WO2016027715A1 - Protective layer, method for producing same, separator and electricity storage device - Google Patents

Protective layer, method for producing same, separator and electricity storage device Download PDF

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政宏 上田
振範 金
一聡 伊藤
智隆 篠田
悠太 浅井
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Jsr株式会社
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    • H01G11/52Separators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • Such power storage devices having high voltage and high energy density are required to be further downsized.
  • it is essential not only to make a power generation element such as a positive electrode and a negative electrode thin, but also to make a thin film such as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode.
  • a power generation element such as a positive electrode and a negative electrode
  • a thin film such as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode.
  • the separator base material is closed (hereinafter also simply referred to as “shutdown”) when heated and dried at a high temperature.
  • shutdown it is difficult to completely remove moisture from the inorganic particles at such temperatures.
  • a process such as forming a protective layer and separately storing it in a dry atmosphere to reduce the amount of moisture in the protective layer is necessary, the production process becomes complicated, leading to a decrease in productivity.
  • the protective layer which concerns on one Embodiment of this invention is arrange
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents at least one functional group selected from the group consisting of a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, an epoxy group and a hydroxyl group. And an organic group having 1 to 18 carbon atoms.
  • a plurality of R 3 are each independently an organic group having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, and a plurality of R 4 are each independently represented by 1 to 18 carbon atoms. And n is an integer of 2 to 6, and m is an integer of 0 to 4.
  • the alkyl ester of (meth) acrylic acid is preferably an alkyl ester of (meth) acrylic acid having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth ) N-propyl acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, i- (meth) acrylate
  • Examples include amyl, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, and decyl (meth) acrylate.
  • the content of the repeating unit derived from the ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile compound in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably 1 to 10 parts by mass, and 2.5 to 7.5. More preferably, it is part by mass.
  • the water-insoluble polymer particles (A2) have a hollow structure
  • the methods described in JP-A No. 2002-30113, JP-A No. 2009-120784, and JP-A No. 62-127336 are disclosed.
  • the core-shell type it can be manufactured according to the method described in JP-A-4-98201.
  • Examples of plant-based natural polymers include gum arabic, gum tragacanth, galactan, guar gum, carob gum, caraya gum, carrageenan, pectin, cannan, quince seed (malmello), arche colloid (gasso extract), starch (rice, corn, potato, Derived from wheat and the like), glycyrrhizin and the like.
  • Examples of animal-based natural polymers include collagen, casein, albumin, gelatin and the like.
  • Examples of the microbial natural polymer include xanthan gum, dextran, succinoglucan, and bullulan.
  • anionic surfactant examples include sulfates of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, sulfates of polyethylene glycol alkyl ethers, etc .; examples of the nonionic surfactants include polyethylene glycol Examples thereof include alkyl esters, alkyl ethers of polyethylene glycol, alkyl phenyl ethers of polyethylene glycol, and the like.
  • the positive electrode slurry was uniformly applied to the surface of a current collector made of aluminum foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 100 ⁇ m, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the positive electrode with the positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector was obtained by pressing with a roll press so that the density of the film (active material layer) was 2.0 g / cm 3 .
  • the negative electrode and the positive electrode were peeled off from the separator with the protective layer, and evaluated as follows.

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Abstract

Provided are: a protective layer for achieving an electricity storage device that has excellent charge/discharge characteristics, while being suppressed in gas generation within the electricity storage device caused by decomposition of an electrolyte contained in an electrolyte solution, or the like; a separator; and an electricity storage device which is provided with the protective layer or the separator. A protective layer according to the present invention is characterized by being arranged between a positive electrode and a negative electrode of an electricity storage device and containing a filler (A) and a water-soluble polymer (B), while having a water content of from 0.1 mg/cm3 to 35 mg/cm3 (inclusive). A separator according to the present invention is characterized by containing a filler (A) and a water-soluble polymer (B) and having a water content of from 0.1 mg/cm3 to 5 mg/cm3 (inclusive).

Description

保護層およびその製造方法、セパレーターならびに蓄電デバイスProtective layer and method for producing the same, separator and power storage device
 本発明は、蓄電デバイスに使用可能な保護層およびその製造方法、セパレーターならびに蓄電デバイスに関する。 The present invention relates to a protective layer usable for an electricity storage device, a method for producing the same, a separator, and an electricity storage device.
 近年、電子機器の駆動用電源として高電圧、高エネルギー密度を有する蓄電デバイスが要求されている。特にリチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタは、高電圧、高エネルギー密度を有する蓄電デバイスとして期待されている。 In recent years, a power storage device having a high voltage and a high energy density has been required as a power source for driving electronic equipment. In particular, lithium ion batteries and lithium ion capacitors are expected as power storage devices having high voltage and high energy density.
 このような高電圧・高エネルギー密度を有する蓄電デバイスは、さらに小型化も要求されている。蓄電デバイスの小型化を達成するためには、正極や負極等の発電要素の薄膜化だけではなく、正極と負極を隔離するセパレーター等の薄膜化も必須となる。しかしながら、蓄電デバイスの小型化によって正極と負極の間隔が狭まると短絡が発生しやすくなるという問題が生じ得る。 Such power storage devices having high voltage and high energy density are required to be further downsized. In order to achieve miniaturization of an electricity storage device, it is essential not only to make a power generation element such as a positive electrode and a negative electrode thin, but also to make a thin film such as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode. However, when the interval between the positive electrode and the negative electrode is reduced due to the miniaturization of the electricity storage device, there may be a problem that a short circuit is likely to occur.
 短絡や過充電などの異常時には、蓄電デバイスの高電圧・高エネルギー密度化に伴い従来以上に過剰な発熱に至る危険性が大きい。そのため蓄電デバイスには異常時でも安全を確保するための手段が数種施されており、その手段の一つとしてセパレーターのシャットダウン機能がある。シャットダウン機能とは、何らかの要因で電池の温度が上昇した際に、セパレーターの孔が閉塞し、イオンの移動を阻止することにより電池反応を停止させ、過剰な発熱を抑制する機能である。特にリチウムイオンのような金属イオンを利用する蓄電デバイス用セパレーターとしてポリエチレン多孔膜が多用されている理由の一つにこのシャットダウン機能に優れている点が挙げられる。しかしながら、蓄電デバイスの高電圧・高エネルギー密度化に伴い、異常発熱時の発熱量が大きくなり、急激に高温に至る場合やシャットダウン後の放熱に時間を要し長時間高温状態が維持される場合がある。そのような場合には、セパレーターは収縮又は破膜して正負極間が短絡し、さらなる発熱を引き起こす危険性がある。 In the event of an abnormality such as a short circuit or overcharge, there is a greater risk of excessive heat generation than before due to the high voltage and high energy density of the electricity storage device. For this reason, the electric storage device is provided with several means for ensuring safety even in the event of an abnormality, and one of the means is a separator shutdown function. The shutdown function is a function of suppressing excessive heat generation by stopping the battery reaction by blocking the movement of ions when the temperature of the battery rises for some reason and blocking the movement of ions. In particular, one of the reasons why polyethylene porous membranes are frequently used as power storage device separators using metal ions such as lithium ions is that they have an excellent shutdown function. However, as the electricity storage device increases in voltage and energy density, the amount of heat generated during abnormal heat generation increases rapidly, and when the temperature suddenly reaches high temperatures or when heat is required after shutdown and the high temperature state is maintained for a long time. There is. In such a case, there is a risk that the separator contracts or breaks and short-circuits between the positive and negative electrodes, causing further heat generation.
 このような現象を避けるため、例えば特許文献1や特許文献2では、重合体と無機粒子を溶融混練して成形された多孔質セパレーターを用いることで、電池特性を改良する技術が提案されている。一方、特許文献3では、正極および負極の少なくとも一方の表面に多孔質膜(保護層)を形成することで、電池特性を改良する技術が提案されている。また、特許文献4では、重合体と無機粒子を用いて多孔質層を多孔質セパレーター基材上に形成することで、電池特性を改良する技術が提案されている。 In order to avoid such a phenomenon, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2 propose a technique for improving battery characteristics by using a porous separator formed by melting and kneading a polymer and inorganic particles. . On the other hand, Patent Document 3 proposes a technique for improving battery characteristics by forming a porous film (protective layer) on at least one surface of a positive electrode and a negative electrode. Patent Document 4 proposes a technique for improving battery characteristics by forming a porous layer on a porous separator substrate using a polymer and inorganic particles.
国際公開第2006/025323号International Publication No. 2006/0253323 特開2008-214425号公報JP 2008-214425 A 特開2009-54455号公報JP 2009-54455 A 国際公開第2010/074202号International Publication No. 2010/074202
 しかしながら、上述の特許文献に記載されているような無機粒子を用いた従来技術によれば、セパレーターや電極表面に保護層を形成することにより充放電に伴って発生するデンドライトに起因する短絡を抑制できるものの、無機粒子が多量の水分を吸着するため保護層から十分に水分を除去することが困難である。保護層やセパレーター中に含まれる水分は、電解液中に含まれる電解質等と反応してガスを発生させ、蓄電デバイスの充放電特性や寿命を劣化させる一因となる。 However, according to the prior art using inorganic particles as described in the above-mentioned patent document, a short circuit caused by dendrite generated due to charge / discharge is suppressed by forming a protective layer on the separator or electrode surface. Although it is possible, it is difficult to remove moisture sufficiently from the protective layer because the inorganic particles adsorb a large amount of moisture. Moisture contained in the protective layer or the separator reacts with the electrolyte contained in the electrolytic solution to generate gas, which contributes to deterioration of charge / discharge characteristics and life of the electricity storage device.
 特にシャットダウン機能に優れたセパレーター上に保護層を形成する場合には、高温加熱して乾燥させるとセパレーター基材が閉孔(以下、単に「シャットダウン」ともいう。)するため、シャットダウン温度以下の温度で乾燥させる必要があるが、そのような温度では無機粒子から水分を完全に除去することは困難である。また、保護層を形成した後に別途乾燥雰囲気下で保存し、保護層内の水分量を減らすなどの工程が必要となると、生産工程が煩雑となり生産性の低下を招く。 In particular, when a protective layer is formed on a separator having an excellent shutdown function, the separator base material is closed (hereinafter also simply referred to as “shutdown”) when heated and dried at a high temperature. However, it is difficult to completely remove moisture from the inorganic particles at such temperatures. Further, if a process such as forming a protective layer and separately storing it in a dry atmosphere to reduce the amount of moisture in the protective layer is necessary, the production process becomes complicated, leading to a decrease in productivity.
 そこで、本発明に係る幾つかの態様は、電解液中に含まれる電解質の分解等に起因する蓄電デバイス内でのガス発生が抑制されると共に、充放電特性にも優れた蓄電デバイスを得るための保護層およびセパレーター、ならびにこれらを備えた蓄電デバイスを提供するものである。 Therefore, some aspects according to the present invention provide an electricity storage device that suppresses gas generation in the electricity storage device due to decomposition of the electrolyte contained in the electrolyte and has excellent charge / discharge characteristics. A protective layer and a separator, and an electricity storage device including these layers are provided.
 本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。 The present invention has been made to solve at least a part of the above-described problems, and can be realized as the following aspects or application examples.
 [適用例1]
 本発明に係る保護層の一態様は、
 蓄電デバイスの正極と負極との間に配置される保護層であって、
 フィラー(A)と、
 水溶性重合体(B)と、
を含有し、
 水分含有量が0.1mg/cm以上35mg/cm以下であることを特徴とする。
[Application Example 1]
One aspect of the protective layer according to the present invention is:
A protective layer disposed between the positive electrode and the negative electrode of the electricity storage device,
A filler (A);
A water-soluble polymer (B);
Containing
The water content is from 0.1 mg / cm 3 to 35 mg / cm 3 .
 [適用例2]
 適用例1の保護層において、
 さらに、バインダー(C)を含有することができる。
[Application Example 2]
In the protective layer of Application Example 1,
Furthermore, a binder (C) can be contained.
 [適用例3]
 適用例2の保護層において、
 前記フィラー(A)および前記バインダー(C)の合計100質量部に対して、前記水溶性重合体(B)を5質量部以上15質量部以下含有することができる。
[Application Example 3]
In the protective layer of Application Example 2,
The water-soluble polymer (B) can be contained in an amount of 5 parts by mass to 15 parts by mass with respect to a total of 100 parts by mass of the filler (A) and the binder (C).
 [適用例4]
 適用例1ないし適用例3のいずれか一例の保護層において、
 前記フィラー(A)が非水溶性重合体粒子(A2)を含有し、
 前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下であることができる。
[Application Example 4]
In the protective layer of any one of Application Examples 1 to 3,
The filler (A) contains water-insoluble polymer particles (A2),
The content ratio of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) may be 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less.
 [適用例5]
 適用例1ないし適用例3のいずれか一例の保護層において、
 前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有することができる。
[Application Example 5]
In the protective layer of any one of Application Examples 1 to 3,
The filler (A) can contain inorganic particles (A1) and water-insoluble polymer particles (A2).
 [適用例6]
 適用例5の保護層において、
 前記無機粒子(A1)の含有量(MA1)と前記非水溶性重合体粒子(A2)の含有量(MA2)との比率が、質量基準で、MA1/MA2=0.1~10であることができる。
[Application Example 6]
In the protective layer of Application Example 5,
The ratio between the content (MA1) of the inorganic particles (A1) and the content (MA2) of the water-insoluble polymer particles (A2) is MA1 / MA2 = 0.1 to 10 on a mass basis. Can do.
 [適用例7]
 適用例5または適用例6の保護層において、
 保護層100質量部中、前記水溶性重合体(B)を1質量部以上15質量部以下含有することができる。
[Application Example 7]
In the protective layer of Application Example 5 or Application Example 6,
In 100 parts by mass of the protective layer, the water-soluble polymer (B) can be contained in an amount of 1 part by mass to 15 parts by mass.
 [適用例8]
 適用例5ないし適用例7のいずれか一例の保護層において、
 前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下であることができる。
[Application Example 8]
In the protective layer of any one of Application Examples 5 to 7,
The content ratio of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) may be 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less.
 [適用例9]
 本発明に係るセパレーターの一態様は、
 フィラー(A)と、
 水溶性重合体(B)と、
を含有し、
 水分含有量が0.1mg/cm以上5mg/cm以下であることを特徴とする。
[Application Example 9]
One aspect of the separator according to the present invention is:
A filler (A);
A water-soluble polymer (B);
Containing
The water content is 0.1 mg / cm 3 or more and 5 mg / cm 3 or less.
 [適用例10]
 適用例9のセパレーターにおいて、
 さらに、バインダー(C)を含有することができる。
[Application Example 10]
In the separator of Application Example 9,
Furthermore, a binder (C) can be contained.
 [適用例11]
 適用例9または適用例10のセパレーターにおいて、
 前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有することができる。
[Application Example 11]
In the separator of Application Example 9 or Application Example 10,
The filler (A) can contain inorganic particles (A1) and water-insoluble polymer particles (A2).
 [適用例12]
 適用例9ないし適用例11のいずれか一例のセパレーターにおいて、
 表面の少なくとも一部が、適用例1ないし適用例8のいずれか一項に記載の保護層によって被覆されることができる。
[Application Example 12]
In the separator of any one of Application Example 9 to Application Example 11,
At least a part of the surface can be covered with the protective layer according to any one of Application Examples 1 to 8.
 [適用例13]
 本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された適用例1ないし適用例8のいずれか一例の保護層と、電解液と、を備えることを特徴とする。
[Application Example 13]
One aspect of the electricity storage device according to the present invention is:
It has a positive electrode, a negative electrode, a protective layer of any one of application examples 1 to 8 arranged between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution.
 [適用例14]
 本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された適用例9ないし適用例12のいずれか一例のセパレーターと、電解液と、を備えることを特徴とする。
[Application Example 14]
One aspect of the electricity storage device according to the present invention is:
It is characterized by comprising a positive electrode, a negative electrode, the separator of any one of Application Examples 9 to 12 disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution.
 [適用例15]
 本発明に係る保護層の形成方法の一態様は、
 フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、を含有し、前記フィラー(A)が、平均粒子径(Da1)である無機粒子(A1)および平均粒子径(Da2)である非水溶性重合体粒子(A2)よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含有し、前記平均粒子径(Da1)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da1/Dc)および前記平均粒子径(Da2)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da2/Dc)の少なくとも一方の値が1~30である組成物を用意する工程と、
 前記組成物を塗布した後、30~120℃で加熱する工程と、
を含むことを特徴とする。
[Application Example 15]
One aspect of the method for forming a protective layer according to the present invention is:
Inorganic particles (A1) containing a filler (A), a water-soluble polymer (B), a binder (C), and a liquid medium, wherein the filler (A) has an average particle diameter (Da1) and It contains at least one selected from the group consisting of water-insoluble polymer particles (A2) having an average particle size (Da2), and the average particle size (Da1) and the average particle size (Dc) of the binder (C) A composition in which at least one of the ratio (Da1 / Dc) and the ratio (Da2 / Dc) of the average particle diameter (Da2) to the average particle diameter (Dc) of the binder (C) is 1 to 30 A process to prepare;
After applying the composition, heating at 30 to 120 ° C .;
It is characterized by including.
 [適用例16]
 適用例15の保護層の形成方法において、
 前記無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)および前記非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da1/Da2)が0.5~10であることができる。
[Application Example 16]
In the method for forming the protective layer of Application Example 15,
The ratio (Da1 / Da2) between the average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) and the average particle diameter (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) may be 0.5 to 10. .
 本発明に係る保護層またはセパレーターを備える蓄電デバイスによれば、電解質の分解等に起因する蓄電デバイス内でのガス発生を効果的に抑制することができる。そして、本発明に係る保護層またはセパレーターを備える蓄電デバイスは、充放電の繰り返しや過充電によっても内部ガスの発生を抑制することができるため、充放電特性が良好となる。 According to the electricity storage device including the protective layer or the separator according to the present invention, gas generation in the electricity storage device due to decomposition of the electrolyte or the like can be effectively suppressed. And since an electrical storage device provided with the protective layer or separator which concerns on this invention can suppress generation | occurrence | production of an internal gas also by repetition and overcharge of charging / discharging, a charging / discharging characteristic becomes favorable.
図1は、第1の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of an electricity storage device according to a first specific example. 図2は、第2の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a cross section of the electricity storage device according to the second specific example. 図3は、第3の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。FIG. 3 is a schematic view showing a cross section of the electricity storage device according to the third specific example. 図4は、合成例4で得られた非水溶性重合体粒子(A2-1)のTGAチャートである。FIG. 4 is a TGA chart of the water-insoluble polymer particles (A2-1) obtained in Synthesis Example 4.
 以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に記載された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。 Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail. It should be understood that the present invention is not limited to only the embodiments described below, and includes various modifications that are implemented without departing from the scope of the present invention.
 1.保護層
 本発明の一実施形態に係る保護層は、蓄電デバイスの正極と負極との間に配置され、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、を含有し、水分含有量が0.1mg/cm以上35mg/cm以下であることを特徴とする。
1. Protective layer The protective layer which concerns on one Embodiment of this invention is arrange | positioned between the positive electrode and negative electrode of an electrical storage device, contains a filler (A) and a water-soluble polymer (B), and has a water content. It is 0.1 mg / cm 3 or more and 35 mg / cm 3 or less.
 本実施の形態に係る保護層の水分含有量は、0.1mg/cm以上35mg/cm以下であり、0.1mg/cm以上25mg/cm以下であることが好ましい。保護層の水分含有量が前記範囲であると、水分による電解質の分解等に起因する蓄電デバイス内でのガス発生を抑制することができる。その結果、本実施の形態に係る保護層を備える蓄電デバイスは、充放電特性に優れ、充放電の繰り返しや過充電によっても内部ガスの発生を抑制することができる。 The moisture content of the protective layer according to the present embodiment is 0.1 mg / cm 3 or more and 35 mg / cm 3 or less, and preferably 0.1 mg / cm 3 or more and 25 mg / cm 3 or less. When the moisture content of the protective layer is within the above range, gas generation in the electricity storage device due to decomposition of the electrolyte by moisture or the like can be suppressed. As a result, the electricity storage device including the protective layer according to the present embodiment has excellent charge / discharge characteristics, and can suppress generation of internal gas even by repeated charge / discharge or overcharge.
 本実施の形態に係る保護層の水分含有量は、以下のようにして測定することができる。露点-60℃のドライルーム中で水分気化装置VA―230(三菱化学アナリテック社製)の加熱炉に測定サンプルを入れ、150℃で窒素ガスを1分間フローし、カールフィッシャー水分計CA200(三菱化学アナリテック社製)の測定セルに導入し、水分量を測定する。滴定終点までの積算値より含有水分重量を求め、これをサンプルの面積および膜厚との積で求められる体積で除することにより単位体積あたりの水分含有量を算出する。 The moisture content of the protective layer according to the present embodiment can be measured as follows. In a dry room with a dew point of -60 ° C, put the measurement sample into the heating furnace of the moisture vaporizer VA-230 (Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.), flow nitrogen gas at 150 ° C for 1 minute, and the Karl Fischer moisture meter CA200 (Mitsubishi). It is introduced into a measurement cell of Chemical Analytech Co., Ltd. and the water content is measured. The water content per unit volume is calculated by calculating the water content weight from the integrated value up to the titration end point and dividing this by the volume determined by the product of the area and film thickness of the sample.
 従来技術のような無機フィラーを用いる場合、保護層中に含まれる無機フィラーから水分を除去することは非常に困難である。例えば、保護層中に含まれる無機フィラーの水分含有量を減少させるためには乾燥温度を高くする方法がある。しかしながら、この場合、加熱により基材がダメージを受けるため、逆に蓄電デバイスの充放電特性が劣化してしまう。 When using an inorganic filler as in the prior art, it is very difficult to remove moisture from the inorganic filler contained in the protective layer. For example, in order to reduce the water content of the inorganic filler contained in the protective layer, there is a method of increasing the drying temperature. However, in this case, since the base material is damaged by heating, the charge / discharge characteristics of the electricity storage device are deteriorated.
 このため、本実施の形態に係る保護層では、フィラー(A)(水分含有量が十分に低い無機フィラー(A1)および/または非水溶性重合体(A2))と、均質な塗膜を形成するための水溶性重合体(B)とをバランスよく配合し、さらに塗膜の成膜条件をコントロールすることにより、保護層中の水分含有量を前述の範囲に制御することで、従来技術では困難であった良好な充放電特性を与える保護層を作製することに成功したのである。 For this reason, in the protective layer according to the present embodiment, a uniform coating film is formed with the filler (A) (inorganic filler (A1) and / or water-insoluble polymer (A2) having a sufficiently low water content). In the prior art, the water content in the protective layer is controlled within the aforementioned range by blending the water-soluble polymer (B) in a well-balanced manner and further controlling the film forming conditions of the coating film. It succeeded in producing the protective layer which gave the favorable charge / discharge characteristic which was difficult.
 以下、本発明の保護層に含まれる各成分について詳細に説明する。以下の説明における「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸の双方を包含する概念である。「(メタ)アクリロニトリル」等の類似用語も、これと同様に理解されるべきである。 Hereinafter, each component contained in the protective layer of the present invention will be described in detail. “(Meth) acrylic acid” in the following description is a concept including both acrylic acid and methacrylic acid. Similar terms such as “(meth) acrylonitrile” should be understood similarly.
 本発明における「水溶性重合体」とは、1気圧、23℃における水1gへの溶解度が0.01g以上である重合体のことをいう。本発明における「非水溶性重合体」とは、1気圧、23℃における水1gへの溶解度が0.01g未満である重合体のことをいう。 The “water-soluble polymer” in the present invention refers to a polymer having a solubility in 1 g of water at 1 atm and 23 ° C. of 0.01 g or more. The “water-insoluble polymer” in the present invention refers to a polymer having a solubility in 1 g of water at 1 atm and 23 ° C. of less than 0.01 g.
 1.1.フィラー(A)
 本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)を含む。フィラー(A)は、無機粒子(A1)および/または非水溶性重合体粒子(A2)であることが好ましい。本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)として、無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)の両者を含有することが好ましい。フィラー(A)として無機粒子(A1)だけでなく非水溶性重合体粒子(A2)を併用することで、保護層としての特性を劣化させずに、保護層中の水分含有量を前述の範囲に制御しやすくなる。そして、塗膜の成膜条件をコントロールすることにより、水分含有量を前述の範囲に制御した保護層を作製でき、従来技術では困難であった良好な充放電特性を与える保護層を作製することができる。
1.1. Filler (A)
The protective layer according to the present embodiment includes a filler (A). The filler (A) is preferably inorganic particles (A1) and / or water-insoluble polymer particles (A2). The protective layer according to the present embodiment preferably contains both inorganic particles (A1) and water-insoluble polymer particles (A2) as the filler (A). By using not only the inorganic particles (A1) but also the water-insoluble polymer particles (A2) as the filler (A), the water content in the protective layer can be reduced within the above-mentioned range without deteriorating the properties as the protective layer. It becomes easy to control. Then, by controlling the film forming conditions of the coating film, a protective layer whose water content is controlled within the above-mentioned range can be produced, and a protective layer that provides good charge / discharge characteristics that has been difficult with the prior art is produced. Can do.
 本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)としての無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)の両者を含有する場合、無機粒子(A1)の含有量(MA1)と非水溶性重合体粒子(A2)の含有量(MA2)との配合比率は、質量基準で、MA1/MA2=0.1~10であることが好ましく、MA1/MA2=0.3~5であることがより好ましい。配合比率が前記範囲にあると、保護層中の水分含有量を効果的に低減できると共に、形成される保護層のタフネスも向上させたバランスの良いものとなる。 When the protective layer according to the present embodiment contains both the inorganic particles (A1) as the filler (A) and the water-insoluble polymer particles (A2), the content (MA1) of the inorganic particles (A1) and The blending ratio with the content (MA2) of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably MA1 / MA2 = 0.1 to 10 on a mass basis, and MA1 / MA2 = 0.3 to 5 More preferably. When the blending ratio is in the above range, the moisture content in the protective layer can be effectively reduced, and the toughness of the protective layer formed is well balanced.
 1.1.1.無機粒子(A1)
 フィラー(A)として無機粒子(A1)を含有する場合、形成される保護層のタフネスを向上させることができる。無機粒子(A1)は吸湿性が高いため、何らの処理をしない場合には、蓄電デバイス内へ一定量の水分が持ち込まれることは避けられない。したがって、無機粒子をフィラー(A)として用いる場合には、あらかじめ加熱処理などによりできるだけ水分を除去しておくことが好ましい。さらに、水分が除去された無機粒子の表面に疎水性被膜を形成するなどして吸湿性を低く保つことが好ましい。
1.1.1. Inorganic particles (A1)
When the inorganic particles (A1) are contained as the filler (A), the toughness of the protective layer to be formed can be improved. Since the inorganic particles (A1) have high hygroscopicity, it is inevitable that a certain amount of moisture is brought into the electric storage device when no treatment is performed. Therefore, when inorganic particles are used as the filler (A), it is preferable to remove moisture as much as possible by heat treatment or the like in advance. Furthermore, it is preferable to keep the hygroscopicity low by forming a hydrophobic film on the surface of the inorganic particles from which moisture has been removed.
 無機粒子(A1)としては、酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化マグネシウム(マグネシア)、シリカ等を用いることができる。これらの中でも、保護層のタフネスをより向上させる観点から、酸化チタン及び酸化アルミニウムが好ましい。また、酸化チタンとしては、保護層のタフネスをさらに向上させる観点から、ルチル型の酸化チタンがより好ましい。 As the inorganic particles (A1), titanium oxide (titania), aluminum oxide (alumina), zirconium oxide (zirconia), magnesium oxide (magnesia), silica and the like can be used. Among these, titanium oxide and aluminum oxide are preferable from the viewpoint of further improving the toughness of the protective layer. Further, as the titanium oxide, rutile type titanium oxide is more preferable from the viewpoint of further improving the toughness of the protective layer.
 無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)は、1μm以下であることが好ましく、0.1~0.8μmの範囲内であることがより好ましい。無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)が前記範囲であると、平滑かつ柔軟な保護層を形成でき、蓄電デバイスを作製した場合に、保護層と隣接して配置されるセパレーターや電極と接触しても、これらを破損する危険性が低くなるため、蓄電デバイスの耐久性が良好となる。なお、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)は、多孔質膜であるセパレーターを使用する場合、該セパレーターの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレーターへのダメージを軽減し、無機粒子(A1)がセパレーターの微多孔に詰まることを防ぐことができる。 The average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) is preferably 1 μm or less, and more preferably in the range of 0.1 to 0.8 μm. When the average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) is in the above range, a smooth and flexible protective layer can be formed, and when an electricity storage device is produced, a separator or electrode disposed adjacent to the protective layer; Even if it contacts, since the risk of damaging them is reduced, the durability of the electricity storage device is improved. In addition, when using the separator which is a porous film, the average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) is preferably larger than the average pore diameter of the separator. Thereby, damage to a separator can be reduced and it can prevent that an inorganic particle (A1) is clogged with the microporous of a separator.
 ここで、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)とは、レーザー回折・光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、光の散乱強度を粒子径の小さい粒子から粒子径の大きい粒子に順に累積したときの散乱強度の累積度数が50%となる粒子径(D50)の値である。このようなレーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えばHORIBA LA-300シリーズ、HORIBA LA-920シリーズ(以上、株式会社堀場製作所製)、コールターLS230、LS100、LS13 320(以上、Beckman Coulter.Inc製)や、FPAR-1000(大塚電子株式会社製)などを挙げることができる。この粒度分布測定装置は、無機粒子(A1)の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とする。従って、この粒度分布測定装置によって得られた平均粒子径(Da1)は、保護層を作製するための組成物(以下、「保護層用組成物」ともいう。)中に含まれる無機粒子(A1)の分散状態の指標とすることができる。なお、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)は、保護層用組成物を遠心分離して無機粒子を沈降させた後、その上澄み液を除去し、沈降した無機粒子を上記の方法により測定することによっても測定することができる。 Here, the average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) is a particle size distribution measuring apparatus using a particle size distribution measuring apparatus based on the laser diffraction / light scattering method, and the light scattering intensity is expressed as the particle diameter. This is the value of the particle diameter (D50) at which the cumulative frequency of scattering intensity is 50% when the particles are accumulated in order from small particles to large particles. As such a laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus, for example, HORIBA LA-300 series, HORIBA LA-920 series (manufactured by Horiba, Ltd.), Coulter LS230, LS100, LS13 320 (manufactured by Beckman Coulter. Inc) And FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). This particle size distribution measuring apparatus does not only evaluate the primary particles of the inorganic particles (A1) but also evaluates the secondary particles formed by aggregation of the primary particles. Therefore, the average particle diameter (Da1) obtained by this particle size distribution measuring apparatus is an inorganic particle (A1) contained in a composition for producing a protective layer (hereinafter also referred to as “composition for protective layer”). ) As an indicator of the dispersion state. The average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) is determined by centrifuging the protective layer composition to settle the inorganic particles, then removing the supernatant liquid, and removing the precipitated inorganic particles by the above method. It can also be measured by measuring.
 1.1.2.非水溶性重合体粒子(A2)
 フィラー(A)として非水溶性重合体粒子(A2)を含有する場合、形成される保護層の水分量を効果的に低減させることができる。
1.1.2. Water-insoluble polymer particles (A2)
When the water-insoluble polymer particles (A2) are contained as the filler (A), the water content of the formed protective layer can be effectively reduced.
 非水溶性重合体粒子(A2)は、非水溶性重合体粒子(A2)を構成する重合体100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有量が20質量部以上100質量部以下であることが好ましく、50質量部以上100質量部以下であることがより好ましく、80質量部以上100質量部以下であることがさらに好ましく、90質量部以上100質量部以下であることが特に好ましい。 The water-insoluble polymer particle (A2) has a content of repeating units derived from a compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the polymer constituting the water-insoluble polymer particle (A2). It is preferably 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, further preferably 80 parts by mass or more and 100 parts by mass or less, and 90 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. It is particularly preferred that the amount is not more than parts.
 重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有量が前記範囲であると、保護層の水分量を低減できるだけでなく、保護層の耐熱性、耐溶剤性、デンドライトによる短絡を防止する機能が向上するため好ましい。さらに、非水溶性重合体粒子(A2)の硬度が高くなることから、形成される保護層のタフネスを向上させることができる。 When the content of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups is within the above range, not only can the moisture content of the protective layer be reduced, but also the heat resistance, solvent resistance, and short circuit due to dendrite of the protective layer. This is preferable because the function of preventing the problem is improved. Furthermore, since the hardness of the water-insoluble polymer particles (A2) is increased, the toughness of the protective layer to be formed can be improved.
 以下、非水溶性重合体粒子(A2)に含有される繰り返し単位を構成する単量体、非水溶性重合体粒子(A2)の特性、態様および製造方法等に関して詳述する。 Hereinafter, the monomer constituting the repeating unit contained in the water-insoluble polymer particles (A2), the characteristics, aspects and production methods of the water-insoluble polymer particles (A2) will be described in detail.
 1.1.2.1.単量体
<重合性不飽和基を二つ以上有する化合物>
 重合性不飽和基を二つ以上有する化合物としては、特に制限されないが、例えば多官能(メタ)アクリル酸エステル、芳香族多官能ビニル化合物等が挙げられる。
1.1.2.1. Monomer <Compound having two or more polymerizable unsaturated groups>
Although it does not restrict | limit especially as a compound which has two or more polymerizable unsaturated groups, For example, a polyfunctional (meth) acrylic acid ester, an aromatic polyfunctional vinyl compound, etc. are mentioned.
 多官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記一般式(1)で表される化合物、多価アルコールの(ポリ)(メタ)アクリル酸エステルおよびその他の多官能性単量体が挙げられる。 Examples of the polyfunctional (meth) acrylic acid ester include compounds represented by the following general formula (1), (poly) (meth) acrylic acid esters of polyhydric alcohols, and other polyfunctional monomers.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(上記一般式(1)中、Rは水素原子またはメチル基であり、Rは重合性の炭素-炭素不飽和結合、エポキシ基および水酸基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する、炭素数1~18の有機基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(In the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents at least one functional group selected from the group consisting of a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, an epoxy group and a hydroxyl group. And an organic group having 1 to 18 carbon atoms.)
 上記一般式(1)中のRの好ましい具体例としては、例えばビニル基、イソプロペニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、グリシジル基、ヒドロキシアルキル基等を挙げることができる。 Preferable specific examples of R 2 in the general formula (1) include, for example, vinyl group, isopropenyl group, allyl group, (meth) acryloyl group, epoxy group, glycidyl group, hydroxyalkyl group and the like.
 なお、本発明における「多官能(メタ)アクリル酸エステル」とは、(メタ)アクリロイル基を二以上有する(メタ)アクリル酸エステルの他、(メタ)アクリロイル基を一つ有し、さらに重合性の炭素-炭素不飽和結合、エポキシ基、グリシジル基およびヒドロキシ基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルも含まれる。 The “polyfunctional (meth) acrylic acid ester” in the present invention has one (meth) acryloyl group in addition to a (meth) acrylic acid ester having two or more (meth) acryloyl groups, and is further polymerizable. Also included are (meth) acrylic acid esters having at least one functional group selected from the group consisting of carbon-carbon unsaturated bonds, epoxy groups, glycidyl groups and hydroxy groups.
 このような多官能(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトール、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸アリル等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。これらのうち、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパンおよび(メタ)アクリル酸アリルよりなる群から選択される少なくとも1種以上であることが好ましく、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコールであることがより好ましい。上記例示した多官能(メタ)アクリル酸エステルは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。 Specific examples of such polyfunctional (meth) acrylic acid esters include ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, and tetra (meth) acrylic. Examples include pentaerythritol acid, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, allyl (meth) acrylate, and the like. It can be one or more selected from these. Among these, at least one selected from the group consisting of ethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate and allyl (meth) acrylate is preferable. More preferred is ethylene glycol acrylate. The polyfunctional (meth) acrylic acid ester exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
 芳香族多官能ビニル化合物としては、例えば下記一般式(2)で表される化合物を好ましく使用することができる。 As the aromatic polyfunctional vinyl compound, for example, a compound represented by the following general formula (2) can be preferably used.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(上記一般式(2)中、複数存在するRはそれぞれ独立に、重合性の炭素―炭素不飽和結合を有する有機基であり、複数存在するRはそれぞれ独立に、炭素数1~18の炭化水素基である。nは2~6の整数であり、mは0~4の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(In the above general formula (2), a plurality of R 3 are each independently an organic group having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, and a plurality of R 4 are each independently represented by 1 to 18 carbon atoms. And n is an integer of 2 to 6, and m is an integer of 0 to 4.)
 上記一般式(2)中のRとしては、例えば炭素数2~12のビニレン基、アリル基、ビニル基、イソプロペニル基等を挙げることができ、これらの中でも炭素数2~12のビニレン基であることが好ましい。上記一般式(2)中のRとしては、例えばメチル基、エチル基等を挙げることができる。 Examples of R 3 in the general formula (2) include a vinylene group having 2 to 12 carbon atoms, an allyl group, a vinyl group, and an isopropenyl group, and among these, a vinylene group having 2 to 12 carbon atoms. It is preferable that Examples of R 4 in the general formula (2) include a methyl group and an ethyl group.
 芳香族多官能ビニル化合物としては、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン等の芳香族ジビニル化合物が挙げられるが、これらに制限されるものではない。これらのうち、ジビニルベンゼンであることが好ましい。上記例示した芳香族多官能ビニル化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。 Examples of aromatic polyfunctional vinyl compounds include, but are not limited to, aromatic divinyl compounds such as divinylbenzene and diisopropenylbenzene. Of these, divinylbenzene is preferred. The aromatic polyfunctional vinyl compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
 上記例示した重合性不飽和基を二つ以上有する化合物の中でも、芳香族ジビニル化合物であることがより好ましく、ジビニルベンゼンが特に好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)がジビニルベンゼンに由来する繰り返し単位を含有する場合、ジビニルベンゼンの含有割合は、全モノマーに対して、好ましくは20~100質量%、より好ましくは50~100質量%、特に好ましくは80~100質量%である。ジビニルベンゼンの含有割合が20質量%未満の場合には、得られる非水溶性重合体粒子(A2)は、耐熱性、耐電解液性などの点で劣ったものとなる場合がある。 Among the compounds having two or more polymerizable unsaturated groups exemplified above, aromatic divinyl compounds are more preferable, and divinylbenzene is particularly preferable. When the water-insoluble polymer particles (A2) contain a repeating unit derived from divinylbenzene, the content of divinylbenzene is preferably 20 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass with respect to the total monomers. %, Particularly preferably 80 to 100% by mass. When the content ratio of divinylbenzene is less than 20% by mass, the obtained water-insoluble polymer particles (A2) may be inferior in terms of heat resistance, electrolytic solution resistance, and the like.
<その他の不飽和単量体>
 非水溶性重合体粒子(A2)には、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の他に、これらと共重合可能な他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位がさらに含まれていてもよい。
<Other unsaturated monomers>
In the water-insoluble polymer particles (A2), in addition to the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups, a repeating unit derived from another unsaturated monomer copolymerizable with these units. Units may be further included.
 このような不飽和単量体としては、不飽和カルボン酸エステル(但し、重合性不飽和基を二つ以上有する化合物を除く。)、芳香族ビニル化合物(但し、重合性不飽和基を二つ以上有する化合物を除く。)、不飽和カルボン酸、α,β-不飽和ニトリル化合物、その他の不飽和単量体等が挙げられる。なお、非水溶性重合体粒子(A2)は、重合性不飽和基を二以上有する化合物に由来する繰り返し単位の他、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位、芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位を有することが好ましい。 Such unsaturated monomers include unsaturated carboxylic acid esters (excluding compounds having two or more polymerizable unsaturated groups), aromatic vinyl compounds (provided that two polymerizable unsaturated groups are present). And the like, and unsaturated carboxylic acids, α, β-unsaturated nitrile compounds, and other unsaturated monomers. The water-insoluble polymer particle (A2) is a repeating unit derived from a compound having two or more polymerizable unsaturated groups, a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid ester, or a repeating derived from an aromatic vinyl compound. It is preferable to have a unit.
<不飽和カルボン酸エステル>
 不飽和カルボン酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸エステルを好ましく使用することができ、例えば(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、(メタ)アクリル酸のシクロアルキルエステル等が挙げられる。上記(メタ)アクリル酸のアルキルエステルとしては、炭素数1~10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸のアルキルエステルが好ましく、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸i-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸i-アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等が挙げられる。上記(メタ)アクリル酸のシクロアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。上記例示した不飽和カルボン酸エステルは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうち、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルであることが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチルおよびアクリル酸2-エチルヘキシルから選択される1種以上を使用することがより好ましい。
<Unsaturated carboxylic acid ester>
As the unsaturated carboxylic acid ester, a (meth) acrylic acid ester can be preferably used. Examples thereof include an alkyl ester of (meth) acrylic acid and a cycloalkyl ester of (meth) acrylic acid. The alkyl ester of (meth) acrylic acid is preferably an alkyl ester of (meth) acrylic acid having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth ) N-propyl acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, i- (meth) acrylate Examples include amyl, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, and decyl (meth) acrylate. Examples of the cycloalkyl ester of (meth) acrylic acid include cyclohexyl (meth) acrylate. The unsaturated carboxylic acid ester exemplified above may be used alone or in combination of two or more. Of these, alkyl esters of (meth) acrylic acid are preferred and are selected from methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate and 2-ethylhexyl acrylate. It is more preferable to use one or more.
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位の含有割合は、5~80質量部であることが好ましく、10~75質量部であることがより好ましい。 The content of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid ester in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably 5 to 80 parts by mass, and more preferably 10 to 75 parts by mass. preferable.
<芳香族ビニル化合物>
 芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレンなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。芳香族ビニル化合物としては、上記のうち特にスチレンであることが好ましい。
<Aromatic vinyl compound>
Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, and the like, and can be one or more selected from these. Among the above, the aromatic vinyl compound is particularly preferably styrene.
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、5~85質量部であることが好ましく、10~80質量部であることがより好ましい。 The content of the repeating unit derived from the aromatic vinyl compound in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably 5 to 85 parts by mass, and more preferably 10 to 80 parts by mass. .
<不飽和カルボン酸>
 不飽和カルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の、モノカルボン酸またはジカルボン酸を挙げることができ、これらから選択される1種以上を使用することができる。不飽和カルボン酸としては、アクリル酸およびメタクリル酸から選択される1種以上を使用することが好ましく、アクリル酸がより好ましい。
<Unsaturated carboxylic acid>
Examples of the unsaturated carboxylic acid include monocarboxylic acids or dicarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid, and one or more selected from these are used. can do. As the unsaturated carboxylic acid, it is preferable to use one or more selected from acrylic acid and methacrylic acid, and acrylic acid is more preferable.
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、1~10質量部であることが好ましく、2.5~7.5質量部であることがより好ましい。 The content of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably 1 to 10 parts by mass, and 2.5 to 7.5 parts by mass. It is more preferable.
<α,β-不飽和ニトリル化合物>
 α,β-不飽和ニトリル化合物としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられ、これらから選択される1種以上を使用することができる。これらのうち、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルよりなる群から選択される1種以上が好ましく、特にアクリロニトリルが好ましい。
<Α, β-unsaturated nitrile compound>
Examples of the α, β-unsaturated nitrile compound include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile, vinylidene cyanide, and one or more selected from these can be used. . Among these, at least one selected from the group consisting of acrylonitrile and methacrylonitrile is preferable, and acrylonitrile is particularly preferable.
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中のα,β-不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、1~10質量部であることが好ましく、2.5~7.5質量部であることがより好ましい。 The content of the repeating unit derived from the α, β-unsaturated nitrile compound in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably 1 to 10 parts by mass, and 2.5 to 7.5. More preferably, it is part by mass.
<その他の不飽和単量体>
 その他の不飽和単量体としては、(メタ)アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等の不飽和カルボン酸のアルキルアミド;アミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノメチルメタクリルアミド、メチルアミノプロピルメタクリルアミドなどの不飽和カルボン酸のアミノアルキルアミド等を挙げることができ、これらから選択される1種以上を使用することができる。
<Other unsaturated monomers>
Other unsaturated monomers include alkyl amides of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylamide and N-methylol acrylamide; unsaturated carboxylic acids such as aminoethyl acrylamide, dimethylaminomethyl methacrylamide and methylaminopropyl methacrylamide And one or more selected from these can be used.
 1.1.2.2.非水溶性重合体粒子(A2)の特性
<トルエン不溶分>
 非水溶性重合体粒子(A2)の50℃におけるトルエン不溶分は、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、100%であることが特に好ましい。トルエン不溶分は、蓄電デバイスで使用する電解液への不溶分量とほぼ比例すると推測される。このため、トルエン不溶分が前記範囲であれば、蓄電デバイスを作製して、長期間にわたり充放電を繰り返した場合でも電解液への非水溶性重合体粒子(A2)の溶出を抑制できるため良好であると推測できる。
1.1.2.2. Characteristics of water-insoluble polymer particles (A2) <toluene insoluble matter>
The toluene insoluble content of the water-insoluble polymer particles (A2) at 50 ° C. is preferably 90% or more, more preferably 95% or more, and particularly preferably 100%. It is presumed that the toluene insoluble content is approximately proportional to the amount of insoluble content in the electrolytic solution used in the electricity storage device. For this reason, if the toluene insoluble content is in the above range, it is possible to suppress the elution of the water-insoluble polymer particles (A2) into the electrolytic solution even when an electricity storage device is produced and charging / discharging is repeated for a long period of time. Can be guessed.
 トルエン不溶分は、以下のようにして算出することができる。非水溶性重合体粒子(A2)を含む水分散体10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜する。得られた膜(重合体)のうちの1gをトルエン400mL中に浸漬して50℃で3時間振とうする。次いで、トルエン相を300メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のトルエンを蒸発除去して得た残存物の重量(Y(g))を測定した値から、下記数式(3)によってトルエン不溶分を求める。
 トルエン不溶分(%)=((1-Y)/1)×100 ・・・・・(3)
The toluene insoluble content can be calculated as follows. 10 g of an aqueous dispersion containing water-insoluble polymer particles (A2) is weighed into a Teflon (registered trademark) petri dish having a diameter of 8 cm and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a film. 1 g of the obtained film (polymer) is immersed in 400 mL of toluene and shaken at 50 ° C. for 3 hours. Next, the toluene phase was filtered through a 300-mesh wire mesh to separate insoluble components, and the weight (Y (g)) of the residue obtained by evaporating and removing the dissolved toluene was measured. 3) Determine the toluene insoluble content.
Toluene insoluble content (%) = ((1-Y) / 1) × 100 (3)
<空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)>
 非水溶性重合体(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、320℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する化学的安定性に相関すると推測される。このため、非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)が前記温度範囲であれば、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する安定性が向上して、非水溶性重合体粒子(A2)の分解反応が起こりにくくなるため残存容量率が良好となる。
<Temperature for reducing 10% by weight in an air atmosphere (T 10 )>
The temperature (T 10 ) at which the weight of the water-insoluble polymer (A2) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is preferably 320 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher. The temperature (T 10 ) at which the weight of the water-insoluble polymer particles (A2) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is estimated to correlate with the chemical stability against oxidation at high temperature and high voltage inside the battery. . For this reason, if the temperature (T 10 ) at which the weight of the water-insoluble polymer particles (A2) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is within the above temperature range, the battery is stable against oxidation at high temperatures and high voltages. As a result, the decomposition reaction of the water-insoluble polymer particles (A2) is less likely to occur, and the remaining capacity ratio is improved.
 非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、以下のようにして測定することができる。非水溶性重合体粒子(A2)を含む水分散体10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜する。得られた膜(重合体)を粉砕して粉末化し、この粉体を熱分析装置(例えば、株式会社島津製作所製、型式「DTG-60A」)にて熱重量分析を行う。その結果、空気雰囲気下、昇温速度20℃/分で加熱したときに、非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度を(T10)とする。 The temperature (T 10 ) at which the weight of the water-insoluble polymer particles (A2) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere can be measured as follows. 10 g of an aqueous dispersion containing water-insoluble polymer particles (A2) is weighed into a Teflon (registered trademark) petri dish having a diameter of 8 cm and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a film. The obtained film (polymer) is pulverized into powder, and this powder is subjected to thermogravimetric analysis with a thermal analyzer (for example, model “DTG-60A” manufactured by Shimadzu Corporation). As a result, the temperature at which the weight of the water-insoluble polymer particles (A2) is reduced by 10% by weight in the air atmosphere when heated at a heating rate of 20 ° C./min in an air atmosphere is defined as (T 10 ).
<非水溶性重合体粒子(A2)の吸熱特性>
 非水溶性重合体粒子(A2)の熱的特性としては、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、-50℃~+300℃の範囲内では吸熱ピークが観測されないことが好ましい。このことは、非水溶性重合体粒子(A2)が前記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物により架橋されていることを示している。これにより、形成される保護層に耐熱性と強度を付与することができる。
<Endothermic characteristics of water-insoluble polymer particles (A2)>
As the thermal characteristics of the water-insoluble polymer particles (A2), no endothermic peak is observed in the range of −50 ° C. to + 300 ° C. when differential scanning calorimetry (DSC) is performed according to JIS K7121. It is preferable. This indicates that the water-insoluble polymer particles (A2) are crosslinked with a compound having two or more polymerizable unsaturated groups. Thereby, heat resistance and intensity | strength can be provided to the protective layer formed.
 1.1.2.3.非水溶性重合体粒子(A2)の態様
 非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)は、100~3000nmの範囲内であることが好ましく、100~1500nmの範囲内であることがより好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)が前記範囲であると、平滑かつ柔軟な保護層を形成でき、蓄電デバイスを作製した場合に、保護層と隣接して配置されるセパレーターや電極と接触しても、これらを破損する危険性が低くなるため、蓄電デバイスの耐久性が良好となる。なお、非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)は、多孔質膜であるセパレーターを使用する場合、該セパレーターの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレーターへのダメージを軽減し、非水溶性重合体粒子(A2)がセパレーターの微多孔に詰まることを防ぐことができる。なお、非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)は、上述の無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と同様の方法により測定することができる。
1.1.2.3. Embodiment of water-insoluble polymer particles (A2) The average particle diameter (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably in the range of 100 to 3000 nm, and preferably in the range of 100 to 1500 nm. Is more preferable. When the average particle diameter (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) is in the above range, a smooth and flexible protective layer can be formed, and when an electricity storage device is produced, it is disposed adjacent to the protective layer. Even if it contacts with a separator and an electrode, since the risk of damaging them is reduced, the durability of the electricity storage device is improved. In addition, when using the separator which is a porous film, the average particle diameter (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably larger than the average pore diameter of the separator. Thereby, the damage to a separator can be reduced and it can prevent that a water-insoluble polymer particle (A2) is clogged with the microporous of a separator. In addition, the average particle diameter (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) can be measured by the same method as the average particle diameter (Da1) of the above-mentioned inorganic particles (A1).
 非水溶性重合体粒子(A2)が保護層中に存在する場合、非水溶性重合体粒子(A2)は、その内部に1つ以上の空孔を有する粒子であることが好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)がその内部に1つ以上の空孔を有することで、得られる保護層の電解液の浸透性や保液性が向上し、さらに良好な充放電特性を発現させることができる。このような粒子の構造としては、例えば、粒子の内部に空孔を有する中空構造であってもよく、また粒子の表面から内部(コア)にかけて複数の空孔を有するコアシェル型の構造であってもよい。 When the water-insoluble polymer particles (A2) are present in the protective layer, the water-insoluble polymer particles (A2) are preferably particles having one or more pores therein. The water-insoluble polymer particles (A2) have one or more pores inside thereof, thereby improving the electrolyte permeability and liquid retention of the protective layer obtained, and exhibiting better charge / discharge characteristics. Can be made. The particle structure may be, for example, a hollow structure having pores inside the particle, or a core-shell type structure having a plurality of pores from the surface of the particle to the inside (core). Also good.
 非水溶性重合体粒子(A2)がその内部に1つ以上の空孔を有する場合、容積空孔率は1%~80%であることが好ましく、2%~70%であることがより好ましく、5%~60%であることが特に好ましい。容積空孔率がこの範囲にあることで、得られる保護層の電解液の浸透性や保液性と、タフネスの向上とを両立することができる。 When the water-insoluble polymer particles (A2) have one or more pores therein, the volume porosity is preferably 1% to 80%, more preferably 2% to 70%. It is particularly preferably 5% to 60%. When the volumetric porosity is within this range, it is possible to achieve both the permeability and liquid retention of the electrolytic solution of the protective layer obtained and the improvement of toughness.
 非水溶性重合体粒子(A2)の容積空孔率は、例えば非水溶性重合体粒子(A2)について電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、日立透過型電子顕微鏡 H-7650)により観察し、無作為に抽出した100個の粒子の平均粒子径および粒子内径を測定し、下記式(4)により算出することができる。
 容積空孔率(%)=((粒子内径)/(平均粒子径))×100 ・・・・(4)
The volume porosity of the water-insoluble polymer particles (A2) is observed with, for example, the water-insoluble polymer particles (A2) with an electron microscope (manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, Hitachi transmission electron microscope H-7650). The average particle diameter and particle inner diameter of 100 randomly extracted particles can be measured and calculated by the following formula (4).
Volume porosity (%) = ((particle inner diameter) 3 / (average particle diameter) 3 ) × 100 (4)
 1.1.2.4.非水溶性重合体粒子(A2)の製造方法
 本実施の形態に係る保護層に含まれる非水溶性重合体粒子(A2)の合成方法は特に限定されないが、具体的には乳化重合、播種乳化重合、懸濁重合、播種懸濁重合、溶液析出重合等の方法を用いることが好ましい。これらのうち、乳化重合および播種乳化重合が好ましく、粒子径分布を均一に制御しやすいことから播種乳化重合がより好ましい。
1.1.2.4. Method for producing water-insoluble polymer particles (A2) The method for synthesizing the water-insoluble polymer particles (A2) contained in the protective layer according to the present embodiment is not particularly limited. Specifically, emulsion polymerization, seeding emulsification It is preferable to use a method such as polymerization, suspension polymerization, seeding suspension polymerization, or solution precipitation polymerization. Among these, emulsion polymerization and seeding emulsion polymerization are preferable, and seeding emulsion polymerization is more preferable because the particle size distribution can be easily controlled uniformly.
 また、非水溶性重合体粒子(A2)が中空構造である場合には、特開2002-30113号公報や特開2009-120784号公報、特開昭62-127336号公報に記載されている方法に準じて作製することができ、コアシェル型である場合には特開平4-98201号公報に記載されている方法に準じて作製することができる。 In addition, when the water-insoluble polymer particles (A2) have a hollow structure, the methods described in JP-A No. 2002-30113, JP-A No. 2009-120784, and JP-A No. 62-127336 are disclosed. In the case of the core-shell type, it can be manufactured according to the method described in JP-A-4-98201.
 1.2.水溶性重合体(B)
 本実施の形態に係る保護層は、水溶性重合体(B)を含む。水溶性重合体(B)を含有することで、均質な塗膜が形成されやすくなり、保護層としての機能が向上する。
1.2. Water-soluble polymer (B)
The protective layer according to the present embodiment includes a water-soluble polymer (B). By containing the water-soluble polymer (B), a uniform coating film is easily formed, and the function as a protective layer is improved.
 蓄電デバイス内部で使用される水溶性重合体(B)は、基本的に高い電位での安定性が要求される。また、保護層用途として使用する際には、フィラー(A)の分散性が良好であることが要求される。また、電極表面やセパレーター表面に塗工させる必要性から保護層用組成物がある程度の粘性を持ち流動性を示すことが要求される。このように多数の観点から材料の選定が必要となる。 The water-soluble polymer (B) used in the electricity storage device is basically required to be stable at a high potential. Moreover, when using as a protective layer use, it is requested | required that the dispersibility of a filler (A) is favorable. In addition, it is required that the protective layer composition has a certain degree of viscosity and exhibits fluidity because of the necessity of coating on the electrode surface or the separator surface. Thus, selection of materials is necessary from many viewpoints.
 このような観点から、水溶性重合体(B)としては、天然系高分子、半合成系高分子および合成系高分子が好ましい。 From such a viewpoint, the water-soluble polymer (B) is preferably a natural polymer, a semi-synthetic polymer, or a synthetic polymer.
 天然系高分子としては、例えば、植物もしくは動物由来の多糖類及びたんぱく質等を例示することができ、また、場合により微生物等による発酵処理や、熱による処理がされた天然系高分子を例示できる。これらの天然系高分子は、植物系天然系高分子、動物系天然系高分子及び微生物系天然系高分子等として分類することができる。 Examples of natural polymers include, for example, plant- or animal-derived polysaccharides and proteins, and, in some cases, natural polymers that have been subjected to fermentation treatment with microorganisms or heat treatment. . These natural polymers can be classified as plant natural polymers, animal natural polymers, microbial natural polymers, and the like.
 植物系天然系高分子としては、例えば、アラビアガム、トラガカントガム、ガラクタン、グアガム、キャロブガム、カラヤガム、カラギーナン、ペクチン、カンナン、クインスシード(マルメロ)、アルケコロイド(ガッソウエキス)、澱粉(コメ、トウモロコシ、馬鈴薯、小麦等に由来するもの)、グリチルリチン等が挙げられる。動物系天然系高分子としては、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン等が挙げられる。微生物系天然系高分子としては、キサンタンガム、デキストラン、サクシノグルカン、ブルラン等が挙げられる。 Examples of plant-based natural polymers include gum arabic, gum tragacanth, galactan, guar gum, carob gum, caraya gum, carrageenan, pectin, cannan, quince seed (malmello), arche colloid (gasso extract), starch (rice, corn, potato, Derived from wheat and the like), glycyrrhizin and the like. Examples of animal-based natural polymers include collagen, casein, albumin, gelatin and the like. Examples of the microbial natural polymer include xanthan gum, dextran, succinoglucan, and bullulan.
 セルロース系半合成系高分子は、ノニオン性、アニオン性およびカチオン性に分類することができる。 Cellulosic semisynthetic polymers can be classified into nonionic, anionic and cationic.
 ノニオン性セルロース系半合成系高分子としては、例えば、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、エチルセルロース、マイクロクリスタリンセルロース等のアルキルセルロース;ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースステアロキシエーテル、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、アルキルヒドロキシエチルセルロース、ノノキシニルヒドロキシエチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロースが挙げられる。 Nonionic cellulose semisynthetic polymers include, for example, alkylcelluloses such as methylcellulose, methylethylcellulose, ethylcellulose, and microcrystalline cellulose; hydroxyethylcellulose, hydroxybutylmethylcellulose, hydroxypropylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropyl Examples thereof include hydroxyalkyl celluloses such as methyl cellulose stearoxy ether, carboxymethyl hydroxyethyl cellulose, alkyl hydroxyethyl cellulose, and nonoxynyl hydroxyethyl cellulose.
 アニオン性セルロース系半合成系高分子としては、上記のノニオン性セルロース系半合成系高分子を各種誘導基により置換されたアルキルセルロースおよびそのナトリウム塩やアンモニウム塩が挙げられる。具体的には、セルロース硫酸ナトリウム、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC)及びそれらの塩等を例示することができる。 Examples of the anionic cellulose semisynthetic polymer include alkyl celluloses obtained by substituting the above nonionic cellulose semisynthetic polymer with various derivative groups, and sodium salts and ammonium salts thereof. Specific examples include sodium cellulose sulfate, methyl cellulose, methyl ethyl cellulose, ethyl cellulose, carboxymethyl cellulose (CMC), and salts thereof.
 カチオン性セルロース系半合成系高分子としては、例えば、低窒素ヒドロキシエチルセルロースジメチルジアリルアンモニウムクロリド(ポリクオタニウム-4)、塩化O-[2-ヒドロキシ-3-(トリメチルアンモニオ)プロピル]ヒドロキシエチルセルロース(ポリクオタニウム-10)、塩化O-[2-ヒドロキシ-3-(ラウリルジメチルアンモニオ)プロピル]ヒドロキシエチルセルロース(ポリクオタニウム-24)等が挙げられる。 Examples of cationic cellulose semisynthetic polymers include low nitrogen hydroxyethyl cellulose dimethyl diallyl ammonium chloride (polyquaternium-4), O- [2-hydroxy-3- (trimethylammonio) propyl] hydroxyethyl cellulose (polyquaternium- 10), and O- [2-hydroxy-3- (lauryldimethylammonio) propyl] hydroxyethylcellulose chloride (polyquaternium-24).
 これらの中でも、カチオン性、アニオン性、またはその両性の特性を取り得ることからセルロース系半合成系高分子、そのナトリウム塩、またはそのアンモニウム塩がより好ましい。それらの中でも、フィラーの分散性の観点から、アニオン性のセルロース系半合成系高分子が特に好ましい。 Among these, a cellulose-based semisynthetic polymer, a sodium salt thereof, or an ammonium salt thereof is more preferable because it can have cationic, anionic, or amphoteric characteristics. Among these, an anionic cellulose semisynthetic polymer is particularly preferable from the viewpoint of dispersibility of the filler.
 また、セルロース系半合成系高分子のエーテル化度は、好ましくは0.5~1.0、より好ましくは0.6~0.8の範囲である。セルロース中の無水グルコース単位1個当たりの水酸基(3個)のカルボキシメチル基等への置換体への置換度をエーテル化度という。理論的に0~3までの値を取り得る。エーテル化度が上記範囲にある場合には、フィラー表面に吸着しつつ水への相溶性も見られることから分散性に優れ、フィラーを一次粒子レベルまで微分散できる。加えて最適な平均重合度も持たせることで経時の安定性も向上し、凝集物がなく厚みムラのない塗工が可能になる。 The degree of etherification of the cellulose semisynthetic polymer is preferably in the range of 0.5 to 1.0, more preferably 0.6 to 0.8. The degree of substitution of a hydroxyl group (3) per anhydroglucose unit in cellulose with a carboxymethyl group or the like is referred to as the degree of etherification. Theoretically, values from 0 to 3 can be taken. When the degree of etherification is in the above range, compatibility with water is also observed while adsorbing on the filler surface, so that the dispersibility is excellent and the filler can be finely dispersed to the primary particle level. In addition, by providing an optimum average degree of polymerization, the stability over time can be improved, and coating without agglomerates and thickness unevenness can be achieved.
 これらセルロース系高分子の市販品としては、例えばCMC1120、CMC1150、CMC2200、CMC2280、CMC2450(以上、株式会社ダイセル製)、メトローズSHタイプ、メトローズSEタイプ(以上、信越化学工業株式会社製)等のカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩が挙げられる。 Examples of commercially available cellulose polymers include carboxy such as CMC1120, CMC1150, CMC2200, CMC2280, CMC2450 (manufactured by Daicel Corporation), Metroles SH type, Metroles SE type (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), and the like. Examples thereof include alkali metal salts of methylcellulose.
 合成系高分子としては、ポリ(メタ)アクリル酸、変性ポリ(メタ)アクリル酸等のポリカルボン酸;上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系(共)重合体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸およびフマル酸等の不飽和カルボン酸とビニルエステルとの共重合体の鹸化物等の水溶性重合体を挙げることができる。 Examples of synthetic polymers include polycarboxylic acids such as poly (meth) acrylic acid and modified poly (meth) acrylic acid; alkali metal salts of the above polycarboxylic acids; polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymers And water-soluble polymers such as saponified products of copolymers of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid and fumaric acid and vinyl esters. .
 なお、水溶性重合体(B)のウベローデ粘度計より求められる極限粘度から算出される平均重合度は、好ましくは500~2500、より好ましくは1000~2000、特に好ましくは1000~1500の範囲である。水溶性重合体(B)の平均重合度が前記範囲にあると、水溶性重合体(B)の水への溶解性とフィラー(A)表面への吸着性のバランスが良好となり、保護層用組成物中でのフィラー(A)の分散安定性が良好となりやすい。また、保護層用組成物の粘性も適度となる。その結果、塗工時に均質な塗膜が形成されやすくなる。 The average degree of polymerization calculated from the intrinsic viscosity obtained from the Ubbelohde viscometer of the water-soluble polymer (B) is preferably in the range of 500 to 2500, more preferably 1000 to 2000, and particularly preferably 1000 to 1500. . When the average degree of polymerization of the water-soluble polymer (B) is in the above range, the balance between the solubility of the water-soluble polymer (B) in water and the adsorptivity to the filler (A) surface is improved, and the protective layer is used. The dispersion stability of the filler (A) in the composition tends to be good. Moreover, the viscosity of the composition for protective layers also becomes moderate. As a result, a uniform coating film is easily formed during coating.
 本実施の形態に係る保護層中の水溶性重合体(B)の含有割合は、上述のフィラー(A)およびバインダー(C)の合計100質量部に対して、5質量部以上15質量部以下であることが好ましい。また、本実施の形態に係る保護層100質量部中の水溶性重合体(B)の含有割合は、1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。水溶性重合体(B)の含有割合が上記範囲内にあると、保護層中の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下に制御しやすくなると共に、保護層用組成物に適度な粘性を付与することができるため、均質な塗膜が形成されやすくなる。 The content ratio of the water-soluble polymer (B) in the protective layer according to the present embodiment is 5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less with respect to a total of 100 parts by mass of the filler (A) and the binder (C) described above. It is preferable that Moreover, it is preferable that the content rate of the water-soluble polymer (B) in 100 mass parts of protective layers concerning this Embodiment is 1 mass part or more and 15 mass parts or less. When the content ratio of the water-soluble polymer (B) is within the above range, the water content in the protective layer can be easily controlled to 0.1 mg / cm 3 or more and 35 mg / cm 3 or less, and the composition for the protective layer Therefore, it is easy to form a uniform coating film.
 1.3.バインダー(C)
 本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)同士を結着させ、さらに電極表面やセパレーター表面との密着性を向上させるためのバインダー(C)を含有してもよい。バインダー(C)は、非水溶性重合体であってもよく、保護層中では特定の形状を有していない。しかしながら、塗工前の保護層用組成物中では、バインダー(C)は粒子状で存在していることが好ましい。バインダー(C)が粒子状で存在することで、塗膜を形成する際に効率的にフィラー(A)同士を結着させることができ、また形成される保護層と電極表面やセパレーター表面との密着性が良好となる。
1.3. Binder (C)
The protective layer according to the present embodiment may contain a binder (C) for binding the fillers (A) to each other and further improving the adhesion to the electrode surface or the separator surface. The binder (C) may be a water-insoluble polymer and does not have a specific shape in the protective layer. However, the binder (C) is preferably present in the form of particles in the protective layer composition before coating. When the binder (C) is present in the form of particles, the filler (A) can be efficiently bound to each other when forming a coating film, and the formed protective layer and the electrode surface or separator surface Adhesion is improved.
 バインダー(C)が粒子状である場合、該粒子は内部に空孔を有しない中実粒子であることが好ましい。中実粒子であることにより、保護層においてより良好なバインダー特性を発現することができる。 When the binder (C) is in the form of particles, the particles are preferably solid particles having no pores inside. By being a solid particle, a better binder characteristic can be expressed in the protective layer.
 以下、バインダー(C)に含有される繰り返し単位を構成する単量体、バインダー(C1)の態様および製造方法等に関して詳述する。 Hereinafter, the monomer constituting the repeating unit contained in the binder (C), the mode of the binder (C1), the production method, and the like will be described in detail.
 1.3.1.単量体
<重合性不飽和基を二つ以上有する化合物>
 ここで、「重合性不飽和基を二つ以上有する化合物」とは、上述のフィラー(A)のところで説明した化合物と同義である。バインダー(C)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、15質量部未満であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましく、0質量部、すなわち実質的に含有しないことが特に好ましい。バインダー(C)中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が前記範囲であると、バインダー(C)の柔軟性が高くなり、電極表面やセパレーター表面との密着性が良好になるため好ましい。逆に前記範囲を超えると、バインダー(C)の柔軟性が乏しくなり、電極表面やセパレーター表面との密着性が低下する場合があるため好ましくない。
1.3.1. Monomer <Compound having two or more polymerizable unsaturated groups>
Here, the “compound having two or more polymerizable unsaturated groups” has the same meaning as the compound described in the above-mentioned filler (A). The content ratio of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the binder (C) is preferably less than 15 parts by mass, and more preferably 5 parts by mass or less. , 0 parts by mass, that is, it is particularly preferable not to contain substantially. When the content ratio of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups in the binder (C) is within the above range, the flexibility of the binder (C) increases, This is preferable because the adhesion is improved. On the other hand, if it exceeds the above range, the flexibility of the binder (C) becomes poor, and the adhesion to the electrode surface or separator surface may be lowered, which is not preferable.
 <フッ素原子を有する単量体>
 バインダー(C)は、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を含有することが好ましい。フッ素原子を有する単量体としては、例えばフッ素原子を有するオレフィン化合物、フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。フッ素原子を有するオレフィン化合物としては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記一般式(5)で表される化合物、(メタ)アクリル酸3[4[1-トリフルオロメチル-2,2-ビス[ビス(トリフルオロメチル)フルオロメチル]エチニルオキシ]ベンゾオキシ]2-ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
<Monomer having a fluorine atom>
The binder (C) preferably contains a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom. Examples of the monomer having a fluorine atom include an olefin compound having a fluorine atom and a (meth) acrylic acid ester having a fluorine atom. Examples of the olefin compound having a fluorine atom include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, ethylene trifluoride chloride, and perfluoroalkyl vinyl ether. Examples of the (meth) acrylic acid ester having a fluorine atom include a compound represented by the following general formula (5): (meth) acrylic acid 3 [4 [1-trifluoromethyl-2,2-bis [bis (tri Fluoromethyl) fluoromethyl] ethynyloxy] benzooxy] 2-hydroxypropyl and the like.
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(上記一般式(5)中、Rは水素原子またはメチル基であり、Rはフッ素原子を含有する炭素数1~18の炭化水素基である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(In the above general formula (5), R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 is a C 1-18 hydrocarbon group containing a fluorine atom.)
 上記一般式(5)中のRとしては、例えば炭素数1~12のフッ化アルキル基、炭素数6~16のフッ化アリール基、炭素数7~18のフッ化アラルキル基等を挙げることができ、これらの中でも炭素数1~12のフッ化アルキル基であることが好ましい。上記一般式(5)中のRの好ましい具体例としては、例えば2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2-イル基、β-(パーフルオロオクチル)エチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル基、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチル基、1H,1H,9H-パーフルオロ-1-ノニル基、1H,1H,11H-パーフルオロウンデシル基、パーフルオロオクチル基等を挙げることができる。フッ素原子を有する単量体としては、これらのうち、フッ素原子を有するオレフィン化合物が好ましく、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。上記フッ素原子を有する単量体は、1種のみを使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。 Examples of R 6 in the general formula (5) include fluorinated alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, fluorinated aryl groups having 6 to 16 carbon atoms, and fluorinated aralkyl groups having 7 to 18 carbon atoms. Among these, a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms is preferable. Preferable specific examples of R 6 in the general formula (5) include, for example, 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1, 3,3,3-hexafluoropropan-2-yl group, β- (perfluorooctyl) ethyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 2,2,3,4,4,4- Hexafluorobutyl group, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl group, 1H, 1H, 9H-perfluoro-1-nonyl group, 1H, 1H, 11H-perfluoroundecyl group, perfluorooctyl group, etc. Can do. Of these, the monomer having a fluorine atom is preferably an olefin compound having a fluorine atom, more preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. preferable. The monomer having a fluorine atom may be used alone or in combination of two or more.
 バインダー(C)100質量部中のフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、5~50質量部であることが好ましく、15~40質量部であることがより好ましく、20~30質量部であることが特に好ましい。 The content of the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom in 100 parts by mass of the binder (C) is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 15 to 40 parts by mass, It is particularly preferably 30 to 30 parts by mass.
<不飽和カルボン酸>
 バインダー(C)には、前記フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の他に、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を含有することが好ましい。不飽和カルボン酸としては、上述のフィラー(A)のところで例示した化合物が挙げられる。
<Unsaturated carboxylic acid>
The binder (C) preferably contains a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid in addition to the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom. As unsaturated carboxylic acid, the compound illustrated in the above-mentioned filler (A) is mentioned.
 バインダー(C)100質量部中の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、1~10質量部であることが好ましく、2.5~7.5質量部であることがより好ましい。 The content of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid in 100 parts by mass of the binder (C) is preferably 1 to 10 parts by mass, and more preferably 2.5 to 7.5 parts by mass.
<共役ジエン化合物>
 バインダー(C)は、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位をさらに含有してもよい。共役ジエン化合物としては、例えば1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエンなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。これらの中でも、1,3-ブタジエンが特に好ましい。
<Conjugated diene compound>
The binder (C) may further contain a repeating unit derived from a conjugated diene compound. Examples of the conjugated diene compound include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene and the like. , One or more selected from these. Among these, 1,3-butadiene is particularly preferable.
 バインダー(C)100質量部中の共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、30~60質量部であることが好ましく、40~55質量部であることがより好ましい。共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が前記範囲にあると、適度な柔軟性を付与することができ、フィラー(A)同士の結着性が良好となるため好ましい。 The content of the repeating unit derived from the conjugated diene compound in 100 parts by mass of the binder (C) is preferably 30 to 60 parts by mass, and more preferably 40 to 55 parts by mass. When the content ratio of the repeating unit derived from the conjugated diene compound is in the above range, it is preferable because appropriate flexibility can be imparted and the binding property between the fillers (A) becomes good.
<その他の不飽和単量体>
 バインダー(C)には、上述の繰り返し単位の他に、これらと共重合可能な他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位がさらに含まれていてもよい。
<Other unsaturated monomers>
The binder (C) may further contain a repeating unit derived from another unsaturated monomer copolymerizable with these, in addition to the above-mentioned repeating unit.
 このような不飽和単量体としては、例えば不飽和カルボン酸エステル(但し、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物および上記フッ素原子を有する単量体に該当するものを除く。)、α,β-不飽和ニトリル化合物、芳香族ビニル化合物(但し、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に該当するものを除く。)およびその他の単量体が挙げられる。これらの化合物については、上述のフィラー(A)のところで例示した化合物が挙げられる。 As such an unsaturated monomer, for example, an unsaturated carboxylic acid ester (excluding those corresponding to the compound having two or more polymerizable unsaturated groups and the monomer having a fluorine atom), Examples include α, β-unsaturated nitrile compounds, aromatic vinyl compounds (excluding those corresponding to the compounds having two or more polymerizable unsaturated groups) and other monomers. About these compounds, the compound illustrated in the above-mentioned filler (A) is mentioned.
 1.3.2.バインダー(C)の特性
<平均粒子径>
 バインダー(C)の平均粒子径(Dc)は、20~450nmの範囲にあることが好ましく、30~420nmの範囲にあることがより好ましく、50~400nmの範囲にあることが特に好ましい。
1.3.2. Properties of binder (C) <average particle size>
The average particle diameter (Dc) of the binder (C) is preferably in the range of 20 to 450 nm, more preferably in the range of 30 to 420 nm, and particularly preferably in the range of 50 to 400 nm.
 バインダー(C)の平均粒子径(Dc)が前記範囲にあると、保護層用組成物自体の安定性が向上すると共に、蓄電デバイスに保護層が形成されても内部抵抗の上昇(抵抗上昇率)を低く抑えることができる。平均粒子径(Dc)が前記範囲未満では、バインダー(C)の表面積が過大となり、電解液に対する溶解性が増大するため、蓄電デバイスの充放電に伴って徐々にバインダー(C)が電解液へ溶出し、内部抵抗の上昇の一因となる。一方、平均粒子径(Dc)が前記範囲を超えると、粒子の表面積が過小となり密着力が低下するため、強固な保護層を形成するのが困難となり、十分な蓄電デバイスの耐久性能が得られなくなる。 When the average particle diameter (Dc) of the binder (C) is in the above range, the stability of the protective layer composition itself is improved, and the internal resistance is increased even when a protective layer is formed on the electricity storage device (resistance increase rate). ) Can be kept low. When the average particle diameter (Dc) is less than the above range, the surface area of the binder (C) becomes excessive and the solubility in the electrolytic solution increases, so that the binder (C) gradually changes into the electrolytic solution as the electricity storage device is charged and discharged. Elutes and contributes to an increase in internal resistance. On the other hand, if the average particle diameter (Dc) exceeds the above range, the surface area of the particles becomes too small and the adhesion is reduced, so that it becomes difficult to form a strong protective layer, and sufficient durability performance of the electricity storage device is obtained. Disappear.
 バインダー(C)の平均粒子径(Dc)は、上述の非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)と同様の方法により測定することができる。 The average particle diameter (Dc) of the binder (C) can be measured by the same method as the average particle diameter (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) described above.
<トルエン不溶分>
 バインダー(C)の50℃におけるトルエン不溶分は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。トルエン不溶分は、蓄電デバイスに使用する電解液への不溶分量とほぼ比例すると推測される。このため、トルエン不溶分が前記範囲であれば、蓄電デバイスを作製して、長期間にわたり充放電を繰り返した場合でも電解液への重合体の溶出を抑制できるため良好であると推測できる。トルエン不溶分は、上述のフィラー(A)のところで説明した方法と同様の方法により算出することができる。
<Toluene insoluble matter>
The toluene insoluble content of the binder (C) at 50 ° C. is preferably 80% or more, and more preferably 85% or more. It is presumed that the toluene insoluble content is approximately proportional to the amount of insoluble content in the electrolytic solution used in the electricity storage device. For this reason, if a toluene insoluble content is the said range, even if it manufactures an electrical storage device and it repeats charging / discharging over a long period of time, since it can suppress the elution of the polymer to electrolyte solution, it can be estimated that it is favorable. The toluene insoluble matter can be calculated by the same method as that described for the filler (A).
<空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)>
 バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、320℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましい。バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する化学的安定性に相関すると推測される。このため、バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)が前記温度範囲であれば、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する安定性が向上して、バインダー(C)の分解反応が起こりにくくなるため残存容量率が良好となる。バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、上述のフィラー(A)のところで説明した方法と同様の方法により算出することができる。
<Temperature for reducing 10% by weight in an air atmosphere (T 10 )>
The temperature (T 10 ) at which the weight of the binder (C) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is preferably 320 ° C. or higher, and more preferably 350 ° C. or higher. The temperature (T 10 ) at which the weight of the binder (C) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is presumed to correlate with chemical stability against oxidation at high temperature and high voltage inside the battery. For this reason, if the temperature (T 10 ) at which the weight of the binder (C) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is within the above temperature range, the stability against oxidation at high temperature and high voltage inside the battery is improved. Since the decomposition reaction of the binder (C) is difficult to occur, the remaining capacity ratio is improved. The temperature (T 10 ) at which the weight of the binder (C) is reduced by 10% by weight in an air atmosphere can be calculated by a method similar to the method described for the filler (A).
<バインダー(C)の吸熱特性>
 バインダー(C)の熱的特性としては、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、-50℃~+250℃の温度範囲における吸熱ピークが1つのみ観測されることが好ましい。バインダー(C)の吸熱挙動は、バインダー(C)が粒子状である場合の粒子の形状安定性と相関するものと推測される。このため、バインダー(C)の吸熱ピークが前記温度範囲に1つ観測されれば、バインダー(C)の粒子の形状安定性が良好となり、形成された保護層が十分な強度を有することができると推測される。
<Endothermic characteristics of binder (C)>
Regarding the thermal properties of the binder (C), only one endothermic peak in the temperature range of −50 ° C. to + 250 ° C. is observed when differential scanning calorimetry (DSC) is performed according to JIS K7121. Is preferred. The endothermic behavior of the binder (C) is presumed to correlate with the shape stability of the particles when the binder (C) is in the form of particles. For this reason, if one endothermic peak of the binder (C) is observed in the temperature range, the shape stability of the particles of the binder (C) becomes good, and the formed protective layer can have sufficient strength. It is guessed.
 1.3.3.バインダー(C)の態様
 バインダー(C)の具体的態様としては、フッ素原子を有する単量体を用いる場合、(1)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する非水溶性重合体を一段階重合で合成して得られる共重合体、(2)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Xと不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を有する重合体Yとを有する複合重合体、の二態様が挙げられる。これらのうち、耐酸化性に優れる観点から、複合重合体であることが好ましく、該複合重合体がポリマーアロイであることがより好ましい。
1.3.3. Embodiment of Binder (C) As a specific embodiment of the binder (C), when a monomer having a fluorine atom is used, (1) a water-insoluble polymer having a repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom A copolymer obtained by synthesizing by a one-step polymerization, (2) a polymer X having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom, and a polymer Y having a repeating unit derived from an unsaturated carboxylic acid; Two embodiments of the composite polymer having Among these, from the viewpoint of excellent oxidation resistance, a composite polymer is preferable, and the composite polymer is more preferably a polymer alloy.
 「ポリマーアロイ」とは、「岩波 理化学辞典 第5版.岩波書店」における定義によれば、「2成分以上の高分子の混合あるいは化学結合により得られる多成分系高分子の総称」であって「異種高分子を物理的に混合した重合体ブレンド、異種高分子成分が共有結合で結合したブロックおよびグラフト共重合体、異種高分子が分子間力によって会合した高分子錯体、異種高分子が互いに絡み合ったIPN(Interpenetrating Polymer Network、相互侵入高分子網目)など」をいう。しかしながら、本実施の形態に係る保護層に含有される非水溶性重合体としてのポリマーアロイとは、「異種高分子成分が共有結合によって結合していないポリマーアロイ」のうちIPNからなる重合体である。 “Polymer alloy” is a general term for multi-component polymers obtained by mixing or chemical bonding of two or more components, according to the definition in “Iwanami Riken Dictionary 5th edition. Iwanami Shoten” “Polymer blends physically mixed with different polymers, block and graft copolymers in which different polymer components are covalently bonded, polymer complexes in which different polymers are associated by intermolecular forces, Intertwined IPN (Interpenetrating Polymer Network, interpenetrating polymer network), etc. ”. However, the polymer alloy as the water-insoluble polymer contained in the protective layer according to the present embodiment is a polymer composed of IPN among “a polymer alloy in which different types of polymer components are not bonded by a covalent bond”. is there.
 ポリマーアロイを構成する重合体Xは、電解液の浸透性や保液性に優れると共に、結晶性樹脂のハードセグメントが凝集して、主鎖にC-H…F-Cのような疑似架橋点を与えているものと考えられる。このような重合体Xのみをフィラー(A)と混合し、蓄電デバイスの保護層に用いると、電解液の浸透性や保液性および耐酸化性は良好であるものの、密着性および柔軟性が不十分となる傾向がある。その結果、保護層中のフィラー(A)を十分に結着しておくことができず、フィラー(A)が剥落するなど保護層の不均質化が進行し、抵抗上昇率の低い蓄電デバイスを得ることができない。一方、ポリマーアロイを構成する重合体Yは、密着性および柔軟性には優れるものの、耐酸化性が低い傾向があり、これを単独で蓄電デバイスの保護層として使用した場合には、充放電を繰り返し、あるいは過充電することによって酸化分解するなどして変質するため、抵抗上昇率の低い蓄電デバイスを得ることができない。 The polymer X constituting the polymer alloy is excellent in electrolyte permeability and liquid retention, and the hard segments of the crystalline resin aggregate to form a pseudo-crosslinking point such as C—H—FC in the main chain. It is thought that When only such a polymer X is mixed with the filler (A) and used for the protective layer of the electricity storage device, the electrolyte has good permeability, liquid retention and oxidation resistance, but has good adhesion and flexibility. There is a tendency to become insufficient. As a result, the filler (A) in the protective layer cannot be sufficiently bound, and the protective layer has become non-homogeneous, for example, the filler (A) is peeled off. Can't get. On the other hand, although the polymer Y constituting the polymer alloy is excellent in adhesion and flexibility, it tends to have low oxidation resistance. When this is used alone as a protective layer of an electricity storage device, charge and discharge are performed. Since it is deteriorated by oxidative decomposition or the like by repeated or overcharging, an electricity storage device having a low resistance increase rate cannot be obtained.
 しかしながら、重合体Xおよび重合体Yを含有するポリマーアロイを使用することにより、電解液の浸透性や保液性および耐酸化性、ならびに密着性および柔軟性を同時に発現することができ、抵抗上昇率の低い蓄電デバイスを製造することが可能となる。なお、ポリマーアロイが重合体Xおよび重合体Yのみからなる場合、耐酸化性をより向上させることができるため好ましい。 However, by using a polymer alloy containing the polymer X and the polymer Y, it is possible to simultaneously exhibit electrolyte permeability, liquid retention and oxidation resistance, adhesion and flexibility, and increase resistance. It becomes possible to manufacture an electricity storage device with a low rate. In addition, when a polymer alloy consists only of the polymer X and the polymer Y, since oxidation resistance can be improved more, it is preferable.
 このようなポリマーアロイは、JIS K7121に準拠する示差走査熱量測定(DSC)によって測定した場合、-50~250℃の温度範囲において吸熱ピークを1つのみ有するものであることが好ましい。この吸熱ピークの温度は、-30~+80℃の範囲にあることがより好ましい。 Such a polymer alloy preferably has only one endothermic peak in the temperature range of −50 to 250 ° C. when measured by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121. The temperature of this endothermic peak is more preferably in the range of −30 to + 80 ° C.
 ポリマーアロイを構成する重合体Xは、これが単独で存在する場合には、一般的に-50~250℃に吸熱ピーク(融解温度)を有する。また、ポリマーアロイを構成する重合体Yは、重合体Xとは異なる吸熱ピーク(ガラス転移温度)を有することが一般的である。このため、バインダー(C)中において重合体Xおよび重合体Yが、相分離して存在する場合、-50~250℃の温度範囲において2つの吸熱ピークが観察されるはずである。このことから、-50~250℃の温度範囲における吸熱ピークが1つのみである場合には、該バインダー(C)はポリマーアロイであると推定することができる。 The polymer X constituting the polymer alloy generally has an endothermic peak (melting temperature) at −50 to 250 ° C. when it exists alone. In addition, the polymer Y constituting the polymer alloy generally has an endothermic peak (glass transition temperature) different from that of the polymer X. Therefore, when the polymer X and the polymer Y are present in phase separation in the binder (C), two endothermic peaks should be observed in the temperature range of −50 to 250 ° C. From this, it can be estimated that the binder (C) is a polymer alloy when there is only one endothermic peak in the temperature range of −50 to 250 ° C.
 さらに、ポリマーアロイであるバインダー(C)の有する1つのみの吸熱ピークの温度が-30~+80℃の範囲にある場合、該バインダー(C)は良好な柔軟性及び粘着性を付与することができ、従って密着性をより向上させることができることとなるため好ましい。 Furthermore, when the temperature of only one endothermic peak of the binder (C) which is a polymer alloy is in the range of −30 to + 80 ° C., the binder (C) can impart good flexibility and tackiness. Therefore, the adhesiveness can be further improved, which is preferable.
 重合体Xには、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の他に、他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位をさらに有していてもよい。ここで、他の不飽和単量体としては、上記例示した不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、α,β-不飽和ニトリル化合物およびその他の単量体を使用することができる。 Polymer X may further have a repeating unit derived from another unsaturated monomer in addition to the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom. Here, as the other unsaturated monomer, the above-exemplified unsaturated carboxylic acid, unsaturated carboxylic acid ester, α, β-unsaturated nitrile compound and other monomers can be used.
 重合体X100質量部中のフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましい。かかる場合のフッ素原子を有する単量体は、その全てがフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。 The content ratio of the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom in 100 parts by mass of the polymer X is preferably 80 parts by mass or more, and more preferably 90 parts by mass or more. In such a case, the monomer having a fluorine atom is preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, and propylene hexafluoride.
 重合体Xのさらに好ましい態様は、以下の通りである。すなわち、重合体X100質量部中のフッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位の含有割合が、好ましくは50~99質量部であり、より好ましくは80~98質量部であり;四フッ化エチレンに由来する繰り返し単位の含有割合が、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは1~30質量部であり、特に好ましくは2~20質量部であり;そして六フッ化プロピレンに由来する繰り返し単位の含有割合は、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは1~30質量部であり、特に好ましくは2~25質量部である。なお、重合体Xは、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種に由来する繰り返し単位のみからなるものであることが最も好ましい。 Further preferred embodiments of the polymer X are as follows. That is, the content ratio of the repeating unit derived from vinylidene fluoride in 100 parts by mass of the polymer X is preferably 50 to 99 parts by mass, more preferably 80 to 98 parts by mass; derived from ethylene tetrafluoride. The content of the repeating unit is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, and particularly preferably 2 to 20 parts by mass; and the content of the repeating unit derived from propylene hexafluoride The ratio is preferably 50 parts by mass or less, more preferably 1 to 30 parts by mass, and particularly preferably 2 to 25 parts by mass. The polymer X is most preferably composed of only a repeating unit derived from at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.
 一方、重合体Yは、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の他に、他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位をさらに有していてもよい。ここで、他の不飽和単量体としては、上記例示した不飽和カルボン酸エステル、α,β-不飽和ニトリル化合物およびその他の単量体を使用することができる。 On the other hand, the polymer Y may further have a repeating unit derived from another unsaturated monomer in addition to the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid. Here, as the other unsaturated monomer, the above-exemplified unsaturated carboxylic acid ester, α, β-unsaturated nitrile compound and other monomers can be used.
 重合体Y100質量部中の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、2~20質量部であることが好ましく、3~15質量部であることがより好ましい。 The content of the repeating unit derived from the unsaturated carboxylic acid in 100 parts by mass of the polymer Y is preferably 2 to 20 parts by mass, and more preferably 3 to 15 parts by mass.
 上記ポリマーアロイは、上記のような構成を有する限り、その合成方法は特に限定されるものではないが、例えば公知の乳化重合工程またはこれを適宜に組み合わせることにより容易に合成することができる。 As long as the polymer alloy has the above-described configuration, the synthesis method is not particularly limited, but it can be easily synthesized by, for example, a known emulsion polymerization step or an appropriate combination thereof.
 例えばまず、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Xを、公知の方法によって合成し、次いで該重合体Xに、重合体Yを構成するための単量体を加え、重合体Xからなる重合体粒子の編み目構造の中に、前記単量体を十分吸収させた後、重合体Xの編み目構造の中で、吸収させた単量体を重合して重合体Yを合成する方法により、ポリマーアロイを容易に製造することができる。このような方法によってポリマーアロイを製造する場合、重合体Xに重合体Yの単量体を十分に吸収させることが必須である。吸収温度が低すぎる場合または吸収時間が短すぎる場合には単なる相分離した重合体混合物となり、本発明におけるポリマーアロイを得ることができない場合が多い。但し、吸収温度が高すぎると重合系の圧力が高くなりすぎ、反応系のハンドリングおよび反応制御の面から不利となり、吸収時間を過度に長くしても、さらに有利な結果が得られるわけではない。 For example, first, a polymer X having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom is synthesized by a known method, and then a monomer for constituting the polymer Y is added to the polymer X. After the monomer is sufficiently absorbed in the stitch structure of the polymer particles made of the polymer X, the absorbed monomer is polymerized in the stitch structure of the polymer X to obtain the polymer Y. The polymer alloy can be easily produced by the synthesis method. When a polymer alloy is produced by such a method, it is essential that the polymer X sufficiently absorbs the monomer of the polymer Y. When the absorption temperature is too low or when the absorption time is too short, it becomes a simple phase-separated polymer mixture, and the polymer alloy in the present invention cannot be obtained in many cases. However, if the absorption temperature is too high, the pressure of the polymerization system becomes too high, which is disadvantageous in terms of reaction system handling and reaction control, and even if the absorption time is excessively long, further advantageous results are not obtained. .
 上記のような観点から、吸収温度は30~100℃とすることが好ましく、40~80℃とすることがより好ましく、吸収時間は1~12時間とすることが好ましく、2~8時間とすることがより好ましい。このとき、吸収温度が低い場合には吸収時間を長くすることが好ましく、吸収温度が高い場合には短い吸収時間で十分である。吸収温度(℃)と吸収時間(h)を乗じた値が、概ね120~300(℃・h)、好ましくは150~250(℃・h)の範囲となるような条件が適当である。 From the above viewpoint, the absorption temperature is preferably 30 to 100 ° C., more preferably 40 to 80 ° C., and the absorption time is preferably 1 to 12 hours, and preferably 2 to 8 hours. It is more preferable. At this time, it is preferable to lengthen the absorption time when the absorption temperature is low, and a short absorption time is sufficient when the absorption temperature is high. Appropriate conditions are such that the value obtained by multiplying the absorption temperature (° C.) and the absorption time (h) is approximately 120 to 300 (° C. · h), preferably 150 to 250 (° C. · h).
 重合体Xの編み目構造の中に重合体Yの単量体を吸収させる操作は、乳化重合に用いられる公知の媒体中、例えば水中で行うことが好ましい。 The operation of absorbing the monomer of the polymer Y in the stitch structure of the polymer X is preferably performed in a known medium used for emulsion polymerization, for example, in water.
 ポリマーアロイ100質量部中の重合体Xの含有割合は、5~50質量部であることが好ましく、15~40質量部であることがより好ましく、20~30質量部であることが特に好ましい。ポリマーアロイが重合体Xを前記範囲で含有することにより、電解液の浸透性、保液性及び耐酸化性と、密着性とのバランスがより良好となる。また、各単量体に由来する繰り返し単位の含有割合が上記の好ましい範囲にある重合体Yを用いた場合には、ポリマーアロイが重合体Xを前記範囲で含有することにより、該ポリマーアロイ全体の各繰り返し単位の含有割合を上述の好ましい範囲に設定することが可能となり、このことによりエチレンカーボネート(EC)/ジエチルカーボネート(DEC)不溶分が適切な値となるため、得られる蓄電デバイスの抵抗上昇率が十分に低いものとなる。 The content ratio of the polymer X in 100 parts by mass of the polymer alloy is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 15 to 40 parts by mass, and particularly preferably 20 to 30 parts by mass. When the polymer alloy contains the polymer X in the above-described range, the balance between the permeability, liquid retention and oxidation resistance of the electrolytic solution, and adhesion is improved. Moreover, when the polymer Y in which the content ratio of the repeating unit derived from each monomer is in the above preferable range is used, the polymer alloy contains the polymer X in the above range, so that the entire polymer alloy It is possible to set the content ratio of each repeating unit in the above-mentioned preferable range, and this makes the ethylene carbonate (EC) / diethyl carbonate (DEC) insoluble content an appropriate value. The rate of increase will be sufficiently low.
 1.3.4.バインダー(C)の製造方法
 バインダー(C)がフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する場合、その製造、すなわち、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体を一段階重合で合成する場合の該重合、重合体Xの重合、ならびに重合体Xの存在下における重合体Yの重合は、それぞれ公知の重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤(界面活性剤)等の存在下で行うことができる。
1.3.4. Production method of binder (C) When the binder (C) has a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom, its production, that is, a polymer having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom. The polymerization in the case of one-step polymerization, the polymerization of the polymer X, and the polymerization of the polymer Y in the presence of the polymer X are respectively known polymerization initiators, molecular weight regulators, emulsifiers (surfactants), etc. Can be carried out in the presence of
 また、バインダー(C)が共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位を有する場合、一段重合で作製してもよく、二段重合、さらに多段重合で作製してもよく、それぞれの重合において公知の重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤(界面活性剤)等の存在下で行うことができる。 Further, when the binder (C) has a repeating unit derived from a conjugated diene compound, it may be prepared by one-stage polymerization, may be prepared by two-stage polymerization, and further by multi-stage polymerization. Can be carried out in the presence of an agent, a molecular weight regulator, an emulsifier (surfactant) and the like.
 上記重合開始剤としては、例えば過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤;過酸化ベンゾイル、ラウリルパーオキサイド、2,2’-アゾビスイソブチロニトリル等の油溶性重合開始剤;重亜硫酸ナトリウム、鉄(II)塩、三級アミン等の還元剤と過硫酸塩や有機過酸化物等の酸化剤との組合せからなるレドックス系重合開始剤等を挙げることができる。これらの重合開始剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。 Examples of the polymerization initiator include water-soluble polymerization initiators such as sodium persulfate, potassium persulfate, and ammonium persulfate; oil-soluble polymerization such as benzoyl peroxide, lauryl peroxide, and 2,2′-azobisisobutyronitrile. Initiators; redox polymerization initiators composed of a combination of a reducing agent such as sodium bisulfite, iron (II) salt, tertiary amine and the like and an oxidizing agent such as persulfate or organic peroxide. These polymerization initiators can be used singly or in combination of two or more.
 重合開始剤の使用割合は、バインダー(C)がフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する場合、使用する単量体の合計(バインダー(C)を一段階重合で合成する場合においては使用する単量体の合計、重合体Xの製造においては重合体Xを導く単量体の合計、重合体Xの存在下に重合体Yを重合する場合においては重合体Yを導く単量体の合計。以下同じ。)100質量部に対して、0.3~3質量部とすることが好ましい。 When the binder (C) has a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom, the total amount of monomers used (when the binder (C) is synthesized by one-step polymerization) Is the total amount of monomers used, the total amount of monomers leading to polymer X in the production of polymer X, and the single amount leading to polymer Y when polymer Y is polymerized in the presence of polymer X The same applies to the following.) It is preferably 0.3 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass.
 上記分子量調節剤としては、例えばクロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素;n-ヘキシルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドテジルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン化合物;ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン化合物;ターピノーレン、α-メチルスチレンダイマー等のその他の分子量調節剤を挙げることができる。これらの分子量調節剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。分子量調節剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、5質量部以下とすることが好ましい。 Examples of the molecular weight regulator include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrachloride; mercaptan compounds such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dotezyl mercaptan, and thioglycolic acid; dimethyl Examples thereof include xanthogen compounds such as xanthogen disulfide and diisopropylxanthogen disulfide; and other molecular weight regulators such as terpinolene and α-methylstyrene dimer. These molecular weight regulators can be used singly or in combination of two or more. The use ratio of the molecular weight regulator is preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the monomers used.
 上記乳化剤としては、例えばアニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、フッ素系界面活性剤等を挙げることができる。 Examples of the emulsifier include anionic surfactants, nonionic surfactants, amphoteric surfactants, and fluorosurfactants.
 上記アニオン性界面活性剤としては、例えば高級アルコールの硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの硫酸エステル等を;上記ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリエチレングリコールのアルキルエステル、ポリエチレングリコールのアルキルエーテル、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル等を、それぞれ挙げることができる。 Examples of the anionic surfactant include sulfates of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, sulfates of polyethylene glycol alkyl ethers, etc .; examples of the nonionic surfactants include polyethylene glycol Examples thereof include alkyl esters, alkyl ethers of polyethylene glycol, alkyl phenyl ethers of polyethylene glycol, and the like.
 上記両性界面活性剤としては、例えば、アニオン部分が、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩またはリン酸エステル塩等からなり、そしてカチオン部分が、アミン塩、第4級アンモニウム塩等からなるものを挙げることができる。このような両性界面活性剤の具体例としては、例えばラウリルベタイン、ステアリルベタイン等のベタイン化合物;ラウリル-β-アラニン、ラウリルジ(アミノエチル)グリシン、オクチルジ(アミノエチル)グリシン等のアミノ酸タイプの界面活性剤を挙げることができる。 As the amphoteric surfactant, for example, the anion portion is composed of a carboxylate salt, a sulfate ester salt, a sulfonate salt or a phosphate ester salt, and the cation portion is composed of an amine salt, a quaternary ammonium salt or the like. Things can be mentioned. Specific examples of such amphoteric surfactants include betaine compounds such as lauryl betaine and stearyl betaine; amino acid type surfactants such as lauryl-β-alanine, lauryl di (aminoethyl) glycine, and octyldi (aminoethyl) glycine. An agent can be mentioned.
 上記フッ素系界面活性剤としては、例えばフルオロブチルスルホン酸塩、フルオロアルキル基を有するリン酸エステル、フルオロアルキル基を有するカルボン酸塩、フルオロアルキルエチレンオキシド付加物等を挙げることができる。このようなフッ素系界面活性剤の市販品としては、例えばエフトップEF301、EF303、EF352(以上、株式会社トーケムプロダクツ製);メガファックF171、F172、F173(以上、DIC株式会社製);フロラードFC430、FC431(以上、住友スリーエム株式会社製);アサヒガードAG710、サーフロンS-381、S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106、サーフィノールE1004、KH-10、KH-20、KH-30、KH-40(以上、旭硝子株式会社製);フタージェント250、251、222F、FTX-218(以上、株式会社ネオス製)等を挙げることができる。乳化剤としては、上記のうちから選択される1種または2種以上を使用することができる。 Examples of the fluorosurfactant include fluorobutyl sulfonate, phosphoric acid ester having a fluoroalkyl group, carboxylate having a fluoroalkyl group, and a fluoroalkyl ethylene oxide adduct. Examples of such commercially available fluorosurfactants include F-top EF301, EF303, EF352 (above, manufactured by Tochem Products Co., Ltd.); Megafac F171, F172, F173 (above, manufactured by DIC Corporation); FC430, FC431 (above, manufactured by Sumitomo 3M Limited); Asahi Guard AG710, Surflon S-381, S-382, SC101, SC102, SC103, SC104, SC105, SC106, Surfinol E1004, KH-10, KH-20, KH-30, KH-40 (above, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.); tergent 250, 251, 222F, FTX-218 (above, manufactured by Neos Co., Ltd.), and the like. As an emulsifier, the 1 type (s) or 2 or more types selected from the above can be used.
 乳化剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、0.01~10質量部とすることが好ましく、0.02~5質量部とすることがより好ましい。 The use ratio of the emulsifier is preferably 0.01 to 10 parts by mass, more preferably 0.02 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the monomers used.
 乳化重合は適当な水性媒体中で行うことが好ましく、特に水中で行うことが好ましい。この水性媒体中におけるモノマーの合計の含有割合は、10~50質量%とすることができ、20~40質量%とすることが好ましい。 Emulsion polymerization is preferably performed in a suitable aqueous medium, particularly preferably in water. The total content of the monomers in the aqueous medium can be 10 to 50% by mass, and preferably 20 to 40% by mass.
 乳化重合の条件としては、重合温度40~85℃において重合時間2~24時間とすることが好ましく、重合温度50~80℃において重合時間3~20時間とすることがより好ましい。 The conditions for emulsion polymerization are preferably a polymerization time of 2 to 24 hours at a polymerization temperature of 40 to 85 ° C., and more preferably a polymerization time of 3 to 20 hours at a polymerization temperature of 50 to 80 ° C.
 2.保護層の製造方法
 次に、本発明の一実施形態に係る保護層の製造方法について説明する。本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)、水溶性重合体(B)、バインダー(C)、および液状媒体を含有する保護層用組成物を適当な支持体上に塗布し、乾燥等により保護層中の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下とすることにより作製することができる。このように作製された保護層は多孔膜であり、電解液を良好に透過させることができ、正極と負極の間に配しても充放電特性を劣化させない。
2. Next, the manufacturing method of the protective layer which concerns on one Embodiment of this invention is demonstrated. In the protective layer according to the present embodiment, a composition for a protective layer containing a filler (A), a water-soluble polymer (B), a binder (C), and a liquid medium is applied onto a suitable support and dried. Thus, the protective layer can be produced by setting the water content in the protective layer to 0.1 mg / cm 3 or more and 35 mg / cm 3 or less. The protective layer produced in this way is a porous film, can permeate the electrolytic solution satisfactorily, and does not deteriorate the charge / discharge characteristics even if it is disposed between the positive electrode and the negative electrode.
 保護層の水分含有量は、保護層用組成物中のフィラー(A)、水溶性重合体(B)、バインダー(C)の濃度や比率、塗膜から液状媒体を除去する際の条件を調節することによって制御することができる。 The moisture content of the protective layer adjusts the concentration and ratio of the filler (A), water-soluble polymer (B) and binder (C) in the protective layer composition and the conditions for removing the liquid medium from the coating film. Can be controlled.
 保護層用組成物を支持体に塗布する方法は特に制限されず、コーター(ドクターブレードともいう。)による塗布、刷け塗りによる塗布などの工業的に通常行われる方法により行うことができる。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。中でも、均一な保護層が得られる点でディップ法が好ましい。なお、支持体としては、樹脂製のフィルム、金属製のベルト、ドラム等を用いることができる。 The method for applying the protective layer composition to the support is not particularly limited, and can be carried out by a method commonly used industrially, such as coating by a coater (also referred to as a doctor blade) or coating by brush coating. Examples thereof include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, an extrusion method, and a brush coating method. Among these, the dip method is preferable in that a uniform protective layer can be obtained. As the support, a resin film, a metal belt, a drum, or the like can be used.
 保護層用組成物を支持体上に塗布し、液状媒体を除去した後得られた保護層を支持体から剥がし、電極やセパレーター基材と積層することができる。積層の方法は加熱ロールを用いて熱圧着する方法、多孔膜の接着膜を用いる方法を挙げることができる。 The composition for protective layer is applied on a support, and after removing the liquid medium, the protective layer obtained can be peeled off from the support and laminated with an electrode or a separator substrate. Examples of the laminating method include a method of thermocompression bonding using a heating roll and a method of using an adhesive film of a porous film.
 また、支持体としてセパレーター基材を用いて保護層を剥離せず使用するような場合、必要に応じ、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により支持体と保護層との密着性を向上させることもできる。ただし、この際、過度に加圧処理を行うと、多孔膜である保護層の空隙率が損なわれることがあるため、圧力および加圧時間を適宜に制御する。 Moreover, when using a separator base material as a support without peeling off the protective layer, the adhesiveness between the support and the protective layer is applied by pressure treatment using a mold press or a roll press, if necessary. Can also be improved. However, at this time, if the pressure treatment is excessively performed, the porosity of the protective layer, which is a porous film, may be impaired. Therefore, the pressure and the pressurization time are appropriately controlled.
 塗布膜から液状媒体を除去して保護層を形成する方法としては、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による方法が挙げられる。特に支持体としてセパレーター基材を用いる場合、セパレーター基材の通気度を劣化させずに、保護層の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下とするためには、加熱温度は30~120℃であることが好ましく、30~90℃であることがより好ましく、40~80℃であることが特に好ましい。 Examples of the method for forming the protective layer by removing the liquid medium from the coating film include drying by warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, and (irradiation) irradiation with infrared rays, electron beams, and the like. In particular, when a separator substrate is used as a support, the heating temperature is set to 0.1 mg / cm 3 or more and 35 mg / cm 3 or less without deteriorating the air permeability of the separator substrate. Is preferably 30 to 120 ° C, more preferably 30 to 90 ° C, and particularly preferably 40 to 80 ° C.
 また、保護層用組成物に含有される液状媒体の種類によっても最適な加熱温度は変化する。例えば、液状媒体にN-メチルピロリドン等の揮発性の低い液状媒体を用いる場合には90~180℃で30~180分間加熱することが好ましい。揮発性の高い溶剤を用いる場合には、120~160℃で60~120分間加熱することが好ましい。前述の加熱条件とすることで、別途乾燥工程を設けることなく、保護層の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下に制御することができる。 The optimum heating temperature varies depending on the type of liquid medium contained in the protective layer composition. For example, when a low-volatility liquid medium such as N-methylpyrrolidone is used as the liquid medium, it is preferably heated at 90 to 180 ° C. for 30 to 180 minutes. When a highly volatile solvent is used, it is preferably heated at 120 to 160 ° C. for 60 to 120 minutes. By setting it as the above-mentioned heating conditions, the water content of the protective layer can be controlled to 0.1 mg / cm 3 or more and 35 mg / cm 3 or less without providing a separate drying step.
<保護層用組成物>
 本実施の形態に係る保護層の製造方法に用いられる保護層用組成物は、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、を含有するが、フィラー(A)およびバインダー(C)は、液状媒体中で粒子として分散した状態であることが好ましい。
<Composition for protective layer>
The composition for a protective layer used in the method for producing a protective layer according to the present embodiment contains a filler (A), a water-soluble polymer (B), a binder (C), and a liquid medium. The filler (A) and the binder (C) are preferably dispersed as particles in the liquid medium.
 保護層用組成物中に含まれるフィラー(A)の平均粒子径(Da)(無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)を混合した場合には混合した後の平均粒子径)は、100~3000nmの範囲内であることが好ましく、100~1500nmの範囲内であることがより好ましい。なお、フィラー(A)の平均粒子径(Da)は、多孔質膜であるセパレーターの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレーターへのダメージを軽減し、フィラー(A)がセパレーターの微多孔に詰まることを防ぐことができる。 Average particle size (Da) of filler (A) contained in the protective layer composition (average particle size after mixing when inorganic particles (A1) and water-insoluble polymer particles (A2) are mixed) Is preferably in the range of 100 to 3000 nm, and more preferably in the range of 100 to 1500 nm. In addition, it is preferable that the average particle diameter (Da) of a filler (A) is larger than the average hole diameter of the separator which is a porous film. Thereby, damage to a separator can be reduced and it can prevent that a filler (A) is clogged with the microporous of a separator.
 上記フィラー(A)の平均粒子径(Da)と上記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da/Dc)は、1~30であることが好ましい。比(Da/Dc)の値が前記範囲であると、保護層用組成物を塗工、乾燥させて保護層を形成する際に、上記フィラー(A)粒子同士の接触点にバインダー(C)が集まりやすく粒子同士の結着力が向上するため、保護層の形状保持の観点から好ましい。 The ratio (Da / Dc) between the average particle size (Da) of the filler (A) and the average particle size (Dc) of the binder (C) is preferably 1-30. When the ratio (Da / Dc) is within the above range, the binder (C) is formed at the contact point between the filler (A) particles when the protective layer composition is applied and dried to form the protective layer. From the viewpoint of maintaining the shape of the protective layer.
 上記フィラー(A)が無機粒子(A1)および/または非水溶性重合体粒子(A2)である場合、上記無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と上記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da1/Dc)は、1~30であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1.5~5であることが特に好ましい。また、上記非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)と上記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da2/Dc)は、1~30であることが好ましく、1~5であることがより好ましく、1.1~2であることが特に好ましい。比(Da1/Dc)および比(Da2/Dc)の少なくとも一方の値が前記範囲であると、保護層用組成物を塗工、乾燥させて保護層を形成する際に、上記フィラー(A)粒子同士の接触点にバインダー(C)が集まりやすく粒子同士の結着力が向上するため、保護層の形状保持の観点から好ましい。 When the filler (A) is inorganic particles (A1) and / or water-insoluble polymer particles (A2), the average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) and the average particle diameter of the binder (C) The ratio (Da1 / Dc) to (Dc) is preferably from 1 to 30, more preferably from 1 to 10, and particularly preferably from 1.5 to 5. The ratio (Da2 / Dc) of the average particle size (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) to the average particle size (Dc) of the binder (C) is preferably 1 to 30. 1 to 5 is more preferable, and 1.1 to 2 is particularly preferable. When at least one of the ratio (Da1 / Dc) and the ratio (Da2 / Dc) is in the above range, the filler (A) is formed when the protective layer composition is applied and dried to form the protective layer. Since the binder (C) tends to gather at the contact point between the particles and the binding force between the particles is improved, it is preferable from the viewpoint of maintaining the shape of the protective layer.
 さらに、フィラー(A)として無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)の両方を含有する場合、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da1/Da2)は、0.5~10であることが好ましく、0.7~5であることがより好ましく、0.9~3であることが特に好ましい。比(Da1/Da2)の値が前記範囲であると、保護層用組成物を塗工、乾燥させて保護層を形成する際に、無機粒子(A1)と非水溶性重合体粒子(A2)のマイグレーションを抑制し、どちらかの粒子が保護膜表面に偏在することを抑制することができると考えられる。このため、保護層の均質性の観点から好ましい。 Furthermore, when both the inorganic particles (A1) and the water-insoluble polymer particles (A2) are contained as the filler (A), the average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) and the water-insoluble polymer particles (A2) ) To the average particle diameter (Da2) (Da1 / Da2) is preferably 0.5 to 10, more preferably 0.7 to 5, and preferably 0.9 to 3. Particularly preferred. When the ratio (Da1 / Da2) is in the above range, the inorganic particles (A1) and the water-insoluble polymer particles (A2) are formed when the protective layer composition is applied and dried to form the protective layer. It is considered that the migration of either of the particles can be suppressed and the uneven distribution of either particle on the surface of the protective film can be suppressed. For this reason, it is preferable from the viewpoint of the homogeneity of the protective layer.
 保護層用組成物は、液状媒体を含有する。この液状媒体は、水を含有する水性媒体であることが好ましい。この水性媒体は、水以外に少量の非水媒体を含有することができる。このような非水媒体としては、例えばアミド化合物、炭化水素、アルコール、ケトン、エステル、アミン化合物、ラクトン、スルホキシド、スルホン化合物等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。このような非水媒体の含有割合は、液状媒体の全質量を100質量%としたときに、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下である。水性媒体は、非水媒体を含有せずに水のみからなるものであることが特に好ましい。 The protective layer composition contains a liquid medium. This liquid medium is preferably an aqueous medium containing water. This aqueous medium can contain a small amount of non-aqueous medium in addition to water. Examples of such non-aqueous media include amide compounds, hydrocarbons, alcohols, ketones, esters, amine compounds, lactones, sulfoxides, sulfone compounds, and the like, and one or more selected from these are used. can do. The content ratio of such a non-aqueous medium is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, when the total mass of the liquid medium is 100% by mass. It is particularly preferable that the aqueous medium is composed only of water without containing a non-aqueous medium.
 保護層用組成物は、液状媒体として水性媒体を使用し、好ましくは水以外の非水媒体を含有しないことにより、環境に対する悪影響を与える程度が低く、取扱作業者に対する安全性も高い。 The composition for the protective layer uses an aqueous medium as a liquid medium, and preferably contains no non-aqueous medium other than water, so that the degree of adverse effects on the environment is low and the safety for handling workers is high.
 保護層用組成物には、必要に応じて界面活性剤等のその他の成分を添加してもよい。 If necessary, other components such as a surfactant may be added to the protective layer composition.
<保護層用組成物の製造方法>
 上述の保護層用組成物は、フィラー(A)100質量部に対して、バインダー(C)が0.1~2000質量部の割合で含有されていることが好ましく、3~1500質量部の割合で含有されていることがより好ましく、5~1000質量部の割合で含有されていることが特に好ましい。なお、上記の含有割合は、正極または負極の一方の表面やセパレーターの表面に保護層を形成する場合と、正極または負極とセパレーターとの間に介在する接着層としての保護層を形成する場合とで好ましい範囲が異なる。
<The manufacturing method of the composition for protective layers>
The protective layer composition described above preferably contains 0.1 to 2000 parts by weight of binder (C) with respect to 100 parts by weight of filler (A), preferably 3 to 1500 parts by weight. More preferably, it is contained in a proportion of 5 to 1000 parts by mass. In addition, said content rate is the case where a protective layer is formed on one surface of the positive electrode or the negative electrode or the surface of the separator, and the case where a protective layer is formed as an adhesive layer interposed between the positive electrode or the negative electrode and the separator. The preferred range is different.
 上述の保護層用組成物を用いて正極または負極の一方の表面やセパレーターの表面に保護層を形成する場合、フィラー(A)100質量部に対して、バインダー(C)が0.1~15質量部の割合で含有されていることが好ましく、3~12質量部の割合で含有されていることがより好ましく、5~10質量部の割合で含有されていることが特に好ましい。保護層用組成物に含まれるフィラー(A)とバインダー(C)との含有割合が上記範囲内であることにより、形成される保護層のタフネスとリチウムイオンの透過性とのバランスが良好となり、その結果、得られる蓄電デバイスの抵抗上昇率をより低くすることができる。 When the protective layer is formed on one surface of the positive electrode or the negative electrode or the surface of the separator using the protective layer composition described above, the binder (C) is 0.1 to 15 parts per 100 parts by mass of the filler (A). It is preferably contained at a ratio of 3 parts by mass, more preferably 3 to 12 parts by mass, and particularly preferably 5 to 10 parts by mass. When the content ratio of the filler (A) and the binder (C) contained in the protective layer composition is within the above range, the balance between the toughness of the protective layer to be formed and the lithium ion permeability is improved, As a result, the rate of increase in resistance of the obtained electricity storage device can be further reduced.
 また、上述の保護層用組成物を用いて正極または負極とセパレーターとの間に介在する接着層としての保護層を形成する場合、フィラー(A)100質量部に対して、バインダー(C)が1~2000質量部の割合で含有されていることが好ましく、5~1500質量部の割合で含有されていることがより好ましく、10~1000質量部の割合で含有されていることが特に好ましい。保護層用組成物に含まれるフィラー(A)とバインダー(C)との含有割合が上記範囲内であることにより、形成される保護層の電極との接着性およびリチウムイオンの透過性のバランスが良好となり、その結果、得られる蓄電デバイスの抵抗上昇率をより低くすることができる。 Moreover, when forming the protective layer as a contact bonding layer interposed between a positive electrode or a negative electrode, and a separator using the above-mentioned composition for protective layers, a binder (C) is 100 mass parts of fillers (A). The content is preferably 1 to 2000 parts by mass, more preferably 5 to 1500 parts by mass, and particularly preferably 10 to 1000 parts by mass. When the content ratio of the filler (A) and the binder (C) contained in the protective layer composition is within the above range, the balance between the adhesion of the protective layer formed to the electrode and the lithium ion permeability is balanced. As a result, the rate of increase in resistance of the obtained electricity storage device can be further reduced.
 上述の保護層用組成物は、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、必要に応じてその他の成分と、を混合することにより調製される。これらを混合するための手段としては、例えばボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等の公知の混合装置を利用することができる。 The protective layer composition described above is prepared by mixing the filler (A), the water-soluble polymer (B), the binder (C), the liquid medium, and other components as necessary. The As a means for mixing them, for example, a known mixing device such as a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, a Hobart mixer can be used.
 保護層用組成物を製造するための混合撹拌は、保護層用組成物中にフィラー(A)の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。分散の程度としては、少なくとも20μmより大きい凝集物がなくなるように混合分散することが好ましい。分散の程度は粒ゲージにより測定可能である。 For mixing and stirring for producing the protective layer composition, a mixer capable of stirring to such an extent that the aggregate of the filler (A) does not remain in the protective layer composition and a sufficient dispersion condition as necessary are selected. There is a need to. The degree of dispersion is preferably mixed and dispersed so that aggregates larger than at least 20 μm are eliminated. The degree of dispersion can be measured with a grain gauge.
 上記のような蓄電デバイスの保護層用組成物は、フィラー(A)相互間、フィラー(A)-電極間、およびフィラー(A)-セパレーター間の密着性に優れた保護層を備える電極を形成することができ、また、このような電極を備える蓄電デバイスは抵抗上昇率が十分に低いものである。 The composition for a protective layer of an electricity storage device as described above forms an electrode including a protective layer having excellent adhesion between fillers (A), between fillers (A) and electrodes, and between fillers (A) and separators. In addition, an electricity storage device including such an electrode has a sufficiently low resistance increase rate.
 3.セパレーター
 本発明の一実施形態に係るセパレーターは、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、を含有し、水分含有量が0.1mg/cm以上5mg/cm以下であることを特徴とする。かかるセパレーターは、上述のバインダー(C)を含有してもよく、また上述の保護層を表面に備えることが好ましい。
3. Separator The separator according to one embodiment of the present invention contains a filler (A) and a water-soluble polymer (B), and has a water content of 0.1 mg / cm 3 or more and 5 mg / cm 3 or less. It is characterized by. Such a separator may contain the above-mentioned binder (C), and preferably includes the above-described protective layer on the surface.
 本実施の形態に係るセパレーターが表面に保護層が積層された構造である場合、上述の保護層用組成物をセパレーター基材上に塗布し、乾燥等により、セパレーター中の水分含有量を0.1mg/cm以上5mg/cm以下とすることにより作製することができる。このように作製されたセパレーターは多孔膜であり、電解液を良好に透過させることができ、正極と負極の間に配しても充放電特性を劣化させない。 In the case where the separator according to this embodiment has a structure in which a protective layer is laminated on the surface, the above-described composition for a protective layer is applied onto a separator substrate, and the moisture content in the separator is reduced to 0.00 by drying or the like. it can be prepared by a 1 mg / cm 3 or more 5 mg / cm 3 or less. The separator produced in this way is a porous film, can permeate the electrolytic solution satisfactorily, and does not deteriorate the charge / discharge characteristics even if it is disposed between the positive electrode and the negative electrode.
 本実施の形態に係るセパレーターは、保護層用組成物を適当な支持体上に塗布して乾燥等により液状媒体を除去し、得られた膜を支持体から剥がして保護層を作製し、ポリオレフィンの多孔膜と圧着させることにより製造することもできる。また、保護層用組成物をTダイにより押し出しで膜状に成形し、ポリオレフィンの多孔膜と圧着させることにより製造することもできる。さらに、保護層用組成物をポリオレフィンの多孔膜に塗布し、乾燥等により液状媒体を除去することにより製造することもできる。なお、ポリオレフィン多孔膜については市販品を用いることができる。または、炭酸カルシウムを無機フィラーとして含む多孔質ポリオレフィン原フィルムを、塩酸とメタノールとの等量の混合液に浸漬し、炭酸カルシウムを溶解・除去することによる製造方法など公知の製造方法により製造したものを用いることができる。 In the separator according to the present embodiment, the protective layer composition is applied onto a suitable support, the liquid medium is removed by drying or the like, and the resulting film is peeled off from the support to produce a protective layer. It can also be produced by pressure bonding with the porous film. Alternatively, the protective layer composition can be produced by extruding it with a T-die into a film shape and press-bonding it with a polyolefin porous film. Furthermore, it can also be produced by applying the protective layer composition to a polyolefin porous film and removing the liquid medium by drying or the like. In addition, about a polyolefin porous membrane, a commercial item can be used. Alternatively, a porous polyolefin raw film containing calcium carbonate as an inorganic filler is immersed in an equal amount of a mixed solution of hydrochloric acid and methanol, and manufactured by a known manufacturing method such as a manufacturing method by dissolving and removing calcium carbonate Can be used.
 4.蓄電デバイス
 以下、本発明に係る蓄電デバイスの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
4). Hereinafter, preferred embodiments of an electricity storage device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
 本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスは、正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置された上述の保護層と、電解液と、を備えることを特徴とする。以下、かかる蓄電デバイスについて、第1の具体例を示しながら図面を用いて説明する。 An electricity storage device according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, the above-described protective layer disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution. Hereinafter, such an electricity storage device will be described with reference to the drawings while showing a first specific example.
 また、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスは、正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置された上述のセパレーターと、電解液と、を備えることを特徴とする。以下、かかる蓄電デバイスについて、第2の具体例および第3の具体例を示しながら図面を用いて説明する。 In addition, an electricity storage device according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, the separator disposed between the positive electrode and the negative electrode, and an electrolytic solution. Hereinafter, such an electricity storage device will be described with reference to the drawings while showing a second specific example and a third specific example.
 4.1.第1の具体例
 図1は、第1の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図1に示すように、蓄電デバイス1は、正極集電体12の表面に正極活物質層14を形成した正極10と、負極集電体22の表面に負極活物質層24を形成した負極20と、正極10と負極20との間に設けられた保護層30と、正極10と負極20の間を満たす電解液40と、を備えたものである。なお、蓄電デバイス1では、正極10と負極20との間にセパレーターが設けられていない。正極10と負極20とが固体電解質等で完全に固定されていれば、正極10と負極20とが接触して短絡することはないからである。
4.1. First Specific Example FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a cross section of an electricity storage device according to a first specific example. As shown in FIG. 1, the electricity storage device 1 includes a positive electrode 10 in which a positive electrode active material layer 14 is formed on the surface of a positive electrode current collector 12 and a negative electrode 20 in which a negative electrode active material layer 24 is formed on the surface of a negative electrode current collector 22. And a protective layer 30 provided between the positive electrode 10 and the negative electrode 20, and an electrolyte solution 40 that fills between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. In the electricity storage device 1, no separator is provided between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. This is because if the positive electrode 10 and the negative electrode 20 are completely fixed with a solid electrolyte or the like, the positive electrode 10 and the negative electrode 20 do not come into contact with each other to cause a short circuit.
 図1に示す正極10は、その長手方向に沿う一方の面において正極活物質層14が設けられておらず、正極集電体12が露出するように形成されているが、両面に正極活物質層14を設けてもよい。同様に、図1に示す負極20は、その長手方向に沿う一方の面において負極活物質層24が設けられておらず、負極集電体22が露出するように形成されているが、両面に負極活物質層24を設けてもよい。 The positive electrode 10 shown in FIG. 1 is formed so that the positive electrode active material layer 14 is not provided on one surface along the longitudinal direction and the positive electrode current collector 12 is exposed. A layer 14 may be provided. Similarly, the negative electrode 20 shown in FIG. 1 is formed such that the negative electrode active material layer 24 is not provided on one surface along the longitudinal direction and the negative electrode current collector 22 is exposed, A negative electrode active material layer 24 may be provided.
 正極集電体12としては、例えば金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等を用いることができる。これらの材料の具体例としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属を挙げることができ、目的とする蓄電デバイスの種類に応じて適宜選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池の正極を形成する場合には、正極集電体12としては上記のうちのアルミニウムを用いることが好ましい。かかる場合、正極集電体12の厚みは、5~30μmとすることが好ましく、8~25μmとすることがより好ましい。 As the positive electrode current collector 12, for example, a metal foil, an etching metal foil, an expanded metal, or the like can be used. Specific examples of these materials include metals such as aluminum, copper, nickel, tantalum, stainless steel, and titanium, and can be appropriately selected and used according to the type of the target power storage device. For example, when forming the positive electrode of a lithium ion secondary battery, it is preferable to use aluminum among the above as the positive electrode current collector 12. In such a case, the thickness of the positive electrode current collector 12 is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 8 to 25 μm.
 正極活物質層14は、リチウムをドープ/脱ドープ可能な正極材料の1種または2種以上の正極活物質を含んでおり、必要に応じてグラファイト等の導電付与剤を含んで構成されている。また、結着剤として、ポリフッ化ビニリデンやポリフッ化アクリル酸エステル等のフッ素含有ポリマーや正極活物質の分散に用いられるカルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、あるいはスチレンブタジエンゴム(SBR)や(メタ)アクリル酸エステル共重合体を含む重合体組成物を用いるようにしてもよい。 The positive electrode active material layer 14 includes one or more positive electrode active materials of a positive electrode material that can be doped / dedoped with lithium, and is configured to include a conductivity-imparting agent such as graphite as necessary. . In addition, as a binder, fluorine-containing polymers such as polyvinylidene fluoride and polyfluorinated acrylic esters, water-soluble polymers such as carboxymethyl cellulose used for dispersion of positive electrode active materials, styrene butadiene rubber (SBR) and (meth) acrylic. A polymer composition containing an acid ester copolymer may be used.
 正極活物質としては、リチウムをドープ/脱ドープ可能であり、十分な量のリチウムを含んでいる正極材料であれば特に制限されない。具体的には、一般式LiMO(但し、MはCo、Ni、Mn、Fe、Al、V、Tiのうち少なくとも1種類を含有する。)で表される、リチウムと遷移金属からなる複合金属酸化物や、リチウムを含んだ層間化合物等を用いることが好ましい。また、この他にLiMX(Mは遷移金属から選ばれる1種、XはS、Se、POから選ばれ、0<a、bは整数である。)を用いることもできる。特に正極活物質としてはLiまたはLiII2で表されるリチウム複合酸化物を用いれば、高電圧を発生させることができ、エネルギー密度を高くすることができるので好ましい。これらの組成式においてMは1種類以上の遷移金属元素を表しており、好ましくはコバルト(Co)およびニッケル(Ni)のうちの少なくとも1種である。MIIは1種類以上の遷移金属元素を表しており、好ましくはマンガン(Mn)である。また、xおよびyの値は電池の充放電状態によって異なり、通常0.05以上1.10以下の範囲内である。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、LiCoO、LiNiO、LiNiCo1-z(但し、0<z<1)あるいはLiMn等が挙げられる。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a positive electrode material that can be doped / undoped with lithium and contains a sufficient amount of lithium. Specifically, a composite metal composed of lithium and a transition metal represented by the general formula LiMO 2 (wherein M contains at least one of Co, Ni, Mn, Fe, Al, V, and Ti). It is preferable to use an oxide or an intercalation compound containing lithium. In addition, Li a MX b (M is one selected from transition metals, X is selected from S, Se, PO 4 and 0 <a, b is an integer) can also be used. In particular, when a lithium composite oxide represented by Li x M I O 2 or Li y M II 2 O 4 is used as the positive electrode active material, a high voltage can be generated and the energy density can be increased, which is preferable. . In these composition formulas, M I represents one or more transition metal elements, preferably at least one of cobalt (Co) and nickel (Ni). M II represents one or more transition metal elements, and is preferably manganese (Mn). The values of x and y vary depending on the charge / discharge state of the battery, and are usually in the range of 0.05 to 1.10. Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi z Co 1-z O 2 (where 0 <z <1), LiMn 2 O 4, and the like.
 負極集電体22としては、例えば金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等を用いることができる。これらの材料の具体例としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属を挙げることができ、目的とする蓄電デバイスの種類に応じて適宜選択して用いることができる。負極集電体22としては上記のうちの銅を用いることが好ましい。かかる場合、集電体の厚みは、5~30μmとすることが好ましく、8~25μmとすることがより好ましい。 As the negative electrode current collector 22, for example, a metal foil, an etching metal foil, an expanded metal, or the like can be used. Specific examples of these materials include metals such as aluminum, copper, nickel, tantalum, stainless steel, and titanium, and can be appropriately selected and used according to the type of the target power storage device. Of the above, copper is preferably used as the negative electrode current collector 22. In such a case, the thickness of the current collector is preferably 5 to 30 μm, and more preferably 8 to 25 μm.
 負極活物質層24は、リチウムをドープ/脱ドープ可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を負極活物質として含んで構成されており、必要に応じて正極電極と同様の結着剤を含んで構成されている。 The negative electrode active material layer 24 is configured to include any one or two or more negative electrode materials that can be doped / undoped with lithium as a negative electrode active material, and if necessary, a binder similar to the positive electrode It is comprised including.
 負極活物質としては、例えば炭素材料、結晶質または非結晶質金属酸化物等を好適に用いることができる。炭素材料としては、コークスやガラス状炭素等の難黒鉛化性炭素材料、結晶構造が発達した高結晶性炭素材料の黒鉛類等が挙げられ、具体的には、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等)、グラファイト、ガラス状炭素類、高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適切な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、および活性炭等が挙げられる。結晶質または非結晶質金属酸化物としては、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)を構成元素として含むものが挙げられる。特にケイ素(Si)、スズ(Sn)を構成元素として含むものを好適に用いることができる。 As the negative electrode active material, for example, a carbon material, a crystalline or amorphous metal oxide, or the like can be suitably used. Examples of carbon materials include non-graphitizable carbon materials such as coke and glassy carbon, and graphites of highly crystalline carbon materials having a developed crystal structure. Specifically, pyrolytic carbons, cokes ( Pitch coke, needle coke, petroleum coke, etc.), graphite, glassy carbons, polymer compound fired bodies (phenol resins, furan resins, etc. fired and carbonized at an appropriate temperature), carbon fibers, activated carbon, etc. Can be mentioned. As crystalline or amorphous metal oxides, magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn) ), Lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) or platinum (Pt) ) As a constituent element. In particular, those containing silicon (Si) or tin (Sn) as constituent elements can be suitably used.
 なお、上述した活物質層は、プレス加工に供されることが好ましい。このプレス加工を行うための手段としては、例えばロールプレス機、高圧スーパープレス機、ソフトカレンダー、1トンプレス機等を挙げることができる。プレス加工の条件は、用いる加工機の種類ならびに活物質層の所望の厚みおよび密度に応じて、適宜に設定される。リチウムイオン二次電池正極の場合、厚みが40~100μmであり、密度が2.0~5.0g/cmであることが好ましい。リチウムイオン二次電池負極の場合、厚みが40~100μmであり、密度が1.3~1.9g/cmであることが好ましい。 Note that the above-described active material layer is preferably subjected to press working. Examples of means for performing the press working include a roll press machine, a high-pressure super press machine, a soft calendar, and a 1-ton press machine. The conditions for the press working are appropriately set according to the type of processing machine used and the desired thickness and density of the active material layer. In the case of a lithium ion secondary battery positive electrode, the thickness is preferably 40 to 100 μm, and the density is preferably 2.0 to 5.0 g / cm 3 . In the case of a lithium ion secondary battery negative electrode, the thickness is preferably 40 to 100 μm and the density is preferably 1.3 to 1.9 g / cm 3 .
 保護層30は、正極10と負極20との間に配置されている。なお、図1に示す蓄電デバイス1では、正極10と負極20との間に、保護層30が正極活物質層14と接するように配置されているが、負極活物質層24と接するように配置されてもよい。また、保護層30は、正極10または負極20と接することなく、正極10と負極20との間に自立膜として配置されてもよい。これにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層30でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。 The protective layer 30 is disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. 1, the protective layer 30 is disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 so as to be in contact with the positive electrode active material layer 14, but is disposed so as to be in contact with the negative electrode active material layer 24. May be. Further, the protective layer 30 may be disposed as a self-supporting film between the positive electrode 10 and the negative electrode 20 without being in contact with the positive electrode 10 or the negative electrode 20. Thereby, even if it is a case where dendrites precipitate by repeating charging / discharging, since it is guarded by the protective layer 30, a short circuit does not occur. Therefore, the function as an electricity storage device can be maintained.
 保護層30は、例えば正極10(または負極20)の表面に、上述の保護層用組成物を塗布して乾燥させることにより形成することができる。正極10(または負極20)の表面に保護層用組成物を塗布する方法としては、例えばドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、エアーナイフ法、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20~250℃、より好ましくは50~150℃の温度範囲において、好ましくは1~120分間、より好ましくは5~60分間の処理時間で行われる。 The protective layer 30 can be formed, for example, by applying the above-described protective layer composition to the surface of the positive electrode 10 (or the negative electrode 20) and drying it. As a method for applying the protective layer composition to the surface of the positive electrode 10 (or the negative electrode 20), for example, a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, an air knife method, a die coating method, or the like can be applied. The coating film is preferably dried in a temperature range of 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 150 ° C., preferably for 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.
 保護層30の膜厚は、特に限定されるものではないが、0.5~4μmの範囲であることが好ましく、0.5~3μmの範囲であることがより好ましい。保護層30の膜厚が前記範囲にあると、電極内部への電解液の浸透性および保液性が良好となると共に、電極の内部抵抗の上昇を抑制することもできる。 The thickness of the protective layer 30 is not particularly limited, but is preferably in the range of 0.5 to 4 μm, and more preferably in the range of 0.5 to 3 μm. When the thickness of the protective layer 30 is in the above range, the permeability of the electrolytic solution into the electrode and the liquid retaining property are improved, and an increase in the internal resistance of the electrode can be suppressed.
 電解液40は、目的とする蓄電デバイスの種類に応じて適宜選択して用いられる。電解液40としては、適当な電解質が溶媒中に溶解された溶液が用いられる。 The electrolytic solution 40 is appropriately selected and used according to the type of the target electricity storage device. As the electrolytic solution 40, a solution in which an appropriate electrolyte is dissolved in a solvent is used.
 リチウムイオン二次電池を製造する場合には、電解質としてリチウム化合物が用いられる。具体的には、例えばLiClO、LiBF、LiI、LiPF、LiCFSO、LiAsF、LiSbF、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、LiCHSO、LiCSO、Li(CFSON等を挙げることができる。この場合の電解質濃度は、好ましくは0.5~3.0モル/Lであり、より好ましくは0.7~2.0モル/Lである。 When manufacturing a lithium ion secondary battery, a lithium compound is used as an electrolyte. Specifically, for example LiClO 4, LiBF 4, LiI, LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiCl, LiBr, LiB (C 2 H 5) 4, LiCH 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3, Li ( CF 3 SO 2) can be cited 2 N or the like. In this case, the electrolyte concentration is preferably 0.5 to 3.0 mol / L, more preferably 0.7 to 2.0 mol / L.
 リチウムイオンキャパシタを製造する場合における電解質の種類および濃度は、リチウムイオン二次電池の場合と同様である。 The type and concentration of the electrolyte in the case of manufacturing a lithium ion capacitor are the same as in the case of the lithium ion secondary battery.
 上記いずれの場合であっても、電解液に用いられる溶媒としては、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート;γ-ブチロラクトン等のラクトン;トリメトキシシラン、1,2-ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2-エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン等のエーテル;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン等のオキソラン誘導体;アセトニトリル、ニトロメタン等の窒素含有化合物;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル等のエステル;ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム化合物;アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン;スルホラン等のスルホン化合物;2-メチル-2-オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン誘導体;1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、2,4-ブタンスルトン、1,8-ナフタスルトン等のスルトン化合物を挙げることができる。 In any of the above cases, examples of the solvent used in the electrolytic solution include carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; lactones such as γ-butyrolactone; trimethoxy Silane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran, ether such as 2-methyltetrahydrofuran; Sulfoxide such as dimethyl sulfoxide; 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, etc. Oxolane derivatives; nitrogen-containing compounds such as acetonitrile and nitromethane; Estes such as methyl formate, methyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, and phosphate triester Glyme compounds such as diglyme, triglyme and tetraglyme; ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; sulfone compounds such as sulfolane; oxazolidinone derivatives such as 2-methyl-2-oxazolidinone; 1,3-propane sultone; Sultone compounds such as 1,4-butane sultone, 2,4-butane sultone and 1,8-naphtha sultone.
 4.2.第2の具体例
 図2は、第2の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図2に示すように、蓄電デバイス2は、正極集電体112の表面に正極活物質層114を形成した正極110と、負極集電体122の表面に負極活物質層124を形成した負極120と、正極110と負極120との間に設けられた保護層130と、正極110と負極120の間を満たす電解液140と、正極110と負極120との間に設けられたセパレーター150と、を備えたものである。
4.2. Second Specific Example FIG. 2 is a schematic view showing a cross section of an electricity storage device according to a second specific example. As shown in FIG. 2, the electricity storage device 2 includes a positive electrode 110 in which a positive electrode active material layer 114 is formed on the surface of a positive electrode current collector 112 and a negative electrode 120 in which a negative electrode active material layer 124 is formed on the surface of a negative electrode current collector 122. A protective layer 130 provided between the positive electrode 110 and the negative electrode 120, an electrolyte solution 140 that fills between the positive electrode 110 and the negative electrode 120, and a separator 150 provided between the positive electrode 110 and the negative electrode 120. It is provided.
 蓄電デバイス2では、保護層130が正極110とセパレーター150と間に挟持されるように配置されている点で、上述した蓄電デバイス1とは相違する。なお、図2に示す蓄電デバイス2では、保護層130が正極110とセパレーター150との間に挟持されるように配置されているが、保護層130が負極120とセパレーター150との間に挟持されるように配置されてもよい。このような構成とすることにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層130でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。 The electricity storage device 2 is different from the electricity storage device 1 described above in that the protective layer 130 is disposed so as to be sandwiched between the positive electrode 110 and the separator 150. 2, the protective layer 130 is sandwiched between the positive electrode 110 and the separator 150, but the protective layer 130 is sandwiched between the negative electrode 120 and the separator 150. It may be arranged so that. By adopting such a configuration, even when dendrites are deposited by repeated charge and discharge, the protective layer 130 guards and no short circuit occurs. Therefore, the function as an electricity storage device can be maintained.
 保護層130は、例えばセパレーター150の表面に上述の保護層用組成物を塗布した後、正極110(または負極120)と貼り合わせて、その後乾燥させることにより形成することができる。セパレーター150の表面に保護層用組成物を塗布する方法としては、例えばドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、エアーナイフ法、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20~250℃、より好ましくは50~150℃の温度範囲において、好ましくは1~120分間、より好ましくは5~60分間の処理時間で行われる。 The protective layer 130 can be formed by, for example, applying the above-described protective layer composition on the surface of the separator 150, bonding the positive electrode 110 (or the negative electrode 120), and then drying. As a method for applying the protective layer composition to the surface of the separator 150, for example, a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, an air knife method, a die coating method, or the like can be applied. The coating film is preferably dried in a temperature range of 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 150 ° C., preferably for 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.
 セパレーター150は、電気的に安定であると共に、正極活物質、負極活物質あるいは溶媒に対して化学的に安定であり、かつ電気伝導性を有していなければどのようなものを用いてもよい。例えば、高分子の不織布、多孔質フィルム、ガラスあるいはセラミックスの繊維を紙状にしたものを用いることができ、これらを複数積層して用いてもよい。特に多孔質ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましく、これをポリイミド、ガラスあるいはセラミックスの繊維等よりなる耐熱性の材料と複合させたものを用いてもよい。 Any separator 150 may be used as long as it is electrically stable, chemically stable with respect to the positive electrode active material, the negative electrode active material, or the solvent, and has no electrical conductivity. . For example, a polymer nonwoven fabric, a porous film, glass or ceramic fibers in a paper shape can be used, and a plurality of these may be laminated. In particular, a porous polyolefin film is preferably used, and a composite of this with a heat-resistant material made of polyimide, glass, ceramic fibers or the like may be used.
 第2の具体例に係る蓄電デバイス2のその他の構成については、図1を用いて説明した第1の具体例に係る蓄電デバイス1と同様であるので説明を省略する。 Other configurations of the power storage device 2 according to the second specific example are the same as those of the power storage device 1 according to the first specific example described with reference to FIG.
 4.3.第3の具体例
 図3は、第3の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図3に示すように、蓄電デバイス3は、正極集電体212の表面に正極活物質層214を形成した正極210と、負極集電体222の表面に負極活物質層224を形成した負極220と、正極210と負極220の間を満たす電解液240と、正極210と負極220との間に設けられたセパレーター250と、セパレーター250の表面を覆うようにして形成された保護層230と、を備えたものである。
4.3. Third Specific Example FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a cross section of an electricity storage device according to a third specific example. As shown in FIG. 3, the electricity storage device 3 includes a positive electrode 210 in which a positive electrode active material layer 214 is formed on the surface of a positive electrode current collector 212, and a negative electrode 220 in which a negative electrode active material layer 224 is formed on the surface of a negative electrode current collector 222. An electrolyte 240 filling between the positive electrode 210 and the negative electrode 220, a separator 250 provided between the positive electrode 210 and the negative electrode 220, and a protective layer 230 formed so as to cover the surface of the separator 250. It is provided.
 蓄電デバイス3では、保護層230がセパレーター250の表面を覆うようにして形成されている点で、上述した蓄電デバイス1や蓄電デバイス2とは相違する。このような構成とすることにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層230でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。 The electricity storage device 3 is different from the electricity storage device 1 and the electricity storage device 2 described above in that the protective layer 230 is formed so as to cover the surface of the separator 250. By adopting such a configuration, even when dendrite is deposited by repeated charge and discharge, the protective layer 230 guards and no short circuit occurs. Therefore, the function as an electricity storage device can be maintained.
 保護層230は、例えばセパレーター250の表面に、上述の保護層用組成物を塗布して乾燥させることにより形成することができる。セパレーター250の表面に保護層用組成物を塗布する方法としては、例えばドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、エアーナイフ法、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20~250℃、より好ましくは50~150℃の温度範囲において、好ましくは1~120分間、より好ましくは5~60分間の処理時間で行われる。 The protective layer 230 can be formed, for example, by applying the above-described protective layer composition to the surface of the separator 250 and drying it. As a method of applying the protective layer composition to the surface of the separator 250, for example, a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, an air knife method, a die coating method, or the like can be applied. The coating film is preferably dried in a temperature range of 20 to 250 ° C., more preferably 50 to 150 ° C., preferably for 1 to 120 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.
 第3の具体例に係る蓄電デバイス3のその他の構成については、図1を用いて説明した第1の具体例に係る蓄電デバイス1や図2を用いて説明した第2の具体例に係る蓄電デバイス2と同様であるので説明を省略する。 Regarding other configurations of the power storage device 3 according to the third specific example, the power storage device 1 according to the first specific example described with reference to FIG. 1 and the power storage according to the second specific example described with reference to FIG. Since it is the same as the device 2, the description thereof is omitted.
 4.4.製造方法
 上述したような蓄電デバイスの製造方法としては、例えば、2つの電極(正極および負極の2つ、またはキャパシタ用電極の2つ)を必要に応じてセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法が挙げられる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、適宜の形状であることができる。
4.4. Manufacturing Method As a manufacturing method of the above-described power storage device, for example, two electrodes (two of a positive electrode and a negative electrode or two of a capacitor electrode) are overlapped via a separator as necessary, and this is used as a battery. Examples of the method include a method of winding, folding, etc. in a battery container according to the shape, injecting an electrolyte into the battery container, and sealing. The shape of the battery can be an appropriate shape such as a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, or a flat shape.
 4.5.用途
 上述したような蓄電デバイスは、電気自動車、ハイブリッドカー、トラック等の自動車に搭載される二次電池またはキャパシタとして好適であるほか、AV機器、OA機器、通信機器などに用いられる二次電池、キャパシタとしても好適である。
4.5. Applications The power storage device as described above is suitable as a secondary battery or a capacitor mounted on an automobile such as an electric vehicle, a hybrid car, and a truck, as well as a secondary battery used for AV equipment, OA equipment, communication equipment, It is also suitable as a capacitor.
 5.実施例
 以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
5. EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. “Part” and “%” in Examples and Comparative Examples are based on mass unless otherwise specified.
 5.1.バインダー(C)の合成
 5.1.1.合成例1
<重合体Xの合成>
 電磁式撹拌機を備えた内容積6Lのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5Lおよび乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、単量体であるフッ化ビニリデン(VDF)70%および六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cmに達するまで仕込んだ。重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液25gを窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始した。重合中は内圧が20kg/cmに維持されるようVDF60.2%およびHFP39.8%からなる混合ガスを逐次圧入して、圧力を20kg/cmに維持した。また、重合が進行するに従って重合速度が低下するため、3時間経過後に、先と同じ重合開始剤溶液の同量を窒素ガスを使用して圧入し、さらに3時間反応を継続した。その後、反応液を冷却すると同時に撹拌を停止し、未反応の単量体を放出した後に反応を停止することにより、重合体Xの粒子を40%含有する水分散体を得た。得られた重合体Xにつき、19F-NMRにより分析した結果、各単量体の質量組成比はVDF/HFP=21/4であった。
5.1. Synthesis of binder (C) 5.1.1. Synthesis example 1
<Synthesis of Polymer X>
The inside of an autoclave with an internal volume of 6 L equipped with an electromagnetic stirrer was sufficiently purged with nitrogen, then 2.5 L of deoxygenated pure water and 25 g of ammonium perfluorodecanoate as an emulsifier were charged, and the mixture was stirred at 350 rpm up to 60 ° C. The temperature rose. Next, a mixed gas composed of 70% of vinylidene fluoride (VDF) as a monomer and 30% of propylene hexafluoride (HFP) was charged until the internal pressure reached 20 kg / cm 2 . 25 g of Freon 113 solution containing 20% of diisopropyl peroxydicarbonate as a polymerization initiator was injected using nitrogen gas to initiate polymerization. During the polymerization, a mixed gas composed of 60.2% VDF and 39.8% HFP was sequentially injected so that the internal pressure was maintained at 20 kg / cm 2 to maintain the pressure at 20 kg / cm 2 . Further, since the polymerization rate decreased as the polymerization progressed, the same amount of the same polymerization initiator solution as that described above was injected using nitrogen gas after 3 hours, and the reaction was continued for 3 hours. Then, simultaneously with cooling the reaction liquid, the stirring was stopped and the reaction was stopped after releasing the unreacted monomer, whereby an aqueous dispersion containing 40% of the particles of the polymer X was obtained. The obtained polymer X was analyzed by 19 F-NMR. As a result, the mass composition ratio of each monomer was VDF / HFP = 21/4.
<バインダー(C1)の合成>
 容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、上記の工程で得られた重合体Xの粒子を含有する水分散体を重合体X換算で25質量部、乳化剤「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製)0.5質量部、メタクリル酸メチル(MMA)30質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル(EHA)40質量部およびメタクリル酸(MAA)5質量部ならびに水130質量部を順次仕込み、70℃で3時間攪拌し、重合体Xに単量体を吸収させた。次いで油溶性重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル0.5質量部を含有するテトラヒドロフラン溶液20mLを添加し、75℃に昇温して3時間反応を行い、さらに85℃で2時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、2.5N水酸化ナトリウム水溶液でpH7に調節することにより、重合体Xおよび重合体Yを含有するバインダー(C1)を40%含有する水分散体S1を得た。
<Synthesis of binder (C1)>
After the inside of the 7-L separable flask was sufficiently purged with nitrogen, 25 parts by mass of an aqueous dispersion containing the particles of the polymer X obtained in the above step in terms of the polymer X was added to the emulsifier “ADEKA rear soap SR1025”. (Trade name, manufactured by ADEKA Corporation) 0.5 parts by mass, methyl methacrylate (MMA) 30 parts by mass, 2-ethylhexyl acrylate (EHA) 40 parts by mass, methacrylic acid (MAA) 5 parts by mass and water 130 parts by mass The portions were sequentially charged and stirred at 70 ° C. for 3 hours to allow the polymer X to absorb the monomer. Next, 20 mL of a tetrahydrofuran solution containing 0.5 part by mass of azobisisobutyronitrile, which is an oil-soluble polymerization initiator, is added, heated to 75 ° C., reacted for 3 hours, and further reacted at 85 ° C. for 2 hours. went. Thereafter, the reaction was stopped after cooling, and the aqueous dispersion S1 containing 40% of the binder (C1) containing the polymer X and the polymer Y was obtained by adjusting the pH to 7 with a 2.5N sodium hydroxide aqueous solution. It was.
 得られた水分散体S1について、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR-1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から平均粒子径(Dc)を求めたところ330nmであった。 For the obtained water dispersion S1, the particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., model “FPAR-1000”) based on the dynamic light scattering method. The average particle size (Dc) was determined to be 330 nm.
 得られた水分散体S1の10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜した。得られた膜(重合体)のうちの1gをトルエン400mL中に浸漬して50℃で3時間振とうした。次いで、トルエン相を300メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のトルエンを蒸発除去して得た残存物の重量(Y(g))を測定した値から、下記式(3)によってトルエン不溶分を求めたところ、上記バインダー(C1)のトルエン不溶分は85%であった。
 トルエン不溶分(%)=((1-Y)/1)×100 ・・・・・(3)
10 g of the obtained aqueous dispersion S1 was weighed into a Teflon (registered trademark) petri dish having a diameter of 8 cm and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a film. 1 g of the obtained film (polymer) was immersed in 400 mL of toluene and shaken at 50 ° C. for 3 hours. Next, the toluene phase was filtered through a 300-mesh wire mesh to separate insoluble components, and the weight of the residue (Y (g)) obtained by evaporating and removing the dissolved toluene was measured from the following formula ( When the toluene insoluble content was determined by 3), the toluene insoluble content of the binder (C1) was 85%.
Toluene insoluble content (%) = ((1-Y) / 1) × 100 (3)
 さらに、得られた膜(バインダー(C1)から構成された膜)を示差走査熱量計(NETZSCH社製、DSC204F1 Phoenix)によって測定したところ、融解温度Tmは観察されず、単一のガラス転移温度Tgが-5℃に観測されたことから、得られたバインダー(C1)はポリマーアロイ粒子であると推定される。 Furthermore, when the obtained film (film composed of the binder (C1)) was measured by a differential scanning calorimeter (manufactured by NETZSCH, DSC204F1, Phoenix), the melting temperature Tm was not observed, and the single glass transition temperature Tg Was observed at −5 ° C., the obtained binder (C1) is presumed to be polymer alloy particles.
 また、得られた膜(重合体)を熱分析装置(株式会社島津製作所製、型式「DTG-60A」)にて熱重量分析を行った。空気雰囲気下、昇温速度20℃/分で加熱したときに、重合体粒子が10重量%減量する温度(以下、この減量開始温度を「T10」と表す。)は338℃であった。 Further, the obtained film (polymer) was subjected to thermogravimetric analysis with a thermal analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation, model “DTG-60A”). When heated in an air atmosphere at a heating rate of 20 ° C./min, the temperature at which the polymer particles lose 10% by weight (hereinafter, this reduction starting temperature is expressed as “T 10 ”) was 338 ° C.
 5.1.2.合成例2
 上記合成例1において、単量体ガスの組成と乳化剤量を適宜に変更した以外は、表1に示す組成でバインダー(C2)を含有する水分散体を調製し、該水分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度40%の水分散体S2を作製した。得られたバインダー(C2)について合成例1と同様に行った平均粒子径(Dc)の結果、トルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表1に併せて示した。
5.1.2. Synthesis example 2
In the synthesis example 1, except that the composition of the monomer gas and the amount of the emulsifier were appropriately changed, an aqueous dispersion containing the binder (C2) with the composition shown in Table 1 was prepared, and the solid content of the aqueous dispersion was By removing or adding water under reduced pressure according to the concentration, an aqueous dispersion S2 having a solid content concentration of 40% was produced. As a result of average particle diameter (Dc) carried out in the same manner as in Synthesis Example 1 for the obtained binder (C2), as a result of measuring toluene insoluble matter, as a result of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm), and as measured by TG The results (weight loss starting temperature T 10 ) are also shown in Table 1.
 5.1.3.合成例3
 攪拌機を備えた温度調節可能なオートクレーブ中に、水200質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6質量部、過硫酸カリウム1.0質量部、重亜硫酸ナトリウム0.5質量部、α-メチルスチレンダイマー0.5質量部、ドデシルメルカプタン0.3質量部および表1示す単量体を一括して仕込み、70℃に昇温し8時間重合反応を行った。その後、温度を80℃に昇温し、さらに3時間反応を行なってラテックスを得た。このラテックスのpHを7.5に調節し、トリポリリン酸ナトリウム5質量部(固形分換算値、濃度10質量%の水溶液として添加)を加えた。その後、残留モノマーを水蒸気蒸留によって除去し、減圧下で濃縮することにより、バインダー(C3)を50質量%含有する水分散体S3を得た。得られたバインダー(C3)について合成例1と同様に行った平均粒子径(Dc)の結果、トルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表1に併せて示した。
5.1.3. Synthesis example 3
In a temperature-controllable autoclave equipped with a stirrer, 200 parts by weight of water, 0.6 parts by weight of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1.0 part by weight of potassium persulfate, 0.5 part by weight of sodium bisulfite, α-methylstyrene 0.5 parts by mass of dimer, 0.3 parts by mass of dodecyl mercaptan and the monomers shown in Table 1 were charged all at once, and the temperature was raised to 70 ° C. to conduct a polymerization reaction for 8 hours. Thereafter, the temperature was raised to 80 ° C., and the reaction was further performed for 3 hours to obtain a latex. The pH of this latex was adjusted to 7.5, and 5 parts by mass of sodium tripolyphosphate (added as an aqueous solution having a solid content conversion value and a concentration of 10% by mass) was added. Thereafter, the residual monomer was removed by steam distillation, and concentrated under reduced pressure to obtain an aqueous dispersion S3 containing 50% by mass of the binder (C3). As a result of average particle diameter (Dc) performed on the obtained binder (C3) in the same manner as in Synthesis Example 1, as a result of measuring toluene insolubles, as a result of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm), and as measured by TG The results (weight loss starting temperature T 10 ) are also shown in Table 1.
 5.2.非水溶性重合体粒子(A2)の合成
 5.2.1.合成例4
 スチレン100質量部、t-ドデシルメルカプタン10質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.8質量部、過硫酸カリウム0.4質量部、および水200質量部を、容量2Lのフラスコ中に入れ、撹拌しながら窒素ガス雰囲気下にて80℃に昇温して6時間重合を行った。これにより、重合収率98%で平均粒子径170nm、粒子径の標準偏差が0.02μmの重合体粒子を含有する水分散体を得た。この重合体粒子は、トルエン溶解分98%、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分子量が、重量平均分子量(Mw)=5,000、平均分子量(Mn)=3,100であった。
5.2. Synthesis of water-insoluble polymer particles (A2) 5.2.1. Synthesis example 4
100 parts by mass of styrene, 10 parts by mass of t-dodecyl mercaptan, 0.8 parts by mass of sodium dodecylbenzenesulfonate, 0.4 parts by mass of potassium persulfate, and 200 parts by mass of water were placed in a 2 L flask and stirred. Then, the temperature was raised to 80 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and polymerization was carried out for 6 hours. As a result, an aqueous dispersion containing polymer particles having a polymerization yield of 98% and an average particle size of 170 nm and a standard deviation of the particle size of 0.02 μm was obtained. The polymer particles had a toluene dissolved content of 98%, and the molecular weight measured by gel permeation chromatography was weight average molecular weight (Mw) = 5,000 and average molecular weight (Mn) = 3,100.
 反応容器の内部を十分に窒素置換した後、上記の工程で得られた重合体粒子を含有する水分散体を、重合体粒子(固形分換算)5質量部、ラウリル硫酸ナトリウム1.0質量部、過硫酸カリウム0.5質量部、水400質量部、およびスチレン45質量部、ジビニルベンゼン50質量部を混合し、30℃で10分間撹拌して重合体粒子にモノマーを吸収させた。その後、70℃に昇温して3時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、2.5N水酸化ナトリウム水溶液でpH7に調節し、非水溶性重合体粒子(A2-1)を20%含有する水分散体L1を得た。 After sufficiently substituting the inside of the reaction vessel with nitrogen, 5 parts by mass of polymer particles (in terms of solid content) and 1.0 part by mass of sodium lauryl sulfate were obtained. Then, 0.5 parts by mass of potassium persulfate, 400 parts by mass of water, 45 parts by mass of styrene, and 50 parts by mass of divinylbenzene were mixed and stirred at 30 ° C. for 10 minutes to allow the polymer particles to absorb the monomer. Then, it heated up at 70 degreeC and reacted for 3 hours. Thereafter, after cooling, the reaction was stopped, and the pH was adjusted to 7 with a 2.5N aqueous sodium hydroxide solution to obtain an aqueous dispersion L1 containing 20% of water-insoluble polymer particles (A2-1).
 動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR-1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から非水溶性重合体粒子(A2-1)の平均粒子径(Da2)を求めたところ380nmであった。 The particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (model “FPAR-1000”, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) using the dynamic light scattering method as a measurement principle, and water-insoluble polymer particles (A2- When the average particle diameter (Da2) of 1) was determined, it was 380 nm.
 この非水溶性重合体粒子(A2-1)の水分散体L1の100gをシャーレ秤り取り、120℃で1時間乾燥した。得られた固形物をめのう乳鉢で粉砕し粉体(非水溶性重合体粒子(A2-1))を得た。 100 g of the water dispersion L1 of the water-insoluble polymer particles (A2-1) was weighed and dried at 120 ° C. for 1 hour. The obtained solid was pulverized in an agate mortar to obtain a powder (water-insoluble polymer particles (A2-1)).
 得られた粉体(非水溶性重合体粒子(A2-1)から構成された粉体)のトルエン不溶分測定、DSC測定ならびにTG測定を合成例1と同様に行った結果、トルエン不溶分は99%であり、ガラス転移温度Tgおよび融解温度Tmは観測できず、減量開始温度T10は379℃であった。なお、図4は、合成例4で得られた非水溶性重合体粒子(A2-1)のTGAチャートである。図4によれば、合成例4で得られた非水溶性重合体粒子(A2-1)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、379℃であることが読み取れる。 As a result of performing toluene insoluble content measurement, DSC measurement and TG measurement of the obtained powder (powder composed of water-insoluble polymer particles (A2-1)) in the same manner as in Synthesis Example 1, the toluene insoluble content was 99%, a glass transition temperature Tg and the melting temperature Tm can not be observed, weight loss initiation temperature T 10 was 379 ° C.. FIG. 4 is a TGA chart of the water-insoluble polymer particles (A2-1) obtained in Synthesis Example 4. According to FIG. 4, it can be read that the temperature (T 10 ) at which the weight of the water-insoluble polymer particles (A2-1) obtained in Synthesis Example 4 is reduced by 10% by weight in an air atmosphere is 379 ° C. .
 また、得られた粉体(非水溶性重合体粒子(A2-1)から構成された粉体)について電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、日立透過型電子顕微鏡 H-7650)により観察したところ、空孔は認められなかった。 The obtained powder (powder composed of water-insoluble polymer particles (A2-1)) was observed with an electron microscope (Hitachi High-Technologies Corporation, Hitachi transmission electron microscope H-7650). No vacancies were observed.
 5.2.2.合成例5
 上記合成例4において、組成と乳化剤量を適宜に変更したほかは表2に示す組成の非水溶性重合体粒子(A2-2)を含有する水分散体を調製し、該水分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度20%の水分散体L2を得た。得られた非水溶性重合体粒子(A2-2)について合成例1と同様に行った平均粒子径(Da2)の結果、トルエン不溶分測定の結果、容積空孔率の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。
5.2.2. Synthesis example 5
In Synthesis Example 4, an aqueous dispersion containing water-insoluble polymer particles (A2-2) having the composition shown in Table 2 was prepared except that the composition and the amount of emulsifier were appropriately changed. By removing or adding water under reduced pressure according to the partial concentration, an aqueous dispersion L2 having a solid concentration of 20% was obtained. The obtained water-insoluble polymer particles (A2-2) were subjected to the same average particle diameter (Da2) as in Synthesis Example 1, as a result of measuring toluene insolubles, as a result of volumetric porosity, and as a result of DSC measurement. Table 2 also shows (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and the results of TG measurement (weight reduction start temperature T 10 ).
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 表1および表2における各成分の略称または名称は、それぞれ以下の化合物を表す。
<重合性不飽和基を二つ以上有する化合物>
・EDMA:エチレングリコールジメタクリレート
・DVB:ジビニルベンゼン
<フッ素原子を有する単量体>
・VDF:フッ化ビニリデン
・HFP:六フッ化プロピレン
<不飽和カルボン酸>
・MAA:メタクリル酸
・TA:イタコン酸
・AA:アクリル酸
<不飽和カルボン酸エステル>
・MMA:メタクリル酸メチル
・EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル
<芳香族ビニル化合物>
・ST:スチレン
<共役ジエン化合物>
・BD:1,3-ブタジエン
 なお、表1および表2における「-」の表記は、該当する成分を使用しなかったことを示す。
The abbreviations or names of the components in Table 1 and Table 2 represent the following compounds, respectively.
<Compound having two or more polymerizable unsaturated groups>
EDMA: ethylene glycol dimethacrylate DVB: divinylbenzene <monomer having a fluorine atom>
・ VDF: Vinylidene fluoride ・ HFP: Propylene hexafluoride <Unsaturated carboxylic acid>
MAA: methacrylic acid TA: itaconic acid AA: acrylic acid <unsaturated carboxylic acid ester>
-MMA: methyl methacrylate-EHA: 2-ethylhexyl acrylate <aromatic vinyl compound>
ST: Styrene <conjugated diene compound>
-BD: 1,3-butadiene The notation "-" in Tables 1 and 2 indicates that the corresponding component was not used.
 5.3.実施例1
 5.3.1.保護層用組成物の調製
 水分散体S1と水分散体L1を、フィラー(A)95質量部に対して、バインダー(C)が5質量部になるように混合し、さらに水溶性重合体(B)(株式会社ダイセル製、商品名「CMC1120」)5質量部、水275質量部をT.K.フィルミックス(R)56-50型(プライミクス株式会社製)を用いて混合分散処理を行い、保護層用組成物を調製した。
5.3. Example 1
5.3.1. Preparation of Composition for Protective Layer The aqueous dispersion S1 and the aqueous dispersion L1 are mixed so that the binder (C) is 5 parts by mass with respect to 95 parts by mass of the filler (A), and a water-soluble polymer ( B) (product name “CMC1120” manufactured by Daicel Corporation) 5 parts by mass and 275 parts by mass of water K. Mixing and dispersing treatment was performed using Fillmix (R) type 56-50 (manufactured by PRIMIX Co., Ltd.) to prepare a protective layer composition.
 得られた保護層用組成物について、「5.2.1.合成例4」と同様の方法によりトルエン不溶分測定、DSC測定(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定(減量開始温度T10)を行った結果、トルエン不溶分は99%であり、転移温度Tgは-4℃であり、融解温度Tmは観測されず、減量開始温度T10は360℃であった。 About the obtained composition for protective layers, toluene insoluble content measurement, DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) and TG measurement (weight loss start temperature) by the same method as “5.2.1. Synthesis Example 4” As a result of T 10 ), the insoluble content of toluene was 99%, the transition temperature Tg was −4 ° C., the melting temperature Tm was not observed, and the weight loss starting temperature T 10 was 360 ° C.
 5.3.2.正極の製造
<正極活物質の調製>
 市販のリン酸鉄リチウム(LiFePO)をめのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、粒子径(D50値)が0.5μmである活物質粒子を調製した。
5.3.2. Production of positive electrode <Preparation of positive electrode active material>
Commercially available lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) was pulverized in an agate mortar and classified using a sieve to prepare active material particles having a particle diameter (D50 value) of 0.5 μm.
<正極用スラリーの調製>
 二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス株式会社製、商品名「TKハイビスミックス 2P-03」)にポリフッ化ビニリデン(PVDF)4質量部(固形分換算)、上記活物質粒子100質量部、アセチレンブラック5質量部およびN-メチルピロリドン(NMP)68質量部を投入し、60rpmで1時間攪拌を行った。さらに、NMP32質量部を投入し、1時間攪拌してペーストを得た。得られたペーストを、攪拌脱泡機(株式会社シンキー製、商品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、1,800rpmで5分間、さらに真空下(5.0×10Pa)において1,800rpmで1.5分間攪拌混合することにより、正極用スラリーを調製した。
<Preparation of slurry for positive electrode>
A biaxial planetary mixer (product name “TK Hibismix 2P-03” manufactured by PRIMIX Corporation), 4 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) (in terms of solid content), 100 parts by mass of the above active material particles, and acetylene black 5 Part by mass and 68 parts by mass of N-methylpyrrolidone (NMP) were added and stirred at 60 rpm for 1 hour. Further, 32 parts by mass of NMP was added and stirred for 1 hour to obtain a paste. The resulting paste was stirred at 200 rpm for 2 minutes, 1,800 rpm for 5 minutes, and further under vacuum (5.0 ×) using a stirring defoaming machine (trade name “Awatori Nertaro” manufactured by Shinky Co., Ltd.). The slurry for positive electrode was prepared by stirring and mixing at 1,800 rpm for 1.5 minutes at 10 3 Pa).
<正極の作製>
 アルミニウム箔からなる集電体の表面に、上記正極用スラリーを、乾燥後の膜厚が100μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥した。その後、膜(活物質層)の密度が2.0g/cmとなるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、集電体の表面に正極活物質層が形成された正極を得た。
<Preparation of positive electrode>
The positive electrode slurry was uniformly applied to the surface of a current collector made of aluminum foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 100 μm, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the positive electrode with the positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector was obtained by pressing with a roll press so that the density of the film (active material layer) was 2.0 g / cm 3 .
 5.3.3.負極の製造
<負極用スラリーの調製>
 二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス株式会社製、商品名「TKハイビスミックス 2P-03」)に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)4質量部(固形分換算)、負極活物質としてグラファイト100質量部(固形分換算)、N-メチルピロリドン(NMP)80質量部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、さらにNMP20質量部を投入した後、撹拌脱泡機(株式会社シンキー製、製品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、さらに真空下において1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、負極用スラリーを調製した。
5.3.3. Production of negative electrode <Preparation of slurry for negative electrode>
A biaxial planetary mixer (product name “TK Hibismix 2P-03” manufactured by PRIMIX Co., Ltd.), 4 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) (in terms of solid content) and 100 parts by mass of graphite as a negative electrode active material (solid) Minute conversion), 80 parts by mass of N-methylpyrrolidone (NMP) was added, and the mixture was stirred at 60 rpm for 1 hour. Then, after adding 20 parts by mass of NMP, using a stirring defoaming machine (product name “Awatori Netaro” manufactured by Shinky Co., Ltd.) for 2 minutes at 200 rpm, then for 5 minutes at 1,800 rpm, further vacuum Below, the slurry for negative electrodes was prepared by stirring and mixing for 1.5 minutes at 1,800 rpm.
<負極の作製>
 銅箔からなる集電体の表面に、上記負極用スラリーを、乾燥後の膜厚が150μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥した。その後、膜の密度が1.5g/cmとなるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、集電体の表面に負極活物質層が形成された負極を得た。
<Production of negative electrode>
The negative electrode slurry was uniformly applied to the surface of a current collector made of copper foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 150 μm, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the negative electrode in which the negative electrode active material layer was formed on the surface of the current collector was obtained by pressing using a roll press machine so that the film density was 1.5 g / cm 3 .
 5.3.4.保護層の作製(保護層が付与されたセパレーターの作製)
 ポリプロピレン製多孔膜からなるセパレーター(セルガード株式会社製、商品名「セルガード#2400」、膜厚25μm)の両面に、上記「5.3.1.保護層用組成物の調製」で得られた保護層用組成物をディップコート法を用いて塗布した後、50℃、60分で乾燥し、セパレーターの両面に保護層を形成した。なお、得られた保護層の厚みは片面2μm(表・裏の両面で合計4μm)であった。
5.3.4. Production of protective layer (production of separator provided with protective layer)
Protection obtained in the above “5.3.1. Preparation of composition for protective layer” on both sides of a separator made of a porous polypropylene film (manufactured by Celgard, trade name “Celguard # 2400”, film thickness 25 μm) After the layer composition was applied using the dip coating method, it was dried at 50 ° C. for 60 minutes to form protective layers on both sides of the separator. The thickness of the protective layer obtained was 2 μm on one side (total of 4 μm on both the front and back sides).
<単位体積当たりの水分量>
 露点-60℃のドライルーム中で水分気化装置VA―230(三菱化学アナリテック社製)の加熱炉にセパレーターの測定用サンプルを入れ、150℃で窒素ガスを1分間フローし、カールフィッシャー水分計CA200(三菱化学アナリテック社製)の測定セルに導入し、水分量を測定した。滴定終点までの積算値より含有水分重量を求め、これを測定用サンプルの面積および保護層の厚み4μmとの積で求められる体積で除することにより保護層の単位体積あたりの水分含有量を算出したところ、0.6mg/cmであった。また、これを測定用サンプルの面積およびセパレーターの膜厚29μmとの積で求められる体積で除することによりセパレーターの単位体積あたりの含有水分量を算出したところ、0.1mg/cmであった。
<Moisture content per unit volume>
In a dry room with a dew point of -60 ° C, put the sample for measurement of the separator in the heating furnace of the moisture vaporizer VA-230 (Mitsubishi Chemical Analytech), flow nitrogen gas at 150 ° C for 1 minute, and Karl Fischer moisture meter It was introduced into a measurement cell of CA200 (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) and the water content was measured. Calculate the moisture content per unit volume of the protective layer by calculating the moisture content from the integrated value up to the end of the titration and dividing this by the volume determined by the product of the area of the measurement sample and the thickness of the protective layer 4 μm. As a result, it was 0.6 mg / cm 3 . Further, the water content per unit volume of the separator was calculated by dividing this by the volume determined by the product of the area of the measurement sample and the film thickness of the separator of 29 μm, and was 0.1 mg / cm 3 . .
 5.3.5.リチウムイオン電池セルの組立て
 露点が-80℃以下となるようAr置換されたグローブボックス内で、アルミニウムからなるフィルム状の外装アルミシール上に、上記で製造した負極を50mm×25mmに切り出したものに負極端子を取り付けて載置した。次に、上記で製造したセパレーターを54mm×27mmに切り出したものを負極上に載置した。最後に、上記で製造した正極を48mm×23mmに切り出したものに正極端子を取り付けて、前記セパレーター上に載置した。そして、この正極上に、上記外装アルミシールと同様の外装アルミシールを載置した。このようにして、外装アルミシール、負極、微多孔膜、正極、及び外装アルミシールからなる積層体を得た。その後、この積層体の3辺の外装アルミシールを加温シーリング装置で2つの外装アルミシールの外周縁部を互いに接合させ封止した。そして、各層の間に空気が入らないように1M LiPFのエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート(3/7重量比)(キシダ化学社製)を注入して、さらに減圧脱気した後、減圧下で、負極端子と正極端子が外装アルミシールの外部に露出するようにして4辺目を封止して密閉し、2極式単層ラミネートセルからなるラミネート型電池セルを作製した。
5.3.5. Assembly of lithium ion battery cell In a glove box substituted with Ar so that the dew point is −80 ° C. or lower, the negative electrode produced above was cut out to 50 mm × 25 mm on a film-like outer aluminum seal made of aluminum. A negative terminal was attached and placed. Next, the separator manufactured above was cut out to 54 mm × 27 mm and placed on the negative electrode. Finally, a positive electrode terminal was attached to the positive electrode produced as described above and cut out to 48 mm × 23 mm, and placed on the separator. And the exterior aluminum seal similar to the said exterior aluminum seal was mounted on this positive electrode. Thus, the laminated body which consists of an exterior aluminum seal, a negative electrode, a microporous film, a positive electrode, and an exterior aluminum seal was obtained. Thereafter, the outer peripheral aluminum seals on the three sides of this laminate were sealed by bonding the outer peripheral edges of the two outer aluminum seals with a heating sealing device. Then, 1M LiPF 6 ethylene carbonate / diethyl carbonate (3/7 weight ratio) (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was injected so that air did not enter between the layers, and after degassing under reduced pressure, The negative electrode terminal and the positive electrode terminal were exposed to the outside of the exterior aluminum seal, and the fourth side was sealed and sealed to produce a laminate type battery cell composed of a bipolar single layer laminate cell.
 5.3.6.蓄電デバイスの評価
<残存容量率および抵抗上昇率の測定>
 上記で製造した電池セルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とした(エージング充放電)。
5.3.6. Evaluation of electricity storage device <Measurement of remaining capacity rate and resistance increase rate>
The battery cell produced above is placed in a constant temperature bath at 25 ° C., charging is started at a constant current (0.2 C), and charging is continued at a constant voltage (4.1 V) when the voltage reaches 4.1 V. The charging was completed (cut off) when the current value reached 0.01C. Next, discharging was started at a constant current (0.2 C), and the time when the voltage reached 2.5 V was regarded as discharging completion (cut-off) (aging charge / discharge).
 上記エージング充放電後のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とし、0.2Cにおける放電容量(初期)の値であるC1を測定した。 The cell after the aging charge / discharge is put in a thermostat at 25 ° C., and charging is started at a constant current (0.2 C). When the voltage reaches 4.1 V, the cell is continuously maintained at a constant voltage (4.1 V). Charging was continued, and charging was completed (cut off) when the current value reached 0.01C. Next, discharge was started at a constant current (0.2 C), and when the voltage reached 2.5 V, the discharge was completed (cut off), and C1 which was the value of the discharge capacity (initial) at 0.2 C was measured. did.
 上記放電容量(初期)測定後のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。 The cell after the discharge capacity (initial) measurement was placed in a constant temperature bath at 25 ° C., charging was started at a constant current (0.2 C), and when the voltage reached 4.1 V, the constant voltage (4.1 V) was continued. The charging was continued at), and the time when the current value reached 0.01 C was defined as the completion of charging (cut-off).
 この充電状態のセルについてEIS測定(“Electrochemical Inpedance Spectroscopy”、「電気化学インピーダンス測定」)を行い、初期の抵抗値EISaを測定した。 The EIS measurement (“Electrochemical Impedance Spectroscopy”, “electrochemical impedance measurement”) was performed on the charged cell, and the initial resistance value EISA was measured.
 次に、初期の抵抗値EISaを測定したセルを60℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.4Vになった時点で引き続き定電圧(4.4V)にて充電を168時間続行した(過充電の加速試験)。 Next, the cell in which the initial resistance value EISa was measured was placed in a constant temperature bath at 60 ° C., and charging was started at a constant current (0.2 C). When the voltage reached 4.4 V, the constant voltage (4 4V), charging was continued for 168 hours (overcharge acceleration test).
 その後、この充電状態のセルを25℃の恒温槽に入れてセル温度を25℃に低下してから、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)として、0.2Cにおける放電容量(試験後)の値であるC2を測定した。 After that, the charged cell was placed in a constant temperature bath at 25 ° C., the cell temperature was lowered to 25 ° C., and then discharging was started at a constant current (0.2 C), and the voltage became 2.5V. Was completed (cutoff), and C2 as a value of the discharge capacity at 0.2 C (after the test) was measured.
 上記放電容量(試験後)のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とした。このセルのEIS測定を行い、熱ストレスおよび過充電ストレス印加後の抵抗値であるEISbを測定した。 The cell having the above discharge capacity (after the test) is placed in a constant temperature bath at 25 ° C., and charging is started at a constant current (0.2 C). When the voltage reaches 4.1 V, the constant voltage (4.1 V) continues. The charging was continued at, and the time when the current value reached 0.01 C was regarded as charging completion (cut-off). Next, discharging was started at a constant current (0.2 C), and the time when the voltage reached 2.5 V was regarded as completion of discharging (cut-off). EIS measurement of this cell was performed, and EISb which is a resistance value after application of thermal stress and overcharge stress was measured.
 上記の各測定値を下記式(6)に代入して求めた残存容量率は93%であり、上記の各測定値を下記式(7)に代入して求めた抵抗上昇率は150%であった。
 残存容量率(%)=(C2/C1)×100 ・・・・・(6)
 抵抗上昇率(%)=(EISb/EISa)×100 ・・・・・(7)
 この残存容量率が75%以上であり、かつ抵抗上昇率300%以下であるとき、耐久性は良好であると評価することができる。
The remaining capacity rate obtained by substituting the above measured values into the following formula (6) is 93%, and the resistance increase rate obtained by substituting the above measured values into the following formula (7) is 150%. there were.
Residual capacity ratio (%) = (C2 / C1) × 100 (6)
Resistance increase rate (%) = (EISb / EISa) × 100 (7)
When this remaining capacity ratio is 75% or more and the resistance increase rate is 300% or less, it can be evaluated that the durability is good.
 なお、上記測定条件において「1C」とは、ある一定の電気容量を有するセルを定電流放電して1時間で放電終了となる電流値を示す。例えば「0.1C」とは、10時間かけて放電終了となる電流値のことであり、「10C」とは0.1時間かけて放電完了となる電流値のことをいう。 In the above measurement conditions, “1C” indicates a current value at which discharge is completed in 1 hour after constant-current discharge of a cell having a certain electric capacity. For example, “0.1 C” is a current value at which discharge is completed over 10 hours, and “10 C” is a current value at which discharge is completed over 0.1 hours.
<電池膨れ>
 上述のラミネート型電池を0.2C、4.2Vの定電圧・定電流充電で8時間充電した。それに1.8kg/cmの荷重を印加した状態でオーブンに入れ、85℃で3日間保存した後に外観観察したところ、電池の膨らみは無かった。電池が明らかに膨らんでいたものについては×と判断し、電池の膨みが外観上分からなかったものについては良好であると判断して○と表中に表記した。なお、この場合の電池の膨れは、電池内でガスが発生したことによるものであると考えられる。
<Battery swelling>
The above laminated battery was charged with 0.2 C, 4.2 V constant voltage / constant current charging for 8 hours. When it was put in an oven with a load of 1.8 kg / cm 2 applied and stored at 85 ° C. for 3 days and observed for appearance, there was no swelling of the battery. The case where the battery was clearly swollen was judged as x, and the case where the battery swollen was not apparent from the appearance was judged as good, and was marked in the table. Note that the swelling of the battery in this case is considered to be due to the generation of gas in the battery.
<保護層と電極との接着性>
 上記で製造した負極、保護層付きセパレーター、および正極から、それぞれ幅2cm×長さ5cmの試験片を切り出し、負極活物質層および正極活物質層がそれぞれ保護層付きセパレーターに相対するように、負極/保護層付きセパレーター/正極を積層した。得られた積層体にエチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒を含浸させ、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、ルミラーS10、250μm厚)に挟み、80℃×5分間、0.1MPaにて加熱加圧した。この後、溶媒が乾燥する前に負極および正極を保護層付きセパレーターから剥がし、以下のように評価した。
◎:負極、正極ともに剥がした時に抵抗があり、活物質層の一部または全部が保護層に接着して転写されている場合
○:負極、正極ともに剥がした時に抵抗があるが、活物質層が保護層に転写されていない場合
×:負極および正極のいずれかを剥がした時に抵抗がなく、既に剥がれている場合
<Adhesiveness between protective layer and electrode>
From the negative electrode produced above, the separator with protective layer, and the positive electrode, test pieces each having a width of 2 cm and a length of 5 cm were cut out so that the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer were respectively opposed to the separator with the protective layer. / Separator with protective layer / Positive electrode was laminated. The obtained laminate was impregnated with a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1 (mass ratio) and sandwiched between polyester films (Toray Industries, Lumirror S10, 250 μm thickness), 80 ° C. × 5 minutes, 0 Heated and pressurized at 1 MPa. Then, before the solvent dried, the negative electrode and the positive electrode were peeled off from the separator with the protective layer, and evaluated as follows.
A: When both the negative electrode and the positive electrode are peeled off, there is resistance, and a part or all of the active material layer is adhered and transferred to the protective layer. ○: When both the negative electrode and the positive electrode are peeled off, there is resistance, but the active material layer X is not transferred to the protective layer x: When there is no resistance when either the negative electrode or the positive electrode is peeled off, it has already been peeled off
 5.4.実施例2~10、比較例1~8
 表3~表4に示す水分散体を表3~表4に示す使用割合で配合した以外は、上記実施例1と同様にして表3~表4に記載の保護層用組成物を作製した。得られた保護層用組成物について、「5.2.1.合成例4」と同様の方法により得られたトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表3~4に併せて示した。さらに、得られた保護層用組成物を用いて上記実施例1と同様にして蓄電デバイスを製造し、評価した。その評価結果を、表3~表4に併せて示した。
5.4. Examples 2 to 10, Comparative Examples 1 to 8
A protective layer composition described in Tables 3 to 4 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersions shown in Tables 3 to 4 were blended in the usage ratios shown in Tables 3 to 4. . About the obtained composition for protective layers, as a result of the toluene insoluble content measurement obtained by the same method as “5.2.1. Synthesis Example 4”, the results of DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm) The results of TG measurement (starting weight reduction temperature T 10 ) are also shown in Tables 3 to 4. Further, an electricity storage device was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 using the obtained protective layer composition. The evaluation results are also shown in Tables 3 to 4.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
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Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表3および表4における各成分の略称や名称は、それぞれ以下の化合物を表す。
<無機粒子>
・チタニア:製品名「KR380」(チタン工業株式会社製、ルチル型、平均粒子径0.38μm)
・アルミナ:製品名「AKP-3000」(住友化学株式会社製、平均粒子径0.74μm)
<水溶性重合体(B)>
・CMC:商品名「CMC1120」(株式会社ダイセル製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)
・PVA:商品名「GH-20」(日本合成化学株式会社製、ポリビニルアルコール)
・PAA:商品名「A-10H」(東亜合成株式会社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量20万)
The abbreviations and names of the components in Table 3 and Table 4 represent the following compounds, respectively.
<Inorganic particles>
-Titania: Product name “KR380” (manufactured by Titanium Industry Co., Ltd., rutile type, average particle size 0.38 μm)
Alumina: Product name “AKP-3000” (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., average particle size 0.74 μm)
<Water-soluble polymer (B)>
CMC: trade name “CMC1120” (manufactured by Daicel Corporation, sodium carboxymethylcellulose)
-PVA: trade name "GH-20" (Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd., polyvinyl alcohol)
PAA: trade name “A-10H” (manufactured by Toa Gosei Co., Ltd., polyacrylic acid, weight average molecular weight 200,000)
 5.5.評価結果
 上記表3~表4から明らかなように、実施例1~10に示した本発明に係る保護層を有するセパレーターを具備する蓄電デバイス(リチウムイオン電池)は、電池膨れが認められず、耐久試験後の残存容量および抵抗上昇の抑制に優れると共に、保護層と電極との接着性が良好であることが確認できた。
5.5. Evaluation results As is apparent from Tables 3 to 4 above, in the electricity storage device (lithium ion battery) including the separator having the protective layer according to the present invention shown in Examples 1 to 10, no battery swelling was observed. It was confirmed that the residual capacity after the durability test and the resistance increase were excellent, and the adhesion between the protective layer and the electrode was good.
 一方、比較例1、2、4、7、8に示した保護層(本願発明ではない保護層)を有するセパレーターを具備する蓄電デバイス(リチウムイオン電池)によれば、充放電特性が不良であり、さらに電池膨れが認められた。また、比較例6では保護層を備えていないセパレーターを加熱処理することで水分含有量を低減させた例である。この場合、水分含有量を0mg/cm(測定限界未満)まで低減させることができたが、膜が収縮してしまい、収縮後の膜を用いて蓄電デバイスを作成することが不能であった。さらに、比較例3と比較例5に関しては、セパレーターを180℃で加熱することで水分含有量をそれぞれ0.2mg/cm、2mg/cmまで低減させることができた。しかし、加熱処理後の膜を用いて蓄電デバイスの構成を作成して充放電評価を実施したが、全く充放電することができず、加熱後の膜はセパレーターとして機能できないことが分かった。 On the other hand, according to the electrical storage device (lithium ion battery) including the separator having the protective layer (the protective layer that is not the present invention) shown in Comparative Examples 1, 2, 4, 7, and 8, the charge / discharge characteristics are poor. Further, battery swelling was observed. Further, Comparative Example 6 is an example in which the moisture content is reduced by heat-treating a separator not provided with a protective layer. In this case, the water content could be reduced to 0 mg / cm 3 (below the measurement limit), but the film contracted, and it was impossible to create an electricity storage device using the contracted film. . Further, with respect to Comparative Example 5 and Comparative Example 3, it was possible to reduce the moisture content by heating the separator at 180 ° C. until each 0.2mg / cm 3, 2mg / cm 3. However, although the structure of the electrical storage device was created using the film after the heat treatment and the charge / discharge evaluation was performed, it was found that the film could not be charged / discharged at all and the film after the heating could not function as a separator.
 本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the above embodiment is replaced with another configuration. Furthermore, the present invention includes a configuration that achieves the same effects as the configuration described in the above embodiment or a configuration that can achieve the same object. Furthermore, the present invention includes a configuration obtained by adding a known technique to the configuration described in the above embodiment.
 1,2,3…蓄電デバイス、10,110,210…正極、12,112,212…正極集電体、14,114,214…正極活物質層、20,120,220…負極、22,122,222…負極集電体、24,124,224…負極活物質層、30,130,230…保護層、40,140,240…電解液、150,250…セパレーター 1, 2, 3 ... Electric storage device 10, 110, 210 ... Positive electrode, 12, 112, 212 ... Positive electrode current collector, 14, 114, 214 ... Positive electrode active material layer, 20, 120, 220 ... Negative electrode, 22, 122 222, negative electrode current collector, 24, 124, 224 ... negative electrode active material layer, 30, 130, 230 ... protective layer, 40, 140, 240 ... electrolyte, 150, 250 ... separator

Claims (16)

  1.  フィラー(A)と、
     水溶性重合体(B)と、
    を含有し、
     水分含有量が0.1mg/cm以上35mg/cm以下である、蓄電デバイスの正極と負極との間に配置される保護層。
    A filler (A);
    A water-soluble polymer (B);
    Containing
    Water content is less than 0.1 mg / cm 3 or more 35 mg / cm 3, a protective layer disposed between the positive electrode and the negative electrode of the power storage device.
  2.  さらに、バインダー(C)を含有する、請求項1に記載の保護層。 The protective layer according to claim 1, further comprising a binder (C).
  3.  前記フィラー(A)および前記バインダー(C)の合計100質量部に対して、前記水溶性重合体(B)を5質量部以上15質量部以下含有する、請求項2に記載の保護層。 The protective layer according to claim 2, comprising 5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less of the water-soluble polymer (B) with respect to a total of 100 parts by mass of the filler (A) and the binder (C).
  4.  前記フィラー(A)が非水溶性重合体粒子(A2)を含有し、
     前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の保護層。
    The filler (A) contains water-insoluble polymer particles (A2),
    The content ratio of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. The protective layer according to claim 3.
  5.  前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有する、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の保護層。 The protective layer according to any one of claims 1 to 3, wherein the filler (A) contains inorganic particles (A1) and water-insoluble polymer particles (A2).
  6.  前記無機粒子(A1)の含有量(MA1)と前記非水溶性重合体粒子(A2)の含有量(MA2)との比率が、質量基準で、MA1/MA2=0.1~10である、請求項5に記載の保護層。 The ratio of the content (MA1) of the inorganic particles (A1) to the content (MA2) of the water-insoluble polymer particles (A2) is MA1 / MA2 = 0.1 to 10 on a mass basis. The protective layer according to claim 5.
  7.  保護層100質量部中、前記水溶性重合体(B)を1質量部以上15質量部以下含有する、請求項5または請求項6に記載の保護層。 The protective layer according to claim 5 or 6, comprising 1 part by mass or more and 15 parts by mass or less of the water-soluble polymer (B) in 100 parts by mass of the protective layer.
  8.  前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下である、請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載の保護層。 The content ratio of the repeating unit derived from the compound having two or more polymerizable unsaturated groups in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is 20 parts by mass or more and 100 parts by mass or less. The protective layer according to claim 7.
  9.  フィラー(A)と、
     水溶性重合体(B)と、
    を含有し、
     水分含有量が0.1mg/cm以上5mg/cm以下であるセパレーター。
    A filler (A);
    A water-soluble polymer (B);
    Containing
    A separator having a water content of 0.1 mg / cm 3 or more and 5 mg / cm 3 or less.
  10.  さらに、バインダー(C)を含有する、請求項9に記載のセパレーター。 Furthermore, the separator of Claim 9 containing a binder (C).
  11.  前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有する、請求項9または請求項10に記載のセパレーター。 The separator according to claim 9 or 10, wherein the filler (A) contains inorganic particles (A1) and water-insoluble polymer particles (A2).
  12.  表面の少なくとも一部が、請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の保護層によって被覆された、請求項9ないし請求項11のいずれか一項に記載のセパレーター。 The separator according to any one of claims 9 to 11, wherein at least a part of the surface is coated with the protective layer according to any one of claims 1 to 8.
  13.  正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の保護層と、電解液と、を備えた蓄電デバイス。 An electricity storage device comprising: a positive electrode; a negative electrode; the protective layer according to any one of claims 1 to 8 disposed between the positive electrode and the negative electrode; and an electrolytic solution.
  14.  正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された請求項9ないし請求項12のいずれか一項に記載のセパレーターと、電解液と、を備えた蓄電デバイス。 An electricity storage device comprising: a positive electrode; a negative electrode; the separator according to any one of claims 9 to 12 disposed between the positive electrode and the negative electrode; and an electrolytic solution.
  15.  フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、を含有し、前記フィラー(A)が、平均粒子径(Da1)である無機粒子(A1)および平均粒子径(Da2)である非水溶性重合体粒子(A2)よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含有し、前記平均粒子径(Da1)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da1/Dc)および前記平均粒子径(Da2)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da2/Dc)の少なくとも一方の値が1~30である組成物を用意する工程と、
     前記組成物を塗布した後、30~120℃で加熱する工程と、
    を含む、保護層の形成方法。
    Inorganic particles (A1) containing a filler (A), a water-soluble polymer (B), a binder (C), and a liquid medium, wherein the filler (A) has an average particle diameter (Da1) and It contains at least one selected from the group consisting of water-insoluble polymer particles (A2) having an average particle size (Da2), and the average particle size (Da1) and the average particle size (Dc) of the binder (C) A composition in which at least one of the ratio (Da1 / Dc) and the ratio (Da2 / Dc) of the average particle diameter (Da2) to the average particle diameter (Dc) of the binder (C) is 1 to 30 A process to prepare;
    After applying the composition, heating at 30 to 120 ° C .;
    A method for forming a protective layer, comprising:
  16.  前記無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)および前記非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da1/Da2)が0.5~10である、請求項15に記載の保護層の形成方法。 The ratio (Da1 / Da2) between the average particle diameter (Da1) of the inorganic particles (A1) and the average particle diameter (Da2) of the water-insoluble polymer particles (A2) is 0.5 to 10. 15. The method for forming a protective layer according to 15.
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