KR20240014467A - Non-aqueous secondary battery electrode binder and non-aqueous secondary battery electrode - Google Patents

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KR20240014467A
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가즈나리 후카세
유마 다나카
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Abstract

집전체 상에 형성된 전극 활물질층의 유연성을 향상시키면서, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율을 크게 향상시킬 수 있는 비수계 이차 전지 전극 결합제, 그 조성물 및 비수계 이차 전지 전극을 제공한다. 본 발명의 비수계 이차 전지 전극 결합제는, 공중합체 (P)를 포함한다. 공중합체 (P)는, 탄소 원자 사이의 결합을 포함하는 주쇄와, 상기 주쇄와 결합되어 있는, 아미드 결합을 갖는 치환기와, 카르복시기의 염을 갖는 치환기와, 이하의 일반식 (1)로 표현되는 치환기 (c)를 갖는다. 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 상기 아미드 결합의 양은 0.050 내지 5.0mmol/g이고, 상기 치환기 (b1)의 양은 5.0 내지 12.0mmol/g이고, 상기 치환기 (c)의 양은 0.15×10-2 내지 8.0×10-2mmol/g이다.
Provided is a non-aqueous secondary battery electrode binder, a composition thereof, and a non-aqueous secondary battery electrode that can significantly improve the discharge capacity maintenance rate after charge and discharge cycles while improving the flexibility of the electrode active material layer formed on the current collector. The non-aqueous secondary battery electrode binder of the present invention contains a copolymer (P). The copolymer (P) is represented by the following general formula (1), a main chain containing bonds between carbon atoms, a substituent group having an amide bond bonded to the main chain, and a substituent group having a salt of a carboxyl group. It has a substituent (c). The amount of the amide bond contained per 1 g of copolymer (P) is 0.050 to 5.0 mmol/g, the amount of the substituent (b1) is 5.0 to 12.0 mmol/g, and the amount of the substituent (c) is 0.15×10 -2 to 8.0×10 -2 mmol/g.

Description

비수계 이차 전지 전극 결합제 및 비수계 이차 전지 전극Non-aqueous secondary battery electrode binder and non-aqueous secondary battery electrode

본 발명은, 비수계 이차 전지 전극용 결합제, 그 조성물, 비수계 이차 전지 전극 및 비수계 이차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a binder for non-aqueous secondary battery electrodes, a composition thereof, a non-aqueous secondary battery electrode, and a non-aqueous secondary battery.

본원은, 2021년 5월 28일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2021-090167호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.This application claims priority based on Patent Application No. 2021-090167 filed in Japan on May 28, 2021, and uses the content here.

비수계 전해질을 사용하는 이차 전지(비수계 이차 전지)는 고전압화, 소형화, 경량화의 면에 있어서 수계 전해질을 사용하는 이차 전지보다도 우수하다. 그 때문에, 비수계 이차 전지는, 노트형 퍼스컴, 휴대 전화, 전동 공구, 전자·통신 기기의 전원으로서 널리 사용되고 있다. 또한, 최근에는 환경 차량 적용의 관점에서 전기 자동차나 하이브리드 자동차용으로도 비수계 전지가 사용되고 있지만, 고출력화, 고용량화, 장수명화 등이 강하게 요구되고 있다. 비수계 이차 전지로서 리튬 이온 이차 전지를 대표예로서 들 수 있다.Secondary batteries using non-aqueous electrolytes (non-aqueous secondary batteries) are superior to secondary batteries using aqueous electrolytes in terms of higher voltage, smaller size, and lighter weight. Therefore, non-aqueous secondary batteries are widely used as power sources for notebook-type personal computers, mobile phones, power tools, and electronic and communication devices. In addition, recently, non-aqueous batteries have been used for electric vehicles and hybrid vehicles from the viewpoint of environmental vehicle application, but there is a strong demand for higher output, higher capacity, and longer lifespan. A representative example of a non-aqueous secondary battery is a lithium ion secondary battery.

비수계 이차 전지는, 금속 산화물 등을 활물질로 한 정극과, 흑연 등의 탄소 재료를 활물질로 한 부극과, 카르보네이트류 또는 난연성의 이온 액체를 중심으로 한 비수계 전해액 용제를 구비한다. 비수계 이차 전지는, 이온이 정극과 부극 사이를 이동함으로써 전지의 충방전이 행해지는 이차 전지이다. 상세하게는, 정극은, 금속 산화물과 결합제를 포함하는 슬러리를 알루미늄박 등의 정극 집전체 표면에 도포하고, 건조시킨 후에, 적당한 크기로 절단함으로써 얻어진다. 부극은, 탄소 재료와 결합제를 포함하는 슬러리를 구리박 등의 부극 집전체 표면에 도포하고, 건조시킨 후에, 적당한 크기로 절단함으로써 얻어진다. 결합제는, 정극 및 부극에 있어서 활물질끼리 및 활물질과 집전체를 결착시켜, 집전체로부터의 활물질의 박리를 방지시키는 역할이 있다.A non-aqueous secondary battery includes a positive electrode made of a metal oxide or the like as an active material, a negative electrode made of a carbon material such as graphite, and a non-aqueous electrolyte solution centered on carbonates or a flame-retardant ionic liquid. A non-aqueous secondary battery is a secondary battery in which the battery is charged and discharged by moving ions between a positive electrode and a negative electrode. In detail, the positive electrode is obtained by applying a slurry containing a metal oxide and a binder to the surface of a positive electrode current collector such as aluminum foil, drying it, and then cutting it into appropriate sizes. The negative electrode is obtained by applying a slurry containing a carbon material and a binder to the surface of a negative electrode current collector such as copper foil, drying it, and then cutting it into appropriate sizes. The binder has the role of binding the active materials to each other and the active material and the current collector in the positive electrode and the negative electrode, and preventing peeling of the active material from the current collector.

결합제로서는, 유기 용제계의 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)을 용제로 한 폴리불화비닐리덴(PVDF)계 결합제가 잘 알려져 있다. 그러나, 이 결합제는 활물질끼리 및 활물질과 집전체의 결착성이 낮아, 실제로 사용하기 위해서는 다량의 결합제를 필요로 한다. 그 때문에, 비수계 이차 전지의 용량이 저하되는 결점이 있다. 또한, 결합제에 고가의 유기 용제인 NMP를 사용하고 있기 때문에, 제조 비용을 억제하는 것이 곤란했다.As a binder, a polyvinylidene fluoride (PVDF)-based binder using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), an organic solvent, as a solvent is well known. However, this binder has a low binding property between active materials and between the active material and the current collector, so a large amount of binder is required for actual use. Therefore, there is a drawback that the capacity of the non-aqueous secondary battery decreases. Additionally, since NMP, an expensive organic solvent, was used as the binder, it was difficult to suppress manufacturing costs.

이들 문제를 해결하는 방법으로서, 수분산계 결합제의 개발이 진행되고 있다. 수분산계 결합제로서, 예를 들어 카르복시메틸셀룰로오스(CMC)를 증점제로 하여, (메트)아크릴산에스테르계 또는 스티렌-부타디엔 고무(SBR)계의 수분산체를 병용하는 것이 알려져 있다.As a way to solve these problems, the development of water-dispersible binders is in progress. As an aqueous dispersion-based binder, for example, it is known to use carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener and a (meth)acrylic acid ester-based or styrene-butadiene rubber (SBR)-based aqueous dispersion.

특허문헌 1에서는, (메트)아크릴산에스테르 화합물 및 다관능 티올 화합물을 포함하는 리튬 이온 전지 이차 전지 전극용 결합제 조성물이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에서는, 아크릴산과 4관능성 (메트)아크릴레이트 단량체와 아크릴아미드를 포함하는 리튬 이온 이차 전지 실리콘계 부극용 결합제 조성물이 개시되어 있다.Patent Document 1 discloses a binder composition for lithium ion battery secondary battery electrodes containing a (meth)acrylic acid ester compound and a polyfunctional thiol compound. Additionally, Patent Document 2 discloses a binder composition for a lithium ion secondary battery silicon-based negative electrode containing acrylic acid, a tetrafunctional (meth)acrylate monomer, and acrylamide.

특허문헌 3에서는, 아크릴산나트륨-N-비닐아세트아미드 공중합체(공중합비:아크릴산나트륨/N-비닐아세트아미드=10/90 질량비)를 포함하는 비수계 전지 전극용 결합제가 개시되어 있다.Patent Document 3 discloses a binder for non-aqueous battery electrodes containing a sodium acrylate-N-vinylacetamide copolymer (copolymerization ratio: sodium acrylate/N-vinylacetamide = 10/90 mass ratio).

일본 특허 공개 제2014-116265호 공보Japanese Patent Publication No. 2014-116265 일본 특허 공개 제2016-181422호 공보Japanese Patent Publication No. 2016-181422 국제 공개 제2017/150200호International Publication No. 2017/150200

그러나, 특허문헌 1에 기재된 다관능 티올을 사용한 결합제는, 증점제인 카르복시메틸셀룰로오스를 병용할 필요가 있어, 슬러리 제작 공정이 복잡하다. 또한 이 결합제에 있어서도 활물질끼리 및 활물질과 집전체의 결착성이 충분하지 않아, 소량의 결합제로 전극을 생산한 경우에, 집전체를 절단하는 공정에서 활물질의 일부가 박리되는 문제가 있었다.However, the binder using the polyfunctional thiol described in Patent Document 1 requires the combined use of carboxymethylcellulose as a thickener, making the slurry production process complicated. In addition, this binder did not have sufficient binding properties between the active materials and the active material and the current collector, so when an electrode was produced with a small amount of the binder, there was a problem in that part of the active material peeled off during the process of cutting the current collector.

특허문헌 2에 개시되어 있는 4관능 아크릴레이트를 사용한 결합제에서는, 후술하는 비교예 5에 개시된 바와 같이, 전극의 유연성을 확보할 수 없어, 전극을 권회했을 때 크랙이 발생한다는 과제가 있었다.In the binder using the tetrafunctional acrylate disclosed in Patent Document 2, as disclosed in Comparative Example 5 described later, the flexibility of the electrode could not be secured, and there was a problem in that cracks occurred when the electrode was wound.

특허문헌 3에 개시되어 있는 비수계 전지 전극용 결합제에서는, 후술하는 비교예 3에 개시된 바와 같이, 전극의 유연성이 낮고, 또한 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율이 낮다는 과제가 있었다.The binder for non-aqueous battery electrodes disclosed in Patent Document 3 had the problem of low electrode flexibility and low discharge capacity retention after charge/discharge cycles, as disclosed in Comparative Example 3 described later.

따라서, 본 발명은, 집전체 상에 형성된 전극 활물질층의 유연성을 향상시키면서, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율을 크게 향상시킬 수 있는 비수계 이차 전지 전극 결합제 및 비수계 이차 전지 전극 결합제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention provides a non-aqueous secondary battery electrode binder and a non-aqueous secondary battery electrode binder composition that can significantly improve the discharge capacity maintenance rate after charge and discharge cycles while improving the flexibility of the electrode active material layer formed on the current collector. The purpose is to

또한, 본 발명은, 유연성이 높고, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율이 높은 비수계 이차 전지 전극을 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present invention aims to provide a non-aqueous secondary battery electrode that is highly flexible and has a high discharge capacity retention rate after charge and discharge cycles.

또한, 본 발명은, 유연성이 높고, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율이 높은 전극을 구비한 비수계 이차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Additionally, the present invention aims to provide a non-aqueous secondary battery equipped with an electrode that is highly flexible and has a high discharge capacity retention rate after charge and discharge cycles.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 〔1〕내지 〔14〕와 같다.In order to solve the above problems, the present invention is as follows [1] to [14].

〔1〕 공중합체 (P)를 포함하는 비수계 이차 전지 전극 결합제이며,[1] A non-aqueous secondary battery electrode binder containing a copolymer (P),

상기 공중합체 (P)는,The copolymer (P) is,

탄소 원자 사이의 결합만을 포함하는 주쇄와,a main chain containing only bonds between carbon atoms,

아미드 결합을 갖는 치환기와,A substituent having an amide bond,

카르복시기의 염을 갖는 치환기와,A substituent having a salt of a carboxyl group,

이하의 일반식 (1)로 표현되는 치환기 (c)Substituent (c) represented by the general formula (1) below:

를 갖고,With

상기 아미드 결합을 갖는 치환기, 상기 카르복시기의 염을 갖는 치환기 및 상기 치환기 (c)는, 각각, 상기 주쇄에 결합되어 있고,The substituent having the amide bond, the substituent having the salt of the carboxyl group, and the substituent (c) are each bonded to the main chain,

상기 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 아미드 결합의 양은 0.050mmol/g 이상 5.0mmol/g 이하이고,The amount of amide bond contained per 1g of the copolymer (P) is 0.050 mmol/g or more and 5.0 mmol/g or less,

상기 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 카르복시기의 염의 양은 5.0mmol/g 이상 12.0mmol/g 이하이고,The amount of salt of the carboxyl group contained per 1g of the copolymer (P) is 5.0 mmol/g or more and 12.0 mmol/g or less,

상기 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 상기 치환기 (c)의 양은 0.15×10-2mmol/g 이상 8.0×10-2mmol/g 이하인The amount of the substituent (c) contained per 1g of the copolymer (P) is 0.15 × 10 -2 mmol/g or more and 8.0 × 10 -2 mmol/g or less.

것을 특징으로 하는 비수계 이차 전지 전극 결합제.A non-aqueous secondary battery electrode binder, characterized in that.

(일반식 (1)에 있어서, R31은 탄화수소기이고, m 및 n은 각각, R31에 직접 결합되어 있는 대응하는 치환기의 수를 나타내고, m은 0 이상의 정수, n은 1 이상의 정수, m+n≥2이다.)(In General Formula (1), R 31 is a hydrocarbon group, m and n each represent the number of the corresponding substituent directly bonded to R 31 , m is an integer of 0 or more, n is an integer of 1 or more, m +n≥2.)

〔2〕 상기 일반식 (1)이 있어서, R31은 탄소 원자 및 수소 원자를 포함하는 〔1〕에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[2] The non-aqueous secondary battery electrode binder according to [1], wherein the general formula (1) is, and R 31 contains a carbon atom and a hydrogen atom.

〔3〕 상기 일반식 (1)에 있어서, R31은 복수의 탄소 원자를 갖고, 탄소 원자 사이의 결합은 모두 단결합인 〔1〕또는 〔2〕에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[3] In the general formula (1), R 31 has a plurality of carbon atoms, and all bonds between carbon atoms are single bonds. The non-aqueous secondary battery electrode binder according to [1] or [2].

〔4〕 상기 치환기 (c)의 식량을 Mc라고 하면, Mc/(m+n)≤400인 〔1〕내지 〔3〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[4] If the formula of the substituent (c) is Mc, the non-aqueous secondary battery electrode binder according to any of [1] to [3] where Mc/(m+n)≤400.

〔5〕 상기 치환기 (c)는, 다관능 티올 화합물 (C) 유래의 구조이고, 상기 다관능 티올 화합물 (C)는 1분자 중에 머캅토기를 2개 이상 갖는 〔1〕내지 〔4〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[5] The substituent (c) is a structure derived from the polyfunctional thiol compound (C), and the polyfunctional thiol compound (C) is any of [1] to [4] having two or more mercapto groups in one molecule. The non-aqueous secondary battery electrode binder described in

〔6〕 상기 공중합체 (P)는, 또한 이하의 일반식 (2)로 표현되는 구조 단위 (d)를 0.50질량% 이상 20.0질량% 이하 포함하는 〔1〕내지 〔5〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[6] The copolymer (P) further contains 0.50% by mass or more and 20.0% by mass or less of the structural unit (d) represented by the following general formula (2). The ratio described in any of [1] to [5] Aqueous secondary battery electrode binder.

(일반식 (2)에 있어서, R41, R42, R44는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기이다. R43은 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬기이고, R42보다도 탄소 원자의 수가 많다. j 및 k는 각각, 대응하는 괄호 내의 구조가 직렬적으로 결합되어 있는 수를 의미한다. j는 1 이상의 정수, k는 0 이상의 정수이고, j+k≥20이다.)(In General Formula (2), R 41 , R 42 , and R 44 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 43 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and has more carbon atoms than R 42 The number of is large. j and k each mean the number of the structures in the corresponding parentheses being combined in series. j is an integer greater than 1, k is an integer greater than 0, and j+k≥20.)

〔7〕 상기 공중합체 (P)는, 또한 이하의 일반식 (3)으로 표현되는 구조 단위 (e)를, 상기 공중합체 (P) 1g당에, 0.030mmol/g 이상 1.75mmol/g 이하 포함하는 〔1〕내지 〔6〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[7] The copolymer (P) further contains structural unit (e) represented by the following general formula (3) in an amount of 0.030 mmol/g or more and 1.75 mmol/g or less per 1 g of the copolymer (P). The non-aqueous secondary battery electrode binder according to any of [1] to [6].

(일반식 (3)에 있어서, R51은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R52는 방향환을 갖는 치환기이다.)(In General Formula (3), R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 52 is a substituent having an aromatic ring.)

〔8〕 상기 공중합체 (P)에 있어서, 상기 아미드 결합의 적어도 일부가 이하의 일반식 (4)로 표현되는 구조 단위 (a)로서 포함되는 〔1〕내지 〔7〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[8] In the copolymer (P), the non-aqueous polymer according to any of [1] to [7], in which at least a part of the amide bond is contained as a structural unit (a) represented by the following general formula (4) Secondary battery electrode binder.

(일반식 (4)에 있어서, R11, R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타낸다.)(In General Formula (4), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)

〔9〕 상기 공중합체 (P)에 있어서, 상기 카르복시기의 염의 적어도 일부는 이하의 일반식 (5)로 표현되는 구조 단위 (b)로서 포함되는 〔1〕내지 〔8〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[9] In the copolymer (P), at least a part of the salt of the carboxyl group is a non-aqueous polymer according to any of [1] to [8], wherein at least a part of the salt of the carboxyl group is contained as a structural unit (b) represented by the following general formula (5) Secondary battery electrode binder.

(일반식 (5)에 있어서, R2는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, X는 양이온이다.)(In General Formula (5), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X is a cation.)

〔10〕 상기 공중합체 (P)의 중량 평균 분자량이 70만 이상 750만 이하인 것을 특징으로 하는 〔1〕내지 〔9〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제.[10] The non-aqueous secondary battery electrode binder according to any one of [1] to [9], wherein the weight average molecular weight of the copolymer (P) is 700,000 or more and 7.5 million or less.

〔11〕 〔1〕내지 〔10〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제와 수성 매체를 포함하는 비수계 이차 전지 전극 결합제 조성물.[11] A non-aqueous secondary battery electrode binder composition comprising the non-aqueous secondary battery electrode binder according to any one of [1] to [10] and an aqueous medium.

〔12〕 집전체와, 해당 집전체 표면에 형성된 전극 활물질층을 구비하고,[12] Equipped with a current collector and an electrode active material layer formed on the surface of the current collector,

해당 전극 활물질층은 〔1〕내지 〔10〕의 어느 것에 기재된 비수계 이차 전지 전극용 결합제와 전극 활물질을 포함하는 비수계 이차 전지 전극.The electrode active material layer is a non-aqueous secondary battery electrode containing the binder for a non-aqueous secondary battery electrode and an electrode active material according to any of [1] to [10].

〔13〕 정극과 부극과 전해액을 포함하고,[13] Contains a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte,

상기 정극과 상기 부극 중 적어도 한쪽은, 〔12〕에 기재된 비수계 이차 전지 전극인 것을 특징으로 하는 비수계 이차 전지.A non-aqueous secondary battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the non-aqueous secondary battery electrode described in [12].

〔14〕 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체 (M)을, 1분자 중에 2개 이상의 머캅토기를 갖는 다관능 티올 화합물 (C)의 존재 하에서 라디칼 중합하는 중합 공정을 포함하는, 비수계 이차 전지 전극 결합제를 제조하는 방법이며,[14] A non-aqueous secondary battery electrode binder comprising a polymerization step of radically polymerizing a monomer (M) having an ethylenically unsaturated bond in the presence of a polyfunctional thiol compound (C) having two or more mercapto groups in one molecule. This is a method of manufacturing,

상기 단량체 (M)은, 아미드 결합을 갖는 단량체 (A)와, 카르복시기의 염을 갖는 단량체 (B)를 포함하고,The monomer (M) includes a monomer (A) having an amide bond and a monomer (B) having a salt of a carboxyl group,

상기 단량체 (M), 상기 다관능 티올 화합물 (C), 중합 개시제 및 연쇄 이동제를 사용하는 경우는 연쇄 이동제도 합하여 중합 성분이라고 하면,When using the monomer (M), the polyfunctional thiol compound (C), a polymerization initiator, and a chain transfer agent, if the chain transfer agent is also considered a polymerization component,

상기 중합 성분 1g당에 포함되는 상기 단량체 (A)의 양은 0.050mmol/g 이상 5.0mmol/g 이하이고,The amount of the monomer (A) contained per 1g of the polymerization component is 0.050 mmol/g or more and 5.0 mmol/g or less,

상기 중합 성분 1g당에 포함되는 상기 단량체 (B)의 양은 5.0mmol/g 이상 12.0mmol/g 이하이고,The amount of the monomer (B) contained per 1g of the polymerization component is 5.0 mmol/g or more and 12.0 mmol/g or less,

상기 중합 성분 1g당에 포함되는 상기 다관능 티올 화합물 (C)의 양은 0.15×10-2mmol/g 이상 8.0×10-2mmol/g 이하인The amount of the polyfunctional thiol compound (C) contained per 1 g of the polymerization component is 0.15 × 10 -2 mmol/g or more and 8.0 × 10 -2 mmol/g or less.

것을 특징으로 하는 비수계 이차 전지 전극 결합제의 제조 방법.A method for producing a non-aqueous secondary battery electrode binder, characterized in that.

본 발명에 따르면, 집전체 상에 형성된 전극 활물질층의 유연성을 향상시키면서, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율을 크게 향상시킬 수 있는 비수계 이차 전지 전극 결합제 및 그 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery electrode binder and a composition thereof that can significantly improve the discharge capacity maintenance rate after charge and discharge cycles while improving the flexibility of the electrode active material layer formed on the current collector.

또한, 본 발명에 따르면, 유연성이 높고, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율이 높은 비수계 이차 전지 전극을 제공할 수 있다.Additionally, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery electrode with high flexibility and a high discharge capacity retention rate after charge and discharge cycles.

또한, 본 발명에 따르면, 유연성이 높고, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율이 높은 전극을 구비한 비수계 이차 전지를 제공할 수 있다.Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a non-aqueous secondary battery equipped with an electrode that is highly flexible and has a high discharge capacity retention rate after charge and discharge cycles.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 본 실시 형태에 있어서, 전지는, 충방전에 있어서 정극과 부극 사이에서 이온의 이동을 수반하는 이차 전지이다. 정극은 정극 활물질을 구비하고, 부극은 부극 활물질을 구비한다. 이들 전극 활물질은 이온을 삽입 및 탈리(Intercaration 및 Deintercalation) 가능한 재료이다. 이러한 구성의 이차 전지로서의 바람직한 예로서, 리튬 이온 이차 전지를 들 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. In this embodiment, the battery is a secondary battery that involves the movement of ions between the positive electrode and the negative electrode during charging and discharging. The positive electrode has a positive electrode active material, and the negative electrode has a negative electrode active material. These electrode active materials are materials capable of intercalation and deintercalation of ions. A preferred example of a secondary battery with this structure is a lithium ion secondary battery.

「(메트)아크릴산」이란, 메타크릴산 및 아크릴산의 한쪽 또는 양쪽을 말한다. 「(메트)아크릴산 단량체」란, 메타크릴산 단량체 및 아크릴산 단량체의 한쪽 또는 양쪽을 말한다. 「(메트)아크릴레이트」란, 메타크릴레이트 및 아크릴레이트의 한쪽 또는 양쪽을 말한다.“(meth)acrylic acid” refers to one or both of methacrylic acid and acrylic acid. “(Meth)acrylic acid monomer” refers to one or both of methacrylic acid monomer and acrylic acid monomer. “(meth)acrylate” refers to one or both of methacrylate and acrylate.

「중량 평균 분자량」은, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 산출되는 풀루란 환산값이다.“Weight average molecular weight” is a pullulan conversion value calculated using gel permeation chromatography (GPC).

「탄화수소기」는, 탄소 원자 및 수소 원자만을 포함하는 구조를 의미한다. 단, 일부의 수소 원자가 치환되어 있는 등의 특별한 설명이 있는 경우는, 이에 한정되지는 않는다.“Hydrocarbon group” means a structure containing only carbon atoms and hydrogen atoms. However, if there is a special explanation such as some hydrogen atoms being substituted, it is not limited to this.

이하의 설명에는, 구조 단위를 나타내는 식에 있어서, 결합을 나타내는 선의 끝에 원자가 없는 경우, 그 부분은 중합체를 형성하는 다른 구조 단위 또는 말단 구조에 결합되어 있는 것을 의미한다.In the following description, in the formula representing the structural unit, if there is no atom at the end of the line representing the bond, it means that that portion is bonded to another structural unit or terminal structure forming a polymer.

관능기의 염이란, 관능기의 일부가 해리된 이온과, 수소 이온 및 수산화물 이온 이외의 반대 이온이 결합된 형태를 의미하고, 예를 들어 카르복시기의 염이란, COO-와, 수소 이온 이외의 양이온이 결합된 형태를 의미한다.A salt of a functional group means a form in which an ion from which a part of the functional group is dissociated is combined with a counter ion other than a hydrogen ion and a hydroxide ion. For example, a salt of a carboxyl group means a combination of COO- and a cation other than a hydrogen ion. It means the form.

<1. 비수계 이차 전지 전극 결합제><1. Non-aqueous secondary battery electrode binder>

본 실시 형태에 관한 비수계 이차 전지 전극 결합제(또는, 비수계 이차 전지 전극 결합제. 이하, 「전극 결합제」라고 하는 경우가 있음)는, 이하에 설명하는 공중합체 (P)를 포함한다. 전극 결합제는, 그밖의 성분을 포함해도 되고, 예를 들어 공중합체 (P) 이외의 중합체, 계면 활성제 등을 포함해도 된다.The non-aqueous secondary battery electrode binder (or non-aqueous secondary battery electrode binder; hereinafter sometimes referred to as “electrode binder”) according to the present embodiment contains the copolymer (P) described below. The electrode binder may contain other components, for example, polymers other than the copolymer (P), surfactants, etc.

여기서 전극 결합제는, 후술하는 전지의 제조 공정에 있어서의 가열을 수반하는 공정에 있어서 휘발되지 않고 남은 성분을 포함한다. 구체적으로는 전극 결합제를 구성하는 성분은, 전극 결합제를 포함하는 혼합물을 직경 5㎝의 알루미늄 접시에 1g 칭량하고, 대기압, 건조기 내에서 공기를 순환시키면서 110℃에서 5시간 건조시킨 후에 남은 성분이다.Here, the electrode binder includes components that remain without volatilizing in a process involving heating in the battery manufacturing process described later. Specifically, the ingredients constituting the electrode binder are the ingredients remaining after weighing 1 g of the mixture containing the electrode binder on an aluminum dish with a diameter of 5 cm and drying it for 5 hours at 110°C while circulating air in a dryer at atmospheric pressure.

전극 결합제 중의 공중합체 (P)의 함유율은, 80질량% 이상인 것이 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 98질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 공중합체 (P)에 의한 본 발명의 목적으로 하는 효과에 대한 기여를 크게 하기 위해서이다.The content of the copolymer (P) in the electrode binder is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, and still more preferably 98% by mass or more. This is to increase the contribution of the copolymer (P) to the effect aimed at in the present invention.

〔1-1. 공중합체 (P)〕〔1-1. Copolymer (P)]

공중합체 (P)는, 탄소 원자 사이의 결합만을 포함하는 주쇄와, 아미드 결합을 갖는 치환기와, 카르복시기의 염을 갖는 치환기와, 하기 일반식 (1)로 표현되는 치환기 (c)를 갖는다. 상기 주쇄는 탄소 원자 사이의 단결합만을 포함하는 것이 바람직하다.The copolymer (P) has a main chain containing only bonds between carbon atoms, a substituent having an amide bond, a substituent having a salt of a carboxyl group, and a substituent (c) represented by the following general formula (1). It is preferable that the main chain contains only single bonds between carbon atoms.

아미드 결합을 갖는 치환기, 카르복시기의 염을 갖는 치환기 및 치환기 (c)는, 각각, 상기 주쇄에 결합되어 있다. 아미드 결합을 갖는 치환기 및 카르복시기의 염을 갖는 치환기는, 상기 주쇄로부터 분지되어 있는 것이 바람직하다. 치환기 (c)는, 상기 주쇄의 말단에 결합되어 있는 것이 바람직하다. 또한, 1개의 치환기 (c)에 대하여, 복수의 주쇄가 결합되어 있어도 된다. 즉, 1개의 분자 중에 치환기 (c)를 통해, 탄소 원자 사이의 결합을 포함하는 주쇄가 복수 결합된 구조를 가져도 된다.The substituent having an amide bond, the substituent having a salt of a carboxyl group, and the substituent (c) are each bonded to the main chain. It is preferable that the substituent having an amide bond and the substituent having a salt of a carboxyl group are branched from the main chain. The substituent (c) is preferably bonded to the terminal of the main chain. Additionally, multiple main chains may be bonded to one substituent (c). That is, one molecule may have a structure in which multiple main chains including bonds between carbon atoms are bonded through the substituent (c).

공중합체 (P)는, 후술하는 일반식 (2)로 표현되는 구조 단위 (d) 및 후술하는 일반식 (3)으로 표현되는 구조 단위 (e) 중 적어도 어느 것을 더 갖는 것이 바람직하고, 양쪽을 갖는 것이 보다 바람직하다. 공중합체 (P)는, 분자의 말단 구조 등, 상기 구조 이외의 구조를 갖고 있어도 된다.The copolymer (P) preferably further has at least one of a structural unit (d) represented by the general formula (2) described later and a structural unit (e) represented by the general formula (3) described later, and both It is more desirable to have it. The copolymer (P) may have a structure other than the above structure, such as a molecular terminal structure.

공중합체 (P)의 중량 평균 분자량은, 70만 이상인 것이 바람직하고, 100만 이상인 것이 보다 바람직하고, 150만 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 공중합체 (P)의 중량 평균 분자량은, 750만 이하인 것이 바람직하고, 500만 이하인 것이 보다 바람직하고, 400만 이하인 것이 더욱 바람직하다.The weight average molecular weight of the copolymer (P) is preferably 700,000 or more, more preferably 1 million or more, and even more preferably 1.5 million or more. Moreover, the weight average molecular weight of the copolymer (P) is preferably 7.5 million or less, more preferably 5 million or less, and still more preferably 4 million or less.

[1-1-1. 아미드 결합] [1-1-1. amide bond]

공중합체 (P) 1g당에 포함되는 아미드 결합의 양은, 0.050mmol/g 이상이고, 0.085mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 0.40mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 후술하는 전극 슬러리 제작 시의 전극 활물질, 도전 보조제 등의 분산성이 우수하여, 도공성이 양호한 전극 슬러리를 제작할 수 있기 때문이다. 또한, 공중합체 (P)에 의해, 부극 활물질층의 내전해액성이 향상되기 때문이다.The amount of amide bonds contained per 1 g of copolymer (P) is 0.050 mmol/g or more, preferably 0.085 mmol/g or more, and more preferably 0.40 mmol/g or more. This is because the dispersibility of electrode active materials, conductive additives, etc. when producing the electrode slurry described later is excellent, and an electrode slurry with good coatability can be produced. Additionally, this is because the electrolyte resistance of the negative electrode active material layer is improved by the copolymer (P).

공중합체 (P) 1g당에 포함되는 아미드 결합의 양은, 5.0mmol/g 이하이고, 3.0mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 1.7mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.90mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 공중합체 (P)에 다른 구조를 함유시키기 위해서이다. 또한, 후술하는 전극의 크랙의 발생이 억제되어, 전극의 생산성이 향상되기 때문이다.The amount of amide bond contained per 1g of copolymer (P) is 5.0 mmol/g or less, preferably 3.0 mmol/g or less, more preferably 1.7 mmol/g or less, and still more preferably 0.90 mmol/g or less. . This is to make the copolymer (P) contain a different structure. In addition, this is because the occurrence of cracks in the electrode, which will be described later, is suppressed and the productivity of the electrode is improved.

또한, 아미드 결합은, 후술하는 구조 단위 (e) 등, 다른 관능기를 갖는 구조 단위에 모두 포함되어 있어도 된다.Additionally, the amide bond may be included in all structural units having other functional groups, such as structural unit (e) described later.

공중합체 (P)에 있어서, 아미드 결합은 적어도 일부가 이하의 일반식 (4)로 표현되는 구조 단위 (a)로서 포함되는 것이 바람직하다. 구조 단위 (a)의 질량에 대한 아미드 결합의 양이 많아, 공중합체 (P)에 효율적으로 아미드 결합을 포함시킬 수 있기 때문이다. 공중합체 (P) 중의 아미드 결합 중, 구조 단위 (a)에 포함되는 비율은, 95mol% 이상인 것이 바람직하고, 98mol% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99mol% 이상인 것이 더욱 바람직하다.In the copolymer (P), it is preferable that at least part of the amide bond is included as a structural unit (a) represented by the following general formula (4). This is because the amount of amide bonds relative to the mass of the structural unit (a) is large, and amide bonds can be efficiently incorporated into the copolymer (P). The proportion contained in the structural unit (a) among the amide bonds in the copolymer (P) is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and even more preferably 99 mol% or more.

일반식 (4)에 있어서, R11, R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타낸다.In General Formula (4), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.

일반식 (4)에 있어서, R11, R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 3 이하의 알킬기인 것이 보다 바람직하고, R11, R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기인 것이 더욱 바람직하다.In general formula (4), it is more preferable that R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and more preferably R 11 and R 12 are each independently a hydrogen atom or a methyl group. do.

R11, R12의 조합으로서 특히 바람직한 구체예는, R11:H 또한 R12:H, 또는 R11:H 또한 R12:CH3이다. 질량에 대한 아미드 결합의 양이 많아, 공중합체 (P)에 더 많은 아미드 결합을 포함시킬 수 있기 때문이다.A particularly preferred combination of R 11 and R 12 is R 11 :H and R 12 :H, or R 11 :H and R 12 :CH 3 . This is because the amount of amide bonds relative to mass is large, so more amide bonds can be included in the copolymer (P).

[1-1-2. 카르복시기의 염][1-1-2. salt of carboxyl group]

카르복시기의 염은, -COO-와 1가의 양이온의 염인 것이 바람직하다. 1가의 양이온은, 알칼리 금속 이온 또는 암모늄 이온인 것이 보다 바람직하고, 알칼리 금속 이온인 것이 더욱 바람직하고, 리튬 이온 또는 나트륨 이온인 것이 특히 바람직하다.The salt of the carboxyl group is preferably a salt of -COO- and a monovalent cation. The monovalent cation is more preferably an alkali metal ion or ammonium ion, more preferably an alkali metal ion, and particularly preferably a lithium ion or sodium ion.

공중합체 (P) 1g당에 포함되는 카르복시기의 염의 양은, 5.0mmol/g 이상이고, 6.0mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 7.0mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 공중합체 (P)에 의해, 집전체에 대한 박리 강도가 높은 전극 활물질층을 얻을 수 있기 때문이다.The amount of salt of the carboxyl group contained per 1 g of copolymer (P) is 5.0 mmol/g or more, preferably 6.0 mmol/g or more, and more preferably 7.0 mmol/g or more. This is because an electrode active material layer with high peeling strength from the current collector can be obtained by using the copolymer (P).

공중합체 (P) 1g당에 포함되는 카르복시기의 염의 양은, 12.0mmol/g 이하이고, 9.9mmol/g 이하인 것이 바람직하다. 후술하는 전극 슬러리 제작 시의 전극 활물질, 도전 보조제 등의 고형분의 분산성이 더 향상되기 때문이다.The amount of salt of the carboxyl group contained per 1 g of copolymer (P) is 12.0 mmol/g or less, and is preferably 9.9 mmol/g or less. This is because the dispersibility of solid content such as electrode active materials and conductive additives during production of the electrode slurry described later is further improved.

또한, 카르복시기의 염의 양은, 수소 이온 이외의 양이온과 결합되어 있는 -COO-의 양이다. 예를 들어, 2가의 양이온 1개에, 2개의 COO-가 결합되어 있는 경우, 카르복시기의 염은 2개이다.In addition, the amount of salt of the carboxyl group is the amount of -COO- bonded to cations other than hydrogen ions. For example, when two COO- are bonded to one divalent cation, there are two salts of the carboxyl group.

또한, 카르복시기의 염은, 후술하는 구조 단위 (e) 등, 다른 관능기를 갖는 구조 단위에 모두 포함되어 있어도 된다.In addition, the salt of the carboxyl group may be contained in all structural units having other functional groups, such as structural unit (e) described later.

공중합체 (P)에 있어서, 카르복시기의 염의 적어도 일부는 이하의 일반식 (5)로 표현되는 구조 단위 (b)로서 포함되는 것이 바람직하다. 질량에 대한 카르복시기의 염의 양이 많아, 공중합체 (P)에 효율적으로 카르복시기의 염을 포함시킬 수 있기 때문이다. 공중합체 (P) 중의 카르복시기의 염 중, 구조 단위 (b)에 포함되는 비율은 95mol% 이상인 것이 바람직하고, 98mol% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99mol% 이상인 것이 더욱 바람직하다.In the copolymer (P), it is preferable that at least part of the salt of the carboxyl group is contained as a structural unit (b) represented by the following general formula (5). This is because the amount of salt of the carboxyl group relative to the mass is large, and the salt of the carboxyl group can be efficiently included in the copolymer (P). Among the salts of the carboxyl group in the copolymer (P), the proportion contained in the structural unit (b) is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and even more preferably 99 mol% or more.

일반식 (5)에 있어서, R2는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, X는 양이온이다.In General Formula (5), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X is a cation.

일반식 (5) 중, X는 1가의 양이온인 것이 보다 바람직하고, 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온, 암모늄 이온 중 적어도 1종인 것이 더욱 바람직하다. 그 중에서도, 리튬 이온, 나트륨 이온 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 특히 바람직하다.In General Formula (5), X is more preferably a monovalent cation, and more preferably at least one of lithium ion, sodium ion, potassium ion, and ammonium ion. Among these, it is particularly preferable to contain at least one of lithium ions and sodium ions.

구조 단위 (b)로서, 상기 일반식 (5)에 있어서, X가 다른 2종류 이상의 구조가 공중합체 (P)에 포함되어 있어도 된다. 예를 들어, 구조 단위 (b)는 리튬과의 염 및 나트륨과의 염의 2종류의 구조를 포함해도 된다.As the structural unit (b), in the above general formula (5), two or more types of structures with different Xs may be contained in the copolymer (P). For example, the structural unit (b) may include two types of structures: a salt with lithium and a salt with sodium.

[1-1-3. 치환기 (c)][1-1-3. substituent (c)]

치환기 (c)는, 이하의 일반식 (1)로 표현된다.The substituent (c) is expressed by the following general formula (1).

일반식 (1)에 있어서, R31은 탄화수소기이고, m 및 n은 각각, R31에 직접 결합되어 있는 대응하는 치환기의 수(m 및 n 각각에 대응하는 괄호 내의 구조의 분지의 수)를 나타내고, m은 0 이상의 정수, n은 1 이상의 정수, m+n≥2이고, R32는 수소 원자 또는 메틸기이다.In General Formula (1), R 31 is a hydrocarbon group, and m and n each represent the number of corresponding substituents directly bonded to R 31 (the number of branches of the structure in parentheses corresponding to each of m and n). m is an integer of 0 or more, n is an integer of 1 or more, m+n≥2, and R 32 is a hydrogen atom or a methyl group.

치환기 (c)는, 상기 주쇄끼리를 연결하여, 분자쇄를 연장하는 역할을 갖고, n≥3이라면, 공중합체 (P)에 있어서, 가교 구조를 형성시킬 수 있다.The substituent (c) has the role of linking the main chains to extend the molecular chain, and if n≥3, a crosslinked structure can be formed in the copolymer (P).

일반식 (1)에 있어서, m+n≥3인 것이 바람직하고, m+n≥4인 것이 보다 바람직하다. 공중합체 (P)를 포함하는 전극 활물질층의, 집전체에 대한 박리 강도 및 인성이 향상되기 때문이고, 이것은, 치환기 (c)의 적어도 일부가 공중합체 (P)에 있어서의 가교 구조를 형성하고 있다고 생각되기 때문이다.In General Formula (1), it is preferable that m+n≥3, and it is more preferable that m+n≥4. This is because the peeling strength and toughness of the electrode active material layer containing the copolymer (P) against the current collector are improved, and this is because at least part of the substituent (c) forms a crosslinked structure in the copolymer (P) Because I think there is.

또한, 특별히 한정되지는 않지만, m+n≤6인 것이 바람직하고, m+n≤5인 것이 보다 바람직하다. m+n≤4인 것이 더욱 바람직하고, m+n=4인 것이 특히 바람직하다. 공중합체 (P)를 포함하는 전극 활물질층의 유연성이 향상되기 때문이다.Moreover, although it is not specifically limited, it is preferable that m+n≤6, and it is more preferable that m+n≤5. It is more preferable that m+n≤4, and it is especially preferable that m+n=4. This is because the flexibility of the electrode active material layer containing the copolymer (P) is improved.

일반식 (1)에 있어서, R31은, 탄소 원자 및 수소 원자를 포함하는 것이 바람직하다. R31은 복수의 탄소 원자를 갖고, 탄소 원자 사이의 결합은 모두 단결합인 것이 보다 바람직하다.In General Formula (1), R 31 preferably contains a carbon atom and a hydrogen atom. It is more preferable that R 31 has a plurality of carbon atoms, and all bonds between carbon atoms are single bonds.

일반식 (1)에 있어서, R31은, 직쇄의 탄화수소기여도 되고, 분지 구조를 갖는 탄화수소기여도 된다. R31에 포함되는 탄소 원자의 수는 10개 이하인 것이 바람직하고, 8개 이하인 것이 보다 바람직하고, 6개 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, R31은, 직접 상기 주쇄와 결합되어 있지 않은 것이 바람직하다. R31에 있어서, 탄소 원자 사이의 결합은 모두 단결합인 것이 바람직하다. 치환기 (c)의 굴곡성을 향상시켜, 전극 결합제의 유연성을 향상시키기 위해서이다.In General Formula (1), R 31 may be a straight-chain hydrocarbon group or a hydrocarbon group with a branched structure. The number of carbon atoms contained in R 31 is preferably 10 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less. Additionally, it is preferable that R 31 is not directly bonded to the main chain. In R 31 , it is preferable that all bonds between carbon atoms are single bonds. This is to improve the flexibility of the electrode binder by improving the flexibility of the substituent (c).

일반식 (1)에 있어서, R32는 메틸기인 것이 바람직하다. 공중합체 (P)를 포함하는 전극 활물질층의 박리 강도가 향상되기 때문이다.In General Formula (1), R 32 is preferably a methyl group. This is because the peeling strength of the electrode active material layer containing the copolymer (P) is improved.

치환기 (c)의 식량을 Mc라고 하면, Mc/(m+n)≤400인 것이 바람직하고, Mc/(m+n)≤300인 것이 보다 바람직하고, Mc/(m+n)≤200인 것이 더욱 바람직하다. 치환기 (c)에 의한 분자쇄 연장의 효과 및/또는 공중합체 (P)의 가교 밀도가 향상되고, 집전체에 대한 전극 활물질층의 박리 강도 및 전극 활물질층의 인성이 향상되기 때문이다.If the formula of substituent (c) is Mc, it is preferable that Mc/(m+n)≤400, more preferably Mc/(m+n)≤300, and Mc/(m+n)≤200. It is more desirable. This is because the effect of molecular chain extension and/or the crosslinking density of the copolymer (P) is improved by the substituent (c), and the peeling strength of the electrode active material layer from the current collector and the toughness of the electrode active material layer are improved.

치환기 (c)는, 다관능 티올 화합물 (C) 유래의 구조 단위이고, 상기 다관능 티올 화합물 (C)는, 1분자 중에 머캅토기를 2개 이상 갖는 것이 바람직하다. 여기서 다관능 티올 화합물 (C)는, 1분자 중에 머캅토기를 3개 이상 갖는 것이 보다 바람직하고, 4개 이상 갖는 것이 더욱 바람직하다. 다관능 티올 화합물 (C)의 상세에 대해서는, 공중합체 (P)의 제조 방법으로 후술한다.The substituent (c) is a structural unit derived from the polyfunctional thiol compound (C), and the polyfunctional thiol compound (C) preferably has two or more mercapto groups in one molecule. Here, the polyfunctional thiol compound (C) more preferably has 3 or more mercapto groups per molecule, and even more preferably has 4 or more mercapto groups. Details of the polyfunctional thiol compound (C) are described later in the manufacturing method of the copolymer (P).

공중합체 (P) 1g당에 포함되는 치환기 (c)의 양은, 0.15×10-2mmol/g 이상이고, 0.30×10-2mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 0.65×10-2mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 후술하는 전극에 있어서, 전극의 합재층 강도가 향상되어, 충방전 사이클 후의 방전 용량 유지율이 향상되기 때문이다.The amount of substituent (c) contained per 1 g of copolymer (P) is 0.15 × 10 -2 mmol/g or more, preferably 0.30 × 10 -2 mmol/g or more, and 0.65 × 10 -2 mmol/g or more. It is more preferable. This is because, in the electrode described later, the strength of the composite layer of the electrode is improved, and the discharge capacity maintenance rate after charge and discharge cycles is improved.

공중합체 (P) 1g당에 포함되는 치환기 (c)의 양은, 8.0×10-2mmol/g 이하이고, 5.5×10-2mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 4.0×10-2mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.4×10-2mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 후술하는 전극에 있어서, 전극의 유연성을 향상시키기 때문이다. 또한, 후술하는 비수계 이차 전지에 있어서, 사이클 특성(방전 용량 유지율)을 향상시키기 때문이다.The amount of substituent (c) contained per 1g of copolymer (P) is 8.0×10 -2 mmol/g or less, preferably 5.5×10 -2 mmol/g or less, and 4.0×10 -2 mmol/g or less. It is more preferable, and it is even more preferable that it is 1.4×10 -2 mmol/g or less. This is because, in the electrode described later, the flexibility of the electrode is improved. In addition, in the non-aqueous secondary battery described later, this is because the cycle characteristics (discharge capacity maintenance rate) are improved.

[1-1-4. 구조 단위 (d)][1-1-4. structural unit (d)]

구조 단위 (d)는, 이하의 일반식 (2)로 표현되는 구조이다.The structural unit (d) is a structure expressed by the following general formula (2).

일반식 (2)에 있어서, R41, R42, R44는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기이다. R43은, 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬기이고, R42보다도 탄소 원자의 수가 많다. 이 식에 있어서, j 및 k는 각각, 대응하는 괄호 내의 구조가 직렬적으로 결합되어 있는 수를 의미한다. j는 1 이상의 정수, k는 0 이상의 정수이고, j+k≥20이다.In General Formula (2), R 41 , R 42 , and R 44 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 43 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and has more carbon atoms than R 42 . In this formula, j and k each mean the number of the structures within the corresponding parentheses being combined in series. j is an integer greater than 1, k is an integer greater than 0, and j+k≥20.

일반식 (2)에 있어서, R41, R42, R44는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 3 이하의 알킬기인 것이 바람직하고, R41, R42, R44는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기인 것이 보다 바람직하다. R44는 메틸기인 것이 더욱 바람직하다.In general formula (2), R 41 , R 42 , and R 44 are each independently preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and R 41 , R 42 , and R 44 are each independently a hydrogen atom or It is more preferable that it is a methyl group. R 44 is more preferably a methyl group.

일반식 (2)에 있어서, j는 1 이상의 정수, k는 0 이상의 정수이고, j+k≥20이다. 공중합체 (P)를 전극 활물질을 위한 결합제로서 전극을 제작한 경우, 전극의 가요성이 향상되어, 크랙의 발생이 억제되기 때문이다. 이 관점에서, j+k≥30인 것이 바람직하고, j+k≥40인 것이 보다 바람직하다. 또한, j+k≤500인 것이 바람직하고, j+k≤200인 것이 보다 바람직하고, j+k≤150인 것이 더욱 바람직하다. 전극 결합제의 결착력이 보다 높아지기 때문이다.In General Formula (2), j is an integer of 1 or more, k is an integer of 0 or more, and j+k≥20. This is because when an electrode is manufactured using copolymer (P) as a binder for the electrode active material, the flexibility of the electrode is improved and the occurrence of cracks is suppressed. From this viewpoint, it is preferable that j+k≥30, and it is more preferable that j+k≥40. Additionally, it is preferable that j+k≤500, more preferably j+k≤200, and even more preferably j+k≤150. This is because the binding force of the electrode binder becomes higher.

또한, 일반식 (2)에서는, R42를 포함하는 구조 단위 j개 및 R43을 포함하는 구조 단위 k개가 포함된다는 것을 한정하고 있지만, 이들 구조 단위의 배열에 대하여 한정은 하고 있지 않다. 즉, k≥1의 경우, 일반식 (2)의 폴리옥시알킬렌쇄에서는, 각각의 구조 단위가 모두 또는 일부가 연속된 블록 구조를 갖고 있어도 되고, 2개의 구조 단위가 교호로 배열된 구조 등의 주기적인 규칙성을 갖고 배열된 구조여도 되고, 2개의 구조 단위가 랜덤하게 배열된 구조여도 된다. 일반식 (2)의 폴리옥시알킬렌쇄의 바람직한 형태로서는, 주기적인 규칙성을 갖고 배열된 구조, 또는 랜덤하게 배열된 구조이다. 일반식 (2)를 형성하는 분자쇄 내에서의 각 구조 단위의 분포의 치우침을 억제하기 위해서이다. 일반식 (2)의 공중합체의 보다 바람직한 형태로서는, 랜덤하게 배열된 구조이다. 특수한 촉매를 사용하지 않고 라디칼 중합 개시제에 의해 중합 가능하여, 제조 비용을 저감시킬 수 있기 때문이다.Furthermore, in General Formula (2), it is limited that j structural units containing R 42 and k structural units containing R 43 are included, but there is no limitation on the arrangement of these structural units. That is, in the case of k ≥ 1, in the polyoxyalkylene chain of general formula (2), all or part of each structural unit may have a continuous block structure, or a structure in which two structural units are arranged alternately, etc. It may be a structure arranged with periodic regularity, or it may be a structure in which two structural units are randomly arranged. A preferable form of the polyoxyalkylene chain of general formula (2) is a structure arranged with periodic regularity, or a structure arranged randomly. This is to suppress bias in the distribution of each structural unit within the molecular chain forming the general formula (2). A more preferable form of the copolymer of General Formula (2) is a randomly arranged structure. This is because polymerization is possible using a radical polymerization initiator without using a special catalyst, thereby reducing manufacturing costs.

일반식 (2)에 있어서, R41, R42, R43, R44, j, k의 조합으로서 바람직한 예로서는, 이하의 표 1의 예를 들 수 있다.In General Formula (2), examples of preferred combinations of R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , j, and k include those shown in Table 1 below.

Figure pct00010
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공중합체 (P)에 있어서의, 구조 단위 (d)의 함유율은, 0.50질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.5질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 후술하는 전극의, 크랙 발생을 억제하기 위해서이다.The content of structural unit (d) in the copolymer (P) is preferably 0.50 mass% or more, more preferably 0.70 mass% or more, and even more preferably 3.5 mass% or more. This is to suppress the occurrence of cracks in the electrodes described later.

공중합체 (P)에 있어서의, 구조 단위 (d)의 함유율은, 20.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 14.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 전극 활물질층의 박리 강도를 향상시키기 위해서이다. 또한, 후술하는 비수계 이차 전지에 있어서, 사이클 특성(방전 용량 유지율)을 향상시키기 위해서이다.The content of the structural unit (d) in the copolymer (P) is preferably 20.0% by mass or less, more preferably 14.0% by mass or less, and even more preferably 7.0% by mass or less. This is to improve the peeling strength of the electrode active material layer. Additionally, in the non-aqueous secondary battery described later, the purpose is to improve cycle characteristics (discharge capacity maintenance rate).

[1-1-5. 구조 단위 (e)][1-1-5. structural unit (e)]

구조 단위 (e)는, 이하의 일반식 (3)으로 표현되는 구조이다.The structural unit (e) is a structure expressed by the following general formula (3).

일반식 (3)에 있어서, R51은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R52는 방향환을 갖는 치환기이다. R52에 포함되는 방향환은 1개인 것이 바람직하다. R52는, 아미드 결합 및 카르복시기의 염 모두 갖지 않는 것이 바람직하다. R52는 벤젠환을 갖는 것이 바람직하고, 탄소 원자와 수소 원자를 포함하는 것이 보다 바람직하다.In General Formula (3), R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 52 is a substituent having an aromatic ring. It is preferable that there is only one aromatic ring contained in R 52 . R 52 preferably has neither an amide bond nor a salt of a carboxyl group. R 52 preferably has a benzene ring, and more preferably contains a carbon atom and a hydrogen atom.

구조 단위 (e)는, 이하의 일반식 (6)으로 표현되는 것이 바람직하다.The structural unit (e) is preferably expressed by the following general formula (6).

일반식 (6)에 있어서, R51은 수소 원자 또는 메틸기이다. R53은 -CH2- 또는 -(CH2CH2O)h- 또는 -CH2CH(OH)CH2O-이다. 여기서 h는 1 이상 5 이하의 정수이다. R54는 방향환을 갖는 치환기이다. R53은 -CH2- 또는 -CH2CH2O-인 것이 보다 바람직하고, -CH2-인 것이 더욱 바람직하다. R54에 포함되는 방향환은 1개인 것이 바람직하다. R54는, 벤젠환을 갖는 것이 바람직하고, 탄소 원자 및 수소 원자를 포함하는 것이 보다 바람직하다. R54는, 아미드 결합 및 카르복시기의 염 모두 갖지 않는 것이 바람직하다. R54는 페닐기인 것이 특히 바람직하다.In General Formula (6), R 51 is a hydrogen atom or a methyl group. R 53 is -CH 2 - or -(CH 2 CH 2 O) h - or -CH 2 CH(OH)CH 2 O-. Here, h is an integer between 1 and 5. R 54 is a substituent having an aromatic ring. R 53 is more preferably -CH 2 - or -CH 2 CH 2 O-, and even more preferably -CH 2 -. It is preferable that there is one aromatic ring contained in R 54 . R 54 preferably has a benzene ring, and more preferably contains a carbon atom and a hydrogen atom. R 54 preferably has neither an amide bond nor a salt of a carboxyl group. It is particularly preferable that R 54 is a phenyl group.

공중합체 (P) 1g당에 포함되는, 구조 단위 (e)의 양은, 0.030mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 0.045mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.30mmol/g 이상인 것이 더욱 바람직하다. 후술하는 전극의 크랙의 발생이 억제되어, 전극의 생산성이 향상되기 때문이다.The amount of structural unit (e) contained per 1 g of copolymer (P) is preferably 0.030 mmol/g or more, more preferably 0.045 mmol/g or more, and even more preferably 0.30 mmol/g or more. This is because the occurrence of cracks in the electrode, which will be described later, is suppressed and the productivity of the electrode is improved.

공중합체 (P) 1g당에 포함되는, 구조 단위 (e)의 양은, 1.75mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 1.50mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.90mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 후술하는 전극에 있어서, 전극 활물질층의 박리 강도를 향상시키기 위해서, 및 전극 활물질층의 팽창을 억제하기 위해서이다. 또한, 후술하는 비수계 이차 전지에 있어서, 사이클 특성(방전 용량 유지율)을 향상시키기 위해서이다.The amount of structural unit (e) contained per 1 g of copolymer (P) is preferably 1.75 mmol/g or less, more preferably 1.50 mmol/g or less, and even more preferably 0.90 mmol/g or less. In the electrode described later, this is to improve the peeling strength of the electrode active material layer and to suppress expansion of the electrode active material layer. Additionally, in the non-aqueous secondary battery described later, the purpose is to improve cycle characteristics (discharge capacity maintenance rate).

[1-1-6. 그밖의 구조][1-1-6. Other structures]

공중합체 (P)에 포함되는, 그밖의 구조로서는, 분자쇄 말단의 구조, 상기 주쇄로부터 분지된 상기 구조 이외의 구조를 들 수 있다.Other structures included in the copolymer (P) include structures at the terminals of the molecular chain and structures other than the above structures branched from the main chain.

분자쇄 말단의 구조로서는, 예를 들어 중합 개시제 유래의 구조, 연쇄 이동제 유래의 구조 등을 들 수 있다. 또한, 치환기 (c)는, 예를 들어 일반식 (1)에 있어서 n=1이라도 분자쇄 말단의 구조로 하지는 않는다. 공중합체 (P) 중의 말단 구조의 함유율은, 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 2.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 공중합체 (P)에 있어서의 상기 구조에 의한 효과를 더 크게 하기 위해서이다. 또한, 1개의 연쇄 이동제 유래의 구조에 있어서의, 공중합체 (P)의 분자쇄로의 결합 개소는 1군데뿐이다.Examples of the structure of the molecular chain terminal include a structure derived from a polymerization initiator, a structure derived from a chain transfer agent, etc. In addition, the substituent (c) does not have a structure at the terminal of the molecular chain even if n = 1 in General Formula (1), for example. The content of the terminal structure in the copolymer (P) is preferably 10% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or less, and still more preferably 1.0% by mass or less. This is to further increase the effect of the above structure in the copolymer (P). Additionally, in the structure derived from one chain transfer agent, there is only one bonding site to the molecular chain of the copolymer (P).

공중합체 (P)에 포함되는 상기 구조 이외의 구조로서는, 카르복시기를 들 수 있다. 공중합체 (P)가 카르복시기를 갖는 경우, 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 카르복시기의 양은 0.030mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 1.5mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 카르복시기의 양은 5.0mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 3.0mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하다.Structures other than the above structures contained in the copolymer (P) include a carboxyl group. When the copolymer (P) has a carboxyl group, the amount of the carboxyl group contained per 1 g of the copolymer (P) is preferably 0.030 mmol/g or more, and more preferably 1.5 mmol/g or more. The amount of carboxyl groups contained per 1g of copolymer (P) is preferably 5.0 mmol/g or less, and more preferably 3.0 mmol/g or less.

공중합체 (P)에는, 탄소 원자 사이의 결합을 포함하는 주쇄, 치환기 (c), 에스테르 결합, 아미드 결합, 카르복시기의 염, 구조 단위 (d), 구조 단위 (e) 및 카르복시기의 어느 것에도 해당하지 않는 구조를 포함해도 된다. 그 함유율은 0.50mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 0.30mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.10mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 공중합체 (P)에 포함되는, 관능기 및 구조에 의한 효과를 더 강하게 발휘시키기 위해서이다.Copolymer (P) includes any of the main chain containing bonds between carbon atoms, substituent (c), ester bond, amide bond, salt of carboxyl group, structural unit (d), structural unit (e), and carboxyl group. You may include structures that are not used. The content rate is preferably 0.50 mmol/g or less, more preferably 0.30 mmol/g or less, and even more preferably 0.10 mmol/g or less. This is to more strongly exhibit the effects of the functional groups and structures contained in the copolymer (P).

[1-1-7. 공중합체 (P)의 적합한 구성의 예][1-1-7. Examples of suitable configurations of copolymer (P)]

공중합체 (P)의 적합한 구성의 일례는, 일반식 (4)로 표현되는 구조 단위 (a), 일반식 (5)로 표현되는 구조 단위 (b) 및 일반식 (1)로 표현되는 치환기 (c)를 갖는 공중합체를 들 수 있다. 이 공중합체에 있어서, 분자쇄 말단에 개시제 유래의 구조 및 연쇄 이동제 유래의 구조 등을 갖고 있어도 된다. 각 구조 단위의 함유량은, 공중합체 (P)에 도입하는 관능기 및 구조의 양에 따라 결정한다. 공중합체 (P)에 포함되는 관능기 및 구조의 양은, 상기한 바와 같다. 이 일례에 있어서의 공중합체 (P) 중의, 구조 단위 (a), 구조 단위 (b) 및 치환기 (c)의 합계 함유율은, 97.0질량% 이상인 것이 바람직하고, 98.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99.0질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.An example of a suitable configuration of the copolymer (P) is the structural unit (a) represented by the general formula (4), the structural unit (b) represented by the general formula (5), and the substituent represented by the general formula (1) ( A copolymer having c) can be mentioned. In this copolymer, the molecular chain terminal may have a structure derived from an initiator, a structure derived from a chain transfer agent, etc. The content of each structural unit is determined depending on the amount of functional group and structure introduced into the copolymer (P). The amounts of functional groups and structures contained in the copolymer (P) are as described above. In this example, the total content of the structural unit (a), structural unit (b), and substituent (c) in the copolymer (P) is preferably 97.0% by mass or more, and more preferably 98.0% by mass or more, It is more preferable that it is 99.0 mass% or more.

공중합체 (P)의 적합한 구성의 다른 일례는, 구조 단위 (a), 구조 단위 (b) 및 치환기 (c)에 더하여, 상기 구조 단위 (d) 및 구조 단위 (e) 중 한쪽 또는 양쪽을 갖는 공중합체를 들 수 있다. 이 공중합체에 있어서, 분자쇄 말단에 개시제 유래의 구조 및 연쇄 이동제 유래의 구조 등을 갖고 있어도 된다. 각 구조 단위의 함유량은, 공중합체 (P)에 도입하는 관능기 및 구조의 양에 따라 결정한다. 공중합체 (P)에 포함되는 관능기 및 구조의 양은, 상기한 바와 같다. 이 일례에 있어서의 공중합체 (P) 중의, 구조 단위 (a), 구조 단위 (b), 치환기 (c), 구조 단위 (d) 및 구조 단위 (e)의 합계 함유율은, 97.0질량% 이상인 것이 바람직하고, 98.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 99.0질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.Another example of a suitable configuration of the copolymer (P) is that, in addition to the structural unit (a), the structural unit (b) and the substituent (c), it has one or both of the structural units (d) and (e) above. A copolymer may be mentioned. In this copolymer, the molecular chain terminal may have a structure derived from an initiator, a structure derived from a chain transfer agent, etc. The content of each structural unit is determined depending on the amount of functional groups and structures introduced into the copolymer (P). The amounts of functional groups and structures contained in the copolymer (P) are as described above. In this example, the total content of the structural unit (a), structural unit (b), substituent (c), structural unit (d), and structural unit (e) in the copolymer (P) is 97.0% by mass or more. It is preferable, it is more preferable that it is 98.0 mass % or more, and it is still more preferable that it is 99.0 mass % or more.

〔1-2. 공중합체 (P)의 제조 방법〕〔1-2. [Method for producing copolymer (P)]

공중합체 (P)의 제조 방법은, 특별히 한정되지는 않지만, 1분자 중에 2개 이상의 머캅토기를 갖는 다관능 티올 화합물 (C)의 존재 하에서, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체 (M)을, 라디칼 중합하는 것이 바람직하다. 중합은 수성 매체 중에서 행하는 것이 바람직하다. 중합의 수순으로서는, 예를 들어 중합에 사용하는 단량체 (M)을 모두 일괄하여 투입하여 중합하는 방법, 중합에 사용하는 단량체 (M)을 연속 공급하면서 중합하는 방법 등을 적용할 수 있다. 중합 온도는, 특별히 한정되지는 않지만, 30℃ 이상 90℃ 이하인 것이 바람직하다.The method for producing the copolymer (P) is not particularly limited, but in the presence of a polyfunctional thiol compound (C) having two or more mercapto groups in one molecule, a monomer (M) having an ethylenically unsaturated bond is reacted with a radical. Polymerization is preferred. Polymerization is preferably carried out in an aqueous medium. As a polymerization procedure, for example, a method of polymerizing by adding all the monomers (M) used for polymerization at once, a method of polymerizing while continuously supplying the monomers (M) used for polymerization, etc. can be applied. The polymerization temperature is not particularly limited, but is preferably 30°C or higher and 90°C or lower.

단량체 (M)으로서는, 아미드 결합을 갖는 단량체 (A), 카르복시기의 염을 갖는 단량체 (B)를 사용하는 것이 제조 공정의 간소화를 위해 바람직하다. 구조 단위 (d)를 포함하는 공중합체 (P)를 합성하는 경우, 후술하는 일반식 (10)으로 표현되는 단량체 (D)를 사용하는 것이 제조 공정의 간소화를 위해 바람직하다. 구조 단위 (e)를 포함하는 공중합체 (P)를 합성하는 경우, 후술하는 일반식 (11)로 표현되는 단량체 (E)를 사용하는 것이 제조 공정의 간소화를 위해 바람직하다. 또한, 이들 단량체를 사용하지 않고, 중합 후의 반응 등으로, 필요한 관능기를 형성시켜도 된다.As the monomer (M), it is preferable to use a monomer (A) having an amide bond or a monomer (B) having a salt of a carboxyl group to simplify the manufacturing process. When synthesizing the copolymer (P) containing the structural unit (d), it is preferable to use the monomer (D) represented by the general formula (10) described later to simplify the manufacturing process. When synthesizing the copolymer (P) containing the structural unit (e), it is preferable to use the monomer (E) represented by the general formula (11) described later to simplify the manufacturing process. In addition, without using these monomers, the necessary functional groups may be formed through a reaction after polymerization, etc.

[1-2-1. 단량체 (A)][1-2-1. monomer (A)]

단량체 (A)는, 에틸렌성 불포화 결합 및 아미드 결합을 갖는다. 또한, 단량체 (A)가 카르복시기의 염을 갖는 경우, 이 단량체 (A)는 단량체 (B)에도 해당한다. 단량체 (A)는, (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 것이 바람직하다. 중합 속도가 향상되어, 공중합체 (P)의 생산성이 향상되기 때문이다. 단량체 (A)는, 이하의 일반식 (7)로 표현되는 구조인 것이 보다 바람직하다.Monomer (A) has an ethylenically unsaturated bond and an amide bond. In addition, when monomer (A) has a salt of a carboxyl group, this monomer (A) also corresponds to monomer (B). The monomer (A) preferably has a (meth)acryloyloxy group. This is because the polymerization rate is improved and the productivity of the copolymer (P) is improved. It is more preferable that the monomer (A) has a structure represented by the following general formula (7).

일반식 (7)에 있어서의, R11, R12는, 상기 일반식 (4)에 있어서의 이들 구성과 마찬가지이다. 단량체 (A)의 특히 바람직한 구체예는, N-비닐포름아미드(R11:H 또한 R12:H) 또는 N-비닐아세트아미드(R11:H 또한 R12:CH3)이다. 단량체 (A)의 질량에 대한 아미드 결합의 양이 많아, 공중합체 (P)에 더 많은 아미드 결합을 포함시킬 수 있기 때문이다.In general formula (7), R 11 and R 12 have the same configuration as those in general formula (4). Particularly preferred embodiments of monomer (A) are N-vinylformamide (R 11 :H or R 12 :H) or N-vinylacetamide (R 11 :H or R 12 :CH 3 ). This is because the amount of amide bonds relative to the mass of monomer (A) is large, so more amide bonds can be included in the copolymer (P).

[1-2-2. 단량체 (B)][1-2-2. monomer (B)]

단량체 (B)는, 에틸렌성 불포화 결합 및 카르복시기의 염을 갖는다. 또한, 단량체 (B)가 아미드 결합을 갖는 경우, 이 단량체 (B)는, 단량체 (A)에도 해당한다. 단량체 (B)는, (메트)아크릴로일옥시기를 갖는 것이 바람직하다. 중합 속도가 향상되고, 공중합체 (P)의 생산성이 향상되기 때문이다. 단량체 (B)는, 이하의 일반식 (8)로 표현되는 구조인 것이 보다 바람직하다.Monomer (B) has a salt of an ethylenically unsaturated bond and a carboxyl group. In addition, when monomer (B) has an amide bond, this monomer (B) also corresponds to monomer (A). The monomer (B) preferably has a (meth)acryloyloxy group. This is because the polymerization rate is improved and the productivity of the copolymer (P) is improved. It is more preferable that the monomer (B) has a structure represented by the following general formula (8).

일반식 (8)에 있어서의, R2 및 X는, 상기 일반식 (5)에 있어서의 이들 구성과 마찬가지이다. 단량체 (B)로서, 일반식 (8)에 있어서 X가 다른 2종류 이상의 화합물을 사용해도 된다. 예를 들어, 단량체 (B)로서, 리튬염 및 나트륨염의 2종류의 화합물을 사용해도 된다.R 2 and X in General Formula (8) have the same configuration as those in General Formula (5). As the monomer (B), two or more types of compounds with different X in General Formula (8) may be used. For example, as the monomer (B), two types of compounds, lithium salt and sodium salt, may be used.

[1-2-3. 다관능 티올 화합물 (C)][1-2-3. Multifunctional thiol compound (C)]

다관능 티올 화합물 (C)는, 2개 이상의 머캅토기를 갖는다. 다관능 티올 화합물 (C)는, 이하의 일반식 (9)로 표현되는 구조인 것이 바람직하다. 저렴하면서 용이하게 입수할 수 있는 것 및 반응 속도가 향상되어, 공중합체 (P)의 생산성이 향상되기 때문이다.The polyfunctional thiol compound (C) has two or more mercapto groups. The polyfunctional thiol compound (C) preferably has a structure represented by the following general formula (9). This is because it is inexpensive and readily available, the reaction rate is improved, and the productivity of the copolymer (P) is improved.

일반식 (9)에 있어서의, R32는, 상기 일반식 (1)에 있어서의 구성과 마찬가지이다. R33은 탄화수소기이다. f는, R33에 직접 결합되어 있는 대응하는 치환기의 수(괄호 내의 구조의 분지 수)를 나타낸다. f≥2이다.R 32 in general formula (9) has the same structure as in general formula (1). R 33 is a hydrocarbon group. f represents the number of corresponding substituents directly bonded to R 33 (number of branches of the structure in parentheses). f≥2.

f≥3인 것이 바람직하고, f≥4인 것이 보다 바람직하다. 공중합체 (P)에 있어서 가교 구조를 형성시킬 수 있고, 공중합체 (P)를 포함하는 전극 활물질층의, 집전체에 대한 박리 강도 및 인성이 향상되기 때문이다. 또한, 특별히 한정되지는 않지만, f≤6인 것이 바람직하고, f≤5인 것이 보다 바람직하고, f≤4인 것이 더욱 바람직하고, f=4인 것이 가장 바람직하다. 공중합체 (P)를 포함하는 전극 활물질층의 유연성이 향상되기 때문이다.It is preferable that f≥3, and it is more preferable that f≥4. This is because a crosslinked structure can be formed in the copolymer (P), and the peeling strength and toughness of the electrode active material layer containing the copolymer (P) against the current collector are improved. Also, although not particularly limited, it is preferable that f≤6, more preferably f≤5, even more preferably f≤4, and most preferably f=4. This is because the flexibility of the electrode active material layer containing the copolymer (P) is improved.

일반식 (9)에 있어서, R33은, 직쇄의 탄화수소기여도 되고, 분지 구조를 갖는 탄화수소기여도 된다. R33에 포함되는 탄소 원자의 수는 10개 이하인 것이 바람직하고, 8개 이하인 것이 보다 바람직하고, 6개 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또한, R33은, 에틸렌성 불포화 결합을 갖지 않는 것이 바람직하다. 가교 밀도의 치우침 및 가교 밀도가 과잉이 되는 것을 억제하기 때문이다.In General Formula (9), R 33 may be a straight-chain hydrocarbon group or a hydrocarbon group with a branched structure. The number of carbon atoms contained in R 33 is preferably 10 or less, more preferably 8 or less, and even more preferably 6 or less. Additionally, R 33 preferably does not have an ethylenically unsaturated bond. This is because it suppresses bias in the crosslinking density and excessive crosslinking density.

다관능 티올 화합물 (C)의 티올 당량(머캅토기 1개당의 분자량)은 400 이하인 것이 바람직하고, 300 이하인 것이 보다 바람직하고, 200 이하인 것이 더욱 바람직하다. 다관능 티올 화합물 (C)에 의한 분자쇄 연장의 효과 및/또는 공중합체 (P)의 가교 밀도를 향상시키고, 집전체에 대한 전극 활물질층의 박리 강도 및 전극 활물질층의 인성이 향상되기 때문이다.The thiol equivalent (molecular weight per mercapto group) of the polyfunctional thiol compound (C) is preferably 400 or less, more preferably 300 or less, and still more preferably 200 or less. This is because the polyfunctional thiol compound (C) improves the effect of molecular chain extension and/or the crosslinking density of the copolymer (P), and the peeling strength of the electrode active material layer from the current collector and the toughness of the electrode active material layer are improved. .

마찬가지의 이유로부터, 다관능 티올 화합물 (C)가, 식 (9)로 표현되는 화합물인 경우, 다관능 티올 화합물 (C)의 분자량을 MC라고 하면, MC/f≤400인 것이 바람직하고, MC/f≤300인 것이 보다 바람직하고, MC/f≤200인 것이 더욱 바람직하다.For the same reason, when the polyfunctional thiol compound (C) is a compound represented by formula (9), if the molecular weight of the polyfunctional thiol compound (C) is MC, it is preferable that MC/f≤400, and MC It is more preferable that /f≤300, and even more preferably MC/f≤200.

다관능 티올 화합물 (C)로서는, 예를 들어 펜타에리트리톨=테트라키스(3-머캅토부티레이트), 펜타에리트리톨=테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판=트리스(3-머캅토부티레이트), 트리메틸올프로판=트리스(3-머캅토프로피오네이트), 트리스-[(3-머캅토프로피오닐옥시)-에틸]-이소시아누레이트, 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부탄, 테트라에틸렌글리콜=비스(3-머캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨=헥사키스(3-머캅토프로피오네이트) 등을 들 수 있다. 단량체(C)는, 이들 화합물 중, 펜타에리트리톨=테트라키스(3-머캅토부티레이트), 펜타에리트리톨=테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판=트리스(3-머캅토부티레이트), 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부탄을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.Examples of the polyfunctional thiol compound (C) include pentaerythritol = tetrakis (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol = tetrakis (3-mercaptopropionate), trimethylolpropane = tris (3- mercaptobutyrate), trimethylolpropane=tris(3-mercaptopropionate), tris-[(3-mercaptopropionyloxy)-ethyl]-isocyanurate, 1,4-bis(3-mer Captobutyryloxy)butane, tetraethylene glycol=bis(3-mercaptopropionate), dipentaerythritol=hexakis(3-mercaptopropionate), etc. Among these compounds, the monomer (C) is pentaerythritol = tetrakis (3-mercaptobutyrate), pentaerythritol = tetrakis (3-mercaptopropionate), and trimethylolpropane = tris (3-mercapto). butyrate), and 1,4-bis(3-mercaptobutyryloxy)butane.

[1-2-4. 단량체 (D)][1-2-4. monomer (D)]

단량체 (D)는, 이하의 일반식 (10)으로 표현된다.Monomer (D) is expressed by the following general formula (10).

일반식 (10)에 있어서의, R41, R42, R43, R44, j 및 k는, 상기 일반식 (2)에 있어서의 이들 구성과 마찬가지이다.In general formula (10), R 41 , R 42 , R 43 , R 44 , j and k have the same configuration as those in general formula (2).

일반식 (10)에 있어서 k=0인 것이 보다 바람직하다. k=0인 단량체 (D)의 예로서, 폴리에틸렌글리콜의 모노(메트)아크릴레이트를 들 수 있고, 더 구체적으로는, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트(예를 들어, 표 1의 단량체 d1, d2) 등을 들 수 있다. 메톡시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트의 일례로서는, EVONIK INDUSTRIES제의 VISIOMER(등록 상표) MPEG2005 MA W를 들 수 있다. 이 제품에 있어서는 R41=CH3, R42=H, R44=CH3, j=45, k=0이다. 메톡시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트의 다른 예로서는, EVONIK INDUSTRIES제의 VISIOMER(등록 상표) MPEG5005 MA W를 들 수 있고, 이 제품에 있어서는, R41=CH3, R42=H, R44=CH3, j=113, k=0이다.In general formula (10), it is more preferable that k=0. Examples of the monomer (D) where k=0 include mono(meth)acrylate of polyethylene glycol, and more specifically, methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate (e.g., monomer d1 in Table 1) , d2), etc. An example of methoxypolyethylene glycol methacrylate is VISIOMER (registered trademark) MPEG2005 MA W manufactured by EVONIK INDUSTRIES. In this product, R 41 =CH 3 , R 42 =H, R 44 =CH 3 , j=45, k=0. Other examples of methoxypolyethylene glycol methacrylate include VISIOMER (registered trademark) MPEG5005 MA W manufactured by EVONIK INDUSTRIES, and in this product, R 41 =CH 3 , R 42 =H, R 44 =CH 3 , j=113, k=0.

k=0인 단량체 (D)의 다른 예로서, 폴리프로필렌글리콜의 모노(메트)아크릴레이트를 들 수 있고, 더 구체적으로는, 메톡시폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.Other examples of the monomer (D) where k=0 include mono(meth)acrylate of polypropylene glycol, and more specifically, methoxypolypropylene glycol (meth)acrylate, etc.

[1-2-5. 단량체 (E)][1-2-5. monomer (E)]

단량체 (E)는, 이하의 일반식 (11)로 표현된다.Monomer (E) is expressed by the following general formula (11).

일반식 (11)에 있어서의, R51 및 R52는, 상기 일반식 (3)에 있어서의 이들 구성과 마찬가지이다.R 51 and R 52 in general formula (11) have the same configuration as those in general formula (3).

단량체 (E)는, 이하의 일반식 (12)로 표현되는 것이 바람직하다.The monomer (E) is preferably represented by the following general formula (12).

일반식 (12)에 있어서의, R51, R53 및 R54는, 상기 일반식 (6)에 있어서의 이들 구성과 마찬가지이다.R 51 , R 53 and R 54 in general formula (12) are the same as those in general formula (6).

단량체 (E)로서는, 예를 들어 (메트)아크릴산벤질, (메트)아크릴산페녹시에틸, 페녹시에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 에톡시화-o-페닐페놀(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 단량체 (E)는, 이들 화합물 중, (메트)아크릴산벤질, (메트)아크릴산페녹시에틸 중 한쪽 또는 양쪽을 사용하는 것이 보다 바람직하다.As monomer (E), for example, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxyethylene glycol (meth)acrylate, phenoxydiethylene glycol (meth)acrylate, phenoxypolyethylene glycol (meth) Acrylate, ethoxylated-o-phenylphenol (meth)acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth)acrylate, etc. are mentioned. Among these compounds, it is more preferable to use one or both of benzyl (meth)acrylate and phenoxyethyl (meth)acrylate as the monomer (E).

[1-2-7. 중합 개시제][1-2-7. polymerization initiator]

라디칼 중합의 경우, 중합 개시제로서는, 예를 들어 과산화수소, t-부틸하이드로퍼옥사이드, 아조 화합물 등을 들 수 있지만, 이것들에 한정되지는 않는다. 아조 화합물로서는, 예를 들어 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)2염산염을 들 수 있다. 중합을 수중에서 행하는 경우는, 수용성의 중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 필요에 따라, 중합 시에 라디칼 중합 개시제와, 환원제를 병용하여, 레독스 중합해도 된다. 환원제로서는, 중아황산나트륨, 론갈리트, 아스르브산 등을 들 수 있다. 또한, 중합 개시제로서 아조 화합물을 사용하는 경우, 과황산염 등, 아조 화합물로부터의 라디칼 생성을 보조하는 성분을 첨가해도 되지만, 이들 성분은, 공중합체 (P)의 구성으로 되지는 않는다. 과황산염으로서는 과황산암모늄, 과황산칼륨 등을 들 수 있다.In the case of radical polymerization, examples of polymerization initiators include hydrogen peroxide, t-butylhydroperoxide, and azo compounds, but are not limited to these. Examples of the azo compound include 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride. When polymerization is performed in water, it is preferable to use a water-soluble polymerization initiator. Additionally, if necessary, redox polymerization may be performed by using a radical polymerization initiator and a reducing agent together during polymerization. Examples of reducing agents include sodium bisulfite, rongalite, asrbic acid, and the like. Additionally, when using an azo compound as a polymerization initiator, components that assist in the generation of radicals from the azo compound, such as persulfate, may be added, but these components do not constitute the copolymer (P). Examples of persulfate include ammonium persulfate and potassium persulfate.

[1-2-8. 수성 매체][1-2-8. aqueous medium]

수성 매체로서 물을 사용하는 것이 바람직하지만, 얻어지는 결합제용 공중합체의 중합 안정성을 손상시키지 않는 한, 물에 친수성의 용매를 첨가한 것을 수성 매체로서 사용해도 된다. 물에 첨가하는 친수성의 용매로서는, 메탄올, 에탄올 및 N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.It is preferable to use water as the aqueous medium, but as long as the polymerization stability of the resulting binder copolymer is not impaired, a hydrophilic solvent added to water may be used as the aqueous medium. Examples of hydrophilic solvents added to water include methanol, ethanol, and N-methylpyrrolidone.

[1-2-9. 연쇄 이동제][1-2-9. Chain transfer system]

중합 시에, 공중합체 (P)의 분자량을 조절할 목적으로 연쇄 이동제를 사용해도 된다. 연쇄 이동제로서, 특별히 제한되지는 않지만, 예를 들어 β-머캅토프로피온산 및 티오글리콜산옥틸 등의 단관능 티올, 이소프로필알코올 및 에탄올 등의 알코올, 사브롬화탄소 및 사염화탄소 등의 할로겐화 탄화수소 및 α-메틸스티렌 다이머 등을 들 수 있다.During polymerization, a chain transfer agent may be used for the purpose of controlling the molecular weight of the copolymer (P). The chain transfer agent is not particularly limited, but examples include monofunctional thiols such as β-mercaptopropionic acid and octyl thioglycolate, alcohols such as isopropyl alcohol and ethanol, halogenated hydrocarbons such as carbon tetrabromide and carbon tetrachloride, and α- Methyl styrene dimer, etc. can be mentioned.

[1-2-10. 중합 성분 중의 각 성분의 함유량][1-2-10. [Content of each component in polymerization component]

중합 반응에 의해 공중합체 (P)의 구조의 일부가 되는 화합물을 중합 성분이라고 하면, 중합 성분에는, 각 단량체, 연쇄 이동제 및 중합 개시제가 포함된다. 중합 성분의 구성은 공중합체 (P)에 도입하는 관능기 및 구조의 양에 따라 결정된다. 라디칼 중합이라면, 특정한 관능기를 변화시키기 위한 조작이 없는 한, 각 단량체는 모두, 에틸렌성 불포화 결합 이외의 부분은 반응하지 않고 공중합체 (P)의 구조 단위가 된다. 또한, 라디칼 중합이라면, 특정한 관능기를 변화시키기 위한 조작이 없는 한, 다관능 티올 화합물 (C)는 모두, 공중합체 (P)의 치환기 (c)가 된다.If the compound that becomes part of the structure of the copolymer (P) through a polymerization reaction is referred to as a polymerization component, the polymerization component includes each monomer, a chain transfer agent, and a polymerization initiator. The composition of the polymerization component is determined depending on the amount of functional groups and structures introduced into the copolymer (P). In the case of radical polymerization, unless there is an operation to change a specific functional group, each monomer becomes a structural unit of the copolymer (P) without reacting in parts other than the ethylenically unsaturated bond. In addition, in the case of radical polymerization, all polyfunctional thiol compounds (C) become substituents (c) of the copolymer (P), unless there is an operation to change a specific functional group.

공중합체 (P)의 합성에 있어서, 단량체 (D) 및 단량체 (E)를 사용하지 않는 형태, 단량체 (D) 및 단량체 (E) 중 한쪽 또는 양쪽을 사용하는 형태를 들 수 있다.In the synthesis of copolymer (P), a form in which monomer (D) and monomer (E) are not used, and a form in which one or both of monomer (D) and monomer (E) are used.

이하, 본 발명에 관한 공중합체 (P)를 얻기 위해 사용하는, 각 단량체 및 다관능 티올 화합물 (C)의 적합한 사용량에 대하여 설명하지만, 이것에 한정되지는 않는다. 여기서는, 공중합체 (P)의 합성에 사용되는 단량체, 다관능 티올 화합물 (C), 중합 개시제 및 연쇄 이동제를 사용하는 경우는 연쇄 이동제도 합하여 중합 성분이라고 칭한다.Hereinafter, the appropriate usage amount of each monomer and polyfunctional thiol compound (C) used to obtain the copolymer (P) according to the present invention will be explained, but is not limited to this. Here, when the monomer, polyfunctional thiol compound (C), polymerization initiator, and chain transfer agent used in the synthesis of the copolymer (P) are used, the chain transfer agent is also collectively referred to as the polymerization component.

중합 성분 1g당에 포함되는 단량체 (A)의 양은, 0.050mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 0.085mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.40mmol/g 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 1g당에 포함되는 단량체 (A)의 양은, 5.0mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 3.0mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.7mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하고, 0.90mmol/g 이하인 것이 특히 바람직하다.The amount of monomer (A) contained per 1 g of polymerization component is preferably 0.050 mmol/g or more, more preferably 0.085 mmol/g or more, and even more preferably 0.40 mmol/g or more. The amount of monomer (A) contained per 1 g of polymerization component is preferably 5.0 mmol/g or less, more preferably 3.0 mmol/g or less, further preferably 1.7 mmol/g or less, and especially 0.90 mmol/g or less. desirable.

중합 성분 1g당에 포함되는 단량체 (B)의 양은, 5.0mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 6.0mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 7.0mmol/g 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 1g당에 포함되는 단량체 (B)의 양은, 12.0mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 9.9mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하다. 또한, 2가 이상의 양이온에 단량체 (B)의 구조에 대응하는 카르복실산 이온이 복수 결합되어 있는 경우는, 단량체 (B)는 그 양이온에 결합되어 있는 수가 존재한다고 생각한다.The amount of monomer (B) contained per 1 g of polymerization component is preferably 5.0 mmol/g or more, more preferably 6.0 mmol/g or more, and even more preferably 7.0 mmol/g or more. The amount of monomer (B) contained per 1 g of polymerization component is preferably 12.0 mmol/g or less, and more preferably 9.9 mmol/g or less. In addition, when multiple carboxylic acid ions corresponding to the structure of monomer (B) are bonded to a divalent or higher cation, it is assumed that there are a number of monomers (B) bonded to the cation.

중합 성분 1g당에 포함되는 다관능 티올 화합물 (C)의 양은, 0.15×10-2mmol/g 이상이고, 0.30×10-2mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 0.65×10-2mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하다. 중합 성분 1g당에 포함되는 다관능 티올 화합물 (C)의 양은, 8.0×10-2mmol/g 이하이고, 5.5×10-2mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 4.0×10-2mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.4×10-2mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하다.The amount of polyfunctional thiol compound (C) contained per 1 g of polymerization component is 0.15 × 10 -2 mmol/g or more, preferably 0.30 × 10 -2 mmol/g or more, and 0.65 × 10 -2 mmol/g or more. It is more preferable. The amount of polyfunctional thiol compound (C) contained per 1 g of polymerization component is 8.0 × 10 -2 mmol/g or less, preferably 5.5 × 10 -2 mmol/g or less, and 4.0 × 10 -2 mmol/g or less. It is more preferable, and it is even more preferable that it is 1.4×10 -2 mmol/g or less.

중합 성분 중의 단량체 (D)의 함유율은, 0.50질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.70질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.5질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 중의 단량체 (D)의 함유율은, 20.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 14.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.The content of monomer (D) in the polymerization component is preferably 0.50 mass% or more, more preferably 0.70 mass% or more, and even more preferably 3.5 mass% or more. The content of monomer (D) in the polymerization component is preferably 20.0% by mass or less, more preferably 14.0% by mass or less, and even more preferably 7.0% by mass or less.

중합 성분 1g당에 포함되는 단량체 (E)의 양은, 0.030mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 0.045mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.30mmol/g질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 1g당에 포함되는 단량체 (E)의 양은, 1.75mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 1.50mmol/g질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.90mmol/g질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.The amount of monomer (E) contained per 1 g of polymerization component is preferably 0.030 mmol/g or more, more preferably 0.045 mmol/g or more, and even more preferably 0.30 mmol/g mass% or more. The amount of monomer (E) contained per 1 g of polymerization component is preferably 1.75 mmol/g or less, preferably 1.50 mmol/g mass % or less, and more preferably 0.90 mmol/g mass % or less.

중합 성분 중의 연쇄 이동제의 함유율은, 특별히 제한되지는 않지만, 0.10질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.25질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.35질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 중의 연쇄 이동제의 함유율은, 특별히 제한되지는 않지만, 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 2.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.70질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.The content of the chain transfer agent in the polymerization component is not particularly limited, but is preferably 0.10 mass% or more, more preferably 0.25 mass% or more, and even more preferably 0.35 mass% or more. The content of the chain transfer agent in the polymerization component is not particularly limited, but is preferably 10% by mass or less, more preferably 2.0% by mass or less, and even more preferably 0.70% by mass or less.

중합 성분 1g당에 포함되는 연쇄 이동제의 양은, 1.0×10-2mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 2.0×10-2mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 3.0×10-2mmol/g 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 1g당에 포함되는 연쇄 이동제의 양은, 20×10-2mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 10×10-2mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 7.0×10-2mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하다.The amount of chain transfer agent contained per 1 g of polymerization component is preferably 1.0×10 -2 mmol/g or more, more preferably 2.0×10 -2 mmol/g or more, and even more preferably 3.0×10 -2 mmol/g or more. desirable. The amount of chain transfer agent contained per 1 g of polymerization component is preferably 20×10 -2 mmol/g or less, more preferably 10×10 -2 mmol/g or less, and even more preferably 7.0×10 -2 mmol/g or less. desirable.

중합 성분 중의 중합 개시제의 함유율은, 0.020질량% 이상인 것이 바람직하고, 0.10질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.15질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 중의 중합 개시제의 함유율은, 1.0질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.50질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 0.35질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 환원제 등의 공중합체 (P)의 구조로는 되지 않고 중합 개시제의 기능을 보조하는 성분은 포함하지 않는다.The content of the polymerization initiator in the polymerization component is preferably 0.020 mass% or more, more preferably 0.10 mass% or more, and even more preferably 0.15 mass% or more. The content of the polymerization initiator in the polymerization component is preferably 1.0 mass% or less, more preferably 0.50 mass% or less, and even more preferably 0.35 mass% or less. Here, components that do not form the structure of copolymer (P), such as a reducing agent, and that assist the function of a polymerization initiator are not included.

중합 성분 1g당에 포함되는 중합 개시제의 양은, 0.10×10-2mmol/g 이상인 것이 바람직하고, 0.20×10-2mmol/g 이상인 것이 보다 바람직하고, 0.50×10-2mmol/g 이상인 것이 더욱 바람직하다. 중합 성분 1g당에 포함되는 중합 개시제의 양은, 5.0×10-2mmol/g 이하인 것이 바람직하고, 2.0×10-2mmol/g 이하인 것이 보다 바람직하고, 1.0×10-2mmol/g 이하인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 환원제 등의 공중합체 (P)의 구조로는 되지 않고 중합 개시제의 기능을 보조하는 성분은 포함하지 않는다.The amount of polymerization initiator contained per 1 g of polymerization component is preferably 0.10×10 -2 mmol/g or more, more preferably 0.20×10 -2 mmol/g or more, and even more preferably 0.50×10 -2 mmol/g or more. desirable. The amount of polymerization initiator contained per 1 g of polymerization component is preferably 5.0×10 -2 mmol/g or less, more preferably 2.0×10 -2 mmol/g or less, and even more preferably 1.0×10 -2 mmol/g or less. desirable. Here, components that do not form the structure of copolymer (P), such as a reducing agent, and that assist the function of a polymerization initiator are not included.

공중합체 (P)의 합성 방법의 일례로서, 단량체 (M)(전체 단량체) 중의 일반식 (7)로 표현되는 단량체 및 일반식 (8)로 표현되는 단량체의 합계 함유율은 90질량% 이상이고, 95질량% 이상인 것이 바람직하고, 100질량%인 것이 더욱 바람직한 구성을 들 수 있다.As an example of a method for synthesizing copolymer (P), the total content of the monomer represented by formula (7) and the monomer represented by formula (8) in monomer (M) (all monomers) is 90% by mass or more, It is preferable that it is 95 mass % or more, and a structure where it is more preferable that it is 100 mass % is mentioned.

또한 다른 일례로서, 단량체 (D) 및 단량체 (E) 중 한쪽 또는 양쪽이 사용되는 구성을 들 수 있다. 이 일례에서는, 단량체 (M)(전체 단량체) 중의 일반식 (7)로 표현되는 단량체, 일반식 (8)로 표현되는 단량체, 일반식 (10)으로 표현되는 단량체 및 일반식 (11)로 표현되는 단량체의 합계 함유율은 90질량% 이상이고, 95질량% 이상인 것이 바람직하고, 100질량%인 것이 더욱 바람직하다.Another example is a configuration in which one or both of the monomer (D) and the monomer (E) are used. In this example, among monomers (M) (all monomers), there is a monomer represented by formula (7), a monomer represented by formula (8), a monomer represented by formula (10), and a monomer represented by formula (11). The total content of monomers is 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more, and more preferably 100% by mass.

〔1-3. 비수계 이차 전지 전극 결합제의 제조 방법〕〔1-3. [Method for producing non-aqueous secondary battery electrode binder]

비수계 이차 전지 전극 결합제의 제조 방법은, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체 (M)을, 1분자 중에 2개 이상의 머캅토기를 갖는 다관능 티올 화합물 (C)의 존재 하에서 라디칼 중합하는 중합 공정을 포함한다.The method for producing a non-aqueous secondary battery electrode binder includes a polymerization step of radically polymerizing a monomer (M) having an ethylenically unsaturated bond in the presence of a polyfunctional thiol compound (C) having two or more mercapto groups in one molecule. do.

비수계 이차 전지 전극 결합제의 제조 방법은, 공중합체 (P)의 제조 방법과 동일해도 되고, 추가로 공정을 더해도 된다. 공중합체 (P)의 제조 방법은 상기한 바와 같다. 추가로 더해지는 공정은, 예를 들어 정제 공정, 첨가제의 혼합 공정 등을 들 수 있다.The manufacturing method of the non-aqueous secondary battery electrode binder may be the same as the manufacturing method of the copolymer (P), or additional steps may be added. The method for producing copolymer (P) is as described above. Additional processes include, for example, a purification process and an additive mixing process.

<2. 비수계 이차 전지 전극용 결합제 조성물><2. Binder composition for non-aqueous secondary battery electrode>

본 실시 형태의 비수계 이차 전지 전극 결합제 조성물(이하, 「전극 결합제 조성물」이라고 하는 경우도 있다.)은, 전극 결합제 및 수성 매체를 포함한다. 또한, 전극 결합제 조성물은, 필요에 따라 pH 조정제, 계면 활성제 등, 그밖의 성분을 포함해도 된다.The non-aqueous secondary battery electrode binder composition (hereinafter sometimes referred to as “electrode binder composition”) of this embodiment contains an electrode binder and an aqueous medium. Additionally, the electrode binder composition may contain other components, such as a pH adjuster and a surfactant, if necessary.

전극 결합제 조성물에 포함되는 수성 매체는 물을 포함한다. 전극 결합제 조성물에 포함되는 수성 매체는, 친수성의 용매를 포함해도 된다. 친수성의 용매로서는, 메탄올, 에탄올 및 N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다. 전극 결합제 조성물에 포함되는 수성 매체 중의 물의 함유율은 80질량% 이상인 것이 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.The aqueous medium included in the electrode binder composition includes water. The aqueous medium contained in the electrode binder composition may contain a hydrophilic solvent. Examples of hydrophilic solvents include methanol, ethanol, and N-methylpyrrolidone. The content of water in the aqueous medium contained in the electrode binder composition is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more.

전극 결합제 조성물에 포함되는 수성 매체의 조성은, 공중합체 (P)의 합성에 사용한 수성 매체와 동일해도 되고, 달라도 된다. 또한, 본 실시 형태의 전극 결합제 조성물에 있어서, 전극 결합제는, 수성 매체 중에 용해되어 있어도 되고, 분산되어 있어도 된다.The composition of the aqueous medium contained in the electrode binder composition may be the same as or different from the aqueous medium used for synthesis of the copolymer (P). In addition, in the electrode binder composition of this embodiment, the electrode binder may be dissolved or dispersed in the aqueous medium.

전극 결합제 조성물 중의 공중합체 (P)의 함유율은, 30질량% 이하인 것이 바람직하고, 20질량% 이하인 것이 보다 바람직하다. 전극 결합제 조성물의 점도 상승을 억제하고, 후술하는 전극 활물질 등과 혼합하여, 전극 슬러리를 제작하는 경우에, 효율적으로 전극 활물질 등을 분산시키기 위해서이다.The content of the copolymer (P) in the electrode binder composition is preferably 30% by mass or less, and more preferably 20% by mass or less. This is to suppress an increase in the viscosity of the electrode binder composition and to efficiently disperse the electrode active material, etc. when producing an electrode slurry by mixing it with the electrode active material, etc., which will be described later.

전극 결합제 조성물 중의 공중합체 (P)의 함유율은, 3.0질량% 이상인 것이 바람직하고, 5.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 8.0질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 더 적은 전극 결합제 조성물로 전극 슬러리 및 전극을 제작할 수 있기 때문이다.The content of the copolymer (P) in the electrode binder composition is preferably 3.0 mass% or more, more preferably 5.0 mass% or more, and even more preferably 8.0 mass% or more. This is because electrode slurry and electrodes can be manufactured with less electrode binder composition.

전극 결합제 조성물의 pH는, 4.0 이상인 것이 바람직하고, 5.0 이상인 것이 보다 바람직하고, 6.0 이상인 것이 더욱 바람직하다. 후술하는 전극 활물질 등과 혼합하여, 전극 슬러리를 제작하는 경우에, 효율적으로 전극 활물질 등을 분산시키기 위해서이다. 전극 결합제 조성물의 pH는, 11 이하인 것이 바람직하고, 10 이하인 것이 보다 바람직하고, 9.0 이하인 것이 더욱 바람직하다. 후술하는 전극 활물질 등과 혼합하여, 전극 슬러리를 제작하는 경우에, 효율적으로 전극 활물질 등을 분산시키기 위해서이다. 여기서, pH는, 액온 23℃에 있어서, pH미터에 의해 측정된 값이다.The pH of the electrode binder composition is preferably 4.0 or higher, more preferably 5.0 or higher, and even more preferably 6.0 or higher. This is to efficiently disperse the electrode active material, etc., when producing an electrode slurry by mixing it with the electrode active material, etc., which will be described later. The pH of the electrode binder composition is preferably 11 or less, more preferably 10 or less, and even more preferably 9.0 or less. This is to efficiently disperse the electrode active material, etc., when producing an electrode slurry by mixing it with the electrode active material, etc., which will be described later. Here, pH is a value measured with a pH meter at a liquid temperature of 23°C.

<3. 비수계 이차 전지 전극 슬러리><3. Non-aqueous secondary battery electrode slurry>

본 실시 형태의 비수계 이차 전지 전극 슬러리(이하, 「전극 슬러리」라고 하는 경우도 있다.)에서는, 전극 결합제와, 전극 활물질이, 수성 매체에 용해 또는 분산되어 있다. 본 실시 형태의 전극 슬러리는, 필요에 따라 도전 보조제, 증점제 등을 포함해도 되지만, 전극 슬러리 제작 공정을 간단화하기 위해서는, 증점제를 포함하지 않는 편이 바람직하다. 전극 슬러리를 조제하는 방법으로서는, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 교반식, 회전식, 또는 진탕식 등의 혼합 장치를 사용하여 필요한 성분을 혼합하는 방법을 들 수 있다.In the non-aqueous secondary battery electrode slurry (hereinafter sometimes referred to as “electrode slurry”) of this embodiment, the electrode binder and the electrode active material are dissolved or dispersed in an aqueous medium. The electrode slurry of this embodiment may contain a conductive additive, a thickener, etc. as needed, but in order to simplify the electrode slurry preparation process, it is preferable not to contain a thickener. The method of preparing the electrode slurry is not particularly limited, but includes, for example, a method of mixing the necessary components using a mixing device such as a stirring type, a rotating type, or a shaking type.

전극 슬러리의 불휘발분 농도는, 바람직하게는 30질량% 이상이고, 보다 바람직하게는 40질량% 이상이다. 적은 전극 슬러리의 양으로 더 많은 전극 활물질층을 형성시키기 위해서이다. 전극 슬러리의 불휘발분 농도는 바람직하게는 70질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 60질량% 이하이다. 불휘발분 농도는, 수성 매체의 양에 의해 조정할 수 있다.The nonvolatile content concentration of the electrode slurry is preferably 30% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more. This is to form more electrode active material layers with a small amount of electrode slurry. The nonvolatile content concentration of the electrode slurry is preferably 70% by mass or less, and more preferably 60% by mass or less. The non-volatile matter concentration can be adjusted by the amount of aqueous medium.

여기서 불휘발분 농도란, 특별한 설명이 없으면, 혼합물을 직경 5㎝의 알루미늄 접시에 1g 칭량하고, 대기압, 건조기 내에서 공기를 순환시키면서 130℃에서 1시간 건조시키고, 나중에 남은 성분의 질량의, 건조 전의 질량에 대한 비율이다.Here, the non-volatile content concentration means that, unless otherwise specified, 1 g of the mixture is weighed on an aluminum plate with a diameter of 5 cm, dried at 130°C for 1 hour while circulating air in a dryer at atmospheric pressure, and the mass of the remaining components is calculated as the weight before drying. It is a ratio to mass.

〔3-1. 전극 슬러리 중의 공중합체 (P)의 함유량〕〔3-1. [Content of copolymer (P) in electrode slurry]

전극 슬러리 중의 공중합체 (P)의 함유량은, 전극 활물질(후술함)과 도전 보조제(후술함)와 전극 결합제를 합계한 질량에 대하여, 0.5질량% 이상인 것이 바람직하고, 1.0질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 2.0질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 공중합체 (P)에 의해, 전극 활물질 사이 및 전극 활물질과 집전체의 결착성을 확보할 수 있기 때문이다. 전극 슬러리 중의 공중합체 (P)의 함유량은, 전극 활물질과 도전 보조제와 전극 결합제를 합계한 질량에 대하여, 10질량% 이하인 것이 바람직하고, 7.0질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 4.0질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 전극 슬러리로 형성되는 전극 활물질층의 충방전 용량을 크게 할 수 있고, 전지로 했을 때의 내부 저항도 낮게 할 수 있기 때문이다.The content of the copolymer (P) in the electrode slurry is preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 1.0% by mass or more, based on the total mass of the electrode active material (described later), the conductive additive (described later), and the electrode binder. And, it is more preferable that it is 2.0 mass% or more. This is because the copolymer (P) can ensure binding properties between electrode active materials and between the electrode active material and the current collector. The content of the copolymer (P) in the electrode slurry is preferably 10% by mass or less, more preferably 7.0% by mass or less, and even more preferably 4.0% by mass or less, based on the total mass of the electrode active material, conductive additive, and electrode binder. desirable. This is because the charge/discharge capacity of the electrode active material layer formed from the electrode slurry can be increased, and the internal resistance when used as a battery can also be lowered.

〔3-2. 전극 활물질〕〔3-2. Electrode active material]

비수계 이차 전지는, 특별히 한정되지는 않지만, 리튬 이온 이차 전지인 경우, 부극 활물질의 예로서, 도전성 폴리머, 탄소 재료, 티타늄산리튬, 실리콘, 실리콘 화합물 등을 들 수 있다. 도전성 폴리머로서, 폴리아세틸렌, 폴리피롤 등을 들 수 있다. 탄소 재료로서는, 석유 코크스, 피치코크스, 석탄 코크스 등의 코크스; 유기 화합물의 탄화물; 인조 흑연, 천연 흑연 등의 흑연 등을 들 수 있다. 실리콘 화합물로서는, SiOx(0.1≤x≤2.0) 등을 들 수 있다.The non-aqueous secondary battery is not particularly limited, but in the case of a lithium ion secondary battery, examples of the negative electrode active material include conductive polymers, carbon materials, lithium titanate, silicon, and silicon compounds. Examples of the conductive polymer include polyacetylene, polypyrrole, and the like. As carbon materials, coke such as petroleum coke, pitch coke, and coal coke; carbides of organic compounds; Graphites such as artificial graphite and natural graphite can be mentioned. Examples of the silicon compound include SiO x (0.1≤x≤2.0).

또한, 전극 활물질로서는, Si와 흑연을 포함하는 복합 재료(Si/흑연) 등을 사용해도 된다. 이들 활물질 중에서도, 체적당의 에너지 밀도가 큰 점에서, 탄소 재료, 티타늄산리튬, 실리콘, 실리콘 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 코크스, 유기 화합물의 탄화물, 흑연 등의 탄소 재료, SiOx(0.1≤x≤2.0), Si, Si/흑연 등의 실리콘 함유 재료라면, 본 실시 형태의 전극 결합제에 의한 결착성을 향상시키는 효과가 현저하다. 예를 들어, 인조 흑연의 구체예로서는, SCMG(등록 상표)-XRs(쇼와 덴코(주)제)를 들 수 있다. 또한, 부극 활물질로서, 여기서 예로 든 재료를 2종류 이상 복합화해도 된다.Additionally, as the electrode active material, a composite material containing Si and graphite (Si/graphite), etc. may be used. Among these active materials, it is preferable to use carbon materials, lithium titanate, silicon, and silicon compounds because they have a high energy density per volume. In addition, if it is a carbon material such as coke, carbide of an organic compound, or graphite, or a silicon-containing material such as SiO The effect is remarkable. For example, a specific example of artificial graphite is SCMG (registered trademark) -XRs (manufactured by Showa Denko Co., Ltd.). Additionally, as a negative electrode active material, two or more types of materials mentioned here may be combined.

리튬 이온 이차 전지의 정극 활물질의 예로서, 코발트산리튬(LiCoO2), 니켈을 포함하는 리튬 복합 산화물, 스피넬형 망간산리튬(LiMn2O4), 올리빈형 인산철리튬, TiS2, MnO2, MoO3, V2O5 등의 칼코겐 화합물을 들 수 있다. 정극 활물질은, 이들 화합물의 어느 하나를 단독으로 포함해도 되고, 혹은 복수종을 포함해도 된다. 또한, 그밖의 알칼리 금속의 산화물도 사용할 수 있다. 니켈을 포함하는 리튬 복합 산화물로서, Ni-Co-Mn계의 리튬 복합 산화물, Ni-Mn-Al계의 리튬 복합 산화물, Ni-Co-Al계의 리튬 복합 산화물 등을 들 수 있다. 정극 활물질의 구체예로서, LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2나 LiNi3/5Mn1/5Co1/5 등을 들 수 있다.Examples of positive electrode active materials for lithium ion secondary batteries include lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium composite oxide containing nickel, spinel-type lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), olivine-type lithium iron phosphate, TiS 2 , and MnO 2 , MoO 3 , V 2 O 5 , and other chalcogen compounds. The positive electrode active material may contain any one of these compounds individually, or may contain multiple types. Additionally, oxides of other alkali metals can also be used. Examples of the lithium composite oxide containing nickel include Ni-Co-Mn-based lithium composite oxide, Ni-Mn-Al-based lithium composite oxide, and Ni-Co-Al-based lithium composite oxide. Specific examples of the positive electrode active material include LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 and LiNi 3/5 Mn 1/5 Co 1/5 .

〔3-3. 도전 보조제〕〔3-3. Challenge supplement〕

전극 슬러리는, 도전 보조제로서, 카본 블랙, 기상법 탄소 섬유 등을 포함해도 된다. 기상법 탄소 섬유의 구체예로서는, VGCF(등록 상표)-H(쇼와 덴코(주))를 들 수 있다.The electrode slurry may contain carbon black, vapor-grown carbon fiber, etc. as a conductive additive. Specific examples of vapor-processed carbon fiber include VGCF (registered trademark)-H (Showa Denko Co., Ltd.).

〔3-4. 수성 매체〕〔3-4. Aqueous medium]

전극 슬러리의 수성 매체는 물을 포함한다. 전극 슬러리의 수성 매체는, 친수성의 용매를 포함해도 된다. 친수성의 용매로서는, 메탄올, 에탄올 및 N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다. 수성 매체 중의 물의 함유율은 80질량% 이상인 것이 바람직하고, 90질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다. 전극 슬러리의 수성 매체의 조성은, 전극 결합제 조성물에 포함되는 수성 매체와 동일한 것이어도 되고, 달라도 된다.The aqueous medium of the electrode slurry includes water. The aqueous medium of the electrode slurry may contain a hydrophilic solvent. Examples of hydrophilic solvents include methanol, ethanol, and N-methylpyrrolidone. The water content in the aqueous medium is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more. The composition of the aqueous medium of the electrode slurry may be the same as or different from the aqueous medium contained in the electrode binder composition.

<4. 전극><4. Electrode>

본 실시 형태의 전극은, 집전체와, 집전체의 표면에 형성된 전극 활물질층을 갖는다. 전극 활물질층은, 전극 활물질 및 본 실시 형태의 전극 결합제를 포함한다. 전극의 형상으로서는, 예를 들어 적층체나 권회체를 들 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다. 집전체는, 두께 0.001 내지 0.5㎜의 금속 시트인 것이 바람직하다. 집전체의 금속으로서는, 철, 구리, 알루미늄, 니켈, 스테인리스 등을 들 수 있다. 비수계 이차 전지가 리튬 이온 이차 전지인 경우, 정극의 집전체로서는 알루미늄, 부극의 집전체로서는 구리가 바람직하지만, 특별히 한정되지는 않는다.The electrode of this embodiment has a current collector and an electrode active material layer formed on the surface of the current collector. The electrode active material layer contains the electrode active material and the electrode binder of this embodiment. The shape of the electrode includes, for example, a laminated body or a wound body, but is not particularly limited. The current collector is preferably a metal sheet with a thickness of 0.001 to 0.5 mm. Examples of metals of the current collector include iron, copper, aluminum, nickel, and stainless steel. When the non-aqueous secondary battery is a lithium ion secondary battery, aluminum is preferred as the positive electrode current collector, and copper is preferred as the negative electrode current collector, but is not particularly limited.

본 실시 형태의 전극은, 예를 들어 전극 슬러리를 집전체 상에 도포하여, 건조시킴으로써 제조할 수 있지만, 이 방법에 한정되지는 않는다.The electrode of this embodiment can be manufactured, for example, by applying an electrode slurry onto a current collector and drying it, but the method is not limited to this method.

전극 슬러리를 집전체 상에 도포하는 방법으로서는, 예를 들어, 리버스 롤법, 다이렉트 롤법, 닥터 블레이드법, 나이프법, 익스트루전법, 커튼법, 그라비아법, 바법, 침지법 및 스퀴즈법 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 닥터 블레이드법, 나이프법, 또는 익스트루전법이 바람직하고, 닥터 블레이드를 사용하여 도포하는 것이 보다 바람직하다. 전극 슬러리의 점성 등의 여러 물성 및 건조성에 대하여 적합하고, 양호한 표면 상태의 도포막을 얻을 수 있기 때문이다.Methods for applying the electrode slurry onto the current collector include, for example, the reverse roll method, direct roll method, doctor blade method, knife method, extrusion method, curtain method, gravure method, bar method, dipping method, and squeeze method. there is. Among these, the doctor blade method, knife method, or extrusion method is preferable, and application using a doctor blade is more preferable. This is because it is suitable for various physical properties such as the viscosity of the electrode slurry and drying properties, and a coating film with a good surface condition can be obtained.

전극 슬러리는, 집전체의 편면에만 도포해도 되고, 양면에 도포해도 된다. 전극 슬러리를 집전체의 양면에 도포하는 경우는, 편면씩 도포해도 되고, 양면 동시에 도포해도 된다. 또한, 전극 슬러리는, 집전체의 표면에 연속해서 도포해도 되고, 간헐적으로 도포해도 된다. 전극 슬러리의 도포량, 도포 범위는, 전지의 크기 등에 따라 적절히 결정할 수 있다. 건조 후의 전극 활물질층의 단위 면적당 중량은, 4 내지 20㎎/㎠인 것이 바람직하고, 6 내지 16㎎/㎠인 것이 보다 바람직하다.The electrode slurry may be applied to only one side of the current collector or to both sides. When applying the electrode slurry to both sides of the current collector, it may be applied on one side at a time or on both sides simultaneously. In addition, the electrode slurry may be applied continuously to the surface of the current collector or may be applied intermittently. The application amount and application range of the electrode slurry can be appropriately determined depending on the size of the battery, etc. The weight per unit area of the electrode active material layer after drying is preferably 4 to 20 mg/cm2, and more preferably 6 to 16 mg/cm2.

집전체에 도포된 전극 슬러리를 건조함으로써 전극 시트가 얻어진다. 건조 방법은, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 열풍, 진공, (원)적외선, 전자선, 마이크로파 및 저온풍을 단독 혹은 조합하여 사용할 수 있다. 건조 온도는, 40℃ 이상 180℃ 이하인 것이 바람직하고, 건조 시간은, 1분 이상 30분 이하인 것이 바람직하다.An electrode sheet is obtained by drying the electrode slurry applied to the current collector. The drying method is not particularly limited, but for example, hot air, vacuum, (far) infrared rays, electron beams, microwaves, and low-temperature air can be used alone or in combination. The drying temperature is preferably 40°C or more and 180°C or less, and the drying time is preferably 1 minute or more and 30 minutes or less.

전극 시트는 그대로 전극으로서 사용해도 되지만, 전극으로서 적당한 크기나 형상으로 하기 위해 절단해도 된다. 전극 시트의 절단 방법은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 슬릿, 레이저, 와이어 커트, 커터, 톰슨 등을 사용할 수 있다.The electrode sheet may be used as an electrode as is, but may be cut to obtain an appropriate size or shape as an electrode. The cutting method of the electrode sheet is not particularly limited, but for example, slit, laser, wire cut, cutter, Thomson, etc. can be used.

전극 시트를 절단하기 전 또는 후에, 필요에 따라 그것을 프레스해도 된다. 그것에 의해 전극 활물질을 전극에 의해 견고하게 결착시켜, 더 전극을 얇게 함으로써 비수계 전지의 콤팩트화가 가능해진다. 프레스의 방법으로서는, 일반적인 방법을 사용할 수 있고, 특히 금형 프레스법 또는 롤 프레스법을 사용하는 것이 바람직하다. 프레스압은, 특별히 한정되지는 않지만, 프레스에 의한 전극 활물질로의 리튬 이온 등의 도프/탈도프에 영향을 미치지 않는 범위인 0.5 내지 5t/㎠로 하는 것이 바람직하다.Before or after cutting the electrode sheet, you may press it as needed. This allows the electrode active material to be firmly bound to the electrode and makes the electrode thinner, making it possible to compact the non-aqueous battery. As the press method, any general method can be used, and it is particularly preferable to use the mold press method or the roll press method. The press pressure is not particularly limited, but is preferably set to 0.5 to 5 t/cm2, which is a range that does not affect doping/undedoping of lithium ions or the like into the electrode active material by pressing.

<5. 전지><5. battery>

본 실시 형태에 관한 전지의 바람직한 일례로서, 리튬 이온 이차 전지에 대하여 설명하지만, 전지의 구성은 이하에 설명하는 구성에 한정되지는 않는다. 여기서 설명하는 예에 관한 리튬 이온 이차 전지는, 정극, 부극, 전해액 및 필요에 따라 세퍼레이터 등의 부품이 외장체에 수용되어 있다. 정극과 부극 중 적어도 한쪽은, 본 실시 형태에 관한 전극 결합제를 포함한다.As a preferred example of the battery according to this embodiment, a lithium ion secondary battery will be described, but the configuration of the battery is not limited to the configuration described below. In the lithium ion secondary battery according to the example described here, components such as a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and, if necessary, a separator are accommodated in an external body. At least one of the positive electrode and the negative electrode contains the electrode binder according to this embodiment.

<5-1. 전해액><5-1. Electrolyte >

전해액으로서는, 이온 전도성을 갖는 비수계의 액체를 사용한다. 전해액으로서는, 전해질을 유기 용매에 용해시킨 용액, 이온 액체 등을 들 수 있지만, 제조 비용이 낮아, 내부 저항이 낮은 전지가 얻어지기 때문에, 전자가 바람직하다.As the electrolyte solution, a non-aqueous liquid with ionic conductivity is used. Examples of the electrolyte solution include a solution in which an electrolyte is dissolved in an organic solvent, an ionic liquid, etc., but the former is preferable because the manufacturing cost is low and a battery with low internal resistance can be obtained.

전해질로서는, 알칼리 금속염을 사용할 수 있고, 전극 활물질의 종류 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 전해질로서는, 예를 들어 LiClO4, LiBF6, LiPF6, LiCF3SO3, LiCF3CO2, LiAsF6, LiSbF6, LiB10Cl10, LiAlCl4, LiCl, LiBr, LiB(C2H5)4, CF3SO3Li, CH3SO3Li, LiCF3SO3, LiC4F9SO3, Li(CF3SO2)2N, 지방족 카르복실산리튬 등을 들 수 있다. 또한, 전해질로서, 그밖의 알칼리 금속염을 사용할 수도 있다.As the electrolyte, an alkali metal salt can be used, and can be appropriately selected depending on the type of electrode active material, etc. Electrolytes include, for example, LiClO 4 , LiBF 6 , LiPF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiCl, LiBr, LiB(C 2 H 5 ). 4 , CF 3 SO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, LiCF 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , Li(CF 3 SO 2 ) 2 N, lithium aliphatic carboxylate, etc. Additionally, other alkali metal salts can be used as the electrolyte.

전해질을 용해하는 유기 용매로서는, 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 에틸렌카르보네이트(EC), 프로필렌카르보네이트(PC), 디에틸카르보네이트(DEC), 메틸에틸카르보네이트(MEC), 디메틸카르보네이트(DMC), 플루오로에틸렌카르보네이트(FEC), 비닐렌카르보네이트(VC) 등의 탄산에스테르 화합물, 아세토니트릴 등의 니트릴 화합물, 아세트산에틸, 아세트산프로필, 프로피온산메틸, 프로피온산에틸, 프로피온산프로필 등의 카르복실산에스테르를 들 수 있다. 이들 유기 용매는, 1종 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.The organic solvent that dissolves the electrolyte is not particularly limited, but examples include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), diethyl carbonate (DEC), and methyl ethyl carbonate (MEC). , carbonate ester compounds such as dimethyl carbonate (DMC), fluoroethylene carbonate (FEC), and vinylene carbonate (VC), nitrile compounds such as acetonitrile, ethyl acetate, propyl acetate, methyl propionate, and propionic acid. and carboxylic acid esters such as ethyl and propyl propionate. These organic solvents may be used individually by one type, or may be used in combination of two or more types.

<5-2. 외장체><5-2. External body>

외장체로서는, 금속이나 알루미늄 라미네이트재 등을 적절히 사용할 수 있다. 전지의 형상은, 코인형, 버튼형, 시트형, 원통형, 각형, 편평형 등, 어느 형상이어도 된다.As the exterior body, metal, aluminum laminate, etc. can be appropriately used. The shape of the battery may be any shape, such as coin shape, button shape, sheet shape, cylindrical shape, square shape, or flat shape.

실시예Example

이하에, 리튬 이온 이차 전지의 부극 결합제, 부극 슬러리, 부극, 리튬 이온 이차 전지에 대한 실시예 및 비교예를 나타내어 본 발명을 더 상세하게 설명한다. 또한, 본 발명은 이들 실시예에 의해 한정되지는 않는다.Below, the present invention will be described in more detail by showing examples and comparative examples for the negative electrode binder, negative electrode slurry, negative electrode, and lithium ion secondary battery. Additionally, the present invention is not limited to these examples.

<1. 부극 결합제><1. Negative bonding agent>

〔1-1. 공중합체의 합성〕〔1-1. [Synthesis of copolymer]

실시예 1 내지 20 및 비교예 1 내지 5에서 사용한 각 단량체, 다관능 티올 화합물 (C) 및 연쇄 이동제의 구성을 표 2 내지 4에 나타냈다. 여기서 표 2 내지 4에 나타나는 각 단량체, 다관능 티올 화합물 (C), 연쇄 이동제 및 중합 개시제를 중합 성분이라고 칭한다. 이하, 표 2 내지 4에 나타나는 각 원료 화합물의 상세는 이하와 같다. 단량체의 용액으로서 사용되는 경우, 표 중의 단량체의 사용량은, 용매를 포함하지 않는 그 단량체 자체의 양을 나타낸다.The composition of each monomer, polyfunctional thiol compound (C), and chain transfer agent used in Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 5 are shown in Tables 2 to 4. Here, each monomer, polyfunctional thiol compound (C), chain transfer agent, and polymerization initiator shown in Tables 2 to 4 are referred to as polymerization components. Hereinafter, details of each raw material compound shown in Tables 2 to 4 are as follows. When used as a monomer solution, the amount of monomer used in the table represents the amount of the monomer itself without solvent.

또한, 중합 개시제는, 탈리하는 질소 등, 일부가 중합체에 도입되지 않는 부분이 있다. 그러나, 중합 개시제의 사용량은 적기 때문에, 표 2 내지 4에 있어서, 중합 성분 중의 각 성분의 함유율(질량%) 및 중합 성분 1g당의 각 성분의 몰수는, 생성되는 공중합체 중의 각 성분에 대응하는 구조의 함유율 및 공중합체 1g당의 각 성분에 대응하는 구조의 몰수로 할 수 있다.Additionally, the polymerization initiator has some parts that are not introduced into the polymer, such as nitrogen that is desorbed. However, since the amount of polymerization initiator used is small, in Tables 2 to 4, the content rate (mass %) of each component in the polymerization component and the number of moles of each component per 1 g of the polymerization component are the structures corresponding to each component in the produced copolymer. It can be determined by the content rate of and the number of moles of the structure corresponding to each component per 1 g of copolymer.

Figure pct00019
Figure pct00019

Figure pct00020
Figure pct00020

Figure pct00021
Figure pct00021

단량체 (A-1): N-비닐아세트아미드(NVA)Monomer (A-1): N-vinylacetamide (NVA)

단량체 (B-1): 아크릴산나트륨(AaNa)(28.5질량% 수용액)Monomer (B-1): Sodium acrylate (AaNa) (28.5% by mass aqueous solution)

단량체 (B-2): 아크릴산리튬(AaLi)(28.5질량% 수용액),Monomer (B-2): Lithium acrylate (AaLi) (28.5% by mass aqueous solution),

Aa: 아크릴산Aa: Acrylic acid

다관능 티올 화합물 (C-1): 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토부티레이트)Multifunctional thiol compound (C-1): pentaerythritol tetrakis (3-mercaptobutyrate)

다관능 티올 화합물 (C-2): 트리메틸올프로판트리스(3-머캅토부티레이트)Multifunctional thiol compound (C-2): Trimethylolpropanetris(3-mercaptobutyrate)

다관능 티올 화합물 (C-3): 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부탄Polyfunctional thiol compound (C-3): 1,4-bis(3-mercaptobutyryloxy)butane

다관능 티올 화합물 (C-4): 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트) Multifunctional thiol compound (C-4): pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate)

단량체 (D-1): 메톡시폴리에틸렌글리콜메타크릴레이트(EVONIK INDUSTRIES제; VISIOMER(등록 상표) MPEG2005 MA W)(일반식 (10) 중의 R41=CH3, R42=H, R44=CH3, j=45, k=0, j+k=45)의 50.0질량% 수용액Monomer (D-1): Methoxypolyethylene glycol methacrylate (manufactured by EVONIK INDUSTRIES; VISIOMER (registered trademark) MPEG2005 MA W) (R 41 =CH 3 , R 42 =H, R 44 =CH in general formula (10) 50.0% by mass aqueous solution of 3 , j=45, k=0, j+k=45)

단량체 (E-1): 벤질아크릴레이트Monomer (E-1): Benzyl acrylate

MPA: β-머캅토프로피온산MPA: β-mercaptopropionic acid

TMA: 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트TMA: tetramethylolmethanetetraacrylate

중합 개시제: 2,2'-아조비스(2-메틸프로피온아미딘)2염산염(와코 준야쿠 고교사제; V-50) 및 과황산암모늄(와코 준야쿠 고교사제)Polymerization initiator: 2,2'-azobis(2-methylpropionamidine) dihydrochloride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.; V-50) and ammonium persulfate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

냉각관, 온도계, 교반기, 적하 깔때기가 조립된 세퍼러블 플라스크에, 각 실시예 및 비교예에 대응하는 조성(표 2 내지 4)의 중합 성분을 합계로 100질량부, 과황산암모늄을 0.050질량부, 물 693질량부를 30℃에서 투입했다. 이것을, 80℃로 승온하여, 4시간 중합을 행하여, 공중합체 P1 내지 CP20 및 공중합체 CP1 내지 CP5를 각각 합성했다.In a separable flask equipped with a cooling tube, thermometer, stirrer, and dropping funnel, a total of 100 parts by mass of polymerization components of the composition (Tables 2 to 4) corresponding to each Example and Comparative Example and 0.050 parts by mass of ammonium persulfate were added. , 693 parts by mass of water were added at 30°C. This was heated to 80°C and polymerized for 4 hours to synthesize copolymers P1 to CP20 and copolymers CP1 to CP5, respectively.

〔1-2. 부극 결합제 조성물의 제작〕〔1-2. Production of negative electrode binder composition]

공중합체가 얻어진 반응액에, 불휘발분 농도 10.0질량%가 되도록 물을 더하여(단량체 (B-1)에 포함되는 물을 고려하여 물의 첨가량을 조절함), 부극 결합제 조성물 Q1 내지 Q20 및 CQ1 내지 CQ5를 조제했다. 이하의 설명에 있어서, 공중합체 P1 내지 P20을 구별하지 않고 언급하는 경우는 공중합체 (P) 및 공중합체 CP1 내지 CP5를 구별하지 않고 언급하는 경우는 공중합체 (CP)라고 하는 경우도 있다. 부극 결합제 조성물 Q1 내지 Q20을 구별하지 않고 언급하는 경우는 부극 결합제 조성물(Q) 및 부극 결합제 조성물 CQ1 내지 CQ5를 구별하지 않고 언급하는 경우는 부극 결합제 조성물 (CQ)라고 하는 경우도 있다.To the reaction solution in which the copolymer was obtained, water was added so that the non-volatile matter concentration was 10.0% by mass (the amount of water added was adjusted considering the water contained in the monomer (B-1)), and negative electrode binder compositions Q1 to Q20 and CQ1 to CQ5 were prepared. was prepared. In the following description, when copolymers P1 to P20 are referred to without distinction, they may be referred to as copolymer (P), and when copolymers CP1 to CP5 are referred to without distinction, they may be referred to as copolymer (CP). When the negative electrode binder compositions Q1 to Q20 are referred to without distinction, they may be referred to as the negative electrode binder composition (Q), and when the negative electrode binder compositions CQ1 to CQ5 are referred to without distinction, they may be referred to as the negative electrode binder composition (CQ).

〔1-3. 공중합체 (P)의 중량 평균 분자량〕〔1-3. Weight average molecular weight of copolymer (P)]

공중합체 (P) 및 공중합체 (CP)의 중량 평균 분자량을, 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 사용하여 이하의 조건에서 측정하여, 측정 결과를 표 4에 나타냈다.The weight average molecular weight of the copolymer (P) and copolymer (CP) was measured under the following conditions using gel permeation chromatography (GPC), and the measurement results are shown in Table 4.

GPC 장치: GPC-101(쇼와 덴코(주)제))GPC device: GPC-101 (manufactured by Showa Denko Co., Ltd.)

용매: 0.1M NaNO3 수용액Solvent: 0.1M NaNO 3 aqueous solution

샘플 칼럼: Shodex Column Ohpak SB-806 HQ(8.0mm I.D. x300mm)×2Sample Column: Shodex Column Ohpak SB-806 HQ (8.0mm I.D. x300mm)×2

레퍼런스 칼럼: Shodex Column Ohpak SB-800 RL(8.0mm I.D. x300mm)×2Reference column: Shodex Column Ohpak SB-800 RL (8.0mm I.D. x300mm) × 2

칼럼 온도: 40℃Column temperature: 40℃

샘플 농도: 0.1질량%Sample concentration: 0.1 mass%

검출기: RI-71S(가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제)Detector: RI-71S (manufactured by Shimazu Seisakusho Co., Ltd.)

펌프: DU-H2000(가부시키가이샤 시마즈 세이사쿠쇼제)Pump: DU-H2000 (made by Shimazu Seisakusho Co., Ltd.)

압력: 1.3MPaPressure: 1.3MPa

유량: 1ml/minFlow rate: 1ml/min

분자량 스탠다드: 풀루란(P-5, P-10, P-20, P-50, P-100, P-200, P-400, P-800, P-1300, P-2500(쇼와 덴코(주)제))Molecular weight standards: Pullulan (P-5, P-10, P-20, P-50, P-100, P-200, P-400, P-800, P-1300, P-2500 (Showa Denko ( subject))

<2. 부극 슬러리><2. Negative electrode slurry>

〔2-1. 부극 슬러리의 제작〕〔2-1. Production of negative electrode slurry]

흑연으로서 SCMG(등록 상표)-XRs(쇼와 덴코(주)제)를 76.8질량부와, 일산화규소(SiO)(Sigma-Aldrich제)를 19.2질량부와, VGCF(등록 상표)-H(쇼와 덴코(주))를 1.0질량부, 결합제 조성물(Q)을 30질량부(공중합체 (P)를 3.0질량부, 물을 27질량부 포함함) 및 물을 20질량부를 혼합했다. 혼합은, 교반식 혼합 장치(자전 공전 교반 믹서)를 사용하여 2000회전/분으로 4분간 혼련함으로써 행해졌다. 얻어진 혼합물에, 추가로 물을 53질량부 더하고, 상기 혼합 장치에서, 2000회전/분으로 4분간 더 혼합하여, 부극 슬러리를 제작했다.As graphite, 76.8 parts by mass of SCMG (registered trademark)-XRs (manufactured by Showa Denko Co., Ltd.), 19.2 parts by mass of silicon monoxide (SiO) (manufactured by Sigma-Aldrich), and VGCF (registered trademark)-H (manufactured by Showa Denko) 1.0 parts by mass of Denko Co., Ltd.), 30 parts by mass of binder composition (Q) (including 3.0 parts by mass of copolymer (P) and 27 parts by mass of water), and 20 parts by mass of water were mixed. Mixing was performed by kneading at 2000 revolutions/min for 4 minutes using a stirring mixing device (autorotating mixing mixer). An additional 53 parts by mass of water was added to the obtained mixture, and the mixture was further mixed at 2000 revolutions/min for 4 minutes in the above mixing device to prepare a negative electrode slurry.

〔2-2. 부극 슬러리의 외관 평가〕〔2-2. Appearance evaluation of negative electrode slurry]

제작된 부극 슬러리를 눈으로 보아 외관을 확인하고, 응집물의 사이즈를 마이크로미터로 측정했다. 부극 슬러리 10g 중에 최장 치수 1㎜ 이상의 응집물이 있는 경우를 ×, 없는 경우를 ○라고 했다. 평가 결과를 표 5에 나타냈다.The appearance of the produced negative electrode slurry was visually confirmed, and the size of the aggregates was measured with a micrometer. The case where there was an aggregate of 1 mm or more in the longest dimension in 10 g of negative electrode slurry was designated as ×, and the case where there was no aggregate was designated as ○. The evaluation results are shown in Table 5.

Figure pct00022
Figure pct00022

<3. 부극><3. Negative pole>

〔3-1. 부극 활물질층의 유연성(권회 시험)〕〔3-1. Flexibility of negative electrode active material layer (winding test)]

상기한 바와 같이 제작된 부극 슬러리를 두께 10㎛의 구리박(집전체)의 양면에, 건조 후의 단위 면적당 중량이 8㎎/㎠가 되도록 닥터 블레이드를 사용하여 도포했다. 부극 슬러리가 도포된 구리박을, 60℃에서 10분 건조 후, 다시 100℃에서 5분 건조시켜 부극 활물질층이 형성된 부극 시트를 제작했다. 이 부극 시트를, 금형 프레스를 사용하여 프레스압 1t/㎠로 프레스했다.The negative electrode slurry produced as described above was applied to both sides of a 10-μm-thick copper foil (current collector) using a doctor blade so that the weight per unit area after drying was 8 mg/cm2. The copper foil to which the negative electrode slurry was applied was dried at 60°C for 10 minutes and then dried again at 100°C for 5 minutes to produce a negative electrode sheet on which a negative electrode active material layer was formed. This negative electrode sheet was pressed at a press pressure of 1 t/cm2 using a mold press.

여기서 프레스된 부극 시트를 폭 50㎜, 길이 60㎜로 잘라내어, 시험편으로 했다. 이 시험편을 80℃에서 12시간 건조시켰다. 건조 후의 시험편의 폭 방향의 한 변을, 직경 3㎜의 스테인리스제 막대에, 두께 50㎛의 편면 점착 테이프로 고정했다(시험편의 폭 방향과 스테인리스제 막대의 길이 방향이 평행). 시험편의 폭 방향의 다른 변을 유리판에 고정했다. 이 스테인리스제 막대에 시험편을 권회시킨 후, 그 시험편을 목시하여 외관을 관찰하여, 시험편에 있어서의 크랙의 수를 카운트했다.The negative electrode sheet pressed here was cut into a width of 50 mm and a length of 60 mm to prepare a test piece. This test piece was dried at 80°C for 12 hours. One side of the dried test piece in the width direction was fixed to a stainless steel bar with a diameter of 3 mm using a single-sided adhesive tape with a thickness of 50 μm (the width direction of the test piece and the longitudinal direction of the stainless steel bar were parallel). The other side of the test piece in the width direction was fixed to a glass plate. After the test piece was wound around this stainless steel bar, the test piece was visually observed to observe its appearance, and the number of cracks in the test piece was counted.

〔3-2. 부극 활물질층의 집전체에 대한 박리 강도〕〔3-2. Peeling strength of negative electrode active material layer to current collector]

구리박의 양면에 부극 슬러리를, 건조 후의 단위 면적당 중량이 8㎎/㎠가 되도록 도포한 것 이외는 상기 유연성의 평가와 마찬가지로, 프레스된 부극 시트를 제작했다.A pressed negative electrode sheet was produced in the same manner as the above evaluation of flexibility, except that the negative electrode slurry was applied to both sides of the copper foil so that the weight per unit area after drying was 8 mg/cm2.

여기서 프레스된 부극 시트를 사용하여, 전 공정에 있어서 23℃, 상대 습도 50질량% 분위기에서 행하였다. 시험기는 텐실론(등록 상표, (주)에이앤디제)을 사용했다. 부극 시트를 폭 25㎜, 길이 70㎜로 잘라내어, 시험편으로 했다. 시험편 상의 부극 활물질층과, 폭 50㎜, 길이 200㎜ SUS판을 양면 테이프(NITTOTAPE(등록 상표) No5, 닛토 덴코(주)제)를 사용하여, 시험편의 중심과 SUS판의 중심이 일치하도록 접합했다. 또한, 양면 테이프는 시험편의 전 범위를 커버하도록 접합했다. 접합은 2㎏ 롤러를 시험편 전체에 걸쳐 1왕복시킴으로써 행하였다.Using the negative electrode sheet pressed here, the entire process was carried out in an atmosphere of 23°C and a relative humidity of 50% by mass. The tester used was Tensilon (registered trademark, A&D Co., Ltd.). The negative electrode sheet was cut to 25 mm in width and 70 mm in length to prepare a test piece. The negative electrode active material layer on the test piece and the SUS plate with a width of 50 mm and a length of 200 mm were joined using double-sided tape (NITTOTAPE (registered trademark) No5, manufactured by Nitto Denko Co., Ltd.) so that the center of the test piece coincides with the center of the SUS plate. did. Additionally, double-sided tape was bonded to cover the entire area of the test piece. Bonding was performed by reciprocating a 2 kg roller once over the entire test piece.

시험편과 SUS판을 접합한 상태에서 10분 방치한 후, 부극 활물질로부터 구리박을, 시험편의 일단으로부터 길이 방향으로 20㎜ 박리하고, 180°절첩, 박리한 구리박의 부분을 시험기의 상측의 척으로 파지했다. 또한, 구리박을 박리한 쪽의 SUS판의 일단을 하측의 척으로 파지했다. 그 상태에서, 시험편으로부터 구리박을 100±10㎜/min의 속도로 박리하여, 박리 길이(㎜)-박리력(mN)의 그래프를 얻었다. 얻어진 그래프에 있어서 박리 길이 10 내지 45㎜에 있어서의 박리력의 평균값(mN)을 산출하고, 박리력의 평균값을 시험편의 폭 25㎜로 나눈 수치를 부극 활물질층의 박리 강도(mN/㎜)라고 했다. 또한, 어느 실시예 및 비교예에 있어서도, 시험 중, 양면 테이프와 SUS판 사이에서의 박리 및 양면 테이프와 부극 활물질층 사이에서의 계면 박리는 일어나지 않았다.After leaving the test piece and the SUS plate together for 10 minutes, peel the copper foil from the negative electrode active material by 20 mm in the longitudinal direction from one end of the test piece, fold it 180°, and place the peeled portion of the copper foil in the chuck on the upper side of the testing machine. I grabbed it. Additionally, one end of the SUS plate on the side from which the copper foil was peeled was held by the lower chuck. In that state, the copper foil was peeled from the test piece at a rate of 100 ± 10 mm/min, and a graph of peeling length (mm) - peeling force (mN) was obtained. In the obtained graph, the average value (mN) of the peeling force in the peeling length of 10 to 45 mm is calculated, and the average value of the peeling force divided by the width of the test piece 25 mm is referred to as the peeling strength of the negative electrode active material layer (mN/mm). did. Additionally, in any of the examples and comparative examples, peeling between the double-sided tape and the SUS plate and interfacial peeling between the double-sided tape and the negative electrode active material layer did not occur during the test.

<4. 리튬 이온 이차 전지><4. Lithium ion secondary battery>

〔4-1. 전지의 제작〕〔4-1. Manufacturing of batteries]

[부극][Negative pole]

상기 프레스된 부극 시트를 22㎜×22㎜로 잘라내고, 도전 탭을 설치하여 부극을 제작했다.The pressed negative electrode sheet was cut into 22 mm x 22 mm, and a conductive tab was installed to produce a negative electrode.

[정극][Positive pole]

LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2를 90질량부, 아세틸렌 블랙을 5질량부 및 폴리불화비닐리덴 5질량부를 혼합하고, 그 후, N-메틸피롤리돈 100질량부를 혼합하여 정극 슬러리를 조제했다(고형분 중의 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2의 비율은 0.90).90 parts by mass of LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , 5 parts by mass of acetylene black, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride were mixed, and then 100 parts by mass of N-methylpyrrolidone were mixed. A positive electrode slurry was prepared (the ratio of LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 in the solid content was 0.90).

조제한 정극 슬러리를, 닥터 블레이드법에 의해 두께 20㎛의 알루미늄박(집전체)의 편면에, 건조 후의 단위 면적당 중량이 22.5㎎/㎠(22.5×10-3g/㎠)가 되도록 닥터 블레이드를 사용하여 도포했다. 정극 슬러리가 도포된 알루미늄박을, 120℃에서 5분 건조 후, 롤 프레스에 의해 프레스하여, 두께 100㎛의 정극 활물질층이 형성된 정극 시트를 제작했다. 얻어진 정극 시트를 20㎜×20㎜(2.0㎝×2.0㎝)로 잘라내고, 도전 탭을 설치하여 정극을 제작했다.The prepared positive electrode slurry is spread on one side of a 20㎛ thick aluminum foil (current collector) using the doctor blade method so that the weight per unit area after drying is 22.5 mg/cm2 (22.5×10 -3 g/cm2). and applied it. The aluminum foil coated with the positive electrode slurry was dried at 120°C for 5 minutes and then pressed with a roll press to produce a positive electrode sheet with a positive electrode active material layer having a thickness of 100 μm. The obtained positive electrode sheet was cut into 20 mm x 20 mm (2.0 cm x 2.0 cm), and a conductive tab was installed to produce a positive electrode.

제작한 정극의 이론 용량은, 정극 슬러리의 건조 후의 단위 면적당 중량(22.5×10-3g/㎠)×정극 슬러리의 도포 면적(2.0㎝×2.0㎝)×LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2의 정극 활물질로서의 용량(160mAh/g)×고형분 중의 LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2의 비율(0.90)로 구해지고, 산출되는 값은 13mAh이다.The theoretical capacity of the produced positive electrode is: weight per unit area after drying of the positive electrode slurry (22.5 × 10 -3 g/cm2) × application area of the positive electrode slurry ( 2.0 cm × 2.0 cm ) The capacity of /3 O 2 as a positive electrode active material (160 mAh/g) × the ratio of LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 in the solid content (0.90) is calculated, and the calculated value is 13 mAh.

[전해액][Electrolyte]

에틸렌카르보네이트(EC)와 에틸메틸카르보네이트(EMC)와 플루오로에틸렌카르보네이트(FEC)를 체적비 30:60:10으로 혼합한 혼합 용매에, LiPF6을 1.0mol/L, 비닐렌카르보네이트(VC)를 1.0질량%의 농도가 되도록 용해하여, 전해액을 조제했다.In a mixed solvent of ethylene carbonate (EC), ethylmethyl carbonate (EMC), and fluoroethylene carbonate (FEC) in a volume ratio of 30:60:10, 1.0 mol/L of LiPF 6 and vinylene were added. Carbonate (VC) was dissolved to a concentration of 1.0 mass% to prepare an electrolyte solution.

[전지의 조립][Assembling the battery]

폴리올레핀 다공성 필름을 포함하는 세퍼레이터를 통해, 정극과 부극을, 각각의 활물질층이 서로 대향하도록 배치하여, 알루미늄 라미네이트 외장체(전지 팩) 중에 수납했다. 이 외장체 중에 전해액을 주입하고, 진공 히트 실러로 패킹하여, 라미네이트형 전지를 얻었다.The positive electrode and the negative electrode were arranged so that each active material layer faced each other through a separator containing a polyolefin porous film, and were stored in an aluminum laminated exterior body (battery pack). An electrolyte solution was injected into this exterior body and packed with a vacuum heat sealer to obtain a laminated battery.

〔4-2. 전지의 사이클 특성(방전 용량 유지율)의 평가〕〔4-2. Evaluation of battery cycle characteristics (discharge capacity maintenance rate)]

각 실시예 및 비교예에서 제작한 각각의 전지의 사이클 특성을 평가했다. 평가 방법은 이하와 같고, 평가 결과는 표 5에 나타낸 바와 같다.The cycle characteristics of each battery produced in each Example and Comparative Example were evaluated. The evaluation method is as follows, and the evaluation results are as shown in Table 5.

전지의 방전 용량 유지율의 측정(전지의 충방전 사이클 시험)은, 25℃의 조건 하에서, 이하의 수순으로 행하였다. 먼저, 전압 4.2V가 될 때까지 1C의 전류로 충전하고(CC 충전), 이어서, 전류 0.05C가 될 때까지 4.2V의 전압으로 충전했다(CV 충전). 30분 방치 후, 전압 2.75V가 될 때까지 1C의 전류로 방전했다(CC 방전). CC 충전, CV 충전 및 CC 방전의 일련의 조작을 1사이클로 한다. n사이클째의 CC 충전 및 CV 충전에 있어서의 전류의 시간 적분값의 합을 n사이클째의 충전 용량(mAh), n사이클째의 CC 방전에 있어서의 전류의 시간 적분값을 n사이클째의 방전 용량(mAh)으로 한다. 전지의 n사이클째의 방전 용량 유지율은, 1사이클째의 방전 용량에 대한 n사이클째의 방전 용량의 비율(%)이다. 본 실시예 및 비교예에서는, 100사이클째의 방전 용량 유지율을 평가했다.Measurement of the discharge capacity maintenance rate of the battery (charge/discharge cycle test of the battery) was conducted under the conditions of 25°C and using the following procedures. First, it was charged with a current of 1C until the voltage reached 4.2V (CC charging), and then it was charged with a voltage of 4.2V until the current reached 0.05C (CV charging). After leaving for 30 minutes, it was discharged with a current of 1C until the voltage reached 2.75V (CC discharge). A series of operations of CC charging, CV charging, and CC discharging are performed as one cycle. The sum of the time integral values of the current in the nth cycle CC charging and CV charging is the nth cycle charge capacity (mAh), and the time integral value of the current in the nth cycle CC discharge is the nth cycle discharge. Capacity (mAh). The discharge capacity maintenance rate of the nth cycle of a battery is the ratio (%) of the discharge capacity of the nth cycle to the discharge capacity of the first cycle. In this example and comparative example, the discharge capacity maintenance rate at the 100th cycle was evaluated.

<5. 평가 결과><5. Evaluation results>

표 5로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 내지 20에서 제작된 부극 슬러리는, 응집물의 발생이 적다. 실시예 1 내지 20에서 제작된 부극은, 권회 시험에 있어서 발생한 크랙이 적고, 전극 활물질층의 유연성이 높은 것을 알 수 있다. 실시예 1 내지 20에서 제작된 부극은, 부극 활물질층의 집전체에 대한 박리 강도도 높다. 실시예 1 내지 20에서 제작된 리튬 이온 이차 전지는, 전지의 사용에 수반하는 방전 용량 유지율이 높은 것, 즉 사이클 특성이 우수한 것을 알 수 있다.As can be seen from Table 5, the negative electrode slurries produced in Examples 1 to 20 generate little aggregates. It can be seen that the negative electrodes produced in Examples 1 to 20 had few cracks generated in the winding test and the flexibility of the electrode active material layer was high. The negative electrodes produced in Examples 1 to 20 also had high peeling strength from the current collector of the negative electrode active material layer. It can be seen that the lithium ion secondary batteries produced in Examples 1 to 20 have a high discharge capacity maintenance rate accompanying use of the battery, that is, excellent cycle characteristics.

비교예 1에서는, 아미드 결합을 갖지 않는 공중합체 CP1을 사용하여 부극 슬러리를 제작했다. 비교예 1에서 제작한 부극 슬러리에는 응집물이 있었다. 비교예 1에서 제작된 부극 슬러리는, 집전체에 대하여 평탄하게 도공할 수 없어, 평가 가능한 부극 및 전지의 제작은 할 수 없었다.In Comparative Example 1, a negative electrode slurry was produced using copolymer CP1 without an amide bond. The negative electrode slurry produced in Comparative Example 1 contained aggregates. The negative electrode slurry produced in Comparative Example 1 could not be coated evenly on the current collector, and an evaluable negative electrode and battery could not be produced.

비교예 2에서는, 아미드 결합을 과잉으로 포함하는 공중합체 CP2를 사용하여, 부극 슬러리, 부극 및 리튬 이온 이차 전지를 제작했다. 비교예 2에서 제작한 전극 슬러리에는 응집물이 있었다. 비교예 2에서 제작한 부극은, 권회 시험 중에 부극 활물질층이 미끄러져 떨어졌다. 또한, 비교예 2에서는, 부극 활물질층의 집전체에 대한 박리 강도가 낮았다. 비교예 2에서 제작한 리튬 이온 이차 전지는, 방전 용량 유지율이 낮았다.In Comparative Example 2, a negative electrode slurry, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were produced using copolymer CP2 containing excessive amide bonds. The electrode slurry produced in Comparative Example 2 contained aggregates. In the negative electrode produced in Comparative Example 2, the negative electrode active material layer slipped and fell during the winding test. Additionally, in Comparative Example 2, the peeling strength of the negative electrode active material layer from the current collector was low. The lithium ion secondary battery produced in Comparative Example 2 had a low discharge capacity maintenance rate.

비교예 3에서는, 치환기 (c)를 갖지 않는 공중합체 CP3을 사용하여, 부극 슬러리, 부극 및 리튬 이온 이차 전지를 제작했다. 비교예 3에서 제작한 부극은, 권회 시험 후에 부극 활물질층에 다수의 크랙이 발생하여, 부극의 유연성이 낮은 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 3에서는, 부극 활물질층의 집전체에 대한 박리 강도가 낮았다. 비교예 3에서 제작한 리튬 이온 이차 전지는, 방전 용량 유지율이 낮았다.In Comparative Example 3, a negative electrode slurry, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were produced using copolymer CP3 without the substituent (c). In the negative electrode produced in Comparative Example 3, many cracks occurred in the negative electrode active material layer after the winding test, and it was found that the flexibility of the negative electrode was low. Additionally, in Comparative Example 3, the peeling strength of the negative electrode active material layer from the current collector was low. The lithium ion secondary battery produced in Comparative Example 3 had a low discharge capacity maintenance rate.

비교예 4에서는, 다관능 티올 화합물 (C)를 다량으로 사용하여, 치환기 (c)를 과잉으로 포함하는 공중합체 CP4를 합성하려고 했지만, 생성물은 겔화되어, 평가 가능한 부극 슬러리를 제작할 수 없었다.In Comparative Example 4, an attempt was made to synthesize a copolymer CP4 containing an excessive amount of the substituent (c) by using a large amount of the polyfunctional thiol compound (C), but the product gelled and an evaluable negative electrode slurry could not be produced.

비교예 5에서는, 치환기 (c)를 포함하지 않고, 4관능 아크릴레이트(테트라메틸로메탄테트라아크릴라트) 유래의 구조 단위를 포함하는 공중합체 CP5를 사용하여, 부극 슬러리, 부극 및 리튬 이온 이차 전지를 제작했다. 비교예 5에서 제작한 부극은, 권회 시험 후에 부극 활물질층에 다수의 크랙이 발생하여, 부극의 유연성이 낮은 것을 알 수 있었다. 또한, 비교예 5에서는, 부극 활물질층의 집전체에 대한 박리 강도가 낮았다. 비교예 5에서 제작한 리튬 이온 이차 전지는, 방전 용량 유지율이 낮았다.In Comparative Example 5, a negative electrode slurry, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were prepared using copolymer CP5, which does not contain a substituent (c) and contains a structural unit derived from tetrafunctional acrylate (tetramethylomethane tetraacrylate). produced. In the negative electrode produced in Comparative Example 5, many cracks occurred in the negative electrode active material layer after the winding test, and it was found that the flexibility of the negative electrode was low. Additionally, in Comparative Example 5, the peeling strength of the negative electrode active material layer from the current collector was low. The lithium ion secondary battery produced in Comparative Example 5 had a low discharge capacity maintenance rate.

따라서, 본 실시예에 관한 결합제용 공중합체를 비수계 전지 부극용의 결합제로서 사용함으로써, 비수계 전지 부극에 있어서의 부극 활물질끼리 및 부극 활물질과 집전체 사이에서 충분한 결착성을 확보하면서, 유연성을 부여하여 전지로서 양호한 충방전 사이클 특성이 되는 것을 알 수 있었다.Therefore, by using the binder copolymer according to this example as a binder for a non-aqueous battery negative electrode, sufficient binding property between the negative electrode active materials and between the negative electrode active material and the current collector in the non-aqueous battery negative electrode is ensured, and flexibility is maintained. It was found that this gave good charge/discharge cycle characteristics as a battery.

또한, 이들 결합제는 비수계 전지 정극용의 결합제로서도 사용할 수 있고, 정극 활물질끼리 및 정극 활물질과 집전체 사이에서 충분한 결착성을 확보하면서, 충방전 사이클 특성이 양호한 전지를 제작할 수 있다.Additionally, these binders can also be used as binders for positive electrodes of non-aqueous batteries, and batteries with good charge/discharge cycle characteristics can be produced while ensuring sufficient binding properties between positive electrode active materials and between the positive electrode active materials and the current collector.

Claims (14)

공중합체 (P)를 포함하는 비수계 이차 전지 전극 결합제이며,
상기 공중합체 (P)는,
탄소 원자 사이의 결합만을 포함하는 주쇄와,
아미드 결합을 갖는 치환기와,
카르복시기의 염을 갖는 치환기와,
이하의 일반식 (1)로 표현되는 치환기 (c)
를 갖고,
상기 아미드 결합을 갖는 치환기, 상기 카르복시기의 염을 갖는 치환기 및 상기 치환기 (c)는, 각각, 상기 주쇄에 결합되어 있고,
상기 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 아미드 결합의 양은 0.050mmol/g 이상 5.0mmol/g 이하이고,
상기 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 카르복시기의 염의 양은 5.0mmol/g 이상 12.0mmol/g 이하이고,
상기 공중합체 (P) 1g당에 포함되는 상기 치환기 (c)의 양은 0.15×10-2mmol/g 이상 8.0×10-2mmol/g 이하인
것을 특징으로 하는 비수계 이차 전지 전극 결합제.

(일반식 (1)에 있어서, R31은 탄화수소기이고, m 및 n은 각각, R31에 직접 결합되어 있는 대응하는 치환기의 수를 나타내고, m은 0 이상의 정수, n은 1 이상의 정수, m+n≥2이다.)
It is a non-aqueous secondary battery electrode binder containing a copolymer (P),
The copolymer (P) is,
a main chain containing only bonds between carbon atoms,
A substituent having an amide bond,
A substituent having a salt of a carboxyl group,
Substituent (c) represented by the general formula (1) below:
With
The substituent having the amide bond, the substituent having the salt of the carboxyl group, and the substituent (c) are each bonded to the main chain,
The amount of amide bond contained per 1g of the copolymer (P) is 0.050 mmol/g or more and 5.0 mmol/g or less,
The amount of salt of the carboxyl group contained per 1g of the copolymer (P) is 5.0 mmol/g or more and 12.0 mmol/g or less,
The amount of the substituent (c) contained per 1g of the copolymer (P) is 0.15 × 10 -2 mmol/g or more and 8.0 × 10 -2 mmol/g or less.
A non-aqueous secondary battery electrode binder, characterized in that.

(In General Formula (1), R 31 is a hydrocarbon group, m and n each represent the number of the corresponding substituent directly bonded to R 31 , m is an integer of 0 or more, n is an integer of 1 or more, m +n≥2.)
제1항에 있어서, 상기 일반식 (1)에 있어서, R31은 탄소 원자 및 수소 원자를 포함하는, 비수계 이차 전지 전극 결합제.The non-aqueous secondary battery electrode binder according to claim 1, wherein in the general formula (1), R 31 contains a carbon atom and a hydrogen atom. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 일반식 (1)에 있어서, R31은 복수의 탄소 원자를 갖고, 탄소 원자 사이의 결합은 모두 단결합인, 비수계 이차 전지 전극 결합제.The non-aqueous secondary battery electrode binder according to claim 1 or 2, wherein in the general formula (1), R 31 has a plurality of carbon atoms, and all bonds between carbon atoms are single bonds. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 치환기 (c)의 식량을 Mc라고 하면, Mc/(m+n)≤400인, 비수계 이차 전지 전극 결합제.The non-aqueous secondary battery electrode binder according to claim 1 or 2, wherein Mc/(m+n)≤400, assuming that the formula of the substituent (c) is Mc. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 치환기 (c)는, 다관능 티올 화합물 (C) 유래의 구조이고, 상기 다관능 티올 화합물 (C)는 1분자 중에 머캅토기를 2개 이상 갖는, 비수계 이차 전지 전극 결합제.The method according to claim 1 or 2, wherein the substituent (c) is a structure derived from a polyfunctional thiol compound (C), and the polyfunctional thiol compound (C) has two or more mercapto groups in one molecule. Aqueous secondary battery electrode binder. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공중합체 (P)는, 또한 이하의 일반식 (2)로 표현되는 구조 단위 (d)를 0.50질량% 이상 20.0질량% 이하 포함하는, 비수계 이차 전지 전극 결합제.

(일반식 (2)에 있어서, R41, R42, R44는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기이다. R43은 탄소수 1 이상 6 이하의 알킬기이고, R42보다도 탄소 원자의 수가 많다. j 및 k는 각각, 대응하는 괄호 내의 구조가 직렬적으로 결합되어 있는 수를 의미한다. j는 1 이상의 정수, k는 0 이상의 정수이고, j+k≥20이다.)
The non-aqueous secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the copolymer (P) further contains 0.50% by mass or more and 20.0% by mass or less of the structural unit (d) represented by the following general formula (2). Electrode binder.

(In General Formula (2), R 41 , R 42 , and R 44 are each independently a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms. R 43 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and has more carbon atoms than R 42 The number of is large. j and k each mean the number of the structures in the corresponding parentheses being combined in series. j is an integer greater than 1, k is an integer greater than 0, and j+k≥20.)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공중합체 (P)는, 또한 이하의 일반식 (3)으로 표현되는 구조 단위 (e)를, 상기 공중합체 (P) 1g당에, 0.030mmol/g 이상 1.75mmol/g 이하 포함하는, 비수계 이차 전지 전극 결합제.

(일반식 (3)에 있어서, R51은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, R52는 방향환을 갖는 치환기이다.)
The method according to claim 1 or 2, wherein the copolymer (P) further contains a structural unit (e) represented by the following general formula (3) at 0.030 mmol/g per 1 g of the copolymer (P). A non-aqueous secondary battery electrode binder containing more than 1.75 mmol/g or less.

(In General Formula (3), R 51 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 52 is a substituent having an aromatic ring.)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공중합체 (P)에 있어서, 상기 아미드 결합의 적어도 일부가 이하의 일반식 (4)로 표현되는 구조 단위 (a)로서 포함되는, 비수계 이차 전지 전극 결합제.

(일반식 (4)에 있어서, R11, R12는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 탄소수 1 이상 5 이하의 알킬기를 나타낸다.)
The non-aqueous secondary battery electrode according to claim 1 or 2, wherein in the copolymer (P), at least a part of the amide bond is contained as a structural unit (a) represented by the following general formula (4) Binding agent.

(In General Formula (4), R 11 and R 12 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공중합체 (P)에 있어서, 상기 카르복시기의 염의 적어도 일부는 이하의 일반식 (5)로 표현되는 구조 단위 (b)로서 포함되는, 비수계 이차 전지 전극 결합제.

(일반식 (5)에 있어서, R2는 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, X는 양이온이다.)
The non-aqueous secondary battery electrode according to claim 1 or 2, wherein in the copolymer (P), at least a part of the salt of the carboxyl group is contained as a structural unit (b) represented by the following general formula (5) Binding agent.

(In General Formula (5), R 2 represents a hydrogen atom or a methyl group, and X is a cation.)
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공중합체 (P)의 중량 평균 분자량이 70만 이상 750만 이하인 것을 특징으로 하는 비수계 이차 전지 전극 결합제.The non-aqueous secondary battery electrode binder according to claim 1 or 2, wherein the weight average molecular weight of the copolymer (P) is 700,000 or more and 7.5 million or less. 제1항 또는 제2항에 기재된 비수계 이차 전지 전극 결합제와 수성 매체를 포함하는, 비수계 이차 전지 전극 결합제 조성물.A non-aqueous secondary battery electrode binder composition comprising the non-aqueous secondary battery electrode binder according to claim 1 or 2 and an aqueous medium. 집전체와, 해당 집전체 표면에 형성된 전극 활물질층을 구비하고,
해당 전극 활물질층은 제1항 또는 제2항에 기재된 비수계 이차 전지 전극용 결합제와 전극 활물질을 포함하는, 비수계 이차 전지 전극.
Equipped with a current collector and an electrode active material layer formed on the surface of the current collector,
A non-aqueous secondary battery electrode in which the electrode active material layer contains the binder for a non-aqueous secondary battery electrode according to claim 1 or 2 and an electrode active material.
정극과 부극과 전해액을 포함하고,
상기 정극과 상기 부극 중 적어도 한쪽은, 제12항에 기재된 비수계 이차 전지 전극인 것을 특징으로 하는 비수계 이차 전지.
Contains a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte,
A non-aqueous secondary battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the non-aqueous secondary battery electrode according to claim 12.
에틸렌성 불포화 결합을 갖는 단량체 (M)을, 1분자 중에 2개 이상의 머캅토기를 갖는 다관능 티올 화합물 (C)의 존재 하에서 라디칼 중합하는 중합 공정을 포함하는, 비수계 이차 전지 전극 결합제를 제조하는 방법이며,
상기 단량체 (M)은, 아미드 결합을 갖는 단량체 (A)와, 카르복시기의 염을 갖는 단량체 (B)를 포함하고,
상기 단량체 (M), 상기 다관능 티올 화합물 (C), 중합 개시제 및 연쇄 이동제를 사용하는 경우는 연쇄 이동제도 합하여 중합 성분이라고 하면,
상기 중합 성분 1g당에 포함되는 상기 단량체 (A)의 양은 0.050mmol/g 이상 5.0mmol/g 이하이고,
상기 중합 성분 1g당에 포함되는 상기 단량체 (B)의 양은 5.0mmol/g 이상 12.0mmol/g 이하이고,
상기 중합 성분 1g당에 포함되는 상기 다관능 티올 화합물 (C)의 양은 0.15×10-2mmol/g 이상 8.0×10-2mmol/g 이하인
것을 특징으로 하는 비수계 이차 전지 전극 결합제의 제조 방법.
Producing a non-aqueous secondary battery electrode binder comprising a polymerization step of radically polymerizing a monomer (M) having an ethylenically unsaturated bond in the presence of a polyfunctional thiol compound (C) having two or more mercapto groups in one molecule. It is a method,
The monomer (M) includes a monomer (A) having an amide bond and a monomer (B) having a salt of a carboxyl group,
When using the monomer (M), the polyfunctional thiol compound (C), a polymerization initiator, and a chain transfer agent, if the chain transfer agent is also considered a polymerization component,
The amount of the monomer (A) contained per 1g of the polymerization component is 0.050 mmol/g or more and 5.0 mmol/g or less,
The amount of the monomer (B) contained per 1g of the polymerization component is 5.0 mmol/g or more and 12.0 mmol/g or less,
The amount of the polyfunctional thiol compound (C) contained per 1 g of the polymerization component is 0.15 × 10 -2 mmol/g or more and 8.0 × 10 -2 mmol/g or less.
A method for producing a non-aqueous secondary battery electrode binder, characterized in that.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014116265A (en) 2012-12-12 2014-06-26 Nippon Zeon Co Ltd Binder composition for lithium ion secondary battery negative electrode, slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP2016181422A (en) 2015-03-24 2016-10-13 日本ゼオン株式会社 Binder composition for silicon-based negative electrode of lithium ion secondary battery, and slurry composition for silicon-based negative electrode of lithium ion secondary battery
WO2017150200A1 (en) 2016-03-04 2017-09-08 昭和電工株式会社 Copolymer for binders for nonaqueous battery electrodes, slurry for nonaqueous battery electrodes, nonaqueous battery electrode, and nonaqueous battery

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004247292A (en) * 2003-01-21 2004-09-02 Hitachi Chem Co Ltd Binder resin, mix slurry, electrode of nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2007194202A (en) * 2005-12-20 2007-08-02 Sony Corp Lithium ion secondary battery
JP6795814B2 (en) * 2015-11-05 2020-12-02 センカ株式会社 Negative electrode binder for lithium ion secondary batteries, slurry composition for negative electrodes, negative electrodes, and lithium ion secondary batteries

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014116265A (en) 2012-12-12 2014-06-26 Nippon Zeon Co Ltd Binder composition for lithium ion secondary battery negative electrode, slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP2016181422A (en) 2015-03-24 2016-10-13 日本ゼオン株式会社 Binder composition for silicon-based negative electrode of lithium ion secondary battery, and slurry composition for silicon-based negative electrode of lithium ion secondary battery
WO2017150200A1 (en) 2016-03-04 2017-09-08 昭和電工株式会社 Copolymer for binders for nonaqueous battery electrodes, slurry for nonaqueous battery electrodes, nonaqueous battery electrode, and nonaqueous battery

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