KR102007592B1 - Separator / interlayer laminate, structure for nonaqueous electrolyte secondary battery, and aqueous latex - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 세퍼레이터/중간층 적층체는 비수 전해질 이차전지용 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터의 적어도 한쪽의 주면에 설치된 중간층을 갖고, 상기 중간층은 (A) 불포화 이염기산염에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자, 및 (B) 무기 입자를 포함한다.The separator / intermediate layer laminate according to the present invention has a separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery and an intermediate layer provided on at least one main surface of the separator, wherein the intermediate layer is a structural unit derived from (A) unsaturated dibasic acid salt and / or unsaturated dichloride. The polymer particle containing the copolymer containing the structural unit derived from a monoacid ester and the structural unit derived from a vinylidene fluoride-type monomer, and (B) inorganic particle are included.
Description
본 발명은 세퍼레이터/중간층 적층체, 비수 전해질 이차전지용 구조체, 및 수성 라텍스에 관한 것이다.The present invention relates to a separator / interlayer laminate, a structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and an aqueous latex.
최근 전자 기술의 발전은 놀랍고, 각종 기기가 소형화, 경량화되고 있다. 이 전자 기기의 소형화, 경량화와 더불어, 그의 전원이 되는 전지의 소형화, 경량화가 요구되고 있다. 작은 용적 및 질량으로 큰 에너지를 얻을 수 있는 전지로서, 리튬을 이용한 비수 전해질 이차전지가 이용되고 있다. 또한, 비수 전해질 이차전지를, 하이브리드 카, 전기 자동차 등의 에너지원으로서 이용하는 것도 제안되고 있어, 실용화가 시작되고 있다.Recent advances in electronic technology are surprising, and various devices have become smaller and lighter. In addition to miniaturization and weight reduction of the electronic device, miniaturization and weight reduction of the battery serving as the power source thereof are required. As a battery capable of obtaining large energy in a small volume and mass, a nonaqueous electrolyte secondary battery using lithium is used. In addition, the use of nonaqueous electrolyte secondary batteries as energy sources such as hybrid cars and electric vehicles has been proposed, and practical use has begun.
비수 전해질 이차전지의 용도가 태블릿 단말기나 스마트 폰 분야, 자동차 분야 등으로 확대됨에 따라, 비수 전해질 이차전지의 대용량화 및 대면적화도 요구되게 되었다. 예를 들어, 특허문헌 1에는 대면적의 양극 극판 및 음극 극판을 세퍼레이터를 사이에 두고 적층한 적층형 전극체와 특정 비수 전해질을 구비하는 비수 전해질 이차전지가 개시되어 있다.As the use of the nonaqueous electrolyte secondary battery has been expanded to tablet terminals, smartphones, automobiles, etc., the capacity and large area of the nonaqueous electrolyte secondary batteries have also been required. For example, Patent Literature 1 discloses a nonaqueous electrolyte secondary battery having a stacked electrode body in which a large area of the positive electrode plate and the negative electrode plate are laminated with a separator interposed therebetween and a specific nonaqueous electrolyte.
비수 전해질 이차전지용 구조체는 통상, 양극과 음극을 갖고, 이 사이에 양극과 음극을 절연하기 위한 세퍼레이터가 배치되어 있다. 대용량화를 달성하기 위해 대면적화된 비수 전해질 이차전지용 구조체에서는 양극, 세퍼레이터, 및 음극을 구비하는 적층체가 매우 작은 외력에 의해 일그러짐(distortion)만으로도, 양극과 세퍼레이터 사이 및/또는 음극과 세퍼레이터 사이에서 어긋남이나 박리가 발생하기 쉽고, 충방전에 기여하지 않는 부분이 나타내기 쉽다. 그 결과, 소망의 용량을 얻기 어려워질 우려가 있다. 그러므로, 상기와 같은 어긋남이나 박리가 발생하기 어려워지도록, 양극과 세퍼레이터끼리, 및, 음극과 세퍼레이터끼리가 서로 견고하게 밀착된 비수 전해질 이차전지용 구조체가 요구되고 있다.The nonaqueous electrolyte secondary battery structure usually has a positive electrode and a negative electrode, and a separator for insulating the positive electrode and the negative electrode is disposed therebetween. In a structure for a nonaqueous electrolyte secondary battery having a large area for achieving a large capacity, a laminate including a positive electrode, a separator, and a negative electrode is misaligned between the positive electrode and the separator and / or between the negative electrode and the separator even by distortion by a very small external force. Peeling tends to occur and the part which does not contribute to charging and discharging is easy to show. As a result, there is a possibility that it is difficult to obtain a desired capacity. Therefore, there is a need for a nonaqueous electrolyte secondary battery structure in which the positive electrode and the separators and the negative electrode and the separators are firmly in close contact with each other so that such misalignment and peeling are unlikely to occur.
또한, 대용량화를 달성하기 위해 대면적화된 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서 안전성 확보는 매우 중요하다. 통상 사용되는 올레핀계 세퍼레이터는 100℃ 이상의 온도에서의 가열에 의해 격렬하게 열수축하므로, 대면적화된 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서, 이러한 올레핀계의 세퍼레이터를 이용하면, 양극과 음극간의 단락을 일으키는 문제가 있다.In addition, in order to achieve a large capacity, it is very important to secure safety in a large-area nonaqueous electrolyte secondary battery structure. Since olefin separators used in general are thermally shrunk by heating at a temperature of 100 ° C. or more, in a structure for a large-area nonaqueous electrolyte secondary battery, when such an olefin separator is used, there is a problem of causing a short circuit between the positive electrode and the negative electrode. have.
본 발명은 세퍼레이터 가열 시의 면적 수축률이 작은 세퍼레이터/중간층 적층체, 상기 세퍼레이터/중간층 적층체를 사용하여, 양극과 세퍼레이터끼리, 및, 음극과 세퍼레이터끼리 중 적어도 한쪽이 서로 견고하게 밀착된 비수 전해질 이차전지용 구조체, 및 상기 비수 전해질 이차전지용 구조체를 얻는데 사용되는 수성 라텍스를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention uses a separator / middle layer laminate having a small area shrinkage during heating of the separator, and a separator / middle layer laminate, wherein at least one of the positive electrode and the separator and the negative electrode and the separator are firmly adhered to each other. It is an object to provide a battery structure and an aqueous latex used to obtain the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries.
본 발명자들은 상기 과제를 달성하기 위해, 예의 연구를 거듭한 결과, (A) 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자와 (B) 무기 입자의 조합에 의해 상기 과제를 달성할 수 있다는 것을 밝혀내고, 본 발명을 완성시켰다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to achieve the said subject, as a result of earnest research, (A) the structural unit derived from unsaturated dibasic acid and / or the structural unit derived from unsaturated dibasic acid monoester, and the vinylidene fluoride-type monomer derived from It was found out that the above problems can be achieved by combining a polymer particle containing a copolymer containing a structural unit and an inorganic particle (B), thereby completing the present invention.
즉, 본 발명에 따른 세퍼레이터/중간층 적층체는 비수 전해질 이차전지용 세퍼레이터와, 상기 세퍼레이터의 적어도 한쪽의 주면(主面)에 설치된 중간층을 갖고,That is, the separator / middle layer laminated body which concerns on this invention has a separator for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and the intermediate | middle layer provided in the at least one main surface of the said separator,
상기 중간층은 (A) 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자, 및 (B) 무기 입자를 포함한다.The said intermediate | middle layer contains the polymer particle containing the copolymer containing the structural unit derived from (A) unsaturated dibasic acid, and / or the structural unit derived from unsaturated dibasic acid monoester, and the vinylidene fluoride-type monomer, and (B) It contains an inorganic particle.
상기 중합체 입자에 대하여, 1740 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A1740 cm-1과 3020 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A3020 cm-1의 비 A1740 cm-1/A3020 cm-1이 0.10 이상인 것이 바람직하다.With respect to the polymer particles, the 1740 absorbance of an infrared absorption spectrum at 1740 cm-1 and A -1 cm ratio A 1740 cm-1 / A 3020 cm 3020 cm-1 of the absorbance A of the infrared absorption spectrum at 3020 cm -1 It is preferable that -1 is 0.10 or more.
상기 중합체 입자의 평균 입경이 50 nm 이상 700 nm 이하인 것이 바람직하다.It is preferable that the average particle diameter of the said polymer particle is 50 nm or more and 700 nm or less.
상기 중합체 입자가 유화(乳化) 중합에 의해 제조되는 것이 바람직하다.It is preferable that the said polymer particle is manufactured by emulsion polymerization.
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체는 양극, 음극, 및 상기 양극 및 상기 음극 사이에 적층된 세퍼레이터를 갖는 것으로서,The nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a separator stacked between the positive electrode and the negative electrode,
상기 비수 전해질 이차전지용 구조체는 상기 양극과 상기 세퍼레이터 사이 및, 상기 음극과 상기 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 중간층을 갖고,The nonaqueous electrolyte secondary battery structure has an intermediate layer between at least one of the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator,
상기 중간층은 (A) 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자, 및 (B) 무기 입자를 포함한다.The said intermediate | middle layer contains the polymer particle containing the copolymer containing the structural unit derived from (A) unsaturated dibasic acid, and / or the structural unit derived from unsaturated dibasic acid monoester, and the vinylidene fluoride-type monomer, and (B) It contains an inorganic particle.
본 발명에 따른 수성 라텍스는 수중에 분산된 중합체 입자 및 무기 입자를 포함하는 수성 라텍스로서,The aqueous latex according to the present invention is an aqueous latex comprising polymer particles and inorganic particles dispersed in water,
상기 중합체 입자는 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하고,The polymer particles contain a copolymer comprising a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid and / or a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid monoester and a structural unit derived from a vinylidene fluoride monomer,
양극, 음극, 및 상기 양극과 상기 음극 사이에 적층된 세퍼레이터를 갖는 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서, 상기 양극과 상기 세퍼레이터 사이 및, 상기 음극과 상기 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 설치되는 중간층의 제조에 이용된다.A nonaqueous electrolyte secondary battery structure having a positive electrode, a negative electrode, and a separator stacked between the positive electrode and the negative electrode, which is used for producing an intermediate layer provided between at least one of the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator. do.
본 발명에 의하면, 세퍼레이터 가열 시의 면적 수축률이 작은 세퍼레이터/중간층 적층체, 상기 세퍼레이터/중간층 적층체를 이용하여, 양극과 세퍼레이터끼리, 및, 음극과 세퍼레이터끼리 중 적어도 한쪽이 서로 견고하게 밀착된 비수 전해질 이차전지용 구조체, 및 상기 비수 전해질 이차전지용 구조체를 얻는데 사용되는 수성 라텍스를 제공할 수 있다. 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체에 의하면, 비수 전해질 이차전지의 대용량화 및 대면적화를 효율적 또한 효과적으로 달성할 수 있다.Advantageous Effects of Invention According to the present invention, a separator / middle layer laminate having a small area shrinkage rate at the time of separator heating and a nonaqueous material in which at least one of the anode and the separator and the cathode and the separator are firmly adhered to each other using the separator / middle layer laminate. The structure for electrolyte secondary batteries and the aqueous latex used for obtaining the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries can be provided. According to the structure for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention, it is possible to efficiently and effectively achieve a large capacity and a large area of the nonaqueous electrolyte secondary battery.
도 1은 실시예 또는 비교예에서 얻어진 수성 라텍스 유래의 분말에 대하여 IR 스펙트럼 측정을 수행하여 얻어진 그래프를 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the graph obtained by performing IR spectral measurement with respect to the powder derived from aqueous latex obtained in the Example or the comparative example.
<수성 라텍스><Aqueous latex>
본 발명에 따른 수성 라텍스는 수중에 분산된 중합체 입자 및 무기 입자를 포함하는 것으로서, 중합체 입자는 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하고, 수성 라텍스는 양극, 음극, 및 상기 양극과 음극 사이에 적층된 세퍼레이터를 갖는 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 설치되는 중간층의 제조에서 사용된다. 수성 라텍스에 있어서, 중합체 입자 및 무기 입자 각각은 단독으로 사용할 수 있거나, 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.The aqueous latex according to the present invention comprises polymer particles and inorganic particles dispersed in water, wherein the polymer particles are structural units derived from unsaturated dibasic acids and / or structural units derived from unsaturated dibasic acid monoesters and vinylidene fluoride series. A copolymer containing a structural unit derived from a monomer, wherein the aqueous latex is a nonaqueous electrolyte secondary battery structure having a positive electrode, a negative electrode, and a separator laminated between the positive electrode and the negative electrode, between the positive electrode and the separator, and the negative electrode and It is used in manufacture of an intermediate | middle layer provided in at least one among separators. In aqueous latex, each of the polymer particles and the inorganic particles may be used alone or in combination of two or more thereof.
〔중합체 입자〕[Polymer particle]
중합체 입자는 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 것이다. 공중합체는 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위가 갖는 카보닐기에 기인하는 극성 상호 작용을 나타내고, 기재와의 접착력이 뛰어나다. 따라서, 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 적층된 세퍼레이터를 갖는 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 설치되는 중간층의 제조에, 공중합체를 함유하는 중합체 입자를 포함하는 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용했을 경우, 세퍼레이터와 중간층의 접착 강도, 양극과 중간층의 접착 강도, 및 음극과 중간층의 접착 강도가 뛰어난 것으로 되기 쉽다. 중합체 입자에 있어서, 공중합체는 단독으로 사용할 수 있거나, 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.The polymer particles contain a copolymer comprising a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid and / or a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid monoester and a structural unit derived from a vinylidene fluoride monomer. The copolymer exhibits a polar interaction attributable to the carbonyl group of the structural unit derived from the unsaturated dibasic acid and / or the structural unit derived from the unsaturated dibasic acid monoester, and is excellent in adhesion to the substrate. Therefore, in the structure for a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and a separator laminated between the positive electrode and the negative electrode, a copolymer is included in the production of an intermediate layer provided between at least one of the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator. When the aqueous latex according to the present invention containing the polymer particles is used, the adhesive strength between the separator and the intermediate layer, the adhesive strength between the positive electrode and the intermediate layer, and the adhesive strength between the negative electrode and the intermediate layer tend to be excellent. In the polymer particles, the copolymers may be used alone or in combination of two or more thereof.
불포화 이염기산으로서는 탄소수 5~8인 것이 바람직하다. 불포화 이염기산으로서는, 예를 들어 불포화 디카복실산을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 (무수)말레산, 시트라콘산 등을 들 수 있다.As unsaturated dibasic acid, it is preferable that it is C5-C8. As unsaturated dibasic acid, unsaturated dicarboxylic acid is mentioned, for example, More specifically, maleic anhydride, a citraconic acid, etc. are mentioned.
불포화 이염기산모노에스테르로서는 탄소수 5~8인 것이 바람직하다. 불포화 이염기산모노에스테르로서는, 예를 들어 불포화 디카복실산모노에스테르를 들 수 있고, 보다 구체적으로는 말레산모노메틸에스테르, 말레산모노에틸에스테르, 시트라콘산모노메틸에스테르, 시트라콘산모노에틸에스테르 등을 들 수 있다. 불포화 이염기산모노에스테르는 단독으로 사용할 수 있거나, 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.As unsaturated dibasic acid monoester, it is preferable that it is C5-C8. Examples of the unsaturated dibasic acid monoesters include unsaturated dicarboxylic acid monoesters, and more specifically, maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, citraconic acid monomethyl ester, and citraconic acid monoethyl ester. Can be mentioned. An unsaturated dibasic acid monoester can be used individually, or can be used in combination of 2 or more type.
불화비닐리덴계 단량체로서는, 예를 들어 불화비닐리덴, 불화비닐, 트리플루오로에틸렌(TrFE), 테트라플루오로에틸렌(TFE), 클로로트리플루오로에틸렌(CTFE), 헥사플루오로프로필렌(HFP) 등을 들 수 있다. 불화비닐리덴계 단량체는 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.Examples of the vinylidene fluoride monomers include vinylidene fluoride, vinyl fluoride, trifluoroethylene (TrFE), tetrafluoroethylene (TFE), chlorotrifluoroethylene (CTFE), hexafluoropropylene (HFP), and the like. Can be mentioned. The vinylidene fluoride monomers may be used alone or in combination of two or more thereof.
공중합체에 있어서, 불화비닐리덴과 다른 불화비닐리덴계 단량체의 몰비, 특히, 불화비닐리덴계 단량체가 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌, 테트라플루오로에틸렌, 및/또는 클로로트리플루오로에틸렌의 조합인 경우, 불화비닐리덴과 헥사플루오로프로필렌, 테트라플루오로에틸렌, 및/또는 클로로트리플루오로에틸렌의 몰비는 바람직하게는 100:0~80:20, 보다 바람직하게는 99.5:0.5~85:15, 더욱 더 바람직하게는 99:1~90:10이다.In the copolymer, the molar ratio of vinylidene fluoride and other vinylidene fluoride monomers, in particular the vinylidene fluoride monomer, is a combination of vinylidene fluoride with hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, and / or chlorotrifluoroethylene. In the case of, the molar ratio of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, and / or chlorotrifluoroethylene is preferably 100: 0 to 80:20, and more preferably 99.5: 0.5 to 85:15 More preferably, they are 99: 1-90:10.
공중합체는 불포화 이염기산, 불포화 이염기산모노에스테르 및 불화비닐리덴계 단량체 이외의 모노머(이하, 다른 모노머라고도 기재한다.)에 유래하는 구조 단위를 포함할 수도 있다. 다른 모노머로서는 특별히 한정은 없지만, 예를 들어 불화비닐리덴계 단량체와 공중합 가능한 불소계 단량체; 에틸렌, 프로필렌 등의 탄화수소계 단량체; 스티렌, α-메틸스티렌 등의 방향족 비닐 화합물; (메타)아크릴로니트릴 등의 불포화 니트릴 화합물; 아크릴산에스테르 화합물; 아크릴아미드 화합물;메타크릴산글리시딜 등의 에폭시기 함유 불포화 화합물; 비닐설폰산 등의 설폰이기기 함유 불포화 화합물; 불포화 이염기산 및 불포화 이염기산모노에스테르 이외의 카복실기 함유 모노머; 카복실산 무수물기 함유 모노머를 들 수 있다. 다른 모노머는 단독으로 이용할 수도 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.The copolymer may also include structural units derived from monomers other than unsaturated dibasic acids, unsaturated dibasic acid monoesters and vinylidene fluoride monomers (hereinafter also referred to as other monomers). Although there is no limitation in particular as another monomer, For example, the fluorine-type monomer copolymerizable with a vinylidene fluoride-type monomer; Hydrocarbon-type monomers, such as ethylene and propylene; Aromatic vinyl compounds, such as styrene and (alpha) -methylstyrene; (meth) acrylonitrile, etc. Unsaturated nitrile compound; acrylic acid ester compound; acrylamide compound; epoxy group-containing unsaturated compound such as glycidyl methacrylate; sulfone group-containing unsaturated compound such as vinyl sulfonic acid; carboxyl groups other than unsaturated dibasic acid and unsaturated dibasic acid monoester Containing monomer; A carboxylic acid anhydride group containing monomer is mentioned. Another monomer may be used independently and may be used in combination of 2 or more type.
공중합체에 있어서, 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위의 합계 함유량은 전체 구조 단위의 합계 100몰%에 대하여, 바람직하게는 0.02몰% 이상 5.0몰% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.05몰% 이상 4.0몰% 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 0.07몰% 이상 3.0몰% 이하이며, 가장 바람직하게는 0.1몰% 이상 2.0몰% 이하이다.In the copolymer, the total content of the structural unit derived from the unsaturated dibasic acid and the structural unit derived from the unsaturated dibasic acid monoester is preferably 0.02 mol% or more and 5.0 mol% or less based on 100 mol% of the total structural units. More preferably, they are 0.05 mol% or more and 4.0 mol% or less, More preferably, they are 0.07 mol% or more and 3.0 mol% or less, Most preferably, they are 0.1 mol% or more and 2.0 mol% or less.
공중합체에 있어서, 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위의 함유량은 전체 구조 단위의 합계 100몰%에 대하여, 바람직하게는 50몰% 이상 99.98몰% 이하이며, 보다 바람직하게는 80몰% 이상 99.95몰% 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 85몰% 이상 99.93몰% 이하이며, 가장 바람직하게는 90몰% 이상 99.9몰% 이하이다. 특히, 공중합체가 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위로 이루어지는 경우, 공중합체에 있어서, 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위의 함유량은 전체 구조 단위의 합계 100몰%에 대하여, 바람직하게는 95.0몰% 이상 99.98몰% 이하이며, 보다 바람직하게는 96.0몰% 이상 99.95몰% 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 97.0몰% 이상 99.93몰% 이하이며, 가장 바람직하게는 98.0몰% 이상 99.9몰% 이하이다. 또한, 공중합체가 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위와 다른 모노머로 이루어지는 경우, 공중합체에 있어서, 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위의 함유량은 전체 구조 단위의 합계 100몰%에 대하여, 바람직하게는 50몰% 이상 98.98몰% 이하이며, 보다 바람직하게는 80몰% 이상 97.95몰% 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 85몰% 이상 96.93몰% 이하이며, 가장 바람직하게는 90몰% 이상 95.9몰% 이하이다.In the copolymer, the content of the structural unit derived from the vinylidene fluoride monomer is preferably 50 mol% or more and 99.98 mol% or less, more preferably 80 mol% or more, based on 100 mol% of the total structural units. It is 99.95 mol% or less, More preferably, it is 85 mol% or more and 99.93 mol% or less, Most preferably, it is 90 mol% or more and 99.9 mol% or less. In particular, when a copolymer consists of a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid, and / or a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid monoester, and a structural unit derived from a vinylidene fluoride-type monomer, a vinylidene fluoride system in a copolymer The content of the structural unit derived from the monomer is preferably 95.0 mol% or more and 99.98 mol% or less, more preferably 96.0 mol% or more and 99.95 mol% or less, and even more preferably 100 mol% of the total structural units. Preferably it is 97.0 mol% or more and 99.93 mol% or less, Most preferably, it is 98.0 mol% or more and 99.9 mol% or less. In addition, when a copolymer consists of a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid, and / or a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid monoester, and a structural unit derived from a vinylidene fluoride-type monomer, in a copolymer, The content of the structural unit derived from the vinylidene-based monomer is preferably 50 mol% or more and 98.98 mol% or less, more preferably 80 mol% or more and 97.95 mol% or less, based on 100 mol% of the total structural units. Still more preferably, it is 85 mol% or more and 96.93 mol% or less, Most preferably, it is 90 mol% or more and 95.9 mol% or less.
공중합체가 다른 모노머를 포함하는 경우, 공중합체에 있어서, 다른 모노머에 유래하는 구조 단위의 함유량은 전체 구조 단위의 합계 100몰%에 대하여, 바람직하게는 1.0몰% 이상 49.98몰% 이하이며, 보다 바람직하게는 2.0몰% 이상 19.95몰% 이하이며, 더욱 더 바람직하게는 3.0몰% 이상 14.93몰% 이하이며, 가장 바람직하게는 4.0몰% 이상 9.9몰% 이하이다.When a copolymer contains another monomer, content of the structural unit derived from another monomer in a copolymer becomes like this. Preferably it is 1.0 mol% or more and 49.98 mol% or less with respect to a total of 100 mol% of all the structural units, Preferably they are 2.0 mol% or more and 19.95 mol% or less, More preferably, they are 3.0 mol% or more and 14.93 mol% or less, Most preferably, they are 4.0 mol% or more and 9.9 mol% or less.
불화비닐리덴계 단량체와 공중합 가능한 상기 불소계 단량체로서는 퍼플루오로메틸비닐에테르로 대표되는 퍼플루오로알킬비닐에테르 등을 들 수 있다.As said fluorine-type monomer copolymerizable with a vinylidene fluoride-type monomer, the perfluoroalkyl vinyl ether represented by perfluoromethyl vinyl ether, etc. are mentioned.
불포화 이염기산 및 불포화 이염기산모노에스테르 이외의 카복실기 함유 모노머로서는 불포화 일염기산 등이 바람직하다. 불포화 일염기산으로서는 아크릴산, 메타크릴산, 2-카복시에틸아크릴레이트, 2-카복시에틸메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 불포화 이염기산 및 불포화 이염기산모노에스테르 이외의 카복실기 함유 모노머로서는 아크릴산, 메타크릴산이 바람직하다. 또한, 불포화 이염기산 및 불포화 이염기산모노에스테르 이외의 카복실기 함유 모노머로서는 아크릴로일옥시에틸숙신산, 메타크릴로일옥시에틸숙신산, 아크릴로일옥시에틸프탈산, 메타크릴로일옥시에틸프탈산, 아크릴로일옥시프로필숙신산 등을 사용할 수도 있다.As carboxyl group-containing monomers other than unsaturated dibasic acid and unsaturated dibasic acid monoester, unsaturated monobasic acid etc. are preferable. Examples of the unsaturated monobasic acid include acrylic acid, methacrylic acid, 2-carboxyethyl acrylate, 2-carboxyethyl methacrylate, and the like. Especially, as carboxyl group-containing monomers other than unsaturated dibasic acid and unsaturated dibasic acid monoester, acrylic acid and methacrylic acid are preferable. As carboxyl group-containing monomers other than unsaturated dibasic acids and unsaturated dibasic acid monoesters, acryloyloxyethyl succinic acid, methacryloyloxyethyl succinic acid, acryloyloxyethyl phthalic acid, methacryloyloxyethyl phthalic acid, acrylo Iloxypropyl succinic acid etc. can also be used.
본 발명에서 사용되는 공중합체로서는 가교된 공중합체를 사용할 수도 있다. 공중합체로서, 가교된 것을 사용하는 경우에는 다른 모노머로서, 다관능성 모노머를 사용할 수도 있고, 미가교 중합체를 얻은 후에, 다관능성 모노머를 사용하여 가교 반응을 수행할 수도 있다.As a copolymer used by this invention, you may use a crosslinked copolymer. When using a crosslinked thing as a copolymer, a polyfunctional monomer may be used as another monomer, and after obtaining an uncrosslinked polymer, a crosslinking reaction may be performed using a polyfunctional monomer.
공중합체로서는 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와, 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위와, 불화비닐리덴계 단량체와 공중합 가능한 상기 불소계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체가 바람직하고, 구체적으로는 불화비닐리덴(VDF)-TFE-말레산모노메틸에스테르(MMM) 공중합체, VDF-TFE-HFP-MMM 공중합체, VDF-HFP-MMM 공중합체, VDF-CTFE-MMM 공중합체, VDF-TFE-CTFE-MMM 공중합체, VDF-HFP-CTFE-MMM 공중합체가 바람직하고, VDF-TFE-HFP-MMM 공중합체, VDF-HFP-MMM 공중합체, VDF-CTFE-MMM 공중합체, VDF-HFP-CTFE-MMM 공중합체가 보다 바람직하다.The copolymer may be a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid and / or a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid monoester, a structural unit derived from a vinylidene fluoride monomer, and the fluorine monomer copolymerizable with the vinylidene fluoride monomer. Copolymers containing the derived structural unit are preferable, and specifically, vinylidene fluoride (VDF) -TFE-maleic acid monomethyl ester (MMM) copolymer, VDF-TFE-HFP-MMM copolymer, and VDF-HFP- MMM copolymer, VDF-CTFE-MMM copolymer, VDF-TFE-CTFE-MMM copolymer, VDF-HFP-CTFE-MMM copolymer are preferable, and VDF-TFE-HFP-MMM copolymer, VDF-HFP-MMM Copolymers, VDF-CTFE-MMM copolymers, and VDF-HFP-CTFE-MMM copolymers are more preferable.
공중합체를 얻는 방법으로서는 특별히 한정은 없고, 예를 들어 유화 중합, 소프프리(soap-free) 유화 중합, 미니에멀전(miniemulsion) 중합, 현탁 중합, 용액 중합, 괴상 중합(塊狀重合; bulk polymerization) 등의 중합법을 들 수 있다. 이들 중에서도, 공중합체를 입자로서 얻는 것이 가능한 중합법이 바람직하다. 입자 이외의 형상으로 공중합체가 얻어진 경우에는 중합체 입자로서 이용할 수 있도록, 분쇄 등의 처리가 필요해진다. 따라서, 상술한 바와 같이, 입자상의 공중합체, 즉, 공중합체를 함유하는 중합체 입자를 얻는 것이 가능한 방법을 채용하는 것이 바람직하다.There is no restriction | limiting in particular as a method of obtaining a copolymer, For example, emulsion polymerization, soap-free emulsion polymerization, miniemulsion polymerization, suspension polymerization, solution polymerization, bulk polymerization Polymerization methods, such as these, are mentioned. Among these, the polymerization method which can obtain a copolymer as particle | grains is preferable. When a copolymer is obtained by shapes other than particle | grains, processing, such as grinding | pulverization, is needed so that it can use as a polymer particle. Therefore, as mentioned above, it is preferable to employ | adopt the method which can obtain a particulate copolymer, ie, polymer particle containing a copolymer.
중합체 입자를 얻는 방법으로서는, 예를 들어 유화 중합, 소프프리 유화 중합, 미니에멀전 중합, 현탁 중합을 들 수 있지만, 평균 입경이 1 μm 이하인 중합체 입자를 얻는 것이 용이한 유화 중합, 소프프리 유화 중합, 미니에멀전 중합이 바람직하고, 유화 중합이 특히 바람직하다.As a method of obtaining a polymer particle, emulsion polymerization, soap free emulsion polymerization, miniemulsion polymerization, suspension polymerization are mentioned, for example, Emulsion polymerization, soap free emulsion polymerization, which is easy to obtain polymer particle whose average particle diameter is 1 micrometer or less, Miniemulsion polymerization is preferred, and emulsion polymerization is particularly preferred.
공중합의 제조나, 현탁 중합 등으로 얻어진 입자를 물에 분산시킬 때에 사용되는 유화제(이하, 계면활성제라고도 기재한다.)나, 분산제는 전지의 내부에 잔류하는 것을 감안하여, 내산화 환원성이 좋은 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 수성 라텍스는 중합체 입자를 얻는 과정에서 첨가된 성분, 예를 들어 유화제, 분산제 등을 포함하는 것일 수도 있다.The emulsifier (hereinafter also referred to as a surfactant) used when dispersing the particles obtained by the production of copolymerization, suspension polymerization, or the like in water, and the dispersant have good oxidation-reduction resistance in consideration of remaining in the battery. desirable. The aqueous latex according to the present invention may comprise components added in the process of obtaining the polymer particles, for example emulsifiers, dispersants and the like.
상기 계면활성제는 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제, 양성 계면활성제 중 어느 하나일 수도 있고, 복수의 종류일 수도 있다. 중합에 있어서 사용되는 계면활성제는 과불소화, 부분 불소화, 및 비불소화 계면활성제 등, 폴리불화비닐리덴의 중합에 종래부터 사용되는 것이 바람직하다. 음이온 계면활성제로서는, 예를 들어 고급알코올황산에스테르나트륨염, 알킬벤젠설폰산나트륨염, 숙신산디알킬에스테르설폰산나트륨염, 알킬디페닐에테르디설폰산나트륨염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산나트륨염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산나트륨염 등을 들 수 있다. 이들 중, 라우릴황산에스테르나트륨염, 도데실벤젠설폰산나트륨염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르황산나트륨염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르황산나트륨염 등이 바람직하다. 비이온성 계면활성제로서는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르 등을 들 수 있다. 양성 활성제로서는 라우릴베타인, 하이드록시에틸이미다졸린황산에스테르나트륨염, 이미다졸린설폰산나트륨염 등을 들 수 있다. 양이온성 계면활성제로서는 알킬피리디늄클로라이드, 알킬트리메틸암모늄클로라이드, 디알킬디메틸암모늄클로라이드, 알킬디메틸벤질암모늄클로라이드 등을 들 수 있다. 불소계 계면활성제로서는 퍼플루오로알킬설폰산 및 그의 염, 파플루오로알킬카복실산 및 그의 염, 퍼플루오로알킬인산에스테르, 퍼플루오로알킬폴리옥시에틸렌, 퍼플루오로알킬베타인, 플루오로카본 사슬 또는 플루오로폴리에테르 사슬을 갖는 불소계 계면활성제 등을 들 수 있다. 그들 중 불소계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.The said surfactant may be any of a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant, and may be a some kind. The surfactant used in the polymerization is preferably used conventionally for the polymerization of polyvinylidene fluoride, such as perfluorinated, partially fluorinated, and non-fluorinated surfactants. As an anionic surfactant, a higher alcohol sulfate ester sodium salt, the alkylbenzene sulfonate salt, the dialkyl ester sulfonate salt, the alkyl diphenyl ether disulfonate salt, the polyoxyethylene alkyl ether sodium sulfate salt, polyoxy, for example Ethylene alkyl phenyl ether sodium sulfate salt and the like. Among these, sodium lauryl sulfate ester sodium salt, sodium dodecyl benzene sulfonate salt, polyoxyethylene alkyl ether sodium sulfate salt, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sodium sulfate salt, etc. are preferable. Examples of the nonionic surfactants include polyoxyethylene alkyl ethers, polyoxyethylene alkyl aryl ethers, polyoxyethylene fatty acid esters, and polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters. Examples of the amphoteric active agent include lauryl betaine, hydroxyethyl imidazoline sulfate sodium salt, and imidazoline sulfonic acid sodium salt. Examples of the cationic surfactant include alkylpyridinium chloride, alkyltrimethylammonium chloride, dialkyldimethylammonium chloride, alkyldimethylbenzylammonium chloride, and the like. As the fluorine-based surfactant, perfluoroalkylsulfonic acid and salts thereof, pafluoroalkylcarboxylic acid and salts thereof, perfluoroalkyl phosphate esters, perfluoroalkylpolyoxyethylene, perfluoroalkylbetaine, fluorocarbon chains or And fluorine-based surfactants having a fluoropolyether chain. It is preferable to use a fluorine-type surfactant among them.
또한, 상기 반응성 유화제로서는 폴리옥시알킬렌알케닐에테르, 알킬알릴설포숙신산나트륨, 메타크릴로일옥시폴리옥시프로필렌황산에스테르나트륨, 알콕시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 스티렌설폰산나트륨염, 알릴알킬설폰산나트륨 등을 들 수 있지만 그들에 한정되지 않는다.Moreover, as said reactive emulsifier, polyoxyalkylene alkenyl ether, sodium alkyl allyl sulfosuccinate, sodium methacryloyloxy polyoxypropylene sulfate ester, alkoxy polyethylene glycol methacrylate, sodium styrene sulfonate salt, sodium allyl alkyl sulfonate, etc. But it is not limited to them.
분산제로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 것을 사용할 수 있고, 예를 들어 불소계의 분산제를 들 수 있다.It does not specifically limit as a dispersing agent, A conventionally well-known thing can be used, For example, a fluorine-type dispersing agent is mentioned.
상술한 각 중합 방법으로 중합을 수행할 때의 중합 온도 등의 중합 조건도 임의로 설정할 수 있다.Polymerization conditions, such as polymerization temperature at the time of superposing | polymerizing by each polymerization method mentioned above, can also be set arbitrarily.
중합체 입자에 대하여, 1740 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A1740 cm-1과 3020 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A3020 cm-1의 비 A1740 cm-1/A3020 cm-1이 0.10 이상인 것이 바람직하다. 1740 cm-1에서의 흡수는 -CO-O-로 표시되는 기(基)에 의한 것이고, 3020 cm-1에서의 흡수는 -CH2-로 표시되는 기에 의한 것이다. 공중합체에 있어서, -CO-O-로 표시되는 기는 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위에 포함되고, -CH2-로 표시되는 기는 전체 구성 단위에 포함되므로, 비 A1740 cm-1/A3020 cm-1은 공중합체 중의 전체 구성 단위 중, 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위의 합계 비율을 반영하고 있다.With respect to the polymer particles, the 1740 absorbance of an infrared absorption spectrum at 1740 cm-1 and A -1 cm absorbance of the infrared absorption spectrum at 3020 cm -1 A 3020 cm-1 1740 cm-1 ratio A / A's 3020 cm- It is preferable that 1 is 0.10 or more. Absorption at 1740 cm −1 is due to the group represented by —CO—O—, and absorption at 3020 cm −1 is due to the group represented by —CH 2 —. In the copolymer, the group represented by -CO-O- is contained in the structural unit derived from unsaturated dibasic acid and / or the structural unit derived from unsaturated dibasic acid monoester, and the group represented by -CH 2 -is the entire structural unit The ratio A 1740 cm −1 / A 3020 cm −1 reflects the total ratio of the structural units derived from unsaturated dibasic acids and the structural units derived from unsaturated dibasic monoesters among all the structural units in the copolymer. have.
비 A1740 cm-1/A3020 cm-1의 하한은 0.12 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.15 이상인 것이 더욱 더 바람직하다. 상기 하한이 상기 범위 내이면, 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위를 충분히 함유하는 공중합체를 얻는 것이 용이하다. 따라서, 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 적층된 세퍼레이터를 갖는 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 설치되는 중간층의 제조에서, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용했을 경우, 세퍼레이터와 중간층의 접착 강도, 양극과 중간층의 접착 강도, 및 음극과 중간층의 접착 강도가 뛰어난 것이 되기 쉽다.The lower limit of the ratio A 1740 cm −1 / A 3020 cm −1 is more preferably 0.12 or more, and still more preferably 0.15 or more. When the said lower limit is in the said range, it is easy to obtain the copolymer containing the structural unit derived from unsaturated dibasic acid and / or the structural unit derived from unsaturated dibasic acid monoester sufficiently. Therefore, in the structure for a nonaqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and a separator stacked between the positive electrode and the negative electrode, in the production of an intermediate layer provided between at least one of the positive electrode and the separator, and between the negative electrode and the separator, according to the present invention, When aqueous latex is used, it is easy to be excellent in the adhesive strength of a separator and an intermediate | middle layer, the adhesive strength of an anode and an intermediate | middle layer, and the adhesive strength of a cathode and an intermediate | middle layer.
비 A1740 cm-1/A3020 cm-1의 상한은 5.0 이하인 것이 바람직하고, 4.0 이하인 것이 보다 바람직하고, 3.0 이하인 것이 더욱 더 바람직하다. 상기 상한이 상기 범위 내이면, 공중합체의 제조 시에 과잉량의 불포화 이염기산 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르를 첨가할 필요가 없으므로, 중합 개시제를 과잉으로 사용하지 않아도, 상기 공중합체를 얻는 것이 용이하다. 그 결과, 본 발명에 따른 수성 라텍스 중에 혼입하는 중합 개시제의 양을 효과적으로 줄일 수 있어, 얻어지는 비수 전해질 이차전지의 특성이 잘 손상되지 않는다.The upper limit of the ratio A 1740 cm −1 / A 3020 cm −1 is preferably 5.0 or less, more preferably 4.0 or less, and even more preferably 3.0 or less. If the upper limit is within the above range, it is not necessary to add an excess of unsaturated dibasic acid and / or unsaturated dibasic acid monoester during the preparation of the copolymer, so that it is possible to obtain the copolymer even when the polymerization initiator is not used excessively. It is easy. As a result, the amount of the polymerization initiator incorporated into the aqueous latex according to the present invention can be effectively reduced, and the properties of the resulting nonaqueous electrolyte secondary battery are hardly impaired.
본 발명에 사용되는 중합체 입자의 평균 입경의 하한은 50 nm 이상인 것이 바람직하고, 100 nm 이상인 것이 보다 바람직하고, 150 nm 이상인 것이 더욱 더 바람직하다. 상기 하한이 상기 범위 내이면, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 이용하여 제조되는 중간층의 투기도(gas permeability)나, 중간층과 세퍼레이터의 적층체의 투기도를 조절하기 쉬우므로 바람직하다.It is preferable that the minimum of the average particle diameter of the polymer particle used for this invention is 50 nm or more, It is more preferable that it is 100 nm or more, It is further more preferable that it is 150 nm or more. When the said lower limit is in the said range, since the gas permeability of the intermediate | middle layer manufactured using the aqueous latex which concerns on this invention, or the air permeability of the laminated body of an intermediate | middle layer and a separator are easy to be adjusted, it is preferable.
본 발명에서 사용되는 중합체 입자의 평균 입경의 상한은 700 nm 이하인 것이 바람직하고, 600 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 500 nm 이하인 것이 더욱 더 바람직하다. 상기 상한이 상기 범위 내이면, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층의 두께를 조절하기 쉬우므로 바람직하다.It is preferable that the upper limit of the average particle diameter of the polymer particle used by this invention is 700 nm or less, It is more preferable that it is 600 nm or less, It is further more preferable that it is 500 nm or less. If the upper limit is in the above range, it is preferable because it is easy to control the thickness of the intermediate layer produced using the aqueous latex according to the present invention.
그리고, 상기 평균 입경은 동적 광산란법에 의해 구해지는 큐물런트(cumulant) 평균 입자 지름이며, ELSZ-2(오오츠카덴시 제품)를 사용하여 측정된다.In addition, the said average particle diameter is a cumulant average particle diameter calculated | required by the dynamic light scattering method, and is measured using ELSZ-2 (made by Otsuka Denshi).
〔무기 입자〕[Inorganic particle]
무기 입자로서는 비수 전해질 이차전지에 있어서, 양극 또는 음극과 세퍼레이터 사이에 수지막(중간층)을 설치할 때에 종래부터 사용되는 무기 필러 등을 제한 없이 사용할 수 있다. 무기 입자는 통상, 열적으로 안정된 성분이며, 중간층이 이러한 무기 입자를 함유함으로써, 본 발명에 따른 세퍼레이터/중간층 적층체는 형상을 유지하기 쉽고, 세퍼레이터 가열 시의 면적 수축률이 작아지는 것이라고 생각된다.As the inorganic particles, in the nonaqueous electrolyte secondary battery, an inorganic filler or the like conventionally used when providing a resin film (intermediate layer) between a positive electrode or a negative electrode and a separator can be used without limitation. An inorganic particle is a thermally stable component normally, and when an intermediate | middle layer contains such an inorganic particle, it is thought that the separator / intermediate | middle layer laminated body which concerns on this invention is easy to maintain shape, and the area shrinkage rate at the time of separator heating becomes small.
무기 입자로서는 SrTiO3, SnO2, CeO2, MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO2, Y2O3, Al2O3, TiO2, SiC, 점토 광물, 마이카, 탄산칼슘 등을 들 수 있다. 무기 입자로서는 1종 단독 또는 2종 이상을 이용할 수도 있다.Examples of the inorganic particles include SrTiO 3 , SnO 2 , CeO 2 , MgO, NiO, CaO, ZnO, ZrO 2 , Y 2 O 3 , Al 2 O 3 , TiO 2 , SiC, clay minerals, mica, calcium carbonate and the like. . As an inorganic particle, you may use 1 type individually or 2 or more types.
무기 입자로서는 전지의 안전성, 도액(塗液) 안정성의 관점에서 Al2O3, MgO, ZnO가 바람직하고, 절연성, 전기 화학적 안정성의 관점에서 Al2O3이 보다 바람직하다.As the inorganic particles, Al 2 O 3 , MgO, and ZnO are preferable from the viewpoint of battery safety and plating solution stability, and Al 2 O 3 is more preferable from the viewpoint of insulation and electrochemical stability.
무기 입자의 평균 입자 지름으로서는 5 nm~2 μm가 바람직하고, 10 nm~1 μm가 보다 바람직하다.As average particle diameter of an inorganic particle, 5 nm-2 micrometers are preferable, and 10 nm-1 micrometer are more preferable.
본 발명에서 사용되는 무기 입자로서는 시판품을 사용할 수도 있다. 예를 들어 고순도 알루미나 입자로서 시판되고 있는 AKP3000, AKP50(모두 스미토모카가쿠 제품) 등을 사용할 수 있다.A commercial item can also be used as an inorganic particle used by this invention. For example, AKP3000, AKP50 (all of which are manufactured by Sumitomo Kagaku), or the like can be used as the high-purity alumina particles.
그리고, 수성 라텍스는 비중이 높은 성분인 무기 입자를 포함하므로, 조제 후 신속하게 입자 함유층의 형성에서 사용하는 것, 또는 미리 재분산하는 것이 바람직하다.And since aqueous latex contains the inorganic particle which is a component with high specific gravity, it is preferable to use for formation of a particle containing layer quickly after preparation, or to redisperse beforehand.
〔기타〕〔Etc〕
본 발명에 따른 수성 라텍스는 중합체 입자와 무기 입자와 물로 이루어지는 것일 수도 있지만, 중합체 입자, 무기 입자, 및 물 이외의 성분(이하, 다른 성분이라고도 기재한다.)을 포함하는 것일 수도 있다.The aqueous latex according to the present invention may be composed of polymer particles, inorganic particles, and water, but may also include polymer particles, inorganic particles, and components other than water (hereinafter, also referred to as other components).
다른 성분으로서는 수용성 고분자, 유기 필러, 가교제 등을 들 수 있고, 수용성 고분자를 사용하는 것이 중간층과 세퍼레이터의 접착성, 중간층과 전극의 접착성, 및 서로 접촉하는 중합체 입자를 접착하는 관점에서 바람직하다. 다른 성분은 본 발명에 따른 수성 라텍스 중에 용해되어 있을 수 있거나, 분산되어 있을 수 있다. 예를 들어, 다른 성분으로서 수용성 고분자를 사용했을 경우, 수용성 고분자는 통상, 수성 라텍스 중에 용해되어 있다. 또한, 예를 들어 다른 성분으로서 유기 필러를 사용했을 경우, 유기 필러는 수성 라텍스 중에 분산되어 있다.Examples of the other component include a water-soluble polymer, an organic filler, a crosslinking agent, and the like. It is preferable to use a water-soluble polymer from the viewpoint of adhering the adhesive between the intermediate layer and the separator, the adhesive between the intermediate layer and the electrode, and the polymer particles in contact with each other. The other component may be dissolved in the aqueous latex according to the invention or may be dispersed. For example, when a water-soluble polymer is used as another component, the water-soluble polymer is usually dissolved in aqueous latex. For example, when an organic filler is used as another component, the organic filler is dispersed in aqueous latex.
수용성 고분자로서는 중합체 입자, 무기 입자, 전극, 세퍼레이터에 대하여 접착성을 갖는 고분자가 바람직하다. 수용성 고분자로서는, 예를 들어 카복시메틸셀룰로오스(CMC), 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스 화합물 및 그의 암모늄염 또는 알칼리 금속염, 폴리아크릴산(PAA) 등의 폴리카복실산 및 그의 알칼리 금속염, 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리에틸렌옥사이드(PEO) 등을 들 수 있고, 카복시메틸셀룰로오스(CMC), 폴리비닐알코올(PVA) 등이 장기간에 걸친 전지 사용 시의 관점에서 바람직하다.As a water-soluble polymer, the polymer which has adhesiveness with respect to a polymer particle, an inorganic particle, an electrode, and a separator is preferable. As the water-soluble polymer, for example, cellulose compounds such as carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, diacetyl cellulose and polycarboxylic acids such as ammonium salts or alkali metal salts and polyacrylic acid (PAA) and their Alkali metal salt, polyvinylpyrrolidone (PVP), polyvinyl alcohol (PVA), polyethylene oxide (PEO), etc. are mentioned, and carboxymethyl cellulose (CMC), polyvinyl alcohol (PVA), etc. are used for a long term. It is preferable from a viewpoint of a poem.
유기 필러로서는 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴화스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 고무, 아크릴 고무, 부틸 고무, 불소 고무, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 에틸렌프로필렌 공중합체, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리비닐피롤리돈, 폴리에피클로로히드린, 폴리포스파젠, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴로니트릴, 폴리스티렌, 에틸렌프로필렌디엔 공중합체, 폴리비닐피리딘, 클로로설폰화폴리에틸렌, 폴리에스테르 수지, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지 등을 포함하는 것을 들 수 있다.Examples of the organic filler include styrene-butadiene rubber, acrylate-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, acrylic rubber, butyl rubber, fluorine rubber, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, Ethylene propylene copolymer, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyepichlorohydrin, polyphosphazene, polyacrylate, polyacrylonitrile, polystyrene, ethylene propylene diene copolymer, polyvinylpyridine, chlorosulfonated polyethylene, The thing containing a polyester resin, an acrylic resin, a phenol resin, an epoxy resin, etc. are mentioned.
본 발명에 따른 수성 라텍스는 그의 도포성을 개선하는 관점에서, 물 이외에 비수 매체를 함유할 수 있다. 비수 매체로서는 아미드 화합물, 탄화수소, 알코올, 케톤, 에스테르, 아민 화합물, 락톤, 설폭시드, 설폰 화합물 등을 들 수 있고, 이들 중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 비수 매체를 사용하는 경우, 그의 함유량은 소량이어도 되고, 구체적으로는 수성 라텍스 전체에 대하여, 바람직하게는 30질량% 이하, 보다 바람직하게는 10질량% 이하이고, 더욱 더 바람직하게는 5질량% 이하이다.The aqueous latex according to the present invention may contain a nonaqueous medium in addition to water, in view of improving its applicability. Examples of the nonaqueous medium include amide compounds, hydrocarbons, alcohols, ketones, esters, amine compounds, lactones, sulfoxides, sulfone compounds, and the like, and one or more selected from these can be used. When using a non-aqueous medium, a small amount may be sufficient as it, Specifically, with respect to the whole aqueous latex, Preferably it is 30 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less, More preferably, it is 5 mass% or less to be.
본 발명에 따른 수성 라텍스에 있어서, 물 이외의 성분 100질량부 중, 중합체 입자 및 무기 입자의 함유량은 60~100질량부인 것이 바람직하고, 65~100질량부인 것이 보다 바람직하고, 70~100질량부인 것이 더욱 더 바람직하다.In the aqueous latex according to the present invention, the content of the polymer particles and the inorganic particles is preferably 60 to 100 parts by mass, more preferably 65 to 100 parts by mass, and more preferably 70 to 100 parts by mass in 100 parts by mass of components other than water. Even more preferred.
또한, 중합체 입자와 무기 입자의 질량비는 전극에 대한 밀착성과 내열 수축성의 관점에서, 1:99~99:1인 것이 바람직하고, 2:98~70:30인 것이 보다 바람직하고, 5:95~60:40인 것이 더욱 바람직하다.Moreover, it is preferable that it is 1: 99-99: 1, and, as for the mass ratio of a polymer particle and an inorganic particle, it is 2: 98-70: 30 from a viewpoint of adhesiveness with respect to an electrode, and heat shrinkage resistance, and 5: 95- It is more preferable that it is 60:40.
본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층은 공중합체를 함유하는 중합체 입자 및 상기 무기 입자를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용함으로써, 투기도를 갖는 중간층을 형성하는 것이 가능하고, 얻어지는 비수 전해질 이차전지에 있어서, 세퍼레이터나, 중간층을 형성하는 중합체 입자가 용융되는 등의 고온에 노출되었을 경우에도, 중간층에 무기 입자가 존재함으로써, 단락 방지 등의, 안전성을 높이는 효과를 기대할 수 있다.The intermediate layer produced using the aqueous latex according to the present invention comprises polymer particles containing a copolymer and the inorganic particles. Therefore, by using the aqueous latex according to the present invention, it is possible to form an intermediate layer having air permeability, and in the obtained nonaqueous electrolyte secondary battery, the separator or the polymer particles forming the intermediate layer are exposed to high temperatures such as melting. Also in this case, when the inorganic particles are present in the intermediate layer, the effect of improving safety such as short circuit prevention can be expected.
또한, 수용성 고분자를 사용하는 경우, 수용성 고분자의 함유량은 본 발명에 따른 수성 라텍스의 물 이외의 성분 100질량부 중, 바람직하게는 0.01~20질량부이며, 보다 바람직하게는 0.01~15질량부이며, 특히 바람직하게는 0.01~10질량부이다.Moreover, when using a water-soluble polymer, content of water-soluble polymer is in 100 mass parts of components other than the water of the aqueous latex which concerns on this invention, Preferably it is 0.01-20 mass parts, More preferably, it is 0.01-15 mass parts. Especially preferably, it is 0.01-10 mass parts.
또한, 유기 필러를 사용하는 경우, 유기 필러의 함유량은 본 발명에 따른 수성 라텍스의 물 이외의 성분 100질량부 중, 바람직하게는 0.01~40질량부이며, 보다 바람직하게는 0.01~35질량부이며, 특히 바람직하게는 0.01~30질량부이다.In the case of using an organic filler, the content of the organic filler is preferably 0.01 to 40 parts by mass, more preferably 0.01 to 35 parts by mass in 100 parts by mass of components other than water of the aqueous latex according to the present invention. Especially preferably, it is 0.01-30 mass parts.
또한, 본 발명에 따른 수성 라텍스에 있어서, 수성 라텍스 전체를 100질량부로 하면, 분산매인 물의 함유량은 바람직하게는 30~99질량부, 보다 바람직하게는 35~98질량부이다. 함유량이 상기 범위 내이면, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 양극, 음극, 세퍼레이터 등의 기재에 도포할 때의 도포성이 뛰어난 것이 되기 쉽다.Moreover, in the aqueous latex which concerns on this invention, when the whole aqueous latex is 100 mass parts, content of the water which is a dispersion medium becomes like this. Preferably it is 30-99 mass parts, More preferably, it is 35-98 mass parts. When content is in the said range, it will be easy to be excellent in the applicability | paintability at the time of apply | coating the aqueous latex which concerns on this invention to base materials, such as a positive electrode, a negative electrode, and a separator.
그리고, 중합체 입자 및 무기 입자는 본 발명에 따른 수성 라텍스뿐 아니라, 본 발명에 따른 세퍼레이터/중간층 적층체 및 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체에도, 동일하게 사용할 수 있다.The polymer particles and the inorganic particles can be similarly used not only for the aqueous latex according to the present invention but also for the separator / middle layer laminate according to the present invention and the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries according to the present invention.
본 발명에 따른 수성 라텍스는 양극, 음극, 및 양극과 음극 사이에 적층된 세퍼레이터를 갖는 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 설치되는 중간층의 제조에서 사용된다. 양극, 음극, 세퍼레이터, 비수 전해질 이차전지용 구조체, 및 중간층은 후술하는 바와 같다.The aqueous latex according to the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery structure having a positive electrode, a negative electrode, and a separator stacked between a positive electrode and a negative electrode, in the production of an intermediate layer provided between at least one of the positive electrode and the separator, and between the negative electrode and the separator. Used. A positive electrode, a negative electrode, a separator, the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and an intermediate | middle layer are as mentioned later.
<비수 전해질 이차전지용 구조체><Structure for nonaqueous electrolyte secondary battery>
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체는 양극, 음극, 및 양극 및 음극 사이에 적층된 세퍼레이터를 갖는 것으로서, 비수 전해질 이차전지용 구조체는 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 중간층을 갖고, 중간층은 (A) 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자, 및 (B) 무기 입자를 포함한다.The nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a separator laminated between the positive electrode and the negative electrode, the nonaqueous electrolyte secondary battery structure has an intermediate layer between at least one of the positive electrode and the separator, and between the negative electrode and the separator. The intermediate layer comprises (A) a polymer particle containing a copolymer comprising a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid and / or a structural unit derived from an unsaturated dibasic acid monoester and a structural unit derived from a vinylidene fluoride monomer, and (B) It contains an inorganic particle.
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체의 구성은 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층을, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 설치하는 것을 제외하고는, 종래의 비수 전해질 이차전지용 구조체와 동일하다. 양극, 세퍼레이터, 및 음극으로서는 공지된 것을 포함하여, 비수 전해질 이차전지용 구조체를 구성 가능한 것이면 제한없이 사용할 수 있다. 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서, 양극, 음극, 및/또는 세퍼레이터와 중간층은 직접 접하고 있을 수도 있고, 양극, 음극, 및/또는 세퍼레이터와 중간층 사이에 다른 층이 개재하고 있을 수도 있지만, 양극과 중간층의 접착 강도, 음극과 중간층의 접착 강도, 및 세퍼레이터와 중간층의 접착 강도의 관점에서, 양극과 중간층은 직접 접하고, 음극과 중간층은 직접 접하고, 또한, 세퍼레이터와 중간층은 직접 접하고 있는 것이 바람직하다.The structure of the nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention is a conventional nonaqueous except that the intermediate layer prepared by using the aqueous latex according to the present invention is provided on at least one of the anode and the separator, and between the cathode and the separator. It is the same as the structure for electrolyte secondary batteries. As a positive electrode, a separator, and a negative electrode, if it is possible to comprise the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries, including a well-known thing, it can use without a restriction | limiting. In the nonaqueous electrolyte secondary battery structure, the positive electrode, the negative electrode, and / or the separator and the intermediate layer may be in direct contact with each other, and another layer may be interposed between the positive electrode, the negative electrode, and / or the separator and the intermediate layer. From the viewpoint of the adhesive strength, the adhesive strength of the negative electrode and the intermediate layer, and the adhesive strength of the separator and the intermediate layer, it is preferable that the positive electrode and the intermediate layer are in direct contact, the negative electrode and the intermediate layer are in direct contact, and the separator and the intermediate layer are in direct contact with each other.
또한, 본 명세서에 있어서, 양극 및 음극을 포괄하여 「전극」이라고 기재하는 경우가 있고, 양극 집전체 및 음극 집전체를 포괄하여 「집전체」라고 기재하는 경우가 있다.In addition, in this specification, a positive electrode and a negative electrode may be collectively described as an "electrode", and a positive electrode current collector and a negative electrode current collector may be collectively described as "a current collector."
〔양극〕〔anode〕
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체가 갖는 양극으로서는 양극 반응을 담당하는 양극 활물질을 갖고, 또한, 집전 기능을 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 많은 경우, 양극 활물질을 포함하는 양극 합제층과, 집전체로서 기능하는 동시에 양극 합제층을 유지하는 역할을 하는 양극 집전체로 이루어진다.The positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention is not particularly limited as long as it has a positive electrode active material that is responsible for the positive electrode reaction and has a current collector function, but in many cases, a positive electrode mixture layer containing the positive electrode active material and a current collector It consists of a positive electrode current collector which functions as a function and also maintains a positive electrode mixture layer.
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체가, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층을, 상기 양극과 세퍼레이터 사이에 갖는 경우에는 상기 중간층은 상기 양극 합제층과 세퍼레이터 사이에 배치되는 것이 바람직하다.When the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries according to the present invention has an intermediate layer produced using the aqueous latex according to the present invention between the positive electrode and the separator, the intermediate layer is preferably disposed between the positive electrode mixture layer and the separator. .
양극 집전체로서는 이차전지의 외부에 전기를 공급할 수 있도록 양호한 도전성을 갖고, 이차전지에서의 전극 반응을 방해하지 않는 것이면, 특별히 한정되지 않는다.The positive electrode current collector is not particularly limited as long as it has good conductivity so that electricity can be supplied to the outside of the secondary battery and does not interfere with the electrode reaction in the secondary battery.
양극 집전체로서는 리튬 이온 이차전지 등의 비수 전해질 이차전지의 양극 집전체로서 일반적으로 사용되고 있는 것을 들 수 있다.As a positive electrode collector, what is generally used as a positive electrode collector of nonaqueous electrolyte secondary batteries, such as a lithium ion secondary battery, is mentioned.
〔세퍼레이터〕[Separator]
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체가 갖는 세퍼레이터는 특별히 한정되지 않는다.The separator which the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries which concerns on this invention has is not specifically limited.
본 발명에서 사용되는 세퍼레이터는 비수 전해질 이차전지용 구조체를 구성하는 세퍼레이터이며, 상기 구조체로부터 얻어진 비수 전해질 이차전지에 있어서, 양극과 음극을 전기적으로 절연하고, 전해액을 유지하는 역할을 하는 것이다. 본 발명에서 사용되는 세퍼레이터로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 폴리올레핀계 고분자(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 폴리에스테르계 고분자(예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등), 폴리이미드계 고분자(예를 들어, 방향족 폴리아미드계 고분자, 폴리에테르이미드 등), 폴리에테르설폰, 폴리설폰, 폴리에테르케톤, 폴리스티렌, 폴리에틸렌옥사이드, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐, 폴리아크릴로니트릴, 폴리메틸메타크릴레이트, 세라믹스 등, 및 이들 중 적어도 2종의 혼합물로 이루어지는 단층(單層) 또는 다층의 다공막; 부직포; 유리; 종이 등을 들 수 있다. 그리고, 상술한 폴리머로서는 변성(modified)된 것을 이용할 수도 있다.The separator used in the present invention is a separator constituting the structure for the nonaqueous electrolyte secondary battery. In the nonaqueous electrolyte secondary battery obtained from the structure, the separator serves to electrically insulate the positive electrode and the negative electrode and to maintain the electrolyte solution. Although it does not specifically limit as a separator used by this invention, For example, a polyolefin type polymer (for example, polyethylene, a polypropylene, etc.), a polyester type polymer (for example, polyethylene terephthalate, etc.), a polyimide polymer ( For example, aromatic polyamide-based polymer, polyetherimide, etc.), polyethersulfone, polysulfone, polyetherketone, polystyrene, polyethylene oxide, polycarbonate, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, Single layer or multilayer porous membranes, nonwoven fabrics, glass, paper, etc. which consist of ceramics and at least 2 types of these are mentioned. And the modified polymer can also be used as the above-mentioned polymer.
특히 폴리올레핀계 고분자(예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등)의 다공막을 사용하는 것이 바람직하다. 폴리올레핀계 고분자 다공막으로서는, 예를 들어 폴리포어가부시키가이샤로부터 셀가아드(celgard)(등록상표)의 상품명으로 시판되고 있는 단층 폴리프로필렌 세퍼레이터, 단층 폴리에틸렌 세퍼레이터, 및 폴리프로필렌/폴리에틸렌/폴리프로필렌 3층 세퍼레이터 등을 들 수 있다. 또한, 세퍼레이터는 표면 처리가 이루어져 있을 수도 있고, 무기 입자의 층이 미리 코팅되어 있을 수도 있다.In particular, it is preferable to use the porous membrane of a polyolefin type polymer (for example, polyethylene, a polypropylene, etc.). As the polyolefin-based polymer porous membrane, for example, a single layer polypropylene separator, a single layer polyethylene separator, and a polypropylene / polyethylene / polypropylene 3 which are commercially available from Polypores Co., Ltd. under the trade names of celgard®. A layer separator etc. are mentioned. In addition, the separator may be surface-treated, and the layer of inorganic particle may be previously coated.
또한, 세퍼레이터는 양극과 음극의 절연을 보장하기 위해, 양극 및 음극보다 더 큰 것으로 하는 것이 바람직하다.In addition, the separator is preferably larger than the positive electrode and the negative electrode in order to ensure insulation between the positive electrode and the negative electrode.
〔음극〕〔cathode〕
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체가 갖는 음극으로서는 음극 반응을 담당하는 음극 활물질을 갖고, 또한, 집전 기능를 갖는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 많은 경우, 음극 활물질을 포함하는 음극 합제층과 집전체로서 기능하는 동시에 음극 합제층을 유지하는 역할을 하는 음극 집전체로 이루어진다.The negative electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention is not particularly limited as long as it has a negative electrode active material that is responsible for the negative electrode reaction and has a current collector function, but in many cases, functions as a negative electrode mixture layer and a current collector containing the negative electrode active material. At the same time it is made of a negative electrode current collector that serves to maintain the negative electrode mixture layer.
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체가, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층을, 음극과 세퍼레이터 사이에 갖는 경우에는, 중간층은 음극 합제층과 세퍼레이터 사이에 배치되는 것이 바람직하다.When the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries according to the present invention has an intermediate layer produced using the aqueous latex according to the present invention between the negative electrode and the separator, the intermediate layer is preferably disposed between the negative electrode mixture layer and the separator.
본 발명에 있어서, 음극 집전체 및 음극 합제층으로 이루어지는 음극의 제조 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 음극 합제층을 구성하는 각 성분을 함유하는 음극 합제를 집전체의 적어도 한쪽 면, 바람직하게는 양면에 도포하고, 도포된 음극 합제를 건조함으로써 음극을 얻는 방법을 들 수 있다.In the present invention, the method for producing a negative electrode comprising the negative electrode current collector and the negative electrode mixture layer is not particularly limited, and for example, the negative electrode mixture containing each component constituting the negative electrode mixture layer is preferably at least one side of the current collector. The method of obtaining a negative electrode by apply | coating to both surfaces and drying the apply | coated negative mix is mentioned.
〔중간층〕[Middle floor]
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체는 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층을 갖는다.The nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention has an intermediate layer produced using the aqueous latex according to the present invention between at least one of the positive electrode and the separator and between the negative electrode and the separator.
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전위용 구조체는 본 발명에 따른 수성 라텍스를 이용하여 제조되는 중간층을, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 갖지만, 중간층을, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이에 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전위용 구조체가 양극과 세퍼레이터 사이에, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층을 가지면, 양극과 중간층의 접착 강도가 향상되기 쉬운 동시에, 세퍼레이터의 내산화 환원성이 향상되므로 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전위용 구조체가 음극과 세퍼레이터 사이에, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층을 가지면, 음극과 중간층의 접착 강도가 향상되기 쉽다.The nonaqueous electrolyte secondary potential structure according to the present invention has an intermediate layer prepared using the aqueous latex according to the present invention at least one of the anode and the separator, and between the cathode and the separator, but the intermediate layer between the anode and the separator, It is preferable to have it between a cathode and a separator. When the nonaqueous electrolyte secondary potential structure according to the present invention has an intermediate layer prepared between the positive electrode and the separator using the aqueous latex according to the present invention, the adhesive strength between the positive electrode and the intermediate layer is easily improved, and the redox resistance of the separator is improved. It is preferable because it improves. In addition, when the nonaqueous electrolyte secondary potential structure according to the present invention has an intermediate layer prepared using the aqueous latex according to the present invention between the negative electrode and the separator, the adhesive strength between the negative electrode and the intermediate layer is likely to be improved.
중간층의 두께는 바람직하게는 0.2~25 μm, 보다 바람직하게는 0.5~5 μm이다.The thickness of the intermediate layer is preferably 0.2 to 25 µm, more preferably 0.5 to 5 µm.
중간층은 주로 중합체 입자 및 무기 입자를 원료로 하여 형성된다. 중간층에 대하여 SEM 관찰을 수행했을 때에, 중합체 입자가 입자 형상을 유지한 상태로 존재하는 것을 확인할 수 있는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체에서는 중간층을 구성하는 중합체 입자가 용융되어 일체화되어 있는 경우가 없는 것이 바람직하다. 중간층은 복수의 중합체 입자가 직접 또는 수용성 고분자를 통해 서로 접합되어 있는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체의 단계에서는 중합체 입자는 서로 접합 또는 수용성 고분자에 의해 접합되어 있지 않을 수도 있고, 비수 전해질 이차전지용 구조체로부터 비수 전해질 이차전지를 제조할 때에 주입되는 전해액에 의해, 입자 표면이 용해 또는 팽윤됨으로써, 중합체 입자가 접합될 수도 있다.The intermediate layer is formed mainly from polymer particles and inorganic particles. When SEM observation is performed with respect to an intermediate | middle layer, it is preferable that it can confirm that a polymer particle exists in the state which maintained the particle shape. That is, in the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries according to the present invention, it is preferable that the polymer particles constituting the intermediate layer are not melted and integrated. The intermediate layer preferably has a structure in which a plurality of polymer particles are bonded to each other directly or through a water-soluble polymer. In addition, in the step of the nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention, the polymer particles may not be bonded to each other or bonded to each other by a water-soluble polymer, and by the electrolyte solution injected when the nonaqueous electrolyte secondary battery is manufactured from the nonaqueous electrolyte secondary battery structure. The polymer particles may be bonded by dissolving or swelling the particle surface.
중합체 입자로서, 접착성을 갖는 중합체 입자를 사용했을 경우나, 중간층을 형성하는 과정에서 입자 표면 근방이 용융되는 조건에서 열처리를 수행했을 경우에는 중간층은 중합체 입자끼리가 서로 직접 접합하는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 상기 구조에서는 SEM 등에 의해 각 입자를 관찰하는 것은 가능하지만, 중합체 입자는 서로 직접 접합함으로써 일체화되어 있다.When the polymer particles having adhesive properties are used as the polymer particles, or when the heat treatment is performed under conditions in which the vicinity of the particle surface is melted in the process of forming the intermediate layer, the intermediate layer has a structure in which the polymer particles directly bond with each other. desirable. In the above structure, it is possible to observe each particle by SEM or the like, but the polymer particles are integrated by directly bonding each other.
또한, 중합체 입자로서, 접착성을 갖지 않는 중합체 입자를 사용했을 경우나, 중간층을 형성하는 과정에서 열처리를 수행하지 않는 경우에는 중합체 입자가 서로 접촉하고, 수용성 고분자에 의해 접합되는 구조를 갖는 것이 바람직하다. 당해 구조는 중합체 입자, 수용성 고분자 등을 포함하는 액(液)을 사용하여 중간층을 제조함으로써 형성된다. 상기 구조에서는 SEM 등에 의해 각 입자를 관찰하는 것이 가능하고, 각 입자 사이에 수용성 고분자가 존재한다.In addition, when the polymer particle which does not have adhesiveness is used as a polymer particle, or when heat processing is not performed in the process of forming an intermediate | middle layer, it is preferable to have a structure which a polymer particle contacts each other and is joined by a water-soluble polymer. Do. The said structure is formed by manufacturing an intermediate | middle layer using the liquid containing a polymer particle, a water-soluble polymer, etc. In this structure, it is possible to observe each particle by SEM etc., and a water-soluble polymer exists between each particle.
중간층은, 예를 들어 하기 (1)~(4) 중 어느 하나에 의해 형성할 수 있다.An intermediate | middle layer can be formed by either of the following (1)-(4), for example.
(1) 양극, 세퍼레이터, 및 음극에서 선택되는 적어도 1종에, 본 발명에 따른 수성 라텍스를 도포하고, 수성 라텍스를 건조함으로써, 중간층을 형성한다.(1) The intermediate | middle layer is formed by apply | coating the aqueous latex which concerns on this invention to at least 1 sort (s) chosen from an anode, a separator, and a cathode, and drying an aqueous latex.
(2) 본 발명에 따른 수성 라텍스에, 양극, 세퍼레이터, 및 음극에서 선택되는 적어도 1종을 침지하고, 이것을 수성 라텍스로부터 취출한 후, 수성 라텍스를 건조함으로써, 중간층을 형성한다.(2) The intermediate layer is formed by dipping at least one selected from the positive electrode, the separator, and the negative electrode in the aqueous latex according to the present invention, taking it out of the aqueous latex, and drying the aqueous latex.
(3) 본 발명에 따른 수성 라텍스를 기재에 도포하고, 수성 라텍스를 건조한 후, 형성된 도막을 기재로부터 박리함으로써, 중간층을 형성한다.(3) The aqueous latex according to the present invention is applied to the substrate, the aqueous latex is dried, and then the formed coating film is peeled from the substrate to form an intermediate layer.
(4) 본 발명에 따른 수성 라텍스에 기재를 침지하고, 기재를 상기 수성 라텍스로부터 취출한 후, 수성 라텍스를 건조한 후, 형성된 도막을 기재로부터 박리함으로써, 중간층을 형성한다.(4) The intermediate layer is formed by immersing the substrate in the aqueous latex according to the present invention, taking the substrate out of the aqueous latex, drying the aqueous latex, and then peeling the formed coating film from the substrate.
그리고, 본 발명에 따른 수성 라텍스를, 양극, 세퍼레이터, 음극, 기재에 도포하는 경우에는 적어도 1면(즉, 한쪽 면 또는 양면)에 도포하면 된다.And when apply | coating the aqueous latex which concerns on this invention to a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a base material, what is necessary is just to apply | coat to at least 1 side (namely, one side or both sides).
도포를 수행할 때의 방법으로서는 특별히 한정은 없고, 바 코터; 다이 코터; 콤마 코터; 다이렉트 그라비아 방식, 리버스 그라비아 방식, 키스 리버스 그라비아 방식, 오프셋 그라비아 방식 등의 그라비아 코터; 리버스 롤 코터; 마이크로 그라비아 코터; 에어 나이프 코터; 딥 코터 등을 이용하여 기재 위에 도포를 수행하는 방법을 들 수 있다. 기재 위에 형성된 중간층은 균일한 것이 바람직하지만, 충방전의 과정에서 발생한 가스를 내보낼 목적으로 구멍 모양이 있거나 점재(dotted)하는 등의 모양이 있을 수도 있다.There is no restriction | limiting in particular as a method at the time of coating | coating, Bar coater; Die coater; Comma coater; Gravure coater, such as direct gravure method, reverse gravure method, kiss reverse gravure method, offset gravure method; Reverse roll coater; Micro gravure coater Air knife coater; The method of apply | coating on a base material using a dip coater etc. is mentioned. Although it is preferable that the intermediate | middle layer formed on the base material is uniform, it may have a shape, such as a hole shape or dotted, for the purpose of sending out the gas produced in the process of charge / discharge.
또한, 필요에 따라, 건조한 후에 열처리를 수행할 수도 있다. 그리고, 다른 성분으로서, 수용성 고분자를 이용하지 않는 경우에는 열처리를 수행하는 것이 바람직하다.Also, if desired, heat treatment may be performed after drying. And as another component, when not using a water-soluble polymer, it is preferable to perform heat processing.
그리고, 기재로부터 박리함으로써 중간층을 얻을 때의 기재로서는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)제의 기재 등을 사용할 수 있다.And the base material made from polyethylene terephthalate (PET) etc. can be used as a base material at the time of obtaining an intermediate | middle layer by peeling from a base material.
그리고, 기재로부터 박리함으로써 얻어진 중간층을 사용하는 경우, 중간층은 중간층을 기재로부터 박리한 후에, 양극과 세퍼레이터 사이나, 음극과 세퍼레이터 사이에 배치된다.And when using the intermediate | middle layer obtained by peeling from a base material, an intermediate | middle layer is arrange | positioned between an anode and a separator, or between a cathode and a separator, after peeling an intermediate | middle layer from a base material.
그리고, 건조를 수행할 때의 온도로서는 세퍼레이터, 전극, 기재, 중합체 입자, 및 다른 성분의 융점, 분해 온도 등을 고려할 필요가 있으므로, 적합한 온도나 시간은 그 계(系)에 따라 다르지만, 40~190℃인 것이 바람직하고, 50~180℃인 것이 보다 바람직하다. 건조를 수행하는 시간은 1초~15시간인 것이 바람직하다.As the temperature at the time of drying, it is necessary to consider the melting point, the decomposition temperature, and the like of the separator, the electrode, the substrate, the polymer particles, and other components, so that the suitable temperature and time vary depending on the system. It is preferable that it is 190 degreeC, and it is more preferable that it is 50-180 degreeC. It is preferable that time to perform drying is 1 second-15 hours.
또한, 열처리를 수행하는 경우의 온도로서는 세퍼레이터, 전극, 기재, 중합체 입자, 및 다른 성분의 융점, 분해 온도 등을 고려할 필요가 있으므로, 적합한 온도나 시간은 그 계에 따라 상이하지만, 60~220℃인 것이 바람직하고, 65~215℃인 것이 보다 바람직하다. 열처리를 수행하는 시간은 1초~15시간인 것이 바람직하다.In addition, since the melting | fusing point, decomposition temperature, etc. of a separator, an electrode, a base material, a polymer particle, and another component need to consider the temperature at the time of performing heat processing, although suitable temperature and time differ according to the system, 60-220 degreeC It is preferable that it is and it is more preferable that it is 65-215 degreeC. The time for performing the heat treatment is preferably 1 second to 15 hours.
그리고, 건조 및 열처리에 있어서 온도 등의 조건이 중복되는 부분이 있지만, 건조 및 열처리는 명확하게 구별될 필요는 없고, 연속적으로 수행될 수도 있다.In addition, although there exist a part in which conditions, such as temperature, overlap in drying and heat processing, drying and heat processing do not need to be clearly distinguished and may be performed continuously.
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체의 제조 방법으로서는 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 제조되는 중간층을, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 설치하는 공정을 갖는 이외는 종래와 동일한 방법을 이용할 수 있다. 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체의 제조 방법은 상술한 바와 같이, 중간층이 상기 (1)~(4) 중 어느 하나에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다.As a manufacturing method of the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries which concerns on this invention, except having the process of providing the intermediate | middle layer manufactured using the aqueous latex which concerns on this invention between at least one of a positive electrode and a separator, and a negative electrode and a separator, The same method can be used. As described above, the method for producing a structure for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is characterized in that the intermediate layer is formed by any one of the above (1) to (4).
그리고, 중간층을 세퍼레이터 또는 전극 위에 형성했을 경우, 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체는 중간층이 형성된 세퍼레이터 또는 중간층이 형성된 전극을 사용하는 것을 제외하고는, 종래와 동일한 방법으로 제조할 수 있다. 또한, 중간층을 기재로부터 박리함으로써 형성했을 경우에는 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체는 중간층을, 양극과 세퍼레이터 사이 및, 음극과 세퍼레이터 사이 중 적어도 한쪽에 배치하는 공정이 필요해지는 것을 제외하고는, 종래와 동일한 방법으로 제조할 수 있다.In the case where the intermediate layer is formed on the separator or the electrode, the structure for the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be manufactured by the same method as the conventional method except that the separator having the intermediate layer or the electrode having the intermediate layer is used. In addition, when formed by peeling an intermediate | middle layer from a base material, the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries which concerns on this invention except the process which arrange | positions an intermediate | middle layer between at least one of a positive electrode and a separator, and between a negative electrode and a separator is needed, It can manufacture by the same method as before.
그리고, 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체에 있어서는 본 발명에 따른 수성 라텍스를 사용하여 중간층이 제조된다. 따라서, 다공 화 공정을 수행하지 않아도, 중간층에 전해액 주입 경로를 제작할 수 있으므로 바람직하다.In the nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention, an intermediate layer is prepared using the aqueous latex according to the present invention. Therefore, the electrolyte injection path can be prepared in the intermediate layer even without performing the porosity process.
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체 및 후술하는 비수 전해질 이차전지에 있어서, 중간층은 본 발명에 따른 수성 라텍스를 이용하여 제조되므로, 세퍼레이터와 중간층의 접착 강도, 양극과 중간층의 접착 강도, 및 음극과 중간층의 접착 강도가 뛰어난 것이 되기 쉽다. 따라서, 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지용 구조체 및 후술하는 비수 전해질 이차전지는 대면적화된 것이라도, 양극과 세퍼레이터 사이 및/또는 음극과 세퍼레이터 사이에서, 외력에 의한 어긋남이나 박리가 잘 발생하지 않고, 또한, 세퍼레이터 가열 시의 면적 수축률이 작아, 장기간에 걸쳐 전지 성능을 유지할 수 있다. 또한, 소망의 용량을 얻기 쉽다.In the nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention and the nonaqueous electrolyte secondary battery described later, since the intermediate layer is prepared using the aqueous latex according to the present invention, the adhesive strength of the separator and the intermediate layer, the adhesive strength of the positive electrode and the intermediate layer, and the negative electrode and It is easy to be excellent in the adhesive strength of an intermediate | middle layer. Therefore, the nonaqueous electrolyte secondary battery structure according to the present invention and the nonaqueous electrolyte secondary battery to be described later, even if a large area, the displacement or peeling due to external force is not easily generated between the positive electrode and the separator and / or between the negative electrode and the separator, Moreover, the area shrinkage rate at the time of separator heating is small, and battery performance can be maintained over a long period of time. In addition, it is easy to obtain a desired capacity.
<세퍼레이터/중간층 적층체><Separator / Middle Layer Laminate>
본 발명에 따른 세퍼레이터/중간층 적층체는 비수 전해질 이차전지용 세퍼레이터와, 세퍼레이터의 적어도 한쪽의 주면에 설치된 중간층을 갖고, 중간층은 (A) 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자, 및 (B) 무기 입자를 포함한다. 세퍼레이터/중간층 적층체에 있어서, 세퍼레이터와 중간층은 직접 접하고 있을 수도 있고, 세퍼레이터와 중간층 사이에 다른 층이 개재하고 있을 수도 있다.The separator / intermediate layer laminate according to the present invention has a separator for a nonaqueous electrolyte secondary battery and an intermediate layer provided on at least one main surface of the separator, and the intermediate layer (A) a structural unit derived from unsaturated dibasic acid and / or unsaturated dibasic acid monoester. The polymer particle containing the copolymer containing the structural unit derived from the structural unit derived from the vinylidene fluoride system monomer, and (B) inorganic particle are included. In the separator / intermediate layer laminate, the separator and the intermediate layer may directly contact each other, and another layer may be interposed between the separator and the intermediate layer.
본 발명에 따른 세퍼레이터/중간층 적층체에 사용되는 세퍼레이터, 중간층, 및 중합체 입자는 상기에서 설명한 것과 동일하다.The separator, intermediate | middle layer, and polymer particle used for the separator / intermediate | middle layer laminated body which concern on this invention are the same as what was demonstrated above.
<비수 전해질 이차전지><Non-aqueous Electrolyte Secondary Battery>
본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지는 비수 전해질 이차전지용 구조체로부터 얻어진다.The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is obtained from the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries.
비수 전해질 이차전지의 전지 구조로서는, 예를 들어 코인형 전지, 버튼형 전지, 원통형 전지, 각형 전지 등의 공지된 전지 구조를 들 수 있다.As a battery structure of a nonaqueous electrolyte secondary battery, well-known battery structures, such as a coin type battery, a button type battery, a cylindrical battery, a square battery, are mentioned, for example.
비수 전해질 이차전지를 구성하는 부재로서는 비수 전해질 이차전지용 구조체 이외에는, 예를 들어 비수 전해액, 원통 캔, 라미네이트 파우치 등을 들 수 있다.As a member which comprises a nonaqueous electrolyte secondary battery, a nonaqueous electrolyte solution, a cylindrical can, a laminate pouch, etc. are mentioned other than the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries.
상기 비수 전해액은 비수계 용매에 전해질을 용해시켜 이루어지는 것이다.The nonaqueous electrolyte is obtained by dissolving an electrolyte in a nonaqueous solvent.
상기 비수계 용매로서, 전해질을 구성하는 양이온 및 음이온을 수송 가능한 비프로톤성 유기용매이며, 또한, 실질적으로 이차전지의 기능을 해치지 않는 것을 들 수 있다. 그러한 비수계 용매로서, 리튬 이온 이차전지의 비수 전해액으로서 통상 사용되는 유기용매를 들 수 있고, 예를 들어 카보네이트류, 할로겐화탄화수소, 에테르류, 케톤류, 니트릴류, 락톤류, 에스테르류, 옥솔란 화합물 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 프로필렌카보네이트, 에틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 1, 2-디메톡시에탄, 1, 2-디에톡시에탄, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 숙시노니트릴, 1, 3-프로판설톤, 탄산플루오로에틸렌, 탄산비닐렌 등이 바람직하다.As said non-aqueous solvent, it is an aprotic organic solvent which can transport the cation and anion which comprise an electrolyte, and the thing which does not substantially impair the function of a secondary battery is mentioned. As such a non-aqueous solvent, the organic solvent normally used as a non-aqueous electrolyte of a lithium ion secondary battery is mentioned, For example, carbonates, halogenated hydrocarbons, ethers, ketones, nitriles, lactones, esters, an oxolane compound Etc. can be used. Among them, propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, 1, 2-dimethoxyethane, 1, 2-diethoxyethane, methyl propionate, ethyl propionate, succinonitrile, 1, 3- Propanesultone, fluoroethylene carbonate, vinylene carbonate and the like are preferred.
비수계 용매는 1종 단독으로 사용할 수 있거나, 2종 이상을 사용할 수 있다.A non-aqueous solvent can be used individually by 1 type, or 2 or more types can be used.
또한, 전해질로서는 상기 비수계 용매에 의해, 구성 양이온 및 음이온이 수송 가능한 것이며, 또한, 실질적으로 이차전지의 기능을 해치지 않는 것인 한, 그의 종류가 특별히 한정되는 것은 아니다. 여기서, 비수 전해질 이차전지가 리튬 이온 이차전지인 경우에, 사용하는 것이 가능한 전해질을 예로 들면, LiPF6, LiAsF6, LBF4 등의 플루오로 착음이온의 리튬염, LiClO4, LiCl, LiBr 등의 무기 리튬염, 및, LiCH3SO3, LiCF3SO3 등의 설폰산 리튬염, Li(CF3OSO2)2N, Li(CF3OSO2)3C, Li(CF3SO2)2N, Li(CF3SO2)3C 등의 유기 리튬염을 들 수 있다. 전해질은 1종 단독으로 사용할 수 있거나, 2종 이상을 사용할 수 있다.In addition, as an electrolyte, the kind of constituent cation and anion can be transported by the said non-aqueous solvent, and the kind is not specifically limited as long as it does not substantially impair the function of a secondary battery. Here, when the nonaqueous electrolyte secondary battery is a lithium ion secondary battery, examples of the electrolyte that can be used include lithium salts of fluoro complex anions such as LiPF 6 , LiAsF 6 , LBF 4 , LiClO 4 , LiCl, LiBr, and the like. Inorganic lithium salts, and sulfonic acid lithium salts such as LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 OSO 2 ) 2 N, Li (CF 3 OSO 2 ) 3 C, Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, Li (CF 3 SO 2 ) and organic lithium salts such as C 3. The electrolyte may be used alone, or two or more thereof may be used.
그리고, 상술한 비수 전해질 이차전지용 구조체로부터 본 발명에 따른 비수 전해질 이차전지는 얻어지지만, 비수 전해질 이차전지용 구조체가 갖는 중간층은 전지를 제조할 때에 주입되는 전해액에 의해 팽윤되고, 추가로 열 프레스함으로써 양극 및 음극과의 밀착성을 높일 수 있다.And although the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on this invention is obtained from the structure for nonaqueous electrolyte secondary batteries mentioned above, the intermediate | middle layer which a nonaqueous electrolyte secondary battery structure has is swollen by the electrolyte solution injected at the time of manufacturing a battery, and is further positively pressed by heat press And adhesiveness with a negative electrode can be improved.
열 프레스를 수행할 때의 온도로서는 상온~160℃인 것이 바람직하고, 40~120℃인 것이 보다 바람직하다. 열 프레스를 수행할 때의 압력은 바람직하게는 0.01~10 MPa, 보다 바람직하게는 0.1~8 MPa이다. 열 프레스를 수행할 때, 예열 시간은 1초~1시간인 것이 바람직하고, 프레스 시간은 1초 내지 1시간인 것이 바람직하다.As temperature at the time of performing a hot press, it is preferable that it is normal temperature-160 degreeC, and it is more preferable that it is 40-120 degreeC. The pressure at the time of performing a hot press becomes like this. Preferably it is 0.01-10 MPa, More preferably, it is 0.1-8 MPa. When performing a hot press, it is preferable that a preheating time is 1 second-1 hour, and it is preferable that a press time is 1 second-1 hour.
상기와 같은 비수 전해질 이차전지는 양극-중간층-세퍼레이터 및/또는 음극-중간층-세퍼레이터 사이의 밀착이 뛰어난 전극을 형성할 수 있다.The nonaqueous electrolyte secondary battery as described above may form an electrode having excellent adhesion between the anode-interlayer-separator and / or the cathode-interlayer-separator.
실시예Example
다음으로 본 발명에 대하여 실시예를 나타내어 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 한정되는 것은 아니다.Next, although an Example is shown and this invention is demonstrated in more detail, this invention is not limited by these.
[양극의 제작][Production of the anode]
코발트산리튬(셀 시드(Cellseed) C5-H, 니뽄카가쿠코교 제품), 도전 조제(SuperP, TIMCAL 제품), 및 PVDF(폴리불화비닐리덴, KF#1100, 구레하 제품)를 93:3:4의 질량비로 N-메틸-2-피롤리돈과 혼합하여, 고형분 농도 69질량%의 슬러리를 제작했다. 115 μm의 스페이서를 사용하여 이 슬러리를 알루미늄박에 코팅한 후, 120℃에서 3시간 건조하고, 그 후, 프레스하여, 부피 밀도 3.6 g/㎤, 기준량(basis weight) 150 g/m2의 양극을 얻었다.Lithium cobalt acid (Cellseed C5-H, product of Nippon Kagaku Co., Ltd.), conduction aid (SuperP, TIMCAL), and PVDF (polyvinylidene fluoride, KF # 1100, product Kureha) were 93: 3: It mixed with N-methyl- 2-pyrrolidone in the mass ratio of 4, and produced the slurry of 69 mass% of solid content concentration. The slurry was coated on aluminum foil using a 115 μm spacer, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then pressed to obtain a positive electrode having a bulk density of 3.6 g / cm 3 and a basis weight of 150 g / m 2 . Got.
[음극의 제작][Production of the negative electrode]
BTR918(개질 천연 흑연, BTR 제품), 도전 조제(SuperP, TIMCAL 제품), SBR(스티렌부타디엔 고무 라텍스, BM-400, 니뽄제온 제품), 및 CMC(카복시메틸셀룰로오스, 셀로겐 4H, 다이이치코교세이야쿠)를 90:2:3:1의 질량비로 물과 혼합하여, 고형분 농도 53질량%의 슬러리를 제작했다. 90 μm의 스페이서를 이용하여 이 슬러리를 동박에 코팅한 후, 120℃에서 3시간 건조하고, 그 후, 프레스하여, 부피 밀도 1.5 g/㎤, 기준량 56 g/m2의 음극을 얻었다.BTR918 (modified natural graphite, BTR products), conductive additives (SuperP, TIMCAL products), SBR (styrene butadiene rubber latex, BM-400, Nippon Zeon products), and CMC (carboxymethylcellulose, cellogen 4H, Daiichi Kogyo Seiya CU) was mixed with water at a mass ratio of 90: 2: 3: 1 to prepare a slurry having a solid content concentration of 53% by mass. This slurry was coated on copper foil using a 90 μm spacer, dried at 120 ° C. for 3 hours, and then pressed to obtain a negative electrode having a bulk density of 1.5 g / cm 3 and a reference amount of 56 g / m 2 .
[실시예 1]EXAMPLE 1
오토클레이브에 280질량부의 물을 넣고, 탈기한 후, 0.5질량부의 퍼플루오로옥탄산(PFOA)암모늄염과 0.05질량부의 아세트산에틸을 넣고, 이어서 20질량부의 불화비닐리덴(VDF)과 5질량부의 헥사플루오로프로필렌(HFP)을 넣었다.280 parts by mass of water was added to the autoclave, and after degassing, 0.5 parts by mass of perfluorooctanoic acid (PFOA) ammonium salt and 0.05 parts by mass of ethyl acetate were added, followed by 20 parts by mass of vinylidene fluoride (VDF) and 5 parts by mass of hexa. Fluoropropylene (HFP) was added.
80℃로 승온한 후, 0.5질량부의 과황산암모늄(APS)을 넣어 중합하고, 추가로 75질량부의 VDF와 0.5질량부의 말레산모노메틸(MMM)을 첨가했다. 그때, 말레산모노메틸을 5질량%의 수용액의 형태로 사용하여, VDF 5질량부가 소비될 때마다 말레산모노메틸 환산으로 0.033질량부에 상당하는 양의 상기 수용액을 첨가했다. 캔의 내부 압력이 1.5 MPa로 내려갔을 때에 중합 반응을 종료하여, VDF-HFP-MMM 공중합체 라텍스를 얻었다.After heating up at 80 degreeC, 0.5 mass part ammonium persulfate (APS) was put and superposed | polymerized, and 75 mass part VDF and 0.5 mass part monomethyl maleate (MMM) were further added. At that time, monomethyl maleate was used in the form of a 5 mass% aqueous solution, and whenever 5 mass parts of VDF was consumed, the said aqueous solution of the quantity equivalent to 0.033 mass part in monomethyl maleate was added. When the internal pressure of the can fell to 1.5 MPa, the polymerization reaction was terminated to obtain a VDF-HFP-MMM copolymer latex.
얻어진 VDF-HFP-MMM 공중합체 라텍스를 80℃에서 3시간 건조하고, 수지 농도를 측정한 결과, 23.8질량%였다. 또한, 오오츠카덴시 제품 ELSZ-2를 이용하여 평균 입경을 구한 결과, 187 nm였다. 얻어진 라텍스를 0.5질량% 염화칼슘 수용액으로 염석(salting out)하여 얻은 슬러리를 2회 물로 씻은 후, 80℃에서 21시간 건조하여 분말을 얻었다. 얻어진 분말을 200℃에서 프레스하여 IR 스펙트럼을 측정한 결과, 흡광도비(A1740 cm-1/A3020 cm-1)는 0.21이었다. 그리고, IR 스펙트럼의 측정 결과를 도 1에 나타낸다.It was 23.8 mass% when the obtained VDF-HFP-MMM copolymer latex was dried at 80 degreeC for 3 hours, and the resin concentration was measured. Moreover, it was 187 nm when the average particle diameter was calculated | required using ELSZ-2 by Otsuka Denshi. The slurry obtained by salting out the obtained latex with a 0.5 mass% calcium chloride aqueous solution was washed twice with water, and it dried at 80 degreeC for 21 hours, and obtained the powder. The obtained powder was pressed at 200 ° C. and the IR spectrum was measured. As a result, the absorbance ratio (A 1740 cm −1 / A 3020 cm −1 ) was 0.21. And the measurement result of an IR spectrum is shown in FIG.
얻어진 VDF-HFP-MMM 공중합체 라텍스와 CMC(셀로겐 4H, 다이이치코교세이야쿠 제품)와 알루미나 입자(AKP50, 평균 입자 지름 0.2 μm, 스미토모카가쿠 제품)와 물을, VDF-HFP-MMM 공중합체:알루미나:CMC(질량비)=60:40:2, 고형분 농도 20.5질량%가 되도록 혼합하여, 얻어진 수분산액을 세퍼레이터(하이포어(hipore) NH616, 아사히카세이 제품)의 양면에 웨트(wet) 도포량 36 g/m2로 와이어 바를 이용하여 순차 코팅하고, 각 면 모두 70℃에서 10분간 건조했다. 얻어진 코팅 세퍼레이터(즉, 중간층/세퍼레이터/중간층 적층체)의 투기도를, 걸리식 덴소미터(densometer)(도요세이키세이사쿠쇼 제품)를 이용하여 측정한 결과, 263 s/100 ml였다. 그리고, 코팅 전의 세퍼레이터(하이포어 NH616)의 투기도는 200 s/100 ml였다. 도막의 두께는 한쪽 면 4.7 μm였다.The obtained VDF-HFP-MMM copolymer latex, CMC (Cellogen 4H, Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), alumina particles (AKP50, 0.2 μm in average particle diameter, Sumitomo Kagaku Co., Ltd.) and water were used for the VDF-HFP-MMM air. Coalescing: Alumina: CMC (mass ratio) = 60: 40: 2, mixed so that the solid content concentration is 20.5 mass%, the amount of wet coating on both sides of the separator (hipore NH616, Asahi Kasei) It coated sequentially with the wire bar at 36 g / m <2> , and dried each surface at 70 degreeC for 10 minutes. The air permeability of the obtained coated separator (that is, the intermediate layer / separator / intermediate layer laminate) was measured using a Gurley densometer (manufactured by Toyosei Seisakusho Co., Ltd.) and found to be 263 s / 100 ml. And the air permeability of the separator (high pore NH616) before coating was 200 s / 100 ml. The thickness of the coating film was 4.7 μm on one side.
얻어진 코팅 세퍼레이터를 15 cm×12 cm(세로×가로)의 크기로 재단하고, 125℃의 오븐 중에서 30분간 열처리하여, 면적 수축률을 측정한 결과, 3.2%였다. 이에 반해, 코팅 전의 세퍼레이터(하이포어 NH616)에 대하여, 동일하게 면적 수축률을 측정한 결과, 6.7%였다.It was 3.2% when the obtained coating separator was cut | judged to the size of 15 cm x 12 cm (vertical x horizontal), heat-processed in 125 degreeC oven for 30 minutes, and the area shrinkage rate was measured. On the other hand, the area shrinkage rate was similarly measured with respect to the separator (high pore NH616) before coating, and it was 6.7%.
양극 및 음극을 2.5 cm×5.0 cm로 절단하고, 얻어진 코팅 세퍼레이터를 3.0 cm×6.0 cm로 절단하여, 양극, 코팅 세퍼레이터, 및 음극의 순서로 겹쳐, 전해액(에틸렌카보네이트/디메틸카보네이트/에틸메틸카보네이트(체적비)=1/2/2, LiPF6:1.3 M)을 100 mg 침입시킨 후, 진공 실링제를 사용하여 알루미늄 파우치 내에 진공 탈기 봉입했다. 이어서, 이것에 대하여, 100℃에 있어서, 3분간 여열(余熱)을 행한 후, 1분간, 약 4 MPa로 열 프레스를 수행했다. 얻어진 양극/코팅 세퍼레이터/음극 적층체(즉, 양극/중간층/세퍼레이터/중간층/음극 적층체)에 있어서, 양극과 코팅 세퍼레이터 사이의 180° 박리 강도, 및, 코팅 세퍼레이터와 음극 사이의 180° 박리 강도를, 텐실론(tensilon) 만능 시험기(가부시키가이샤에이앤드디 제품)를 이용하여 측정한 결과, 양극과 코팅 세퍼레이터 사이의 180° 박리 강도는 1.08 gf/mm이며, 코팅 세퍼레이터와 음극 사이의 180° 박리 강도는 0.09 gf/mm였다.The positive electrode and the negative electrode were cut into 2.5 cm x 5.0 cm, the obtained coated separator was cut into 3.0 cm x 6.0 cm, and the positive electrode, the coated separator, and the negative electrode were stacked in the order of the electrolyte solution (ethylene carbonate / dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate ( After infiltrating 100 mg of volume ratio) = 1/2/2 and LiPF 6 : 1.3 M), vacuum degassing was enclosed in an aluminum pouch using a vacuum sealing agent. Subsequently, after performing heat for 3 minutes at 100 degreeC on this, the heat press was performed at about 4 MPa for 1 minute. In the obtained anode / coating separator / cathode laminate (ie, anode / middle layer / separator / middle layer / cathode laminate), 180 ° peel strength between the anode and the coated separator, and 180 ° peel strength between the coated separator and the cathode Was measured using a tensilon universal testing machine (manufactured by A & D), and the 180 ° peel strength between the positive electrode and the coated separator was 1.08 gf / mm, and the 180 ° between the coated separator and the negative electrode was measured. Peel strength was 0.09 gf / mm.
[비교예 1][Comparative Example 1]
과황산암모늄의 첨가량을 0.5질량부에서 0.06질량부로 변경하고, 말레산모노메틸을 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여, VDF-HFP 공중합체 라텍스를 얻었다. 수지 농도, 평균 입경, 및 흡광도비를 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 결과, 수지 농도는 24.6질량%, 평균 입경은 195 nm, 흡광도비(A1740 cm-1/A3020 cm-1)는 0.06이었다. 그리고, IR 스펙트럼의 측정 결과를 도 1에 나타낸다.The VDF-HFP copolymer latex was obtained like Example 1 except having changed the addition amount of ammonium persulfate from 0.5 mass part to 0.06 mass part, and the monomethyl maleate was not added. The resin concentration, average particle diameter, and absorbance ratio were measured in the same manner as in Example 1, and as a result, the resin concentration was 24.6 mass%, the average particle diameter was 195 nm, and the absorbance ratio (A 1740 cm-1 / A 3020 cm-1 ) was 0.06. And the measurement result of an IR spectrum is shown in FIG.
얻어진 VDF-HFP 공중합체 라텍스를 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여, 코팅 세퍼레이터를 얻었다. 얻어진 코팅 세퍼레이터의 투기도를 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 결과, 상기 투기도는 255 s/100 ml였다. 도막의 두께는 한쪽 면 4.7 μm였다.Using the obtained VDF-HFP copolymer latex, it carried out similarly to Example 1, and obtained the coating separator. The air permeability of the obtained coated separator was measured in the same manner as in Example 1, and the air permeability was 255 s / 100 ml. The thickness of the coating film was 4.7 μm on one side.
얻어진 코팅 세퍼레이터의 면적 수축률을 실시예 1과 동일하게 측정한 결과, 3.7%였다.It was 3.7% when the area shrinkage rate of the obtained coated separator was measured similarly to Example 1.
양극과 코팅 세퍼레이터 사이의 180° 박리 강도, 및, 코팅 세퍼레이터와 음극 사이의 180° 박리 강도를 실시예 1과 동일하게 하여 측정한 결과, 양극과 코팅 세퍼레이터 사이의 180° 박리 강도는 0.84 gf/mm이며, 코팅 세퍼레이터와 음극 사이의 180° 박리 강도는 0.04 gf/mm였다.As a result of measuring 180 ° peel strength between the positive electrode and the coated separator and 180 ° peel strength between the coated separator and the negative electrode in the same manner as in Example 1, the 180 ° peel strength between the positive electrode and the coated separator was 0.84 gf / mm And the 180 ° peel strength between the coated separator and the cathode was 0.04 gf / mm.
[평가][evaluation]
말레산모노메틸을 사용하여 라텍스를 얻은 실시예 1에서는 흡광도비(A1740 cm-1/A3020 cm-1)가 0.10 이상이었다. 이에 반해, 말레산모노메틸을 사용하지 않고 라텍스를 얻은 비교예 1에서는 흡광도비(A1740 cm-1/A3020 cm-1)가 0.10 미만이었다.In Example 1 where latex was obtained using monomethyl maleate, the absorbance ratio (A 1740 cm −1 / A 3020 cm −1 ) was 0.10 or more. In contrast, in Comparative Example 1 in which latex was obtained without using monomethyl maleate, the absorbance ratio (A 1740 cm −1 / A 3020 cm −1 ) was less than 0.10.
또한, 실시예 1의 코팅 세퍼레이터의 면적 수축률은 코팅 전의 세퍼레이터의 면적 수축률보다, 훨씬 작았다.In addition, the area shrinkage rate of the coated separator of Example 1 was much smaller than the area shrinkage rate of the separator before coating.
또한, 실시예 1에서는 비교예 1과 비교하여, 양극과 코팅 세퍼레이터 사이의 180° 박리 강도, 및, 코팅 세퍼레이터와 음극 사이의 180° 박리 강도가 모두 높고, 특히, 코팅 세퍼레이터와 음극 사이의 180° 박리 강도의 향상이 현저했다.In addition, in Example 1, compared with Comparative Example 1, the 180 ° peel strength between the positive electrode and the coated separator and the 180 ° peel strength between the coated separator and the negative electrode were all high, in particular, 180 ° between the coated separator and the negative electrode. The improvement of peeling strength was remarkable.
Claims (6)
상기 중간층은 (A) 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산 모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자, 및 (B) 무기 입자를 포함하고,
상기 중합체 입자는 1740 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A1740 cm-1과 3020 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A3020 cm-1의 비 A1740 cm-1/A3020 cm-1이 0.10 이상이며,
상기 중간층이 설치된 상기 세퍼레이터를 15 cm×12 cm(세로×가로)의 크기로 재단하고, 125℃의 오븐 중에서 30 분간 열처리하여, 면적 수축률을 측정하였을 때에, 면적 수축률이 3.2% 이하인 것을 특징으로 하는 세퍼레이터/중간층 적층체.It has a separator for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and the intermediate | middle layer provided in at least one main surface of the said separator,
The said intermediate | middle layer contains the polymer particle containing the copolymer containing the structural unit derived from (A) unsaturated dibasic acid, and / or the structural unit derived from unsaturated dibasic acid monoester, and the vinylidene fluoride-type monomer, and (B) contains inorganic particles,
The polymer particles absorbance of an infrared absorption spectrum at 1740 cm -1 A 1740 cm-1 and the ratio of the absorbance A A 3020 cm-1 in an infrared absorption spectrum at 3020 cm -1 1740 cm-1 / A 3020 cm-1 Is not less than 0.10,
When the separator provided with the intermediate layer was cut to a size of 15 cm x 12 cm (length x width), and heat-treated in an oven at 125 ° C. for 30 minutes, the area shrinkage was 3.2% or less. Separator / Middle Layer Laminate.
상기 중간층은 (A) 불포화 이염기산에 유래하는 구조 단위 및/또는 불포화 이염기산 모노에스테르에 유래하는 구조 단위와 불화비닐리덴계 단량체에 유래하는 구조 단위를 포함하는 공중합체를 함유하는 중합체 입자, 및 (B) 무기 입자를 포함하고,
상기 중합체 입자는 1740 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A1740 cm-1과 3020 cm-1에서의 적외 흡수 스펙트럼의 흡광도 A3020 cm-1의 비 A1740 cm-1/A3020 cm-1이 0.10 이상이며,
상기 중합체 입자와 상기 무기 입자의 질량비가 70:30~60:40의 범위 내인 것을 특징으로 하는, 세퍼레이터/중간층 적층체.It has a separator for nonaqueous electrolyte secondary batteries, and the intermediate | middle layer provided in at least one main surface of the said separator,
The said intermediate | middle layer contains the polymer particle containing the copolymer containing the structural unit derived from (A) unsaturated dibasic acid, and / or the structural unit derived from unsaturated dibasic acid monoester, and the vinylidene fluoride-type monomer, and (B) contains inorganic particles,
The polymer particles absorbance of an infrared absorption spectrum at 1740 cm -1 A 1740 cm-1 and the ratio of the absorbance A A 3020 cm-1 in an infrared absorption spectrum at 3020 cm -1 1740 cm-1 / A 3020 cm-1 Is not less than 0.10,
The mass ratio of the said polymer particle and the said inorganic particle exists in the range of 70: 30-60: 40, The separator / intermediate | middle layer laminated body characterized by the above-mentioned.
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