KR20240002930A - Binder for nonaqueous secondary battery, slurry for porous layer of li-ion secondary battery, porous layer of li-ion secondary battery, separator for li-ion secondary battery and li-ion secondary battery - Google Patents

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KR20240002930A
KR20240002930A KR1020230079143A KR20230079143A KR20240002930A KR 20240002930 A KR20240002930 A KR 20240002930A KR 1020230079143 A KR1020230079143 A KR 1020230079143A KR 20230079143 A KR20230079143 A KR 20230079143A KR 20240002930 A KR20240002930 A KR 20240002930A
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하지메 요츠지
가즈시 미사와
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아사히 가세이 가부시키가이샤
아사히 가세이 가부시키가이샤
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Abstract

(과제) 고온하에 있어서도 세퍼레이터 수축을 억제할 수 있는 층을 형성 가능한 비수계 이차 전지용 바인더를 얻는다.
(해결 수단) 수성 매체와, 입자상 공중합체를 포함하는, 비수계 이차 전지용 바인더로서, 상기 입자상 공중합체가, 비닐 단량체 단위를 포함하고,
상기 비닐 단량체 단위가, 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 와 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함하고,
상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 의 함유량 W1 (질량부) 과, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 (질량부) 가, 하기 식 (1) 을 만족하고,
상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 가 2 질량부 이상인,
비수계 이차 전지용 바인더.
0 < W1/W2 < 1··· (1)
(Problem) Obtain a binder for non-aqueous secondary batteries that can form a layer that can suppress separator shrinkage even at high temperatures.
(Solution) A binder for a non-aqueous secondary battery comprising an aqueous medium and a particulate copolymer, wherein the particulate copolymer contains a vinyl monomer unit,
The vinyl monomer unit includes an acrylamide monomer unit (B1) and a methacrylamide monomer unit (B2),
The content W1 (parts by mass) of the acrylamide monomer unit (B1) and the content W2 (parts by mass) of the methacrylamide monomer unit (B2) relative to 100 parts by mass of the total mass of the vinyl monomer units are expressed by the following formula: (1) is satisfied,
The content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) is 2 parts by mass or more,
Binder for non-aqueous secondary batteries.
0 < W1/W2 < 1··· (1)

Description

비수계 이차 전지용 바인더, 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리, 리튬 이온 이차 전지 다공층, 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터, 및 리튬 이온 이차 전지{BINDER FOR NONAQUEOUS SECONDARY BATTERY, SLURRY FOR POROUS LAYER OF LI-ION SECONDARY BATTERY, POROUS LAYER OF LI-ION SECONDARY BATTERY, SEPARATOR FOR LI-ION SECONDARY BATTERY AND LI-ION SECONDARY BATTERY}Binder for non-aqueous secondary batteries, slurry for lithium ion secondary battery porous layers, lithium ion secondary battery porous layer, separator for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary batteries {BINDER FOR NONAQUEOUS SECONDARY BATTERY, SLURRY FOR POROUS LAYER OF LI-ION SECONDARY BATTERY, POROUS LAYER OF LI-ION SECONDARY BATTERY, SEPARATOR FOR LI-ION SECONDARY BATTERY AND LI-ION SECONDARY BATTERY}

본 발명은, 비수계 이차 전지용 바인더, 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리, 리튬 이온 이차 전지 다공층, 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터, 및 리튬 이온 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a binder for non-aqueous secondary batteries, a slurry for a lithium ion secondary battery porous layer, a lithium ion secondary battery porous layer, a separator for lithium ion secondary batteries, and a lithium ion secondary battery.

종래부터, 리튬 이온 이차 전지로 대표되는 축전 디바이스의 개발이 활발하게 행해지고 있다.Conventionally, development of electrical storage devices represented by lithium ion secondary batteries has been actively carried out.

통상, 상기 리튬 이온 이차 전지에는, 미다공막으로 이루어지는 세퍼레이터가 정부극간에 형성되어 있다. 상기 세퍼레이터는, 정부극간의 직접적인 접촉을 막고, 또한 미다공 중에 유지한 전해액을 통과시켜, 이온을 투과시키는 기능을 갖는다.Usually, in the lithium ion secondary battery, a separator made of a microporous membrane is formed between the positive and negative electrodes. The separator has the function of preventing direct contact between positive and negative electrodes and also allowing ions to pass through the electrolyte solution held in the micropores.

최근, 리튬 이온 이차 전지의 전기 특성 및 안전성을 확보하면서 세퍼레이터에 다양한 특성을 부여하기 위해서, 세퍼레이터를 구성하는 기재 표면에 무기 필러 및 수지 바인더를 포함하는 층을 배치한 세퍼레이터가 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).Recently, in order to secure the electrical properties and safety of lithium ion secondary batteries while imparting various characteristics to the separator, a separator has been proposed in which a layer containing an inorganic filler and a resin binder is disposed on the surface of the substrate constituting the separator (e.g. For example, see Patent Document 1).

특허문헌 1 에는, 산성 관능기를 갖는 제 1 단량체, 아미드기를 갖는 제 2 단량체, 및 그 밖의 제 3 단량체로 형성된 폴리머 입자와 무기 필러를 포함하는 수지 조성물을 세퍼레이터 상에 도공하여, 세퍼레이터 상에 상기 수지 조성물로 이루어지는 보호층을 형성한 리튬 이온 이차 전지에 관한 기술이 개시되어 있다.In Patent Document 1, a resin composition containing polymer particles formed of a first monomer having an acidic functional group, a second monomer having an amide group, and another third monomer and an inorganic filler is coated on a separator, and the resin is applied on the separator. A technology related to a lithium ion secondary battery having a protective layer made of a composition is disclosed.

리튬 이온 이차 전지에 있어서는, 전극 및/또는 세퍼레이터의 표면에, 전지 부재간의 접착성의 향상을 목적으로 한 접착층 등이 형성되는 경우가 있다. 예를 들어, 전극 상에 추가로 접착층을 형성한 접착층 부착 전극, 및 세퍼레이터 상에 접착층을 형성한 접착층 부착 세퍼레이터가, 전지 부재로서 사용되고 있다. 구체적으로는, 세퍼레이터 상에 폴리머 입자와 무기 필러를 포함하는 다공막을 형성한 후, 나아가 전극과의 사이에 접착층을 형성하는 기술이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 2 참조).In a lithium ion secondary battery, an adhesive layer or the like may be formed on the surface of the electrode and/or separator for the purpose of improving the adhesiveness between battery members. For example, an electrode with an adhesive layer in which an adhesive layer is further formed on an electrode, and a separator with an adhesive layer in which an adhesive layer is formed on a separator are used as battery members. Specifically, a technique is disclosed in which a porous film containing polymer particles and an inorganic filler is formed on a separator, and then an adhesive layer is formed between the separator and the electrode (for example, see Patent Document 2).

최근에는, 이차 전지의 추가적인 고성능화가 요구되고 있다. 그 성능의 하나로서, 이차 전지를 고온 환경하에서 사용했을 때에, 안전성을 더욱 확보하는 것을 들 수 있다. 이와 같은 고온 환경하에서의 사용시의 이차 전지의 안전성을 확보하기 위한 기술로서, 예를 들어, 유기 입자 및 용매를 포함하는 비수계 이차 전지 기능층용 조성물이 제안되어 있고, 상기 비수계 이차 전지 기능층용 조성물은, 세퍼레이터 상에 기능층을 형성할 때의 재료로서 사용하는 기술이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 3 참조). 특허문헌 3 의 기능층은, 내열수축성이 높고, 고온 환경하에서의 정극과 부극의 단락의 발생을 충분히 억제할 수 있어, 안전성을 확보할 수 있다고 되어 있다.Recently, there has been a demand for further improvement in the performance of secondary batteries. One of its performances is to further ensure safety when the secondary battery is used in a high temperature environment. As a technology for ensuring the safety of secondary batteries when used in such high-temperature environments, for example, a composition for a functional layer of a non-aqueous secondary battery containing organic particles and a solvent has been proposed, and the composition for a functional layer of a non-aqueous secondary battery includes , a technology for use as a material for forming a functional layer on a separator is disclosed (for example, see Patent Document 3). It is said that the functional layer of Patent Document 3 has high heat shrinkage resistance, can sufficiently suppress the occurrence of short circuit between the positive electrode and the negative electrode in a high-temperature environment, and can ensure safety.

이차 전지에 있어서 세퍼레이터가 갖는 미다공은, 전지가 발열하면 구멍이 수축하여, 예를 들어 리튬 이온 등의 통과를 저해하고, 이차 전지의 폭주를 억제하는 기능을 갖고 있다.In secondary batteries, the micropores of the separator shrink when the battery generates heat, preventing passage of lithium ions and the like, and have the function of suppressing runaway of the secondary battery.

그러나, 150 ℃ 이상 정도의 고온하에서 이차 전지의 폭주가 일어나면, 세퍼레이터가 수축을 일으켜, 전극의 단락이 일어난다는 문제가 있다. 특히, 최근에는 전지의 대용량화가 진행되고 있어, 폭주시의 발열량이 커지는 경향이 있기 때문에 고온하에서의 세퍼레이터 수축을 방지하는 기술이 요구되고 있다.However, there is a problem that if the secondary battery runs away at a high temperature of about 150°C or higher, the separator shrinks and a short circuit of the electrode occurs. In particular, in recent years, the capacity of batteries has been increased, and the amount of heat generated during runaway tends to increase, so there is a demand for technology to prevent separator shrinkage at high temperatures.

특허문헌 3 에 개시되어 있는 비수계 이차 전지 기능층용 조성물은, 유기 입자 및 용매를 함유하고, 나아가 임의로 결착제와 그 밖의 성분을 함유한다. 상기 유기 입자는, 다관능 에틸렌성 불포화 단량체 단위를 소정의 비율로 포함하고, 체적 평균 입자경이 소정의 범위이다. 또, 임의로 포함되는 결착제는, 알릴글리시딜에테르 등의 가교성 단량체 단위와, 가교성 단량체 단위 이외의 반복 단위를 포함하는 중합체인 것이 개시되어 있다.The composition for a non-aqueous secondary battery functional layer disclosed in Patent Document 3 contains organic particles and a solvent, and further optionally contains a binder and other components. The organic particles contain polyfunctional ethylenically unsaturated monomer units in a predetermined ratio, and have a volume average particle diameter in a predetermined range. In addition, it is disclosed that the binder optionally included is a polymer containing a crosslinkable monomer unit such as allyl glycidyl ether and a repeating unit other than the crosslinkable monomer unit.

특허문헌 3 에 개시되어 있는 세퍼레이터 상에 형성된 기능층은, 내열 수축성이 높고, 이차 전지의 안전성을 확보할 수 있다고 되어 있지만, 150 ℃ 이상의 고온하에서의 세퍼레이터의 수축의 억제에 관해서는, 여전히 개선의 여지가 있다는 문제점을 갖고 있다.Although the functional layer formed on the separator disclosed in Patent Document 3 has high heat resistance and shrinkage and is said to be able to ensure the safety of secondary batteries, there is still room for improvement with regard to suppressing shrinkage of the separator under high temperatures of 150°C or higher. There is a problem with this.

또, 특허문헌 4 에는, 에폭시기 함유 단량체를 소정량 함유하는 기능층용의 재료가 개시되어 있다. 상기 특허문헌 4 에 개시되어 있는 기능층용의 재료에 의해 형성된 기능층은, 열수축이 시작되기 전의 저온 영역 (예를 들어 60 ℃) 에 있어서는 유연성이 우수하고, 150 ℃ 이상의 고온하에서는 열가교가 진행됨으로써 딱딱해져, 내열수성이 높고, 이차 전지의 안전성을 확보할 수 있다고 되어 있다.Additionally, Patent Document 4 discloses a material for a functional layer containing a predetermined amount of an epoxy group-containing monomer. The functional layer formed from the material for the functional layer disclosed in Patent Document 4 has excellent flexibility in a low temperature range (for example, 60°C) before heat shrinkage begins, and heat crosslinking proceeds at a high temperature of 150°C or higher. It is said to be hard, have high hot water resistance, and ensure the safety of secondary batteries.

그러나, 특허문헌 4 에 개시되어 있는 기능층용의 재료는 초기의 저장 탄성률이 낮기 때문에, 150 ℃ 이상의 고온하에서의 열가교 후의 저장 탄성률도 충분히 높지는 않고, 따라서 150 ℃ 이상의 고온하에서는, 세퍼레이터의 수축을 억제하는 효과에 있어서, 여전히 개선의 여지가 있다는 문제점을 갖고 있다.However, since the material for the functional layer disclosed in Patent Document 4 has a low initial storage elastic modulus, the storage elastic modulus after thermal crosslinking at a high temperature of 150 ° C. or higher is not sufficiently high, and therefore, shrinkage of the separator is suppressed at a high temperature of 150 ° C. or higher. In terms of effectiveness, there is still a problem that there is room for improvement.

또한, 특허문헌 5 에는, 축전 디바이스용 바인더 조성물이 개시되어 있고, 상기 축전 디바이스용 바인더 조성물은, (메트)아크릴아미드에서 유래하는 반복 단위의 비율이 40 ∼ 100 질량% 인 수용성 중합체를 주성분으로 하고 있다. 이와 같은 수용성 중합체는 무기 안료에 대한 밀착성이 우수하지만, 상기 축전 디바이스용 바인더 조성물을 수성 매체와 함께 세퍼레이터 상에 도공했을 경우, 수성 매체에 용해된 중합체가 세공 내부로 침입함으로써 막힘을 일으켜, 전지 성능을 저하시키는 경향이 있다는 문제점을 갖고 있다. 또, 상기 수용성 중합체는 세퍼레이터의 함수율을 상승시키기 때문에, 전지 내부의 수분량이 많아져, 전해액 중에서 부반응을 일으켜 전지 성능을 조기에 열화시킬 가능성이 높고, 이러한 관점에 있어서도 개선의 여지가 있다는 문제점을 갖고 있다.In addition, Patent Document 5 discloses a binder composition for electrical storage devices, the binder composition for electrical storage devices having a water-soluble polymer having a proportion of repeating units derived from (meth)acrylamide of 40 to 100% by mass as the main component, and there is. Such water-soluble polymers have excellent adhesion to inorganic pigments, but when the binder composition for electrical storage devices is applied on a separator together with an aqueous medium, the polymer dissolved in the aqueous medium penetrates into the pores, causing clogging, which reduces battery performance. It has a problem that it tends to deteriorate. In addition, since the water-soluble polymer increases the moisture content of the separator, the moisture content inside the battery increases, causing a side reaction in the electrolyte solution, which is highly likely to cause early deterioration of battery performance. There is also a problem in this respect that there is room for improvement. there is.

나아가 또, 특허문헌 6 에는, (메트)아크릴아미드를 40 ∼ 80 질량% 를 포함하는 입자상 중합체를 함유하는 비수계 이차 전지 세퍼레이터용 바인더 분산액이 개시되어 있다. 상기 비수계 이차 전지 세퍼레이터용 바인더 분산액은, 소정의 옥탄올/수 분배 계수를 갖는 에틸렌 불포화 단량체와 상기 (메트)아크릴아미드의 공중합에 의해 얻어지는 입자상 공중합체를 함유하고 있다. 이와 같은 형태를 갖는 비수계 이차 전지 세퍼레이터용 바인더 분산액이면, 세퍼레이터 상에 도공되었을 경우에, 상기 세퍼레이터의 내열성을 높이면서 도전성을 저해하지 않는다고 생각할 수 있지만, (메트)아크릴아미드의 수용성의 정도, 및 바인더 분산액의 점도로부터 추찰하건대, 상당히 수용성 폴리머가 함유되어 있어, 상기 서술한 특허문헌 5 에 개시되어 있는 축전 디바이스용 바인더 조성물과 마찬가지로, 수성 매체에 용해된 입자상 중합체가 세공 내부로 침입함으로써 막힘을 일으켜, 전지 성능을 저하시키는 경향이 있다는 문제점을 갖고 있다.Furthermore, Patent Document 6 discloses a binder dispersion liquid for a non-aqueous secondary battery separator containing a particulate polymer containing 40 to 80 mass% of (meth)acrylamide. The binder dispersion for a non-aqueous secondary battery separator contains a particulate copolymer obtained by copolymerization of an ethylenically unsaturated monomer having a predetermined octanol/water partition coefficient and the (meth)acrylamide. A binder dispersion for a non-aqueous secondary battery separator having such a form can be considered to increase the heat resistance of the separator while not impairing conductivity when coated on a separator. However, the degree of water solubility of (meth)acrylamide, and Inferring from the viscosity of the binder dispersion, it contains a significant amount of water-soluble polymer, and like the binder composition for an electrical storage device disclosed in Patent Document 5 described above, the particulate polymer dissolved in the aqueous medium penetrates into the pores, causing clogging. , it has a problem that it tends to deteriorate battery performance.

또 나아가 특허문헌 7, 특허문헌 8 에는, (메트)아크릴아미드 단량체와, (메트)아크릴산에스테르 단량체를 공중합하여 이루어지는 공중합 폴리머를 포함하는 비수계 이차 전지용 바인더 조성물이 개시되어 있다. 이러한 특허문헌 7, 8 에 있어서는, 상기 비수계 이차 전지용 바인더 조성물은, 전극 및/또는 세퍼레이터에 대한 밀착성 향상 효과가 높은 것이 기재되어 있다. 그러나, 특허문헌 7, 8 에 개시되어 있는 비수계 이차 전지용 바인더 조성물 자체의 고온 강도는 충분히 높지 않고, 150 ℃ 이상의 고온하에 있어서의 세퍼레이터의 수축의 억제에 관해서는, 개선의 여지가 있다는 문제점을 갖고 있다.Furthermore, Patent Document 7 and Patent Document 8 disclose a binder composition for a non-aqueous secondary battery containing a copolymer formed by copolymerizing a (meth)acrylamide monomer and a (meth)acrylic acid ester monomer. In these Patent Documents 7 and 8, it is described that the binder composition for non-aqueous secondary batteries has a high effect of improving adhesion to electrodes and/or separators. However, the high-temperature strength of the binder composition for a non-aqueous secondary battery itself disclosed in Patent Documents 7 and 8 is not sufficiently high, and there is a problem that there is room for improvement in suppressing shrinkage of the separator at a high temperature of 150 ° C. or higher. there is.

일본 특허공보 제5708872호Japanese Patent Publication No. 5708872 국제 공개 2019/065416호 팜플렛International Publication No. 2019/065416 Pamphlet 국제 공개 2021/141119호 팜플렛International Publication No. 2021/141119 Pamphlet 일본 공개특허공보 2015―118908호Japanese Patent Publication No. 2015-118908 일본 특허공보 제7004104호Japanese Patent Publication No. 7004104 일본 공개특허공보 2015-088484호Japanese Patent Publication No. 2015-088484 일본 공개특허공보 2015-185530호Japanese Patent Publication No. 2015-185530

상기 서술한 바와 같이, 종래 개시되어 있는 기술에 있어서는, 150 ℃ 이상의 고온하에 있어서의 세퍼레이터 수축의 억제에 관해서, 여전히 충분한 효과가 얻어지지 않는다는 문제점을 갖고 있다.As described above, the conventionally disclosed technology still has a problem in that a sufficient effect is not obtained in suppressing separator shrinkage at a high temperature of 150°C or higher.

그래서 본 발명에 있어서는, 예를 들어 150 ℃ 이상 정도의 고온하에 있어서도, 세퍼레이터 수축을 억제할 수 있는 층을 형성 가능한, 비수 이차 전지용 바인더, 상기 비수 이차 전지용 바인더를 포함하는 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리, 상기 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리를 포함하는 리튬 이온 이차 전지 다공층, 상기 리튬 이온 이차 전지 다공층을 포함하는 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터, 및 리튬 이온 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, in the present invention, for example, a binder for non-aqueous secondary batteries capable of forming a layer capable of suppressing separator shrinkage even at high temperatures of about 150°C or higher, and a slurry for a porous layer of lithium ion secondary batteries containing the binder for non-aqueous secondary batteries. The purpose is to provide a lithium ion secondary battery porous layer containing the slurry for a lithium ion secondary battery porous layer, a separator for a lithium ion secondary battery containing the lithium ion secondary battery porous layer, and a lithium ion secondary battery.

본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토를 실시한 결과, 비닐 단량체 단위를 포함하는 입자상 공중합체를 포함하는 비수계 이차 전지용 바인더에 있어서, 상기 비닐 단량체 단위가, 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 와, 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함하고, 상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 의 함유량 W1 (질량부) 과, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 (질량부) 가, 소정의 관계를 갖고, 또한 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 가 소정의 수치 이상인 비수계 이차 전지용 바인더를 사용함으로써, 고온에 있어서도 세퍼레이터 수축을 억제할 수 있는 것을 알아내어, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.The present inventors conducted intensive studies to achieve the above object and found that, in a binder for a non-aqueous secondary battery containing a particulate copolymer containing a vinyl monomer unit, the vinyl monomer unit is an acrylamide monomer unit (B1) and , a methacrylamide monomer unit (B2), and a content W1 (parts by mass) of the acrylamide monomer unit (B1) relative to 100 parts by mass of the total mass of the vinyl monomer unit, and the methacrylamide monomer unit ( By using a binder for a non-aqueous secondary battery in which the content W2 (parts by mass) of B2) has a predetermined relationship and the content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) is not less than a predetermined value, separator shrinkage can be prevented even at high temperatures. By finding out what could be suppressed, we came to complete the present invention.

즉, 본 발명은 이하와 같다.That is, the present invention is as follows.

〔1〕〔One〕

수성 매체와, 입자상 공중합체를 포함하는, 비수계 이차 전지용 바인더로서,A binder for a non-aqueous secondary battery comprising an aqueous medium and a particulate copolymer,

상기 입자상 공중합체가, 비닐 단량체 단위를 포함하고,The particulate copolymer contains a vinyl monomer unit,

상기 비닐 단량체 단위가, 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 와 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함하고,The vinyl monomer unit includes an acrylamide monomer unit (B1) and a methacrylamide monomer unit (B2),

상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 의 함유량 W1 (질량부) 과, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 (질량부) 가, 하기 식 (1) 을 만족하고,The content W1 (parts by mass) of the acrylamide monomer unit (B1) and the content W2 (parts by mass) of the methacrylamide monomer unit (B2) relative to 100 parts by mass of the total mass of the vinyl monomer units are expressed by the following formula: (1) is satisfied,

상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 가 2 질량부 이상인,The content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) is 2 parts by mass or more,

비수계 이차 전지용 바인더.Binder for non-aqueous secondary batteries.

0 < W1/W2 < 1··· (1)0 < W1/W2 < 1··· (1)

〔2〕〔2〕

상기 입자상 공중합체는, 유리 전이 온도가 10 ℃ 이하인, 상기〔1〕에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The binder for a non-aqueous secondary battery according to [1] above, wherein the particulate copolymer has a glass transition temperature of 10°C or lower.

〔3〕〔3〕

상기 입자상 공중합체가, 비닐 단량체 단위와, 비닐기와 공중합 가능한 관능기를 갖는 반응성 계면 활성제에서 유래하는 단량체 단위를 포함하는, 상기〔1〕또는〔2〕에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The binder for a non-aqueous secondary battery according to [1] or [2] above, wherein the particulate copolymer contains a vinyl monomer unit and a monomer unit derived from a reactive surfactant having a functional group copolymerizable with a vinyl group.

〔4〕〔4〕

상기 비닐 단량체 단위가, 비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체 단위를 포함하고,The vinyl monomer unit includes a crosslinkable monomer unit containing two or more vinyl groups,

상기 비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체 단위의 함유량이, 상기 입자상 공중합체 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상 5 질량부 이하인,The content of the crosslinkable monomer unit containing two or more vinyl groups is 0.1 part by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the particulate copolymer,

상기〔1〕내지〔3〕중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The binder for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [3] above.

〔5〕〔5〕

상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 가, 2 질량부 이상 20 질량부 미만인, 상기〔1〕내지〔4〕중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The ratio described in any one of [1] to [4] above, wherein the content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) relative to the total mass of 100 parts by mass of the vinyl monomer unit is 2 parts by mass or more and less than 20 parts by mass. Binder for aqueous secondary batteries.

〔6〕〔6〕

상기 입자상 공중합체는, 체적 평균 입자경 Dv 와 수평균 입자경 Dn 의 비 Dv/Dn 가,The particulate copolymer has a ratio Dv/Dn of the volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn,

1 이상 1.5 이하인, 상기〔1〕내지〔5〕중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The binder for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [5] above, wherein the binder is 1 or more and 1.5 or less.

〔7〕〔7〕

상기 입자상 공중합체는,The particulate copolymer is,

30 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 7 × 107 Pa 이상 5 × 108 Pa 이하이며,The storage elastic modulus at 30°C is 7 × 10 7 Pa or more and 5 × 10 8 Pa or less,

130 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 2 × 106 Pa 이상인,A storage modulus at 130°C of 2×10 6 Pa or more,

상기〔1〕내지〔6〕중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The binder for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [6] above.

〔8〕〔8〕

상기 비닐 단량체 단위가, 에폭시기 함유 비닐 단량체 단위를 추가로 포함하는, 상기〔1〕내지〔7〕중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The binder for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [7] above, wherein the vinyl monomer unit further includes an epoxy group-containing vinyl monomer unit.

〔9〕〔9〕

상기 비수계 이차 전지용 바인더가, 비수계 이차 전지 중의 다공층용 바인더인, 상기〔1〕내지〔8〕중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더.The binder for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [8] above, wherein the binder for a non-aqueous secondary battery is a binder for a porous layer in a non-aqueous secondary battery.

〔10〕〔10〕

물과,water,

무기 필러와,Inorganic filler,

상기〔1〕내지〔9〕중 어느 하나에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더를, 포함하는,Containing the binder for a non-aqueous secondary battery according to any one of [1] to [9] above,

리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리.Slurry for lithium ion secondary battery porous layer.

〔11〕〔11〕

상기〔10〕에 기재된 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리를 포함하는,Containing the slurry for the lithium ion secondary battery porous layer described in [10] above,

리튬 이온 이차 전지 다공층.Lithium ion secondary battery porous layer.

〔12〕〔12〕

상기〔11〕에 기재된 리튬 이온 이차 전지 다공층을 포함하는,Containing the lithium ion secondary battery porous layer described in [11] above,

리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터.Separator for lithium ion secondary batteries.

〔13〕〔13〕

상기〔12〕에 기재된 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터를 포함하는, 리튬 이온 이차 전지.A lithium ion secondary battery comprising the separator for a lithium ion secondary battery described in [12] above.

본 발명에 의하면, 고온하에 있어서도 세퍼레이터 수축을 억제할 수 있는 층을 형성 가능한 비수계 이차 전지용 바인더가 얻어진다.According to the present invention, a binder for a non-aqueous secondary battery capable of forming a layer capable of suppressing separator shrinkage even at high temperatures is obtained.

이하에 본 발명을 실시하기 위한 형태 (이하,「본 실시형태」라고 한다.) 에 대해 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다.The mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “present embodiment”) will be described in detail below, but the present invention is not limited thereto, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. possible.

본 명세서에 있어서,「단량체」라고 하는 경우, 이「단량체」란, 본 실시형태의 입자상 공중합체를 구성하는 각 단량체 모두를 포함한다.In this specification, when referring to a “monomer”, this “monomer” includes all of the monomers constituting the particulate copolymer of the present embodiment.

또, 본 명세서에 있어서, 단량체가 중합체에 도입된 상태일 때,「단량체 단위」라고 기재하고, 중합체에 도입되기 전의 상태를,「모노머」또는「화합물」이라고 기재한다.In addition, in this specification, when a monomer is introduced into a polymer, it is described as a “monomer unit,” and the state before being introduced into a polymer is described as a “monomer” or “compound.”

또, 본 명세서에 있어서,「(메트)아크릴산에스테르」란, 메타크릴산에스테르 및 아크릴산에스테르의 쌍방을 의미하고,「(메트)아크릴아미드」란, 메타크릴아미드 및 아크릴아미드의 쌍방을, 각각 포함하는 의미로 사용한다.In addition, in this specification, “(meth)acrylic acid ester” means both methacrylic acid ester and acrylic acid ester, and “(meth)acrylamide” includes both methacrylamide and acrylamide, respectively. It is used in the meaning of:

〔비수 이차 전지용 바인더〕[Binder for non-aqueous secondary batteries]

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더는, 수성 매체와 입자상 공중합체를 포함한다.The binder for a non-aqueous secondary battery of this embodiment contains an aqueous medium and a particulate copolymer.

상기 입자상 공중합체는, 비닐 단량체 단위를 포함하고, 상기 비닐 단량체 단위가, 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 와 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함한다.The particulate copolymer includes a vinyl monomer unit, and the vinyl monomer unit includes an acrylamide monomer unit (B1) and a methacrylamide monomer unit (B2).

상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 의 함유량 W1 (질량부) 과, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 (질량부) 가, 하기 식 (1) 을 만족하고,The content W1 (parts by mass) of the acrylamide monomer unit (B1) and the content W2 (parts by mass) of the methacrylamide monomer unit (B2) relative to 100 parts by mass of the total mass of the vinyl monomer units are expressed by the following formula: (1) is satisfied,

상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 가 2 질량부 이상이다.The content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) is 2 parts by mass or more.

0 < W1/W2 < 1··· (1)0 < W1/W2 < 1··· (1)

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더에 의하면, 예를 들어, 150 ℃ 이상 정도의 고온하에 있어서도, 세퍼레이터 수축을 효과적으로 억제할 수 있는 다공질층을 형성 가능하다.According to the binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment, it is possible to form a porous layer that can effectively suppress separator shrinkage even at a high temperature of about 150°C or higher, for example.

통상, 이차 전지용의 미다공을 갖는 세퍼레이터에는, 상기 세퍼레이터의 열수축을 억제하는 것 등의 기능 부여를 목적으로 한 층이 형성되어 있다. 상기 층의 형성 방법으로는, 예를 들어, 무기 안료, 라텍스, 분산제, 증점제 등, 및 수성 매체를 포함하는 조성물을 도공하는 방법을 들 수 있다. 이 때, 세퍼레이터와 상기 층 (도공층이라고도 한다.) 은 박리되지 않도록 밀착성이 높은 것이 요구된다.Usually, a microporous separator for a secondary battery is formed with a layer for the purpose of providing a function such as suppressing heat shrinkage of the separator. Examples of the method of forming the layer include a method of coating a composition containing an inorganic pigment, latex, a dispersant, a thickener, etc., and an aqueous medium. At this time, the separator and the above layer (also referred to as a coating layer) are required to have high adhesion to prevent peeling.

본 발명자들은, 밀착성을 높임으로써, 도공층이 세퍼레이터를 강력하게 지지하고, 세퍼레이터의 열수축을 효과적으로 억제할 수 있다고 생각하여 검토를 실시하였다. 그러나, 검토 결과, 단순하게 박리 강도를 강하게 하기 위해서, 접착력이 높아지도록 조정한 도공층에서는, 세퍼레이터의 열수축을 충분히 억제할 수 없는 것이 밝혀졌다.The present inventors studied the idea that by increasing the adhesion, the coating layer could strongly support the separator and effectively suppress heat shrinkage of the separator. However, as a result of examination, it was found that heat shrinkage of the separator could not be sufficiently suppressed in a coating layer adjusted to increase adhesive strength simply to strengthen the peel strength.

또, 본 발명자들이 검토를 실시한 결과, 실온 조건하에서의 밀착성에 더해, 세퍼레이터를 구성하는 폴리올레핀계의 기재가 수축을 개시하는, 예를 들어 150 ℃ 와 같은 고온하에 있어서도 높은 밀착성을 발현하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다.In addition, as a result of examination by the present inventors, in addition to adhesion under room temperature conditions, it is important to exhibit high adhesion even under high temperatures such as 150°C, where the polyolefin-based base material constituting the separator begins to shrink. Could know.

또한, 본 발명자들은, 도공층이 극성 성분으로서 소정량의 아미드기 함유 비닐 단량체, 특히 (메트)아크릴아미드 단량체 단위를 포함하는 입자상 공중합체를 함유하는 경우에, 도공층이 저온시와 고온시에 있어서 원하는 거동을 나타내고, 예를 들어 150 ℃ 와 같은 고온하에 있어서도, 도공층이 세퍼레이터의 열수축을 효과적으로 억제할 수 있는 것을 알아냈다.In addition, the present inventors have found that when the coating layer contains a predetermined amount of an amide group-containing vinyl monomer, especially a particulate copolymer containing a (meth)acrylamide monomer unit, as a polar component, the coating layer has It was found that the coating layer exhibited the desired behavior and could effectively suppress heat shrinkage of the separator even at high temperatures such as 150°C.

나아가 또, 본 발명자들은, 입자상 공중합체 중에 아미드기가 유효하게 도입되기 위해서는, 수성 매체와 입자상 공중합체간에서의 단량체 분배비를 조정하는 것, 구체적으로는, 아크릴아미드 단량체의 수성 매체/입자상 공중합체에 대한 분배비를 조정하는 것과, 상기 단량체끼리의 공중합성의 관점에서 메타크릴아미드 단량체를 주로 사용하는 것, 구체적으로는, 아크릴아미드 단량체의, 그 밖의 비닐 단량체와의 공중합성과, 메타크릴아미드 단량체의, 그 밖의 비닐 단량체와의 공중합성을 비교하여, 메타크릴아미드 단량체 쪽이 공중합성이 높아 입자상 공중합체의 골격 중에 받아들여지기 쉬운 것을 감안하여, 메타크릴아미드 단량체를 주로 사용하도록 하는 것이 중요한 것을 알아냈다.Furthermore, the present inventors have found that in order to effectively introduce an amide group into the particulate copolymer, it is necessary to adjust the monomer distribution ratio between the aqueous medium and the particulate copolymer, specifically, the acrylamide monomer relative to the aqueous medium/particulate copolymer. Adjusting the distribution ratio and mainly using methacrylamide monomers from the viewpoint of copolymerization of the monomers, specifically, copolymerization of acrylamide monomers with other vinyl monomers, and methacrylamide monomers, By comparing the copolymerization with other vinyl monomers, we found that methacrylamide monomer has higher copolymerization and is easier to incorporate into the skeleton of the particulate copolymer, so it was important to mainly use methacrylamide monomer. .

(수성 매체)(aqueous medium)

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더는, 수성 매체를 포함한다.The binder for a non-aqueous secondary battery of this embodiment contains an aqueous medium.

수성 매체로는, 물, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등의 용매를 들 수 있다.Examples of the aqueous medium include solvents such as water, methanol, ethanol, and isopropyl alcohol.

수성 매체에는, 분산제, 활제, 증점제, 살균제 등이 포함되어 있어도 된다.The aqueous medium may contain a dispersant, lubricant, thickener, disinfectant, etc.

(입자상 공중합체)(particulate copolymer)

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더는, 입자상 공중합체를 포함한다.The binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment contains a particulate copolymer.

입자상 공중합체는, 비닐 단량체 단위를 포함한다.The particulate copolymer contains vinyl monomer units.

< 비닐 단량체 단위><Vinyl monomer unit>

입자상 공중합체를 구성하는 비닐 단량체 단위를 형성하기 위한 원료 모노머인 비닐 화합물이란, 비닐기를 갖는 단량체이며, 비닐 화합물 (CH2=CHX) 및 비닐리덴 화합물 (CH2=CXY) 이 모두 포함되고 예를 들어, (메트)아크릴산에스테르, (메트)아크릴산, (메트)아크릴아미드, 방향족 비닐 화합물, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 하기에 있어서 상세히 서술한다.A vinyl compound, which is a raw material monomer for forming the vinyl monomer unit constituting the particulate copolymer, is a monomer having a vinyl group, and includes both a vinyl compound (CH 2 =CHX) and a vinylidene compound (CH 2 =CXY), such as For example, (meth)acrylic acid ester, (meth)acrylic acid, (meth)acrylamide, aromatic vinyl compound, acrylonitrile, etc. are mentioned. Specifically, it is described in detail below.

이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.

<비닐기와 공중합 가능한 관능기를 갖는 반응성 계면 활성제에서 유래하는 단량체 단위><Monomer unit derived from a reactive surfactant having a functional group copolymerizable with a vinyl group>

상기 입자상 공중합체는, 상기 비닐 단량체 단위와,『「비닐기와 공중합 가능한 관능기를 갖는 반응성 계면 활성제」에서 유래하는 단량체 단위』를 포함하는 것이 바람직하다.The particulate copolymer preferably contains the vinyl monomer unit and a “monomer unit derived from a “reactive surfactant having a functional group copolymerizable with a vinyl group.”

상기 비닐기와 공중합 가능한 관능기를 갖는 단량체 단위를 형성하기 위한 원료 모노머, 즉, 상기 반응성 계면 활성제로는, 비닐기나, 아크릴기나, 메타크릴 기를 갖는 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는, 후술하는 반응성 계면 활성제로서 사용 가능한 화합물을 들 수 있다. 이들은 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용해도 된다.Raw material monomers for forming a monomer unit having a functional group copolymerizable with the vinyl group, that is, the reactive surfactant, include compounds having a vinyl group, an acrylic group, or a methacryl group, and specifically, a reactive interface described later. Compounds that can be used as activators include. These may be used individually by 1 type, or may be used in combination of 2 or more types.

상기 비닐 단량체 단위와,「비닐기와 공중합 가능한 관능기를 갖는, 반응성 계면 활성제에서 유래하는 단량체 단위」를 사용한 입자상 공중합체는, 화학적 안정성이 우수하고, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더를 사용한 세퍼레이터는, 전지 내부에 있어서, 산화 조건, 환원 조건, 고온 조건 (예를 들어, 150 ℃) 에 노출되어도, 그 화학적 구조가 분해되기 어려운 경향이 있다.The particulate copolymer using the vinyl monomer unit and “a monomer unit derived from a reactive surfactant having a functional group copolymerizable with a vinyl group” is excellent in chemical stability, and the separator using the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment is , its chemical structure tends to be difficult to decompose even when exposed to oxidizing conditions, reducing conditions, and high temperature conditions (for example, 150°C) inside the battery.

<입자상 공중합체 중의 메타크릴아미드 단량체 단위><Methacrylamide monomer unit in particulate copolymer>

상기 입자상 공중합체는, 상기 서술한 바와 같이, 비닐 단량체 단위를 포함하고, 상기 비닐 단량체 단위는, 아크릴아미드 단량체 (B1) 와, 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함한다.As described above, the particulate copolymer includes a vinyl monomer unit, and the vinyl monomer unit includes an acrylamide monomer (B1) and a methacrylamide monomer unit (B2).

입자상 공중합체에 포함되는 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 는, 입자상 공중합체 중의 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대해, 2 질량부 이상이며, 바람직하게는 4 질량부 이상이며, 보다 바람직하게는 6 질량부 이상이며, 더욱 바람직하게는 10 질량부 이상이다.The content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) contained in the particulate copolymer is 2 parts by mass or more, preferably 4 parts by mass or more, with respect to 100 parts by mass of the total mass of vinyl monomer units in the particulate copolymer, More preferably, it is 6 parts by mass or more, and even more preferably, it is 10 parts by mass or more.

메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량의 상한은, 입자상 공중합체 중의 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 30 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 20 질량부 이하이며, 더욱 바람직하게는 20 질량부 미만이며, 더욱더 바람직하게는 15 질량부 이하이다.The upper limit of the content of the methacrylamide monomer unit (B2) is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the total mass of vinyl monomer units in the particulate copolymer. It is preferably less than 20 parts by mass, and even more preferably is 15 parts by mass or less.

입자상 공중합체에 포함되는 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량을, 입자상 공중합체 중의 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대해 2 질량부 이상으로 함으로써, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더는, 실온에 있어서의 밀착성이 높아짐과 함께, 고온하 (예를 들어, 130 ℃) 에 있어서의 저장 탄성률이 높아져, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더를 사용한 세퍼레이터의 열수축을 억제할 수 있는 경향이 있다. 또, 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량을 입자상 공중합체 중의 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대해 30 질량부 이하로 함으로써, 본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더에 포함되는 수용성 성분의 비율이 억제되어, 슬러리로서 도공되었을 때, 세퍼레이터의 세공부의 막힘이 저감되기 때문에, 사이클 특성이나 레이트 특성과 같은 전지 특성이 양호해지는 경향이 있다.By setting the content of the methacrylamide monomer unit (B2) contained in the particulate copolymer to 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total mass of vinyl monomer units in the particulate copolymer, the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment is In addition to the increased adhesion at room temperature, the storage elastic modulus at high temperatures (for example, 130°C) increases, and there is a tendency to suppress heat shrinkage of the separator using the binder for non-aqueous secondary batteries of the present embodiment. there is. In addition, the content of the methacrylamide monomer unit (B2) is set to 30 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total mass of vinyl monomer units in the particulate copolymer, so that the ratio of the water-soluble component contained in the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment is This is suppressed and when coated as a slurry, clogging of the pores of the separator is reduced, so battery characteristics such as cycle characteristics and rate characteristics tend to improve.

상기 서술한 바와 같이, 상기 입자상 공중합체는, 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 와 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함한다.As described above, the particulate copolymer contains an acrylamide monomer unit (B1) and a methacrylamide monomer unit (B2).

상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 의 함유량 W1 (질량부) 과, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 (질량부) 는, 하기 식 (1) 의 관계를 갖는다.The content W1 (parts by mass) of the acrylamide monomer unit (B1) and the content W2 (parts by mass) of the methacrylamide monomer unit (B2) relative to 100 parts by mass of the total mass of the vinyl monomer units are expressed by the following formulas: (1) has the relationship.

0 < W1/W2 < 1··· (1)0 < W1/W2 < 1··· (1)

상기 식 (1) 의 관계를 만족하고, W1 을 W2 미만으로 특정함으로써, 입자상 공중합체에 포함되는 수용성 성분의 비율이 억제되기 때문에, 상기 서술한 기구에 의해, 사이클 특성이나 레이트 특성과 같은 전지 특성이 양호해지는 경향이 있다.Since the ratio of water-soluble components contained in the particulate copolymer is suppressed by satisfying the relationship of the above equation (1) and specifying W1 as less than W2, battery characteristics such as cycle characteristics and rate characteristics can be determined by the mechanism described above. This tends to improve.

상기 입자상 공중합체 중의 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한 메타크릴아미드 단량체 단위의 비율을 상기 서술한 수치 범위로 제어하는 방법으로는, 예를 들어, 후술하는 입자상 공중합체의 제조 방법과 같이 유화 중합할 때에, 메타크릴아미드 단량체의 배합비를 비닐 단량체의 배합량 전체량에 대해, 원하는 수치 범위에 따른 값으로 조정하는 방법 등을 들 수 있다.A method of controlling the ratio of methacrylamide monomer units to 100 parts by mass of the total mass of vinyl monomer units in the particulate copolymer within the numerical range described above includes, for example, a method for producing a particulate copolymer described later. At the time of emulsion polymerization, a method of adjusting the mixing ratio of methacrylamide monomer to a value in accordance with the desired numerical range with respect to the total amount of vinyl monomer may be mentioned.

또, 상기 식 (1) 의 관계를 만족하도록 제어하는 방법으로는, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더를 구성하는 입자상 공중합체의 제조 방법에 있어서, 메타크릴아미드 단량체와 아크릴아미드 단량체의 배합비를, 원하는 수치 범위에 따른 값으로 조정하는 방법을 들 수 있다.In addition, as a method of controlling to satisfy the relationship of the above formula (1), in the method for producing the particulate copolymer constituting the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment, the mixing ratio of methacrylamide monomer and acrylamide monomer is adjusted. , there is a method of adjusting the value according to the desired numerical range.

본 실시형태의 입자상 공중합체에 포함되는 메타크릴아미드 단량체 단위, 및 아크릴아미드 단량체 단위의, 비닐 단량체 단위의 총질량을 100 질량부로 했을 때의 함유량은, 입자상 공중합체의 제조시의 단량체의 배합비로부터 산출해도 되고, IR (ATR 법) 등을 사용하여, 각종 스펙트럼 데이터로부터 산출해도 된다. 또, 입자상 공중합체에 포함되는 그 밖의 단량체 단위의 양은, 메타크릴아미드 단량체 단위와 동일한 산출 방법에 의해 산출할 수 있다.The content when the total mass of the vinyl monomer units of the methacrylamide monomer unit and the acrylamide monomer unit contained in the particulate copolymer of the present embodiment is 100 parts by mass is determined from the mixing ratio of the monomers at the time of production of the particulate copolymer. It may be calculated or calculated from various spectrum data using IR (ATR method) or the like. In addition, the amount of other monomer units contained in the particulate copolymer can be calculated by the same calculation method as that of the methacrylamide monomer unit.

(입자상 공중합체의 저장 탄성률)(Storage modulus of particulate copolymer)

상기 서술한 바와 같이, 예를 들어 150 ℃ 이상의 고온하에 있어서도 이차 전지의 세퍼레이터의 열수축을 억제하기 위해서는, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더가 세퍼레이터 및 무기 필러에 대해 충분히 밀착함과 동시에, 입자상 공중합체가 높은 탄성률을 갖는 것이 바람직하다.As described above, in order to suppress thermal shrinkage of the separator of a secondary battery even at a high temperature of, for example, 150° C. or higher, the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment sufficiently adheres to the separator and the inorganic filler and at the same time forms particulate aerial It is desirable for the polymer to have a high elastic modulus.

상기 입자상 공중합체가, 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 및 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함함으로써, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더가 실온으로부터 고온 (예를 들어, 130 ℃) 에 걸쳐 높은 밀착성을 갖고, 또한, 우수한 저장 탄성률 E' 를 유지하는 입자상 공중합체가 얻어진다.Since the particulate copolymer includes an acrylamide monomer unit (B1) and a methacrylamide monomer unit (B2), the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment has a high temperature range from room temperature to high temperature (e.g., 130°C). A particulate copolymer that has adhesion and maintains an excellent storage modulus E' is obtained.

본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더에 포함되는 입자상 공중합체는, 저장 탄성률이, 30 ℃ 에 있어서 7 × 106 Pa 이상 5 × 108 Pa 이하이며, 또한, 고온 영역, 즉 130 ℃ 에 있어서 2 × 106 Pa 이상인 것이 바람직하다. 이로써, 상기 입자상 공중합체를 포함하는 도공층이, 상기 서술한 거동을 나타내고, 미다공을 갖는 세퍼레이터가 고온이 되어도 세퍼레이터가 수축하는 것을 억제할 수 있는 경향이 있다.The particulate copolymer contained in the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment has a storage elastic modulus of 7 × 10 6 Pa or more is preferable. As a result, the coating layer containing the particulate copolymer exhibits the above-described behavior and tends to be able to suppress shrinkage of the separator having microporous even when the temperature of the separator is high.

상기 입자상 공중합체는, 저장 탄성률이, 30 ℃ 에 있어서 1 × 107 Pa 이상 3 × 108 Pa 이하이며, 또한, 130 ℃ 에 있어서 5 × 106 Pa 이상인 것이 보다 바람직하다.The particulate copolymer has a storage modulus of 1 × 10 7 Pa or more and 3 × 10 8 Pa or less at 30°C, and more preferably 5 × 10 6 Pa or more at 130°C.

상기 입자상 공중합체는, 저장 탄성률이, 30 ℃ 에 있어서 4 × 107 Pa 이상 2 × 108 Pa 이하이며, 또한, 130 ℃ 에 있어서 6 × 106 Pa 이상인 것이 더욱 바람직하다.The particulate copolymer has a storage modulus of 4 × 10 7 Pa or more and 2 × 10 8 Pa or less at 30°C, and more preferably 6 × 10 6 Pa or more at 130°C.

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더의 바람직한 실시형태로는, 입자상 공중합체를, (메트)아크릴산에스테르 단량체로부터 선택되는 1 종 이상의 단량체와, 아크릴아미드 단량체와, 메타크릴아미드 단량체와, 카르복실산기 함유 단량체와, 가교성 단량체를, 모노머 단위로서 포함하는, 공중합체로 이루어지는 것으로 하고, 상기 가교성 단량체가, 에폭시기 함유 비닐 단량체를 포함하는 것이며, 입자상 공중합체의 30 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이, 1 × 107 Pa 이상 3 × 108 Pa 이하이며, 130 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이, 5 × 106 Pa 이상이다. 상기 저장 탄성률을 갖는 입자상 공중합체를, 본 명세서에 있어서 입자상 공중합체 I 이라고 기재하는 경우가 있다.In a preferred embodiment of the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment, the particulate copolymer contains one or more monomers selected from (meth)acrylic acid ester monomers, an acrylamide monomer, a methacrylamide monomer, and a carboxylic acid group. It is made of a copolymer containing a monomer and a crosslinkable monomer as monomer units, wherein the crosslinkable monomer contains an epoxy group-containing vinyl monomer, and the storage modulus of the particulate copolymer at 30°C is 1. It is 10 7 Pa or more and 3 10 8 Pa or less, and the storage elastic modulus at 130°C is 5 10 6 Pa or more. The particulate copolymer having the above storage elastic modulus may be referred to as particulate copolymer I in this specification.

입자상 공중합체의 저장 탄성률이 상기 범위를 만족하도록 제어하는 방법으로는, 입자상 공중합체에 (메트)아크릴아미드 단량체를 사용하는 방법을 들 수 있다. 또, 입자상 공중합체의 저장 탄성률을 더욱 높이는 방법으로는, 에폭시기 함유 비닐 단량체를 사용하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 입자상 공중합체 중의 비닐 단량체 단위로서, 에폭시기 함유 비닐 단량체 단위가 포함되는 구성이 된다.A method of controlling the storage modulus of the particulate copolymer to satisfy the above range includes using a (meth)acrylamide monomer in the particulate copolymer. Additionally, a method of further increasing the storage modulus of the particulate copolymer includes using an epoxy group-containing vinyl monomer. In this case, an epoxy group-containing vinyl monomer unit is included as the vinyl monomer unit in the particulate copolymer.

또한, 입자상 공중합체의 저장 탄성률을 제어하는 방법으로는, (메트)아크릴산에스테르 단량체로부터 선택되는 1 종 이상의 단량체와, 카르복실산기 함유 단량체와, 가교성 단량체를, 단량체 단위로서 포함하고, 이들 단량체의 종류 및 그 배합비를 조정하는 방법을 들 수 있다.In addition, a method of controlling the storage elastic modulus of the particulate copolymer includes, as monomer units, one or more monomers selected from (meth)acrylic acid ester monomers, a carboxylic acid group-containing monomer, and a crosslinkable monomer, and these monomers A method of adjusting the type and mixing ratio may be mentioned.

본 실시형태의 입자상 공중합체에 포함되는 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 는, 상기 서술한 바와 같이, 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대해, 2 질량부 이상이며, 보다 바람직하게는 4 질량부 이상이며, 더욱 바람직하게는 6 질량부 이상이며, 더욱더 바람직하게는 10 질량부 이상이다.As described above, the content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) contained in the particulate copolymer of the present embodiment is 2 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total mass of vinyl monomer units, more preferably. is 4 parts by mass or more, more preferably 6 parts by mass or more, and even more preferably 10 parts by mass or more.

메타크릴아미드 단량체의 비율의 상한은, 비닐 단량체 단위 질량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 30 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 20 질량부 이하이며, 더욱 바람직하게는 20 질량부 미만이며, 더욱더 바람직하게는 15 질량부 이하이다.The upper limit of the ratio of methacrylamide monomer is preferably 30 parts by mass or less, more preferably 20 parts by mass or less, even more preferably less than 20 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of vinyl monomer unit mass, and even more preferably Preferably it is 15 parts by mass or less.

입자상 공중합체에 포함되는 메타크릴아미드 단량체 단위의 함유량은, 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대해 바람직하게는 2 질량부 이상 20 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 3 질량부 이상 15 질량부 이하이며, 더욱 바람직하게는 6 질량부 이상 10 질량부 이하이다.The content of methacrylamide monomer units contained in the particulate copolymer is preferably 2 parts by mass or more and 20 parts by mass or less, more preferably 3 parts by mass or more and 15 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total mass of vinyl monomer units. or less, and more preferably 6 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.

메타크릴아미드 단량체 단위의 함유량을 2 질량부 이상으로 함으로써, 수소 결합력에서 유래하는 높은 밀착성과 저장 탄성률을 겸비한 입자상 공중합체가 되는 경향이 있다. 또, 20 질량부 이하로 함으로써 실온에 있어서의 유연성이 높아져, 밀착성이 향상된다.By setting the content of the methacrylamide monomer unit to 2 parts by mass or more, the particulate copolymer tends to have both high adhesion derived from hydrogen bonding force and a storage elastic modulus. Moreover, by setting it to 20 parts by mass or less, flexibility at room temperature increases and adhesion improves.

<(메트)아크릴산에스테르 단량체><(meth)acrylic acid ester monomer>

상기 서술한 바와 같이, 입자상 공중합체의 저장 탄성률을 적절히 제어하기 위해서는, 상기 입자상 공중합체에, (메트)아크릴산에스테르 단량체로부터 선택되는 1 종 이상의 단량체를 사용하는 것이 유효하다.As described above, in order to appropriately control the storage modulus of the particulate copolymer, it is effective to use one or more monomers selected from (meth)acrylic acid ester monomers in the particulate copolymer.

(메트)아크릴산에스테르 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 에틸렌성 불포화 결합을 1 개 갖는 (메트)아크릴산에스테르를 들 수 있다.The (meth)acrylic acid ester monomer is not limited to the following, but examples include (meth)acrylic acid ester having one ethylenically unsaturated bond.

본 명세서에 있어서, (메트)아크릴산에스테르는, (메트)아크릴레이트라고 기재하는 경우도 있다.In this specification, (meth)acrylic acid ester may be referred to as (meth)acrylate.

에틸렌성 불포화 결합을 1 개 갖는 (메트)아크릴산에스테르로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, n-헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트 (본 명세서에 있어서, 메타크릴산메틸이라고도 기재한다.), 에틸메타크릴레이트, 프로필메타크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, n-헥실메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, t-부틸시클로헥실아크릴레이트, 등의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트 ; 벤질아크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트 등의 방향 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트 ; 등을 들 수 있다.The (meth)acrylic acid ester having one ethylenically unsaturated bond is not limited to the following, but includes, for example, methyl acrylate, ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, butyl acrylate, and isobutyl acrylate. methyl acrylate, t-butyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate (in this specification, also referred to as methyl methacrylate). , ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl acrylate, butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, (meth)acrylates having an alkyl group such as uryl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl acrylate, and t-butylcyclohexyl acrylate; (meth)acrylates having an aromatic ring such as benzyl acrylate, phenyl acrylate, benzyl methacrylate, and phenyl methacrylate; etc. can be mentioned.

이들 (메트)아크릴산에스테르 단량체는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.These (meth)acrylic acid ester monomers are used individually or in combination of two or more types.

알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트는, 바람직하게는 알킬기와 (메트)아크릴로일옥시기로 이루어지는 (메트)아크릴레이트이다.The (meth)acrylate having an alkyl group is preferably a (meth)acrylate consisting of an alkyl group and a (meth)acryloyloxy group.

방향 고리를 갖는 (메트)아크릴레이트는, 바람직하게는 방향 고리와 (메트)아크릴로일옥시기로 이루어지는 (메트)아크릴레이트이다.The (meth)acrylate having an aromatic ring is preferably a (meth)acrylate consisting of an aromatic ring and a (meth)acryloyloxy group.

(메트)아크릴산에스테르 단량체는, 탄소수 4 이상의 알킬기와 (메트)아크릴로일옥시기로 이루어지는 (메트)아크릴산에스테르 단량체가 보다 바람직하고, 탄소수 6 이상의 알킬기와 (메트)아크릴로일옥시기로 이루어지는 (메트)아크릴산에스테르 단량체가 더욱 바람직하고, 메틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 및 t-부틸시클로헥실아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 이상이 더욱더 바람직하고, 메틸메타크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1 개 이상이 보다 더 바람직하다. 이와 같은 (메트)아크릴산에스테르 단량체를 사용하는 것은, 유화 중합시의 중합 안정성을 향상시키는 관점이나, 전극과의 접착성을 향상시키는 관점에서 바람직하다.The (meth)acrylic acid ester monomer is more preferably a (meth)acrylic acid ester monomer composed of an alkyl group having 4 or more carbon atoms and a (meth)acryloyloxy group, and (meth)acrylic acid ester monomer composed of an alkyl group having 6 or more carbon atoms and a (meth)acryloyloxy group. Acrylic acid ester monomers are more preferred, and include methyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, isobornyl acrylate, and t-butylcyclohexyl acrylate. More preferably, one or more selected from the group consisting of methyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, and 2-ethylhexyl acrylate. It is more desirable. It is preferable to use such a (meth)acrylic acid ester monomer from the viewpoint of improving polymerization stability during emulsion polymerization and from the viewpoint of improving adhesion to the electrode.

(메트)아크릴산에스테르 단량체는, 적어도 메틸메타크릴레이트를 포함하는 것이 바람직하다. 또, 메틸메타크릴레이트의 함유량은, (메트)아크릴산에스테르 단량체 전체량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 1.0 질량부 이상이다. (메트)아크릴산에스테르 단량체 전체량 100 질량부에 대해 1.0 질량부 이상의 메틸메타크릴레이트를 포함함으로써, (메트)아크릴산에스테르 단량체와 (메트)아크릴아미드 단량체의 상용성이 높아져 공중합성이 향상된다. 또, 저온시에 도공층의 유연성을 높이고 (즉, 세퍼레이터와 본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더를 사용한 도공층의 박리 강도를 강하게 하고), 또한, 고온시에 도공층을 단단하게 한다는 거동을 보다 실현하기 쉬워져, 고온이 되었다고 해도 세퍼레이터가 수축하는 것을 보다 억제할 수 있는 경향이 있다.It is preferable that the (meth)acrylic acid ester monomer contains at least methyl methacrylate. Moreover, the content of methyl methacrylate is preferably 1.0 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the total amount of (meth)acrylic acid ester monomers. By including 1.0 parts by mass or more of methyl methacrylate relative to 100 parts by mass of the total amount of (meth)acrylic acid ester monomer, the compatibility between the (meth)acrylic acid ester monomer and the (meth)acrylamide monomer increases, and copolymerization improves. In addition, the behavior of increasing the flexibility of the coating layer at low temperatures (that is, strengthening the peeling strength of the coating layer using the separator and the binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment) and hardening the coating layer at high temperatures is observed. It is easier to implement, and shrinkage of the separator tends to be more suppressed even at high temperatures.

(메트)아크릴산에스테르 단량체 전체량 100 질량부에 대한 메틸메타크릴레이트의 함유량은, 보다 바람직하게는 5 질량부 이상이며, 더욱 바람직하게는 8 질량부 이상이다. 상기 메틸메타크릴레이트의 함유량의 상한치는, 특별히 한정되지 않지만, 50 질량부 이하이면 되고, 바람직하게는 40 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 20 질량부 이하이다.The content of methyl methacrylate relative to 100 parts by mass of the total amount of (meth)acrylic acid ester monomers is more preferably 5 parts by mass or more, and even more preferably 8 parts by mass or more. The upper limit of the content of the methyl methacrylate is not particularly limited, but may be 50 parts by mass or less, preferably 40 parts by mass or less, and more preferably 20 parts by mass or less.

<카르복실산기 함유 단량체><Carboxylic acid group-containing monomer>

상기 서술한 바와 같이, 상기 입자상 공중합체의 저장 탄성률을 적절히 제어하기 위해서는, 상기 입자상 공중합체에, 카르복실산기 함유 단량체를 사용하는 것이 유효하다.As described above, in order to appropriately control the storage modulus of the particulate copolymer, it is effective to use a carboxylic acid group-containing monomer in the particulate copolymer.

카르복실산기 함유 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체를 들 수 있다.The carboxylic acid group-containing monomer is not limited to the following, but examples include ethylenically unsaturated monomers having a carboxyl group.

본 명세서에 있어서, 카르복실산기 함유 단량체를 불포화 카르복실산이라고도 한다.In this specification, the carboxylic acid group-containing monomer is also referred to as unsaturated carboxylic acid.

카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산의 하프 에스테르, 말레산의 하프 에스테르 및 푸마르산의 하프 에스테르 등의 모노카르복실산 단량체 ; 이타콘산, 푸마르산 및 말레산 등의 디카르복실산 단량체 ; 등을 들 수 있다.Examples of the ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group include, but are not limited to, monocarboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, half ester of itaconic acid, half ester of maleic acid, and half ester of fumaric acid; Dicarboxylic acid monomers such as itaconic acid, fumaric acid, and maleic acid; etc. can be mentioned.

카르복실산기 함유 단량체는 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.The carboxylic acid group-containing monomer can be used individually or in combination of two or more types.

이들 중에서도, 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산이며, 보다 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산이다.Among these, acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid are preferable, and acrylic acid and methacrylic acid are more preferable.

카르복실산기 함유 단량체의 함유량은, 비닐 단량체 단위 질량 100 질량부에 대해, 통상 0.1 질량부 이상 10 질량부 이하이면 된다. 세퍼레이터의 수축의 억제를 보다 높이는 관점에서, 카르복실산기 함유 단량체의 함유량은, 비닐 단량체 단위 질량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.5 질량부 이상 5 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상 4 질량부 이하이다.The content of the carboxylic acid group-containing monomer is usually 0.1 part by mass or more and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the vinyl monomer unit. From the viewpoint of further suppressing shrinkage of the separator, the content of the carboxylic acid group-containing monomer is preferably 0.5 parts by mass or more and 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass, per 100 parts by mass of vinyl monomer unit mass. It is 4 parts by mass or less.

<가교성 단량체><Crosslinkable monomer>

상기 서술한 바와 같이, 입자상 공중합체의 저장 탄성률을 적절히 제어하기 위해서는, 가교성 단량체를 사용하는 것이 유효하다.As described above, in order to appropriately control the storage modulus of the particulate copolymer, it is effective to use a crosslinkable monomer.

가교성 단량체로는, 예를 들어, 라디칼 중합성의 이중 결합을 2 개 이상 갖는 단량체, 및, 중합 중 또는 중합 후에 자기 가교 구조를 부여하는 관능기를 갖는 단량체 등을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.Examples of the crosslinkable monomer include monomers having two or more radically polymerizable double bonds and monomers having a functional group that provides a self-crosslinking structure during or after polymerization. These are used individually or in combination of two or more types.

입자상 공중합체를 구성하는 가교성 단량체로는, 에폭시기 함유 비닐 단량체를 포함하는 것이 바람직하다. 에폭시기 함유 비닐 단량체는, 중합 중 또는 중합 후에 자기 가교 구조를 부여하는 관능기를 갖는 단량체에 해당한다.The crosslinkable monomer constituting the particulate copolymer preferably contains an epoxy group-containing vinyl monomer. The epoxy group-containing vinyl monomer corresponds to a monomer having a functional group that provides a self-crosslinking structure during or after polymerization.

에폭시기 함유 비닐 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트, 알릴글리시딜에테르, 메틸글리시딜아크릴레이트, 및 메틸글리시딜메타크릴레이트 등을 들 수 있다.The epoxy group-containing vinyl monomer is not limited to the following, but examples include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl glycidyl ether, methyl glycidyl acrylate, and methyl glycidyl methacrylate. Rates, etc. can be mentioned.

이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.These are used individually or in combination of two or more types.

중합 중 또는 중합 후에 자기 가교 구조를 부여하는 관능기를 갖는 단량체로는, 상기 서술한 에폭시기 함유 비닐 단량체 이외에, 예를 들어, 수산기를 함유하는 수산기 함유 비닐 단량체, 알콕시메틸기를 함유하는 알콕시메틸기 함유 비닐 단량체, 및 가수분해성 실릴기를 함유하는 가수분해성 실릴기 함유 비닐 단량체를 들 수 있다.Monomers having a functional group that provides a self-crosslinking structure during or after polymerization include, in addition to the epoxy group-containing vinyl monomers described above, for example, hydroxyl group-containing vinyl monomers containing a hydroxyl group, and alkoxymethyl group-containing vinyl monomers containing an alkoxymethyl group. , and a hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer containing a hydrolyzable silyl group.

이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.These are used individually or in combination of two or more types.

입자상 공중합체를 구성하는 가교성 단량체로는, 에폭시기 함유 비닐 단량체에 더해, 라디칼 중합성의 이중 결합을 2 개 이상 갖는 단량체, 아미노기 함유 비닐 단량체, 수산기 함유 비닐 단량체, 알콕시메틸기 함유 비닐 단량체, 및 가수분해성 실릴기를 갖는 비닐 단량체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 추가로 포함하는 것이 바람직하다.Crosslinkable monomers constituting the particulate copolymer include, in addition to epoxy group-containing vinyl monomers, monomers having two or more radically polymerizable double bonds, amino group-containing vinyl monomers, hydroxyl group-containing vinyl monomers, alkoxymethyl group-containing vinyl monomers, and hydrolyzable monomers. It is preferable to further include at least one member selected from the group consisting of vinyl monomers having a silyl group.

상기 가교성 단량체를 사용함으로써, 예를 들어, 본 실시형태의 입자상 공중합체를 포함하는 비수계 이차 전지용 바인더를, 전극이나 세퍼레이터의 접착제로서 사용했을 때, 적당한 유동성을 유지하면서 접착성이 우수한 것이 되기 때문에, 취급성이 우수한 경향이 있다.By using the crosslinkable monomer, for example, when the binder for non-aqueous secondary batteries containing the particulate copolymer of the present embodiment is used as an adhesive for electrodes or separators, it has excellent adhesiveness while maintaining appropriate fluidity. Therefore, it tends to be excellent in handling properties.

라디칼 중합성의 이중 결합을 2 개 이상 갖는 단량체로는, 예를 들어, 디비닐벤젠, 및, 다관능 (메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 라디칼 중합성의 이중 결합을 2 개 이상 갖는 단량체 중에서도, 소량이어도 내전해액에 대한 보다 양호한 내성을 나타내는 점에서, 다관능 (메트)아크릴레이트가 보다 바람직하다.Examples of monomers having two or more radically polymerizable double bonds include divinylbenzene and polyfunctional (meth)acrylate. Among monomers having two or more radically polymerizable double bonds, polyfunctional (meth)acrylates are more preferable because they exhibit better resistance to electrolyte solutions even in small amounts.

상기 다관능 (메트)아크릴레이트는, 2 관능 (메트)아크릴레이트, 3 관능 (메트)아크릴레이트, 4 관능 (메트)아크릴레이트여도 된다.The polyfunctional (meth)acrylate may be bifunctional (meth)acrylate, trifunctional (meth)acrylate, or tetrafunctional (meth)acrylate.

다관능 (메트)아크릴레이트로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 부탄디올디아크릴레이트, 부탄디올디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 및 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.The polyfunctional (meth)acrylate is not limited to the following, but includes, for example, neopentyl glycol diacrylate, neopentyl glycol dimethacrylate, butanediol diacrylate, butanediol dimethacrylate, and trimethylolpropane triacrylate. Acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, and pentaerythritol tetramethacrylate can be mentioned. These are used individually or in combination of two or more types.

이들 중에서도, 소량이어도 내전해액에 대한 보다 양호한 내성을 나타내는 점에서, 바람직하게는 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 및 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트이다.Among these, trimethylolpropane triacrylate and trimethylolpropane trimethacrylate are preferred because they exhibit better resistance to electrolyte solution even in small amounts.

상기 아미노기 함유 비닐 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, N,N-메틸렌비스아크릴아미드, 디아세톤아크릴아미드, N,N-디메틸아미노에틸아크릴아미드를 들 수 있다.The amino group-containing vinyl monomer is not limited to the following, but examples include N,N-methylenebisacrylamide, diacetoneacrylamide, and N,N-dimethylaminoethylacrylamide.

상기 수산기 함유 비닐 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트 등의 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트 ; 2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트 등의 하이드록시프로필(메트)아크릴레이트 ; 2-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메트)아크릴레이트 등의 하이드록시부틸(메트)아크릴레이트 ; 3-클로로-2-하이드록시프로필(메트)아크릴레이트, 디-(에틸렌글리콜)말레에이트, 디-(에틸렌글리콜)이타코네이트, 2-하이드록시에틸말레에이트, 비스(2-하이드록시에틸)말레에이트, 및 2-하이드록시에틸메틸푸마레이트를 들 수 있다. 이들 수산기 함유 비닐 단량체는, 1 종을 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.The hydroxyl group-containing vinyl monomer is not limited to the following, but examples include hydroxyethyl (meth)acrylate such as 2-hydroxyethyl acrylate and 2-hydroxyethyl methacrylate; Hydroxypropyl (meth)acrylate such as 2-hydroxypropyl (meth)acrylate; Hydroxybutyl (meth)acrylate, such as 2-hydroxybutyl (meth)acrylate and 4-hydroxybutyl (meth)acrylate; 3-Chloro-2-hydroxypropyl (meth)acrylate, di-(ethylene glycol) maleate, di-(ethylene glycol) itaconate, 2-hydroxyethyl maleate, bis(2-hydroxyethyl) maleate, and 2-hydroxyethylmethyl fumarate. These hydroxyl group-containing vinyl monomers are used individually or in combination of two or more types.

상기 수산기 함유 비닐 단량체로는, 상기 서술한 화합물 외에, 예를 들어, 메틸올기 함유 비닐 단량체를 들 수 있다. 상기 메틸올기 함유 비닐 단량체로는, 예를 들어, N-메틸올아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드, 디메틸올아크릴아미드, 및 디메틸올메타크릴아미드 등을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer include, in addition to the compounds described above, a methylol group-containing vinyl monomer. Examples of the methylol group-containing vinyl monomer include N-methylol acrylamide, N-methylol methacrylamide, dimethylol acrylamide, and dimethylol methacrylamide. These are used individually or in combination of two or more types.

알콕시메틸기 함유 비닐 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, N-메톡시메틸아크릴아미드, N-메톡시메틸메타크릴아미드, N-부톡시메틸아크릴아미드, 및 N-부톡시메틸메타크릴아미드 등을 들 수 있다.The alkoxymethyl group-containing vinyl monomer is not limited to the following, but includes, for example, N-methoxymethylacrylamide, N-methoxymethylmethacrylamide, N-butoxymethylacrylamide, and N-butoxymethylmethacrylamide. Crylamide, etc. can be mentioned.

이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.These are used individually or in combination of two or more types.

가수분해성 실릴기 함유 비닐 단량체로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 비닐실란, 비닐트리메톡시실란, γ-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, γ-아크릴옥시프로필트리에톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 및 γ-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용된다.The hydrolyzable silyl group-containing vinyl monomer is not limited to the following, but includes, for example, vinyl silane, vinyl trimethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ -Methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-(methacryloyloxy)propyltrimethoxysilane, etc. are mentioned. These are used individually or in combination of two or more types.

상기 서술한 가교성 단량체에 의해 형성된 단량체 단위의 함유량은, 상기 입자상 공중합체 100 질량부에 대해, 통상 2 질량부 이상 30 질량부 이하이며, 바람직하게는 4 질량부 이상 25 질량부 이하이며, 보다 바람직하게는 6 질량부 이상 25 질량부 이하이며, 더욱 바람직하게는 8 질량부 이상 25 질량부 이하이다.The content of the monomer unit formed by the above-mentioned crosslinkable monomer is usually 2 parts by mass or more and 30 parts by mass or less, preferably 4 parts by mass or more and 25 parts by mass or less, with respect to 100 parts by mass of the particulate copolymer. It is preferably 6 parts by mass or more and 25 parts by mass or less, and more preferably 8 parts by mass or more and 25 parts by mass or less.

가교성 단량체에 의해 형성된 단량체 단위의 함유량을 2 질량부 이상 30 질량부 이하의 범위로 함으로써, 이차 전지의 세퍼레이터 상에 형성된 입자상 공중합체를 포함하는 층이 세퍼레이터의 열수축을 보다 억제할 수 있는 경향이 있다.By setting the content of the monomer unit formed by the crosslinkable monomer to a range of 2 parts by mass to 30 parts by mass, the layer containing the particulate copolymer formed on the separator of the secondary battery tends to be able to further suppress heat shrinkage of the separator. there is.

[비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체][Crosslinkable monomer containing 2 or more vinyl groups]

상기 서술한 가교성 단량체 중에서도, 비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체 단위의 함유량은, 입자상 공중합체 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상 5 질량부 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.3 질량부 이상 3 질량부이며, 더욱 바람직하게는 0.5 질량부 이상 2 질량부이다.Among the crosslinkable monomers mentioned above, it is preferable to use a crosslinkable monomer containing two or more vinyl groups. The content of the crosslinkable monomer unit containing two or more vinyl groups is preferably 0.1 to 5 parts by mass, more preferably 0.3 to 3 parts by mass, and even more preferably 100 parts by mass of the particulate copolymer. Typically, it is 0.5 parts by mass or more and 2 parts by mass.

비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체 단위의 함유량을 입자상 공중합체 100 질량부에 대해 0.1 질량부 이상으로 함으로써, 입자상 공중합체의 내전해액성을 향상시킬 수 있다. 또, 5 질량부 이하로 함으로써, 본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더는 실온에 있어서의 밀착성이 향상되고, 고온하에서도 세퍼레이터의 수축을 보다 효과적으로 억제할 수 있는 경향이 있다.By setting the content of the crosslinkable monomer unit containing two or more vinyl groups to 0.1 parts by mass or more per 100 parts by mass of the particulate copolymer, the electrolyte resistance of the particulate copolymer can be improved. Moreover, by setting it to 5 parts by mass or less, the binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment has improved adhesion at room temperature and tends to be able to more effectively suppress shrinkage of the separator even at high temperatures.

(입자상 공중합체의 형태)(Form of particulate copolymer)

본 실시형태의 입자상 공중합체는, 예를 들어, 상기 서술한 각종 단량체를 단량체 단위로서 함유하는 입자상 공중합체 (라텍스 입자라고도 한다) 가 수성 매체 중에서 분산된 분산액의 형태를 갖고 있어도 된다.For example, the particulate copolymer of the present embodiment may be in the form of a dispersion in which a particulate copolymer (also referred to as latex particles) containing the various monomers described above as monomer units is dispersed in an aqueous medium.

따라서, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더의 한 형태는, 입자상 공중합체를 포함하는, 수성 매체 분산체이다.Therefore, one form of the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment is an aqueous medium dispersion containing a particulate copolymer.

수성 매체 분산체 내의 고형분 농도는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 10 질량% 이상 60 질량% 이하이면 되고, 바람직하게는 30 질량% 이상 50 질량% 이하이다. 고형분 농도를 30 질량% 이상으로 함으로써, 예를 들어 슬러리의 고고형분화에 의한 분산 안정성의 향상 등, 슬러리 설계에 있어서의 자유도가 높아진다. 또, 50 질량% 이하로 함으로써, 입자상 공중합체를 포함하는 수성 매체 분산체의 점도가 억제되어, 슬러리 배합 작업에 있어서의 작업성이 향상된다.The solid content concentration in the aqueous medium dispersion is not particularly limited, but is usually 10% by mass or more and 60% by mass or less, and is preferably 30% by mass or more and 50% by mass or less. By setting the solid content concentration to 30% by mass or more, the degree of freedom in slurry design increases, for example, improvement of dispersion stability due to high solid fractionation of the slurry. In addition, by setting it to 50% by mass or less, the viscosity of the aqueous medium dispersion containing the particulate copolymer is suppressed, and workability in slurry mixing work is improved.

(비수계 이차 전지용 바인더의 점도)(Viscosity of binder for non-aqueous secondary battery)

본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더의 점도는, 특별히 한정되지 않지만, 통상 2000 mPas 이하이며, 300 mPas 이하인 것이 바람직하다.The viscosity of the binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment is not particularly limited, but is usually 2000 mPas or less, and is preferably 300 mPas or less.

본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더의 점도가 2000 mPas 이하이면, 핸들링성이 향상되고, 예를 들어 슬러리 배합 작업에 있어서의 작업성이 향상된다.If the viscosity of the binder for a non-aqueous secondary battery of this embodiment is 2000 mPas or less, handling properties improve, and workability in, for example, slurry mixing work improves.

통상, 비수계 이차 전지용 바인더의 점도는, 조정수를 추가하거나 함으로써, 임의의 값으로 저하시킬 수 있지만, 동시에 고형분 농도가 저하되어 버리기 때문에, 적어도 30 질량% 이상의 고형분 농도로서, 상기 점도 범위를 만족하는 것이 특히 바람직하다.Normally, the viscosity of the binder for non-aqueous secondary batteries can be reduced to an arbitrary value by adding adjustment water, but at the same time, the solid content concentration decreases, so a solid content concentration of at least 30% by mass or more that satisfies the above viscosity range This is particularly desirable.

본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더는, 입자상 공중합체를, 수성 매체 중에 분산시킨 입자 (공중합체 입자) 로서 포함한다. 수성 매체 분산체에는, 수성 매체 및 공중합체 이외에, 그 밖의 용매나, 분산제, 활제, 증점제, 살균제 등이 포함되어 있어도 된다.The binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment contains a particulate copolymer as particles (copolymer particles) dispersed in an aqueous medium. In addition to the aqueous medium and the copolymer, the aqueous medium dispersion may contain other solvents, dispersants, lubricants, thickeners, disinfectants, etc.

(입자상 공중합체의 유리 전이 온도)(Glass transition temperature of particulate copolymer)

본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더에 포함되는 입자상 공중합체는, 유리 전이 온도의 상한은, 10 ℃ 이하이며, 바람직하게는 0 ℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 -5 ℃ 이하이다.The upper limit of the glass transition temperature of the particulate copolymer contained in the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment is 10°C or lower, preferably 0°C or lower, and more preferably -5°C or lower.

또, 유리 전이 온도의 하한은, -50 ℃ 이상이며, 바람직하게는 -40 ℃ 이상이며, 더욱 바람직하게는 -30 ℃ 이상이다.Moreover, the lower limit of the glass transition temperature is -50°C or higher, preferably -40°C or higher, and more preferably -30°C or higher.

유리 전이 온도가 상기 범위임으로써, 비수계 이차 전지용 바인더를 포함하는 조성물을 이차 전지의 세퍼레이터 상에 도공할 때에 용이하게 도공할 수 있는 경향이 있다.When the glass transition temperature is within the above range, there is a tendency that the composition containing the binder for non-aqueous secondary batteries can be easily applied when applying it on the separator of the secondary battery.

유리 전이 온도는, 예를 들어, 입자상 공중합체를 구성하는, 단량체 단위의 종류, 및 함유량을 조정함으로써 제어할 수 있고, 구체적으로는, (메트)아크릴산에스테르 단량체 및/또는 불포화 카르복실산체의 함유량을 조정함으로써, 상기 서술한 수치 범위로 제어할 수 있다.The glass transition temperature can be controlled, for example, by adjusting the type and content of the monomer units constituting the particulate copolymer, specifically, the content of (meth)acrylic acid ester monomer and/or unsaturated carboxylic acid. By adjusting , it can be controlled within the numerical range described above.

입자상 공중합체의 유리 전이 온도는, 상기 서술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.The glass transition temperature of the particulate copolymer can be measured by the method described in the Examples described above.

(입자상 공중합체의 평균 입자경)(Average particle diameter of particulate copolymer)

상기 입자상 공중합체는, 체적 평균 입자경 Dv 가, 바람직하게는 30 ㎚ 이상 230 ㎚ 이하이며, 보다 바람직하게는 50 ㎚ 이상 200 ㎚ 이하이며, 더욱 바람직하게는 70 ㎚ 이상 180 ㎚ 이하이다.The particulate copolymer has a volume average particle diameter Dv of preferably 30 nm or more and 230 nm or less, more preferably 50 nm or more and 200 nm or less, and even more preferably 70 nm or more and 180 nm or less.

상기 입자상 공중합체의 체적 평균 입자경 Dv 가 상기 범위임으로써, 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더를 사용한 리튬 이온 이차 전지용 접착제를 세퍼레이터에 접착시킬 때에, 적당한 공극을 충분히 남길 수 있어, 전해액 중의 이온을 투과시키는 세퍼레이터의 기능을 유지할 수 있는 경향이 있다.When the volume average particle diameter Dv of the particulate copolymer is within the above range, when adhering the adhesive for lithium ion secondary batteries using the binder for non-aqueous secondary batteries of the present embodiment to a separator, sufficient appropriate voids can be left, thereby removing the ions in the electrolyte solution. There is a tendency to maintain the permeable separator function.

상기 입자상 공중합체의 체적 평균 입자경 Dv, 및 수평균 입자경 Dn 은, 예를 들어, 시드 라텍스, 계면 활성제를 원하는 비율로 사용하여 제조함으로써 제어할 수 있다. 통상, 시드 라텍스, 계면 활성제의 사용량을 크게 함으로써, 체적 평균 입자경 Dv, 및 수평균 입자경 Dn 은 작아지는 경향이 있다.The volume average particle diameter Dv and number average particle diameter Dn of the particulate copolymer can be controlled, for example, by manufacturing it using seed latex and surfactant in a desired ratio. Normally, as the amount of seed latex and surfactant used increases, the volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn tend to decrease.

체적 평균 입자경 Dv 및 수평균 입자경 Dn 은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.The volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn can be measured by the method described in the Examples described later.

본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더에 있어서, 입자상 공중합체의 체적 평균 입자경 Dv 와 수평균 입자경 Dn 의 비 Dv/Dn 은, 1 이상 2.5 이하인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 이상 2 이하이며, 더욱 바람직하게는 1 이상 1.5 이하이다.In the binder for non-aqueous secondary batteries of the present embodiment, the ratio Dv/Dn of the volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn of the particulate copolymer is preferably 1 or more and 2.5 or less, more preferably 1 or more and 2 or less, More preferably, it is 1 or more and 1.5 or less.

체적 평균 입자경 Dv 와 수평균 입자경 Dn 의 비 Dv/Dn 은, 입자상 공중합체의 입도 분포의 지표이며, 2.5 이하로 함으로써, 조대 입자가 없는 입도 분포가 좁은 분산체가 얻어지고, 도공층으로 했을 경우의 구조도 균일한 것이 되어, 고온에서도 높은 강도를 실현하고, 세퍼레이터의 열수축을 억제할 수 있는 경향이 있다.The ratio Dv/Dn of the volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn is an index of the particle size distribution of the particulate copolymer, and by setting it to 2.5 or less, a dispersion with a narrow particle size distribution without coarse particles is obtained, and when used as a coating layer, The structure is also uniform, achieving high strength even at high temperatures, and heat shrinkage of the separator tends to be suppressed.

수성 매체 중에 있어서의 입자상 공중합체의, 중합 중, 또는 중합 후에 있어서의 분산 안정성을 높임으로써, 입도 분포가 좁아져 Dv/Dn 를 상기 수치 범위로 제어할 수 있다. 분산 안정성을 높이기 위한 방법으로는, 예를 들어, 계면 활성제를 중합 중, 또는 중합 후에 수성 매체 중에 투입함으로써, 입자상 공중합체간의 입체적, 및 전자적 반발을 높이는 방법을 들 수 있다.By increasing the dispersion stability of the particulate copolymer in an aqueous medium during or after polymerization, the particle size distribution can be narrowed and Dv/Dn can be controlled within the above numerical range. Methods for increasing dispersion stability include, for example, adding a surfactant into an aqueous medium during or after polymerization to increase steric and electronic repulsion between particulate copolymers.

상기 체적 평균 입자경 Dv 와 수평균 입자경 Dn 은, 후술하는 실시예에 기재된 방법에 의해 측정할 수 있다.The volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn can be measured by the method described in the Examples described later.

(입자상 공중합체의 제조 방법)(Method for producing particulate copolymer)

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더에 사용하는 입자상 공중합체는, 이미 알려진 중합 방법에 의해 제조할 수 있다. 중합 방법으로는, 예를 들어, 용액 중합, 유화 중합, 괴상 중합 등의 적절한 방법이 사용된다.The particulate copolymer used in the binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment can be produced by a known polymerization method. As a polymerization method, for example, an appropriate method such as solution polymerization, emulsion polymerization, or block polymerization is used.

입자상 공중합체를 분산체로서 얻기 위해서, 중합 방법은, 유화 중합법을 사용하는 것이 바람직하다. 유화 중합의 방법은 특별히 제한은 없고, 종래 공지된 방법을 사용할 수 있다.In order to obtain the particulate copolymer as a dispersion, it is preferable to use an emulsion polymerization method as a polymerization method. The method of emulsion polymerization is not particularly limited, and conventionally known methods can be used.

유화 중합의 방법으로는, 예를 들어, 수성 매체 중에서, 아크릴아미드 단량체, 메타크릴아미드 단량체, 필요에 따라, (메트)아크릴산에스테르 단량체, 카르복실산기 함유 단량체, 및 가교성 단량체, 또한, 라디칼 중합 개시제, 계면 활성제, 나아가 또 필요에 따라 사용되는 다른 첨가제 성분 (예를 들어, 분자량 조정제) 을 기본 조성 성분으로 하는 분산계에 있어서, 상기 단량체를 중합하는 방법을 들 수 있다.As a method of emulsion polymerization, for example, in an aqueous medium, acrylamide monomer, methacrylamide monomer, if necessary, (meth)acrylic acid ester monomer, carboxylic acid group-containing monomer, and crosslinkable monomer, and also radical polymerization. In a dispersion system containing an initiator, a surfactant, and, if necessary, other additive components (for example, a molecular weight regulator) as basic components, a method of polymerizing the above-mentioned monomers is included.

중합시에, 반응계 내에 공급하는 단량체의 조성을 전체 중합 과정에서 일정하게 하는 방법이나, 공급하는 단량체의 조성을 중합 과정에서 축차 또는 연속적으로 변화시켜 생성되는 수지 분산체의 입자의 조성 변화를 부여하는 방법 등, 필요에 따라 여러 가지 방법을 이용할 수 있다.During polymerization, a method of keeping the composition of the monomer supplied into the reaction system constant throughout the entire polymerization process, or a method of changing the composition of the supplied monomer sequentially or continuously during the polymerization process to change the composition of the particles of the resin dispersion produced, etc. , various methods can be used depending on need.

입자상 공중합체를 유화 중합에 의해 얻는 경우, 예를 들어, 얻어지는 입자상 공중합체는, 물과, 그 물 중에 분산된 입자상 공중합체를 포함하는 수분산체 (라텍스) 의 형태여도 된다.When the particulate copolymer is obtained by emulsion polymerization, for example, the obtained particulate copolymer may be in the form of an aqueous dispersion (latex) containing water and the particulate copolymer dispersed in the water.

(메트)아크릴산에스테르 단량체, 카르복실산기 함유 단량체, 및 가교성 단량체로는, 상기 서술한 화합물을 사용할 수 있다.As the (meth)acrylic acid ester monomer, the carboxylic acid group-containing monomer, and the crosslinkable monomer, the compounds described above can be used.

라디칼 중합 개시제는, 열 또는 환원성 물질에 의해 라디칼 분해하여 단량체의 부가 중합을 개시시키는 것이다.A radical polymerization initiator initiates addition polymerization of monomers by radical decomposition using heat or a reducing substance.

라디칼 중합 개시제로는, 무기계 개시제 및 유기계 개시제 모두를 사용할 수 있다.As the radical polymerization initiator, both inorganic and organic initiators can be used.

라디칼 중합 개시제로는, 수용성 또는 유용성의 중합 개시제를 사용할 수 있다.As the radical polymerization initiator, a water-soluble or oil-soluble polymerization initiator can be used.

수용성의 중합 개시제로는, 예를 들어, 퍼옥소 2 황산염, 과산화물, 수용성의 아조비스 화합물, 과산화물-환원제의 레독스계를 들 수 있다.Examples of water-soluble polymerization initiators include peroxo disulfate, peroxides, water-soluble azobis compounds, and redox systems of peroxide-reducing agents.

퍼옥소 2 황산염으로는, 예를 들어, 퍼옥소 2 황산칼륨 (KPS), 퍼옥소 2 황산나트륨 (NPS), 및 퍼옥소 2 황산암모늄 (APS) 등을 들 수 있다.Examples of peroxo disulfate include potassium peroxo di sulfate (KPS), sodium peroxo di sulfate (NPS), and ammonium peroxo di sulfate (APS).

과산화물로는, 예를 들어, 과산화수소, t-부틸하이드로퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시말레산, 숙신산퍼옥사이드, 및 과산화벤조일 등을 들 수 있다.Examples of peroxides include hydrogen peroxide, t-butyl hydroperoxide, t-butyl peroxymaleic acid, succinic acid peroxide, and benzoyl peroxide.

수용성의 아조비스 화합물로는, 예를 들어, 2,2-아조비스(N-하이드록시에틸이소부틸아미드), 2,2-아조비스(2-아미디노프로판) 2 염화수소, 4,4-아조비스(4-시아노펜탄산) 등을 들 수 있다.Water-soluble azobis compounds include, for example, 2,2-azobis(N-hydroxyethylisobutylamide), 2,2-azobis(2-amidinopropane)2hydrogen chloride, and 4,4-azo. Bis(4-cyanopentanoic acid) etc. can be mentioned.

과산화물-환원제의 레독스계로는, 예를 들어, 상기 과산화물에 나트륨술포옥시레이트포름알데하이드, 아황산수소나트륨, 티오황산나트륨, 하이드록시메탄술핀산나트륨, L-아스코르브산, 및 그 염, 제 1 구리염, 그리고 제 1 철염 등의 환원제의 1 종 또는 2 종 이상을 조합한 것을 들 수 있다.The redox system of the peroxide-reducing agent includes, for example, the peroxide, sodium sulfooxylate formaldehyde, sodium bisulfite, sodium thiosulfate, sodium hydroxymethanesulfinate, L-ascorbic acid, and its salts, cuprous salts. , and a combination of one or two or more reducing agents such as ferrous salts.

라디칼 중합 개시제는, 단량체 총량 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.05 ∼ 0.4 질량부 사용할 수 있다.The radical polymerization initiator can preferably be used in an amount of 0.05 to 0.4 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of monomers.

계면 활성제는, 수성 매체 중에서 미셀을 형성하고, 중합 단량체의 중합장을 제공함과 함께, 입자상 공중합체의 표면에 흡착함으로써, 분산 안정성을 부여하는 것이다.The surfactant forms micelles in an aqueous medium, provides a polymerization field for the polymerizable monomer, and provides dispersion stability by adsorbing to the surface of the particulate copolymer.

계면 활성제의 이온종으로는, 논이온, 아니온, 카티온을 들 수 있지만, 분산 안정성의 관점에서, 논이온, 아니온, 혹은 그 양방을 갖는 것이 바람직하다.Ionic species of the surfactant include nonionic, anionic, and cationic species. However, from the viewpoint of dispersion stability, it is preferable to have nonionic, anionic, or both.

계면 활성제는, 그 분자 구조 중에 라디칼 중합 가능한 불포화 이중 결합 (예를 들어, 비닐기) 을 갖고 있어도 된다. 분자 구조 중에 라디칼 중합 가능한 불포화 이중 결합을 갖는 계면 활성제를, 이하, 반응성 계면 활성제라고 기재한다.The surfactant may have an unsaturated double bond (for example, a vinyl group) capable of radical polymerization in its molecular structure. A surfactant having an unsaturated double bond capable of radical polymerization in its molecular structure is hereinafter described as a reactive surfactant.

비반응성 계면 활성제인 논이온성 계면 활성제로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 비반응성의 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시알킬렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌 다고리 페닐에테르, 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르, 소르비탄 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산에스테르, 글리세린 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민, 알킬알칸올아미드, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르 등을 들 수 있다.Nonionic surfactants, which are non-reactive surfactants, are not limited to the following, but examples include non-reactive polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether, and polyoxyethylene. Distyrenated phenyl ether, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene fatty acid ester, polyoxyethylene alkylamine, alkylalkanolamide, polyoxyethylene alkyl Phenyl ether, etc. can be mentioned.

비반응성 계면 활성제인 아니온성 계면 활성제로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 비반응성의 알킬 황산에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 황산에스테르염, 알킬벤젠술폰산염, 알킬나프탈렌술폰산염, 알킬술포숙신산염, 알킬디페닐에테르디술폰산염, 나프탈렌술폰산포르말린 축합물, 폴리옥시에틸렌 다고리 페닐에테르 황산에스테르염, 폴리옥시에틸렌디스티렌화페닐에테르 황산에스테르염, 지방산염, 알킬인산염, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르 황산에스테르염 등을 들 수 있다.Anionic surfactants that are non-reactive surfactants include, but are not limited to, non-reactive alkyl sulfate esters, polyoxyethylene alkyl ether sulfate ester salts, alkyl benzene sulfonates, alkyl naphthalene sulfonates, and alkyl sulfonates. Succinate, alkyl diphenyl ether disulfonate, naphthalene sulfonic acid formalin condensate, polyoxyethylene polycyclic phenyl ether sulfate ester, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether sulfate ester, fatty acid salt, alkyl phosphate, polyoxyethylene alkyl phenyl. Ether sulfuric acid ester salts, etc. can be mentioned.

반응성 계면 활성제인 아니온성 반응성 계면 활성제로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 술폰산기, 술포네이트기 또는 황산에스테르기 및 이들의 염을 갖는 에틸렌성 불포화 단량체이며, 술폰산기, 또는 그 암모늄염이거나 알칼리 금속염인 기 (암모늄술포네이트 기, 또는 알칼리 금속 술포네이트기) 를 갖는 화합물이 바람직하다. 이와 같은 아니온성 반응성 계면 활성제로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 알킬알릴술포숙신산염 (예를 들어, 산요 화성사 제조의「엘레미놀 (상표) JS-2」,「엘레미놀 (상표) JS-5」 ; 카오사 제조의「라테물 (상표) S-120」,「라테물 (상표) S-180A」,「라테물 (상표) S-180」등을 들 수 있다) ; 폴리옥시에틸렌알킬프로페닐페닐에테르 황산에스테르염 (예를 들어, 다이이치 공업제약 사 제조의「아쿠아론 (상표) SR-10」,「아쿠아론 (상표) SR-1025」등을 들 수 있다.) ; 암모늄 = α-술포나토-ω-1-(알릴옥시메틸)알킬옥시폴리옥시에틸렌 (예를 들어, 다이이치 공업제약사 제조의「아쿠아론 KH-1025」등을 들 수 있다.) 등을 들 수 있다.The anionic reactive surfactant, which is a reactive surfactant, is not limited to the following, but includes, for example, an ethylenically unsaturated monomer having a sulfonic acid group, a sulfonate group, or a sulfuric acid ester group and a salt thereof, and a sulfonic acid group or an ammonium salt thereof. A compound having a group that is an alkali metal salt (ammonium sulfonate group, or alkali metal sulfonate group) is preferable. Such anionic reactive surfactants are not limited to the following, but include, for example, alkylallyl sulfosuccinic acid salt (e.g., “Eleminol (trademark) JS-2” manufactured by Sanyo Chemical Company, “Eleminol ( Trademark) JS-5"; "Late water (trademark) S-120", "Late water (trademark) S-180A", "Late water (trademark) S-180" manufactured by Kao Corporation, etc.); Polyoxyethylene alkyl propenyl phenyl ether sulfate ester salt (for example, “Aquaron (trademark) SR-10” and “Aquaron (trademark) SR-1025” manufactured by Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd.). ) ; Ammonium = α-sulfonato-ω-1-(allyloxymethyl)alkyloxypolyoxyethylene (examples include “Aquaron KH-1025” manufactured by Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd.), etc. there is.

반응성 계면 활성제인 논이온성 반응성 계면 활성제로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, α-〔1-〔(알릴옥시)메틸〕-2-(노닐페녹시)에틸〕-ω-하이드록시폴리옥시에틸렌 (예를 들어, 아사히덴카 공업사 제조의「아데카리아소프 NE-20」,「아데카리아소프 NE-30」,「아데카리아소프 (상표) NE-40」등을 들 수 있다.) ; 폴리옥시에틸렌알킬프로페닐페닐에테르 (예를 들어, 다이이치 공업제약사 제조의「아쿠아론 (상표) RN-10」,「아쿠아론 (상표) RN-20」,「아쿠아론 (상표) RN-30」,「아쿠아론 (상표) RN-50」등을 들 수 있다.) 등을 들 수 있다.Nonionic reactive surfactants that are reactive surfactants include, but are not limited to, α-[1-[(allyloxy)methyl]-2-(nonylphenoxy)ethyl]-ω-hydroxy. Polyoxyethylene (for example, "Adekaria Soph NE-20", "Adekaria Soph NE-30", and "Adekaria Soph (trademark) NE-40" manufactured by Asahi Denka Industries, Ltd.) .) ; Polyoxyethylene alkylpropenylphenyl ether (for example, “Aquaron (trademark) RN-10”, “Aquaron (trademark) RN-20”, and “Aquaron (trademark) RN-30” manufactured by Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd. ", "Aquaron (trademark) RN-50", etc.) can be mentioned.

입자상 공중합체의 중합 공정에 있어서 사용하는 계면 활성제로는, 반응성 계면 활성제를 포함하는 것이 바람직하다. 반응성 계면 활성제는, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 병용해도 된다.The surfactant used in the polymerization process of the particulate copolymer preferably contains a reactive surfactant. Reactive surfactants may be used individually by one type, or may be used in combination of two or more types.

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더에 포함되는 입자상 공중합체는, 비닐 단량체 단위와, 비닐기와 공중합 가능한 관능기를 갖는 반응성 계면 활성제에서 유래하는 단량체 단위를 갖는 것인 것이 바람직하기 때문에, 반응성 계면 활성제로는, 비닐 화합물과의 공중합성이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬프로페닐페닐에테르황산에스테르염 (예를 들어, 다이이치 공업제약사 제조의「아쿠아론 (상표) SR-1025」등) 이 바람직하고, 또, 암모늄 = α-술포나토-ω-1-(알릴옥시메틸)알킬옥시폴리옥시에틸렌 (예를 들어, 다이이치 공업제약사 제조의「아쿠아론 KH-1025」등) 을 사용하는 것이 바람직하다. 이들은, 폴리옥시에틸렌기의 입체적 반발과, 술폰산에스테르기의 아니온성에 의한 전자적 반발이, 입자상 공중합체의 중합 중 및/또는 중합 후에 있어서의 안정성 향상에 효과가 있기 때문에, 바람직하게 사용된다.Since the particulate copolymer contained in the binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment preferably has a vinyl monomer unit and a monomer unit derived from a reactive surfactant having a functional group copolymerizable with a vinyl group, the reactive surfactant is , it is preferable to use one that has excellent copolymerization with vinyl compounds. From this viewpoint, for example, polyoxyethylene alkylpropenylphenyl ether sulfate ester salt (for example, “Aquaron (trademark) SR-1025” manufactured by Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd., etc.) is preferred, and ammonium = It is preferable to use α-sulfonato-ω-1-(allyloxymethyl)alkyloxypolyoxyethylene (for example, “Aquaron KH-1025” manufactured by Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd.). These are preferably used because the steric repulsion of the polyoxyethylene group and the electronic repulsion due to the anionic nature of the sulfonic acid ester group are effective in improving the stability of the particulate copolymer during and/or after polymerization.

반응성 계면 활성제는, 아크릴아미드 단량체와, 메타크릴아미드 단량체와, 다른 비닐 단량체와의 공중합성을 높여, 균일한 조성 분포를 갖는 공중합체를 생성하기 위해서 유효하다.Reactive surfactants are effective for increasing the copolymerization of acrylamide monomers, methacrylamide monomers, and other vinyl monomers to produce a copolymer with uniform composition distribution.

추정되는 기구는 이하와 같다.The estimated mechanism is as follows.

먼저 처음에, 물에 용해한 메타크릴아미드 단량체의 일부와 반응성 계면 활성제의 폴리머 신장 반응이 개시한다. 성장 폴리머 라디칼은 미셀을 형성하고, 그 중에 나머지의 메타크릴아미드 단량체 및 다른 비닐 단량체가 침입하여, 공중합체가 성장한다.First, a polymer elongation reaction is initiated between a portion of the methacrylamide monomer dissolved in water and the reactive surfactant. The growing polymer radicals form micelles, into which the remaining methacrylamide monomer and other vinyl monomers invade, and the copolymer grows.

상기 기구에 의해, 메타크릴아미드 단량체의 단독 중합에서 유래하는 수용성 공중합체의 생성이 억제되어, 다른 비닐 단량체와 공중합을 진행할 수 있다.By the above mechanism, the production of a water-soluble copolymer resulting from the homopolymerization of methacrylamide monomer is suppressed, and copolymerization with other vinyl monomers can proceed.

공중합체 조성이 균일한 것, 및 수용성 공중합체의 생성이 억제되는 것은, 입자상 공중합체의 저장 탄성률을 높이는 점, 및 슬러리로서 세퍼레이터에 도공되었을 때의 막힘에 의한 전지 성능 저하를 방지하는 점에서 중요하다.Uniform copolymer composition and suppression of the formation of water-soluble copolymer are important in terms of increasing the storage modulus of the particulate copolymer and preventing degradation of battery performance due to clogging when coated as a slurry on a separator. do.

수층에 있어서의 메타크릴아미드 단량체와의 접촉 기회라는 관점에서, 특히 아니온성 반응성 계면 활성제를 사용하는 것이 바람직하다.From the viewpoint of opportunity for contact with the methacrylamide monomer in the water layer, it is particularly preferable to use an anionic reactive surfactant.

분자량 조정제로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 클로로포름, 사염화탄소 등의 할로겐화탄화수소류, n-헥시메르캅탄, n-옥틸메르캅탄, n-도데실메르캅탄, t-도데실메르캅탄, 티오글리콜산 등의 메르캅탄류, 디메틸크산토겐디술파이드, 디이소프로필크산토겐디술파이드 등의 크산토겐류 등 외에, 터피놀렌, α-메틸스티렌 다이머 등, 통상적인 유화 중합에 있어서 사용 가능한 것을 모두 사용할 수 있다. 이들 중에서도, n-도데실메르캅탄이 바람직하게 사용된다.The molecular weight regulator is not limited to the following, but includes, for example, halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrachloride, n-hexy mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, In addition to mercaptans such as thioglycolic acid and xantogens such as dimethylxanthogendisulfide and diisopropylxanthogendisulfide, terpinolene and α-methylstyrene dimer can be used in general emulsion polymerization. You can use everything. Among these, n-dodecyl mercaptan is preferably used.

분자량 조정제의 사용량은, 각 부를 중합할 때에 사용하는 단량체 총량 100 질량부에 대해 5 질량부 이하인 것이 바람직하다.The amount of the molecular weight regulator used is preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the total amount of monomers used when polymerizing each part.

〔리튬 이온 이차 전지용 접착제〕[Adhesive for lithium ion secondary batteries]

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더는, 리튬 이온 이차 전지용 접착제로서 사용된다.The binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment is used as an adhesive for lithium ion secondary batteries.

리튬 이온 이차 전지용 접착제는, 예를 들어, 세퍼레이터와 전극을 접착하기 위해서 사용된다. 리튬 이온 이차 전지용 접착제는, 예를 들어, 리튬 이온 이차 전지의 세퍼레이터나, 전극 상에 접착층을 형성할 때에 사용된다. 특히, 리튬 이온 이차 전지용 접착층 부착 세퍼레이터는, 리튬 이온 이차 전지용 접착제를 세퍼레이터 상에 도포하여, 접착층을 형성함으로써 제조할 수 있다. 보다 상세한 리튬 이온 이차 전지의 구성은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2015-41603호 등에 기재된 것을 참조할 수 있다.Adhesives for lithium ion secondary batteries are used, for example, to bond separators and electrodes. The adhesive for lithium ion secondary batteries is used, for example, when forming an adhesive layer on a separator or electrode of a lithium ion secondary battery. In particular, a separator with an adhesive layer for lithium ion secondary batteries can be manufactured by applying an adhesive for lithium ion secondary batteries on a separator to form an adhesive layer. For a more detailed configuration of the lithium ion secondary battery, refer to, for example, what is described in Japanese Patent Application Publication No. 2015-41603, etc.

〔비수 이차 전지 중의 다공층용 바인더〕[Binder for porous layer in non-aqueous secondary battery]

본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더는, 비수 이차 전지 중의 다공층용 바인더로서 바람직하게 사용할 수 있다.The binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment can be suitably used as a binder for porous layers in non-aqueous secondary batteries.

다공층용 바인더는, 예를 들어, 무기 필러 등을 점접착에 의해 결합함으로써 세퍼레이터 상에 다공층을 형성하고, 리튬 이온의 투과성을 유지하면서 세퍼레이터의 내열성을 향상시킬 때에 사용된다.The binder for a porous layer is used, for example, to form a porous layer on a separator by bonding an inorganic filler or the like by point adhesive, and to improve the heat resistance of the separator while maintaining lithium ion permeability.

〔리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리〕[Slurry for lithium ion secondary battery porous layer]

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리는, 물과, 무기 필러와, 본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더를 포함한다.The slurry for the lithium ion secondary battery porous layer of this embodiment contains water, an inorganic filler, and the binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment.

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리는, 상기 슬러리를, 예를 들어, 축전 디바이스용 세퍼레이터 기판 표면에 도포한 후, 건조시키고, 그 기판 상에 무기 필러와 입자상 공중합체를 포함하는 다공층을 형성하기 위해서 사용되는 분산액이다. 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리는, 필요에 따라, 도전 보조제, 증점제, 비수계 용제 등을 함유해도 된다.The slurry for a lithium ion secondary battery porous layer of the present embodiment is applied, for example, to the surface of a separator substrate for an electrical storage device, dried, and a porous layer containing an inorganic filler and a particulate copolymer is formed on the substrate. It is a dispersion used to form. The slurry for the lithium ion secondary battery porous layer of this embodiment may contain a conductive additive, a thickener, a non-aqueous solvent, etc. as needed.

〔리튬 이온 이차 전지 다공층〕[Lithium ion secondary battery porous layer]

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층은, 무기 필러와, 본 실시형태의 비수 이차 전지용 바인더를 포함한다.The porous layer of the lithium ion secondary battery of this embodiment contains an inorganic filler and the binder for non-aqueous secondary batteries of this embodiment.

(무기 필러)(Inorganic filler)

리튬 이온 이차 전지 다공층에 사용하는 무기 필러로는, 특별히 한정되지 않지만, 200 ℃ 이상의 융점을 갖고, 전기 절연성이 높고, 또한 리튬 이온 이차 전지의 사용 범위에서 전기 화학적으로 안정된 것이 바람직하다.The inorganic filler used in the porous layer of a lithium ion secondary battery is not particularly limited, but is preferably one that has a melting point of 200°C or higher, has high electrical insulation, and is electrochemically stable within the range of use of the lithium ion secondary battery.

무기 필러로는, 이하로 한정되지 않지만, 예를 들어, 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아, 세리아, 이트리아, 산화아연, 산화철 등의 산화물계 세라믹스 ; 질화규소, 질화티탄, 질화붕소 등의 질화물계 세라믹스 ; 실리콘카바이드, 탄산칼슘, 황산바륨, 황산마그네슘, 황산알루미늄, 수산화알루미늄, 수산화산화알루미늄, 티탄산칼륨, 탤크, 카올리나이트, 디카이트, 나크라이트, 할로이사이트, 파이로필라이트, 몬모릴로나이트, 세리사이트, 마이카, 아메사이트, 벤토나이트, 아스베스토, 제올라이트, 규산칼슘, 규산마그네슘, 규조토, 규사 등의 세라믹스 ; 유리 섬유 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.The inorganic filler is not limited to the following, but examples include oxide ceramics such as alumina, silica, titania, zirconia, magnesia, ceria, yttria, zinc oxide, and iron oxide; Nitride-based ceramics such as silicon nitride, titanium nitride, and boron nitride; Silicon carbide, calcium carbonate, barium sulfate, magnesium sulfate, aluminum sulfate, aluminum hydroxide, aluminum hydroxide, potassium titanate, talc, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, pyrophyllite, montmorillonite, sericite, mica, Ceramics such as amesite, bentonite, asbestos, zeolite, calcium silicate, magnesium silicate, diatomaceous earth, and silica sand; Glass fiber, etc. can be mentioned. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

이들 중에서도 전기 화학적 안정성 및 세퍼레이터의 내열 특성을 향상시키는 관점에서, 알루미나, 수산화알루미늄, 수산화산화알루미늄 (AlO(OH)) 등의 산화알루미늄 화합물, ; 및 카올리나이트, 디카이트, 나크라이트, 할로이사이트, 파이로필라이트 등의, 이온 교환능을 갖지 않는 규산알루미늄 화합물, 또는 황산바륨을 사용하는 것이 바람직하다.Among these, from the viewpoint of improving the electrochemical stability and heat resistance characteristics of the separator, aluminum oxide compounds such as alumina, aluminum hydroxide, and aluminum hydroxide (AlO(OH)); and aluminum silicate compounds without ion exchange ability, such as kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, and pyrophyllite, or barium sulfate.

또한, 알루미나에는, α-알루미나, β-알루미나, γ-알루미나, θ-알루미나 등의 많은 결정 형태가 존재하고, 모두 바람직하게 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 열적 및 화학적 안정성의 관점에서, α-알루미나가 바람직하다.Additionally, alumina exists in many crystal forms such as α-alumina, β-alumina, γ-alumina, and θ-alumina, and all can be used preferably. Among these, α-alumina is preferable from the viewpoint of thermal and chemical stability.

산화알루미늄 화합물로는, 수산화산화알루미늄 (AlO(OH)) 이 바람직하다. 수산화산화알루미늄으로는, 리튬덴드라이트의 발생에 기인하는 내부 단락을 방지하는 관점에서, 베마이트가 보다 바람직하다. 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층을 구성하는 무기 필러로서, 베마이트를 주성분으로 하는 입자를 채용함으로써, 높은 투과성을 유지하면서, 매우 경량인 리튬 이차 전지 다공층이 얻어지는 데다가, 보다 얇은 리튬 이온 이차 전지 다공층을 형성했을 경우에 있어서도, 세퍼레이터의 고온에서의 열수축이 억제되어, 우수한 내열성을 발현하는 경향이 있다. 전기 화학 디바이스의 특성에 악영향을 주는 이온성의 불순물을 저감할 수 있는 합성 베마이트가 더욱 바람직하다.As the aluminum oxide compound, aluminum hydroxide (AlO(OH)) is preferable. As aluminum hydroxide, boehmite is more preferable from the viewpoint of preventing internal short circuits caused by the generation of lithium dendrites. By employing particles containing boehmite as a main component as the inorganic filler constituting the porous layer of the lithium ion secondary battery of this embodiment, a very lightweight lithium secondary battery porous layer is obtained while maintaining high permeability, and thinner lithium ion Even when a secondary battery porous layer is formed, heat shrinkage of the separator at high temperatures is suppressed, and excellent heat resistance tends to be exhibited. Synthetic boehmite, which can reduce ionic impurities that adversely affect the properties of electrochemical devices, is more preferable.

이온 교환능을 갖지 않는 규산알루미늄 화합물로는, 저렴하고 입수도 용이하기 때문에, 주로 카올린 광물로 구성되어 있는 카올린이 보다 바람직하다. 카올린에는, 습식 카올린 및 이것을 소성 처리하여 이루어지는 소성 카올린이 알려져 있다.As an aluminum silicate compound without ion exchange ability, kaolin, which is mainly composed of kaolin mineral, is more preferable because it is inexpensive and easy to obtain. Among kaolin, wet kaolin and calcined kaolin obtained by calcining this are known.

본 실시형태에서는, 소성 카올린이 더욱 바람직하다. 소성 카올린은, 소성 처리시에, 결정수가 방출되어 있고, 또한 불순물도 제거되어 있는 점에서, 전기 화학적 안정성이 우수한 경향이 있다.In this embodiment, calcined kaolin is more preferred. Calcined kaolin tends to have excellent electrochemical stability because crystal water is released and impurities are removed during the calcining treatment.

리튬 이온 이차 전지 다공층에 사용하는 무기 필러의 평균 입자경은, 0.01 ㎛ 초과 2.0 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.1 ㎛ 초과 1.5 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.2 ㎛ 초과 1.0 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 무기 필러의 평균 입자경을 상기 범위로 하는 것은, 다공층의 두께가 얇은 경우 (예를 들어, 4 ㎛ 이하) 여도 고온에 있어서의 세퍼레이터의 열수축을 억제하는 관점에서 바람직하다. 무기 필러의 평균 입자경 및 그 분포를 조정하는 방법으로는, 예를 들어, 볼 밀, 비드 밀, 제트 밀 등의 적절한 분쇄 장치를 사용하여 무기 필러를 분쇄하여 입자경을 작게 하는 방법 등을 들 수 있다.The average particle diameter of the inorganic filler used in the porous layer of a lithium ion secondary battery is preferably greater than 0.01 μm and 2.0 μm or less, more preferably greater than 0.1 μm and 1.5 μm or less, and still more preferably greater than 0.2 μm and 1.0 μm or less. It is preferable to set the average particle diameter of the inorganic filler within the above range from the viewpoint of suppressing heat shrinkage of the separator at high temperatures even when the thickness of the porous layer is thin (for example, 4 μm or less). Methods for adjusting the average particle size and distribution of the inorganic filler include, for example, pulverizing the inorganic filler using an appropriate grinding device such as a ball mill, bead mill, or jet mill to reduce the particle size. .

무기 필러의 형상으로는, 예를 들어, 판상, 인편상, 침상, 기둥상, 구상, 다면체상, 괴상 등을 들 수 있다. 이러한 형상을 갖는 무기 필러의 복수종을 조합하여 사용해도 된다.The shape of the inorganic filler includes, for example, plate shape, scale shape, needle shape, column shape, spherical shape, polyhedral shape, block shape, etc. You may use a combination of multiple types of inorganic fillers having such shapes.

무기 필러가, 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층 중에서 차지하는 비율은, 무기 필러의 결착성, 세퍼레이터의 투과성, 및 내열성 등의 관점에서 적절히 결정할 수 있다. 리튬 이온 이차 전지 다공층 중의 무기 필러의 비율은, 무기 필러와 입자상 공중합체의 합계를 100 질량부로 했을 때, 바람직하게는 20 질량부 이상 100 질량부 미만, 보다 바람직하게는 50 질량부 이상 99.99 질량부 이하, 더욱 바람직하게는 80 질량부 이상 99.9 질량부 이하, 더욱더 바람직하게는 90 질량부 이상 99.5 질량부 이하이다.The proportion of the inorganic filler in the porous layer of the lithium ion secondary battery of the present embodiment can be appropriately determined from the viewpoint of the binding property of the inorganic filler, the permeability of the separator, and heat resistance. The ratio of the inorganic filler in the porous layer of the lithium ion secondary battery is preferably 20 parts by mass or more and less than 100 parts by mass, more preferably 50 parts by mass or more and 99.99 parts by mass, when the total of the inorganic filler and the particulate copolymer is 100 parts by mass. parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or more and 99.9 parts by mass or less, and even more preferably 90 parts by mass or more and 99.5 parts by mass or less.

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층의 두께는, 내열성 및 절연성을 향상시키는 관점에서, 0.5 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 전지의 고용량화와 투과성을 향상시키는 관점에서 4 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.The thickness of the porous layer of the lithium ion secondary battery of this embodiment is preferably 0.5 μm or more from the viewpoint of improving heat resistance and insulation, and is preferably 4 μm or less from the viewpoint of increasing battery capacity and improving permeability.

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층의 층 밀도는, 0.5 g/㎤ 이상 3.0 g/㎤ 이하인 것이 바람직하고, 1.0 g/㎤ 이상 2.5 g/㎤ 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층의 층 밀도가 0.5 g/㎤ 이상임으로써, 고온에서의 열 수축률이 양호해지는 경향이 있다. 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층의 층 밀도가 3.0 g/㎤ 이하임으로써, 투기도가 저하되는 경향이 있다.The layer density of the porous layer of the lithium ion secondary battery of this embodiment is preferably 0.5 g/cm3 or more and 3.0 g/cm3 or less, and more preferably 1.0 g/cm3 or more and 2.5 g/cm3 or less. When the layer density of the porous layer of the lithium ion secondary battery of this embodiment is 0.5 g/cm3 or more, the thermal contraction rate at high temperature tends to become good. When the layer density of the porous layer of the lithium ion secondary battery of this embodiment is 3.0 g/cm3 or less, the air permeability tends to decrease.

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층의 형성 방법으로는, 예를 들어, 세퍼레이터를 구성하는 다공성 기재의 적어도 편면에, 무기 필러 및 본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더를 포함하는 도공액을 도공하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 도공액은, 분산 안정성 및 도공성 및 보관성의 향상을 위해서, 용제, 분산제, 증점제 등을 포함하고 있어도 된다.As a method of forming a porous layer for a lithium ion secondary battery of the present embodiment, for example, a coating liquid containing an inorganic filler and a binder for a non-aqueous secondary battery of the present embodiment is applied to at least one side of the porous substrate constituting the separator. Here's how to do it: In this case, the coating liquid may contain a solvent, a dispersant, a thickener, etc. in order to improve dispersion stability, coating properties, and storage properties.

〔리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터〕[Separator for lithium ion secondary battery]

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터 (세퍼레이터) 는, 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지용 다공층을 포함한다.The separator (separator) for lithium ion secondary batteries of this embodiment includes the porous layer for lithium ion secondary batteries of this embodiment.

세퍼레이터는, 다공성 기재, 및 상기 다공성 기재의 적어도 편면의 적어도 일부에 배치된 다공층을 포함할 수 있다.The separator may include a porous substrate and a porous layer disposed on at least a portion of at least one side of the porous substrate.

상기 다공층은, 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층이며, 상기 서술한 입자상 공중합체를 포함한다.The said porous layer is a lithium ion secondary battery porous layer of this embodiment, and contains the particulate copolymer mentioned above.

이 세퍼레이터는, 다공성 기재 및 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층만으로 구성되어 있어도 되고, 이들 이외에 전극과의 접착층을 추가로 갖고 있어도 된다.This separator may be comprised only of the porous substrate and the lithium ion secondary battery porous layer of this embodiment, or may further have an adhesive layer with the electrode in addition to these.

리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터가 리튬 이온 이차 전지 다공층을 갖는 경우, 상기 다공층은, 상기 세퍼레이터의 다공성 기재의 편면 또는 양면에 배치된다.When the separator for lithium ion secondary batteries has a lithium ion secondary battery porous layer, the porous layer is disposed on one side or both sides of the porous substrate of the separator.

세퍼레이터를 구성하는 각 부재, 및 세퍼레이터의 제조 방법의 바람직한 실시형태에 대해, 이하에 상세하게 설명한다.Preferred embodiments of each member constituting the separator and the manufacturing method of the separator will be described in detail below.

(다공성 기재)(porous substrate)

다공성 기재는, 내부에 공공 내지 공극을 갖는 기재이지만, 당해 다공성 기재에는, 그 자체가, 종래, 이차 전지의 세퍼레이터로서 사용되고 있던 것을 사용할 수 있다. 다공성 기재로는, 도공 공정을 거쳐 다공층을 형성하는 경우의 도공 성이 우수한 것으로 하는 관점, 및 세퍼레이터의 막두께를 보다 얇게 하여, 전지 등의 축전 디바이스 내의 활물질 비율을 높여 체적당 용량을 증대시키는 관점에서, 폴리올레핀계의 수지를 주성분으로서 포함하는 폴리올레핀 미다공막이 바람직하다. 또한, 여기서「주성분으로서 포함하는」이란, 50 질량% 를 초과하여 포함하는 것을 의미하고, 바람직하게는 75 질량% 이상, 보다 바람직하게는 85 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 90 질량% 이상, 더욱더 바람직하게는 95 질량% 이상, 보다 더 바람직하게는 98 질량% 이상 포함하고, 100 질량% 여도 된다.A porous substrate is a substrate that has pores or voids inside, and the porous substrate itself can be one that has been conventionally used as a separator for secondary batteries. As a porous substrate, from the viewpoint of excellent coating properties when forming a porous layer through a coating process, and by making the film thickness of the separator thinner, the active material ratio in an electric storage device such as a battery is increased, thereby increasing the capacity per volume. From this point of view, a polyolefin microporous membrane containing a polyolefin-based resin as a main component is preferable. In addition, here, “containing as a main component” means containing more than 50% by mass, preferably 75% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, even more preferably 90% by mass or more, even more. Preferably it contains 95 mass% or more, more preferably 98 mass% or more, and may be 100 mass%.

상기 폴리올레핀 미다공막의 표면에 표면 처리를 실시하여 둠으로써, 그 후에 도공액을 도공하기 쉬워짐과 함께, 폴리올레핀 미다공막과 다공층의 접착성이 향상되기 때문에, 표면 처리를 실시하는 것이 바람직하다.By subjecting the surface of the polyolefin microporous membrane to surface treatment, it becomes easier to apply the coating solution thereafter and the adhesion between the polyolefin microporous membrane and the porous layer improves, so it is preferable to perform surface treatment.

표면 처리의 방법으로는, 예를 들어, 코로나 방전 처리법, 플라즈마 처리법, 기계적 조면화법, 용제 처리법, 산 처리법, 자외선 산화법 등을 들 수 있다.Examples of surface treatment methods include corona discharge treatment, plasma treatment, mechanical roughening, solvent treatment, acid treatment, and ultraviolet oxidation.

(무기 필러를 포함하는 리튬 이온 이차 전지 다공층의 배치 방법)(Method for placing lithium ion secondary battery porous layer containing inorganic filler)

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지 다공층은, 예를 들어, 무기 필러, 입자상 공중합체, 그리고, 필요에 따라 용제 (예를 들어 물) 및 분산제 등의 추가 성분을 포함하는 도공액을, 상기 다공성 기재의 적어도 편면에 도공함으로써, 다공성 기재 상에 배치할 수 있다.The lithium ion secondary battery porous layer of the present embodiment includes, for example, an inorganic filler, a particulate copolymer, and, if necessary, a coating solution containing additional components such as a solvent (for example, water) and a dispersant, and the porous layer is It can be placed on a porous substrate by coating at least one side of the substrate.

입자상 공중합체를 유화 중합에 의해 합성하고, 얻어진 에멀션을 그대로 도공액으로서 사용해도 된다.The particulate copolymer may be synthesized by emulsion polymerization, and the obtained emulsion may be used as is as a coating liquid.

도공액은, 물, 물과 수용성 유기 매체 (예를 들어, 메탄올 또는 에탄올) 의 혼합 용매 등의 입자상 공중합체의 빈용매를 포함하는 것이 바람직하다.The coating liquid preferably contains a poor solvent for the particulate copolymer, such as water or a mixed solvent of water and a water-soluble organic medium (for example, methanol or ethanol).

도공액을 세퍼레이터의 다공성 기재에 도공하는 방법은, 필요로 하는 층두께 및 도공 면적을 실현할 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다.The method of applying the coating liquid to the porous substrate of the separator is not particularly limited as long as the required layer thickness and coating area can be achieved.

도공 방법으로는, 예를 들어, 그라비어 코터법, 소직경 그라비어 코터법, 리버스 롤 코터법, 트랜스퍼 롤 코터법, 키스 코터법, 딥 코터법, 나이프 코터법, 에어 닥터 코터법, 블레이드 코터법, 로드 코터법, 스퀴즈 코터법, 캐스트 코터법, 다이 코터법, 스크린 인쇄법, 스프레이 도공법, 잉크젯 도공법 등을 들 수 있다. 특히, 그라비어 코터법은, 도공 형상의 자유도가 높기 때문에 바람직하다.Coating methods include, for example, the gravure coater method, small diameter gravure coater method, reverse roll coater method, transfer roll coater method, kiss coater method, dip coater method, knife coater method, air doctor coater method, blade coater method, Examples include the rod coater method, squeeze coater method, cast coater method, die coater method, screen printing method, spray coating method, and inkjet coating method. In particular, the gravure coater method is preferable because it has a high degree of freedom in the coating shape.

도공 후에 도공막으로부터 용제를 제거하는 방법은, 다공성 기재 및 리튬 이온 이차 전지 다공층에 악영향을 미치지 않는 것이면 한정되지 않는다. 예를 들어, 기재를 고정하면서, 기재의 융점 이하의 온도에서 건조시키는 방법, 저온에서 감압 건조시키는 방법 등을 들 수 있다.The method for removing the solvent from the coating film after coating is not limited as long as it does not adversely affect the porous substrate and the lithium ion secondary battery porous layer. For example, a method of drying at a temperature below the melting point of the substrate while fixing the substrate, a method of drying under reduced pressure at a low temperature, etc. can be mentioned.

도공 후에 도공막으로부터 용매를 제거하는 방법에 대해서는, 다공성 기재 및 리튬 이온 이차 전지 다공층에 악영향을 미치지 않는 방법이면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 폴리올레핀 다공성 기재를 고정하면서 그 융점 이하의 온도에서 건조시키는 방법, 저온에서 감압 건조시키는 방법, 입자상 공중합체에 대한 빈용매에 침지하여 당해 입자 공중합체를 입자상으로 응고시킴과 동시에 용매를 추출하는 방법 등을 들 수 있다.The method for removing the solvent from the coating film after coating is not particularly limited as long as it is a method that does not adversely affect the porous substrate and the porous layer of the lithium ion secondary battery. For example, a method of drying a polyolefin porous substrate at a temperature below its melting point while fixing it, a method of drying under reduced pressure at a low temperature, or a method of immersing the particulate copolymer in a poor solvent to solidify the particulate copolymer into particulate form and simultaneously removing the solvent. Extraction methods, etc. may be mentioned.

〔리튬 이온 이차 전지〕[Lithium ion secondary battery]

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지는, 본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터를 포함한다.The lithium ion secondary battery of this embodiment includes the separator for lithium ion secondary batteries of this embodiment.

본 실시형태의 리튬 이온 이차 전지는, 본 실시형태의 세퍼레이터를 포함하는 것 이외의 구성은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2018-92701호에 기재되어 있는 바와 같이, 종래 알려져 있는 리튬 이온 이차 전지와 동일해도 된다.The lithium ion secondary battery of the present embodiment has a configuration other than including the separator of the present embodiment, for example, as described in Japanese Patent Application Publication No. 2018-92701, a conventionally known lithium ion secondary battery. It may be the same as .

본 실시형태의 비수계 이차 전지용 바인더에 사용하는 입자상 공중합체는, 세퍼레이터 상의 다공층에 포함시킬 수 있고, 세퍼레이터와 다공층을 포함하는 막을, 도공막이라고 한다.The particulate copolymer used in the binder for a non-aqueous secondary battery of this embodiment can be incorporated into a porous layer on a separator, and the film containing the separator and the porous layer is called a coating film.

도공막에 있어서의 150 ℃ 에서의 열 수축률은, 특별히 한정되지 않지만, MD, TD 모두, 바람직하게는 0 % 이상 40 % 미만이며, 보다 바람직하게는 0 % 이상 35 % 이하이며, 더욱 바람직하게는 0 % 이상 30 % 이하이다. MD 및 TD 의 양방향에 있어서의 150 ℃ 에서의 열 수축률이 30 % 이하임으로써, 전지의 이상 발열시에 있어서도 세퍼레이터의 파막을 방지할 수 있고, 정부극간의 접촉을 억제할 수 있어, 보다 양호한 안전 성능이 얻어지는 경향이 있다.The heat shrinkage rate at 150°C in the coating film is not particularly limited, but is preferably 0% or more and less than 40% for both MD and TD, more preferably 0% or more and 35% or less, and even more preferably It is 0% or more and 30% or less. When the thermal contraction rate at 150°C in both MD and TD is 30% or less, separator film rupture can be prevented even when the battery abnormally heats up, and contact between positive and negative electrodes can be suppressed, resulting in better safety. Performance tends to be achieved.

실시예Example

이하, 실시예 및 비교예를 사용하여, 본 실시형태를 보다 구체적으로 설명하지만, 본 발명은, 이하의 실시예에 의해 전혀 한정되지 않는다.Hereinafter, the present embodiment will be described in more detail using examples and comparative examples, but the present invention is not limited in any way to the following examples.

각종 물성은, 이하의 측정 방법 및 평가 방법에 의해 측정 및 평가하였다.Various physical properties were measured and evaluated using the following measurement and evaluation methods.

[고형분 농도][Solids concentration]

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체의 수분산체를, 알루미늄 접시 위에 약 1 g 정밀 칭량하고, 이 계량한 수분산체의 질량 (g) 을 a 로 하였다. 그것을, 130 ℃ 의 열풍 건조기로 1 시간 건조시키고, 건조 후의 공중합체의 건조 질량 (g) 을 b 로 하였다.Approximately 1 g of the aqueous dispersion of the particulate copolymer obtained in the examples and comparative examples described later was accurately weighed on an aluminum dish, and the mass (g) of the measured aqueous dispersion was set to a. It was dried in a hot air dryer at 130°C for 1 hour, and the dry mass (g) of the copolymer after drying was set to b.

하기 식에 의해 고형분 농도를 산출하였다.Solid content concentration was calculated using the following formula.

고형분 농도 (%) = b/a × 100Solid content concentration (%) = b/a × 100

[입자상 공중합체의 수분산체의 pH][PH of aqueous dispersion of particulate copolymer]

고형분 농도 약 40 % 의 입자상 공중합체의 수분산체에, pH 미터 (유리 전극식 수소 이온 농도 지시계, 토아 디디케이 주식회사 제조) 의 전극을 침지시켜, 표시된 수치를 읽어냈다.The electrode of a pH meter (glass electrode type hydrogen ion concentration indicator, manufactured by Toa DDK Co., Ltd.) was immersed in an aqueous dispersion of the particulate copolymer with a solid content concentration of about 40%, and the displayed value was read.

[입자상 공중합체의 유리 전이 온도][Glass transition temperature of particulate copolymer]

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체를 포함하는 수분산체 (고형분 농도 38 ∼ 42 %, pH 8.0) 를, 알루미늄 접시에 적당량 취하고, 130 ℃ 의 열풍 건조기로 60 분간 건조시켰다.An appropriate amount of the water dispersion (solid content concentration 38 to 42%, pH 8.0) containing the particulate copolymer obtained in the examples and comparative examples described later was placed in an aluminum dish and dried in a hot air dryer at 130°C for 60 minutes.

건조 후의 건조 피막 약 17 mg 을 측정용 알루미늄 용기에 채우고, DSC 측정 장치 (시마즈 제작소사 제조, 형번 : DSC6220) 로 질소 분위기하에 있어서의 DSC 곡선 및 DDSC 곡선을 얻었다.Approximately 17 mg of the dried film was placed in an aluminum container for measurement, and the DSC curve and DDSC curve under nitrogen atmosphere were obtained using a DSC measurement device (manufactured by Shimadzu Corporation, model number: DSC6220).

또한 측정은, 하기 프로그램에 의해 실시했다.Additionally, the measurement was performed using the following program.

(1 단째 승온 프로그램)(1st stage temperature increase program)

70 ℃ 스타트, 매분 15 ℃ 의 비율로 승온하였다. 110 ℃ 에 도달 후 5 분간 유지하였다.Starting at 70°C, the temperature was increased at a rate of 15°C per minute. After reaching 110°C, it was maintained for 5 minutes.

(2 단째 강온 프로그램)(2nd stage temperature lowering program)

110 ℃ 로부터 매분 30 ℃ 의 비율로 강온하였다. -50 ℃ 에 도달 후 4 분간 유지하였다.The temperature was lowered from 110°C at a rate of 30°C per minute. After reaching -50°C, it was maintained for 4 minutes.

(3 단째 승온 프로그램)(3rd stage temperature increase program)

-50 ℃ 로부터 매분 15 ℃ 의 비율로 130 ℃ 까지 승온하였다. 이 3 단째의 승온시에 DSC 및 DDSC 의 데이터를 취득하였다.The temperature was increased from -50°C to 130°C at a rate of 15°C per minute. DSC and DDSC data were acquired during the temperature increase in this third stage.

얻어진 DSC 곡선에 있어서의 베이스 라인을 고온측으로 연장한 직선과 변곡점에 있어서의 접선의 교점을 유리 전이 온도 (Tg) 로 하였다.The intersection of the straight line extending the base line toward the high temperature side in the obtained DSC curve and the tangent at the inflection point was taken as the glass transition temperature (Tg).

[입자상 공중합체의 평균 입자경][Average particle diameter of particulate copolymer]

광산란법에 의한 입자경 측정 장치 (LEED & NORTHRUP 사 제조, 상품명「MICROTRAC UPA150」) 를 사용하여, 50 % 입자경 (㎛) 을 측정하고, 평균 입자경으로 하였다.Using a particle size measuring device by light scattering (LEED & NORTHRUP, brand name "MICROTRAC UPA150"), the 50% particle size (μm) was measured and taken as the average particle size.

이로써, 수평균 입자경 (Dn), 체적 평균 입자경 (Dv) 을 얻고, 이들의 비 : Dv/Dn 를 산출하였다.As a result, the number average particle diameter (Dn) and volume average particle diameter (Dv) were obtained, and their ratio: Dv/Dn was calculated.

[전해액 팽윤도][Electrolyte swelling degree]

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체를 포함하는 수분산체 (고형분 농도 38 ∼ 42 %, pH 8.0) 를, 알루미늄 접시에 3 g 취하고, 130 ℃ 의 열풍 건조기로 60 분간 건조시켰다. 건조 후의 건조 피막을 0.5 g 이 되도록 잘라내어, 에틸렌카보네이트 : 에틸메틸카보네이트 = 1 : 2 (체적비) 의 혼합 용매 10 g 과 함께 50 mL 의 바이알병에 넣고, 3 시간 진탕시킨 후, 샘플을 꺼내고, 상기 혼합 용매로 세정하고, 질량 (Wa) 을 측정하였다. 그 후, 150 ℃ 의 오븐 속에 1 시간 정치한 후 질량 (Wb) 을 측정하고, 이하의 식에 의해 입자상 공중합체의 전해액에 대한 팽윤도를 측정하였다.3 g of the water dispersion (solid content concentration 38 to 42%, pH 8.0) containing the particulate copolymer obtained in the examples and comparative examples described later was placed in an aluminum dish and dried in a hot air dryer at 130°C for 60 minutes. After drying, the dried film was cut to 0.5 g, placed in a 50 mL vial bottle along with 10 g of a mixed solvent of ethylene carbonate:ethylmethyl carbonate = 1:2 (volume ratio), shaken for 3 hours, then the sample was taken out and It was washed with a mixed solvent, and the mass (Wa) was measured. After that, the mass (Wb) was measured after leaving it in an oven at 150°C for 1 hour, and the degree of swelling of the particulate copolymer with respect to the electrolyte solution was measured using the following formula.

또한, 상기 혼합 용매에는 전해질이 포함되어 있지 않지만, 전해질의 유무에 관계없이, 입자상 공중합체의 팽윤도에 차이가 없는 것을 확인하였다.In addition, although the mixed solvent did not contain an electrolyte, it was confirmed that there was no difference in the swelling degree of the particulate copolymer regardless of the presence or absence of the electrolyte.

입자상 공중합체의 전해액에 대한 팽윤도 (배) = (Wa - Wb)/WbSwelling degree (fold) of particulate copolymer in electrolyte solution = (Wa - Wb)/Wb

[점도, 슬러리 배합 작업성, 용액 안정성][Viscosity, slurry mixing workability, solution stability]

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체를 포함하는 수분산체 (고형분 농도 30 ∼ 42 %, pH 5.0) 를, 폴리프로필렌제의 병에 100 g 계량하여 넣고, BM 형 점도계 (토키 산업사 제조 TV-100B) 를 사용하여, 스핀들 회전 속도 60 rpm 의 조건하에 있어서 점도를 측정하였다 (초기 점도 : ηi).100 g of an aqueous dispersion (solid content concentration 30 to 42%, pH 5.0) containing the particulate copolymer obtained in the examples and comparative examples described later was placed in a polypropylene bottle and measured using a BM type viscometer (TV manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). -100B) was used to measure the viscosity under the condition of a spindle rotation speed of 60 rpm (initial viscosity: ηi).

그 후, 60 ℃ 로 유지한 항온조에 있어서 시료를 2 주간 보관한 후에, 다시 BM 형 점도계를 사용하여, 상기와 동 조건에 있어서 점도를 측정하였다 (저장 후 점도 : ηf).After that, the sample was stored for 2 weeks in a thermostat maintained at 60°C, and then the viscosity was measured under the same conditions as above using a BM type viscometer (viscosity after storage: ηf).

이들 측정치를 사용하여, 하기 기준에 의해, 슬러리 배합 작업성, 용액 안정성을 평가하였다.Using these measurements, slurry mixing workability and solution stability were evaluated according to the following criteria.

〈슬러리 배합 작업성의 평가 기준〉<Evaluation criteria for slurry mixing workability>

A : ηi 가, 300 mPa·s 미만A: ηi is less than 300 mPa·s

B : ηi 가, 300 mPa·s 이상 2000 mPa·s 미만B: ηi is 300 mPa·s or more and less than 2000 mPa·s

C : ηi 가, 2000 mPa·s 이상C: ηi is 2000 mPa·s or more

〈용액 안정성의 평가 기준〉〈Evaluation criteria for solution stability〉

A : ηf/ηi 가, 0.8 이상 2.0 미만A: ηf/ηi is 0.8 or more and less than 2.0

B : ηf/ηi 가, 0.5 이상 0.8 미만 또는 2.0 이상 3.0 미만B: ηf/ηi is 0.5 or more and less than 0.8 or 2.0 or more but less than 3.0

C : ηf/ηi 가, 0.5 미만 또는 3.0 이상C: ηf/ηi is less than 0.5 or more than 3.0

[저장 탄성률][Storage modulus]

입자상 공중합체의 저장 탄성률은, JIS K 7244 의 규격에 준해 측정을 실시하였다.The storage elastic modulus of the particulate copolymer was measured according to the standards of JIS K 7244.

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체의 수분산체 (고형분 농도 40 %) 약 12 g 을, 가로세로 15 ㎝ 로 구획한 폴리프로필렌판 상에 흘려 넣고, 실온에서 1 일 건조시켜, 얻어진 폴리머 필름을 가로세로 5 ㎜ × 70 ㎜ 로 성형하여, 시험편으로 하였다.Approximately 12 g of the aqueous dispersion of the particulate copolymer (solid content concentration: 40%) obtained in the examples and comparative examples described later was poured onto a polypropylene plate divided into 15 cm by 15 cm, dried at room temperature for 1 day, and the resulting polymer was obtained. The film was molded into a size of 5 mm x 70 mm and used as a test piece.

얻어진 시험편의 두께는, 시료 중심부 및 그곳으로부터 장변 방향으로 ±20 ㎜ 의 지점의 합계 3 점에 있어서의 평균치로 하여, 막후계 (MITSUTOYO 제조, DIGIMATIC INDICATOR) 를 사용하여 기록하였다.The thickness of the obtained test piece was recorded as the average value at a total of three points ±20 mm from the center of the sample and along the long side from there using a membrane thickness meter (DIGIMATIC INDICATOR, manufactured by MITSUTOYO).

점탄성 측정 장치 (Rheometric Scientific 제조, 제품명 RSA3) 를 사용하고, 척간 거리 50 ㎜, 초기 온도 30 ℃, 종료 온도 140 ℃, 승온 속도 5 ℃/분, 1.0 Hz, 변형 0.1 % 의 인장-압축 모드로, 인장 저장 탄성률을 측정하고, 30 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률, 130 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률의 값을 얻었다.A viscoelasticity measuring device (manufactured by Rheometric Scientific, product name RSA3) was used, in tension-compression mode with a chuck distance of 50 mm, an initial temperature of 30°C, an end temperature of 140°C, a temperature increase rate of 5°C/min, 1.0 Hz, and a strain of 0.1%. The tensile storage modulus was measured, and the values of the storage modulus at 30°C and the storage elastic modulus at 130°C were obtained.

하기 표 1 ∼ 6 에 있어서, 저장 탄성률의 수치의「E + a」의 표기는, × 10a 인 것을 의미한다.In Tables 1 to 6 below, the notation “E + a” in the numerical value of the storage elastic modulus means × 10 a .

[밀착성 (박리 강도)][Adhesion (peel strength)]

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체의 수분산체를 사용하고, 또한 후술하는 (도공막의 형성) 에 따라, 다공층 형성용 분산액을 얻었다.Using the aqueous dispersion of the particulate copolymer obtained in the examples and comparative examples described later, a dispersion liquid for forming a porous layer was obtained according to (formation of a coating film) described later.

코로나 처리 완료된 폴리에틸렌 다공성 기재의 표면에, 상기 다공층 형성용 분산액을 도포하였다. 그 후, 건조 처리를 실시하고, 다공층을 형성하여, 총 막두께 17 ㎛ 의 도공막을 얻었다.The dispersion liquid for forming a porous layer was applied to the surface of a corona-treated polyethylene porous substrate. After that, a drying treatment was performed to form a porous layer, and a coated film with a total film thickness of 17 µm was obtained.

이 도공막을 15 ㎜ × 75 ㎜ 의 프레파라트에, 폴리에틸렌 다공성 기재측을 접착시키도록, 양면 테이프로 첩부하였다.This coating film was attached to a 15 mm × 75 mm prep plate with double-sided tape so that the polyethylene porous substrate side was adhered.

그 후, 12 ㎜ 폭의 멘딩 테이프를 다공층의 위로부터 첩부하고, 그 멘딩 테이프의 일단을 수직 방향으로 인장 속도 100 ㎜/분으로 잡아 당겨, 벗겼을 때의 응력을 측정하였다. 측정을 3 회 실시하고, 그 평균치를 구해 이것을 박리 강도로 하였다.After that, a 12 mm wide mending tape was attached from above the porous layer, one end of the mending tape was pulled in the vertical direction at a tensile speed of 100 mm/min, and the stress when peeled off was measured. The measurement was performed three times, the average value was obtained, and this was used as the peeling strength.

박리 강도의 값이 클수록, 폴리에틸렌 다공성 기재와 다공층의 밀착성이 우수한 것으로 하여, 하기 기준에 의해 평가하였다.The larger the peel strength value, the better the adhesion between the polyethylene porous substrate and the porous layer, which was evaluated according to the following criteria.

〈밀착성의 평가 기준〉<Evaluation criteria for adhesion>

A : 300 gf/㎝ 이상A: 300 gf/cm or more

B : 150 gf/㎝ 이상 300 gf/㎝ 미만B: More than 150 gf/cm but less than 300 gf/cm

C : 150 gf/㎝ 미만C: Less than 150 gf/cm

[내열 수축성][Heat resistance and shrinkage]

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체의 수분산체를 사용하고, 또한 후술하는 (도공막의 형성) 에 따라, 도공막을 얻었다.A coating film was obtained using the aqueous dispersion of the particulate copolymer obtained in the examples and comparative examples described later, and according to (formation of the coating film) described later.

MD 방향으로 100 ㎜, TD 방향으로 100 ㎜ 로 잘라내고, 150 ℃ 의 오븐 속에 1 시간 정치하였다. 이 때, 온풍이 직접 샘플에 닿지 않도록, 샘플을 2 장의 종이 사이에 끼웠다. 샘플을 오븐으로부터 꺼내어 냉각시킨 후, 길이 (㎜) 를 측정하고, 이하의 식으로 열 수축률을 산출하였다.It was cut into pieces of 100 mm in the MD direction and 100 mm in the TD direction, and left to stand in an oven at 150°C for 1 hour. At this time, the sample was sandwiched between two sheets of paper to prevent warm air from directly reaching the sample. After the sample was taken out of the oven and cooled, the length (mm) was measured, and the heat shrinkage rate was calculated using the following equation.

측정은 MD 방향, TD 방향으로 실시하고, 수치가 큰 쪽을 열 수축률로 하고, 하기 기준에 의해 내열 수축성을 평가하였다.Measurements were conducted in the MD and TD directions, the larger value was taken as the heat shrinkage rate, and the heat shrinkage resistance was evaluated according to the following criteria.

열 수축률 (%) ={(100 - 가열 후의 길이)/100}× 100Heat shrinkage rate (%) = {(100 - length after heating)/100} × 100

〈내열 수축성의 평가 기준〉<Evaluation criteria for heat resistance and shrinkage>

A : 열 수축률 3 % 미만A: Heat shrinkage rate less than 3%

B : 열 수축률 3 % 이상 10 % 미만B: Heat shrinkage rate 3% or more but less than 10%

C : 열 수축률 10 % 이상C: Heat shrinkage rate of 10% or more

[세퍼레이터의 함수율][Moisture content of separator]

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체의 수분산체를 사용하고, 또한 후술하는 (도공막의 형성) 에 따라, 다공층을 구비하는 세퍼레이터를 얻었다.A separator provided with a porous layer was obtained using the aqueous dispersion of the particulate copolymer obtained in the Examples and Comparative Examples described later, and according to (formation of a coating film) described later.

세퍼레이터를 0.15 g ∼ 0.20 g 의 범위가 되도록 잘라내고, 23 ℃, 상대습도 40 % 로 12 시간 전처리하였다. 그 후, 그 질량을 측정하고, 시료 질량 (g) 으로 하였다.The separator was cut to a size of 0.15 g to 0.20 g, and pretreated at 23°C and relative humidity of 40% for 12 hours. After that, the mass was measured and used as the sample mass (g).

전처리 후의 시료의 수분 질량 (μg) 은, 컬 피셔 장치를 사용하여 측정하였다. 또한, 측정시의 가열 기화 조건은 150 ℃, 10 분간으로 하였다. 또, 캐소드 시약으로는 하이드라날 쿨로매트 CG-K (SIGMA-ALDRICH 제조), 애노드 시약으로는 하이드라날 쿨로매트 AK (SIGMA-ALDRICH 제조) 를 사용하였다.The water mass (μg) of the sample after pretreatment was measured using a Curl Fischer apparatus. In addition, the heating and vaporization conditions during measurement were 150°C for 10 minutes. Additionally, Hydranal Coolomat CG-K (manufactured by SIGMA-ALDRICH) was used as the cathode reagent, and Hydranal Coolomat AK (manufactured by SIGMA-ALDRICH) was used as the anode reagent.

세퍼레이터의 함수율을, 하기 식에 따라서 산출하고, 하기 기준에 의해 평가하였다.The water content of the separator was calculated according to the formula below and evaluated according to the following criteria.

세퍼레이터의 함수율 W (ppm) = 수분 질량 (μg)/시료 질량 (g)Moisture content of separator W (ppm) = moisture mass (μg)/sample mass (g)

〈세퍼레이터의 함수율의 평가 기준〉<Evaluation criteria for moisture content of separator>

A : W 가 800 ppm 미만A: W is less than 800 ppm

B : W 가 800 ppm 이상 1500 ppm 미만B: W is 800 ppm or more and less than 1500 ppm

C : W 가 1500 ppm 이상C: W is 1500 ppm or more

[소형 전지의 특성 (레이트 특성)][Characteristics of small batteries (rate characteristics)]

<정극의 제작><Production of a positive play>

정극 활물질로서 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2 와, 도전 보조제로서 카본 블랙과, 결착제로서 폴리불화비닐리덴 용액을, 91 : 5 : 4 의 고형분 질량비로 혼합하고, 분산 용매로서 N-메틸-2-피롤리돈을 고형분 68 질량% 가 되도록 첨가하고, 나아가 혼합하여, 슬러리상의 용액을 조제하였다. 이 슬러리상의 용액을, 두께 15 ㎛ 의 알루미늄박의 편면에 알루미늄박의 일부가 노출하도록 도포한 후, 용제를 건조 제거하고, 도포량을 175 g/㎡ 로 하였다. 또한 정극 합제 부분의 밀도가 2.8 g/㎤ 가 되도록 롤 프레스로 압연하였다. 그 후, 도포부가 30 ㎜ × 50 ㎜ 이고, 또한 알루미늄박 노출부를 포함하도록 재단하여, 알루미늄제 리드편을 알루미늄박의 노출부에 용접하여 정극을 얻었다.LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as a positive electrode active material, carbon black as a conductive auxiliary agent, and a polyvinylidene fluoride solution as a binder were mixed at a solid mass ratio of 91:5:4, and used as a dispersion solvent. N-methyl-2-pyrrolidone was added to a solid content of 68% by mass and further mixed to prepare a slurry-like solution. This slurry-like solution was applied to one side of a 15-μm-thick aluminum foil so that a portion of the aluminum foil was exposed, and then the solvent was removed by drying, and the application amount was set to 175 g/m2. Additionally, the positive electrode mixture portion was rolled with a roll press so that the density was 2.8 g/cm3. After that, the applied area was cut to 30 mm

<부극의 제작><Production of Negative Drama>

부극 활물질로서 인조 흑연, 결착제로서 스티렌부타디엔 고무 및 카르복시메틸셀룰로오스 수용액을, 96.4 : 1.9 : 1.7 의 고형분 질량비로 혼합하고, 분산 용매로서 물을 고형분 50 질량% 가 되도록 첨가하고, 더욱 혼합하여, 슬러리상의 용액을 조제하였다. 이 슬러리상의 용액을, 두께 10 ㎛ 의 동박의 편면에 동박의 일부가 노출하도록 도포한 후, 용제를 건조 제거하고, 도포량을 86 g/㎡ 로 하였다. 나아가 부극 합제 부분의 밀도가 1.45 g/㎤ 가 되도록 롤 프레스로 압연하였다. 그 후, 도포부가 32 ㎜ × 52 ㎜ 이고, 또한 동박 노출부를 포함하도록 재단하고, 니켈제 리드편을 동박의 노출부에 용접하여 부극을 얻었다.Artificial graphite as a negative electrode active material, styrene butadiene rubber as a binder, and carboxymethyl cellulose aqueous solution were mixed at a solid mass ratio of 96.4:1.9:1.7, water was added as a dispersing solvent to a solid content of 50 mass%, and further mixed to form a slurry. The upper solution was prepared. This slurry-like solution was applied to one side of a 10-μm-thick copper foil so that a portion of the copper foil was exposed, and then the solvent was removed by drying, and the application amount was set to 86 g/m 2 . Furthermore, the negative electrode mixture portion was rolled with a roll press so that the density was 1.45 g/cm3. After that, the application area was cut to 32 mm

<비수 전해액의 조제><Preparation of non-aqueous electrolyte>

에틸렌카보네이트 : 에틸메틸카보네이트 = 1 : 2 (체적비) 의 혼합 용매에, 용질로서 LiPF6 을 농도 1.0 mol/L 가 되도록 용해시키고, 추가로 비닐렌카보네이트를 1.0 질량% 가 되도록 첨가하여, 비수 전해액을 조제하였다.LiPF 6 as a solute was dissolved in a mixed solvent of ethylene carbonate:ethylmethyl carbonate = 1:2 (volume ratio) at a concentration of 1.0 mol/L, and vinylene carbonate was further added at a concentration of 1.0 mass% to obtain a non-aqueous electrolyte solution. It was prepared.

<셀의 조립><Assembly of cells>

후술하는 실시예 및 비교예에서 얻어진 입자상 공중합체의 수분산체를 사용하고, 또한 후술하는 (도공막의 형성) 에 따라, 다공층을 구비하는 세퍼레이터를 얻었다.A separator provided with a porous layer was obtained using the aqueous dispersion of the particulate copolymer obtained in the Examples and Comparative Examples described later, and according to (formation of a coating film) described later.

세퍼레이터를 가로세로 60 ㎜ × 40 ㎜ 로 잘라냈다. 정극, 세퍼레이터, 부극의 순서로 중첩하여 적층체로 하였다. 이 때, 후술하는 (도공막의 형성) 에 따라 얻어진 도공막의 다공층측이 정극에 대향하도록 배치하였다.The separator was cut into 60 mm x 40 mm. The positive electrode, separator, and negative electrode were overlapped in that order to form a laminate. At this time, the porous layer side of the coating film obtained according to (formation of the coating film) described later was placed to face the positive electrode.

이 적층체를 80 ㎜ × 60 ㎜ 의 알루미늄 라미네이트 외장체 내에 삽입하였다.This laminate was inserted into an aluminum laminate exterior body of 80 mm x 60 mm.

다음으로 상기 비수 전해액을 외장체 내에 주입하고, 그 후 개구부를 봉지하여, 소형 전지를 제작하였다.Next, the non-aqueous electrolyte solution was injected into the exterior body, and the opening was then sealed to produce a small battery.

조립한 소형 전지를, 25 ℃ 에 있어서, 2 ㎃ (약 0.05 C) 의 정전류로 전지 전압 4.2 V 까지 충전하고, 나아가 4.2 V 를 유지하는 정전압 충전으로, 합계 약 21 시간, 전지 제작 후의 최초의 충전을 실시하고, 그 후 전류치 7 ㎃ 로 전지 전압 3.0 V 까지 방전하였다. 그 후, 12 ㎃ (약 0.3 C) 의 정전류로 전지 전압 4.2 V 까지 충전하고, 나아가 4.2 V 를 유지하는 정전압 충전으로, 합계 약 5 시간 충전을 실시하고, 그 후 전류치 12 ㎃ 로 전지 전압 3.0 V 까지 방전을 실시하는 것을 3 회 반복하였다.The assembled small battery is charged to a battery voltage of 4.2 V at a constant current of 2 mA (approximately 0.05 C) at 25°C, and further constant-voltage charging is maintained at 4.2 V, taking a total of approximately 21 hours, the first charge after manufacturing the battery. was performed, and then the battery was discharged to a voltage of 3.0 V at a current of 7 mA. After that, the battery is charged to a voltage of 4.2 V at a constant current of 12 mA (approximately 0.3 C), and further charged at a constant voltage maintaining 4.2 V for a total of approximately 5 hours. After that, the battery voltage is brought to 3.0 V at a current of 12 mA. Discharging was repeated three times until .

다음으로, 25 ℃ 에 있어서, 12 ㎃ (약 0.3 C) 의 정전류로 전지 전압 4.2 V 까지 충전하고, 나아가 4.2 V 를 유지하는 정전압 충전으로, 합계 5 시간 충전을 실시하고, 그 후 전류치 36 ㎃ (약 1.0 C) 로 전지 전압 3.0 V 까지 방전하고, 그 때의 방전 용량을 1 C 방전 용량 (mAh) 으로 하였다.Next, at 25°C, the battery was charged to a voltage of 4.2 V at a constant current of 12 mA (approximately 0.3 C), and further charged at a constant voltage maintaining 4.2 V for a total of 5 hours, after which the current value was 36 mA ( The battery was discharged at about 1.0 C) to a battery voltage of 3.0 V, and the discharge capacity at that time was set to 1 C discharge capacity (mAh).

다음으로, 25 ℃ 에 있어서, 12 ㎃ (약 0.3 C) 의 정전류로 전지 전압 4.2 V 까지 충전하고, 나아가 4.2 V 를 유지하는 정전압 충전으로, 합계 약 5 시간 충전을 실시하고, 그 후 전류치 72 ㎃ (약 2.0 C) 로 전지 전압 3.0 V 까지 방전하고, 그 때의 방전 용량을 2 C 방전 용량 (mAh) 으로 하였다.Next, at 25°C, the battery is charged to a voltage of 4.2 V with a constant current of 12 mA (approximately 0.3 C), and further charged at a constant voltage maintaining 4.2 V for a total of about 5 hours, after which the current value is 72 mA. (about 2.0 C) was discharged to a battery voltage of 3.0 V, and the discharge capacity at that time was set to 2 C discharge capacity (mAh).

1 C 방전 용량에 대한 2 C 방전 용량의 비율을 산출하고, 이 값을 레이트 특성으로 하여, 하기 기준에 의해 평가하였다.The ratio of 2 C discharge capacity to 1 C discharge capacity was calculated, this value was used as the rate characteristic, and evaluation was made according to the following criteria.

레이트 특성 (%) = (2 C 방전 용량/1 C 방전 용량) × 100Rate characteristics (%) = (2 C discharge capacity/1 C discharge capacity) × 100

〈레이트 특성의 평가 기준〉<Evaluation criteria for rate characteristics>

A : 레이트 특성 90 % 이상A: Rate characteristic 90% or more

B : 레이트 특성 80 % 이상 90 % 미만B: Rate characteristic 80% or more but less than 90%

C : 레이트 특성 80 % 미만C: Rate characteristic less than 80%

[사이클 특성][Cycle characteristics]

상기 서술한 바와 같이 레이트 특성을 평가한 소형 전지를, 60 ℃ 에 있어서, 전류치 6 ㎃ (약 1.0 C) 로 전지 전압 4.2 V 까지 충전하고, 4.2 V 에 도달한 후, 전류치를 조정하면서 전압을 4.2 V 로 계속 유지하여 합계 3 시간 충전을 실시하고, 그리고 전류치 6 ㎃ 로 전지 전압 3.0 V 까지 방전한다는 사이클을 100 회 반복하여, 1 사이클째와 100 사이클째의 방전 용량 (mAh) 을 측정하였다.A small battery whose rate characteristics were evaluated as described above was charged to a battery voltage of 4.2 V at a current value of 6 mA (approximately 1.0 C) at 60°C. After reaching 4.2 V, the voltage was adjusted to 4.2 V while adjusting the current value. V was maintained continuously for a total of 3 hours, and the cycle of discharging to a battery voltage of 3.0 V at a current value of 6 mA was repeated 100 times, and the discharge capacity (mAh) at the 1st cycle and the 100th cycle was measured.

1 회째의 방전 용량에 대한 100 사이클째의 방전 용량의 비율을 산출하고, 이 값을 사이클 특성으로 하여, 하기 기준에 의해 평가하였다.The ratio of the discharge capacity at the 100th cycle to the discharge capacity at the first time was calculated, this value was used as the cycle characteristic, and evaluation was made according to the following criteria.

사이클 특성 (%) = (100 회째의 방전 용량/1 회째의 방전 용량) × 100Cycle characteristics (%) = (100th discharge capacity/1st discharge capacity) × 100

〈사이클 특성의 평가 기준〉<Evaluation criteria for cycle characteristics>

A : 90 % 이상A: 90% or more

B : 80 % 이상 90 % 미만B: 80% or more but less than 90%

C : 80 % 미만C: less than 80%

[실시예 1][Example 1]

(입자상 공중합체의 제조)(Production of particulate copolymer)

교반기, 환류 냉각기, 적하조 및 온도계를 장착한 반응 용기에, 이온 교환수 65 질량부와, 계면 활성제로서,「아쿠아론 KH1025」 (등록상표, 다이이치 공업제약 주식회사 제조 25 % 수용액,「KH1025」라고도 기재한다.) 0.06 질량부와,「아데카리아소프 SR1025」 (등록상표, 주식회사 ADEKA 제조 25 % 수용액,「SR1025」라고도 기재한다.) 0.06 질량부를 투입하였다.In a reaction vessel equipped with a stirrer, reflux condenser, dropping tank, and thermometer, 65 parts by mass of ion-exchanged water, and as a surfactant, “Aquaron KH1025” (registered trademark, Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd., 25% aqueous solution, “KH1025”) 0.06 part by mass of "Adecaria Soph SR1025" (registered trademark, 25% aqueous solution manufactured by ADEKA Co., Ltd., also described as "SR1025") was added.

이어서, 반응 용기 내부의 온도를 75 ℃ 로 승온하고, 75 ℃ 의 온도를 유지한 채로, 과황산암모늄의 2 % 수용액 (「APS」라고도 기재한다.) 을 1.5 질량부 첨가하였다. 과황산암모늄 수용액을 첨가 종료한 5 분 후에, 하기 유화액을 적하조로부터 반응 용기에 150 분에 걸쳐 적하하였다.Next, the temperature inside the reaction vessel was raised to 75°C, and 1.5 parts by mass of a 2% aqueous solution of ammonium persulfate (also referred to as “APS”) was added while maintaining the temperature at 75°C. Five minutes after the addition of the ammonium persulfate aqueous solution was completed, the following emulsion liquid was added dropwise from the dropping tank to the reaction vessel over 150 minutes.

또한, 유화액은, 이하의 방법에 의해 제작하였다.In addition, the emulsion was produced by the following method.

(메트)아크릴산에스테르 단량체로서 ;As a (meth)acrylic acid ester monomer;

메틸메타크릴레이트 (「MMA」라고도 기재한다.) 6.4 질량부, Methyl methacrylate (also referred to as “MMA”) 6.4 parts by mass,

부틸아크릴레이트 (「BA」라고도 기재한다.) 42 질량부, 42 parts by mass of butylacrylate (also referred to as “BA”),

2-에틸헥실아크릴레이트 (「2 EHA」라고도 기재한다.) 34 질량부, 34 parts by mass of 2-ethylhexyl acrylate (also referred to as “2EHA”),

2-하이드록시에틸메타크릴레이트 (「HEMA」라고도 기재한다.) 60 질량부, 60 parts by mass of 2-hydroxyethyl methacrylate (also referred to as “HEMA”),

불포화 카르복실산체로서 ;As an unsaturated carboxylic acid;

메타크릴산 (「MAA」라고도 기재한다.) 1 질량부, 1 part by mass of methacrylic acid (also referred to as “MAA”),

아크릴산 (「AA」라고도 기재한다.) 1.5 질량부, 1.5 parts by mass of acrylic acid (also referred to as “AA”),

(메트)아크릴아미드 단량체로서 ;As (meth)acrylamide monomer;

아크릴아미드 (「AAm」이라고도 기재한다.) 0.1 질량부, Acrylamide (also referred to as “AAm”) 0.1 part by mass,

메타크릴아미드 (「MAAm」이라고도 기재한다.) 7 질량부 Methacrylamide (also referred to as “MAAm”) 7 parts by mass

에폭시기 함유 단량체로서 ;As an epoxy group-containing monomer;

글리시딜메타크릴레이트 (「GMA」라고도 기재한다.) 2 질량부, 2 parts by mass of glycidyl methacrylate (also referred to as “GMA”),

비닐기를 2 이상 함유하는 가교성 단량체로서 ;As a crosslinkable monomer containing two or more vinyl groups;

트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (ATMPT, 신나카무라화학공업 주식회사 제조 상품명,「A-TMPT」라고도 기재한다.) 2 질량부, Trimethylolpropane triacrylate (ATMPT, brand name manufactured by Shinnakamura Chemical Industry Co., Ltd., also referred to as “A-TMPT”) 2 parts by mass,

반응성 계면 활성제로서 ;As a reactive surfactant;

「아쿠아론 KH1025」 (등록상표, 다이이치 공업제약 주식회사 제조 25 % 수용액) 7.5 질량부, “Aquaron KH1025” (registered trademark, Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., Ltd., 25% aqueous solution) 7.5 parts by mass,

「아데카리아소프 SR1025」 (등록상표, 주식회사 ADEKA 제조 25 % 수용액) 7.5 질량부, “Adecaria Soph SR1025” (registered trademark, 25% aqueous solution manufactured by ADEKA Co., Ltd.) 7.5 parts by mass,

중합 개시제로서 ;As a polymerization initiator;

과황산암모늄의 2 % 수용액 0.25 질량부, 0.25 parts by mass of a 2% aqueous solution of ammonium persulfate,

및, 이온 교환수 83.2 질량부,and 83.2 parts by mass of ion-exchanged water,

의 혼합물을, 호모 믹서에 의해 5 분간 혼합시켜 제작하였다.The mixture was prepared by mixing for 5 minutes using a homomixer.

유화액의 적하 종료 후, 반응 용기 내부의 온도를 80 ℃ 로 승온하고, 120 분간 유지하고, 그 후 실온까지 냉각하여, 에멀션을 얻었다.After completion of the dropwise addition of the emulsion, the temperature inside the reaction vessel was raised to 80°C, maintained for 120 minutes, and then cooled to room temperature to obtain an emulsion.

얻어진 에멀션을, 수산화암모늄 수용액 (25 % 수용액. AW 라고도 표기한다.) 을 사용하여 pH 5.0 으로 조정하고, 고형분 농도 40 % 의 수분산체를 얻었다.The obtained emulsion was adjusted to pH 5.0 using an ammonium hydroxide aqueous solution (25% aqueous solution, also referred to as AW), and an aqueous dispersion with a solid content concentration of 40% was obtained.

얻어진 수분산체 내의 입자상 공중합체에 대해, 상기 방법에 의해, Tg, 평균 입자경, 저장 탄성률을 측정하고, 열수축성, 및 박리 강도를 평가하였다.For the particulate copolymer in the obtained aqueous dispersion, Tg, average particle diameter, and storage elastic modulus were measured by the above method, and heat shrinkage and peel strength were evaluated.

평가 결과를 표 1 ∼ 표 6 에 나타낸다.The evaluation results are shown in Tables 1 to 6.

(도공막의 형성)(Formation of coating film)

무기 필러인 수산화산화알루미늄 입자 (평균 입자경 1.0 ㎛) 100 질량부 (고형분 농도 50 %), 수지 바인더인 합성한 입자상 공중합체를 포함하는 수분산체 (고형분 농도 40 %) 3.0 질량부, 및 이온 해리성 무기 분산제인 폴리인산아민염 (분산제 고형분 농도 1 %) 0.5 질량부를 균일하게 분산시켜 다공층 형성용 분산액을 조제하였다.100 parts by mass of aluminum hydroxide particles (average particle diameter 1.0 μm) as an inorganic filler (solids concentration 50%), 3.0 parts by mass of an aqueous dispersion containing the synthesized particulate copolymer as a resin binder (solids concentration 40%), and ion dissociation properties. A dispersion liquid for forming a porous layer was prepared by uniformly dispersing 0.5 parts by mass of polyamine salt (dispersant solid concentration: 1%) as an inorganic dispersant.

조제한 다공층 형성용 분산액을, 사전에 코로나 처리한 폴리에틸렌 다공성 기재의 표면에 바 코터를 사용하여 도포하였다.The prepared dispersion for forming a porous layer was applied to the surface of a previously corona-treated polyethylene porous substrate using a bar coater.

그 후, 60 ℃ 에서 1 분 건조시켜 물을 제거하고, 이로써, 폴리에틸렌 다공성 기재 상에 두께 2 ㎛ 의 다공층이 형성된, 총 막두께 17 ㎛ 의 도공막을 얻었다.Thereafter, water was removed by drying at 60°C for 1 minute, thereby obtaining a coated film with a total film thickness of 17 µm, in which a 2 µm thick porous layer was formed on the polyethylene porous substrate.

평가 결과를 하기 표 1 ∼ 표 6 에 기재한다.The evaluation results are shown in Tables 1 to 6 below.

또한,「폴리인산」으로는 트리폴리인산을 사용하였다.Additionally, tripolyphosphoric acid was used as “polyphosphoric acid.”

[실시예 2 ∼ 21, 비교예 1 ∼ 10][Examples 2 to 21, Comparative Examples 1 to 10]

입자상 공중합체를 형성하기 위한 모노머, 및 계면 활성제를, 하기 표 1 ∼ 표 6 에 나타내는 배합으로 하였다. 그 밖의 조건 실시예 1 과 동일하게 하여 유화 중합을 실시하고, 입자상 공중합체의 수분산체를 얻었다.The monomers and surfactants for forming the particulate copolymer were mixed as shown in Tables 1 to 6 below. Other conditions: Emulsion polymerization was performed in the same manner as in Example 1, and an aqueous dispersion of the particulate copolymer was obtained.

또한, 표 1 ∼ 표 6 중,Additionally, in Tables 1 to 6,

TMPT 는, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트,TMPT is trimethylolpropane triacrylate,

EDMA 는, 에틸렌글리콜디아크릴레이트,EDMA is ethylene glycol diacrylate,

MA 는, 메틸아크릴레이트,MA is methyl acrylate,

EA 는, 에틸아크릴레이트,EA is ethyl acrylate,

CHMA 는, 시클로헥실메타크릴레이트,CHMA is cyclohexyl methacrylate,

NMAM 은, N-메틸올아크릴아미드,NMAM is N-methylolacrylamide,

DBS-Na 는, 도데실벤젠술폰산,DBS-Na is dodecylbenzenesulfonic acid,

APS 는, 과황산암모늄,APS is ammonium persulfate,

을 각각 가리킨다.refers to each.

또, 실시예 1 과 동일하게 하여, 상기 (도공막의 형성) 에 따라, 다공층을 제작하였다.In addition, in the same manner as in Example 1, a porous layer was produced according to the above (formation of the coating film).

얻어진 수분산체 중의 입자상 공중합체에 대해, 상기 방법에 의해, Tg, 평균 입자경, 저장 탄성률을 측정하고, 밀착성, 내열 수축성, 용액 안정성, 슬러리 배합 작업성, 세퍼레이터의 함수율, 레이트 특성, 사이클 특성을 평가하였다.For the particulate copolymer in the obtained aqueous dispersion, Tg, average particle diameter, and storage elastic modulus were measured by the above method, and adhesion, heat shrinkage resistance, solution stability, slurry mixing workability, water content of the separator, rate characteristics, and cycle characteristics were evaluated. did.

평가 결과를 표 1 ∼ 표 6 에 나타낸다.The evaluation results are shown in Tables 1 to 6.

Figure pat00001
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Figure pat00002
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Figure pat00003
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Figure pat00004
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Figure pat00005
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Figure pat00006
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본 발명의 비수계 이차 전지용 바인더는, 이차 전지용 세퍼레이터의 재료로서 산업상 이용가능성이 있다.The binder for non-aqueous secondary batteries of the present invention has industrial applicability as a material for separators for secondary batteries.

Claims (13)

수성 매체와, 입자상 공중합체를 포함하는, 비수계 이차 전지용 바인더로서,
상기 입자상 공중합체가, 비닐 단량체 단위를 포함하고,
상기 비닐 단량체 단위가, 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 와 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 를 포함하고,
상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 아크릴아미드 단량체 단위 (B1) 의 함유량 W1 (질량부) 과, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 (질량부) 가, 하기 식 (1) 을 만족하고,
상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 가 2 질량부 이상인,
비수계 이차 전지용 바인더.
0 < W1/W2 < 1··· (1)
A binder for a non-aqueous secondary battery comprising an aqueous medium and a particulate copolymer,
The particulate copolymer contains a vinyl monomer unit,
The vinyl monomer unit includes an acrylamide monomer unit (B1) and a methacrylamide monomer unit (B2),
The content W1 (parts by mass) of the acrylamide monomer unit (B1) and the content W2 (parts by mass) of the methacrylamide monomer unit (B2) relative to 100 parts by mass of the total mass of the vinyl monomer units are expressed by the following formula: (1) is satisfied,
The content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) is 2 parts by mass or more,
Binder for non-aqueous secondary batteries.
0 < W1/W2 < 1··· (1)
제 1 항에 있어서,
상기 입자상 공중합체는, 유리 전이 온도가 10 ℃ 이하인, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
The particulate copolymer is a binder for a non-aqueous secondary battery having a glass transition temperature of 10°C or lower.
제 1 항에 있어서,
상기 입자상 공중합체가, 비닐 단량체 단위와, 비닐기와 공중합 가능한 관능기를 갖는 반응성 계면 활성제에서 유래하는 단량체 단위를 포함하는, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
A binder for a non-aqueous secondary battery, wherein the particulate copolymer contains a vinyl monomer unit and a monomer unit derived from a reactive surfactant having a functional group copolymerizable with a vinyl group.
제 1 항에 있어서,
상기 비닐 단량체 단위가, 비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체 단위를 포함하고,
상기 비닐기를 2 이상 포함하는 가교성 단량체 단위의 함유량이, 상기 입자상 공중합체 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상 5 질량부 이하인, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
The vinyl monomer unit includes a crosslinkable monomer unit containing two or more vinyl groups,
A binder for a non-aqueous secondary battery, wherein the content of the crosslinkable monomer unit containing two or more vinyl groups is 0.1 part by mass or more and 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the particulate copolymer.
제 1 항에 있어서,
상기 비닐 단량체 단위의 총질량 100 질량부에 대한, 상기 메타크릴아미드 단량체 단위 (B2) 의 함유량 W2 가,
2 질량부 이상 20 질량부 미만인, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
The content W2 of the methacrylamide monomer unit (B2) relative to 100 parts by mass of the total mass of the vinyl monomer unit is,
A binder for a non-aqueous secondary battery comprising 2 parts by mass or more and less than 20 parts by mass.
제 1 항에 있어서,
상기 입자상 공중합체는, 체적 평균 입자경 Dv 와 수평균 입자경 Dn 의 비 Dv/Dn 가,
1 이상 1.5 이하인, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
The particulate copolymer has a ratio Dv/Dn of the volume average particle diameter Dv and the number average particle diameter Dn,
A binder for non-aqueous secondary batteries that is 1 or more and 1.5 or less.
제 1 항에 있어서,
상기 입자상 공중합체는,
30 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 7 × 107 Pa 이상 5 × 108 Pa 이하이며,
130 ℃ 에 있어서의 저장 탄성률이 2 × 106 Pa 이상인, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
The particulate copolymer is,
The storage elastic modulus at 30°C is 7 × 10 7 Pa or more and 5 × 10 8 Pa or less,
A binder for non-aqueous secondary batteries having a storage modulus of 2×10 6 Pa or more at 130°C.
제 1 항에 있어서,
상기 비닐 단량체 단위가, 에폭시기 함유 비닐 단량체 단위를 추가로 포함하는, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
A binder for a non-aqueous secondary battery, wherein the vinyl monomer unit further includes an epoxy group-containing vinyl monomer unit.
제 1 항에 있어서,
상기 비수계 이차 전지용 바인더가, 비수계 이차 전지 중의 다공층용 바인더인, 비수계 이차 전지용 바인더.
According to claim 1,
A binder for a non-aqueous secondary battery, wherein the binder for a non-aqueous secondary battery is a binder for a porous layer in a non-aqueous secondary battery.
물과,
무기 필러와,
제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 기재된 비수계 이차 전지용 바인더를 포함하는, 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리.
water,
Inorganic filler,
A slurry for a lithium ion secondary battery porous layer, comprising the binder for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 9.
제 10 항에 기재된 리튬 이온 이차 전지 다공층용 슬러리를 포함하는, 리튬 이온 이차 전지 다공층.A lithium ion secondary battery porous layer comprising the slurry for a lithium ion secondary battery porous layer according to claim 10. 제 11 항에 기재된 리튬 이온 이차 전지 다공층을 포함하는, 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터.A separator for lithium ion secondary batteries, comprising the lithium ion secondary battery porous layer according to claim 11. 제 12 항에 기재된 리튬 이온 이차 전지용 세퍼레이터를 포함하는, 리튬 이온 이차 전지.A lithium ion secondary battery comprising the separator for a lithium ion secondary battery according to claim 12.
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