が、通常0.1〜50μm、好ましくは1〜20μmである。50%体積累積径がこの範囲であると、充放電容量が大きい二次電池を得ることができ、かつ電極用スラリーおよび電極を製造する際の取扱いが容易である。50%体積累積径は、レーザー回折で粒度分布を測定することにより求めることができる。   The positive electrode active material for a lithium ion secondary battery may be a mixture of the above inorganic compound and organic compound. The particle diameter of the positive electrode active material is appropriately selected in consideration of other constituent elements of the battery. From the viewpoint of improving battery characteristics such as output characteristics and cycle characteristics, the 50% volume cumulative diameter is usually 0.1. -50 μm, preferably 1-20 μm. When the 50% volume cumulative diameter is within this range, a secondary battery having a large charge / discharge capacity can be obtained, and handling of the slurry for electrodes and the electrodes is easy. The 50% volume cumulative diameter can be determined by measuring the particle size distribution by laser diffraction.

本発明の二次電池用電極を、リチウムイオン二次電池負極用に用いる場合、リチウムイオン二次電池負極用の電極活物質(負極活物質)としては、たとえば、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メゾカーボンマイクロビーズ、ピッチ炭素繊維などの炭素質材料、ポリアセン等の導電性高分子化合物などがあげられる。また、負極活物質としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の金属やこれらの合金、前記金属又は合金の酸化物や硫酸塩が用いられる。加えて、金属リチウム、Li−Al、Li−Bi−Cd、Li−Sn−Cd等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコン等を使用できる。電極活物質は、機械的改質法により表面に導電付与材を付着させたものも使用できる。負極活物質の粒径は、電池の他の構成要件との兼ね合いで適宜選択されるが、初期効率、出力特性、サイクル特性などの電池特性の向上の観点から、50%体積累積径が、通常1〜50μm、好ましくは15〜30μmである。   When the secondary battery electrode of the present invention is used for a lithium ion secondary battery negative electrode, examples of the electrode active material (negative electrode active material) for the lithium ion secondary battery negative electrode include amorphous carbon, graphite, natural graphite, Examples thereof include carbonaceous materials such as mesocarbon microbeads and pitch carbon fibers, and conductive polymer compounds such as polyacene. In addition, as the negative electrode active material, metals such as silicon, tin, zinc, manganese, iron, nickel, alloys thereof, oxides or sulfates of the metals or alloys are used. In addition, lithium alloys such as lithium metal, Li—Al, Li—Bi—Cd, and Li—Sn—Cd, lithium transition metal nitride, silicon, and the like can be used. As the electrode active material, a material obtained by attaching a conductivity imparting material to the surface by a mechanical modification method can also be used. The particle size of the negative electrode active material is appropriately selected in consideration of the other structural requirements of the battery. From the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, output characteristics, and cycle characteristics, a 50% volume cumulative diameter is usually The thickness is 1 to 50 μm, preferably 15 to 30 μm.

本発明の二次電池用電極を、ニッケル水素二次電池正極用に用いる場合、ニッケル水素二次電池正極用の電極活物質(正極活物質)としては、水酸化ニッケル粒子が挙げられる。水酸化ニッケル粒子は、コバルト、亜鉛、カドミウム等を固溶していてもよく、あるいは表面がアルカリ熱処理されたコバルト化合物で被覆されていてもよい。また、水酸化ニッケル粒子には、酸化イットリウムの他に、酸化コバルト、金属コバルト、水酸化コバルト等のコバルト化合物、金属亜鉛、酸化亜鉛、水酸化亜鉛等の亜鉛化合物、酸化エルビウム等の希土類化合物等の添加剤が含まれていてもよい。   When the secondary battery electrode of the present invention is used for a nickel metal hydride secondary battery positive electrode, the electrode active material (positive electrode active material) for the nickel metal hydride secondary battery positive electrode includes nickel hydroxide particles. The nickel hydroxide particles may be dissolved in cobalt, zinc, cadmium, or the like, or may be coated with a cobalt compound whose surface is subjected to an alkali heat treatment. In addition to yttrium oxide, nickel hydroxide particles include cobalt compounds such as cobalt oxide, metal cobalt and cobalt hydroxide, zinc compounds such as metal zinc, zinc oxide and zinc hydroxide, and rare earth compounds such as erbium oxide. The additive may be contained.

本発明の二次電池用電極を、ニッケル水素二次電池負極用に用いる場合、ニッケル水素二次電池負極用の電極活物質(負極活物質)としては、水素吸蔵合金粒子は、電池の充電時にアルカリ電解液中で電気化学的に発生させた水素を吸蔵でき、なおかつ放電時にその吸蔵水素を容易に放出できるものであればよく、特に限定はされないが、AB5型系、TiNi系及びTiFe系の水素吸蔵合金からなる粒子が好ましい。具体的には、例えば、LaNi、MmNi(Mmはミッシュメタル)、LmNi(LmはLaを含む希土類元素から選ばれる少なくとも一種)及びこれらの合金のNiの一部をAl,Mn,Co,Ti,Cu,Zn,Zr,Cr及びB等から選択される1種以上の元素で置換した多元素系の水素吸蔵合金粒子を用いることができる。特に、一般式:LmNiwCoxMnyAlz(原子比w,x,y,zの合計値は4.80≦w+x+y+z≦5.40である)で表される組成を有する水素吸蔵合金粒子は、充放電サイクルの進行に伴う微粉化が抑制されて充放電サイクル寿命が向上するので好適である。When the secondary battery electrode of the present invention is used for a negative electrode of a nickel metal hydride secondary battery, as an electrode active material (negative electrode active material) for the negative electrode of a nickel metal hydride secondary battery, the hydrogen storage alloy particles are used when charging the battery. There is no particular limitation as long as it can occlude electrochemically generated hydrogen in an alkaline electrolyte and can easily release the occluded hydrogen during discharge, and is not particularly limited. Particles made of a hydrogen storage alloy are preferred. Specifically, for example, LaNi 5 , MmNi 5 (Mm is a misch metal), LmNi 5 (Lm is at least one selected from rare earth elements including La), and a part of Ni of these alloys is Al, Mn, Co. , Ti, Cu, Zn, Zr, Cr, B, etc., can be used multi-element hydrogen storage alloy particles substituted with one or more elements selected from such elements. In particular, hydrogen storage alloy particles having a composition represented by the general formula: LmNiwCoxMnyAlz (the total value of atomic ratios w, x, y, z is 4.80 ≦ w + x + y + z ≦ 5.40) This is suitable because the pulverization associated with is suppressed and the charge / discharge cycle life is improved.

(結着剤)
本発明において、電極合剤層は、電極活物質の他に、結着剤を含む。結着剤を含むことにより電極中の電極合剤層の結着性が向上し、電極の撒回時等の工程上においてかかる機械的な力に対する強度が上がり、また電極中の電極合剤層が脱離しにくくなることから、脱離物による短絡等の危険性が小さくなる。
(Binder)
In the present invention, the electrode mixture layer contains a binder in addition to the electrode active material. By including the binder, the binding property of the electrode mixture layer in the electrode is improved, the strength against mechanical force applied during the process of winding the electrode is increased, and the electrode mixture layer in the electrode Since it becomes difficult to detach | desorb, danger, such as a short circuit by detachment | desorption material, becomes small.

結着剤としては様々な樹脂成分を用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、ポリアクリル酸誘導体、ポリアクリロニトリル誘導体などを用いることができる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。   Various resin components can be used as the binder. For example, polyethylene, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), polyacrylic acid derivatives, polyacrylonitrile derivatives, and the like can be used. These may be used alone or in combination of two or more.

更に、下に例示する軟質重合体も結着剤として使用することができる。
ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル、ブチルアクリレート・スチレン共重合体、ブチルアクリレート・アクリロニトリル共重合体、ブチルアクリレート・アクリロニトリル・グリシジルメタクリレート共重合体などの、アクリル酸またはメタクリル酸誘導体の単独重合体またはそれと共重合可能な単量体との共重合体である、アクリル軟質重合体;
ポリイソブチレン、イソブチレン・イソプレンゴム、イソブチレン・スチレン共重合体などのイソブチレン軟質重合体;
ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブタジエン・スチレンランダム共重合体、イソプレン・スチレンランダム共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体、スチレン・ブタジエン・スチレン・ブロック共重合体、イソプレン・スチレン・ブロック共重合体、スチレン・イソプレン・スチレン・ブロック共重合体などジエン軟質重合体;
ジメチルポリシロキサン、ジフェニルポリシロキサン、ジヒドロキシポリシロキサンなどのケイ素含有軟質重合体;
液状ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、エチレン・α−オレフィン共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体(EPDM)、エチレン・プロピレン・スチレン共重合体などのオレフィン軟質重合体;
ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリステアリン酸ビニル、酢酸ビニル・スチレン共重合体などビニル軟質重合体;
ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、エピクロルヒドリンゴムなどのエポキシ軟質重合体;
フッ化ビニリデンゴム、四フッ化エチレン−プロピレンゴムなどのフッ素含有軟質重合体;
天然ゴム、ポリペプチド、蛋白質、ポリエステル熱可塑性エラストマー、塩化ビニル熱可塑性エラストマー、ポリアミド熱可塑性エラストマーなどのその他の軟質重合体などが挙げられる。これらの軟質重合体は、架橋構造を有したものであってもよく、また、変性により官能基を導入したものであってもよい。
Furthermore, the soft polymer illustrated below can also be used as a binder.
Acrylic acid such as polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyhydroxyethyl methacrylate, polyacrylamide, polyacrylonitrile, butyl acrylate / styrene copolymer, butyl acrylate / acrylonitrile copolymer, butyl acrylate / acrylonitrile / glycidyl methacrylate copolymer Or an acrylic soft polymer, which is a homopolymer of a methacrylic acid derivative or a copolymer with a monomer copolymerizable therewith;
Isobutylene soft polymers such as polyisobutylene, isobutylene-isoprene rubber, isobutylene-styrene copolymer;
Polybutadiene, polyisoprene, butadiene / styrene random copolymer, isoprene / styrene random copolymer, acrylonitrile / butadiene copolymer, acrylonitrile / butadiene / styrene copolymer, butadiene / styrene / block copolymer, styrene / butadiene / Diene soft polymers such as styrene block copolymers, isoprene styrene block copolymers, styrene isoprene styrene block copolymers;
Silicon-containing soft polymers such as dimethylpolysiloxane, diphenylpolysiloxane, dihydroxypolysiloxane;
Liquid polyethylene, polypropylene, poly-1-butene, ethylene / α-olefin copolymer, propylene / α-olefin copolymer, ethylene / propylene / diene copolymer (EPDM), ethylene / propylene / styrene copolymer, etc. Olefin soft polymer of
Vinyl soft polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinyl acetate, polyvinyl stearate, vinyl acetate / styrene copolymer;
Epoxy soft polymers such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, epichlorohydrin rubber;
Fluorine-containing soft polymers such as vinylidene fluoride rubber and tetrafluoroethylene-propylene rubber;
Other soft polymers such as natural rubber, polypeptide, protein, polyester thermoplastic elastomer, vinyl chloride thermoplastic elastomer, polyamide thermoplastic elastomer and the like can be mentioned. These soft polymers may have a cross-linked structure or may have a functional group introduced by modification.

電極合剤層における結着剤の量は、電極活物質100重量部に対して、好ましくは0.1〜5重量部、より好ましくは0.2〜4重量部、特に好ましくは0.5〜3重量部である。結着剤量が前記範囲であることにより、電池反応を阻害せずに、電極から活物質が脱落するのを防ぐことができる。   The amount of the binder in the electrode mixture layer is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.2 to 4 parts by weight, particularly preferably 0.5 to 100 parts by weight of the electrode active material. 3 parts by weight. When the amount of the binder is within the above range, it is possible to prevent the active material from dropping from the electrode without inhibiting the battery reaction.

結着剤は、電極を作製するために溶液もしくは分散液として調製される。その時の粘度は、通常1mPa・S〜300,000mPa・Sの範囲、好ましくは50mPa・S〜10,000mPa・Sである。前記粘度は、B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmで測定した時の値である。   The binder is prepared as a solution or dispersion to produce an electrode. The viscosity at that time is usually in the range of 1 mPa · S to 300,000 mPa · S, preferably 50 mPa · S to 10,000 mPa · S. The viscosity is a value measured using a B-type viscometer at 25 ° C. and a rotation speed of 60 rpm.

本発明において、電極合剤層には、導電性付与材や補強材を含有していてもよい。導電付与材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、グラファイト、気相成長カーボン繊維、カーボンナノチューブ等の導電性カーボンを使用することができる。黒鉛などの炭素粉末、各種金属のファイバーや箔などが挙げられる。補強材としては、各種の無機および有機の球状、板状、棒状または繊維状のフィラーが使用できる。導電性付与材を用いることにより電極活物質同士の電気的接触を向上させることができ、特にリチウムイオン二次電池に用いる場合に放電出力特性を改善したりすることができる。導電性付与材や補強剤の使用量は、電極活物質100重量部に対して通常0〜20重量部、好ましくは1〜10重量部である。   In the present invention, the electrode mixture layer may contain a conductivity imparting material or a reinforcing material. As the conductivity-imparting material, conductive carbon such as acetylene black, ketjen black, carbon black, graphite, vapor-grown carbon fiber, and carbon nanotube can be used. Examples thereof include carbon powders such as graphite, and fibers and foils of various metals. As the reinforcing material, various inorganic and organic spherical, plate-like, rod-like or fibrous fillers can be used. By using the conductivity imparting material, the electrical contact between the electrode active materials can be improved. In particular, when used in a lithium ion secondary battery, the discharge output characteristics can be improved. The usage-amount of an electroconductivity imparting material or a reinforcing agent is 0-20 weight part normally with respect to 100 weight part of electrode active materials, Preferably it is 1-10 weight part.

電極合剤層は、結着剤、電極活物質及び溶媒を含むスラリー(以下、「電極合剤層形成用スラリー」と呼ぶことがある。)を集電体に付着させて形成することができる。   The electrode mixture layer can be formed by adhering a slurry containing a binder, an electrode active material, and a solvent (hereinafter sometimes referred to as “electrode mixture layer forming slurry”) to a current collector. .

溶媒としては、前記結着剤を溶解または粒子状に分散するものであればよいが、溶解するものが好ましい。結着剤を溶解する溶媒を用いると、結着剤が表面に吸着することにより電極活物質などの分散が安定化する。   Any solvent may be used as long as it dissolves or disperses the binder in the form of particles. When a solvent that dissolves the binder is used, the binder is adsorbed on the surface, thereby stabilizing the dispersion of the electrode active material and the like.

電極合剤層形成用スラリーに用いる溶媒としては、水および有機溶媒のいずれも使用できる。有機溶媒としては、シクロペンタン、シクロヘキサンなどの環状脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素類;エチルメチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、γ−ブチロラクトン、ε−カプロラクトンなどのエステル類;アセトニトリル、プロピオニトリルなどのアシロニトリル類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテルなどのエーテル類:メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルなどのアルコール類;N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルムアミドなどのアミド類があげられる。これらの溶媒は、単独または2種以上を混合して、乾燥速度や環境上の観点から適宜選択して用いることができる。   As the solvent used for the electrode mixture layer forming slurry, either water or an organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as ethyl methyl ketone and cyclohexanone; ethyl acetate, butyl acetate, γ-butyrolactone, ε -Esters such as caprolactone; Acylonitriles such as acetonitrile and propionitrile; Ethers such as tetrahydrofuran and ethylene glycol diethyl ether: Alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, ethylene glycol and ethylene glycol monomethyl ether; N-methyl Amides such as pyrrolidone and N, N-dimethylformamide are exemplified. These solvents may be used alone or in admixture of two or more and appropriately selected from the viewpoint of drying speed and environment.

電極合剤層形成用スラリーは、増粘剤を含有してもよい。電極合剤層形成用スラリーに用いる溶媒に可溶な重合体が用いられる。増粘剤としては、本発明の二次電池用多孔膜で例示した増粘剤を用いることができる。増粘剤の使用量は、電極活物質100重量部に対して、0.5〜1.5重量部が好ましい。増粘剤の使用量がこの範囲であると、塗工性、集電体との密着性が良好である。   The electrode mixture layer forming slurry may contain a thickener. A polymer soluble in the solvent used for the slurry for forming the electrode mixture layer is used. As a thickener, the thickener illustrated with the porous film for secondary batteries of this invention can be used. As for the usage-amount of a thickener, 0.5-1.5 weight part is preferable with respect to 100 weight part of electrode active materials. When the use amount of the thickener is within this range, the coating property and the adhesion with the current collector are good.

さらに、電極合剤層形成用スラリーには、上記成分の他に、電池の安定性や寿命を高めるため、トリフルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、カテコールカーボネート、1,6−ジオキサスピロ[4,4]ノナン−2,7−ジオン、12−クラウン−4−エーテル等が使用できる。また、これらは後述する電解液に含有せしめて用いてもよい。   Further, in addition to the above components, the electrode mixture layer forming slurry includes trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, catechol carbonate, 1,6-dioxaspiro [4,4] nonane in order to increase the stability and life of the battery. -2,7-dione, 12-crown-4-ether and the like can be used. These may be used by being contained in an electrolyte solution described later.

電極合剤層形成用スラリーにおける溶媒の量は、電極活物質や結着剤などの種類に応じ、塗工に好適な粘度になるように調整して用いる。具体的には、電極合剤層形成用スラリー中の、電極活物質、結着剤および導電性付与材などの他の添加剤を合わせた固形分の濃度が、好ましくは30〜90重量%、より好ましくは40〜80重量%となる量に調整して用いられる。   The amount of the solvent in the electrode mixture layer forming slurry is adjusted so as to have a viscosity suitable for coating according to the type of the electrode active material, the binder and the like. Specifically, the concentration of solids in the electrode mixture layer forming slurry, combined with other additives such as an electrode active material, a binder, and a conductivity-imparting material, is preferably 30 to 90% by weight, More preferably, it is used by adjusting to an amount of 40 to 80% by weight.

電極合剤層形成用スラリーは、電極活物質、結着剤、必要に応じ添加される導電性付与材などのその他の添加剤、および溶媒を、混合機を用いて混合して得られる。混合は、上記の各成分を一括して混合機に供給し、混合してもよい。電極合剤層形成用スラリーの構成成分として、電極活物質、結着剤、導電性付与材及び増粘剤を用いる場合には、導電性付与材および増粘剤を溶媒中で混合して導電付与材を微粒子状に分散させ、次いで結着剤、電極活物質を添加してさらに混合することが、得られるスラリーの分散性が向上できるので好ましい。混合機としては、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサーなどを用いることができるが、ボールミルを用いると導電性付与材や電極活物質の凝集を抑制できるので好ましい。   The slurry for forming an electrode mixture layer is obtained by mixing an electrode active material, a binder, other additives such as a conductivity imparting agent added as necessary, and a solvent using a mixer. Mixing may be performed by supplying the above components all at once to a mixer. When an electrode active material, a binder, a conductivity-imparting material, and a thickener are used as constituents of the electrode mixture layer forming slurry, the conductivity-imparting material and the thickener are mixed in a solvent to conduct electricity. It is preferable to disperse the imparting material in the form of fine particles, and then add a binder and an electrode active material and further mix, since the dispersibility of the resulting slurry can be improved. As the mixer, a ball mill, sand mill, pigment disperser, crusher, ultrasonic disperser, homogenizer, planetary mixer, Hobart mixer, etc. can be used. It is preferable because aggregation of the resin can be suppressed.

電極合剤層形成用スラリーの粒度は、好ましくは35μm以下であり、さらに好ましくは25μm以下である。スラリーの粒度が上記範囲にあると、導電材の分散性が高く、均質な電極が得られる。   The particle size of the electrode mixture layer forming slurry is preferably 35 μm or less, and more preferably 25 μm or less. When the particle size of the slurry is in the above range, the conductive material is highly dispersible and a homogeneous electrode can be obtained.

集電体は、電気導電性を有しかつ電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されないが、耐熱性を有するとの観点から、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などの金属材料が好ましい。中でも、リチウムイオン二次電池の正極用としてはアルミニウムが特に好ましく、リチウムイオン二次電池の負極用としては銅が特に好ましい。集電体の形状は特に制限されないが、厚さ0.001〜0.5mm程度のシート状のものが好ましい。集電体は、電極合剤層の接着強度を高めるため、予め粗面化処理して使用するのが好ましい。粗面化方法としては、機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法などが挙げられる。機械的研磨法においては、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線などを備えたワイヤーブラシ等が使用される。また、電極合剤層の接着強度や導電性を高めるために、集電体表面に中間層を形成してもよい。   The current collector is not particularly limited as long as it is an electrically conductive and electrochemically durable material. From the viewpoint of having heat resistance, for example, iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, etc. Metal materials such as titanium, tantalum, gold, and platinum are preferable. Among these, aluminum is particularly preferable for the positive electrode of the lithium ion secondary battery, and copper is particularly preferable for the negative electrode of the lithium ion secondary battery. The shape of the current collector is not particularly limited, but a sheet shape having a thickness of about 0.001 to 0.5 mm is preferable. In order to increase the adhesive strength of the electrode mixture layer, the current collector is preferably used after being roughened. Examples of the roughening method include a mechanical polishing method, an electrolytic polishing method, and a chemical polishing method. In the mechanical polishing method, an abrasive cloth paper with a fixed abrasive particle, a grindstone, an emery buff, a wire brush provided with a steel wire or the like is used. Further, an intermediate layer may be formed on the current collector surface in order to increase the adhesive strength and conductivity of the electrode mixture layer.

電極合剤層の製造方法は、前記集電体の少なくとも片面、好ましくは両面に電極合剤層を層状に結着させる方法であればよい。例えば、前記電極合剤層形成用スラリーを集電体に塗布、乾燥し、次いで、120℃以上で1時間以上加熱処理して電極合剤層を形成する。電極合剤層形成用スラリーを集電体へ塗布する方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。乾燥方法としては例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。   The method for producing the electrode mixture layer may be any method in which the electrode mixture layer is bound in layers on at least one side, preferably both sides of the current collector. For example, the electrode mixture layer forming slurry is applied to a current collector, dried, and then heated at 120 ° C. or higher for 1 hour or longer to form an electrode mixture layer. The method for applying the electrode mixture layer forming slurry to the current collector is not particularly limited. Examples thereof include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method. Examples of the drying method include drying by warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, and drying by irradiation with (far) infrared rays or electron beams.

次いで、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により電極の電極合剤層の空隙率を低くすることが好ましい。空隙率の好ましい範囲は5%〜15%、より好ましくは7%〜13%である。空隙率が高すぎると充電効率や放電効率が悪化する。空隙率が低すぎる場合は、高い体積容量が得難かったり、電極合剤層が剥がれ易く不良を発生し易いといった問題を生じる。さらに、硬化性の重合体を用いる場合は、硬化させることが好ましい。   Next, it is preferable to lower the porosity of the electrode mixture layer of the electrode by pressure treatment using a mold press or a roll press. The preferable range of the porosity is 5% to 15%, more preferably 7% to 13%. If the porosity is too high, charging efficiency and discharging efficiency are deteriorated. When the porosity is too low, there are problems that it is difficult to obtain a high volume capacity or that the electrode mixture layer is easily peeled off and a defect is likely to occur. Further, when a curable polymer is used, it is preferably cured.

電極合剤層の厚みは、正極、負極とも、通常5〜300μmであり、好ましくは10〜250μmである。   The thickness of the electrode mixture layer is usually 5 to 300 μm, preferably 10 to 250 μm, for both the positive electrode and the negative electrode.

(二次電池用セパレーター)
本発明の二次電池用セパレーターは、有機セパレーター層上に、前記二次電池用多孔膜が積層されてなる。即ち、本発明の二次電池用セパレーターは、有機セパレーター層、及び前記有機セパレーター層上に設けられた、前記本発明の二次電池用多孔膜を含む。
(Separator for secondary battery)
The separator for a secondary battery of the present invention is formed by laminating the porous membrane for a secondary battery on an organic separator layer. That is, the separator for a secondary battery of the present invention includes an organic separator layer and the porous film for a secondary battery of the present invention provided on the organic separator layer.

有機セパレーター層としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や芳香族ポリアミド樹脂を含んでなるセパレータなどの公知のものが用いられる。
本発明に用いる有機セパレーター層としては、電子伝導性がなくイオン伝導性があり、有機溶媒の耐性が高い、孔径の微細な多孔質膜が用いられ、例えばポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル)、及びこれらの混合物あるいは共重合体等の樹脂からなる微多孔膜、ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂からなる微多孔膜またはポリオレフィンの繊維を織ったもの、またはその不織布、絶縁性物質粒子の集合体等が挙げられる。これらの中でも、前述の多孔膜用スラリーの塗工性が優れ、セパレーター全体の膜厚を薄くし電池内の活物質比率を上げて体積あたりの容量を上げることができるため、ポリオレフィンの樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
有機セパレーター層の厚さは、通常0.5〜40μm、好ましくは1〜30μm、更に好ましくは1〜10μmである。この範囲であると電池内でのセパレーターによる抵抗が小さくなり、また有機セパレーター層への塗工時の作業性が良い。
As the organic separator layer, known ones such as a separator containing a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene or an aromatic polyamide resin are used.
As the organic separator layer used in the present invention, a porous film having a fine pore size and having no electron conductivity and ionic conductivity and high resistance to organic solvents is used. For example, polyolefin (polyethylene, polypropylene, polybutene, polychlorinated). Vinyl), and a microporous film made of a resin such as a mixture or a copolymer thereof, polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyether sulfone, polyamide, polyimide, polyimide amide, polyaramid, polycycloolefin, nylon, polytetrafluoroethylene Examples thereof include a microporous membrane made of a resin such as those woven with polyolefin fibers, a nonwoven fabric thereof, and an aggregate of insulating substance particles. Among these, the coating property of the above-mentioned slurry for porous membranes is excellent, and since the thickness of the entire separator can be reduced and the active material ratio in the battery can be increased to increase the capacity per volume, it is made of polyolefin resin. A microporous membrane is preferred.
The thickness of the organic separator layer is usually 0.5 to 40 μm, preferably 1 to 30 μm, more preferably 1 to 10 μm. Within this range, the resistance due to the separator in the battery is reduced, and the workability at the time of coating on the organic separator layer is good.

本発明において、有機セパレーター層の材料として用いるポリオレフィンの樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のホモポリマー、コポリマー、更にはこれらの混合物が挙げられる。ポリエチレンとしては、低密度、中密度、高密度のポリエチレンが挙げられ、突き刺し強度や機械的な強度の観点から、高密度のポリエチレンが好ましい。また、これらのポリエチレンは柔軟性を付与する目的から2種以上を混合しても良い。これらポリエチレンに用いる重合触媒も特に制限はなく、チーグラー・ナッタ触媒やフィリップス触媒やメタロセン触媒などが挙げられる。機械強度と高透過性を両立させる観点から、ポリエチレンの粘度平均分子量は10万以上1200万以下が好ましく、より好ましくは20万以上300万以下である。ポリプロピレンとしては、ホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーが挙げられ、一種類または二種類以上を混合して使用することができる。また重合触媒も特に制限はなく、チーグラー・ナッタ触媒やメタロセン触媒などが挙げられる。また立体規則性にも特に制限はなく、アイソタクチックやシンジオタクチックやアタクチックを使用することができるが、安価である点からアイソタクチックポリプロピレンを使用するのが望ましい。さらに本発明の効果を損なわない範囲で、ポリオレフィンにはポリエチレン或いはポリプロピレン以外のポリオレフィン及び酸化防止剤、核剤などの添加剤を適量添加してもよい。   In the present invention, examples of the polyolefin resin used as the material for the organic separator layer include homopolymers such as polyethylene and polypropylene, copolymers, and mixtures thereof. Examples of the polyethylene include low density, medium density, and high density polyethylene, and high density polyethylene is preferable from the viewpoint of piercing strength and mechanical strength. These polyethylenes may be mixed in two or more types for the purpose of imparting flexibility. The polymerization catalyst used for these polyethylenes is not particularly limited, and examples thereof include a Ziegler-Natta catalyst, a Phillips catalyst, and a metallocene catalyst. From the viewpoint of achieving both mechanical strength and high permeability, the viscosity average molecular weight of polyethylene is preferably from 100,000 to 12 million, more preferably from 200,000 to 3 million. Examples of polypropylene include homopolymers, random copolymers, and block copolymers, and one kind or a mixture of two or more kinds can be used. The polymerization catalyst is not particularly limited, and examples thereof include a Ziegler-Natta catalyst and a metallocene catalyst. The stereoregularity is not particularly limited, and isotactic, syndiotactic or atactic can be used. However, it is desirable to use isotactic polypropylene because it is inexpensive. Furthermore, an appropriate amount of a polyolefin other than polyethylene or polypropylene, and an additive such as an antioxidant or a nucleating agent may be added to the polyolefin as long as the effects of the present invention are not impaired.

ポリオレフィンの有機セパレーター層を作製する方法としては、公知公用のものが用いられ、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレンを溶融押し出しフィルム製膜した後に、低温でアニーリングさせ結晶ドメインを成長させて、この状態で延伸を行い非晶領域を延ばす事で微多孔膜を形成する乾式方法;炭化水素溶媒やその他低分子材料とポリプロピレン、ポリエチレンを混合した後に、フィルム形成させて、次いで、非晶相に溶媒や低分子が集まり島相を形成し始めたフィルムを、この溶媒や低分子を他の揮発し易い溶媒を用いて除去する事で微多孔膜が形成される湿式方法;などが選ばれる。この中でも、抵抗を下げる目的で、大きな空隙を得やすい点で、乾式方法が好ましい。   As a method for producing an organic separator layer of polyolefin, a publicly known one is used.For example, after forming a film of polypropylene and polyethylene by extrusion, a crystal domain is grown at a low temperature and stretched in this state. A dry method of forming a microporous film by extending the amorphous region; mixing a hydrocarbon solvent and other low molecular weight materials with polypropylene and polyethylene, forming a film, and then the solvent and low molecular weight in the amorphous phase A wet method in which a microporous film is formed by removing a film that has started to form a gathered island phase by using this solvent or other low-molecular solvent with another volatile solvent is selected. Among these, a dry method is preferable in that a large void can be easily obtained for the purpose of reducing the resistance.

本発明に用いる有機セパレーター層は、強度や硬度、熱収縮率を制御する目的で、他のフィラーや繊維化合物を含んでも良い。また、前記多孔膜を積層する際に、密着性を向上させたり、電解液との表面張力を下げて液の含浸性を向上させる目的で、あらかじめ低分子化合物や高分子化合物で被覆処理したり、紫外線などの電磁線処理、コロナ放電・プラズマガスなどのプラズマ処理を行っても良い。特に、電解液の含浸性が高く前記多孔膜との密着性を得やすい点から、カルボン酸基、水酸基及びスルホン酸基などの極性基を含有する高分子化合物で被覆処理するのが好ましい。   The organic separator layer used in the present invention may contain other fillers and fiber compounds for the purpose of controlling strength, hardness, and heat shrinkage rate. In addition, when laminating the porous film, it may be coated with a low molecular weight compound or a high molecular compound in advance for the purpose of improving the adhesion or improving the liquid impregnation property by lowering the surface tension with the electrolytic solution. Further, electromagnetic radiation treatment such as ultraviolet rays, plasma treatment such as corona discharge and plasma gas may be performed. In particular, the coating treatment is preferably performed with a polymer compound containing a polar group such as a carboxylic acid group, a hydroxyl group, and a sulfonic acid group from the viewpoint that the impregnation property of the electrolytic solution is high and the adhesion with the porous film is easily obtained.

(二次電池)
本発明の二次電池は、正極、負極、セパレーター及び電解液を含み、前記正極、負極及びセパレーターの少なくともいずれかに、前記多孔膜が積層されてなる。即ち、本発明の二次電池は、正極、負極、セパレーター及び電解液を含む二次電池であって、前記正極、負極及びセパレーターの少なくともいずれかが、前記本発明の二次電池用多孔膜を含む。
(Secondary battery)
The secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte solution, and the porous film is laminated on at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator. That is, the secondary battery of the present invention is a secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte solution, and at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator includes the porous film for a secondary battery of the present invention. Including.

前記二次電池としては、リチウムイオン二次電池、ニッケル水素二次電池等挙げられるが、安全性向上が最も求められており多孔膜導入効果が最も高いこと、加えて出力特性向上が課題として挙げられていることからリチウムイオン二次電池が好ましい。以下、リチウムイオン二次電池に使用する場合について説明する。   Examples of the secondary battery include a lithium ion secondary battery and a nickel hydride secondary battery. However, improvement of safety is most demanded and the effect of introducing a porous film is the highest, and in addition, improvement of output characteristics is cited as an issue. Therefore, a lithium ion secondary battery is preferable. Hereinafter, the case where it uses for a lithium ion secondary battery is demonstrated.

(電解液)
リチウムイオン二次電池用の電解液としては、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。支持電解質としては、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、特に制限はないが、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF、LiClO、CFSOLiが好ましい。これらは、二種以上を併用してもよい。解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
(Electrolyte)
As the electrolytic solution for the lithium ion secondary battery, an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is used. A lithium salt is used as the supporting electrolyte. The lithium salt is not particularly limited, LiPF 6, LiAsF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiClO 4, CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi, (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like. Among these, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li that are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation are preferable. Two or more of these may be used in combination. Since the lithium ion conductivity increases as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

リチウムイオン二次電池用の電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、メチルエチルカーボネート(MEC)などのカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物類;が好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いのでカーボネート類が好ましい。用いる溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなるので、溶媒の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
また前記電解液には添加剤を含有させて用いることも可能である。添加剤としては前述の電極合剤層スラリー中に使用されるビニレンカーボネート(VC)などのカーボネートの化合物が挙げられる。
The organic solvent used in the electrolyte for the lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte, but dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene Carbonates such as carbonate (PC), butylene carbonate (BC) and methyl ethyl carbonate (MEC); esters such as γ-butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfolane and dimethyl sulfoxide Sulfur-containing compounds such as are preferably used. Moreover, you may use the liquid mixture of these solvents. Among these, carbonates are preferable because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region. Since the lithium ion conductivity increases as the viscosity of the solvent used decreases, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the solvent.
Moreover, it is also possible to use the electrolyte solution by containing an additive. Examples of the additive include carbonate compounds such as vinylene carbonate (VC) used in the electrode mixture layer slurry.

リチウムイオン二次電池用の電解液中における支持電解質の濃度は、通常1〜30重量%、好ましくは5重量%〜20重量%である。また、支持電解質の種類に応じて、通常0.5〜2.5モル/Lの濃度で用いられる。支持電解質の濃度が低すぎても高すぎてもイオン伝導度は低下する傾向にある。用いる電解液の濃度が低いほど重合体粒子の膨潤度が大きくなるので、電解液の濃度によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
上記以外の電解液としては、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質や前記ポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、LiI、LiNなどの無機固体電解質を挙げることができる。
The concentration of the supporting electrolyte in the electrolytic solution for a lithium ion secondary battery is usually 1 to 30% by weight, preferably 5% to 20% by weight. Further, it is usually used at a concentration of 0.5 to 2.5 mol / L depending on the type of the supporting electrolyte. If the concentration of the supporting electrolyte is too low or too high, the ionic conductivity tends to decrease. Since the degree of swelling of the polymer particles increases as the concentration of the electrolytic solution used decreases, the lithium ion conductivity can be adjusted by the concentration of the electrolytic solution.
Examples of the electrolytic solution other than the above include polymer electrolytes such as polyethylene oxide and polyacrylonitrile, gelled polymer electrolytes in which the polymer electrolyte is impregnated with an electrolytic solution, and inorganic solid electrolytes such as LiI and Li 3 N.

セパレーターとしては、上述の二次電池用セパレーターで例示された有機セパレーターが挙げられる。正極及び負極としては、前記二次電池用電極で例示された結着剤及び電極活物質を含んでなる電極合剤層が集電体に付着してなるものが挙げられる。
本発明の二次電池において、多孔膜が積層されてなる正極や負極としては、前記二次電池用電極を正極や負極として用いればよく、多孔膜が積層されてなるセパレーターとしては、前記二次電池用セパレーターをセパレーターとして用いればよい。
As a separator, the organic separator illustrated by the above-mentioned separator for secondary batteries is mentioned. Examples of the positive electrode and the negative electrode include those in which an electrode mixture layer containing a binder and an electrode active material exemplified in the secondary battery electrode is attached to a current collector.
In the secondary battery of the present invention, the positive electrode or the negative electrode in which the porous film is laminated may be used as the positive electrode or the negative electrode, and the separator in which the porous film is laminated may be the secondary battery. A battery separator may be used as the separator.

リチウムイオン二次電池の具体的な製造方法としては、正極と負極とをセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法が挙げられる。本発明の二次電池用多孔膜は正極又は負極、セパレーターのいずれかに形成されてなる。また独立で多孔膜のみでの積層も可能である。必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をする事もできる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など何れであってもよい。   As a specific method for producing a lithium ion secondary battery, a positive electrode and a negative electrode are overlapped via a separator, and this is wound into a battery container according to the shape of the battery. The method of injecting and sealing is mentioned. The porous membrane for a secondary battery of the present invention is formed on any one of a positive electrode, a negative electrode, and a separator. In addition, lamination with only a porous film is possible. If necessary, an expanded metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate, or the like can be inserted to prevent an increase in pressure inside the battery and overcharge / discharge. The shape of the battery may be any of a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, and the like.

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。尚、本実施例における、材料の量比に関する部および%は、特記しない限り重量基準である。
実施例および比較例において、各種物性は以下のように評価した。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, parts and percentages relating to the quantity ratio of materials are based on weight unless otherwise specified.
In the examples and comparative examples, various physical properties were evaluated as follows.

<スラリー特性:分散性>
直径1cmの試験管内に深さ5cmまで多孔膜用スラリーを入れ、試験サンプルとする。1種の試料の測定につき5本の試験サンプルを調製する。前記試験サンプルを机上に垂直に設置する。設置した多孔膜用スラリーの状態を10日間観測し、下記の基準により判定する。5本のサンプルでの沈降に有するまでにかかる時間・日数(平均沈降所要時間(日数)という)をそれぞれもとめ、それらの平均沈降所要時間(日数)を沈降が見られた日とする。2相分離が見られないほど分散性に優れることを示す。
A:10日後にも沈降がみられない。
B:6〜10日後に沈降がみられる。
C:24時間以上〜5日以内に沈降がみられる。
D:10時間以上、24時間未満に沈降がみられる。
E:3時間以上、10時間未満に沈降がみられる。
F:3時間未満に沈降が見られる。
<Slurry characteristics: Dispersibility>
A slurry for porous membrane is put in a test tube having a diameter of 1 cm to a depth of 5 cm to obtain a test sample. Five test samples are prepared per measurement of one sample. The test sample is placed vertically on a desk. The state of the installed slurry for the porous membrane is observed for 10 days, and judged according to the following criteria. The time and number of days (referred to as average time required for sedimentation (days)) required for sedimentation in five samples are respectively determined, and the average time required for sedimentation (days) is defined as the day when sedimentation was observed. It shows that the dispersibility is so excellent that two-phase separation is not observed.
A: No settling is observed even after 10 days.
B: Settling is observed after 6 to 10 days.
C: Sedimentation is observed within 24 hours to 5 days.
D: Sedimentation is observed for 10 hours or more and less than 24 hours.
E: Sedimentation is observed for 3 hours or more and less than 10 hours.
F: Settling is observed in less than 3 hours.

<電池特性:出力特性>
得られたフルセルコイン型電池を、25℃で0.1Cの定電流法によって4.3Vまで充電しその後0.1Cにて3.0Vまで放電し、0.1C放電容量を求める。その後、0.1Cにて4.3Vまで充電しその後20Cにて3.0Vまで放電し、20C放電容量を求める。これらの測定をフルセルコイン型電池10セルについて行う。10セルの0.1C放電容量の平均値、及び10セルの20C放電容量の平均値を求めそれぞれa及びbとする。20C放電容量bと0.1C放電容量aの電気容量の比((b/a)×100(単位:%))で表される容量保持率を求め、これを出力特性の評価基準とし、以下の基準により判定する。この値が高いほど出力特性に優れている。
A:50%以上
B:40%以上50%未満
C:20%以上40%未満
D:1%以上20%未満
E:1%未満
<Battery characteristics: Output characteristics>
The obtained full-cell coin type battery is charged to 4.3 V by a constant current method of 0.1 C at 25 ° C., and then discharged to 3.0 V at 0.1 C to obtain a 0.1 C discharge capacity. Thereafter, the battery is charged to 4.3 V at 0.1 C, and then discharged to 3.0 V at 20 C, and the 20 C discharge capacity is obtained. These measurements are performed on 10 cells of a full cell coin type battery. The average value of the 0.1 C discharge capacity of 10 cells and the average value of the 20 C discharge capacity of 10 cells are obtained and are defined as a and b, respectively. The capacity retention represented by the ratio of the electric capacity of 20C discharge capacity b and 0.1C discharge capacity a ((b / a) × 100 (unit:%)) is obtained, and this is used as an evaluation standard for output characteristics. Judgment based on the criteria of. The higher this value, the better the output characteristics.
A: 50% or more B: 40% or more and less than 50% C: 20% or more and less than 40% D: 1% or more and less than 20% E: Less than 1%

<電池特性:サイクル特性>
得られたフルセルコイン型電池を、25℃で0.1Cで3Vから4.3Vまで充電し、次いで0.1Cで4.3Vから3Vまで放電する充放電を、100サイクル繰り返し、5サイクル目の0.1C放電容量に対する100サイクル目の0.1C放電容量の割合を百分率で算出した値を容量維持率とし、下記の基準で判断した。この値が大きいほど放電容量減が少なく、サイクル特性に優れている。
A:70%以上
B:60%以上70%未満
C:50%以上60%未満
D:40%以上50%未満
E:30%以上40%未満
F:30%未満
<Battery characteristics: cycle characteristics>
The obtained full-cell coin type battery is charged from 3 V to 4.3 V at 0.1 C at 25 ° C., and then charged and discharged to discharge from 4.3 V to 3 V at 0.1 C for 100 cycles. A value obtained by calculating the percentage of the 0.1C discharge capacity at the 100th cycle with respect to the 0.1C discharge capacity as a percentage was determined as the capacity retention rate, and the following criteria were used. The larger the value, the less the discharge capacity is reduced, and the cycle characteristics are excellent.
A: 70% or more B: 60% or more and less than 70% C: 50% or more and less than 60% D: 40% or more and less than 50% E: 30% or more and less than 40% F: Less than 30%

<電池特性:低温特性>
得られたラミネートセル型電池を、それぞれ25℃で充放電レートを0.1Cとし、定電流定電圧充電法にて、4.2Vになるまで定電流で充電し、定電圧で充電する。その後0.1Cにて3.0Vまで放電し、25℃での放電容量を求める。その後、−20℃に設定した恒温槽内で0.1Cで定電流定電圧充電を行った。25℃での電池容量をa、−20℃での電池容量をbとする。−20℃での電池容量bと25℃での電池容量aの電気容量の比(b/a(%))で表される低温容量保持率を求め、これを低温特性の指標とした。この値が大きいほど、低温でのリチウム受け入れ性がよい電池であることを示す。
<Battery characteristics: low temperature characteristics>
The obtained laminated cell type batteries were charged at a constant current until the voltage became 4.2 V by a constant current constant voltage charging method at a charge / discharge rate of 0.1 C at 25 ° C., respectively, and charged at a constant voltage. Thereafter, the battery is discharged to 0.1 V at 0.1 C, and the discharge capacity at 25 ° C. is obtained. Then, constant current constant voltage charge was performed at 0.1 C in a thermostat set to −20 ° C. The battery capacity at 25 ° C. is a, and the battery capacity at −20 ° C. is b. A low-temperature capacity retention represented by a ratio (b / a (%)) of the battery capacity b at −20 ° C. and the battery capacity a at 25 ° C. was obtained and used as an index of low-temperature characteristics. It shows that it is a battery with a favorable lithium acceptability in low temperature, so that this value is large.

(実施例1)
<ブロックポリマーの合成>
メカニカルスターラー、窒素導入口、冷却管およびラバーセプタムを備えた4つ口フラスコに、スチレン40部を入れた後、これに2,2´−ビピリジン1.3部を所定量加えてから、系内を窒素置換した。これに窒素気流下、臭化銅0.41部を加えた後、反応系を90℃に加熱し、開始剤として、2−ブロモ−2−メチルプロピオン酸2−ヒドロキシエチルを0.6部加えて重合を開始させ、溶剤を加えずに、窒素気流下で、90℃で9時間重合させた。重合率(加熱し揮発成分を除去したポリマー重量を、揮発成分を除去する前の重合液そのままのポリマー重量で割った値で定義される割合)が80%以上であることを確認した後、これにアクリル酸n−ブチル60部をラバーセプタムから添加し、これをさらに110℃で12時間加熱した。このようにして、スチレン−アクリル酸ブチルのブロックポリマーを含む混合物が得られた。得られたブロックポリマーを含む混合物を、120℃に加熱して、20000Gの遠心力で1時間遠心処理し、ブロックポリマーの粗精製物(緑色である)を、上澄として得た。このブロックポリマーの粗精製物100部にスルホン酸型カチオン交換樹脂10部を加えて、120℃で2時間撹拌した後、当該イオン交換樹脂を除去し、さらに重合触媒等を除去して、無色透明なスチレンに基づく重合単位含量約40%の重合体−1を得た。得られた重合体−1の組成、比率、重量平均分子量、及びガラス転移温度を表1に示す。ガラス移転温度は、示差走査熱量法(DSC法)により、示差走査熱量分析(セイコーインスツルメンツ社製、製品名「EXSTAR6000」)で−120℃から120℃まで20℃/分の昇温速度で測定した。重量平均分子量は重合体−1をテトラヒドロフランに溶解して、0.2重量%溶液とした後、0.45μmのメンブランフィルターで濾過し、測定試料として、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて下記条件にて測定し、標準ポリスチレン換算の重量平均分子量を求めた。
(測定条件)
測定装置:HLC−8220GPC(東ソー社製)
カラム:TSKgel Multipore HXL−M(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン(THF)
溶離速度:0.3ml/分
検知器:RI(極性(+))
カラム温度:40℃
Example 1
<Synthesis of block polymer>
After adding 40 parts of styrene to a four-necked flask equipped with a mechanical stirrer, a nitrogen inlet, a condenser, and a rubber septum, 1.3 parts of 2,2′-bipyridine was added thereto, Was replaced with nitrogen. After adding 0.41 part of copper bromide to this under nitrogen stream, the reaction system was heated to 90 ° C. and 0.6 part of 2-hydroxyethyl 2-bromo-2-methylpropionate was added as an initiator. Then, polymerization was started, and polymerization was performed at 90 ° C. for 9 hours under a nitrogen stream without adding a solvent. After confirming that the polymerization rate (a ratio defined by dividing the weight of the polymer after heating and removing the volatile component by the weight of the polymer as it was before removing the volatile component) is 80% or more, 60 parts of n-butyl acrylate was added from a rubber septum and heated at 110 ° C. for 12 hours. In this way, a mixture containing a block polymer of styrene-butyl acrylate was obtained. The resulting mixture containing the block polymer was heated to 120 ° C. and centrifuged at 20000 G for 1 hour to obtain a crude purified block polymer (green) as a supernatant. After adding 10 parts of a sulfonic acid type cation exchange resin to 100 parts of this block polymer crude product and stirring at 120 ° C. for 2 hours, the ion exchange resin is removed, and the polymerization catalyst and the like are further removed. Polymer-1 having a polymer unit content of about 40% based on styrene was obtained. Table 1 shows the composition, ratio, weight average molecular weight, and glass transition temperature of the polymer-1. The glass transition temperature was measured by a differential scanning calorimetry (manufactured by Seiko Instruments Inc., product name “EXSTAR6000”) by a differential scanning calorimetry (DSC method) from −120 ° C. to 120 ° C. at a heating rate of 20 ° C./min. . The weight average molecular weight was determined by dissolving polymer-1 in tetrahydrofuran to give a 0.2 wt% solution, followed by filtration with a 0.45 μm membrane filter, and using gel permeation chromatography (GPC) as a measurement sample. The measurement was performed under conditions, and the weight average molecular weight in terms of standard polystyrene was determined.
(Measurement condition)
Measuring device: HLC-8220GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel Multipore HXL-M (manufactured by Tosoh Corporation)
Eluent: Tetrahydrofuran (THF)
Elution rate: 0.3 ml / min Detector: RI (polarity (+))
Column temperature: 40 ° C

<ブロックポリマー溶液の作製>
得られた重合体−1をN−メチル−2−ピロリドン(以下NMPという。)に溶解し、固形分濃度20%の重合体−1のNMP溶液を得た。
<Preparation of block polymer solution>
The obtained polymer-1 was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) to obtain an NMP solution of polymer-1 having a solid content concentration of 20%.

<多孔膜用スラリーの作成>
非導電性粒子(酸化アルミニウム、平均粒径0.3μm、鉄含有量<20ppm)と、重合体−1の溶液とを、100:2.5の含有割合(固形分相当比)となるように混合し、更にNMPを固形分濃度が30%になるように混合させてビーズミルを用いて分散させ多孔膜用スラリー1を調製した。得られた多孔膜用スラリーの分散性を測定した。結果を表2に示す。
<Creation of slurry for porous membrane>
Non-conductive particles (aluminum oxide, average particle size 0.3 μm, iron content <20 ppm) and polymer-1 solution so as to have a content ratio of 100: 2.5 (solid content equivalent ratio). Further, NMP was mixed so that the solid content concentration was 30% and dispersed using a bead mill to prepare a slurry 1 for porous membrane. The dispersibility of the obtained slurry for porous membrane was measured. The results are shown in Table 2.

<負極用電極組成物および負極の製造>
負極活物質として粒子径20μm、比表面積4.2m/gのグラファイト98部と、結着剤としてPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を固形分相当で5部とを混合し、更にN−メチルピロリドンを加えてプラネタリーミキサーで混合してスラリー状の負極用電極組成物(負極合剤層形成用スラリー)を調製した。この負極用電極組成物を厚さ10μmの銅箔の片面に塗布し、110℃で3時間乾燥した後、ロールプレスして厚さ60μmの負極合剤層を有する負極を得た。
<Production of negative electrode composition and negative electrode>
98 parts of graphite having a particle size of 20 μm and a specific surface area of 4.2 m 2 / g as a negative electrode active material, and 5 parts of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder are mixed, and N-methylpyrrolidone is further mixed. In addition, the mixture was mixed with a planetary mixer to prepare a slurry-like electrode composition for negative electrode (slurry for forming a negative electrode mixture layer). This negative electrode composition was applied to one side of a 10 μm thick copper foil, dried at 110 ° C. for 3 hours, and then roll pressed to obtain a negative electrode having a negative electrode mixture layer having a thickness of 60 μm.

<正極用電極組成物および正極の製造>
正極活物質としてスピネル構造を有するマンガン酸リチウム92部と、アセチレンブラック5部、結着剤としてPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を固形分相当で3部とを加え、さらにNMPで固形分濃度87%に調整した後にプラネタリーミキサーで60分混合した。さらにNMPで固形分濃度84%に調整した後に10分間混合してスラリー状の正極用電極組成物(正極合剤層形成用スラリー)を調製した。この正極用電極組成物を厚さ18μmのアルミニウム箔に塗布し、120℃で3時間乾燥した後、ロールプレスして厚さ50μmの正極合剤層を有する正極を得た。
<Production of electrode composition for positive electrode and positive electrode>
92 parts of lithium manganate having a spinel structure as a positive electrode active material, 5 parts of acetylene black, and 3 parts of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder are added to a solid content, and the solid content concentration is increased to 87% with NMP. After adjustment, the mixture was mixed for 60 minutes with a planetary mixer. Further, the solid content concentration was adjusted to 84% with NMP, and then mixed for 10 minutes to prepare a slurry-like electrode composition for positive electrode (slurry for forming a positive electrode mixture layer). This positive electrode composition was applied to an aluminum foil having a thickness of 18 μm, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then roll-pressed to obtain a positive electrode having a positive electrode mixture layer having a thickness of 50 μm.

<多孔膜付負極の作製>
得られた負極の、負極合剤層側の面上に、前記多孔膜用スラリー1を乾燥後の多孔膜層の厚さが5μmになるようにワイヤーバーを用いて塗工し、次いで90℃で10分間乾燥することにより、多孔膜を形成し、(銅箔)/(負極合剤層)/(多孔膜)の層構成を有する多孔膜付負極1を得た。
<Preparation of negative electrode with porous film>
On the surface of the obtained negative electrode on the negative electrode mixture layer side, the porous film slurry 1 was applied using a wire bar so that the thickness of the porous film layer after drying was 5 μm, and then 90 ° C. Was dried for 10 minutes to form a porous film, and a negative electrode 1 with a porous film having a layer structure of (copper foil) / (negative electrode mixture layer) / (porous film) was obtained.

<電池の作製>
次いで、得られた正極を直径13mmの円形に切り抜いた。得られた多孔膜付負極1を直径14mmの円形に切り抜いた。厚さ25μmの乾式法により製造された単層のポリプロピレン製セパレーター(気孔率55%)を直径18mmの円形に切り抜いた。これらを、ポリプロピレン製パッキンを設置したステンレス鋼製のコイン型外装容器(直径20mm、高さ1.8mm、ステンレス鋼厚さ0.25mm)中に収納した。これらの円形の電極及びセパレーターの配置は、下記の通りとした。円形の正極は、そのアルミニウム箔が外装容器底面に接触するよう配置した。円形のセパレーターは、円形の正極と円形の多孔膜付負極1との間に介在するよう配置した。円形の多孔膜付負極1は、その多孔膜側の面が、円形のセパレーターを介して円形の正極の合剤層側の面に対向するよう配置した。更に負極の銅箔上にエキスパンドメタルを載置し、この容器中に電解液(EC/DEC=1/2、1M LiPF)を空気が残らないように注入し、ポリプロピレン製パッキンを介して外装容器に厚さ0.2mmのステンレス鋼のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止して、直径20mm、厚さ約3.2mmのフルセル型コインセルを製造した(コインセルCR2032)。得られた電池について出力特性、サイクル特性を測定した。結果を表2に示す。
<Production of battery>
Next, the obtained positive electrode was cut out into a circle having a diameter of 13 mm. The obtained negative electrode 1 with a porous film was cut out into a circle having a diameter of 14 mm. A single-layer polypropylene separator (porosity 55%) manufactured by a dry method having a thickness of 25 μm was cut into a circle having a diameter of 18 mm. These were housed in a stainless steel coin-type outer container (diameter 20 mm, height 1.8 mm, stainless steel thickness 0.25 mm) provided with polypropylene packing. The arrangement of these circular electrodes and separators was as follows. The circular positive electrode was disposed so that the aluminum foil was in contact with the bottom surface of the outer container. The circular separator was disposed so as to be interposed between the circular positive electrode and the circular negative electrode 1 with a porous film. The negative electrode 1 with a circular porous film was arranged so that the surface on the porous film side opposed to the surface on the mixture layer side of the circular positive electrode with a circular separator interposed therebetween. Further, an expanded metal is placed on the copper foil of the negative electrode, and an electrolytic solution (EC / DEC = 1/2, 1M LiPF 6 ) is injected into the container so that no air remains, and the exterior is put through a polypropylene packing. A 0.2 mm thick stainless steel cap was placed on the container and fixed, and the battery can was sealed to produce a full cell coin cell having a diameter of 20 mm and a thickness of about 3.2 mm (coin cell CR2032). The obtained battery was measured for output characteristics and cycle characteristics. The results are shown in Table 2.

<ラミネートセル電池の作製>
アルミニウムシートと、その両面を被覆するポリプロピレンからなる樹脂とからなるラミネートフィルムを用いて電池容器を作成した。次いで、上記で得た正極および多孔膜付負極それぞれの端部から合剤層及び多孔膜を除去し、銅箔又はアルミニウム箔が露出した箇所を形成した。正極のアルミニウム箔が露出した箇所にNiタブを、負極の銅箔が露出した箇所にCuタブを溶接した。得られたタブ付きの正極及びタブ付きの多孔膜付負極を、ポリエチレン製の微多孔膜からなるセパレータを挟んで重ねた。電極の面は、正極の合剤層側の面と多孔膜付負極の多孔膜側の面とが対向する向きに配置した。重ねた電極及びセパレーターを、捲回して上記の電池容器に収納した。続いてここに、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを25℃で体積比で1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを1モル/リットルの濃度になるように溶解させた電解液を注入した。次いで、ラミネートフィルムを封止させて本発明のリチウムイオン二次電池であるラミネートセルを作製した。得られた電池について、低温特性を測定した。評価結果を表3に示す。
<Production of laminated cell battery>
A battery container was prepared using a laminate film made of an aluminum sheet and a resin made of polypropylene covering both surfaces thereof. Subsequently, the mixture layer and the porous film were removed from the end portions of the positive electrode and the negative electrode with the porous film obtained above to form a portion where the copper foil or the aluminum foil was exposed. A Ni tab was welded to the location where the aluminum foil of the positive electrode was exposed, and a Cu tab was welded to the location where the copper foil of the negative electrode was exposed. The obtained positive electrode with a tab and negative electrode with a porous film with a tab were stacked with a separator made of a polyethylene microporous film interposed therebetween. The surface of the electrode was disposed in a direction in which the surface on the mixture layer side of the positive electrode and the surface on the porous film side of the negative electrode with the porous film faced each other. The stacked electrodes and separator were wound and stored in the battery container. Subsequently, an electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved to a concentration of 1 mol / liter was injected into a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 2 at 25 ° C. Subsequently, the laminate film was sealed, and the laminate cell which is the lithium ion secondary battery of this invention was produced. The obtained battery was measured for low temperature characteristics. The evaluation results are shown in Table 3.

(実施例2〜4)
多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりに表1に示す組成からなる重合体−2〜4を用いた(即ち、セグメントAを構成する単量体及びセグメントBを構成する単量体として、アクリル酸n−ブチル及びスチレンに代えて、それぞれ表1において構造「A」及び「B」として示す種類の単量体を用いた他は、実施例1の<ブロックポリマーの合成>と同様にして、重合体−2〜4を得、これを用いた)他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Examples 2 to 4)
Polymers 2 to 4 having the compositions shown in Table 1 were used in place of polymer-1 as the binder constituting the porous membrane (that is, the monomer constituting segment A and the unit constituting segment B). <Synthesis of block polymer> in Example 1 except that instead of n-butyl acrylate and styrene, monomers of the type shown as structures “A” and “B” in Table 1 were used as the monomer, respectively. In the same manner as in Example 1, Polymers 2 to 4 were obtained, and the other materials were used to produce a slurry for a porous membrane, an electrode with a porous membrane, and a battery as in Example 1. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例5)
<ブロックポリマーの合成>
スチレンを加えた際の重合時間を9時間から36時間に変更し、アクリル酸n−ブチルを加えた際の重合時間を12時間から48時間に変更した他は、実施例1と同様にブロックポリマーを合成し、重合体−5を得た。即ち、フラスコにスチレン及び他の物質(開始剤等)を入れた後の90℃における重合反応の時間を9時間から36時間に変更した。また、反応混合物にアクリル酸n−ブチル60部を添加した後の110℃に加熱する時間を12時間から48時間に変更した。得られた重合体−5の組成、比率、重量平均分子量、及びガラス転移温度を表1に示す。
実施例1において、多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりに重合体−5を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Example 5)
<Synthesis of block polymer>
The block polymer was the same as in Example 1 except that the polymerization time when styrene was added was changed from 9 hours to 36 hours, and the polymerization time when n-butyl acrylate was added was changed from 12 hours to 48 hours. Was synthesized to obtain a polymer-5. That is, the polymerization reaction time at 90 ° C. after adding styrene and other substances (initiator, etc.) to the flask was changed from 9 hours to 36 hours. The time for heating to 110 ° C. after adding 60 parts of n-butyl acrylate to the reaction mixture was changed from 12 hours to 48 hours. Table 1 shows the composition, ratio, weight average molecular weight, and glass transition temperature of the polymer-5 obtained.
In Example 1, the slurry for porous film, the electrode with porous film, and the battery were the same as in Example 1 except that Polymer-5 was used instead of Polymer-1 as the binder constituting the porous film. Produced. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例6)
<ブロックポリマーの合成>
スチレンを加えた際の重合時間を9時間から1時間に変更し、アクリル酸n−ブチルを加えた際の重合時間を12時間から2時間に変更した他は、実施例1と同様にブロックポリマーを合成し、重合体−6を得た。即ち、フラスコにスチレン及び他の物質(開始剤等)を入れた後の90℃における重合反応の時間を9時間から1時間に変更した。また、反応混合物にアクリル酸n−ブチル60部を添加した後の110℃に加熱する時間を12時間から2時間に変更した。得られた重合体−6の組成、比率、重量平均分子量、及びガラス転移温度を表1に示す。
実施例1において、多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりに重合体−6を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Example 6)
<Synthesis of block polymer>
The block polymer was the same as in Example 1 except that the polymerization time when styrene was added was changed from 9 hours to 1 hour, and the polymerization time when n-butyl acrylate was added was changed from 12 hours to 2 hours. Was synthesized to obtain a polymer-6. That is, the polymerization reaction time at 90 ° C. after adding styrene and other substances (initiator, etc.) to the flask was changed from 9 hours to 1 hour. The time for heating to 110 ° C. after adding 60 parts of n-butyl acrylate to the reaction mixture was changed from 12 hours to 2 hours. Table 1 shows the composition, ratio, weight average molecular weight, and glass transition temperature of the polymer-6 obtained.
In Example 1, the slurry for porous film, the electrode with porous film, and the battery were the same as in Example 1 except that Polymer-6 was used instead of Polymer-1 as the binder constituting the porous film. Produced. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例7)
<ブロックポリマーの合成>
スチレンの添加量を40部から20部に変更し、アクリル酸n−ブチルの添加量を60部から80部に変更し、スチレンを加えた際の重合時間を9時間から6時間に変更し(即ち、フラスコにスチレン及び他の物質(開始剤等)を入れた後の90℃における重合反応の時間を9時間から6時間に変更した)、アクリル酸n−ブチルを加えた際の重合時間を12時間から20時間に変更した(即ち、反応混合物にアクリル酸n−ブチル60部を添加した後の110℃に加熱する時間を12時間から20時間に変更した)他は、実施例1と同様にブロックポリマーを合成し、重合体−7を得た。得られた重合体−7の組成、比率、重量平均分子量、及びガラス転移温度を表1に示す。
実施例1において、多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりに重合体−7を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Example 7)
<Synthesis of block polymer>
The addition amount of styrene was changed from 40 parts to 20 parts, the addition amount of n-butyl acrylate was changed from 60 parts to 80 parts, and the polymerization time when styrene was added was changed from 9 hours to 6 hours ( That is, the polymerization reaction time at 90 ° C. after adding styrene and other substances (initiator etc.) to the flask was changed from 9 hours to 6 hours), and the polymerization time when adding n-butyl acrylate Same as Example 1 except that the time was changed from 12 hours to 20 hours (ie, the time for heating to 110 ° C. after adding 60 parts of n-butyl acrylate to the reaction mixture was changed from 12 hours to 20 hours). A block polymer was synthesized into a polymer-7. Table 1 shows the composition, ratio, weight average molecular weight, and glass transition temperature of the polymer-7 obtained.
In Example 1, the slurry for porous film, the electrode with porous film, and the battery were the same as in Example 1 except that Polymer-7 was used instead of Polymer-1 as the binder constituting the porous film. Produced. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例8)
<ブロックポリマーの合成>
スチレンの添加量を40部から80部に変更し、アクリル酸n−ブチルの添加量を20部から80部に変更し、スチレンを加えた際の重合時間を9時間から14時間に変更し(即ち、フラスコにスチレン及び他の物質(開始剤等)を入れた後の90℃における重合反応の時間を9時間から14時間に変更した)、アクリル酸n−ブチルを加えた際の重合時間を12時間から8時間に変更した(即ち、反応混合物にアクリル酸n−ブチル60部を添加した後の110℃に加熱する時間を12時間から8時間に変更した)他は、実施例1と同様にブロックポリマーを合成し、重合体−8を得た。得られた重合体−8の組成、比率、重量平均分子量、及びガラス転移温度を表1に示す。
実施例1において、多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりに重合体−8を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Example 8)
<Synthesis of block polymer>
The addition amount of styrene was changed from 40 parts to 80 parts, the addition amount of n-butyl acrylate was changed from 20 parts to 80 parts, and the polymerization time when styrene was added was changed from 9 hours to 14 hours ( That is, the polymerization reaction time at 90 ° C. after adding styrene and other substances (initiator, etc.) to the flask was changed from 9 hours to 14 hours), and the polymerization time when n-butyl acrylate was added Same as Example 1 except that the time was changed from 12 hours to 8 hours (that is, the time for heating to 110 ° C. after adding 60 parts of n-butyl acrylate to the reaction mixture was changed from 12 hours to 8 hours). A block polymer was synthesized into a polymer-8. Table 1 shows the composition, ratio, weight average molecular weight, and glass transition temperature of the obtained polymer-8.
In Example 1, the slurry for porous film, the electrode with porous film, and the battery were the same as in Example 1 except that Polymer-8 was used instead of Polymer-1 as the binder constituting the porous film. Produced. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

(実施例9〜10)
多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりに表1に示す組成からなる重合体−9〜10を用いた(即ち、セグメントAを構成する単量体及びセグメントBを構成する単量体として、アクリル酸n−ブチル及びスチレンに代えて、それぞれ表1において構造「A」及び「B」として示す種類の単量体を用いた他は、実施例1の<ブロックポリマーの合成>と同様にして、重合体−9〜10を得、これを用いた)他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性、低温特性を評価した。結果を表2及び表3に示す。
(Examples 9 to 10)
As a binder constituting the porous film, polymers-9 to 10 having the composition shown in Table 1 were used instead of polymer-1 (that is, the monomer constituting segment A and the unit constituting segment B). <Synthesis of block polymer> in Example 1 except that instead of n-butyl acrylate and styrene, monomers of the type shown as structures “A” and “B” in Table 1 were used as the monomer, respectively. In the same manner as in Example 1, Polymers 9 to 10 were obtained, and this was used except that a porous membrane slurry, an electrode with a porous membrane, and a battery were produced in the same manner as in Example 1. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristic of the obtained battery, cycle characteristics, and low temperature characteristics were evaluated. The results are shown in Tables 2 and 3.

(実施例11)
<多孔膜用スラリーの作成>
非導電性粒子(酸化アルミニウム、平均粒径0.3μm、鉄含有量<20ppm)と、重合体−3の溶液とを、100:2.5の含有割合(固形分相当比)となるように混合し、更にNMPを固形分濃度が30%になるように混合させてビーズミルを用いて分散させ多孔膜用スラリー11を調製した。得られた多孔膜用スラリーの分散性を測定した。結果を表2に示す。
(Example 11)
<Creation of slurry for porous membrane>
Non-conductive particles (aluminum oxide, average particle size 0.3 μm, iron content <20 ppm) and polymer-3 solution so as to have a content ratio of 100: 2.5 (solid content equivalent ratio). Further, NMP was mixed so that the solid content concentration was 30% and dispersed using a bead mill to prepare a porous membrane slurry 11. The dispersibility of the obtained slurry for porous membrane was measured. The results are shown in Table 2.

<負極用電極組成物および負極の製造>
負極活物質として粒子径20μm、比表面積4.2m/gのグラファイト98部と、結着剤としてPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を固形分相当で5部とを混合し、更にN−メチルピロリドンを加えてプラネタリーミキサーで混合してスラリー状の負極用電極組成物(負極合剤層形成用スラリー)を調製した。この負極用電極組成物を厚さ10μmの銅箔の片面に塗布し、110℃で3時間乾燥した後、ロールプレスして厚さ60μmの負極合剤層を有する負極11を得た。
<Production of negative electrode composition and negative electrode>
98 parts of graphite having a particle size of 20 μm and a specific surface area of 4.2 m 2 / g as a negative electrode active material, and 5 parts of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder are mixed, and N-methylpyrrolidone is further mixed. In addition, the mixture was mixed with a planetary mixer to prepare a slurry-like electrode composition for negative electrode (slurry for forming a negative electrode mixture layer). This negative electrode composition was applied to one side of a 10 μm thick copper foil, dried at 110 ° C. for 3 hours, and then roll pressed to obtain a negative electrode 11 having a negative electrode mixture layer having a thickness of 60 μm.

<正極用電極組成物および正極の製造>
正極活物質としてスピネル構造を有するマンガン酸リチウム92部と、アセチレンブラック5部、結着剤としてPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を固形分相当で3部とを加え、さらにNMPで固形分濃度87%に調整した後にプラネタリーミキサーで60分混合した。さらにNMPで固形分濃度84%に調整した後に10分間混合してスラリー状の正極用電極組成物(正極合剤層形成用スラリー)を調製した。この正極用電極組成物を厚さ18μmのアルミニウム箔に塗布し、120℃で3時間乾燥した後、ロールプレスして厚さ50μmの正極合剤層を有する正極11を得た。
<Production of electrode composition for positive electrode and positive electrode>
92 parts of lithium manganate having a spinel structure as a positive electrode active material, 5 parts of acetylene black, and 3 parts of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder are added to a solid content, and the solid content concentration is increased to 87% with NMP. After adjustment, the mixture was mixed for 60 minutes with a planetary mixer. Further, the solid content concentration was adjusted to 84% with NMP, and then mixed for 10 minutes to prepare a slurry-like electrode composition for positive electrode (slurry for forming a positive electrode mixture layer). This positive electrode composition was applied to an aluminum foil having a thickness of 18 μm, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then roll-pressed to obtain a positive electrode 11 having a positive electrode mixture layer having a thickness of 50 μm.

<多孔膜付セパレーターの作製>
厚さ25μmの乾式法により製造された単層のポリプロピレン製セパレーター(気孔率55%)の一方の面上に、前記多孔膜用スラリー11を乾燥後の多孔膜層の厚さが5μmになるようにワイヤーバーを用いて塗工し、次いで90℃で10分間乾燥し片面に多孔膜を形成した。さらに、セパレーターのもう一方の面に対しても同様に乾燥後の多孔膜層の厚さが5μmになるようにワイヤーバーを用いて塗工し、次いで90℃で10分間乾燥することにより、両面に多孔膜を形成し、多孔膜付セパレーターを得た。
<Preparation of separator with porous membrane>
On one surface of a single-layer polypropylene separator (porosity 55%) produced by a dry method having a thickness of 25 μm, the porous membrane layer after drying the porous membrane slurry 11 has a thickness of 5 μm. The film was coated using a wire bar, and then dried at 90 ° C. for 10 minutes to form a porous film on one side. Furthermore, the other side of the separator was similarly coated using a wire bar so that the thickness of the porous membrane layer after drying was 5 μm, and then dried at 90 ° C. for 10 minutes, A porous film was formed on the substrate to obtain a separator with a porous film.

<電池の作製>
次いで、正極11を直径13mmの円形に切り抜いた。負極11を直径14mmの円形に切り抜いた。多孔膜付セパレーターを直径18mmの円形に切り抜いた。これらを、ポリプロピレン製パッキンを設置したステンレス鋼製のコイン型外装容器(直径20mm、高さ1.8mm、ステンレス鋼厚さ0.25mm)中に収納した。これらの円形の電極及びセパレーターの配置は、下記の通りとした。円形の正極は、そのアルミニウム箔が外装容器底面に接触するよう配置した。円形のセパレーターは、円形の正極と円形の負極との間に介在するよう配置した。円形の負極は、その合剤層側の面が、円形のセパレーターを介して円形の正極の合剤層側の面に対向するよう配置した。更に負極の銅箔上にエキスパンドメタルを載置し、この容器中に電解液(EC/DEC=1/2、1M LiPF)を空気が残らないように注入し、ポリプロピレン製パッキンを介して外装容器に厚さ0.2mmのステンレス鋼のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止して、直径20mm、厚さ約3.2mmのフルセル型コインセルを製造した(コインセルCR2032)。得られた電池について出力特性、サイクル特性を測定した。結果を表2に示す。
<Production of battery>
Next, the positive electrode 11 was cut into a circle having a diameter of 13 mm. The negative electrode 11 was cut into a circle having a diameter of 14 mm. The separator with a porous membrane was cut into a circle having a diameter of 18 mm. These were housed in a stainless steel coin-type outer container (diameter 20 mm, height 1.8 mm, stainless steel thickness 0.25 mm) provided with polypropylene packing. The arrangement of these circular electrodes and separators was as follows. The circular positive electrode was disposed so that the aluminum foil was in contact with the bottom surface of the outer container. The circular separator was disposed so as to be interposed between the circular positive electrode and the circular negative electrode. The circular negative electrode was disposed such that the surface on the mixture layer side opposed to the surface on the mixture layer side of the circular positive electrode via a circular separator. Further, an expanded metal is placed on the copper foil of the negative electrode, and an electrolytic solution (EC / DEC = 1/2, 1M LiPF 6 ) is injected into the container so that no air remains, and the exterior is put through a polypropylene packing. A 0.2 mm thick stainless steel cap was placed on the container and fixed, and the battery can was sealed to produce a full cell coin cell having a diameter of 20 mm and a thickness of about 3.2 mm (coin cell CR2032). The obtained battery was measured for output characteristics and cycle characteristics. The results are shown in Table 2.

(実施例12)
<多孔膜用スラリーの作成>
重合体−3をアセトンに溶解し、固形分濃度20%の重合体−3のアセトン溶液を得た。
非導電性粒子(架橋MMA(積水化成工業社製SSX−101、平均粒子径1.0μm))と、重合体−3のアセトン溶液とを、100:2.5の含有割合(固形分相当比)となるように混合し、更にアセトンを固形分濃度が30%になるように混合させてビーズミルを用いて分散させ多孔膜用スラリー12を調製した。得られた多孔膜用スラリーの分散性を測定した。結果を表2に示す。
多孔膜用スラリーとして多孔膜用スラリー1のかわりに多孔膜用スラリー12を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性、低温特性を評価した。結果を表2及び表3に示す。
(Example 12)
<Creation of slurry for porous membrane>
Polymer-3 was dissolved in acetone to obtain an acetone solution of polymer-3 having a solid concentration of 20%.
Non-conductive particles (cross-linked MMA (Sekisui Chemical Co., Ltd. SSX-101, average particle size: 1.0 μm)) and an acetone solution of polymer-3, 100: 2.5 content ratio (solid content equivalent ratio) Then, acetone was further mixed so that the solid concentration was 30%, and dispersed using a bead mill to prepare a porous membrane slurry 12. The dispersibility of the obtained slurry for porous membrane was measured. The results are shown in Table 2.
A slurry for a porous membrane, an electrode with a porous membrane, and a battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the porous membrane slurry 12 was used instead of the porous membrane slurry 1 as the porous membrane slurry. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristic of the obtained battery, cycle characteristics, and low temperature characteristics were evaluated. The results are shown in Tables 2 and 3.

(実施例13)
<多孔膜用スラリーの作成>
非導電性粒子(酸化アルミニウム、平均粒径0.3μm、鉄含有量<20ppm)と、重合体−3の溶液(固形分濃度20%のNMP溶液)と、ポリフッ化ビニリデンの10%NMP溶液とを、100:1.25:1.25の含有割合(固形分相当比)となるように混合し、更にNMPを固形分濃度が30%になるように混合させてビーズミルを用いて分散させ多孔膜用スラリー13を調製した。得られた多孔膜用スラリーの分散性を測定した。結果を表2に示す。
多孔膜用スラリーとして多孔膜用スラリー1のかわりに多孔膜用スラリー13を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性、低温特性を評価した。結果を表2及び表3に示す。
(Example 13)
<Creation of slurry for porous membrane>
Non-conductive particles (aluminum oxide, average particle size 0.3 μm, iron content <20 ppm), a solution of polymer-3 (NMP solution having a solid concentration of 20%), a 10% NMP solution of polyvinylidene fluoride, Are mixed so that the content ratio is 100: 1.25: 1.25 (solid content equivalent ratio), and NMP is further mixed to a solid content concentration of 30%, and dispersed using a bead mill. A membrane slurry 13 was prepared. The dispersibility of the obtained slurry for porous membrane was measured. The results are shown in Table 2.
A slurry for a porous membrane, an electrode with a porous membrane, and a battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the porous membrane slurry 13 was used instead of the porous membrane slurry 1 as the porous membrane slurry. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristic of the obtained battery, cycle characteristics, and low temperature characteristics were evaluated. The results are shown in Tables 2 and 3.

(比較例1)
多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりにポリフッ化ビニリデン(ガラス転移点温度が−40℃)を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 1)
A slurry for a porous film and an electrode with a porous film, as in Example 1, except that polyvinylidene fluoride (glass transition temperature is −40 ° C.) was used as a binder constituting the porous film instead of polymer-1. And a battery were prepared. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりにスチレン−ブタジエン共重合体(ガラス転移点温度が−15℃)を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
The slurry for porous film, porous as in Example 1, except that styrene-butadiene copolymer (glass transition temperature: −15 ° C.) was used instead of polymer-1 as the binder constituting the porous film. A film-coated electrode and a battery were produced. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
多孔膜を構成する結着剤として重合体−1のかわりにアクリル酸n−ブチル−スチレン共重合体(ガラス転移点温度が5℃)を用いた他は、実施例1と同様に多孔膜用スラリー、多孔膜付電極、及び電池を作製した。そして、得られた多孔膜用スラリーの分散性、得られた電池の出力特性、サイクル特性を評価した。結果を表2に示す。
(Comparative Example 2)
As in Example 1, except for using n-butyl acrylate-styrene copolymer (glass transition temperature: 5 ° C.) instead of polymer-1 as a binder constituting the porous film. A slurry, an electrode with a porous film, and a battery were produced. And the dispersibility of the obtained slurry for porous films, the output characteristics of the obtained battery, and the cycle characteristics were evaluated. The results are shown in Table 2.

Figure 2011013604
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なお、表1〜表3中、「BA」はアクリル酸n−ブチル、「ST」はスチレン、「AN」はアクリロニトリル、「2EHA」はアクリル酸2−エチルヘキシル、「MA」はアクリル酸メチル、「EA」はアクリル酸エチル、「PVDF」はポリフッ化ビニリデン、「BD」はブタジエンを表す。   In Tables 1 to 3, “BA” is n-butyl acrylate, “ST” is styrene, “AN” is acrylonitrile, “2EHA” is 2-ethylhexyl acrylate, “MA” is methyl acrylate, “ “EA” represents ethyl acrylate, “PVDF” represents polyvinylidene fluoride, and “BD” represents butadiene.

本発明によれば、実施例1〜実施例13に示すように、多孔膜の結着剤としてブロックポリマーを用いることにより、分散性に優れる多孔膜用スラリー、出力特性及びサイクル特性に優れるリチウムイオン二次電池を得ることができる。また、実施例の中でも、電解液に対して相溶性が高いセグメントと、相溶性が低いセグメントとを有し、重量平均分子量が5,000〜100,000の範囲にある実施例1、3、7〜10は、多孔膜用スラリーの分散性とサイクル特性に優れ、中でも更にガラス転移温度が−40℃以下のセグメントを有し、電解液に対して相溶性が高いセグメントとしてスチレンを有する実施例1では、多孔膜用スラリーの分散性、電池の出力特性、サイクル特性及び低温特性の全てにおいて優れている。
一方、結着剤としてブロック構造を有さない重合体を用いた比較例1〜3は、多孔膜用スラリーの分散性、電池の出力特性、サイクル特性の全てにおいて劣っており、特にサイクル特性が著しく劣る。
According to the present invention, as shown in Examples 1 to 13, by using a block polymer as a binder for the porous film, the slurry for porous film having excellent dispersibility, lithium ion having excellent output characteristics and cycle characteristics A secondary battery can be obtained. In addition, among Examples, Examples 1, 3, and 2 having segments having high compatibility with the electrolyte and segments having low compatibility, and having a weight average molecular weight in the range of 5,000 to 100,000. Examples 7 to 10 are excellent in dispersibility and cycle characteristics of the slurry for porous membranes, and in particular have a segment having a glass transition temperature of −40 ° C. or lower and styrene as a segment having high compatibility with the electrolytic solution. No. 1 is excellent in all of the dispersibility of the slurry for the porous membrane, the output characteristics of the battery, the cycle characteristics, and the low temperature characteristics.
On the other hand, Comparative Examples 1 to 3 using a polymer having no block structure as the binder are inferior in all of the dispersibility of the slurry for the porous membrane, the output characteristics of the battery, and the cycle characteristics, and in particular, the cycle characteristics are Remarkably inferior.

Claims (11)

非導電性粒子及びブロックポリマーを含む二次電池用多孔膜。   A porous film for a secondary battery comprising non-conductive particles and a block polymer. 前記ブロックポリマーが、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを含有する二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントと前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントとである2つのセグメントを有する請求項1に記載の二次電池用多孔膜。   The said block polymer has two segments which are a segment which shows compatibility with the electrolyte solution for secondary batteries containing ethylene carbonate and diethyl carbonate, and a segment which does not show compatibility with the electrolyte solution for secondary batteries. 2. A porous membrane for a secondary battery according to 1. 前記ブロックポリマーの重量平均分子量が、1,000〜500,000の範囲にある請求項1に記載の二次電池用多孔膜。   The porous membrane for a secondary battery according to claim 1, wherein the block polymer has a weight average molecular weight in the range of 1,000 to 500,000. 前記ブロックポリマーが、ガラス転移温度15℃以下の軟質重合体のセグメントを含む請求項1に記載の二次電池用多孔膜。   The porous membrane for a secondary battery according to claim 1, wherein the block polymer includes a segment of a soft polymer having a glass transition temperature of 15 ° C. or lower. 前記ブロックポリマーが、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントを有し、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示すセグメントが、溶解度パラメーター(SP)が8.0以上11未満である単量体成分、及び/または、親水性基を有する単量体成分を含む請求項1に記載の二次電池用多孔膜。   The block polymer has a segment showing compatibility with the secondary battery electrolyte, and the segment showing compatibility with the secondary battery electrolyte has a solubility parameter (SP) of 8.0 or more and less than 11. The porous membrane for a secondary battery according to claim 1, comprising a monomer component and / or a monomer component having a hydrophilic group. 前記ブロックポリマーが、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントを有し、前記二次電池用電解液に対する相溶性を示さないセグメントが、溶解度パラメーターが8.0未満もしくは11以上である単量体成分、及び/または、疎水性部を有する単量体成分を含む請求項1に記載の二次電池用多孔膜。   The block polymer has a segment that does not exhibit compatibility with the secondary battery electrolyte, and the segment that does not exhibit compatibility with the secondary battery electrolyte has a solubility parameter of less than 8.0 or 11 or more. The porous membrane for a secondary battery according to claim 1, comprising a monomer component and / or a monomer component having a hydrophobic portion. 非導電性粒子、ブロックポリマー及び溶媒を含む二次電池多孔膜用スラリー。   A slurry for a secondary battery porous film comprising non-conductive particles, a block polymer, and a solvent. 請求項7に記載の二次電池多孔膜用スラリーを基材に塗布し、次いで乾燥する工程を含む二次電池用多孔膜の製造方法。   The manufacturing method of the porous film for secondary batteries including the process of apply | coating the slurry for secondary battery porous films of Claim 7 to a base material, and then drying. 集電体、
前記集電体上に設けられた、結着剤及び電極活物質を含む電極合剤層、及び
前記電極合剤層上に設けられた、請求項1に記載の二次電池用多孔膜の層
を含む二次電池用電極。
Current collector,
The electrode mixture layer including a binder and an electrode active material provided on the current collector, and the layer of the porous membrane for a secondary battery according to claim 1 provided on the electrode mixture layer. A secondary battery electrode comprising:
有機セパレーター層、及び
前記有機セパレーター層上に設けられた、請求項1に記載の二次電池用多孔膜
を含む二次電池用セパレーター。
The separator for secondary batteries containing the organic separator layer and the porous film for secondary batteries of Claim 1 provided on the said organic separator layer.
正極、負極、セパレーター及び電解液を含む二次電池であって、前記正極、負極及びセパレーターの少なくともいずれかが、請求項1に記載の二次電池用多孔膜を含む、二次電池。   A secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte solution, wherein at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator includes the porous film for a secondary battery according to claim 1.
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5990788B2 (en) * 2011-06-02 2016-09-14 日本合成化学工業株式会社 Coating composition for battery electrode or separator
DE102012000910A1 (en) 2012-01-19 2013-07-25 Sihl Gmbh Separator comprising a porous layer and process for its preparation
WO2013125645A1 (en) * 2012-02-23 2013-08-29 日本ゼオン株式会社 Porous membrane for secondary batteries, electrode for secondary batteries, separator for secondary batteries, and secondary battery
JP5682737B2 (en) * 2012-03-22 2015-03-11 日本ゼオン株式会社 Porous membrane for secondary battery and method for producing the same, electrode for secondary battery, separator for secondary battery, and secondary battery
CN104170121B (en) * 2012-03-28 2016-08-24 日本瑞翁株式会社 Secondary cell perforated membrane and manufacture method, electrode for secondary battery, secondary cell dividing plate and secondary cell
CN110383532B (en) 2017-03-17 2022-12-27 日本瑞翁株式会社 Functional layer for nonaqueous secondary battery, composition thereof, nonaqueous secondary battery, and method for producing same
CN111066185B (en) * 2017-08-24 2023-03-24 日本瑞翁株式会社 Binder composition, slurry composition for functional layer, battery member, and nonaqueous secondary battery
WO2019107229A1 (en) * 2017-11-30 2019-06-06 日本ゼオン株式会社 Binder composition for non-aqueous secondary cell, slurry composition for non-aqueous secondary cell functional layer, functional layer for non-aqueous secondary cell, cell member for non-aqueous secondary cell, and non-aqueous secondary cell
US20210119214A1 (en) * 2018-04-03 2021-04-22 Zeon Corporation Composition for non-aqueous secondary battery functional layer, non-aqueous secondary battery member, and non-aqueous secondary battery
EP3986714A4 (en) * 2019-06-19 2023-06-14 Arkema, Inc. Reticulated composite material
EP4131466A1 (en) * 2020-03-31 2023-02-08 Zeon Corporation Composition for electrochemical element functional layer, laminate for electrochemical element, and electrochemical element

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5077864B2 (en) * 2004-05-14 2012-11-21 パナソニック株式会社 Lithium ion secondary battery and its manufacturing method
PL1782489T3 (en) * 2004-07-07 2021-05-31 Lg Chem, Ltd. Organic/inorganic composite porous separator and electrochemical device comprasing the same.
JP5241118B2 (en) * 2006-03-17 2013-07-17 三洋電機株式会社 Non-aqueous electrolyte battery
KR100754746B1 (en) * 2007-03-07 2007-09-03 주식회사 엘지화학 Organic/inorganic composite separator having porous active coating layer and electrochemical device containing the same

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