JPWO2018168502A1 - Binder composition for non-aqueous secondary battery electrode, conductive material paste composition for non-aqueous secondary battery electrode, slurry composition for non-aqueous secondary battery electrode, electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery - Google Patents

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Abstract

本発明は、粘度安定性に優れ、且つ、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物の提供を目的とする。本発明のバインダー組成物は、カチオン性基と結合可能な官能基を有する重合体と、2つ以上のカチオン性基を有し、分子量が8000以下である有機化合物とを含む。An object of the present invention is to provide a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode that has excellent viscosity stability and can form an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed. The binder composition of the present invention includes a polymer having a functional group capable of binding to a cationic group, and an organic compound having two or more cationic groups and having a molecular weight of 8000 or less.

Description

本発明は、非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池に関するものである。   The present invention relates to a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode, a conductive paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode, a non-aqueous secondary battery electrode, and a non-aqueous secondary battery. It relates to the next battery.

リチウムイオン二次電池などの非水系二次電池(以下、単に「二次電池」と略記する場合がある。)は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、非水系二次電池の更なる高性能化を目的として、電極などの電池部材の改良が検討されている。   Non-aqueous secondary batteries such as lithium ion secondary batteries (hereinafter sometimes simply referred to as “secondary batteries”) have the characteristics of being small, lightweight, high in energy density, and capable of being repeatedly charged and discharged. Yes, used for a wide range of applications. Therefore, in recent years, improvements in battery members such as electrodes have been studied for the purpose of further improving the performance of non-aqueous secondary batteries.

ここで、リチウムイオン二次電池などの二次電池に用いられる電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層(正極合材層または負極合材層)とを備えている。そして、この電極合材層は、例えば、電極活物質と、結着材を含むバインダー組成物などとを含むスラリー組成物を集電体上に塗布し、塗布したスラリー組成物を乾燥させることにより形成される。   Here, an electrode used in a secondary battery such as a lithium ion secondary battery generally includes a current collector and an electrode mixture layer (a positive electrode mixture layer or a negative electrode mixture layer) formed on the current collector. It has. Then, this electrode mixture layer, for example, by applying a slurry composition containing an electrode active material and a binder composition including a binder on the current collector, and drying the applied slurry composition It is formed.

そこで、近年では、二次電池の更なる性能の向上を達成すべく、電極合材層の形成に用いられるバインダー組成物の改良が試みられている。
具体的には、例えば特許文献1では、多価金属イオンと結合可能な官能基を有する非架橋ポリマーと、多価金属および分子量が30以上である配位子を含む多価金属化合物と、有機溶媒とを含有するバインダー組成物が、粘度安定性に優れ、そしてこのバインダー組成物を使用することにより、電極合材層と集電体との密着性を高めて、二次電池のサイクル特性を向上させることができるとの報告がされている。
Therefore, in recent years, in order to further improve the performance of the secondary battery, attempts have been made to improve the binder composition used for forming the electrode mixture layer.
Specifically, for example, in Patent Document 1, a non-crosslinked polymer having a functional group capable of binding to a polyvalent metal ion, a polyvalent metal compound containing a polyvalent metal and a ligand having a molecular weight of 30 or more, The binder composition containing a solvent is excellent in viscosity stability, and by using this binder composition, the adhesion between the electrode mixture layer and the current collector is increased, and the cycle characteristics of the secondary battery are improved. It has been reported that it can be improved.

特開2008−166058号公報JP 2008-166058 A

しかしながら、上記従来のバインダー組成物の粘度安定性は十分に満足のいくものとは言えなかった。また、上記従来のバインダー組成物を用いて得られる電極合材層は、電解液中で過度に膨潤してしまう。そして、このようなバインダー組成物から得られる電極合材層を備える電極では、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることは困難であった。すなわち、上記従来のバインダー組成物には、粘度安定性を確保しつつ、電極合材層の電解液中での膨潤を抑制して、二次電池のサイクル特性を十分に高めるという点において、改善の余地があった。   However, the viscosity stability of the above conventional binder composition has not been sufficiently satisfactory. Further, the electrode mixture layer obtained by using the above-mentioned conventional binder composition excessively swells in the electrolytic solution. And it was difficult for an electrode provided with an electrode mixture layer obtained from such a binder composition to exhibit excellent cycle characteristics in a secondary battery. That is, the conventional binder composition is improved in that the viscosity stability is secured, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution is suppressed, and the cycle characteristics of the secondary battery are sufficiently improved. There was room for

そこで、本発明は、粘度安定性に優れ、且つ、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能であり、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することを目的とする。
更に、本発明は、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を備え、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池用電極を提供することを目的とする。
そして、本発明は、優れたサイクル特性を有する非水系二次電池を提供することを目的とする。
Thus, an object of the present invention is to provide a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode that has excellent viscosity stability and can form an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed. .
Further, the present invention provides a non-aqueous secondary battery capable of forming an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed and capable of exhibiting excellent cycle characteristics to a non-aqueous secondary battery. An object is to provide a conductive material paste composition for an electrode and a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode.
Furthermore, the present invention provides an electrode for a non-aqueous secondary battery which includes an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed, and which can exhibit excellent cycle characteristics to a non-aqueous secondary battery. The purpose is to provide.
Then, an object of the present invention is to provide a non-aqueous secondary battery having excellent cycle characteristics.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、カチオン性基と結合可能な官能基を有する重合体と、2つ以上のカチオン性基を有し、且つ分子量が所定の値以下である有機化合物とを含むバインダー組成物が、粘度安定性に優れており、且つ、当該バインダー組成物を用いれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能であることを見出し、本発明を完成させた。   The inventor of the present invention has conducted intensive studies for the purpose of solving the above problems. Then, the present inventors provide a binder composition comprising a polymer having a functional group capable of binding to a cationic group, and an organic compound having two or more cationic groups and having a molecular weight of not more than a predetermined value. However, they have found that they are excellent in viscosity stability and can form an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed by using the binder composition, thereby completing the present invention.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、カチオン性基と結合可能な官能基を有する重合体と、2つ以上のカチオン性基を有し、分子量が8000以下である有機化合物とを含むことを特徴とする。このように、カチオン性基と結合可能な官能基を有する重合体と、2つ以上のカチオン性基を有し、且つ分子量が所定の値以下である有機化合物とを含むバインダー組成物は、粘度安定性に優れると共に、当該バインダー組成物を用いれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能である。
なお、本発明において、「カチオン性基」とは、溶媒中で、単独で又は正電荷を供給する物質と共に存在することで、カチオン性を帯びることができる官能基をいう。また、本発明において、「カチオン性基と結合可能な官能基」とは、溶媒中で、カチオン性基とイオン結合、水素結合、共有結合などで相互作用しうる官能基をいう。
That is, an object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems, and a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is a polymer having a functional group capable of binding to a cationic group. And an organic compound having two or more cationic groups and a molecular weight of 8000 or less. As described above, a binder composition containing a polymer having a functional group capable of binding to a cationic group and an organic compound having two or more cationic groups and having a molecular weight of a predetermined value or less has a viscosity of The use of the binder composition, which is excellent in stability, makes it possible to form an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed.
In the present invention, the term "cationic group" refers to a functional group that can have a cationic property when present alone or together with a substance that supplies a positive charge in a solvent. In the present invention, the term "functional group capable of binding to a cationic group" refers to a functional group capable of interacting with a cationic group by an ionic bond, a hydrogen bond, a covalent bond, or the like in a solvent.

ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記カチオン性基と結合可能な官能基が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、およびヒドロキシル基からなる群より選択される少なくとも一種であることが好ましい。上述した所定の官能基を有する重合体を用いれば、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制することができる。   Here, in the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention, the functional group capable of binding to the cationic group is selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a hydroxyl group. It is preferably at least one of the following. When the polymer having the above-mentioned predetermined functional group is used, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution can be further suppressed while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition.

また、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記重合体が、カチオン性基と結合可能な官能基を含有する単量体単位を0.1質量%以上20質量%以下の割合で含むことが好ましい。カチオン性基と結合可能な官能基を含有する単量体単位を上述の範囲内の量で含有する重合体を用いれば、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制することができる。
なお、本発明において、「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の繰り返し単位が含まれている」ことを意味する。なお、重合体中がそれぞれの単量体単位および/または構造単位を含有する割合は、H−NMRおよび13C−NMRなどの核磁気共鳴(NMR)法を用いて測定することができる。
Further, in the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention, the polymer may have a monomer unit having a functional group capable of binding to a cationic group in an amount of 0.1% by mass or more and 20% by mass or less. It is preferable to include them in a ratio. If a polymer containing a monomer unit containing a functional group capable of binding to a cationic group in an amount within the above range is used, while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition, the electrode mixture layer Swelling in an electrolytic solution can be further suppressed.
In the present invention, "including a monomer unit" means that "a polymer obtained by using the monomer contains a repeating unit derived from the monomer". The proportion of each monomer unit and / or structural unit in the polymer can be measured using nuclear magnetic resonance (NMR) methods such as 1 H-NMR and 13 C-NMR.

更に、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記重合体100質量部当たり、前記有機化合物を0.1質量部以上20質量部以下含むことが好ましい。有機化合物の配合量が上述の範囲内であれば、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制することができる。   Furthermore, the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention preferably contains the organic compound in an amount of 0.1 to 20 parts by mass per 100 parts by mass of the polymer. When the compounding amount of the organic compound is within the above range, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution can be further suppressed while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition.

ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記重合体が、ニトリル基含有単量体単位と、共役ジエン単量体単位およびアルキレン構造単位の少なくとも一方とを含み、前記重合体中の前記ニトリル基含有単量体単位の割合が5質量%以上35質量%以下であり、前記重合体中の前記共役ジエン単量体単位の割合と前記アルキレン構造単位の割合の合計が、30質量%以上90質量%以下であることが好ましい。上述した重合体は、バインダー組成物の溶媒中に良好に溶解すると共に、導電材等に良好に吸着してそれらを良好に分散させることができる(すなわち、導電材等に対する分散能に優れる)。そして、当該重合体を用いることで、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制することができる。   Here, the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention, wherein the polymer comprises a nitrile group-containing monomer unit and at least one of a conjugated diene monomer unit and an alkylene structural unit, The ratio of the nitrile group-containing monomer unit in the polymer is 5% by mass or more and 35% by mass or less, and the sum of the ratio of the conjugated diene monomer unit and the ratio of the alkylene structural unit in the polymer is , 30% by mass or more and 90% by mass or less. The above-mentioned polymer can be dissolved well in the solvent of the binder composition, and can be well adsorbed on the conductive material or the like to disperse them satisfactorily (that is, excellent in dispersing ability for the conductive material or the like). Then, by using the polymer, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution can be further suppressed while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物は、導電材と、上述した何れかの非水系二次電池電極用バインダー組成物とを含むことを特徴とする。導電材と、上述したバインダー組成物の何れかとを含む導電材ペースト組成物を調製し、当該導電材ペースト組成物に対して電極活物質などを添加してスラリー組成物を調製すれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。   Another object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems, and a conductive material paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to the present invention includes a conductive material and any one of the above-described non-aqueous-based materials. And a binder composition for a secondary battery electrode. If a conductive material and a conductive material paste composition containing any of the binder compositions described above are prepared, and a slurry composition is prepared by adding an electrode active material or the like to the conductive material paste composition, an electrolytic solution In addition to being able to form an electrode mixture layer in which swelling is suppressed, the secondary battery can exhibit excellent cycle characteristics.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、電極活物質と、上述した何れかの非水系二次電池電極用バインダー組成物または上述した非水系二次電池電極用導電材ペーストとを含むことを特徴とする。このように、電極活物質と、上述した何れかのバインダー組成物または導電材ペーストを含むスラリー組成物を用いれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。   Another object of the present invention is to advantageously solve the above-mentioned problems, and a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention comprises: an electrode active material; It comprises a binder composition for a secondary battery electrode or the above-mentioned conductive material paste for a non-aqueous secondary battery electrode. As described above, by using the electrode active material and the slurry composition containing any of the binder compositions or the conductive material paste described above, it is possible to form an electrode mixture layer in which swelling in the electrolytic solution is suppressed. In addition, the secondary battery can exhibit excellent cycle characteristics.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用電極は、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備えることを特徴とする。このように、上述したスラリー組成物を用いて得られる電極合材層は、電解液中での膨潤が抑制され、そしてこの電極合材層を備える電極は、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。   Another object of the present invention is to advantageously solve the above-described problems, and the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention is formed using the above-described slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode. It is characterized by having an electrode mixture layer formed. As described above, the electrode mixture layer obtained using the above-described slurry composition is suppressed from swelling in the electrolytic solution, and the electrode including the electrode mixture layer has excellent cycle characteristics for a secondary battery. Can be demonstrated.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池は、正極、負極、電解液およびセパレータを備え、前記正極および負極の少なくとも一方が上述した非水系二次電池用電極であることを特徴とする。このように、上述した電極を備える非水系二次電池は、優れたサイクル特性を有する。   In addition, an object of the present invention is to solve the above problems advantageously, a non-aqueous secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution and a separator, at least one of the positive electrode and the negative electrode Is an electrode for a non-aqueous secondary battery described above. Thus, the non-aqueous secondary battery including the above-described electrode has excellent cycle characteristics.

本発明によれば、粘度安定性に優れ、且つ、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物が得られる。
また、本発明によれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能であり、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物が得られる。
更に、本発明によれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を備え、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池用電極が得られる。
そして、本発明によれば、優れたサイクル特性を有する非水系二次電池が得られる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes which is excellent in viscosity stability and can form the electrode mixture layer in which the swelling in the electrolytic solution was suppressed is obtained.
Further, according to the present invention, a non-aqueous secondary battery capable of forming an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed and exhibiting excellent cycle characteristics to a non-aqueous secondary battery is provided. A conductive material paste composition for a secondary battery electrode and a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode are obtained.
Furthermore, according to the present invention, for a non-aqueous secondary battery, which comprises an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed, and which can exhibit excellent cycle characteristics to a non-aqueous secondary battery An electrode is obtained.
According to the present invention, a non-aqueous secondary battery having excellent cycle characteristics can be obtained.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、非水系二次電池電極用スラリー組成物を調製する際に用いることができる。また、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、導電材と混合し、非水系二次電池電極用バインダー組成物と導電材とを含有する非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物にしてから非水系二次電池電極用スラリー組成物の調製に用いることができる。そして、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池の電極を形成する際に用いることができる。更に、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した非水系二次電池用電極を用いたことを特徴とする。
なお、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物は、非水系二次電池の正極を形成する際に特に好適に用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention can be used when preparing a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode. In addition, the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is mixed with a conductive material, and a conductive material paste for a non-aqueous secondary battery electrode containing the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode and a conductive material. After the composition, it can be used for preparing a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode. The slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode prepared using the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is used for forming an electrode of a non-aqueous secondary battery such as a lithium ion secondary battery. Can be used. Furthermore, a non-aqueous secondary battery of the present invention is characterized by using an electrode for a non-aqueous secondary battery formed using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention.
The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode, the conductive material paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode, and the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention form the positive electrode of a non-aqueous secondary battery. In particular, it can be suitably used.

(非水系二次電池電極用バインダー組成物)
本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、カチオン性基と結合可能な官能基を有する重合体(以下、「重合体(A)」と称する場合がある。)と、2つ以上のカチオン性基を有する有機化合物(以下、「多価カチオン性有機化合物(B)」と称する場合がある。)とを含み、任意に、二次電池の電極に配合され得るその他の成分を更に含有する。ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物においては、上述した多価カチオン性有機化合物(B)の分子量が8000以下である。また、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、通常、有機溶媒などの溶媒を更に含有する。
(Binder composition for non-aqueous secondary battery electrode)
The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention includes a polymer having a functional group capable of binding to a cationic group (hereinafter sometimes referred to as “polymer (A)”) and two or more polymers. (Hereinafter, sometimes referred to as “polyvalent cationic organic compound (B)”), and optionally other components that can be blended in the electrode of the secondary battery. contains. Here, in the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention, the above-mentioned polyvalent cationic organic compound (B) has a molecular weight of 8,000 or less. The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention usually further contains a solvent such as an organic solvent.

そして、本発明のバインダー組成物は、カチオン性基と結合可能な官能基を有する重合体と、分子量が8000以下の多価カチオン性有機化合物(B)とを含んでいるので、長期間保存した場合であっても粘度変化が小さく、且つ、電極合材層の電解液中での膨潤を抑制することができる。
なお、本発明のバインダー組成物が粘度安定性に優れ、また電極合材層の電解液中での膨潤を抑制することができる理由は明らかではないが、以下の通りであると推察される。
即ち、本発明のバインダー組成物は、溶媒中で、重合体(A)中の官能基と多価カチオン性有機化合物(B)中のカチオン性基が良好に相互作用することができ、例えば重合体(A)と上記特許文献1に記載の所定の配位子を含む多価金属化合物を併用した場合に比して、経時による粘度変化が抑制される。また、本発明のバインダー組成物は、重合体(A)と、多価カチオン性有機化合物(B)とを含んでいるので、バインダー組成物を含むスラリー組成物を乾燥等させて電極合材層を形成すると、重合体(A)中の官能基と多価カチオン性有機化合物(B)中のカチオン性基が、架橋等により一層強固に相互作用する。この強固な相互作用により、剛直なネットワークが形成され、電極合材層が電解液中で過度に膨潤することもない。その上、上述した多価カチオン性有機化合物(B)の分子量が8000以下であるため、多価カチオン性有機化合物(B)がバインダー組成物を過度に増粘させることもなく、バインダー組成物の経時による粘度変化が一層抑制される。
従って、本発明によれば、バインダー組成物の粘度安定性を確保しつつ、電極合材層の電解液中での膨潤を抑制して、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。
And since the binder composition of this invention contains the polymer which has the functional group which can couple | bond with a cationic group, and the polyvalent cationic organic compound (B) whose molecular weight is 8000 or less, it was preserved for a long period of time. Even in this case, the change in viscosity is small and swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution can be suppressed.
The reason why the binder composition of the present invention has excellent viscosity stability and can suppress the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution is not clear, but is presumed to be as follows.
That is, in the binder composition of the present invention, the functional group in the polymer (A) and the cationic group in the polyvalent cationic organic compound (B) can favorably interact in a solvent. The change in viscosity over time is suppressed as compared with the case where the combination (A) and the polyvalent metal compound containing the predetermined ligand described in Patent Document 1 are used in combination. Further, since the binder composition of the present invention contains the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B), the slurry composition containing the binder composition is dried or the like to form an electrode mixture layer. Is formed, the functional group in the polymer (A) and the cationic group in the polyvalent cationic organic compound (B) interact more strongly by crosslinking or the like. Due to this strong interaction, a rigid network is formed, and the electrode mixture layer does not swell excessively in the electrolytic solution. In addition, since the above-mentioned polyvalent cationic organic compound (B) has a molecular weight of 8000 or less, the polyvalent cationic organic compound (B) does not excessively increase the viscosity of the binder composition. The change in viscosity over time is further suppressed.
Therefore, according to the present invention, while ensuring the viscosity stability of the binder composition, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution can be suppressed, and the secondary battery can exhibit excellent cycle characteristics. .

<重合体(A)>
重合体(A)は、バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用して集電体上に電極合材層を形成することにより製造した電極において、電極合材層に含まれる成分が電極合材層から脱離しないように保持する(即ち、結着材として機能する接着性重合体である)。
<Polymer (A)>
The polymer (A) is obtained by forming an electrode mixture layer on a current collector using a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode prepared using a binder composition. The components contained in the material layer are held so as not to be detached from the electrode mixture layer (that is, an adhesive polymer that functions as a binder).

<<カチオン性基と結合可能な官能基>>
重合体(A)が有するカチオン性基と結合可能な官能基(以下、「結合性官能基」と称する場合がある。)は、特に限定されないが、カチオン性基と良好に相互作用しうる、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、およびヒドロキシル基が挙げられる。これらの中でも、カルボン酸基、スルホン酸基、およびリン酸基が更に好ましく、カルボン酸基が特に好ましい。これらの官能基を有する重合体(A)を用いれば、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。なお、重合体(A)は、結合性官能基を1種類のみ有していてもよく、2種類以上有していてもよい。
<< functional group capable of binding to a cationic group >>
The functional group capable of binding to the cationic group of the polymer (A) (hereinafter, may be referred to as “binding functional group”) is not particularly limited, but can interact well with the cationic group. Carboxylic, sulfonic, phosphoric, and hydroxyl groups are included. Among these, a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group are more preferable, and a carboxylic acid group is particularly preferable. When the polymer (A) having these functional groups is used, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution is further suppressed while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition, and Cycle characteristics can be further improved. In addition, the polymer (A) may have only one kind of binding functional group, or may have two or more kinds of binding functional groups.

<<重合体(A)の組成>>
ここで、重合体(A)に結合性官能基を導入する方法は特に限定されず、上述した結合性官能基を含有する単量体(結合性官能基含有単量体)を用いて重合体を調製し、結合性官能基含有単量体単位を含む重合体(A)を得てもよいし、任意の重合体を末端変性する等して、上述した結合性官能基を末端に有する重合体(A)を得てもよいが、前者が好ましい。そして、結合性官能基含有単量体単位を含む重合体(A)は、結合性官能基含有単量体単位以外の繰り返し単位を含んでいてもよい。
<< composition of polymer (A) >>
Here, the method for introducing a binding functional group into the polymer (A) is not particularly limited, and the polymer containing the binding functional group (monomer containing a binding functional group) described above is used. May be prepared to obtain a polymer (A) containing a monomer unit having a binding functional group, or a polymer having a binding functional group at the terminal by modifying the terminal of an arbitrary polymer. Combined (A) may be obtained, but the former is preferred. And the polymer (A) containing a monomer unit having a binding functional group may contain a repeating unit other than the monomer unit having a binding functional group.

[結合性官能基含有単量体単位]
ここで、結合性官能基含有単量体単位を形成し得る結合性官能基含有単量体としては、好適には、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体、リン酸基を有する単量体、およびヒドロキシル基を有する単量体が挙げられる。
[Binding functional group-containing monomer unit]
Here, the binding functional group-containing monomer capable of forming the binding functional group-containing monomer unit is preferably a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a sulfonic acid group, or a phosphorus-containing monomer. Examples include monomers having an acid group and monomers having a hydroxyl group.

カルボン酸基を有する単量体としては、モノカルボン酸およびその誘導体や、ジカルボン酸およびその酸無水物並びにそ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、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や、マレイン酸モノブチル、マレイン酸モノノニル、マレイン酸モノデシル、マレイン酸モノドデシル、マレイン酸モノオクタデシル、マレイン酸モノフルオロアルキルなどのマレイン酸モノエステルが挙げられる。
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。
また、カルボン酸基を有する単量体としては、加水分解によりカルボキシル基を生成する酸無水物も使用できる。
Examples of the monomer having a carboxylic acid group include monocarboxylic acids and derivatives thereof, dicarboxylic acids and acid anhydrides thereof, and derivatives thereof.
Monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like.
Examples of the monocarboxylic acid derivative include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, β-trans-aryloxyacrylic acid, α-chloro-β-E-methoxyacrylic acid, and β-diaminoacrylic acid. No.
Examples of the dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid.
Examples of the dicarboxylic acid derivative include methyl maleic acid, dimethyl maleic acid, phenyl maleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, monobutyl maleate, monononyl maleate, monodecyl maleate, monododecyl maleate, and maleic acid Monoesters of maleic acid such as monooctadecyl and monofluoroalkyl maleate are exemplified.
Examples of the acid anhydride of dicarboxylic acid include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, dimethyl maleic anhydride and the like.
Further, as the monomer having a carboxylic acid group, an acid anhydride which generates a carboxyl group by hydrolysis can also be used.

また、スルホン酸基を有する単量体としては、例えば、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、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸などが挙げられる。
なお、本発明において、「(メタ)アリル」とは、アリルおよび/またはメタリルを意味する。
Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinylsulfonic acid, methylvinylsulfonic acid, (meth) allylsulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, and 2-acrylamido-2-methylpropane. Sulfonic acid and the like.
In the present invention, “(meth) allyl” means allyl and / or methallyl.

更に、リン酸基を有する単量体としては、例えば、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。
なお、本発明において、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよび/またはメタクリロイルを意味する。
Further, examples of the monomer having a phosphate group include 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, and ethyl- (meth) acryloyloxyethyl phosphate. And the like.
In the present invention, “(meth) acryloyl” means acryloyl and / or methacryloyl.

そして、ヒドロキシル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=CRZ−COO−(C2nO)−H(式中、mは2〜9の整数、nは2〜4の整数、RZ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モノ(メタ)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およ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)アリルエーテルおよ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。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
Examples of the monomer having a hydroxyl group include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth) allyl alcohol, 3-buten-1-ol and 5-hexen-1-ol; 2-hydroxyethyl acrylate, acrylic acid 2-hydroxypropyl acid, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, di-2-hydroxyethyl maleate, di-4-hydroxybutyl maleate, di-2-hydroxypropyl itaconate and the like alkanol esters of ethylenically unsaturated carboxylic acids; general formula: CH 2 = CR Z -COO- ( C n H 2n O) m -H ( wherein, m is 2-9 integer, n represents 2-4 Wherein R Z represents hydrogen or a methyl group) and esters of (meth) acrylic acid 2-hydroxyethyl-2 ′-(meth) acryloyloxyphthalate, 2-hydroxyethyl-2 ′-(meth) acryloyloxysuccinate, etc .; mono (meth) acrylates of dihydroxyesters of dicarboxylic acids; Vinyl ethers such as hydroxyethyl vinyl ether and 2-hydroxypropyl vinyl ether; (meth) allyl-2-hydroxyethyl ether, (meth) allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-3-hydroxypropyl ether, (meth) Mono (meth) alkylene glycols such as allyl-2-hydroxybutyl ether, (meth) allyl-3-hydroxybutyl ether, (meth) allyl-4-hydroxybutyl ether and (meth) allyl-6-hydroxyhexyl ether ) Allyl ethers; polyoxyalkylene glycol mono (meth) allyl ethers such as diethylene glycol mono (meth) allyl ether and dipropylene glycol mono (meth) allyl ether; glycerin mono (meth) allyl ether, (meth) allyl-2 Mono- (meth) allyl ethers of halogen- and hydroxy-substituted (poly) alkylene glycols such as -chloro-3-hydroxypropyl ether and (meth) allyl-2-hydroxy-3-chloropropyl ether; eugenol, isoeugenol and the like Mono (meth) allyl ethers of polyhydric phenols and halogen-substituted products thereof; alkylene glycols such as (meth) allyl-2-hydroxyethylthioether and (meth) allyl-2-hydroxypropylthioether (Meth) allyl thioethers;
In the present invention, “(meth) acryl” means acryl and / or methacryl.

これらの中でも、重合体(A)を多価カチオン性有機化合物(B)と良好に相互作用させ、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させる観点からは、結合性官能基含有単量体としては、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体、およびリン酸基を有する単量体が好ましく、カルボン酸基を有する単量体がより好ましい。即ち、結合性官能基含有単量体単位は、カルボン酸基を有する単量体単位、スルホン酸基を有する単量体単位、およびリン酸基を有する単量体単位からなる群から選択される少なくとも1つであることが好ましく、カルボン酸基を有する単量体単位であることがより好ましい。
また、結合性官能基含有単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
Among these, the polymer (A) interacts favorably with the polyvalent cationic organic compound (B), and the swelling of the electrode mixture layer in the electrolyte while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition. From the viewpoint of further improving the cycle characteristics of the secondary battery, as the bonding functional group-containing monomer, a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a sulfonic acid group, and A monomer having a phosphate group is preferred, and a monomer having a carboxylic acid group is more preferred. That is, the binding functional group-containing monomer unit is selected from the group consisting of a monomer unit having a carboxylic acid group, a monomer unit having a sulfonic acid group, and a monomer unit having a phosphate group. It is preferably at least one, and more preferably a monomer unit having a carboxylic acid group.
In addition, as the bonding functional group-containing monomer, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio.

そして、重合体(A)が含有する結合性官能基含有単量体単位の割合は、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましく、20質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることが更に好ましい。重合体(A)が含有する結合性官能基含有単量体単位の割合が上記上限値以下であれば、重合体(A)が多価カチオン性有機化合物(B)と過度に相互作用することもない。よって、これらの成分の凝集を抑制してバインダー組成物の粘度安定性を十分に確保すると共に、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。また、重合体(A)が含有する結合性官能基含有単量体単位の割合が上記下限値以上であれば、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制することができ、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。   The proportion of the monomer unit having a binding functional group contained in the polymer (A) is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 1% by mass. %, More preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, even more preferably 6% by mass or less. When the proportion of the monomer unit having a binding functional group contained in the polymer (A) is not more than the above upper limit, the polymer (A) excessively interacts with the polyvalent cationic organic compound (B). Nor. Therefore, aggregation of these components can be suppressed to sufficiently secure the viscosity stability of the binder composition, and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. When the ratio of the monomer unit having a binding functional group contained in the polymer (A) is equal to or more than the lower limit, the electrolyte solution of the electrode mixture layer while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition. Swelling in the battery can be further suppressed, and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.

[結合性官能基含有単量体単位以外の繰り返し単位]
また、重合体(A)が含み得る、結合性官能基含有単量体単位以外の繰り返し単位としては、特に限定されることなく、共役ジエン単量体単位、アルキレン構造単位、ニトリル基含有単量体単位、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、および芳香族ビニル単量体単位などが挙げられる。
[Repeating unit other than monomer unit having binding functional group]
The repeating unit other than the bonding functional group-containing monomer unit which may be contained in the polymer (A) is not particularly limited, and may be a conjugated diene monomer unit, an alkylene structural unit, or a nitrile group-containing monomer. And a (meth) acrylate monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit.

−共役ジエン単量体単位−
ここで、共役ジエン単量体単位を形成し得る共役ジエン単量体としては、例えば、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエンなどの炭素数4以上の共役ジエン化合物が挙げられる。中でも、1,3−ブタジエンが好ましい。
これらは、単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
-Conjugated diene monomer unit-
Here, examples of the conjugated diene monomer capable of forming the conjugated diene monomer unit include 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, and 1,3-pentadiene. Conjugated diene compounds having 4 or more carbon atoms are exemplified. Among them, 1,3-butadiene is preferred.
These can be used alone or in combination of two or more.

−アルキレン構造単位−
また、アルキレン構造単位は、一般式:−C2n−[但し、nは2以上の整数]で表わされるアルキレン構造のみで構成される繰り返し単位である。
ここで、アルキレン構造単位は、直鎖状であっても分岐状であってもよいが、非水系二次電池電極用スラリー組成物の分散安定性を向上させる観点からは、アルキレン構造単位は直鎖状、すなわち直鎖アルキレン構造単位であることが好ましい。また、非水系二次電池電極用スラリー組成物の分散安定性を更に向上させる観点からは、アルキレン構造単位の炭素数は4以上である(即ち、上記一般式のnが4以上の整数である)ことが好ましい。
-Alkylene structural unit-
Further, the alkylene structural units has the general formula: -C n H 2n - [where, n is an integer of 2 or more is a repeating unit composed of only alkylene structure represented by.
Here, the alkylene structural unit may be linear or branched, but from the viewpoint of improving the dispersion stability of the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode, the alkylene structural unit is straight. It is preferably a chain, that is, a linear alkylene structural unit. Further, from the viewpoint of further improving the dispersion stability of the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode, the carbon number of the alkylene structural unit is 4 or more (that is, n in the above general formula is an integer of 4 or more. Is preferred.

そして、重合体(A)へのアルキレン構造単位の導入方法は、特に限定はされないが、例えば以下の(1)または(2)の方法:
(1)共役ジエン単量体を含む単量体組成物から共重合体を調製し、当該共重合体に水素添加することで、共役ジエン単量体単位をアルキレン構造単位に変換する方法
(2)1−オレフィン単量体を含む単量体組成物から共重合体を調製する方法
が挙げられる。これらの中でも、(1)の方法が重合体(A)の製造が容易であり好ましい。
The method of introducing the alkylene structural unit into the polymer (A) is not particularly limited, but for example, the following method (1) or (2):
(1) A method of preparing a copolymer from a monomer composition containing a conjugated diene monomer and hydrogenating the copolymer to convert a conjugated diene monomer unit into an alkylene structural unit (2) 1) A method of preparing a copolymer from a monomer composition containing a 1-olefin monomer. Among them, the method (1) is preferable because the production of the polymer (A) is easy.

なお、上記(1)の方法で用いる共役ジエン単量体としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエンなどの炭素数4以上の共役ジエン化合物が挙げられ、中でも、1,3−ブタジエンが好ましい。すなわち、アルキレン構造単位は、共役ジエン単量体単位を水素化して得られる構造単位(共役ジエン水素化物単位)であることが好ましく、1,3−ブタジエン単位を水素化して得られる構造単位(1,3−ブタジエン水素化物単位)であることがより好ましい。そして、共役ジエン単量体単位の選択的な水素化は、油層水素化法や水層水素化法などの公知の方法を用いて行なうことができる。
また、上記(2)の方法で用いる1−オレフィン単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセンなどが挙げられる。
これらの共役ジエン単量体や1−オレフィン単量体は、単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
The conjugated diene monomer used in the above method (1) includes C4 or more such as 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and 1,3-pentadiene. Examples thereof include conjugated diene compounds, and among them, 1,3-butadiene is preferable. That is, the alkylene structural unit is preferably a structural unit (hydrogenated conjugated diene unit) obtained by hydrogenating a conjugated diene monomer unit, and is preferably a structural unit obtained by hydrogenating a 1,3-butadiene unit (1). , 3-butadiene hydride unit). The selective hydrogenation of the conjugated diene monomer unit can be performed by using a known method such as an oil layer hydrogenation method or an aqueous layer hydrogenation method.
The 1-olefin monomer used in the method (2) includes, for example, ethylene, propylene, 1-butene, 1-hexene and the like.
These conjugated diene monomers and 1-olefin monomers can be used alone or in combination of two or more.

−ニトリル基含有単量体単位−
更に、ニトリル基含有単量体単位を形成し得るニトリル基含有単量体としては、α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体が挙げられる。具体的には、α,β−エチレン性不飽和ニトリル単量体としては、ニトリル基を有するα,β−エチレン性不飽和化合物であれば特に限定されないが、例えば、アクリロニトリル;α−クロロアクリロニトリル、α−ブロモアクリロニトリルなどのα−ハロゲノアクリロニトリル;メタクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリルなどのα−アルキルアクリロニトリル;などが挙げられる。これらの中でも、ニトリル基含有単量体としては、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルがより好ましい。
これらは、単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
-Nitrile group-containing monomer unit-
Further, examples of the nitrile group-containing monomer capable of forming the nitrile group-containing monomer unit include α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomers. Specifically, the α, β-ethylenically unsaturated nitrile monomer is not particularly limited as long as it is an α, β-ethylenically unsaturated compound having a nitrile group. For example, acrylonitrile; α-chloroacrylonitrile, α-halogenoacrylonitrile such as α-bromoacrylonitrile; α-alkylacrylonitrile such as methacrylonitrile and α-ethylacrylonitrile; and the like. Among these, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferred as the nitrile group-containing monomer, and acrylonitrile is more preferred.
These can be used alone or in combination of two or more.

−(メタ)アクリル酸エステル単量体単位−
また、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n−テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレートなどのアクリル酸アルキルエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−ペンチルメタクリレート、イソペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n−テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートなどのメタクリル酸アルキルエステル;などが挙げられる。中でも、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレートが好ましく、n−ブチルアクリレート、エチルメタクリレート、2−エチルヘキシルアクリレートがより好ましい。
これらは、単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
-(Meth) acrylate monomer unit-
Examples of the (meth) acrylate monomer capable of forming the (meth) acrylate monomer unit include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, and t-butyl. Alkyl acrylates such as acrylate, isobutyl acrylate, n-pentyl acrylate, isopentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, and stearyl acrylate Esters: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl Methacrylate, t-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, isopentyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-tetradecyl methacrylate, stearyl methacrylate And methacrylic acid alkyl esters. Among them, methyl acrylate, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate are preferable, and n-butyl acrylate, ethyl methacrylate, and 2-ethylhexyl acrylate are more preferable. preferable.
These can be used alone or in combination of two or more.

−芳香族ビニル単量体単位−
更に、芳香族ビニル単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ブトキシスチレン、ビニルナフタレンなどが挙げられる。中でも、スチレンが好ましい。
これらは、単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
-Aromatic vinyl monomer unit-
Further, examples of the aromatic vinyl monomer capable of forming an aromatic vinyl monomer unit include styrene, α-methylstyrene, butoxystyrene, and vinylnaphthalene. Among them, styrene is preferred.
These can be used alone or in combination of two or more.

上述した結合性官能基含有単量体単位以外の繰り返し単位の中でも、重合体(A)のバインダー組成物の溶媒への溶解性および導電材等に対する分散能を高めて、結果として、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制することで、二次電池のサイクル特性を更に高める観点からは、重合体(A)は、ニトリル基含有単量体単位と、共役ジエン単量体単位およびアルキレン構造単位の少なくとも一方とを含むことが好ましく、ニトリル基含有単量体単位と、アルキレン構造単位とを含むことがより好ましい。   Among the repeating units other than the above-mentioned bonding functional group-containing monomer unit, the solubility of the polymer (A) in the solvent of the binder composition and the dispersibility in the conductive material and the like are enhanced, and as a result, the binder composition From the viewpoint of further improving the cycle characteristics of the secondary battery by further suppressing the swelling of the electrode mixture layer in the electrolyte while ensuring the sufficient viscosity stability of the polymer (A), the polymer (A) is composed of a nitrile group. It is preferable to include a monomer unit containing at least one of a conjugated diene monomer unit and an alkylene structural unit, and more preferably a monomer unit containing a nitrile group and an alkylene structural unit.

そして、重合体(A)が含有するニトリル基含有単量体単位の割合は、5質量以上であることが好ましく、7質量%以上であることがより好ましく、9質量%以上であることが更に好ましく、10質量%以上であることが特に好ましく、35質量%以下であることが好ましく、29質量%以下であることがより好ましく、23質量%以下であることが更に好ましい。重合体(A)が含有するニトリル基含有単量体単位の割合が上記上限値以下であれば、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。また、重合体(A)が含有するニトリル基含有単量体単位の割合が上記下限値以上であれば、重合体(A)のバインダー組成物の溶媒への溶解性が高まり、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保することができる。   And the ratio of the nitrile group-containing monomer unit contained in the polymer (A) is preferably at least 5 mass%, more preferably at least 7 mass%, further preferably at least 9 mass%. The content is particularly preferably 10% by mass or more, particularly preferably 35% by mass or less, more preferably 29% by mass or less, and even more preferably 23% by mass or less. When the ratio of the nitrile group-containing monomer unit contained in the polymer (A) is equal to or less than the above upper limit, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolyte is further suppressed, and the cycle characteristics of the secondary battery are improved. Can be even higher. When the proportion of the nitrile group-containing monomer unit contained in the polymer (A) is at least the above lower limit, the solubility of the polymer (A) in the solvent of the binder composition is increased, and Viscosity stability can be sufficiently ensured.

また、重合体(A)が含有する共役ジエン単量体単位とアルキレン構造単位の割合の合計は、30質量%以上であることが好ましく、40質量%以上であることがより好ましく、90質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましい。重合体(A)が含有する共役ジエン単量体単位とアルキレン構造単位の割合の合計が上記上限値以下であれば、重合体(A)のバインダー組成物の溶媒への溶解性が損なわれることもなく、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保することができる。また、重合体(A)が含有する共役ジエン単量体単位とアルキレン構造単位の割合の合計が上記下限値以上であれば、重合体(A)導電材等に対する分散能が高まる。そして、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保すると共に、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。   Further, the total of the ratio of the conjugated diene monomer unit and the alkylene structural unit contained in the polymer (A) is preferably 30% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and 90% by mass. Or less, more preferably 75% by mass or less. If the sum of the proportions of the conjugated diene monomer unit and the alkylene structural unit contained in the polymer (A) is equal to or less than the upper limit, the solubility of the polymer (A) in the solvent of the binder composition may be impaired. In addition, the viscosity stability of the binder composition can be sufficiently ensured. Further, when the total of the ratio of the conjugated diene monomer unit and the alkylene structural unit contained in the polymer (A) is equal to or more than the above lower limit, the dispersing ability for the polymer (A) conductive material and the like increases. Then, the viscosity stability of the binder composition can be sufficiently ensured, and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.

なお、重合体(A)が含有する結合性官能基含有単量体単位、共役ジエン単量体単位、アルキレン構造単位、およびニトリル基含有単量体単位以外の繰り返し単位の割合は、0質量%以上60質量%以下とすることができる。   The proportion of the repeating unit other than the bonding functional group-containing monomer unit, the conjugated diene monomer unit, the alkylene structural unit, and the nitrile group-containing monomer unit contained in the polymer (A) is 0% by mass. It can be not less than 60% by mass.

[重合体(A)の調製方法]
上述した重合体(A)の調製方法は特に限定されないが、重合体(A)は、例えば、上述した単量体を含む単量体組成物を重合して共重合体を得た後、必要に応じて得られた共重合体を水素化(水素添加)することで調製することができる。
[Method for Preparing Polymer (A)]
The method for preparing the above-mentioned polymer (A) is not particularly limited, but the polymer (A) may be obtained, for example, by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer to obtain a copolymer. Can be prepared by hydrogenating (hydrogenating) the obtained copolymer.

ここで、重合体(A)の調製に用いる単量体組成物中の各単量体の含有割合は、重合体(A)中の各繰り返し単位の含有割合に準じて定めることができる。
そして、重合様式は、特に制限なく、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法も用いることができる。また、重合反応としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などいずれの反応も用いることができる。
更に、共重合体の水素化方法は、特に制限なく、触媒を用いる一般的な方法(例えば、国際公開第2012/165120号、国際公開第2013/080989号および特開2013−8485号公報参照)を使用することができる。
Here, the content ratio of each monomer in the monomer composition used for preparing the polymer (A) can be determined according to the content ratio of each repeating unit in the polymer (A).
The polymerization method is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method can be used. Further, as the polymerization reaction, any reaction such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used.
Furthermore, the method for hydrogenating the copolymer is not particularly limited, and a general method using a catalyst (for example, see WO2012 / 165120, WO2013 / 080989, and JP-A-2013-8485). Can be used.

<多価カチオン性有機化合物(B)>
多価カチオン性有機化合物(B)は、一分子中に複数のカチオン性基を有する有機化合物であれば特に限定されない。カチオン性基としては、例えば、置換又は非置換のアミノ基(−NH、−NHR、−NR、−N。ここで、R〜Rは任意の置換基を表す。)、置換又は非置換のイミノ基(=NH、=NR。ここで、Rは任意の置換基を表す。)、オキサゾリン基等の窒素含有官能基(アミド基を除く)が挙げられる。これらの中でも、多価カチオン性有機化合物(B)を重合体(A)と良好に相互作用させ、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させる観点からは、第一級アミノ基(非置換のアミノ基、−NH)、第二級アミノ基(−NHR)、置換又は非置換のイミノ基が好ましい。なお、多価カチオン性有機化合物(B)は、一種類のカチオン性基のみを有していてもよく、二種類以上のカチオン性基を有していてもよい。
なお、本発明において、2つ以上のカチオン性基を有する有機化合物である重合体が、カチオン性基と結合可能な官能基を有する場合、その重合体は、重合体(A)でなく多価カチオン性有機化合物(B)に該当するものとする。
<Polyvalent cationic organic compound (B)>
The polyvalent cationic organic compound (B) is not particularly limited as long as it is an organic compound having a plurality of cationic groups in one molecule. The cationic group, for example, a substituted or unsubstituted amino group (-NH 2, -NHR 1, -NR 1 R 2, -N + R 1 R 2 R 3. Here, R 1 to R 3 is optionally , A substituted or unsubstituted imino group (= NH, 4NR 4, wherein R 4 represents an arbitrary substituent), a nitrogen-containing functional group such as an oxazoline group (an amide group is represented by Excluding). Among these, the polyvalent cationic organic compound (B) interacts well with the polymer (A), and the swelling of the electrode mixture layer in the electrolyte while ensuring the sufficient viscosity stability of the binder composition. the was further suppressed, from the viewpoint of further improving the cycle characteristics of the secondary battery, a primary amino group (unsubstituted amino group, -NH 2), secondary amino group (-NHR 1), a substituted or Unsubstituted imino groups are preferred. The polyvalent cationic organic compound (B) may have only one kind of cationic group, or may have two or more kinds of cationic groups.
In the present invention, when the polymer, which is an organic compound having two or more cationic groups, has a functional group capable of binding to the cationic group, the polymer is not a polymer (A) but a polyvalent polymer. It shall correspond to the cationic organic compound (B).

<多価カチオン性有機化合物(B)の分子量>
ここで、多価カチオン性有機化合物(B)の分子量(多価カチオン性有機化合物(B)が重合体である場合は「数平均分子量」を指す。)は、8000以下であることが必要であり、2000以下であることが好ましく、1800以下であることがより好ましく、1600以下であることが更に好ましく、1500以下であることが特に好ましい。多価カチオン性有機化合物(B)の分子量が8000を超えると、バインダー組成物が過度に増粘し粘度安定性を十分に確保することができず、また二次電池のサイクル特性も低下する。一方、多価カチオン性有機化合物(B)の分子量は、電解液中での電極合材層の膨潤を十分に抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させる観点から、60以上であることが好ましく、100以上であることがより好ましい。
なお、本発明において、多価カチオン性有機化合物(B)が重合体である場合、その数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(展開溶媒:テトラヒドロフラン)によって測定されるポリスチレン換算分子量として求めることができる。
<Molecular weight of polyvalent cationic organic compound (B)>
Here, the molecular weight of the polyvalent cationic organic compound (B) (when the polyvalent cationic organic compound (B) is a polymer, indicates the “number average molecular weight”) must be 8000 or less. Yes, it is preferably 2000 or less, more preferably 1800 or less, still more preferably 1600 or less, and particularly preferably 1500 or less. When the molecular weight of the polyvalent cationic organic compound (B) exceeds 8,000, the binder composition excessively thickens, it is not possible to sufficiently secure the viscosity stability, and the cycle characteristics of the secondary battery deteriorate. On the other hand, the molecular weight of the polyvalent cationic organic compound (B) is 60 or more from the viewpoint of sufficiently suppressing the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution and further improving the cycle characteristics of the secondary battery. It is more preferably 100 or more.
In the present invention, when the polyvalent cationic organic compound (B) is a polymer, the number average molecular weight can be determined as a polystyrene-equivalent molecular weight measured by gel permeation chromatography (developing solvent: tetrahydrofuran). it can.

<多価カチオン性有機化合物(B)の例>
多価カチオン性有機化合物(B)としては、分子量が上述した範囲内であれば、非重合体である多価カチオン性有機化合物(B)を用いることもできるし、重合体である多価カチオン性有機化合物(B)を用いることもできる。
ここで、非重合体である多価カチオン性有機化合物(B)としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、フェニルジアミン、4,4'−ジアミノジフェニルエーテル、N,N’−ビス(3−フェニル−2−プロペニリデン)−1,6−ヘキサンジアミン、ビスアニリン類等が挙げられる。
また、重合体である多価カチオン性有機化合物(B)としては、ポリエチレンイミン;ポリN−ヒドロキシルエチレンイミン、カルボキシメチル化ポリエチレンイミン・ナトリウム塩等のポリエチレンイミン誘導体;ポリプロピレンイミン;ポリN−2−ジヒドロシキルプロピレンイミン等のポリプロピレンイミン誘導体;ポリアリルアミン;ポリジメチルジアリルアンモニウムハライド等のポリアリルアミン誘導体;アクリル酸ポリマーをアミノエチル化して得られるアミノエチル化アクリルポリマー;置換又は非置換のアミノ基を有するカチオン化剤によりセルロース誘導体(ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等)を修飾して得られるカチオン化セルロースが挙げられる。
これらは、単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。そしてこれらの中でも、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保しつつ電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させる観点から、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミン誘導体、N,N’−ビス(3−フェニル−2−プロペニリデン)−1,6−ヘキサンジアミン、ポリアリルアミン、ジエチレントリアミンがより好ましい。
<Example of polyvalent cationic organic compound (B)>
As the polyvalent cationic organic compound (B), a non-polymeric polyvalent cationic organic compound (B) can be used as long as the molecular weight is within the above-mentioned range, and a polyvalent cationic organic compound (B) can be used. The organic compound (B) can also be used.
Here, as the non-polymeric polyvalent cationic organic compound (B), ethylenediamine, diethylenetriamine, triethylenetetramine, phenyldiamine, 4,4′-diaminodiphenylether, N, N′-bis (3-phenyl- 2-propenylidene) -1,6-hexanediamine, bisanilines and the like.
Examples of the polyvalent cationic organic compound (B) which is a polymer include polyethyleneimine; polyethyleneimine derivatives such as poly-N-hydroxylethyleneimine and sodium salt of carboxymethylated polyethyleneimine; polypropyleneimine; Polyallylamine; Polyallylamine derivatives such as polydimethyldiallylammonium halide; Aminoethylated acrylic polymer obtained by aminoethylating acrylic acid polymer; Substituted or unsubstituted amino group Cationized cellulose obtained by modifying a cellulose derivative (hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, etc.) with a cationizing agent is exemplified.
These can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of further suppressing the swelling of the electrode mixture layer in the electrolyte while sufficiently securing the viscosity stability of the binder composition, from the viewpoint of further improving the cycle characteristics of the secondary battery, polyethyleneimine is used. , Polyethyleneimine derivatives, N, N'-bis (3-phenyl-2-propenylidene) -1,6-hexanediamine, polyallylamine, and diethylenetriamine are more preferred.

<多価カチオン性有機化合物(B)の配合量>
そして、分子量が上述した範囲内である多価カチオン性有機化合物(B)の配合量は、重合体(A)100質量部当たり0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、0.5質量部以上であることが更に好ましく、2質量部以上であることが特に好ましく、20質量部以下であることが好ましく、10質量部以下であることがより好ましく、6質量部以下であることが更に好ましい。多価カチオン性有機化合物(B)が過剰量となると、却ってバインダー組成物の粘度安定性が低下する。しかし、多価カチオン性有機化合物(B)の配合量が20質量部以下であれば、バインダー組成物の粘度安定性を十分に確保することができる。また、多価カチオン性有機化合物(B)の配合量が0.1質量部以上であれば、電極合材層中で重合体(A)と多価カチオン性有機化合物(B)がより剛直なネットワークを形成することができる。従って、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
<Blending amount of polyvalent cationic organic compound (B)>
The compounding amount of the polyvalent cationic organic compound (B) having a molecular weight within the above range is preferably 0.1 part by mass or more per 100 parts by mass of the polymer (A), and more preferably 0.2 part by mass. The amount is more preferably at least 0.5 part by mass, still more preferably at least 2 parts by mass, particularly preferably at most 20 parts by mass, and preferably at most 10 parts by mass. More preferably, it is even more preferably 6 parts by mass or less. When the amount of the polyvalent cationic organic compound (B) is excessive, the viscosity stability of the binder composition is rather lowered. However, when the amount of the polyvalent cationic organic compound (B) is 20 parts by mass or less, the viscosity stability of the binder composition can be sufficiently ensured. When the compounding amount of the polyvalent cationic organic compound (B) is 0.1 parts by mass or more, the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B) are more rigid in the electrode mixture layer. A network can be formed. Therefore, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution can be further suppressed, and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.

<溶媒>
非水系二次電池電極用バインダー組成物の溶媒としては、有機溶媒が好ましい。有機溶媒としては、特に限定されることなく、例えば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、アミルアルコールなどのアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル類;ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン(NMP)などのアミド系極性有機溶媒;トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、パラジクロロベンゼンなどの芳香族炭化水素類;などが挙げられる。これらは、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。
中でも、溶媒としては、極性有機溶媒が好ましく、NMPがより好ましい。
<Solvent>
As the solvent of the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode, an organic solvent is preferable. The organic solvent is not particularly limited and includes, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, amyl alcohol Alcohols such as acetone; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidone (NMP) Amide-based polar organic solvents; aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene, and paradichlorobenzene; and the like. These may be used alone or as a mixture of two or more.
Among them, as the solvent, a polar organic solvent is preferable, and NMP is more preferable.

<その他の成分>
なお、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物には、上記成分の他に、重合体(A)以外の結着材(ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリレート等)、補強材、レベリング剤、粘度調整剤、電解液添加剤等の成分をバインダー組成物に含有させてもよい。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ず、公知のもの、例えば国際公開第2012/115096号に記載のものを使用することができる。また、これらの成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<Other ingredients>
The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention includes, in addition to the above components, a binder (polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyacrylate, etc.) other than the polymer (A), a reinforcing material, Components such as a leveling agent, a viscosity modifier, and an electrolyte additive may be contained in the binder composition. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction, and known ones, for example, those described in International Publication WO 2012/115096 can be used. One of these components may be used alone, or two or more thereof may be used in combination at an arbitrary ratio.

<バインダー組成物からなるフィルムの電解液膨潤度>
そして、上述の成分を含む本発明のバインダー組成物を乾燥して得られるフィルムの電解液膨潤度は、2000質量%未満であることが好ましく、1000質量%未満であることがより好ましく、800質量%未満であることが更に好ましく、600質量%未満であることが特に好ましい。バインダー組成物からなるフィルムの電解液膨潤度が2000質量%未満であれば、二次電池のサイクル特性を十分に高めることができる。また、バインダー組成物からなるフィルムの電解液膨潤度は、通常100質量%以上である。
なお、バインダー組成物からなるフィルムの電解液膨潤度は、本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
<Swelling degree of electrolyte solution of film composed of binder composition>
The electrolyte swelling degree of the film obtained by drying the binder composition of the present invention containing the above components is preferably less than 2000% by mass, more preferably less than 1000% by mass, and more preferably 800% by mass. %, More preferably less than 600% by mass. When the degree of swelling of the electrolyte solution of the film composed of the binder composition is less than 2000% by mass, the cycle characteristics of the secondary battery can be sufficiently improved. Further, the degree of swelling of the electrolyte solution of the film composed of the binder composition is usually 100% by mass or more.
In addition, the degree of swelling of the electrolyte solution of the film composed of the binder composition can be measured using the method described in Examples of the present specification.

(非水系二次電池電極用スラリー組成物)
本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、電極活物質と、上述したバインダー組成物とを含み、任意に、導電材と、その他の成分を更に含有する。即ち、本発明のスラリー組成物は、電極活物質と、上述した重合体(A)と、上述した多価カチオン性有機化合物(B)と、溶媒とを含有し、任意に、導電材と、その他の成分を更に含有する。そして、本発明のスラリー組成物は、上述したバインダー組成物を含んでいるので、本発明のスラリー組成物を用いて形成した電極合材層は、電解液中での膨潤が抑制され、且つ、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。
(Slurry composition for non-aqueous secondary battery electrode)
The slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention includes an electrode active material and the binder composition described above, and optionally further includes a conductive material and other components. That is, the slurry composition of the present invention contains an electrode active material, the above-mentioned polymer (A), the above-mentioned polyvalent cationic organic compound (B), and a solvent, and optionally contains a conductive material, It further contains other components. And since the slurry composition of the present invention contains the binder composition described above, the electrode mixture layer formed using the slurry composition of the present invention is suppressed from swelling in the electrolytic solution, and Excellent cycle characteristics can be exhibited in the secondary battery.

<電極活物質>
ここで、電極活物質は、非水系二次電池の電極において電子の受け渡しをする物質である。そして、例えば非水系二次電池がリチウムイオン二次電池の場合には、電極活物質としては、通常は、リチウムを吸蔵および放出し得る物質を用いる。
なお、以下では、一例として非水系二次電池電極用スラリー組成物がリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物である場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
<Electrode active material>
Here, the electrode active material is a material that transfers electrons at the electrode of the non-aqueous secondary battery. For example, when the non-aqueous secondary battery is a lithium ion secondary battery, a material capable of occluding and releasing lithium is usually used as the electrode active material.
In the following, a case where the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode is a slurry composition for a lithium ion secondary battery electrode will be described as an example, but the present invention is not limited to the following example.

そして、リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、特に限定されることなく、リチウム含有コバルト酸化物(LiCoO)、マンガン酸リチウム(LiMn)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO)、Co−Ni−Mnのリチウム含有複合酸化物(Li(Co Mn Ni)O)、Ni−Mn−Alのリチウム含有複合酸化物、Ni−Co−Alのリチウム含有複合酸化物、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)、オリビン型リン酸マンガンリチウム(LiMnPO)、LiMnO−LiNiO系固溶体、Li1+xMn2−x(0<X<2)で表されるリチウム過剰のスピネル化合物、Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O、LiNi0.5Mn1.5等の既知の正極活物質が挙げられる。
なお、正極活物質の配合量や粒子径は、特に限定されることなく、従来使用されている正極活物質と同様とすることができる。
The positive electrode active material for the lithium ion secondary battery is not particularly limited, and includes lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), and lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2). ), lithium-containing composite oxide of Co-Ni-Mn (Li ( Co Mn Ni) O 2), lithium-containing composite oxide of Ni-Mn-Al, lithium-containing composite oxide of Ni-Co-Al, olivine lithium iron phosphate (LiFePO 4), lithium represented by the olivine-type lithium manganese phosphate (LiMnPO 4), Li 2 MnO 3 -LiNiO 2 solid solution, Li 1 + x Mn 2- x O 4 (0 <X <2) excess spinel compound, Li [Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56] O 2, LiNi Known positive electrode active material such .5 Mn 1.5 O 4 and the like.
The amount and particle size of the positive electrode active material are not particularly limited, and may be the same as those of the conventionally used positive electrode active material.

また、リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、例えば、炭素系負極活物質、金属系負極活物質、およびこれらを組み合わせた負極活物質などが挙げられる。   Examples of the negative electrode active material for a lithium ion secondary battery include a carbon-based negative electrode active material, a metal-based negative electrode active material, and a negative electrode active material obtained by combining these.

ここで、炭素系負極活物質とは、リチウムを挿入(「ドープ」ともいう。)可能な、炭素を主骨格とする活物質をいい、炭素系負極活物質としては、例えば炭素質材料と黒鉛質材料とが挙げられる。
そして、炭素質材料としては、例えば、易黒鉛性炭素や、ガラス状炭素に代表される非晶質構造に近い構造を持つ難黒鉛性炭素などが挙げられる。
ここで、易黒鉛性炭素としては、例えば、石油または石炭から得られるタールピッチを原料とした炭素材料が挙げられる。具体例を挙げると、コークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱分解気相成長炭素繊維などが挙げられる。
また、難黒鉛性炭素としては、例えば、フェノール樹脂焼成体、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、擬等方性炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成体(PFA)、ハードカーボンなどが挙げられる。
Here, the carbon-based negative electrode active material refers to an active material having a main skeleton of carbon, into which lithium can be inserted (also referred to as “doping”). Examples of the carbon-based negative electrode active material include a carbonaceous material and graphite. Quality material.
Examples of the carbonaceous material include easily graphitic carbon and non-graphitizable carbon having a structure close to an amorphous structure represented by glassy carbon.
Here, as the graphitizable carbon, for example, a carbon material obtained from tar pitch obtained from petroleum or coal is used. Specific examples include coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch-based carbon fibers, and pyrolysis vapor grown carbon fibers.
Examples of the non-graphitizable carbon include a phenol resin fired body, polyacrylonitrile-based carbon fiber, pseudo isotropic carbon, a furfuryl alcohol resin fired body (PFA), and hard carbon.

更に、黒鉛質材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。
ここで、人造黒鉛としては、例えば、易黒鉛性炭素を含んだ炭素を主に2800℃以上で熱処理した人造黒鉛、MCMBを2000℃以上で熱処理した黒鉛化MCMB、メソフェーズピッチ系炭素繊維を2000℃以上で熱処理した黒鉛化メソフェーズピッチ系炭素繊維などが挙げられる。
Furthermore, examples of the graphite material include natural graphite and artificial graphite.
Here, examples of artificial graphite include, for example, artificial graphite obtained by heat-treating carbon containing graphitizable carbon mainly at 2800 ° C. or more, graphitized MCMB heat-treated MCMB at 2000 ° C. or more, and mesophase pitch-based carbon fiber at 2000 ° C. Graphitized mesophase pitch-based carbon fibers heat-treated as described above can be mentioned.

また、金属系負極活物質とは、金属を含む活物質であり、通常は、リチウムの挿入が可能な元素を構造に含み、リチウムが挿入された場合の単位質量当たりの理論電気容量が500mAh/g以上である活物質をいう。金属系活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成し得る単体金属(例えば、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn、Tiなど)およびその合金、並びに、それらの酸化物、硫化物、窒化物、ケイ化物、炭化物、燐化物などが用いられる。これらの中でも、金属系負極活物質としては、ケイ素を含む活物質(シリコン系負極活物質)が好ましい。シリコン系負極活物質を用いることにより、リチウムイオン二次電池を高容量化することができるからである。   The metal-based negative electrode active material is an active material containing a metal, and usually includes a lithium-insertable element in its structure, and has a theoretical electric capacity per unit mass of 500 mAh / in which lithium is inserted. The active material is g or more. As the metal-based active material, for example, a lithium metal, a simple metal capable of forming a lithium alloy (eg, Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn) , Sr, Zn, Ti, etc.) and their alloys, and their oxides, sulfides, nitrides, silicides, carbides, phosphides and the like. Among these, an active material containing silicon (silicon-based negative electrode active material) is preferable as the metal-based negative electrode active material. The use of a silicon-based negative electrode active material can increase the capacity of a lithium ion secondary battery.

シリコン系負極活物質としては、例えば、ケイ素(Si)、ケイ素を含む合金、SiO、SiO、Si含有材料を導電性カーボンで被覆または複合化してなるSi含有材料と導電性カーボンとの複合化物などが挙げられる。なお、これらのシリコン系負極活物質は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類上を組み合わせて用いてもよい。
なお、負極活物質の配合量や粒子径は、特に限定されることなく、従来使用されている負極活物質と同様とすることができる。
As the silicon-based negative electrode active material, for example, silicon (Si), an alloy containing silicon, SiO, SiO x , a composite of a conductive carbon and a Si-containing material obtained by coating or complexing the conductive material with a conductive carbon And the like. One of these silicon-based negative electrode active materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The amount and the particle size of the negative electrode active material are not particularly limited, and may be the same as those of a conventionally used negative electrode active material.

<非水系二次電池電極用バインダー組成物>
非水系二次電池電極用バインダー組成物としては、上述した重合体(A)および多価カチオン性有機化合物(B)とを含有する非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いる。
<Binder composition for non-aqueous secondary battery electrode>
As the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode, a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode containing the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B) described above is used.

ここで、非水系二次電池電極用スラリー組成物中のバインダー組成物の含有割合は、電極活物質100質量部当たり、重合体(A)の量が0.1質量部以上となる量であることが好ましく、0.3質量部以上となる量であることがより好ましく、3質量部以下となる量であることが好ましく、1.5質量部以下となる量であることがより好ましい。スラリー組成物に、重合体(A)の量が上記範囲内となる量でバインダー組成物を含有させれば、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。   Here, the content ratio of the binder composition in the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode is such that the amount of the polymer (A) is 0.1 parts by mass or more per 100 parts by mass of the electrode active material. The amount is preferably 0.3 parts by mass or more, more preferably 3 parts by mass or less, and even more preferably 1.5 parts by mass or less. When the slurry composition contains the binder composition in such an amount that the amount of the polymer (A) falls within the above range, the swelling of the electrode mixture layer in the electrolyte is further suppressed, and the Cycle characteristics can be further improved.

<導電材>
導電材は、電極活物質同士の電気的接触を確保するためのものである。そして、導電材としては、カーボンブラック(例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)、ファーネスブラックなど)、単層または多層のカーボンナノチューブ(多層カーボンナノチューブにはカップスタック型が含まれる)、カーボンナノホーン、気相成長炭素繊維、ポリマー繊維を焼成後に破砕して得られるミルドカーボン繊維、単層または多層グラフェン、ポリマー繊維からなる不織布を焼成して得られるカーボン不織布シートなどの導電性炭素材料;各種金属のファイバーまたは箔などを用いることができる。
これらは一種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
<Conductive material>
The conductive material is for ensuring electrical contact between the electrode active materials. Examples of the conductive material include carbon black (eg, acetylene black, Ketjen Black (registered trademark), furnace black, etc.), single-wall or multi-wall carbon nanotubes (multi-wall carbon nanotubes include a cup-stacked type), carbon Conductive carbon materials such as nanohorns, vapor grown carbon fibers, milled carbon fibers obtained by crushing polymer fibers after firing, single-layer or multilayer graphene, and carbon nonwoven sheets obtained by firing nonwoven fabrics made of polymer fibers; Metal fibers or foils can be used.
These can be used alone or in combination of two or more.

なお、非水系二次電池電極用スラリー組成物中の導電材の含有割合は、電極活物質100質量部当たり、0.1質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以上であることがより好ましく、5質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがより好ましい。導電材の量が上記範囲内であれば、電極活物質同士の電気的接触を十分に確保して、二次電池に優れた電池特性(サイクル特性など)を発揮させることができる。   The content ratio of the conductive material in the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode is preferably at least 0.1 part by mass, more preferably at least 0.5 part by mass, per 100 parts by mass of the electrode active material. Is more preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or less. When the amount of the conductive material is within the above range, sufficient electrical contact between the electrode active materials can be ensured, and the secondary battery can exhibit excellent battery characteristics (such as cycle characteristics).

<その他の成分>
スラリー組成物に配合し得るその他の成分としては、特に限定することなく、上述したバインダー組成物に配合し得るその他の成分と同様のものが挙げられる。また、その他の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<Other ingredients>
The other components that can be added to the slurry composition are not particularly limited, and include the same components as the other components that can be added to the binder composition described above. As the other components, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio.

<スラリー組成物の調製>
上述したスラリー組成物は、上記各成分を有機溶媒などの溶媒中に溶解または分散させることにより調製することができる。具体的には、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどの混合機を用いて上記各成分と溶媒とを混合することにより、スラリー組成物を調製することができる。なお、スラリー組成物の調製に用いる溶媒としては、バインダー組成物に含まれている溶媒を使用してもよい。
<Preparation of slurry composition>
The above-mentioned slurry composition can be prepared by dissolving or dispersing the above components in a solvent such as an organic solvent. Specifically, a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, by mixing the above components and a solvent using a mixer such as a fill mix. , A slurry composition can be prepared. In addition, you may use the solvent contained in a binder composition as a solvent used for preparation of a slurry composition.

ここで、上記各成分を溶媒中で混合する順序は、特に限定されることなく、任意の順序とすることができる。具体的には、スラリー組成物を調製する際には、上記各成分は、例えば、下記(1)〜(3)の何れかの順序で混合することができる。
(1)上記各成分を一括混合する。
(2)重合体(A)と多価カチオン性有機化合物(B)を含むバインダー組成物と、導電材とを混合して非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物を得た後、非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物に対して電極活物質を添加して混合する。
(3)導電材と電極活物質とを混合した後、得られた混合物に対して重合体(A)と多価カチオン性有機化合物(B)を含むバインダー組成物を添加して混合する。
Here, the order of mixing the above components in the solvent is not particularly limited, and may be any order. Specifically, when preparing the slurry composition, the above components can be mixed, for example, in any order of the following (1) to (3).
(1) The above components are mixed at once.
(2) A binder composition containing the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B) is mixed with a conductive material to obtain a conductive material paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode. The electrode active material is added to and mixed with the conductive material paste composition for an aqueous secondary battery electrode.
(3) After mixing the conductive material and the electrode active material, a binder composition containing the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B) is added to the obtained mixture and mixed.

上述した中でも、上記各成分は上記(1)又は(2)の順序で混合することが好ましい。なお(2)の順序を採用した場合、即ち、バインダー組成物と導電材を予め混合し、導電材と、上述したバインダー組成物とを含む(つまり、導電材と、重合体(A)と、多価カチオン性有機化合物(B)と、溶媒とを含む)非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物とした場合、導電材の表面に重合体(A)を吸着させて、導電材を良好に分散させることができる。その結果、二次電池に優れた電池特性(サイクル特性など)を発揮させることができる。
なお、本発明において、非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物とは、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物を調製するための中間製造物であり、上述した通り、導電材と、重合体(A)と、多価カチオン性有機化合物(B)と、溶媒とを含む一方、電極活物質を含まないペースト状の組成物である。
Among the above, it is preferable that the above components are mixed in the order of the above (1) or (2). When the order of (2) is adopted, that is, the binder composition and the conductive material are mixed in advance, and the conductive material and the binder composition described above are included (that is, the conductive material, the polymer (A), When the conductive material paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode (including the polyvalent cationic organic compound (B) and the solvent) is used, the polymer (A) is adsorbed on the surface of the conductive material to form the conductive material. It can be dispersed well. As a result, the secondary battery can exhibit excellent battery characteristics (such as cycle characteristics).
In the present invention, the conductive material paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode is an intermediate product for preparing the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention. It is a paste-like composition containing a material, a polymer (A), a polyvalent cationic organic compound (B), and a solvent, but not containing an electrode active material.

(非水系二次電池用電極)
本発明の二次電池用電極は、集電体と、集電体上に形成された電極合材層とを備え、電極合材層は上記非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成されている。即ち、電極合材層には、少なくとも、電極活物質と、重合体(A)と、分子量が所定値以下の多価カチオン性有機化合物(B)とが含有されている。ここで、重合体(A)と多価カチオン性有機化合物(B)は架橋構造を形成していてもよい。即ち、電極合材層には、重合体(A)と多価カチオン性有機化合物(B)との架橋物が含有されていてもよい。なお、電極合材層中に含まれている各成分は、上記非水系二次電池電極用スラリー組成物中に含まれていたものであり、それら各成分の好適な存在比は、スラリー組成物中の各成分の好適な存在比と同じである。
そして、本発明の非水系二次電池用電極では、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を含むスラリー組成物を使用しているので、重合体(A)と多価カチオン性有機化合物(B)が強固に相互作用した、剛直な電極合材層を集電体上に良好に形成することができる。従って、当該電極を使用すれば、電極合材層の電解液中での膨潤が抑制され、サイクル特性等の電池特性に優れる二次電池が得られる。
(Electrode for non-aqueous secondary battery)
The secondary battery electrode of the present invention includes a current collector and an electrode mixture layer formed on the current collector, and the electrode mixture layer is formed using the above-described slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode. Is formed. That is, the electrode mixture layer contains at least the electrode active material, the polymer (A), and the polyvalent cationic organic compound (B) having a molecular weight of a predetermined value or less. Here, the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B) may form a crosslinked structure. That is, the electrode mixture layer may contain a crosslinked product of the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B). In addition, each component contained in the electrode mixture layer was included in the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode, and the preferred abundance ratio of each component was determined in the slurry composition. It is the same as the preferred abundance ratio of each of the components.
In the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention, since the slurry composition containing the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is used, the polymer (A) and the polycationic organic compound are used. A rigid electrode mixture layer in which the compound (B) interacts strongly can be favorably formed on the current collector. Therefore, when the electrode is used, swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution is suppressed, and a secondary battery having excellent battery characteristics such as cycle characteristics can be obtained.

<電極の製造方法>
なお、本発明の非水系二次電池用電極は、例えば、上述したスラリー組成物を集電体上に塗布する工程(塗布工程)と、集電体上に塗布されたスラリー組成物を乾燥して集電体上に電極合材層を形成する工程(乾燥工程)とを経て製造される。
<Method of manufacturing electrode>
In addition, the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention includes, for example, a step of applying the above-mentioned slurry composition on a current collector (application step), and drying the slurry composition applied on the current collector. To form an electrode mixture layer on the current collector (drying step).

<<塗布工程>>
上記スラリー組成物を集電体上に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。具体的には、塗布方法としては、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、ハケ塗り法などを用いることができる。この際、スラリー組成物を集電体の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。塗布後乾燥前の集電体上のスラリー膜の厚みは、乾燥して得られる電極合材層の厚みに応じて適宜に設定しうる。
<< Coating process >>
The method for applying the slurry composition on the current collector is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, as a coating method, a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method, or the like can be used. At this time, the slurry composition may be applied to only one surface of the current collector, or may be applied to both surfaces. The thickness of the slurry film on the current collector after coating and before drying can be appropriately set according to the thickness of the electrode mixture layer obtained by drying.

ここで、スラリー組成物を塗布する集電体としては、電気導電性を有し、かつ、電気化学的に耐久性のある材料が用いられる。具体的には、集電体としては、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、白金などからなる集電体を用い得る。なお、前記の材料は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。   Here, as the current collector to which the slurry composition is applied, a material having electrical conductivity and being electrochemically durable is used. Specifically, for example, a current collector made of iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, platinum, or the like can be used as the current collector. One of the above materials may be used alone, or two or more thereof may be used in combination at an arbitrary ratio.

<<乾燥工程>>
集電体上のスラリー組成物を乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥法、真空乾燥法、赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。このように集電体上のスラリー組成物を乾燥することで、集電体上に電極合材層を形成し、集電体と電極合材層とを備える二次電池用電極を得ることができる。乾燥温度は60℃以上200℃以下が好ましく、90℃以上150℃以下がより好ましい。
なお、例えば重合体(A)としてカルボン酸基、スルホン酸基、およびリン酸基の少なくとも何れかを有する重合体を用い、多価カチオン性有機化合物(B)としてアミノ基を含有する化合物を用いた場合には、重合体(A)と多価カチオン性有機化合物(B)とがアミド結合により架橋し、電極合材層の電解液中での膨潤を一層抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
<< Drying process >>
The method for drying the slurry composition on the current collector is not particularly limited, and a known method can be used.For example, warm air, hot air, a drying method using low-humidity air, a vacuum drying method, an infrared ray, an electron beam, or the like can be used. A drying method by irradiation may be used. By drying the slurry composition on the current collector in this way, an electrode mixture layer is formed on the current collector, and a secondary battery electrode including the current collector and the electrode mixture layer can be obtained. it can. The drying temperature is preferably from 60C to 200C, more preferably from 90C to 150C.
For example, a polymer having at least one of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group is used as the polymer (A), and a compound containing an amino group is used as the polyvalent cationic organic compound (B). In this case, the polymer (A) and the polyvalent cationic organic compound (B) are cross-linked by an amide bond, thereby further suppressing the swelling of the electrode mixture layer in the electrolytic solution, thereby reducing the cycle of the secondary battery. The characteristics can be further improved.

なお、乾燥工程の後、金型プレスまたはロールプレスなどを用い、電極合材層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、電極合材層と集電体との密着性を向上させることができる。また、電極合材層が硬化性の重合体を含む場合は、電極合材層の形成後に前記重合体を硬化させることが好ましい。   After the drying step, the electrode mixture layer may be subjected to a pressure treatment using a die press or a roll press. The pressure treatment can improve the adhesion between the electrode mixture layer and the current collector. When the electrode mixture layer contains a curable polymer, the polymer is preferably cured after the formation of the electrode mixture layer.

(非水系二次電池)
本発明の非水系二次電池は、正極と、負極と、電解液と、セパレータとを備え、正極および負極の少なくとも一方として本発明の二次電池用電極を用いたものである。そして、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池用電極を備えているので、サイクル特性等の電池特性に優れている。
なお、以下では、一例として非水系二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
(Non-aqueous secondary battery)
The non-aqueous secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator, and uses the secondary battery electrode of the present invention as at least one of the positive electrode and the negative electrode. And since the non-aqueous secondary battery of the present invention includes the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention, it has excellent battery characteristics such as cycle characteristics.
In the following, a case where the non-aqueous secondary battery is a lithium ion secondary battery will be described as an example, but the present invention is not limited to the following example.

<電極>
ここで、本発明の非水系二次電池に使用し得る、上述した非水系二次電池用電極以外の電極としては、特に限定されることなく、二次電池の製造に用いられている既知の電極を用いることができる。具体的には、上述した非水系二次電池用電極以外の電極としては、既知の製造方法を用いて集電体上に電極合材層を形成してなる電極を用いることができる。
<Electrode>
Here, the electrode other than the above-mentioned non-aqueous secondary battery electrode that can be used for the non-aqueous secondary battery of the present invention is not particularly limited, and is a known electrode used in the manufacture of a secondary battery. Electrodes can be used. Specifically, as an electrode other than the above-mentioned non-aqueous secondary battery electrode, an electrode obtained by forming an electrode mixture layer on a current collector by using a known manufacturing method can be used.

<電解液>
電解液としては、通常、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。リチウムイオン二次電池の支持電解質としては、例えば、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF、LiClO、CFSOLiが好ましく、LiPFが特に好ましい。なお、電解質は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。通常は、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傾向があるので、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 electrolyte, an organic electrolyte obtained by dissolving a supporting electrolyte in an organic solvent is usually used. As a supporting electrolyte of the lithium ion secondary battery, for example, a lithium salt is used. As the lithium salt, for example, 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 them, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferred because they are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation, and LiPF 6 is particularly preferred. One type of electrolyte may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio. In general, the higher the dissociation degree of the supporting electrolyte, the higher the lithium ion conductivity tends to be. Therefore, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

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、例えば、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)、エチルメチルカーボネート(EMC)等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類;など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、カーボネート類を用いることが好ましい。
なお、電解液中の電解質の濃度は適宜調整することができる。また、電解液には、既知の添加剤を添加することができる。
The organic solvent used for the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte. For example, dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), Carbonates such as butylene carbonate (BC) and ethyl methyl carbonate (EMC); esters such as γ-butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; and sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide. And the like are preferably used. Further, a mixture of these solvents may be used. Among them, carbonates are preferably used because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region.
Note that the concentration of the electrolyte in the electrolytic solution can be appropriately adjusted. Further, known additives can be added to the electrolytic solution.

<セパレータ>
セパレータとしては、特に限定されることなく、例えば特開2012−204303号公報に記載のものを用いることができる。これらの中でも、セパレータ全体の膜厚を薄くすることができ、これにより、二次電池内の電極活物質の比率を高くして体積あたりの容量を高くすることができるという点より、ポリオレフィン系(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)の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
<Separator>
The separator is not particularly limited, and for example, a separator described in JP-A-2012-204303 can be used. Among these, polyolefin-based (from the viewpoint that the thickness of the entire separator can be reduced, and thereby the capacity per volume can be increased by increasing the ratio of the electrode active material in the secondary battery, A microporous membrane made of a resin such as polyethylene, polypropylene, polybutene, or polyvinyl chloride) is preferred.

<二次電池の製造方法>
本発明の二次電池は、例えば、正極と、負極とを、セパレータを介して重ね合わせ、これを必要に応じて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ことにより製造することができる。二次電池の内部の圧力上昇、過充放電等の発生を防止するために、必要に応じて、ヒューズ、PTC素子等の過電流防止素子、エキスパンドメタル、リード板などを設けてもよい。二次電池の形状は、例えば、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。
<Method of manufacturing secondary battery>
In the secondary battery of the present invention, for example, a positive electrode and a negative electrode are overlapped with a separator interposed therebetween, and if necessary, wound or folded according to the shape of the battery, placed in a battery container, and electrolyzed in the battery container. It can be manufactured by injecting a liquid and sealing it. If necessary, a fuse, an overcurrent prevention element such as a PTC element, an expanded metal, a lead plate, or the like may be provided in order to prevent an increase in the pressure inside the secondary battery and the occurrence of overcharge and overdischarge. The shape of the secondary battery may be, for example, any of a coin type, a button type, a sheet type, a cylindrical type, a square type, a flat type, and the like.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」、「ppm」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
また、複数種類の単量体を共重合して製造される重合体において、ある単量体を重合して形成される単量体単位の前記重合体における割合は、別に断らない限り、通常は、その重合体の重合に用いる全単量体に占める当該ある単量体の比率(仕込み比)と一致する。
実施例および比較例において、バインダー組成物の粘度安定性、バインダー組成物からなるフィルムの電解液膨潤度、および二次電池のサイクル特性は、下記の方法で評価した。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “%”, “ppm” and “parts” representing amounts are based on mass unless otherwise specified.
Further, in a polymer produced by copolymerizing a plurality of types of monomers, unless otherwise specified, the ratio of monomer units formed by polymerizing a certain monomer is usually And the ratio of the certain monomer to all the monomers used in the polymerization of the polymer (preparation ratio).
In Examples and Comparative Examples, the viscosity stability of the binder composition, the degree of swelling of the electrolyte solution of the film made of the binder composition, and the cycle characteristics of the secondary battery were evaluated by the following methods.

<粘度安定性>
バインダー組成物の調製直後の粘度M0と、60℃で7日間保存した後の粘度M1を測定した。なお、粘度の測定は、B型粘度計を使用し、温度:25℃、ローター:No.4、ローター回転数:60rpmの条件下で行った。
そして、粘度変化率ΔM(=M1/M0×100(%))を算出し、下記の基準で評価した。粘度変化率ΔMの値が小さいほど、バインダー組成物の粘度安定性が高いことを示す。
A:粘度変化率ΔMが110%未満
B:粘度変化率ΔMが110%以上120%未満
C:粘度変化率ΔMが120%以上130%未満
D:粘度変化率ΔMが130%以上150%未満
E:粘度変化率ΔMが150%以上
<電解液膨潤度>
テフロン(登録商標)シャーレ中のバインダー組成物を120℃で12時間乾燥させて、厚さ1mmのフィルムを得た。このフィルムを直径1.6mmの円状に打ち抜き測定用試料(擬似電極合材層)とし、この測定用試料の重量W0を測定した。
得られた測定用資料を60℃の電解液中で72時間保存後、測定用試料に付着した電解液を拭き取り、測定用試料の重量W1を測定した。
なお、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)と、プロピルプロピオネ-ト(PP)とをEC:PC:EMC:PP=2:1:1:6(質量比)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、更に添加剤としてビニレンカーボネート1.5体積%を添加したものを用いた。
そして、電解液膨潤度ΔW(=W1/W0×100(%))を算出し、下記の基準で評価した。電解液膨潤度ΔWの値が小さいほど、バインダー組成物を用いて得られる電極合材層の電解液中での膨潤が抑制され得ることを示す。
A:電解液膨潤度ΔWが600%未満
B:電解液膨潤度ΔWが600%以上800%未満
C:電解液膨潤度ΔWが800%以上1000%未満
D:電解液膨潤度ΔWが1000%以上2000%未満
E:電解液膨潤度ΔWが2000%以上
<サイクル特性>
作製した二次電池について、25℃環境下で、0.2Cで4.35Vまで充電し、3.0Vまで放電する操作を3回繰り返した。その後、45℃環境下で、1CmAで電池電圧が4.35Vになるまで充電し、1CmAで電池電圧が3.0Vになるまで放電する操作を100回繰り返した。そして、一回目の放電容量(C0)と100回目の放電容量(C1)から、容量維持率ΔC=(C1/C0)×100(%)を算出し、下記の基準で評価した。この容量維持率の値が高いほど、放電容量の低下が少なく、サイクル特性に優れていることを示す。
A:容量維持率ΔCが85%以上
B:容量維持率ΔCが80%以上85%未満
C:容量維持率ΔCが75%以上80%未満
D:容量維持率ΔCが70%以上75%未満
E:容量維持率ΔCが70%未満
<Viscosity stability>
The viscosity M0 immediately after the preparation of the binder composition and the viscosity M1 after storage at 60 ° C. for 7 days were measured. The viscosity was measured using a B-type viscometer at a temperature of 25 ° C. 4. Rotor rotation speed: 60 rpm
Then, the viscosity change rate ΔM (= M1 / M0 × 100 (%)) was calculated and evaluated according to the following criteria. The smaller the value of the viscosity change rate ΔM, the higher the viscosity stability of the binder composition.
A: Viscosity change rate ΔM is less than 110% B: Viscosity change rate ΔM is 110% or more and less than 120% C: Viscosity change rate ΔM is 120% or more and less than 130% D: Viscosity change rate ΔM is 130% or more and less than 150% E : Viscosity change rate ΔM is 150% or more <electrolyte swelling degree>
The binder composition in the Teflon (registered trademark) petri dish was dried at 120 ° C. for 12 hours to obtain a film having a thickness of 1 mm. The film was punched into a circle having a diameter of 1.6 mm to form a measurement sample (pseudo-electrode mixture layer), and the weight W0 of the measurement sample was measured.
After the obtained data for measurement was stored in an electrolyte at 60 ° C. for 72 hours, the electrolyte adhering to the sample for measurement was wiped off, and the weight W1 of the sample for measurement was measured.
As the electrolyte, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethyl methyl carbonate (EMC), and propyl propionate (PP) were used as EC: PC: EMC: PP = 2: 1. LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent obtained by mixing at a ratio of 1: 1: 6 (mass ratio), and a mixture obtained by adding 1.5 vol% of vinylene carbonate as an additive was used.
Then, the electrolyte swelling degree ΔW (= W1 / W0 × 100 (%)) was calculated and evaluated according to the following criteria. It shows that the smaller the value of the electrolytic solution swelling ΔW is, the more the swelling of the electrode mixture layer obtained using the binder composition in the electrolytic solution can be suppressed.
A: Electrolyte swelling degree ΔW is less than 600% B: Electrolyte swelling degree ΔW is 600% or more and less than 800% C: Electrolyte swelling degree ΔW is 800% or more and less than 1000% D: Electrolyte swelling degree ΔW is 1000% or more E: less than 2000% E: electrolyte swelling degree ΔW is 2000% or more <Cycle characteristics>
The operation of charging the produced secondary battery to 4.35 V at 0.2 C and discharging it to 3.0 V in a 25 ° C. environment was repeated three times. Thereafter, an operation of charging at 1 CmA until the battery voltage becomes 4.35 V and discharging at 1 CmA until the battery voltage becomes 3.0 V under a 45 ° C. environment was repeated 100 times. Then, a capacity retention ratio ΔC = (C1 / C0) × 100 (%) was calculated from the first discharge capacity (C0) and the 100th discharge capacity (C1), and evaluated based on the following criteria. The higher the value of the capacity retention ratio, the smaller the decrease in the discharge capacity and the more excellent the cycle characteristics.
A: Capacity maintenance rate ΔC is 85% or more B: Capacity maintenance rate ΔC is 80% or more and less than 85% C: Capacity maintenance rate ΔC is 75% or more and less than 80% D: Capacity maintenance rate ΔC is 70% or more and less than 75% E : Capacity maintenance ratio ΔC is less than 70%

(実施例1)
<重合体(A)の調製>
金属製ボトルに、イオン交換水180部、濃度10質量%のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム水溶液25部、結合性官能基含有単量体としてのメタクリル酸5部、ニトリル基含有単量体としてのアクリロニトリル10部、(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2−エチルへキシルアクリレート25部、および、分子量調整剤としてのt−ドデシルメルカプタン0.5部を順次仕込み、内部の気体を窒素で3回置換した後、共役ジエン単量体としての1,3−ブタジエン60部を添加した。金属製ボトルを5℃に保ち、重合開始剤としてのクメンハイドロパーオキサイド0.1部を添加し、金属製ボトルを回転させながら16時間重合させた。次いで、重合停止剤として濃度10質量%のハイドロキノン水溶液0.1部を加えて重合反応を停止した後、水温60℃のロータリーエバポレータを用いて残留単量体を除去し、重合体の水分散液(固形分濃度約30質量%)を得た。
次いで、上記にて得られた水分散液に含有される重合体の乾燥重量に対するパラジウム含有量が750ppmになるように、オートクレーブ中に、上記にて製造した水分散液およびパラジウム触媒(1質量%酢酸パラジウムアセトン溶液とイオン交換水とを1:1(質量比)で混合した溶液)を添加した。そして、水素圧3MPa、温度50℃で6時間水素添加反応を行い、水添重合体を得た。
続いて、得られた水添重合体の水分散液に溶媒としてのNMPを水添重合体の固形分濃度が7%になるよう添加した。そして、90℃にて減圧蒸留を実施して水および過剰なNMPを除去し、重合体(A)(水添重合体)のNMP溶液(固形分濃度8%)を得た。
<多価カチオン性有機化合物(B)の準備>
多価カチオン性有機化合物(B)として、ポリエチレンイミン(数平均分子量:600、「エポミンSP−006」、日本触媒社製、)を準備した。そしてこのポリエチレンイミンのNMP溶液(固形分濃度8%)を調製した。
<正極用バインダー組成物の調製>
上述した重合体(A)のNMP溶液およびポリエチレンイミンのNMP溶液を、固形分換算で混合比が100:5となるように混合し、正極用バインダー組成物を得た。この正極用バインダー組成物を用いて、粘度安定性および電解液膨潤度を評価した。結果を表1に示す。
<正極用スラリー組成物の調製>
正極活物質としてのコバルト酸リチウム(LiCoO、体積平均粒子径:12μm)100部と、導電材としてのケッチェンブラック(ライオン社製、特殊オイルファーネスカーボン粉状品:個数粒子径40nm、比表面積800m/g)1.5部と、重合体(A)が0.6部(固形分換算)となる量の正極用バインダー組成物と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)のNMP溶液0.6部(固形分換算)と、追加の溶媒としてのNMPをプラネタリーミキサーにて混合することにより、正極用スラリー組成物を調製した。なお追加のNMPの量は、得られる正極用スラリー組成物の粘度(B型粘度計を使用。温度:25℃、ローター:No.4、ローター回転数:60rpm)が5000±200mPa・sの範囲内となるように調整した。
<正極の作製>
得られた正極用スラリー組成物を、厚さ15μmのアルミニウム箔よりなる集電体の片面に、乾燥後の塗布量が20mg/cmになるように塗布した。そして、塗布したスラリー組成物を90℃で20分間、120℃で20分間乾燥し、その後、150℃で2時間加熱処理して、正極原反を得た。そして、得られた正極原反をロールプレスで圧延し、密度が3.7g/cmの正極合材層をアルミニウム箔(集電体)上に備える正極を得た。
<負極の作製>
負極活物質としての球状人造黒鉛(体積平均粒子径:12μm)100部と、結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体1部と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース1部と、分散媒として適量の水をプラネタリーミキサーにて混合することにより、負極用スラリー組成物を調製した。
得られた負極用スラリー組成物を、厚さ15μmの銅箔よりなる集電体の片面に、乾燥後の塗布量が10mg/cmになるように塗布した。そして、塗布したスラリー組成物を60℃で20分間、120℃で20分間乾燥し、負極原反を得た。そして、得られた負極原反をロールプレスで圧延し、密度が1.5g/cmの負極合材層を銅箔(集電体)上に備える負極を得た。
<セパレータの準備>
単層のポリプロピレン製セパレータ(幅65mm、長さ500mm、厚さ25μm、乾式法により製造、気孔率55%)を、4.4cm×4.4cmの正方形に切り抜いた。
<二次電池の製造>
電池の外装として、アルミニウム包材外装を用意した。そして、上記で得られた正極を、4cm×4cmの正方形に切り出し、集電体側の表面がアルミニウム包材外装に接するように配置した。正極の正極合材層の上に、上記で得られた正方形のセパレータを配置した。更に、上記で得られた負極を、4.2cm×4.2cmの正方形に切り出し、これをセパレータ上に、負極合材層側の表面がセパレータに向かい合うように配置した。更に、電解液を充填し、その後、アルミニウム包材外装の開口を密封するために、150℃のヒートシールをしてアルミニウム包材外装を閉口し、リチウムイオン二次電池を得た。なお、電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)と、プロピルプロピオネ-ト(PP)とをEC:PC:EMC:PP=2:1:1:6(質量比)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、更に添加剤としてビニレンカーボネート1.5体積%を添加したものを用いた。
そして、得られたリチウムイオン二次電池を用いてサイクル特性の評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 1)
<Preparation of polymer (A)>
In a metal bottle, 180 parts of ion-exchanged water, 25 parts of an aqueous solution of sodium dodecylbenzenesulfonate having a concentration of 10% by mass, 5 parts of methacrylic acid as a monomer containing a binding functional group, and acrylonitrile 10 as a monomer containing a nitrile group , 25 parts of 2-ethylhexyl acrylate as a (meth) acrylate monomer, and 0.5 part of t-dodecyl mercaptan as a molecular weight modifier were sequentially charged, and the inside gas was replaced with nitrogen three times. After that, 60 parts of 1,3-butadiene as a conjugated diene monomer was added. While keeping the metal bottle at 5 ° C., 0.1 part of cumene hydroperoxide as a polymerization initiator was added, and polymerization was carried out for 16 hours while rotating the metal bottle. Then, after adding 0.1 part of a 10% by mass aqueous solution of hydroquinone as a polymerization terminator to terminate the polymerization reaction, residual monomers were removed using a rotary evaporator at a water temperature of 60 ° C., and an aqueous dispersion of the polymer was obtained. (Solid content: about 30% by mass).
Then, the aqueous dispersion prepared above and the palladium catalyst (1% by mass) were placed in an autoclave such that the palladium content based on the dry weight of the polymer contained in the aqueous dispersion obtained above became 750 ppm. (A solution in which a palladium acetate acetone solution and ion-exchanged water were mixed at a ratio of 1: 1 (mass ratio)) was added. Then, a hydrogenation reaction was performed at a hydrogen pressure of 3 MPa and a temperature of 50 ° C. for 6 hours to obtain a hydrogenated polymer.
Subsequently, NMP as a solvent was added to the obtained aqueous dispersion of the hydrogenated polymer so that the solid content concentration of the hydrogenated polymer became 7%. Then, vacuum distillation was performed at 90 ° C. to remove water and excess NMP, and an NMP solution (solid content: 8%) of the polymer (A) (hydrogenated polymer) was obtained.
<Preparation of polyvalent cationic organic compound (B)>
Polyethyleneimine (number average molecular weight: 600, "Epomin SP-006", manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) was prepared as the polyvalent cationic organic compound (B). Then, an NMP solution of this polyethyleneimine (solid concentration: 8%) was prepared.
<Preparation of binder composition for positive electrode>
The above-mentioned NMP solution of the polymer (A) and the NMP solution of polyethyleneimine were mixed so that the mixing ratio was 100: 5 in terms of solid content, to obtain a binder composition for a positive electrode. Using this binder composition for a positive electrode, the viscosity stability and the degree of swelling of the electrolytic solution were evaluated. Table 1 shows the results.
<Preparation of slurry composition for positive electrode>
100 parts of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 , volume average particle diameter: 12 μm) as a positive electrode active material and Ketjen black (Lion Co., Ltd., special oil furnace carbon powder) as a conductive material: number particle diameter 40 nm, specific surface area 800 m 2 / g) 1.5 parts of the polymer (A), 0.6 parts (in terms of solid content) of the binder composition for the positive electrode, and NMP of polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder A slurry composition for a positive electrode was prepared by mixing 0.6 part (in terms of solid content) of the solution and NMP as an additional solvent with a planetary mixer. In addition, the amount of additional NMP is in the range of 5000 ± 200 mPa · s when the viscosity of the obtained slurry composition for a positive electrode (using a B-type viscometer; temperature: 25 ° C., rotor: No. 4, rotor speed: 60 rpm). Adjusted to be inside.
<Preparation of positive electrode>
The obtained positive electrode slurry composition was applied to one surface of a current collector made of an aluminum foil having a thickness of 15 μm so that the applied amount after drying was 20 mg / cm 2 . Then, the applied slurry composition was dried at 90 ° C. for 20 minutes and at 120 ° C. for 20 minutes, and then heat-treated at 150 ° C. for 2 hours to obtain a positive electrode raw material. Then, the obtained positive electrode raw material was rolled by a roll press to obtain a positive electrode having a positive electrode mixture layer having a density of 3.7 g / cm 3 on an aluminum foil (current collector).
<Preparation of negative electrode>
100 parts of spherical artificial graphite (volume average particle diameter: 12 μm) as a negative electrode active material, 1 part of a styrene-butadiene copolymer as a binder, 1 part of carboxymethyl cellulose as a thickener, and an appropriate amount as a dispersion medium Was mixed with a planetary mixer to prepare a slurry composition for a negative electrode.
The obtained negative electrode slurry composition was applied to one surface of a current collector made of a copper foil having a thickness of 15 μm so that the application amount after drying was 10 mg / cm 2 . Then, the applied slurry composition was dried at 60 ° C. for 20 minutes and at 120 ° C. for 20 minutes to obtain a negative electrode raw material. Then, the obtained negative electrode raw material was rolled by a roll press to obtain a negative electrode having a negative electrode mixture layer having a density of 1.5 g / cm 3 on a copper foil (current collector).
<Preparation of separator>
A single-layer polypropylene separator (width 65 mm, length 500 mm, thickness 25 μm, manufactured by a dry method, porosity 55%) was cut into a square of 4.4 cm × 4.4 cm.
<Manufacture of secondary batteries>
An aluminum packaging exterior was prepared as the exterior of the battery. Then, the positive electrode obtained above was cut into a square of 4 cm × 4 cm, and arranged so that the surface on the side of the current collector was in contact with the exterior of the aluminum packaging material. The square separator obtained above was disposed on the positive electrode mixture layer of the positive electrode. Further, the negative electrode obtained above was cut into a 4.2 cm × 4.2 cm square, and this was disposed on a separator such that the surface of the negative electrode mixture layer side faced the separator. Further, the battery was filled with an electrolytic solution, and then heat sealed at 150 ° C. to close the opening of the aluminum packaging material, and the aluminum packaging material was closed to obtain a lithium ion secondary battery. As the electrolyte, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), ethyl methyl carbonate (EMC), and propyl propionate (PP) were used as EC: PC: EMC: PP = 2: 1. LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent obtained by mixing at a ratio of 1: 1: 6 (mass ratio), and a mixture obtained by adding 1.5 vol% of vinylene carbonate as an additive was used.
Then, the cycle characteristics were evaluated using the obtained lithium ion secondary battery. Table 1 shows the results.

(実施例2、4〜15)
重合体(A)の調製の際に、表1の単量体組成を採用した以外は実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Examples 2, 4 to 15)
In the preparation of the polymer (A), the polymer (A), the binder composition for the positive electrode, the slurry composition for the positive electrode, and the positive electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that the monomer composition shown in Table 1 was used. , A negative electrode, and a secondary battery. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(実施例3)
重合体(A)の調製の際に、表1の単量体組成を採用し、且つ、正極用バインダー組成物の調製の際に、ポリエチレンイミンのNMP溶液に替えて、N,N’−ビス(3−フェニル−2−プロペニリデン)−1,6−ヘキサンジアミン(分子量:344)のNMP溶液(固形分濃度8%)を使用した以外は、実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Example 3)
In preparing the polymer (A), the monomer composition shown in Table 1 was adopted, and in preparing the binder composition for the positive electrode, N, N′-bis was replaced with an NMP solution of polyethyleneimine. Polymer (A) was prepared in the same manner as in Example 1 except that an NMP solution (solid content: 8%) of (3-phenyl-2-propenylidene) -1,6-hexanediamine (molecular weight: 344) was used. , A positive electrode binder composition, a positive electrode slurry composition, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(実施例16、17)
正極用バインダー組成物の調製の際に、多価カチオン性有機化合物(B)の量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Examples 16 and 17)
When preparing the binder composition for the positive electrode, the polymer (A) and the binder for the positive electrode were prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of the polyvalent cationic organic compound (B) was changed as shown in Table 1. A composition, a slurry composition for a positive electrode, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery were produced. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(実施例18、19)
正極用バインダー組成物の調製の際に、ポリエチレンイミン(数平均分子量:600)のNMP溶液に替えて、ポリエチレンイミン(数平均分子量:1200、「エポミンSP−012」、日本触媒社製)またはポリエチレンイミン(数平均分子量:1800、「エポミンSP−018」、日本触媒社製)のNMP溶液(固形分濃度8%)を使用した以外は、実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Examples 18 and 19)
In preparing the binder composition for the positive electrode, polyethyleneimine (number average molecular weight: 1200, “Epomin SP-012”, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) or polyethylene is used instead of an NMP solution of polyethyleneimine (number average molecular weight: 600). Except for using an NMP solution (solid concentration 8%) of imine (number average molecular weight: 1800, “Epomin SP-018”, manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.), the polymer (A) was prepared in the same manner as in Example 1. A binder composition for a positive electrode, a slurry composition for a positive electrode, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery were produced. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(実施例20〜23)
正極用バインダー組成物の調製の際に、ポリエチレンイミン(数平均分子量:600)のNMP溶液に替えて、N,N’−ビス(3−フェニル−2−プロペニリデン)−1,6−ヘキサンジアミン(分子量:344)、ポリアリルアミン(数平均分子量:1600、「PAA−01」、ニットーボーメディカル社製)、ジエチレントリアミン(分子量:103)、またはエチレンジアミン(分子量:60)のNMP溶液(固形分濃度8%)を使用した以外は、実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Examples 20 to 23)
In preparing the binder composition for a positive electrode, N, N′-bis (3-phenyl-2-propenylidene) -1,6-hexanediamine (N-N′-bis (3-phenyl-2-propenylidene)) was used instead of an NMP solution of polyethyleneimine (number average molecular weight: 600). NMP solution of polyallylamine (molecular weight: 344), polyallylamine (number average molecular weight: 1600, "PAA-01", manufactured by Nittobo Medical), diethylenetriamine (molecular weight: 103), or ethylenediamine (molecular weight: 60) (solid content: 8%) The polymer (A), the binder composition for the positive electrode, the slurry composition for the positive electrode, the positive electrode, the negative electrode, and the secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that was used. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(比較例1)
正極用バインダー組成物の調製の際に、多価カチオン性有機化合物(B)を使用しない以外は、実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
In the preparation of the positive electrode binder composition, the polymer (A), the positive electrode binder composition, and the positive electrode slurry composition were prepared in the same manner as in Example 1 except that the polyvalent cationic organic compound (B) was not used. The product, the positive electrode, the negative electrode, and the secondary battery were manufactured. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(比較例2)
正極用バインダー組成物の調製の際に、ポリエチレンイミン(数平均分子量:600)のNMP溶液に替えて、ポリエチレンイミン(数平均分子量:10000、「エポミンSP−200」、日本触媒社製)のNMP溶液(固形分濃度8%)を使用した以外は、実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
In preparing the binder composition for the positive electrode, instead of the NMP solution of polyethyleneimine (number average molecular weight: 600), NMP of polyethyleneimine (number average molecular weight: 10,000, “Epomin SP-200”, manufactured by Nippon Shokubai) was used. A polymer (A), a binder composition for a positive electrode, a slurry composition for a positive electrode, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that a solution (solid content concentration: 8%) was used. did. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(比較例3)
重合体(A)の調製の際に、表1の単量体組成を採用した以外は実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
In the preparation of the polymer (A), the polymer (A), the binder composition for the positive electrode, the slurry composition for the positive electrode, and the positive electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that the monomer composition shown in Table 1 was used. , A negative electrode, and a secondary battery. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

(比較例4)
正極用バインダー組成物の調製に、多価カチオン性有機化合物(B)に替えてアルミニウムキレート(川研ファインケミカル社製、製品名「アルミキレートA(W)」、アルミニウムトリス(アセチルアセトネート))を使用した以外は、実施例1と同様にして、重合体(A)、正極用バインダー組成物、正極用スラリー組成物、正極、負極、および二次電池を作製した。そして、実施例1と同様にして評価を行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 4)
In preparing the binder composition for the positive electrode, aluminum chelate (manufactured by Kawaken Fine Chemical Co., product name "Aluminum Chelate A (W)", aluminum tris (acetylacetonate)) is used instead of the polyvalent cationic organic compound (B). A polymer (A), a binder composition for a positive electrode, a slurry composition for a positive electrode, a positive electrode, a negative electrode, and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except for using the same. Then, evaluation was performed in the same manner as in Example 1. Table 1 shows the results.

なお、以下に示す表1中、
「COOH」は、カルボン酸基を示し、
「AA」は、アクリル酸単位を示し、
「IA」は、イタコン酸単位を示し、
「MAA」は、メタクリル酸単位を示し、
「MBM」は、マレイン酸モノブチル単位を示し、
「MMA」、メチルメタクリレート単位を示し、
「EA」は、エチルアクリレート単位を示し、
「BA」は、n−ブチルアクリレート単位を示し、
「2−EHA」は、2−エチルヘキシルアクリレート単位を示し、
「AN」は、アクリロニトリル単位を示し、
「BD」は、1,3−ブタジエン単位又は1,3−ブタジエン水素化物単位を示し、
「PEI」は、ポリエチレンイミンを示し、
「NBH」は、N,N’−ビス(3−フェニル−2−プロペニリデン)−1,6−ヘキサンジアミンを示し、
「PAA」は、ポリアリルアミンを示し、
「DETA」は、ジエチレントリアミンを示し、
「ED」は、エチレンジアミンを示し、
「AL」は、アルミニウムキレートを示す。
In Table 1 shown below,
"COOH" represents a carboxylic acid group,
"AA" represents an acrylic acid unit,
"IA" represents itaconic acid unit,
"MAA" represents a methacrylic acid unit,
"MBM" indicates monobutyl maleate unit,
"MMA" indicates methyl methacrylate unit,
"EA" indicates an ethyl acrylate unit,
"BA" represents n-butyl acrylate unit,
"2-EHA" represents 2-ethylhexyl acrylate unit,
"AN" represents acrylonitrile unit,
"BD" represents 1,3-butadiene unit or 1,3-butadiene hydride unit,
"PEI" indicates polyethyleneimine,
"NBH" represents N, N'-bis (3-phenyl-2-propenylidene) -1,6-hexanediamine;
"PAA" refers to polyallylamine,
"DETA" indicates diethylenetriamine,
"ED" represents ethylenediamine,
"AL" indicates aluminum chelate.

Figure 2018168502
Figure 2018168502

表1より、結合性官能基を有する重合体(A)と、分子量が所定の値以下である多価カチオン性有機化合物(B)とを含むバインダー組成物を用いた実施例1〜23では、バインダー組成物が粘度安定性に優れており、且つ、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能なスラリー組成物を得て、優れたサイクル特性を有する二次電池を製造できることが分かる。
一方、表1より、結合性官能基を有する重合体(A)を含み、分子量が所定の値以下である多価カチオン性有機化合物(B)を含まないバインダー組成物を用いた比較例1では、電極合材層の電解液中での膨潤を十分に抑制することができず、二次電池のサイクル特性が低下してしまうことが分かる。
また、表1より、結合性官能基を有する重合体(A)と、多価カチオン性有機化合物(B)を含むが、当該多価カチオン性有機化合物(B)の分子量が所定の値を超えるバインダー組成物を用いた比較例2では、バインダー組成物が粘度安定性に劣り、二次電池のサイクル特性が低下してしまうことが分かる。
そして、表1より、結合性官能基を有さない重合体と、分子量が所定の値以下である多価カチオン性有機化合物(B)とを含むバインダー組成物を用いた比較例3では、電極合材層の電解液中での膨潤を十分に抑制することができず、二次電池のサイクル特性が低下してしまうことが分かる。
更に、表1より、結合性官能基を有する重合体(A)と、アルミニウムキレートを含むバインダー組成物を用いた比較例4では、バインダー組成物が粘度安定性に劣り、二次電池のサイクル特性が低下してしまうことが分かる。これらの性能の低下は、アルミニウムキレート由来のアルミニウムイオンに因るものと推察される。具体的に、粘度安定性の低下は、アルミニウムイオンの溶媒中での運動性が高いため、重合体(A)と架橋反応を起こして重合体(A)を増粘させてしまうためと推察される。また、サイクル特性の低下は、スラリー組成物調製時のせん断による温度上昇のため、アルミニウムイオンが重合体(A)と架橋反応を起こし、その結果重合体(A)が導電材を被覆しにくくなって導電材の分散性が損なわれるためと推察される。
From Table 1, in Examples 1 to 23 using a binder composition containing a polymer (A) having a binding functional group and a polyvalent cationic organic compound (B) having a molecular weight of a predetermined value or less, A binder composition having excellent viscosity stability, and obtaining a slurry composition capable of forming an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed, to produce a secondary battery having excellent cycle characteristics You can see what you can do.
On the other hand, from Table 1, in Comparative Example 1 using the binder composition containing the polymer (A) having a binding functional group and containing no polyvalent cationic organic compound (B) having a molecular weight of a predetermined value or less. In addition, it can be seen that the swelling of the electrode mixture layer in the electrolyte cannot be sufficiently suppressed, and the cycle characteristics of the secondary battery deteriorate.
Further, from Table 1, the polymer (A) having a binding functional group and the polyvalent cationic organic compound (B) are included, and the molecular weight of the polyvalent cationic organic compound (B) exceeds a predetermined value. In Comparative Example 2 using the binder composition, it can be seen that the binder composition is inferior in viscosity stability and the cycle characteristics of the secondary battery are reduced.
Further, from Table 1, in Comparative Example 3 using a binder composition containing a polymer having no binding functional group and a polyvalent cationic organic compound (B) having a molecular weight of not more than a predetermined value, an electrode was used. It can be seen that the swelling of the mixture layer in the electrolyte cannot be sufficiently suppressed, and the cycle characteristics of the secondary battery deteriorate.
Furthermore, from Table 1, in Comparative Example 4 using the polymer (A) having a binding functional group and the binder composition containing an aluminum chelate, the binder composition was inferior in viscosity stability and the cycle characteristics of the secondary battery It can be seen that is reduced. It is presumed that these performance decreases are due to aluminum ions derived from the aluminum chelate. Specifically, the decrease in viscosity stability is presumed to be due to the high mobility of aluminum ions in the solvent, which causes a crosslinking reaction with the polymer (A) to increase the viscosity of the polymer (A). You. In addition, the decrease in cycle characteristics is caused by a temperature increase due to shearing during the preparation of the slurry composition, so that aluminum ions cause a crosslinking reaction with the polymer (A), and as a result, the polymer (A) becomes difficult to coat the conductive material. It is presumed that the dispersibility of the conductive material was impaired.

本発明によれば、粘度安定性に優れ、且つ、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物が得られる。
また、本発明によれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を形成可能であり、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物が得られる。
更に、本発明によれば、電解液中での膨潤が抑制された電極合材層を備え、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池用電極が得られる。
そして、本発明によれば、優れたサイクル特性を有する非水系二次電池が得られる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes which is excellent in viscosity stability and can form the electrode mixture layer in which the swelling in the electrolytic solution was suppressed is obtained.
Further, according to the present invention, a non-aqueous secondary battery capable of forming an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed and exhibiting excellent cycle characteristics to a non-aqueous secondary battery is provided. A conductive material paste composition for a secondary battery electrode and a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode are obtained.
Furthermore, according to the present invention, for a non-aqueous secondary battery, which comprises an electrode mixture layer in which swelling in an electrolytic solution is suppressed, and which can exhibit excellent cycle characteristics to a non-aqueous secondary battery An electrode is obtained.
According to the present invention, a non-aqueous secondary battery having excellent cycle characteristics can be obtained.

Claims (9)

カチオン性基と結合可能な官能基を有する重合体と、2つ以上のカチオン性基を有し、分子量が8000以下である有機化合物とを含む、非水系二次電池電極用バインダー組成物。   A binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode, comprising: a polymer having a functional group capable of binding to a cationic group; and an organic compound having two or more cationic groups and having a molecular weight of 8000 or less. 前記カチオン性基と結合可能な官能基が、カルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、およびヒドロキシル基からなる群より選択される少なくとも一種である、請求項1に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。   The non-aqueous secondary battery according to claim 1, wherein the functional group capable of binding to the cationic group is at least one selected from the group consisting of a carboxylic acid group, a sulfonic acid group, a phosphoric acid group, and a hydroxyl group. An electrode binder composition. 前記重合体が、カチオン性基と結合可能な官能基を含有する単量体単位を、0.1質量%以上20質量%以下の割合で含む、請求項1又は2に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。   The non-aqueous secondary according to claim 1, wherein the polymer includes a monomer unit having a functional group capable of binding to a cationic group at a ratio of 0.1% by mass or more and 20% by mass or less. A binder composition for a battery electrode. 前記重合体100質量部当たり、前記有機化合物を0.1質量部以上20質量部以下含む、請求項1〜3の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。   4. The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 1, wherein the binder composition contains 0.1 to 20 parts by mass of the organic compound per 100 parts by mass of the polymer. 5. 前記重合体が、ニトリル基含有単量体単位と、共役ジエン単量体単位およびアルキレン構造単位の少なくとも一方とを含み、
前記重合体中の前記ニトリル基含有単量体単位の割合が5質量%以上35質量%以下であり、前記重合体中の前記共役ジエン単量体単位の割合と前記アルキレン構造単位の割合の合計が、30質量%以上90質量%以下である、請求項1〜4の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
The polymer includes a nitrile group-containing monomer unit and at least one of a conjugated diene monomer unit and an alkylene structural unit,
A ratio of the nitrile group-containing monomer unit in the polymer is 5% by mass or more and 35% by mass or less, and a total of a ratio of the conjugated diene monomer unit and a ratio of the alkylene structural unit in the polymer; The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the content is 30% by mass or more and 90% by mass or less.
導電材と、請求項1〜5の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物とを含む、非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物。   A conductive material paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode, comprising a conductive material and the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 1. 電極活物質と、請求項1〜5の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物または請求項6に記載の非水系二次電池電極用導電材ペースト組成物とを含む、非水系二次電池電極用スラリー組成物。   A non-aqueous battery comprising the electrode active material and the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to any one of claims 1 to 5 or the conductive material paste composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 6. A slurry composition for an aqueous secondary battery electrode. 請求項7に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える、非水系二次電池用電極。   An electrode for a non-aqueous secondary battery, comprising an electrode mixture layer formed using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 7. 正極、負極、電解液およびセパレータを備え、
前記正極および負極の少なくとも一方が請求項8に記載の非水系二次電池用電極である、非水系二次電池。
Equipped with a positive electrode, negative electrode, electrolyte and separator,
A non-aqueous secondary battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for a non-aqueous secondary battery according to claim 8.
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