WO2019221056A1 - 非水系二次電池用スラリー、非水系二次電池用セパレータ、非水系二次電池用電極、非水系二次電池用積層体および非水系二次電池 - Google Patents

非水系二次電池用スラリー、非水系二次電池用セパレータ、非水系二次電池用電極、非水系二次電池用積層体および非水系二次電池 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a slurry for a non-aqueous secondary battery, a separator for a non-aqueous secondary battery, an electrode for a non-aqueous secondary battery, a laminate for a non-aqueous secondary battery, and a non-aqueous secondary battery.
  • Non-aqueous secondary batteries such as lithium ion secondary batteries (hereinafter may be abbreviated as “secondary batteries”) have the characteristics that they are small and lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged. Is used in a wide range of applications.
  • the secondary battery generally includes a battery member such as a positive electrode, a negative electrode, and a separator that separates the positive electrode and the negative electrode and prevents a short circuit between the positive electrode and the negative electrode.
  • a secondary battery In manufacturing such a secondary battery, it has been conventionally performed to form a laminate for a secondary battery by bonding battery members of the secondary battery, for example, an electrode and a separator.
  • the battery members are bonded to each other by, for example, manufacturing a battery member having an adhesive material on the surface and bonding the battery member to another battery member.
  • a battery member having an adhesive material on its surface is applied to the surface of the battery member by applying a slurry for a secondary battery in which an adhesive polymer (binder) or the like is dispersed and / or dissolved in a solvent, and then dried. By doing so, it can be manufactured.
  • Patent Document 1 organic particles having a core-shell structure including a core portion and a shell portion each made of a polymer each having a predetermined degree of electrolyte swelling are used as a binder.
  • a battery member having an adhesive layer is manufactured by applying and drying the slurry containing organic particles, and the battery member having the adhesive layer is bonded to another battery member to form a laminate for a secondary battery. I am making it. And the obtained laminated body for secondary batteries is enclosed with a battery container with electrolyte solution, and the secondary battery is manufactured.
  • the present inventor has adhered to the battery members in order to exert excellent battery characteristics (particularly, low-temperature output characteristics) in the secondary battery while strongly bonding the battery members together, and to further improve the manufacturing efficiency of the secondary battery.
  • a method for supplying a slurry for a secondary battery for forming a material as a fine droplet from a nozzle and supplying the slurry to the surface of the battery member an ink jet method, a spray method, etc .. We paid attention to this).
  • the present invention provides a slurry for a non-aqueous secondary battery that can efficiently apply an adhesive material to the surface of a battery member using an inkjet method or the like and can firmly bond the battery member to another battery member.
  • the present invention provides a separator for a non-aqueous secondary battery and an electrode for a non-aqueous secondary battery that can be firmly bonded to other adjacent battery members and can exhibit excellent low-temperature output characteristics of the secondary battery.
  • an object of the present invention is to provide a laminate for a non-aqueous secondary battery in which the electrode and the separator are firmly bonded and the secondary battery can exhibit excellent low-temperature output characteristics. And this invention aims at provision of the non-aqueous secondary battery which is excellent in a low-temperature output characteristic.
  • the present inventor has intensively studied for the purpose of solving the above problems. Then, the inventor includes a particulate polymer having a predetermined core-shell structure, a polyhydric alcohol compound, and water, and a content ratio of the polyhydric alcohol compound to the particulate polymer is within a predetermined range.
  • the inventors have found that the characteristics can be exhibited and completed the present invention.
  • the slurry for a non-aqueous secondary battery of the present invention is a non-aqueous system containing a particulate polymer, a polyhydric alcohol compound, and water.
  • a secondary battery that includes a particulate polymer having a predetermined core-shell structure, a polyhydric alcohol compound, and water, and the content ratio of the polyhydric alcohol compound to the particulate polymer is within a predetermined range.
  • the adhesive material is efficiently applied to the surface of the battery member while ensuring the drying efficiency of the slurry while suppressing clogging of the nozzle. Can be granted. Also. If an adhesive material is applied to the battery member surface using the slurry for secondary batteries, the battery members can be firmly bonded to each other via the adhesive material.
  • the glass transition temperature of the polymer of the core portion is 10 ° C. or more and 200 ° C. or less
  • the glass transition temperature of the polymer of the shell portion is the core portion. It is preferably 10 ° C. or more lower than the glass transition temperature of the polymer.
  • a particulate polymer in which the glass transition temperature of the polymer in the core part is 10 ° C. or more and 200 ° C. or less, and the glass transition temperature of the polymer in the shell part is 10 ° C.
  • the “glass transition temperature” can be measured using the measuring method described in the examples of the present specification.
  • the slurry for non-aqueous secondary batteries of this invention is 80 mass% or more of the insoluble fraction to the THF of the said particulate polymer. If a slurry for a secondary battery containing a particulate polymer having an insoluble fraction in THF (tetrahydrofuran) of 80% by mass or more is used, the secondary battery can exhibit more excellent low-temperature output characteristics.
  • the “insoluble fraction in THF” can be measured using the measuring method described in the examples of the present specification.
  • the volume average particle diameter of the said particulate polymer is 100 nm or more and 1000 nm or less in the slurry for non-aqueous secondary batteries of this invention. If a slurry for a secondary battery containing a particulate polymer having a volume average particle diameter of 100 nm or more and 1000 nm or less is used, the clogging of the nozzle when the ink jet method or the like is employed is further suppressed, and the battery member surface is more efficiently produced. An adhesive material can be applied. Further, the battery members can be bonded more firmly through the adhesive material.
  • the “volume average particle diameter” means a particle diameter at which the cumulative volume calculated from the small diameter side becomes 50% in the volume-based particle diameter distribution measured by the laser diffraction method. It can measure using the measuring method as described in the Examples.
  • the amount of coarse particles having a diameter of 10 ⁇ m or more is preferably 100 ppm or less.
  • the battery members can be more firmly bonded to each other through an adhesive material.
  • the “amount of coarse particles” can be measured using the measuring method described in the examples of the present specification.
  • the separator for non-aqueous secondary batteries of this invention is a separator base material and a dot on at least one surface of the said separator base material.
  • the adhesive material is a dried product of any of the slurry for non-aqueous secondary batteries described above.
  • a separator provided with a plurality of dot-shaped adhesive materials formed by drying any of the above-described non-aqueous secondary battery slurries on its surface is firmly attached to the other battery members (for example, electrodes) and the adhesive material.
  • the secondary battery can exhibit excellent low-temperature output characteristics.
  • the electrode for non-aqueous secondary batteries of this invention is a dot on the electrode base material and at least one surface of the said electrode base material.
  • the adhesive material is a dried product of any of the slurry for non-aqueous secondary batteries described above.
  • An electrode provided with a plurality of dot-like adhesive materials obtained by drying any of the non-aqueous secondary battery slurries described above on its surface is firmly attached to the adjacent battery member (for example, a separator) via the adhesive material.
  • the secondary battery can exhibit excellent low-temperature output characteristics.
  • the laminated body for non-aqueous secondary batteries of this invention is a laminated body for non-aqueous secondary batteries provided with an electrode and a separator.
  • the electrode and the separator are bonded via a plurality of dot-shaped adhesive materials, and the adhesive material is a dried product of any of the slurry for non-aqueous secondary batteries described above. It is characterized by that.
  • the secondary battery can exhibit excellent low-temperature output characteristics.
  • the non-aqueous secondary battery of this invention is the separator for non-aqueous secondary batteries mentioned above, For non-aqueous secondary batteries mentioned above It has at least one selected from the group which consists of an electrode and the laminated body for non-aqueous secondary batteries mentioned above, It is characterized by the above-mentioned.
  • a secondary battery including at least one of the separator, the electrode, and the laminate for a secondary battery described above is excellent in low temperature output characteristics.
  • a slurry for a non-aqueous secondary battery that can efficiently apply an adhesive material to the surface of a battery member using an inkjet method or the like and can firmly bond the battery member to another battery member. can do.
  • a separator for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery that can firmly adhere to other adjacent battery members and can exhibit excellent low-temperature output characteristics of the secondary battery.
  • An electrode can be provided.
  • the non-aqueous secondary battery which is excellent in low-temperature output characteristics can be provided.
  • the slurry for non-aqueous secondary batteries of the present invention can be used when an adhesive material for bonding battery members to each other is disposed (formed) on the surface of the battery member.
  • the slurry for aqueous secondary batteries can be used in the production of the separator for nonaqueous secondary batteries, the electrode for nonaqueous secondary batteries, and / or the laminate for nonaqueous secondary batteries of the present invention.
  • the non-aqueous secondary battery of this invention is from the group which consists of the separator for non-aqueous secondary batteries of this invention, the electrode for non-aqueous secondary batteries of this invention, and the laminated body for non-aqueous secondary batteries of this invention. At least one selected.
  • the slurry for a secondary battery of the present invention includes a particulate polymer having a predetermined core-shell structure, a polyhydric alcohol compound, and water, and the content of the polyhydric alcohol compound is 10 per 100 parts by mass of the particulate polymer. It is a composition which is not less than 400 parts by mass.
  • the slurry for secondary batteries of this invention may contain components (other components) other than the particulate polymer which has a core-shell structure, a polyhydric alcohol compound, and water.
  • the slurry for a secondary battery of the present invention is less likely to cause nozzle clogging even when supplied to the battery member surface by an inkjet method or the like, and the slurry for a secondary battery of the present invention supplied to the battery member surface Is excellent in drying efficiency. That is, if the slurry for secondary batteries of the present invention is used, an adhesive material can be efficiently applied to the battery member surface. Furthermore, when an adhesive material is applied to the surface of the battery member using the secondary battery slurry of the present invention, the battery members can be firmly bonded to each other via the adhesive material.
  • the particulate polymer having a core-shell structure is a component that functions as a binder in an adhesive material that bonds battery members such as separators and electrodes.
  • a particulate polymer having a core-shell structure as a binder, the battery members can be firmly bonded to each other via an adhesive material, and the electrolyte injection property of the secondary battery can be improved.
  • the secondary battery can exhibit excellent low-temperature output characteristics.
  • the particulate polymer has a core-shell structure including a core part and a shell part covering the outer surface of the core part.
  • the shell part may cover the whole outer surface of the core part, or may partially cover the outer surface of the core part. Even if the outer surface of the core portion appears to be completely covered by the shell portion in appearance, if the hole that communicates the inside and outside of the shell portion is formed, the shell portion is the core portion. It is the shell part which partially covers the outer surface of. Therefore, for example, in a particulate polymer having a shell part having pores communicating from the outer surface of the shell part (that is, the peripheral surface of the particulate polymer) to the outer surface of the core part, the shell part is outside the core part. This corresponds to a particulate polymer partially covering the surface.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional structure of an example of a particulate polymer.
  • the particulate polymer 300 has a core-shell structure including a core part 310 and a shell part 320.
  • the core part 310 is a part inside the shell part 320 in the particulate polymer 300.
  • Shell portion 320 is a portion that covers outer surface 310 ⁇ / b> S of core portion 310, and is usually the outermost portion in particulate polymer 300.
  • the shell portion 320 does not cover the entire outer surface 310 ⁇ / b> S of the core portion 310 but partially covers the outer surface 310 ⁇ / b> S of the core portion 310.
  • the particulate polymer may be provided with arbitrary components other than the core part and shell part mentioned above, unless the expected effect is impaired remarkably.
  • the particulate polymer may have a part formed of a polymer different from the core part inside the core part.
  • the seed particles used when the particulate polymer is produced by the seed polymerization method may remain inside the core portion.
  • the particulate polymer includes only the core part and the shell part from the viewpoint of remarkably exhibiting the intended effect.
  • the glass transition temperature of the polymer in the core of the particulate polymer is preferably 10 ° C or higher, more preferably 40 ° C or higher, further preferably 52 ° C or higher, and 60 ° C or higher. Is particularly preferably 200 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or less, still more preferably 110 ° C. or less, and particularly preferably 95 ° C. or less. If the glass transition temperature of the polymer of the core part is 10 ° C. or higher, the battery members can be bonded more firmly through the adhesive material. On the other hand, when the glass transition temperature of the polymer in the core part is 200 ° C.
  • the polymerization stability of the particulate polymer can be ensured.
  • the glass transition temperature of the polymer of a core part can be adjusted by changing the kind and ratio of a monomer used for preparation of the polymer of a core part, for example.
  • compositions examples include vinyl chloride monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride; vinyl acetate monomers such as vinyl acetate; styrene, ⁇ -methylstyrene Aromatic vinyl monomers such as styrenesulfonic acid, butoxystyrene and vinylnaphthalene; vinylamine monomers such as vinylamine; vinylamide monomers such as N-vinylformamide and N-vinylacetamide; methyl acrylate and ethyl acrylate (Meth) acrylic acid ester monomers such as butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate; (meth) acrylamide monomers such as acrylamide and methacrylamide; acrylonitrile (Meth) acrylonitrile monomers such as methacrylonitrile
  • (meth) acryl means acryl and / or methacryl
  • (meth) acrylonitrile means acrylonitrile and / or methacrylonitrile.
  • the monomer used for the preparation of the polymer of the core part is an aromatic vinyl monomer and a (meta) from the viewpoint of bonding battery members more firmly through an adhesive material.
  • the polymer of the core part preferably includes at least one of an aromatic vinyl monomer unit and a (meth) acrylic acid ester monomer unit, and the aromatic vinyl monomer unit and the (meth) acrylic acid ester. More preferably, both monomer units are included.
  • “including a monomer unit” means “a repeating unit derived from a monomer is contained in a polymer obtained using the monomer”.
  • the ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the polymer of the core part is determined from the viewpoint of bonding the battery members more firmly through the adhesive material.
  • the monomer unit is 100% by mass, preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, and 75% by mass or more. Is particularly preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, and still more preferably 88% by mass or less.
  • the ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit in the polymer of the core part is such that all the repetitions included in the polymer of the core part are made from the viewpoint of bonding the battery members more firmly through the adhesive material.
  • the unit is 100% by mass, preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, still more preferably 4% by mass or more, and 6% by mass or more. Is particularly preferably 24% by mass or less, more preferably 20% by mass or less, still more preferably 15% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less.
  • the polymer of the core part may include an acid group-containing monomer unit.
  • the acid group-containing monomer include monomers having an acid group, such as monomers having a carboxylic acid group, monomers having a sulfonic acid group, and monomers having a phosphoric acid group. It is done.
  • Examples of the monomer having a carboxylic acid group include monocarboxylic acid and dicarboxylic acid.
  • Examples of the monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
  • Examples of the dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like.
  • Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, 2-acrylamido-2-methyl. Examples thereof include propanesulfonic acid and 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid.
  • examples of the monomer having a phosphoric acid group include phosphoric acid-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, and ethyl phosphate- (meth) acryloyloxyethyl phosphate.
  • (meth) allyl means allyl and / or methallyl
  • (meth) acryloyl means acryloyl and / or methacryloyl.
  • an acid group-containing monomer a monomer having a carboxylic acid group is preferable, among which monocarboxylic acid is preferable, and (meth) acrylic acid is more preferable.
  • an acid group containing monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the acid group content body unit in the polymer of a core part is 0.1 mass% or more by making all the repeating units (total monomer units) contained in the polymer of a core part into 100 mass%. It is preferably 1% by mass or more, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less.
  • the core polymer may contain a hydroxyl group-containing monomer unit.
  • the hydroxyl group-containing monomer that can form a hydroxyl group-containing monomer unit include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, and the like. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination at any ratio.
  • the ratio of the hydroxyl group-containing monomer unit in the polymer of the core part is 0.1% by mass or more based on 100% by mass of all repeating units (total monomer units) contained in the polymer of the core part.
  • the dispersibility of the polymer in the core part is improved during the preparation of the particulate polymer, and the outer surface of the core part is increased with respect to the outer surface of the core part polymer.
  • a shell portion that partially covers the surface can be easily formed.
  • the polymer of the core part preferably contains a crosslinkable monomer unit in addition to the monomer unit.
  • a crosslinkable monomer is a monomer that can form a crosslinked structure during or after polymerization by heating or irradiation with energy rays.
  • crosslinkable monomer examples include polyfunctional monomers having two or more polymerization reactive groups in the monomer.
  • polyfunctional monomers include divinyl monomers such as divinylbenzene, 1,3-butadiene, isoprene, and allyl methacrylate; ethylene dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, Di (meth) acrylic acid ester monomers such as 1,3-butylene glycol diacrylate; Tri (meth) acrylic acid ester monomers such as trimethylolpropane trimethacrylate and trimethylolpropane triacrylate; allyl glycidyl ether, glycidyl Examples thereof include ethylenically unsaturated monomers containing an epoxy group such as methacrylate; ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane.
  • a di (meth) acrylic acid ester monomer is more preferable from the viewpoint of easily controlling the insoluble content of the particulate polymer in THF and the degree of electrolyte solution swelling.
  • these may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the crosslinkable monomer unit in the polymer of the core part is 0.1% by mass or more based on 100% by mass of all repeating units (total monomer units) contained in the polymer of the core part. It is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. More preferably, it is 3 mass% or less.
  • the glass transition temperature of the polymer in the shell part of the particulate polymer is preferably ⁇ 50 ° C. or higher, more preferably ⁇ 45 ° C. or higher, still more preferably ⁇ 40 ° C. or higher, and ⁇ 34. It is particularly preferable that the temperature is not lower than ° C, preferably not higher than 60 ° C, more preferably not higher than 50 ° C, still more preferably not higher than 40 ° C, and particularly preferably not higher than 21 ° C. If the glass transition temperature of the polymer in the shell portion is ⁇ 50 ° C. or higher, the low-temperature output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the glass transition temperature of the polymer of the shell portion is 60 ° C. or less, the battery members can be more firmly bonded to each other through the adhesive material.
  • the glass transition temperature of the polymer of a shell part can be adjusted by changing the kind and ratio of the monomer used for preparation of the polymer of a shell part, for example.
  • the glass transition temperature of the polymer in the shell portion is 10 ° C. or more lower than the glass transition temperature of the polymer in the core portion described above from the viewpoint of bonding the battery members more firmly through the adhesive material.
  • it is more preferably 30 ° C or lower, and further preferably 50 ° C or lower. That is, the glass transition temperature of the shell polymer is lower than the glass transition temperature of the core polymer, and the difference between the two glass transition temperatures (the glass transition temperature of the core polymer minus the polymer glass of the shell).
  • Transition temperature is preferably 10 ° C. or higher, more preferably 30 ° C. or higher, and further preferably 50 ° C. or higher.
  • the upper limit value of the difference between the two glass transition temperatures is not particularly limited, but can be, for example, 200 ° C. or less.
  • composition examples of the monomer used for preparing the shell polymer include the same monomers as those exemplified as the monomer that can be used to produce the core polymer. Moreover, such a monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the monomer used for the preparation of the polymer of the shell part is a (meth) acrylate monomer from the viewpoint of bonding battery members more firmly through an adhesive material. It is preferable to use at least one of an aromatic vinyl monomer and more preferable to use both a (meth) acrylic acid ester monomer and an aromatic vinyl monomer. That is, the polymer of the shell part preferably contains at least one of a (meth) acrylate monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit, and the (meth) acrylate monomer unit and aromatic vinyl More preferably, both monomer units are included.
  • the unit (total monomer unit) is 100% by mass, preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 38.7% by mass or more, and 50% by mass. % Or more, particularly preferably 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less, still more preferably 85% by mass or less, and 80.7% by mass or less. Is particularly preferred. Further, the ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the polymer of the shell part is determined from the viewpoint of bonding the battery members more firmly through the adhesive material.
  • the monomer unit is 100% by mass, preferably 5% by mass or more, preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and 18% by mass or more. Particularly preferably, it is preferably 60% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 30% by mass or less, and particularly preferably 25% by mass or less.
  • the polymer of the shell part may contain an acid group-containing monomer unit in addition to the (meth) acrylic acid ester monomer unit and the aromatic vinyl monomer unit.
  • an acid group-containing monomer a monomer having an acid group, for example, a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a sulfonic acid group, and a monomer having a phosphoric acid group Is mentioned.
  • examples of the acid group-containing monomer include monomers similar to the acid group-containing monomer that can be used for forming the core portion.
  • the acid group-containing monomer is preferably a monomer having a carboxylic acid group, more preferably a monocarboxylic acid, and even more preferably (meth) acrylic acid.
  • an acid group containing monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the acid group-containing monomer units in the shell polymer is 0.1% by mass or more, with 100% by mass of all repeating units (total monomer units) contained in the shell polymer. Preferably, it is 0.4% by mass or more, more preferably 0.7% by mass or more, more preferably 15% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less. Preferably, it is 5 mass% or less.
  • the polymer of the shell part may contain a hydroxyl group-containing monomer unit.
  • the hydroxyl group-containing monomer that can form the hydroxyl group-containing monomer unit of the polymer of the shell portion include monomers similar to the hydroxyl group-containing monomer that can be used to form the core portion.
  • the ratio of the hydroxyl group-containing monomer unit in the polymer of the shell part is 0.1% by mass or more with 100% by mass of all repeating units (total monomer units) contained in the polymer of the shell part. Is preferably 0.4% by mass or more, more preferably 0.7% by mass or more, more preferably 15% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less. More preferably, it is 5 mass% or less.
  • the polymer of the shell part may contain a crosslinkable monomer unit.
  • the crosslinkable monomer include monomers similar to those exemplified as the crosslinkable monomer that can be used in the core polymer. Among these, di (meth) acrylic acid ester monomers and allyl methacrylate are preferable.
  • crosslinked monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the crosslinkable monomer unit in the polymer of the shell part is 0.05% by mass or more based on 100% by mass of all repeating units (total monomer units) contained in the polymer of the shell part. It is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, further preferably 4% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. More preferably, it is 2 mass% or less.
  • the insoluble fraction of the particulate polymer in THF is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, still more preferably 85% by mass or more, and 99% by mass. % Or less, more preferably 95% by mass or less, and still more preferably 90% by mass or less. If the insoluble fraction of the particulate polymer in THF is 80% by mass or more, the low-temperature output characteristics of the secondary battery can be further improved. On the other hand, if the insoluble fraction of the particulate polymer in THF is 99% by mass or less, the battery members can be bonded more firmly through the adhesive material. In addition, the insoluble fraction of the particulate polymer in THF can be adjusted, for example, by changing the type and ratio of the monomer used for preparing the particulate polymer.
  • the volume average particle size of the particulate polymer is preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, further preferably 180 nm or more, preferably 1000 nm or less, and 350 nm or less. More preferably, it is 300 nm or less. If the volume average particle diameter of the particulate polymer is 100 nm or more, the battery members can be bonded more firmly through the adhesive material. On the other hand, if the volume average particle diameter of the particulate polymer is 1000 nm or less, clogging of the nozzle when the ink jet method or the like is employed can be further suppressed, and the adhesive material can be more efficiently applied to the battery member surface. . In addition, the volume average particle diameter of a particulate polymer can be adjusted by changing the kind and quantity of the polymerization initiator and emulsifier used for preparation of a particulate polymer, for example.
  • the electrolyte solution swelling degree of the particulate polymer is preferably 1.01 times or more, more preferably 1.1 times or more, still more preferably 1.2 times or more, and 20 times. Is preferably 15 times or less, more preferably 15 times or less, and still more preferably 10 times or less. If the degree of swelling of the electrolyte solution of the particulate polymer is 1.01 times or more, the battery members can be bonded more firmly through the adhesive material (particularly in the electrolyte solution). On the other hand, if the electrolyte solution swelling degree of the particulate polymer is 20 times or less, the low-temperature output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the “electrolyte swelling degree” can be measured by using the measuring method described in the examples of the present specification. Moreover, the electrolyte solution swelling degree of a particulate polymer can be adjusted by changing the kind and ratio of the monomer used for preparation of a particulate polymer, for example.
  • the particulate polymer which has the core shell structure mentioned above uses the monomer of the polymer of a core part, and the monomer of the polymer of a shell part, for example, The ratio of those monomers with time It can be prepared by polymerizing stepwise while changing. Specifically, the particulate polymer can be prepared by a continuous multi-stage emulsion polymerization method and a multi-stage suspension polymerization method in which the polymer of the previous stage is sequentially coated with the polymer of the subsequent stage. it can.
  • an emulsifier for example, an anionic surfactant such as sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium dodecylsulfate, a nonionic surfactant such as polyoxyethylene nonylphenyl ether and sorbitan monolaurate, or Cationic surfactants such as octadecylamine acetate can be used.
  • anionic surfactant such as sodium dodecylbenzenesulfonate and sodium dodecylsulfate
  • a nonionic surfactant such as polyoxyethylene nonylphenyl ether and sorbitan monolaurate
  • Cationic surfactants such as octadecylamine acetate
  • polymerization initiator examples include peroxides such as t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, potassium persulfate, cumene peroxide, 2,2′-azobis (2-methyl-N- (2 An azo compound such as -hydroxyethyl) -propionamide) or 2,2'-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride can be used.
  • a monomer and an emulsifier that form a core part are mixed, and emulsion polymerization is performed at once to obtain a particulate polymer constituting the core part.
  • the particulate polymer which has the core shell structure mentioned above can be obtained by superposing
  • the monomer that forms the polymer of the shell portion is divided into a plurality of times or continuously. It is preferable to supply to the polymerization system.
  • the monomer that forms the polymer of the shell part is divided into a polymerization system or continuously supplied, whereby the polymer constituting the shell part is formed into particles, and these particles are bonded to the core part. Thereby, the shell part which covers a core part partially can be formed.
  • the polyhydric alcohol compound is a compound having two or more hydroxyl groups (—OH) in one molecule.
  • the slurry for secondary batteries of this invention contains a polyhydric alcohol compound, even if it is a case where the said slurry is supplied to the battery member surface by the inkjet method etc., clogging of a nozzle is suppressed, and the battery member surface It is possible to efficiently apply an adhesive material.
  • the reason why the clogging of the nozzle can be suppressed when the slurry for the secondary battery contains the polyhydric alcohol compound during the supply by the ink jet method or the like is not clear, but there are many having a plurality of hydroxyl groups in one molecule.
  • the alcohol compound functions as a wetting agent, water in the slurry for the secondary battery is vaporized in the nozzle (particularly, water is vaporized in the nozzle during the standing time when the supply is temporarily suspended). This is thought to be because the precipitation of the binder such as the particulate polymer can be suppressed as a result.
  • examples of the polyhydric alcohol compound include propylene glycol, ethylene glycol, glycerin, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, glucose, fructose, and cellulose. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination at any ratio. Of these, propylene glycol, ethylene glycol, from the viewpoint of further suppressing the clogging of the nozzle when supplying the slurry for the secondary battery by the ink jet method or the like, and more efficiently applying the adhesive material to the battery member surface. Glycerin, 1,3-propanediol and 1,4-butanediol are preferred, and propylene glycol, ethylene glycol and glycerin are more preferred.
  • the slurry for secondary batteries of this invention needs to contain a polyhydric alcohol compound 10 mass parts or more and 400 mass parts or less per 100 mass parts of particulate polymers which have the core-shell structure mentioned above, and is 20 mass parts. It is preferably included, more preferably 30 parts by mass or more, more preferably 70 parts by mass or more, further preferably 300 parts by mass or less, more preferably 250 parts by mass or less, and more preferably 200 parts by mass or less. More preferably.
  • the content of the polyhydric alcohol compound is less than 10 parts by mass per 100 parts by mass of the particulate polymer, clogging of the nozzle cannot be suppressed when supplying the secondary battery slurry by the ink jet method or the like.
  • the amount of polyhydric alcohol compound having excellent affinity with the electrolytic solution remaining on the surface of the adhesive material (dried material) formed from the slurry for the secondary battery is reduced.
  • the content of the compound is less than 10 parts by mass per 100 parts by mass of the particulate polymer, the electrolyte solution pouring property of the secondary battery is lowered.
  • the content of the polyhydric alcohol compound is more than 400 parts by mass per 100 parts by mass of the particulate polymer, the water contained in the slurry for the secondary battery is not easily vaporized due to the contribution of the polyhydric alcohol compound. The drying efficiency of the secondary battery slurry is reduced.
  • the content of the polyhydric alcohol compound is more than 400 parts by mass per 100 parts by mass of the particulate polymer, it is presumed that the amount of the polyhydric alcohol compound remaining in the adhesive material without being vaporized by drying increases. However, it is not possible to sufficiently prevent the adhesive material (particularly, the particulate polymer) from being detached from the obtained battery member (that is, the powdering resistance of the adhesive material is reduced).
  • the slurry for secondary batteries of the present invention preferably contains 1 part by mass or more, more preferably 2 parts by mass or more, and more preferably 3 parts by mass or more of the polyhydric alcohol compound per 100 parts by mass of water. Preferably, it is contained 80 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less, and further preferably 29 parts by mass or less.
  • the content of the polyhydric alcohol compound is 1 part by mass or more per 100 parts by mass of water, clogging of the nozzle can be further suppressed during the supply of the secondary battery slurry by the ink jet method or the like, and 80 parts by mass or less. If so, the water contained in the secondary battery slurry is not excessively vaporized, and the drying efficiency of the secondary battery slurry can be sufficiently ensured.
  • the particulate polymer and polyhydric alcohol compound having the above-described core-shell structure and components other than water that can be contained in the secondary battery slurry of the present invention are not particularly limited.
  • examples of such components include known additives and binders (other binders) other than the particulate polymer having the core-shell structure described above.
  • the known additive is not particularly limited, and may contain components such as a surface tension adjusting agent, a dispersing agent, a viscosity adjusting agent, a reinforcing material, and an electrolytic solution additive. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction, and known ones such as those described in International Publication No. 2012/115096 can be used. In addition, these additives may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the other binder is not particularly limited unless it is a particulate polymer having a core-shell structure.
  • polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVdF-HFP) copolymer etc.
  • these other binders may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the glass transition temperature of the other binder as a polymer is preferably ⁇ 40 ° C. or higher, more preferably ⁇ 30 ° C. or higher, and further preferably ⁇ 20 ° C. or higher. It is preferably 20 ° C. or lower, more preferably 15 ° C. or lower, still more preferably 10 ° C. or lower. If the glass transition temperature of the other binder is ⁇ 40 ° C. or higher, the low-temperature output characteristics of the secondary battery can be further improved, and if it is 20 ° C. or lower, the anti-powder resistance of the adhesive material is improved. be able to.
  • the slurry for a secondary battery of the present invention preferably contains 1 part by mass or more of other binders, more preferably 5 parts by mass or more per 100 parts by mass of the particulate polymer having the core-shell structure described above. Preferably, it is more preferably 10 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or less, more preferably 25 parts by mass or less, and still more preferably 20 parts by mass or less. If the content of the other binder is 1 part by mass or more per 100 parts by mass of the particulate polymer, the anti-powder resistance of the adhesive material can be improved, and if it is 30 parts by mass or less, the secondary battery. The low-temperature output characteristics of can be further improved.
  • the slurry for a secondary battery of the present invention is a mixture of, for example, a particulate polymer having a core-shell structure, a polyhydric alcohol compound, water, and other components such as other binders optionally used.
  • a general stirring vessel, ball mill, sand mill, bead mill, pigment disperser, ultrasonic disperser, crusher, homogenizer, planetary mixer, fill mix, or the like can be used.
  • the mixing conditions are not particularly limited, but can usually be performed in the range of room temperature to 80 ° C. for 10 minutes to several hours.
  • the amount of coarse particles having a diameter of 10 ⁇ m or more contained in the secondary battery slurry of the present invention is preferably 100 ppm or less, more preferably 50 ppm or less, and even more preferably 10 ppm or less. 9 ppm or less is particularly preferable. If the amount of coarse particles having a diameter of 10 ⁇ m or more is 100 ppm or less, the battery members can be bonded more firmly through the adhesive material.
  • the coarse particles contained in the secondary battery slurry are usually composed of the particulate polymer having the core-shell structure and / or the other binder.
  • the separator for non-aqueous secondary batteries of the present invention comprises a plurality of dot-like adhesive materials on one side or both sides of a separator substrate.
  • the adhesive material is a dried product of the slurry for a non-aqueous secondary battery of the present invention described above.
  • the separator provided with a plurality of adhesive materials, which are dried products of the slurry for non-aqueous secondary batteries of the present invention, on one side or both sides is arranged (formed) with other battery members (for example, electrodes) and adhesive materials.
  • arrangement (formation) surface By bonding on the other surface (hereinafter referred to as “arrangement (formation) surface”), it is possible to firmly adhere to the other battery member.
  • arrangement (formation) surface By bonding on the other surface (hereinafter referred to as “arrangement (formation) surface”), it is possible to firmly adhere to the other battery member.
  • arrangement (formation) surface By bonding on the other surface (hereinafter referred to as “arrangement (formation
  • the separator substrate is not particularly limited, and a known separator substrate can be used.
  • the separator base material may have a porous film layer formed on one side or both sides.
  • the separator substrate and the porous membrane layer are not particularly limited, and can be used in the field of secondary batteries such as those described in JP 2012-204303 A and JP 2013-145863 A, for example. Any separator substrate and porous membrane layer may be used.
  • the porous membrane layer refers to a layer containing non-conductive particles as described in, for example, JP-A-2013-145663.
  • the adhesive material disposed (formed) on the surface of the separator substrate described above is a dried product of the slurry for non-aqueous secondary batteries of the present invention. That is, the dried product includes at least a polymer derived from the particulate polymer having the core-shell structure, and optionally includes the other binders described above. Furthermore, the dried product may contain a polyhydric alcohol compound remaining without being vaporized by drying or water, but the moisture content of the adhesive material is preferably 5% by mass or less. More preferably, it is more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0% by mass (below the detection limit).
  • the dot-shaped adhesive material may be uniformly disposed (formed) on the entire surface of the disposed (formed) surface, or may have a predetermined pattern such as a stripe shape, a dot shape, or a lattice shape in plan view. They may be arranged (formed) in an array. Among these, from the viewpoint of enhancing the electrolyte solution pouring property when manufacturing a secondary battery using the separator of the present invention, it is preferable to arrange (form) the dot-shaped adhesive material in a stripe shape.
  • the slurry for the secondary battery is formed in a desired pattern by the inkjet method.
  • the cross-sectional shape of the adhesive material is not particularly limited, and may be a convex shape, a concave-convex shape, or a concave shape.
  • the separator is formed in a single layer with a battery member (for example, an electrode) adjacent to the adhesive material. From the viewpoint of firmly bonding, it is preferable to have an uneven shape.
  • the cross-sectional shape of an adhesive material can be changed by adjusting the drying conditions at the time of forming an adhesive material using the slurry for secondary batteries of this invention, for example.
  • the formation amount of the adhesive material is preferably 0.1 g / m 2 or more 100 g / m 2 or less, more preferably 0.1 g / m 2 or more 50 g / m 2 or less, 0.1 g / m 2 or more and 10 g / m 2 or less is more preferable, and 0.1 g / m 2 or more and 1 g / m 2 or less is particularly preferable. If the formation amount of the adhesive material is 0.1 g / m 2 or more, the separator can be more firmly bonded to the adjacent battery member (for example, electrode) through the adhesive material.
  • adheresive material formation amount refers to the amount of adhesive material formed per unit area of the arrangement (formation) surface, and the mass of the adhesive material formed on the arrangement (formation) surface. Is divided by the area of the arrangement (formation) surface on which the adhesive material is formed.
  • the adhesive material is formed at one or more locations on the arrangement (formation) surface, preferably at two or more locations, the formation area of the adhesive material formed on the arrangement (formation) surface is 25 ⁇ m 2 or more per location.
  • the separator can be more firmly bonded to the adjacent battery member (for example, electrode) via the adhesive material. Moreover, if the formation area of the adhesive material per location is 250,000 ⁇ m 2 or less, the separator can be manufactured efficiently. In addition, said formation area can be adjusted by changing the quantity, shape, and range which supply the slurry for secondary batteries of this invention to an arrangement
  • the formation area is a gradation of the discharge of the secondary battery slurry from the nozzle of the inkjet head ( It can be adjusted by changing the number of times of discharge at the same point.
  • the separator of this invention supplies the slurry for secondary batteries of this invention to the separator base-material surface by the inkjet method etc. (preferably inkjet method) in the shape of a dot, and the slurry for secondary batteries on a separator base material is used. It can be manufactured by drying.
  • the supply condition and drying condition of the slurry for the secondary battery can be appropriately adjusted according to a plan view shape, a cross-sectional shape, a formation amount, a formation area per location, and the like of the desired adhesive material.
  • the separator of the present invention can be obtained as an intermediate product when the “method for producing a laminate for a non-aqueous secondary battery” described later is carried out.
  • the electrode for nonaqueous secondary batteries of the present invention comprises a plurality of dot-like adhesive materials on one or both sides of an electrode substrate.
  • the adhesive material is a dried product of the slurry for a non-aqueous secondary battery of the present invention described above.
  • an electrode provided with a plurality of adhesive materials, which are dried products of the slurry for non-aqueous secondary batteries of the present invention, on one side or both sides is another battery member (for example, a separator) and an arrangement (formation) side of the adhesive material. Can be firmly bonded to the other battery member.
  • the electrolyte solution injection property of the secondary battery can be improved, and the low temperature output characteristics superior to the secondary battery can be obtained. It can be demonstrated.
  • the electrode substrate is not particularly limited, and a known electrode substrate can be used.
  • an electrode base material an electrode comprising an electrode base material layer formed on one or both sides of a current collector, or a porous film layer is further formed on the electrode base material layer of the electrode base material The electrode formed can be used.
  • the current collector, the electrode mixture layer and the porous membrane layer are not particularly limited, and may be any collector that can be used in the field of secondary batteries, such as those described in JP2013-145663A.
  • An electrical conductor, an electrode mixture layer and a porous membrane layer can be used.
  • the adhesive material disposed (formed) on the surface of the electrode substrate described above is a dried product of the slurry for non-aqueous secondary batteries of the present invention. That is, the dried product includes at least a polymer derived from the particulate polymer having the core-shell structure, and optionally includes the other binders described above. Furthermore, the dried product may contain a polyhydric alcohol compound remaining without being vaporized by drying or water, but the moisture content of the adhesive material is preferably 5% by mass or less. More preferably, it is more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0% by mass (below the detection limit).
  • the preferred examples and / or preferred ranges of the adhesive material disposed (formed) on the electrode substrate in plan view, cross-sectional shape, formation amount and formation area per location are “separators for non-aqueous secondary batteries”.
  • the electrode of this invention supplies the slurry for secondary batteries of this invention to the electrode base-material surface by the inkjet method etc. (preferably inkjet method) in the shape of a dot, and the slurry for secondary batteries on an electrode base material is used. It can be manufactured by drying.
  • the supply condition and drying condition of the slurry for the secondary battery can be appropriately adjusted according to a plan view shape, a cross-sectional shape, a formation amount, a formation area per location, and the like of the desired adhesive material.
  • the electrode of the present invention can also be obtained as an intermediate product when performing the “method for producing a laminate for a non-aqueous secondary battery” described later.
  • the laminate for a secondary battery of the present invention an electrode and a separator are bonded together with an adhesive material.
  • the adhesive material is a dried product of the slurry for a non-aqueous secondary battery of the present invention described above.
  • the electrode which is bonded to the separator to form the secondary battery laminate may be only the positive electrode, only the negative electrode, or both the positive electrode and the negative electrode.
  • the number of positive electrodes, negative electrodes, and separators included in the secondary battery laminate may be one. Two or more may be sufficient.
  • the structure of the secondary battery laminate of the present invention may be any of the following (1) to (6).
  • Multiple positive and negative electrodes are separators (For example, “separator / negative electrode / separator / positive electrode / separator / negative electrode.. ./Separator/positive electrode”)
  • the electrode and separator are not particularly limited, and known electrodes and separators can be used.
  • the known electrode the electrode made of the electrode base material described above in the section “Nonaqueous secondary battery electrode” can be used, and as the known separator, the “nonaqueous secondary battery separator” is used.
  • the separator which consists of a known separator base material mentioned above in the term of "can be used.
  • the adhesive material for bonding the electrode and the separator is a dried product of the slurry for non-aqueous secondary batteries of the present invention. That is, the dried product includes at least a polymer derived from the particulate polymer having the core-shell structure, and optionally includes the other binders described above. Furthermore, the dried product may contain a polyhydric alcohol compound remaining without being vaporized by drying or water, but the moisture content of the adhesive material is preferably 5% by mass or less. More preferably, it is more preferably 1% by mass or less, particularly preferably 0.5% by mass or less, and most preferably 0% by mass (below the detection limit).
  • the preferred example and / or preferred range of the adhesive material disposed (formed) between the electrode and the separator in a plan view, a cross-sectional shape, a formation amount, and a formation area per location is “for non-aqueous secondary battery” It is the same as the preferred example and / or preferred range of the shape of the adhesive material arranged (formed) on the separator substrate in plan view, the cross-sectional shape, the formation amount, and the formation area per place, as described above in the section of “Separator”. .
  • the “area of the disposed (formed) surface” is the area of the portion that contacts each other when the electrode and the separator are bonded together (That is, when one of the electrode and the separator is smaller than the other, the “area of the arrangement (formation) surface” matches the area of the bonding surface on the smaller side).
  • the laminate for a secondary battery described above is not particularly limited.
  • step (A) the slurry for a secondary battery of the present invention described above is supplied to at least one bonding surface of the electrode and the separator by an ink jet method or the like (preferably an ink jet method).
  • the conditions such as the ink jet method are not particularly limited as long as the secondary battery slurry can be applied in the form of dots, and are appropriately adjusted according to the desired properties (formation amount, formation area, etc.) of the obtained adhesive material. can do.
  • the electrode and the separator are conveyed to the bonding start position without bringing other members into contact with the bonding surface to which the slurry for the secondary battery is supplied, and for the non-aqueous secondary battery during the conveyance. Dry the slurry. If other members are not brought into contact with the bonding surface to which the secondary battery slurry is supplied, problems such as blocking do not occur, and therefore the secondary battery laminate can be efficiently manufactured.
  • the “lamination start position” refers to a position where the bonding surface of the electrode and the bonding surface of the separator are brought into contact with each other when bonding the electrode and the separator.
  • the conveyance of an electrode and a separator is not specifically limited, For example, it can carry out using arbitrary conveyance mechanisms, such as a roller, a belt conveyor, a manipulator, and an adsorption
  • the drying of the secondary battery slurry is not particularly limited, and can be performed using a heating device such as a heater, a dryer, or a heat roller.
  • the temperature at which the electrode and / or separator supplied with the secondary battery slurry is dried is not particularly limited, and is preferably 0 ° C. or higher, more preferably 10 ° C. or higher. More preferably, it is set to 200 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or less, still more preferably 100 ° C. or less. If the temperature at the time of drying is set to 0 ° C. or higher, the drying rate can be sufficiently increased to efficiently produce a laminate for a secondary battery. Moreover, if the temperature at the time of drying shall be 200 degrees C or less, the shape of the adhesive material obtained after drying can be made favorable, and an electrode and a separator can be adhere
  • Step (C) the electrode and the separator are bonded through the bonding surface.
  • the bonding is not particularly limited, and can be performed, for example, by pressurizing and / or heating the laminated body of the electrode and the separator superimposed via the bonding surface.
  • the pressure applied to the laminate in step (C), the temperature at which the electrode and the separator are bonded together, and the time for pressurizing and / or heating the laminate are determined by the binder such as particulate polymer used. It can be appropriately adjusted according to the type and amount.
  • the production of the secondary battery laminate of the present invention using the above-described production method of the secondary battery laminate is not particularly limited, and is performed using, for example, a production apparatus 100 as shown in FIG. be able to.
  • the manufacturing apparatus 100 shown in FIG. 2 includes a laminate for a secondary battery in which electrodes (positive electrode and negative electrode) and a separator are laminated in the order of “positive electrode / separator / negative electrode / separator” from the upper side to the lower side.
  • 200 is an apparatus for manufacturing 200.
  • the obtained secondary battery laminate 200 is cut into an appropriate size and then further overlapped before being used for manufacturing a secondary battery.
  • the manufacturing apparatus 100 is cut
  • the manufacturing apparatus 100 includes a plurality (nine in the illustrated example) of conveying rollers 1, a plurality (three in the illustrated example) of press rollers 2, and a plurality (four in the illustrated example) of slurry feeders 60A and 60B. , 60C, 60D and a cutting machine 50 are further provided.
  • an oblique stripe shape as shown in FIG. 3 is applied to the surface (upper surface in the illustrated example) of the negative electrode 11 that is fed from the negative electrode roll 10 and conveyed via the conveying roller 1.
  • the slurry 61 for the secondary battery is supplied from the slurry supplier 60A so as to form a coating pattern (step (A)).
  • the angle formed with the direction orthogonal to the transport direction in plan view is ⁇ measured from the narrow angle side, and the arrangement pitch is P.
  • the width is W.
  • the negative electrode 11 supplied with the secondary battery slurry and the separator 21 fed from the first separator roll 20 are conveyed to a bonding start position where the press roller 2 is located.
  • the transport roller 1 positioned between the slurry feeder 60A and the press roller 2 can be used as a heat roller, and the slurry 61 for the secondary battery can be dried (step (B)).
  • the negative electrode 11 and the separator 21 are bonded together by the press roller 2 (step (C)).
  • the surface on the negative electrode 11 side of the laminate of the negative electrode 11 and the separator 21 bonded together using an adhesive material is used.
  • the slurry 61 for the secondary battery is supplied from the slurry supplier 60B so as to form an oblique stripe-shaped coating pattern (step (A)).
  • fed out from the 2nd separator roll 30 are conveyed to the bonding start position in which the press roller 2 is located.
  • the transport roller 1 positioned between the slurry feeder 60B and the press roller 2 can be used as a heat roller, and the secondary battery slurry 61 can be dried (step (B)). .
  • the laminate of the negative electrode 11 and the separator 21 and the separator 31 are bonded together by the press roller 2 (step (C)).
  • FIG. 3 shows the surface on the separator 31 side of the laminate of the negative electrode 11 and the separators 21 and 31, which are bonded together using an adhesive material (dry product of secondary battery slurry).
  • the slurry 61 for secondary batteries is supplied from the slurry supply machine 60C so as to have an oblique stripe-shaped coating pattern similar to (Step (A)).
  • the positive electrode 41 is mounted on the separator 31 of the laminated body of the negative electrode 11 and the separators 21 and 31 to which the secondary battery slurry is supplied.
  • the transport roller 1 positioned between the slurry supplier 60 ⁇ / b> C and the press roller 2 can be used as a heat roller, and the secondary battery slurry 61 can be dried (step (B)).
  • the laminate of the negative electrode 11 and the separators 21 and 31 and the positive electrode 41 are bonded together by the press roller 2 (step (C)).
  • the manufacturing apparatus 100 shows, for example in FIG. 3 with respect to the surface at the side of the positive electrode of the laminated body 200 for secondary batteries laminated
  • the secondary battery slurry 61 is supplied from the slurry supply machine 60 ⁇ / b> D so as to have an oblique stripe-shaped coating pattern similar to the above, the secondary battery laminate 200 is cut by the cutting machine 50.
  • the laminate obtained by cutting the secondary battery laminate 200 with the cutting machine 50 is used for manufacturing a secondary battery after further overlapping.
  • the secondary battery of the present invention comprises at least one selected from the group consisting of the separator, the electrode, and the secondary battery laminate described above.
  • the secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator.
  • the electrode of this invention can be used as at least one of a positive electrode and a negative electrode, for example.
  • the separator of this invention can be used as a separator, for example.
  • the laminate for a secondary battery of the present invention is used as a laminate of a positive electrode and a separator, a laminate of a negative electrode and a separator, and a laminate of a positive electrode, a separator, and a negative electrode. it can. Since the secondary battery of the present invention includes at least one selected from the group consisting of the above-described separator, electrode, and secondary battery laminate, the low-temperature output characteristics are excellent.
  • Electrode used for the secondary battery of the present invention the electrode of the present invention described above or a known electrode other than the electrode of the present invention can be used.
  • a known electrode other than the electrode of the present invention an electrode made of the electrode base material described above in the section “Nonaqueous secondary battery electrode” can be used.
  • an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used.
  • a lithium salt can be used as the supporting electrolyte.
  • the lithium salt include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like.
  • LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferable, and LiPF 6 is particularly preferable because it is easily dissolved in a solvent and exhibits a high degree of dissociation.
  • electrolyte may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. Usually, the lithium ion conductivity tends to increase as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, so that the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.
  • the organic solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte.
  • the organic solvent is dimethyl carbonate (DMC), Carbonates such as ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), ethyl methyl carbonate (EMC); esters such as ⁇ -butyrolactone and methyl formate; 1,2- Ethers such as dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide; and the like are preferably used.
  • DMC dimethyl carbonate
  • Carbonates such as ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), ethyl methyl carbonate (EMC); esters such as ⁇ -butyrolactone and methyl formate; 1,2- Ethers such as dimethoxyethane and
  • ⁇ Separator> As a separator used for the secondary battery of the present invention, the separator of the present invention described above or a known separator other than the separator of the present invention can be used. As a known separator other than the separator of the present invention, a separator made of the separator base material described above in the section “Nonaqueous secondary battery separator” can be used.
  • the secondary battery of the present invention includes, for example, a superposed body obtained by superposing a positive electrode, a separator, and a negative electrode, wound in a device container according to the battery shape, if necessary, and placed in a device container. It can be manufactured by injecting an electrolytic solution into a container and sealing it.
  • a laminated body the laminated body for secondary batteries of this invention may be used, and the laminated body for secondary batteries of this invention may be piled up and manufactured.
  • the superposed body may be produced by using the battery member (electrode or separator) of the present invention as at least one of the positive electrode, the separator, and the negative electrode, and superposing these.
  • the stacked body may be produced by stacking the laminate for a secondary battery of the present invention and the battery member (electrode or separator) of the present invention.
  • the secondary battery of the present invention includes an overcurrent prevention element such as a fuse and a PTC element, an expanded metal, a lead plate, etc., as necessary, in order to prevent internal pressure rise, overcharge and discharge, etc. May be provided.
  • the shape of the secondary battery may be any of, for example, a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, and a flat shape.
  • the force, and the electrolyte injection property and low-temperature output characteristics of the secondary battery were measured and evaluated by the following methods.
  • ⁇ Glass transition temperature (Tg)> Using the monomers and various additives used for the formation of the core and shell parts of the particulate polymer, the polymer (the weight of the core part) under the same polymerization conditions as those for the core and shell parts. An aqueous dispersion containing the polymer and the polymer in the shell part) was prepared and dried to obtain a measurement sample. Also, an aqueous dispersion containing other binder was prepared and dried to obtain a measurement sample. 10 mg of a measurement sample is weighed into an aluminum pan, and with a differential thermal analysis measuring device (“EXSTAR DSC6220” manufactured by SII Nano Technology), an empty aluminum pan is used as a reference, and the measurement temperature range is ⁇ 100 ° C.
  • EXSTAR DSC6220 manufactured by SII Nano Technology
  • the produced film was cut into 5 mm squares to prepare a plurality of film pieces, about 1 g of these film pieces were precisely weighed, and the weight was set to W0 (g).
  • the precisely weighed film piece (weight W0) was immersed in 100 g of tetrahydrofuran (THF) for 24 hours. Thereafter, the film piece was lifted from THF, the drawn film piece was vacuum-dried at 105 ° C. for 3 hours, and its weight (weight of insoluble matter) W1 (g) was precisely weighed. And the insoluble fraction rate (mass%) in THF was computed according to the following formula.
  • Insoluble fraction in THF W1 / W0 ⁇ 100 ⁇ Volume average particle diameter>
  • the particle size of the aqueous dispersion of the particulate polymer adjusted to a solid content concentration of 0.1% by mass was measured using a laser diffraction particle size distribution measuring device (product name “LS-230” manufactured by Beckman Coulter, Inc.). Distribution (volume basis) was measured. And in the measured particle diameter distribution, the particle diameter at which the cumulative volume calculated from the small diameter side becomes 50% was defined as the volume average particle diameter (D50).
  • D50 volume average particle diameter
  • the obtained film was cut into a 1 cm square to obtain a test piece, and the weight W2 (g) of the test piece was measured.
  • the test piece was immersed in the electrolytic solution at 60 ° C. for 72 hours. Then, the test piece was taken out from the electrolytic solution, the electrolytic solution on the surface was wiped off, and the weight W3 (g) of the test piece was measured. And according to the following formula, electrolyte swelling degree (times) was computed.
  • Electrolyte swelling degree (times) W3 / W2
  • An electrolytic solution obtained by dissolving LiPF 6 as a supporting electrolyte at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent obtained by mixing was used.
  • ⁇ Content of coarse particles> The mass (B) of a nylon mesh having an average pore diameter of 10 ⁇ m was measured and set in a funnel. Thereto, 100 g of a slurry for a non-aqueous secondary battery was poured and filtered.
  • the amount of mesh residue that is, the amount of coarse particles having a particle diameter in the slurry of 10 ⁇ m or more was determined by the following formula.
  • Coarse particle content (ppm) (AB) / (C ⁇ D / 100) ⁇ 1000000
  • Conditions for a non-aqueous secondary battery slurry to have a flying speed of 6 to 10 m / sec using an inkjet slurry feeder equipped with an inkjet head (product name “KM1024” (shear mode type) manufactured by Konica Corporation) Was discharged. The sample was left after the discharge was stopped, and nozzle clogging was evaluated according to the following criteria depending on whether or not re-discharge was possible.
  • the drying time the time from the start of drying until the contact angle of the slurry on the PET film became 1 ° or less was defined as the drying time, and the following criteria were used for evaluation. The shorter the drying time, the easier the slurry is dried.
  • a portable contact angle meter manufactured by Kyowa Interface Chemical Co., Ltd., product name “PCA-1” was used.
  • the negative electrode was collected before being bonded to the separator and after the adhesive material was formed on one side, cut into a 5 cm ⁇ 5 cm square shape, and a test piece A ( A negative electrode having an adhesive material formed on one side was obtained.
  • the obtained test piece A was put into a 500 ml glass bottle, and was shaken at 300 rpm with a shaker for 3 hours.
  • the ratio X A (mass%) of the powder (adhesive material) dropped off by powdering, where a is the mass of the adhesive material in the test piece A before shaking, and b is the mass of the adhesive material in the test piece A after shaking. (Ab) / a ⁇ 100 was calculated. Further, a test piece B (separator having an adhesive material formed on one side) was obtained by the same operation as that for obtaining the test piece A described above except that a separator was used instead of the negative electrode. The obtained test piece B performs the same operation as the ratio X A of the test piece A, was calculated ratio X B of the shed powdered (adhesive material) by powder or the like.
  • the ratio X is the average value of the ratio X A the ratio X B, was evaluated according to the following criteria. The smaller the value of the ratio X, the smaller the proportion of the powder that has fallen off, indicating that the adhesive material is more excellent in dust resistance.
  • Ratio X is less than 1 mass%
  • B Ratio X is 1 mass% or more and less than 4 mass%
  • C Ratio X is 4 mass% or more and less than 7 mass%
  • D Ratio X is 7 mass% or more ⁇ Formation per location Area>
  • the formation area S 50 per one part of the adhesive material is determined by using a laser microscope (manufactured by Keyence Corporation, VR-3100), the major axis diameter x and minor axis of the dot-like adhesive material formed in a 2 mm 2 region.
  • the cellophane tape was fixed on a horizontal test bench. And the stress when one end of the separator was pulled vertically upward at a pulling speed of 50 mm / min and peeled was measured. This measurement was performed 6 times in total, and the average value of the stress was determined as the peel strength, and the adhesion between the negative electrode and the separator was evaluated according to the following criteria. It shows that adhesiveness is so high that peel strength is large.
  • the shortest injection time during which the electrolyte did not spill during the injection was determined and evaluated according to the following criteria. It shows that it is excellent in electrolyte solution pouring property, so that the shortest pouring time is short.
  • the produced secondary battery was charged at a constant current and a constant voltage (CCCV) up to 4.3 V in an atmosphere at a temperature of 25 ° C.
  • CCCV constant voltage
  • Discharge capacity maintenance ratio is 80% or more
  • B: Discharge capacity maintenance ratio is 70% or more and less than 80%
  • C: Discharge capacity maintenance ratio is 60% or more and less than 70%
  • Example 1 ⁇ Preparation of particulate polymer having core-shell structure> First, in forming the core part, in a 5 MPa pressure vessel with a stirrer, 88 parts of styrene as an aromatic vinyl monomer, 6 parts of n-butyl acrylate as a (meth) acrylic acid ester monomer, an acid group-containing single amount 5 parts of methacrylic acid as a body, 1 part of ethylene glycol dimethacrylate as a crosslinkable monomer, 1 part of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 150 parts of ion-exchanged water, and 0.5% of potassium persulfate as a polymerization initiator A portion was added and stirred sufficiently, and then heated to 60 ° C.
  • ion exchange water 50 parts of ion exchange water, 0.5 part of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 94 parts of n-butyl acrylate as a polymerizable monomer, 2 parts of acrylonitrile, 2 parts of methacrylic acid , 1 part of N-hydroxymethylacrylamide and 1 part of allyl glycidyl ether were mixed to obtain a monomer mixture.
  • This monomer mixture was continuously added to the reactor described above over 4 hours for polymerization. During the addition, the reaction was carried out at 60 ° C. After completion of the addition, the reaction was further terminated by stirring at 70 ° C.
  • a 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the mixture containing the binder for the negative electrode mixture layer to adjust to pH 8, and then the unreacted monomer was removed by heating under reduced pressure. Then, it cooled to 30 degrees C or less, and obtained the water dispersion liquid containing the binder for desired negative mix layers.
  • 100 parts of artificial graphite (volume average particle diameter: 15.6 ⁇ m) as a negative electrode active material and a 2% aqueous solution of carboxymethylcellulose sodium salt (product name “MAC350HC” manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.) as a viscosity modifier are solidified.
  • the mixture was adjusted to a solid content concentration of 68% by mixing 1 part and ion-exchanged water corresponding to the minute, and further mixed at 25 ° C. for 60 minutes. Furthermore, after adjusting solid content concentration to 62% with ion-exchange water, it further mixed for 15 minutes at 25 degreeC.
  • 1.5 parts of the aqueous dispersion containing the binder for the negative electrode mixture layer and solid ion equivalent water and ion-exchanged water are added so that the final solid content concentration is 52%. Adjust and mix for an additional 10 minutes. This was defoamed under reduced pressure to obtain a slurry composition for a secondary battery negative electrode having good fluidity.
  • the obtained slurry composition for secondary battery negative electrode was applied on a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m as a current collector by a comma coater so that the film thickness after drying was about 150 ⁇ m and dried. .
  • This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C. for 2 minutes to obtain a negative electrode raw material before pressing.
  • the negative electrode raw material before pressing was rolled with a roll press to obtain a negative electrode after pressing with a negative electrode mixture layer thickness of 80 ⁇ m.
  • the obtained slurry composition for a secondary battery positive electrode was applied with a comma coater onto an aluminum foil having a thickness of 20 ⁇ m as a current collector so that the film thickness after drying was about 150 ⁇ m and dried. .
  • This drying was performed by transporting the aluminum foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C. for 2 minutes to obtain a positive electrode raw material.
  • the positive electrode provided with the positive electrode compound material layer was obtained by rolling the obtained positive electrode original fabric using a roll press machine.
  • a laminate for a lithium ion secondary battery was manufactured and cut with the manufacturing apparatus shown in FIG.
  • the slurry feeder an inkjet-type slurry feeder equipped with an inkjet head (manufactured by Konica, product name “KM1024” (shear mode type)) was used.
  • the conveying speed was 10 m / min, and the slurry was supplied in a stripe-shaped coating pattern ( ⁇ : 45 °, P: 200 ⁇ m, W: 30 ⁇ m) shown in FIG.
  • the supplied slurry was dried by using a heat roller as a part of the transport roller.
  • Other manufacturing conditions are as follows.
  • -Supply amount of slurry for secondary battery 0.5 g / m 2 ⁇ Drying temperature: 70 °C ⁇ Drying time: 1 second ⁇ Bonding pressure: 1 MPa ⁇ Lamination temperature: 70 °C
  • the adhesive material was in the form of minute dots. That is, a plurality of minute dot-like adhesive materials are arranged in an oblique stripe pattern on the bonding surface.
  • Example 2 A particulate polymer and other binders were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of propylene glycol added as the polyhydric alcohol compound was changed as shown in Table 1 in preparing the slurry for the non-aqueous secondary battery.
  • a material, a slurry for a non-aqueous secondary battery, a negative electrode, a positive electrode, a separator, a laminate for a secondary battery, and a secondary battery were prepared or manufactured. Measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 In preparing the slurry for the non-aqueous secondary battery, except that propylene glycol as the polyhydric alcohol compound was changed to ethylene glycol, in the same manner as in Example 1, the particulate polymer, other binder, non-aqueous secondary battery A slurry for a secondary battery, a negative electrode, a positive electrode, a separator, a laminate for a secondary battery, and a secondary battery were prepared or manufactured. Measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 6 In the preparation of the particulate polymer, the particulate polymer and other binders were prepared in the same manner as in Example 1 except that the monomers used for forming the core portion and / or the shell portion were changed as shown in Table 1. A material, a slurry for a non-aqueous secondary battery, a negative electrode, a positive electrode, a separator, a laminate for a secondary battery, and a secondary battery were prepared or manufactured. Measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 Other binders were used in the same manner as in Example 1 except that a particulate polymer having a single-phase structure (non-core shell) prepared as follows was used instead of the particulate polymer having a core-shell structure.
  • a material, a slurry for a non-aqueous secondary battery, a negative electrode, a positive electrode, a separator, a laminate for a secondary battery, and a secondary battery were prepared or manufactured. Measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • a separate container 50 parts of ion exchange water, 0.5 part of sodium dodecylbenzenesulfonate as an emulsifier, 40 parts of n-butyl acrylate as a polymerizable monomer, 1 part of methacrylic acid, 58 parts of styrene 1 part of divinylbenzene was mixed to obtain a monomer mixture.
  • This monomer mixture was continuously added to the above reactor over 2 hours for polymerization. During the addition, the reaction was carried out at 60 ° C. After completion of the addition, the reaction was further terminated by stirring at 70 ° C. for 2 hours to produce an aqueous dispersion containing a single-phase (non-core shell) particulate polymer.
  • Example 2 In preparing the slurry for a non-aqueous secondary battery, a particulate polymer, other binder, and non-aqueous secondary battery are used in the same manner as in Example 1 except that propylene glycol as a polyhydric alcohol compound is not added. A slurry, a negative electrode, a positive electrode, a separator, a laminate for a secondary battery, and a secondary battery were prepared or manufactured. Measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 A particulate polymer and other binders were prepared in the same manner as in Example 1 except that the amount of propylene glycol added as the polyhydric alcohol compound was changed as shown in Table 1 in preparing the slurry for the non-aqueous secondary battery.
  • a material, a slurry for a non-aqueous secondary battery, a negative electrode, a positive electrode, a separator, a laminate for a secondary battery, and a secondary battery were prepared or manufactured. Measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
  • BA represents an n-butyl acrylate unit
  • MAA indicates a methacrylic acid unit
  • ST indicates a styrene unit
  • DVD indicates a divinylbenzene unit
  • AMA indicates an allyl methacrylate unit
  • EDMA refers to ethylene glycol dimethacrylate units
  • ACL indicates an acrylic polymer
  • PG represents propylene glycol
  • EG refers to ethylene glycol.
  • a secondary battery containing a particulate polymer having a predetermined core-shell structure, a polyhydric alcohol compound, water, and a content ratio of the polyhydric alcohol compound to the particulate polymer within a predetermined range In Examples 1 to 8 using the slurry for the secondary battery, the slurry for the secondary battery is excellent in drying efficiency, and even when the slurry is supplied by an inkjet method, clogging of the nozzle is sufficiently suppressed, and It can be seen that the electrode and the separator can be firmly bonded via the adhesive material which is a dried product.
  • Example 1 it turns out that an adhesive material is excellent in powder-proofing property, and a secondary battery has the outstanding electrolyte solution pouring property and low-temperature output characteristics.
  • Table 1 instead of the particulate polymer having a core-shell structure, in Comparative Example 1 using a particulate polymer having a single-phase structure (non-core-shell structure), the electrode and the separator are firmly bonded via an adhesive material. It can be seen that the electrolyte solution injection property and the low-temperature output characteristic of the secondary battery are deteriorated.
  • a slurry for a secondary battery that can efficiently apply an adhesive material to the surface of a battery member by using an inkjet method or the like and can firmly bond the battery member to another battery member. Can do.
  • a separator for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery that can firmly adhere to other adjacent battery members and can exhibit excellent low-temperature output characteristics of the secondary battery.
  • An electrode can be provided.
  • the non-aqueous secondary battery which is excellent in low-temperature output characteristics can be provided.

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Abstract

本発明は、インクジェット法等を用いて、電池部材表面に効率良く接着材料を付与し得り、当該電池部材を他の電池部材と強固に接着させ得る非水系二次電池用スラリーの提供を目的とする。本発明のスラリーは、粒子状重合体、多価アルコール化合物、および水を含み、前記粒子状重合体が、コア部と、前記コア部の外表面の少なくとも一部を覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有し、前記粒子状重合体100質量部当たり、前記多価アルコール化合物を10質量部以上400質量部以下含む。

Description

非水系二次電池用スラリー、非水系二次電池用セパレータ、非水系二次電池用電極、非水系二次電池用積層体および非水系二次電池
 本発明は、非水系二次電池用スラリー、非水系二次電池用セパレータ、非水系二次電池用電極、非水系二次電池用積層体および非水系二次電池に関するものである。
 リチウムイオン二次電池などの非水系二次電池(以下、「二次電池」と略記する場合がある。)は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そして、二次電池は、一般に、正極、負極、および、正極と負極とを隔離して正極と負極との間の短絡を防ぐセパレータなどの電池部材を備えている。
 このような二次電池を製造するに際し、二次電池の電池部材同士、例えば電極とセパレータを貼り合わせて二次電池用積層体とすることが従来から行われている。ここで、電池部材同士の接着は、例えば、表面に接着材料を備える電池部材を製造し、当該電池部材を他の電池部材と貼り合わせることで行われる。そして、表面に接着材料を備える電池部材は、接着性を有する重合体(結着材)等が溶媒中に分散および/または溶解してなる二次電池用スラリーを電池部材表面に塗布しその後乾燥することで、作製することができる。
 例えば、特許文献1では、結着材として、それぞれ所定の電解液膨潤度を有する重合体からなるコア部とシェル部を備えるコアシェル構造を有する有機粒子が用いられている。特許文献1では、上記有機粒子を含むスラリーを塗布および乾燥して接着層を有する電池部材を製造し、この接着層を有する電池部材を他の電池部材と貼り合せて二次電池用積層体を作製している。そして、得られた二次電池用積層体を電解液と共に電池容器に封入して、二次電池を製造している。
国際公開第2015/198530号公報
 ここで、本発明者は、電池部材同士を強固に接着しつつ二次電池に優れた電池特性(特には、低温出力特性)を発揮させ、更には二次電池の製造効率を高めるべく、接着材料を形成するための二次電池用スラリーを、微細な液滴としてノズルから吐出して電池部材表面に供給する手法(インクジェット法、スプレー法など。以下、この供給手法を「インクジェット法等」と称する場合がある。)に着目した。そして、本発明者は、特許文献1に記載された有機粒子を含む二次電池用スラリーをインクジェット法等で電池部材表面に供給し、電池部材表面の二次電池用スラリーを乾燥して接着材料を備える電池部材の製造を試みた。しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献1に記載された有機粒子を含む二次電池用スラリーをインクジェット法等で電池部材表面に供給すると、ノズルが詰まってしまい、電池部材、ひいては二次電池の製造効率が低下する場合があることが明らかとなった。
 すなわち、上記従来の技術には、電池部材同士の強固な接着および二次電池の優れた低温出力特性を確保しつつ、インクジェット法等を採用した場合であっても、電池部材表面に接着材料を効率良く付与するという点において、未だ改善の余地があった。
 そこで、本発明は、インクジェット法等を用いて、電池部材表面に効率良く接着材料を付与し得り、当該電池部材を他の電池部材と強固に接着させ得る非水系二次電池用スラリーの提供を目的とする。
 また、本発明は、隣接する他の電池部材と強固に接着し得り、そして二次電池に優れた低温出力特性を発揮させ得る非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池用電極の提供を目的とする。
 さらに、本発明は、電極とセパレータが強固に接着しており、また二次電池に優れた低温出力特性を発揮させ得る非水系二次電池用積層体の提供を目的とする。
 そして、本発明は、低温出力特性に優れる非水系二次電池の提供を目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、所定のコアシェル構造を有する粒子状重合体、多価アルコール化合物、および水を含み、且つ粒子状重合体に対する多価アルコール化合物の含有量比が所定の範囲内であるスラリーを用いれば、インクジェット法等を採用した場合であっても、電池部材同士を強固に接着し得る接着材料を電池部材表面に効率的に付与し得り、且つ、二次電池に優れた低温出力特性を発揮させ得ることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用スラリーは、粒子状重合体、多価アルコール化合物、および水を含む非水系二次電池用スラリーであって、前記粒子状重合体が、コア部と、前記コア部の外表面の少なくとも一部を覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有し、前記粒子状重合体100質量部当たり、前記多価アルコール化合物を10質量部以上400質量部以下含む、ことを特徴とする。このように、所定のコアシェル構造を有する粒子状重合体、多価アルコール化合物、および水を含み、且つ粒子状重合体に対する多価アルコール化合物の含有量比が所定の範囲内である二次電池用スラリーによれば、当該スラリーをインクジェット法等で電池部材表面に供給した場合であっても、ノズルの詰まりを抑制しつつ当該スラリーの乾燥効率を確保して、電池部材表面に効率良く接着材料を付与することができる。また。上記二次電池用スラリーを用いて電池部材表面に接着材料を付与すれば、当該接着材料を介して電池部材同士を強固に接着することができる。
 ここで、本発明の非水系二次電池用スラリーは、前記コア部の重合体のガラス転移温度が10℃以上200℃以下であり、前記シェル部の重合体のガラス転移温度が、前記コア部の重合体のガラス転移温度より10℃以上低いことが好ましい。コア部の重合体のガラス転移温度が10℃以上200℃以下であり、且つシェル部の重合体のガラス転移温度が、コア部の重合体のガラス転移温度より10℃以上低い粒子状重合体は、重合安定性が確保されると共に、当該粒子状重合体を含む二次電池用スラリーを用いれば、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着することができる。
 なお、本発明において、「ガラス転移温度」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 また、本発明の非水系二次電池用スラリーは、前記粒子状重合体のTHFへの不溶分率が80質量%以上であることが好ましい。THF(テトラヒドロフラン)への不溶分率が80質量%以上である粒子状重合体を含む二次電池用スラリーを用いれば、二次電池に一層優れた低温出力特性を発揮させることができる。
 なお、本発明において、「THFへの不溶分率」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 そして、本発明の非水系二次電池用スラリーは、前記粒子状重合体の体積平均粒子径が100nm以上1000nm以下であることが好ましい。体積平均粒子径が100nm以上1000nm以下である粒子状重合体を含む二次電池用スラリーを用いれば、インクジェット法等を採用した場合のノズルの詰まりを更に抑制して、電池部材表面に一層効率良く接着材料を付与することができる。また、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着することができる。
 なお、本発明において、「体積平均粒子径」とは、レーザー回折法で測定された体積基準の粒子径分布において、小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径を表し、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 更に、本発明の非水系二次電池用スラリーは、直径10μm以上の粗大粒子の量が100ppm以下であることが好ましい。直径10μm以上の粗大粒子の量が100ppm以下である二次電池用スラリーを用いれば、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着することができる。
 なお、本発明において、「粗大粒子の量」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用セパレータは、セパレータ基材と、前記セパレータ基材の少なくとも一方の面にドット状の複数の接着材料を備え、前記接着材料が、上述した何れかの非水系二次電池用スラリーの乾燥物である、ことを特徴とする。上述した非水系二次電池用スラリーの何れかを乾燥してなるドット状の複数の接着材料を、その表面に備えるセパレータは、隣接する他の電池部材(例えば電極)と接着材料を介して強固に接着し得り、また、二次電池に優れた低温出力特性を発揮させることができる。
 また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用電極は、電極基材と、前記電極基材の少なくとも一方の面にドット状の複数の接着材料を備え、前記接着材料が、上述した何れかの非水系二次電池用スラリーの乾燥物である、ことを特徴とする。上述した非水系二次電池用スラリーの何れかを乾燥してなるドット状の複数の接着材料を、その表面に備える電極は、隣接する他の電池部材(例えばセパレータ)と接着材料を介して強固に接着し得り、また、二次電池に優れた低温出力特性を発揮させることができる。
 また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用積層体は、電極と、セパレータとを備える非水系二次電池用積層体であって、前記電極と、前記セパレータとがドット状の複数の接着材料を介して接着しており、前記接着材料が、上述した何れかの非水系二次電池用スラリーの乾燥物である、ことを特徴とする。電極とセパレータが、上述した非水系二次電池用スラリーの何れかを乾燥してなるドット状の複数の接着材料により接着されてなる二次電池用積層体は、電極とセパレータが強固に接着しており、また、二次電池に優れた低温出力特性を発揮させることができる。
 また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池は、上述した非水系二次電池用セパレータ、上述した非水系二次電池用電極、および上述した非水系二次電池用積層体からなる群から選択される少なくとも一つを備える、ことを特徴とする。上述したセパレータ、電極、および二次電池用積層体の少なくとも何れかを備える二次電池は、低温出力特性に優れる。
 本発明によれば、インクジェット法等を用いて、電池部材表面に効率良く接着材料を付与し得り、当該電池部材を他の電池部材と強固に接着させ得る非水系二次電池用スラリーを提供することができる。
 また、本発明によれば、隣接する他の電池部材と強固に接着し得り、そして二次電池に優れた低温出力特性を発揮させ得る非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池用電極を提供することができる。
 さらに、本発明によれば、電極とセパレータが強固に接着しており、また二次電池に優れた低温出力特性を発揮させ得る非水系二次電池用積層体を提供することができる。
 そして、本発明によれば、低温出力特性に優れる非水系二次電池を提供することができる。
非水系二次電池用スラリーに含まれる粒子状重合体の一例の構造を模式的に示す断面図である。 非水系二次電池用積層体の製造装置の一例の概略構成を示す説明図である。 非水系二次電池用スラリーの塗工パターンの一例を示す平面図である。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
 ここで、本発明の非水系二次電池用スラリーは、電池部材同士を接着させる接着材料を、電池部材表面に配置(形成)する際に用いることができ、具体的には、本発明の非水系二次電池用スラリーは、本発明の非水系二次電池用セパレータ、非水系二次電池用電極、および/または非水系二次電池用積層体の製造に用いることができる。そして、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池用セパレータ、本発明の非水系二次電池用電極、および本発明の非水系二次電池用積層体からなる群から選択される少なくとも一つを備える。
(非水系二次電池用スラリー)
 本発明の二次電池用スラリーは、所定のコアシェル構造を有する粒子状重合体と、多価アルコール化合物と、水を含み、多価アルコール化合物の含有量が、粒子状重合体100質量部当たり10質量部以上400質量部以下である組成物である。なお、本発明の二次電池用スラリーは、コアシェル構造を有する粒子状重合体と、多価アルコール化合物と、水以外の成分(その他の成分)を含んでいてもよい。
 そして、本発明の二次電池用スラリーは、インクジェット法等で電池部材表面に供給した場合であってもノズルの詰まりが生じ難く、また電池部材表面に供給された本発明の二次電池用スラリーは、乾燥効率に優れる。即ち、本発明の二次電池用スラリーを用いれば、電池部材表面に効率良く接着材料を付与することができる。更には、本発明の二次電池用スラリーを用いて電池部材表面に接着材料を付与すれば、当該接着材料を介して電池部材同士を強固に接着することができる。
<粒子状重合体>
 コアシェル構造を有する粒子状重合体は、セパレータや電極などの電池部材同士を接着させる接着材料中の結着材として機能する成分である。結着材として、コアシェル構造を有する粒子状重合体を用いることで、接着材料を介して電池部材同士を強固に接着することができると共に、二次電池の電解液注液性を高め、また当該二次電池に優れた低温出力特性を発揮させることができる。
<<コアシェル構造>>
 ここで、粒子状重合体は、コア部と、コア部の外表面を覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有している。ここで、シェル部は、コア部の外表面の全体を覆っていてもよいし、コア部の外表面を部分的に覆っていてもよい。なお、外観上、コア部の外表面がシェル部によって完全に覆われているように見える場合であっても、シェル部の内外を連通する孔が形成されていれば、そのシェル部はコア部の外表面を部分的に覆うシェル部である。従って、例えば、シェル部の外表面(即ち、粒子状重合体の周面)からコア部の外表面まで連通する細孔を有するシェル部を備える粒子状重合体は、シェル部がコア部の外表面を部分的に覆う粒子状重合体に該当する。
 粒子状重合体の一例の断面構造を図1に示す。図1において、粒子状重合体300は、コア部310およびシェル部320を備えるコアシェル構造を有する。ここで、コア部310は、この粒子状重合体300においてシェル部320よりも内側にある部分である。また、シェル部320は、コア部310の外表面310Sを覆う部分であり、通常は粒子状重合体300において最も外側にある部分である。そして、図1の例では、シェル部320は、コア部310の外表面310Sの全体を覆っているのではなく、コア部310の外表面310Sを部分的に覆っている。
 なお、粒子状重合体は、所期の効果を著しく損なわない限り、上述したコア部およびシェル部以外に任意の構成要素を備えていてもよい。具体的には、例えば、粒子状重合体は、コア部の内部に、コア部とは別の重合体で形成された部分を有していてもよい。具体例を挙げると、粒子状重合体をシード重合法で製造する場合に用いたシード粒子が、コア部の内部に残留していてもよい。ただし、所期の効果を顕著に発揮する観点からは、粒子状重合体はコア部およびシェル部のみを備えることが好ましい。
<<コア部>>
[ガラス転移温度]
 粒子状重合体のコア部の重合体のガラス転移温度は、10℃以上であることが好ましく、40℃以上であることがより好ましく、52℃以上であることが更に好ましく、60℃以上であることが特に好ましく、200℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましく、110℃以下であることが更に好ましく、95℃以下であることが特に好ましい。コア部の重合体のガラス転移温度が10℃以上であれば、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着させることができる。一方、コア部の重合体のガラス転移温度が200℃以下であれば、粒子状重合体の重合安定性を確保することができる。
 なお、コア部の重合体のガラス転移温度は、例えば、コア部の重合体の調製に用いる単量体の種類や割合を変更することにより、調整することができる。
[組成]
 コア部の重合体を調製するために用いる単量体としては、例えば、塩化ビニル、塩化ビニリデン等の塩化ビニル系単量体;酢酸ビニル等の酢酸ビニル系単量体;スチレン、α-メチルスチレン、スチレンスルホン酸、ブトキシスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル単量体;ビニルアミン等のビニルアミン系単量体;N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド等のビニルアミド系単量体;メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ブチルメタクリレート、シクロヘキシルメタクリレート等の(メタ)アクリル酸エステル単量体;アクリルアミド、メタクリルアミド等の(メタ)アクリルアミド単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等の(メタ)アクリロニトリル単量体;2-(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、2-(パーフルオロブチル)エチルアクリレート等のフッ素含有(メタ)アクリル酸エステル単量体;マレイミド;フェニルマレイミド等のマレイミド誘導体などが挙げられる。また、これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 なお、本発明において、(メタ)アクリルとは、アクリルおよび/またはメタクリルを意味し、(メタ)アクリロニトリルとは、アクリロニトリルおよび/またはメタクリロニトリルを意味する。
 これらの単量体の中でも、コア部の重合体の調製に用いられる単量体としては、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着させる観点から、芳香族ビニル単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体の少なくとも一方を用いることが好ましく、芳香族ビニル単量体と(メタ)アクリル酸エステル単量体の双方を用いることがより好ましい。即ち、コア部の重合体は、芳香族ビニル単量体単位と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の少なくとも一方を含むことが好ましく、芳香族ビニル単量体単位と(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の双方を含むことがより好ましい。
 なお、本発明において、「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の繰り返し単位が含まれている」ことを意味する。
 そして、コア部の重合体における芳香族ビニル単量体単位の割合は、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させる観点から、コア部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましく、75質量%以上であることが特に好ましく、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、88質量%以下であることが更に好ましい。
 また、コア部の重合体における(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の割合は、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させる観点から、コア部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、4質量%以上であることが更に好ましく、6質量%以上であることが特に好ましく、24質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがより好ましく、15質量%以下であることが更に好ましく、10質量%以下であることが特に好ましい。
 また、コア部の重合体は、酸基含有単量体単位を含みうる。ここで、酸基含有単量体としては、酸基を有する単量体、例えば、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体、リン酸基を有する単量体が挙げられる。
 そして、カルボン酸基を有する単量体としては、例えば、モノカルボン酸、ジカルボン酸などが挙げられる。モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。
 また、スルホン酸基を有する単量体としては、例えば、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、(メタ)アクリル酸-2-スルホン酸エチル、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、3-アリロキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。
 さらに、リン酸基を有する単量体としては、例えば、リン酸-2-(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル-2-(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル-(メタ)アクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。
 なお、本発明において、(メタ)アリルとは、アリルおよび/またはメタリルを意味し、(メタ)アクリロイルとは、アクリロイルおよび/またはメタクリロイルを意味する。
 これらの中でも、酸基含有単量体としては、カルボン酸基を有する単量体が好ましく、中でもモノカルボン酸が好ましく、(メタ)アクリル酸がより好ましい。
 また、酸基含有単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 また、コア部の重合体における酸基含有量体単位の割合は、コア部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。酸基含有量体単位の割合を上記範囲に収めることにより、粒子状重合体の調製時に、コア部の重合体の分散性を高め、コア部の重合体の外表面に対し、コア部の外表面を部分的に覆うシェル部を形成し易くすることができる。
 そして、コア部の重合体は、水酸基含有単量体単位を含んでいてもよい。
 水酸基含有単量体単位を形成しうる水酸基含有単量体としては、例えば、2-ヒドロキシエチルアクリレート、2-ヒドロキシプロピルアクリレート、2-ヒドロキシエチルメタクリレート、2-ヒドロキシプロピルメタクリレートなどが挙げられる。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 また、コア部の重合体における水酸基含有単量体単位の割合は、コア部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、0.1質量%以上であることが好ましく、1質量%以上であることがより好ましく、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましい。水酸基含有単量体単位の割合を上記範囲に収めることにより、粒子状重合体の調製時に、コア部の重合体の分散性を高め、コア部の重合体の外表面に対し、コア部の外表面を部分的に覆うシェル部を形成し易くすることができる。
 また、コア部の重合体は、上記単量体単位に加え、架橋性単量体単位を含んでいることが好ましい。架橋性単量体とは、加熱またはエネルギー線の照射により、重合中または重合後に架橋構造を形成しうる単量体である。コア部の重合体が架橋性単量体単位を含むことにより、後述する粒子状重合体のTHFへの不溶分率および電解液膨潤度を、好適な範囲に容易に収めることができる。
 架橋性単量体としては、例えば、当該単量体に2個以上の重合反応性基を有する多官能単量体が挙げられる。このような多官能単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン、1,3-ブタジエン、イソプレン、アリルメタクリレート等のジビニル単量体;エチレンジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジアクリレート、1,3-ブチレングリコールジアクリレート等のジ(メタ)アクリル酸エステル単量体;トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート等のトリ(メタ)アクリル酸エステル単量体;アリルグリシジルエーテル、グリシジルメタクリレート等のエポキシ基を含有するエチレン性不飽和単量体;γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらの中でも、粒子状重合体のTHFへの不溶分率および電解液膨潤度を容易に制御する観点から、ジ(メタ)アクリル酸エステル単量体がより好ましい。また、これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 また、コア部の重合体における架橋性単量体単位の割合は、コア部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、0.1質量%以上であることが好ましく、0.2質量%以上であることがより好ましく、0.5質量%以上であることが更に好ましく、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることが更に好ましい。架橋性単量体単位の割合を上記範囲に収めることにより、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させつつ、粒子状重合体のTHFへの不溶分率および電解液膨潤度を制御して二次電池の低温出力特性を更に向上させることができる。
<<シェル部>>
[ガラス転移温度]
 粒子状重合体のシェル部の重合体のガラス転移温度は、-50℃以上であることが好ましく、-45℃以上であることがより好ましく、-40℃以上であることが更に好ましく、-34℃以上であることが特に好ましく、60℃以下であることが好ましく、50℃以下であることがより好ましく、40℃以下であることが更に好ましく、21℃以下であることが特に好ましい。シェル部の重合体のガラス転移温度が-50℃以上であれば、二次電池の低温出力特性を更に向上させることができる。一方、シェル部の重合体のガラス転移温度が60℃以下であれば、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着させることができる。
 なお、シェル部の重合体のガラス転移温度は、例えば、シェル部の重合体の調製に用いる単量体の種類や割合を変更することにより、調整することができる。
 そして、シェル部の重合体のガラス転移温度は、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着させる観点から、上述したコア部の重合体のガラス転移温度よりも、10℃以上低いことが好ましく、30℃以上低いことがより好ましく、50℃以上低いことが更に好ましい。即ち、シェル部の重合体のガラス転移温度はコア部の重合体のガラス転移温度より低く、且つ、二つのガラス転移温度の差(コア部の重合体のガラス転移温度-シェル部の重合体ガラス転移温度)が10℃以上であることが好ましく、30℃以上であることがより好ましく、50℃以上であることが更に好ましい。なお、上記二つのガラス転移温度の差の上限値は、特に限定されないが、例えば200℃以下とすることができる。
[組成]
 シェル部の重合体を調製するために用いる単量体としては、例えば、コア部の重合体を製造するために用いうる単量体として例示した単量体と同様の単量体が挙げられる。また、このような単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 これらの単量体の中でも、シェル部の重合体の調製に用いられる単量体としては、接着材料を介して電池部材同士を一層強固に接着させる観点から、(メタ)アクリル酸エステル単量体と芳香族ビニル単量体の少なくとも一方を用いることが好ましく、(メタ)アクリル酸エステル単量体と芳香族ビニル単量体の双方を用いることがより好ましい。即ち、シェル部の重合体は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と芳香族ビニル単量体単位の少なくとも一方を含むことが好ましく、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と芳香族ビニル単量体単位の双方を含むことがより好ましい。
 そして、シェル部の重合体における(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の割合は、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させる観点から、シェル部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、10質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、38.7質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以上であることが特に好ましく、95質量%以下であることが好ましく、90質量%以下であることがより好ましく、85質量%以下であることが更に好ましく、80.7質量%以下であることが特に好ましい。
 また、シェル部の重合体における芳香族ビニル単量体単位の割合は、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させる観点から、シェル部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることが更に好ましく、18質量%以上であることが特に好ましく、60質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましく、25質量%以下であることが特に好ましい。
 シェル部の重合体は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位および芳香族ビニル単量体単位以外に、酸基含有単量体単位を含みうる。ここで、酸基含有単量体としては、酸基を有する単量体、例えば、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体、および、リン酸基を有する単量体が挙げられる。具体的には、酸基含有単量体としては、コア部の形成に使用し得る酸基含有単量体と同様の単量体が挙げられる。
 これらの中でも、酸基含有単量体としては、カルボン酸基を有する単量体が好ましく、中でもモノカルボン酸がより好ましく、(メタ)アクリル酸がさらに好ましい。
 また、酸基含有単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、シェル部の重合体における酸基含有単量体単位の割合は、シェル部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、0.1質量%以上であることが好ましく、0.4質量%以上であることがより好ましく、0.7質量%以上であることが更に好ましく、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。酸基含有単量体単位の割合を上記範囲に収めることにより、粒子状重合体の分散性を向上させ、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させることができる。
 ここで、シェル部の重合体は、水酸基含有単量体単位を含んでいてもよい。
 シェル部の重合体の水酸基含有単量体単位を形成しうる水酸基含有単量体としては、コア部の形成に使用し得る水酸基含有単量体と同様の単量体が挙げられる。
 そして、シェル部の重合体における水酸基含有単量体単位の割合は、シェル部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、0.1質量%以上であることが好ましく、0.4質量%以上であることがより好ましく、0.7質量%以上であることが更に好ましく、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることが更に好ましい。水酸基含有単量体単位の割合を上記範囲に収めることにより、粒子状重合体の分散性を向上させ、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させることができる。
 また、シェル部の重合体は、架橋性単量体単位を含みうる。架橋性単量体としては、例えば、コア部の重合体に用いうる架橋性単量体として例示したものと同様の単量体が挙げられる。これらの中でもジ(メタ)アクリル酸エステル単量体、アリルメタクリレートが好ましい。また、架橋性単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、シェル部の重合体における架橋性単量体単位の割合は、シェル部の重合体に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%として、0.05質量%以上であることが好ましく、0.1質量%以上であることがより好ましく、0.2質量%以上であることが更に好ましく、4質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、2質量%以下であることが更に好ましい。
<<粒子状重合体の性状>>
 ここで、粒子状重合体のTHFへの不溶分率は、80質量%以上であることが好ましく、82質量%以上であることがより好ましく、85質量%以上であることが更に好ましく、99質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることが更に好ましい。粒子状重合体のTHFへの不溶分率が80質量%以上であれば、二次電池の低温出力特性を更に向上させることができる。一方、粒子状重合体のTHFへの不溶分率が99質量%以下であれば、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させることができる。
 なお、粒子状重合体のTHFへの不溶分率は、例えば、粒子状重合体の調製に用いる単量体の種類や割合を変更することにより、調整することができる。
 また、粒子状重合体の体積平均粒子径は、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがより好ましく、180nm以上であることが更に好ましく、1000nm以下であることが好ましく、350nm以下であることがより好ましく、300nm以下であることが更に好ましい。粒子状重合体の体積平均粒子径が100nm以上であれば、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させることができる。一方、粒子状重合体の体積平均粒子径が1000nm以下であれば、インクジェット法等を採用した場合のノズルの詰まりを更に抑制して、電池部材表面に一層効率良く接着材料を付与することができる。
 なお、粒子状重合体の体積平均粒子径は、例えば、粒子状重合体の調製に用いる重合開始剤や乳化剤の種類や量を変更することにより、調整することができる。
 そして、粒子状重合体の電解液膨潤度は、1.01倍以上であることが好ましく、1.1倍以上であることがより好ましく、1.2倍以上であることが更に好ましく、20倍以下であることが好ましく、15倍以下であることがより好ましく、10倍以下であることが更に好ましい。粒子状重合体の電解液膨潤度が1.01倍以上であれば、接着材料を介して、(特に電解液中で)電池部材同士をより一層強固に接着させることができる。一方、粒子状重合体の電解液膨潤度が20倍以下であれば、二次電池の低温出力特性を更に向上させることができる。
 なお、本発明において、「電解液膨潤度」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 また、粒子状重合体の電解液膨潤度は、例えば、粒子状重合体の調製に用いる単量体の種類や割合を変更することにより、調整することができる。
<<粒子状重合体の調製方法>>
 そして、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体は、例えば、コア部の重合体の単量体と、シェル部の重合体の単量体とを用い、経時的にそれらの単量体の比率を変えて段階的に重合することにより、調製することができる。具体的には、粒子状重合体は、先の段階の重合体を後の段階の重合体が順次に被覆するような連続した多段階乳化重合法および多段階懸濁重合法によって調製することができる。
 そこで、以下に、多段階乳化重合法により上記コアシェル構造を有する粒子状重合体を得る場合の一例を示す。
 重合に際しては、常法に従って、乳化剤として、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ドデシル硫酸ナトリウム等のアニオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ソルビタンモノラウレート等のノニオン性界面活性剤、またはオクタデシルアミン酢酸塩等のカチオン性界面活性剤を用いることができる。また、重合開始剤として、例えば、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、過硫酸カリウム、キュメンパーオキサイド等の過酸化物、2,2’-アゾビス(2-メチル-N-(2-ハイドロキシエチル)-プロピオンアミド)、2,2’-アゾビス(2-アミジノプロパン)塩酸塩等のアゾ化合物を用いることができる。
 そして、重合手順としては、まず、コア部を形成する単量体および乳化剤を混合し、一括で乳化重合することによってコア部を構成する粒子状の重合体を得る。さらに、このコア部を構成する粒子状の重合体の存在下にシェル部を形成する単量体の重合を行うことによって、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体を得ることができる。
 この際、コア部の外表面をシェル部によって部分的に覆う粒子状重合体を調製する場合は、シェル部の重合体を形成する単量体は、複数回に分割して、もしくは、連続して重合系に供給することが好ましい。シェル部の重合体を形成する単量体を重合系に分割して、もしくは、連続で供給することにより、シェル部を構成する重合体が粒子状に形成され、この粒子がコア部と結合することで、コア部を部分的に覆うシェル部を形成することができる。
<多価アルコール化合物>
 多価アルコール化合物は、1分子内に2つ以上の水酸基(-OH)を有する化合物である。そして、本発明の二次電池用スラリーが多価アルコール化合物を含むことで、当該スラリーをインクジェット法等で電池部材表面に供給した場合であっても、ノズルの詰まりを抑制して、電池部材表面に効率良く接着材料を付与することができる。このように、二次電池用スラリーが多価アルコール化合物を含むことにより、インクジェット法等による供給の際にノズルの詰まりが抑制可能な理由は定かではないが、水酸基を1分子内に複数有する多価アルコール化合物が湿潤剤として機能することで、ノズル内で二次電池用スラリー中の水が気化する(特には、供給を一時中断した際の放置時間中にノズル内で水が気化する)のを抑制することができ、結果として粒子状重合体等の結着材の析出を抑制できるからと考えられる。
 ここで、多価アルコール化合物としては、例えば、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、グルコース、フルクトース、セルロースが挙げられる。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。そして、これらの中でも、インクジェット法等による二次電池用スラリーの供給の際にノズルの詰まりを一層抑制して、電池部材表面に更に効率良く接着材料を付与する観点から、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリン、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオールが好ましく、プロピレングリコール、エチレングリコール、グリセリンがより好ましい。
 そして、本発明の二次電池用スラリーは、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体100質量部当たり、多価アルコール化合物を10質量部以上400質量部以下含むことが必要であり、20質量部以上含むことが好ましく、30質量部以上含むことがより好ましく、70質量部以上含むことが更に好ましく、300質量部以下含むことが好ましく、250質量部以下含むことがより好ましく、200質量部以下含むことが更に好ましい。多価アルコール化合物の含有量が粒子状重合体100質量部当たり10質量部未満であると、インクジェット法等による二次電池用スラリーの供給の際にノズルの詰まりを抑制することができない。加えて、電解液との親和性に優れる多価アルコール化合物が、二次電池用スラリーから形成される接着材料(乾燥物)表面に残存する量が低下するためと推察されるが、多価アルコール化合物の含有量が粒子状重合体100質量部当たり10質量部未満であると、二次電池の電解液注液性が低下する。一方、多価アルコール化合物の含有量が粒子状重合体100質量部当たり400質量部超であると、多価アルコール化合物の寄与により二次電池用スラリー中に含まれる水が過度に気化し難くなり、二次電池用スラリーの乾燥効率が低下する。更には、多価アルコール化合物の含有量が粒子状重合体100質量部当たり400質量部超であると、乾燥により気化せず接着材料中に残存する多価アルコール化合物の量が増大するためと推察されるが、得られる電池部材から接着材料(特には、粒子状重合体)が脱離するのを十分に抑制することができない(即ち、接着材料の耐粉落ち性が低下する)。
 また、本発明の二次電池用スラリーは、水100質量部当たり、多価アルコール化合物を1質量部以上含むことが好ましく、2質量部以上含むことがより好ましく、3質量部以上含むことが更に好ましく、80質量部以下含むことが好ましく、50質量部以下含むことがより好ましく、29質量部以下含むことが更に好ましい。多価アルコール化合物の含有量が水100質量部当たり1質量部以上であれば、インクジェット法等による二次電池用スラリーの供給の際にノズルの詰まりを一層抑制することができ、80質量部以下であれば、二次電池用スラリー中に含まれる水が過度に気化し難くなることもなく、二次電池用スラリーの乾燥効率を十分に確保することができる。
<その他の成分>
 本発明の二次電池用スラリーが含有し得る、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体および多価アルコール化合物、並びに水以外の成分としては、特に限定されない。このような成分としては、既知の添加剤や、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体以外の結着材(その他の結着材)が挙げられる。
<<添加剤>>
 既知の添加剤としては、特に制限されることなく、例えば、表面張力調整剤、分散剤、粘度調整剤、補強材、電解液添加剤等の成分を含有していてもよい。これらは、電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られず、公知のもの、例えば国際公開第2012/115096号に記載のものを使用することができる。なお、これらの添加剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<<その他の結着材>>
 その他の結着材としては、コアシェル構造を有する粒子状重合体でなければ特に限定されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン(PVdF-HFP)共重合体等のフッ素系重合体;スチレン-ブタジエン共重合体(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体(NBR)等の共役ジエン系重合体;共役ジエン系重合体の水素化物;(メタ)アクリル酸アルキルエステル単量体単位を含む重合体(アクリル系重合体);が挙げられる。なお、これらのその他の結着材は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 ここで、重合体であるその他の結着材のガラス転移温度は、-40℃以上であることが好ましく、-30℃以上であることがより好ましく、-20℃以上であることが更に好ましく、20℃以下であることが好ましく、15℃以下であることがより好ましく、10℃以下であることが更に好ましい。その他の結着材のガラス転移温度が-40℃以上であれば、二次電池の低温出力特性を更に向上させることができ、20℃以下であれば、接着材料の耐粉落ち性を向上させることができる。
 また、本発明の二次電池用スラリーは、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体100質量部当たり、その他の結着材を1質量部以上含むことが好ましく、5質量部以上含むことがより好ましく、10質量部以上含むことが更に好ましく、30質量部以下含むことが好ましく、25質量部以下含むことがより好ましく、20質量部以下含むことが更に好ましい。その他の結着材の含有量が粒子状重合体100質量部当たり1質量部以上であれば、接着材料の耐粉落ち性を向上させることができ、30質量部以下であれば、二次電池の低温出力特性を更に向上させることができる。
<非水系二次電池用スラリーの調製方法>
 そして、本発明の二次電池用スラリーは、例えば、コアシェル構造を有する粒子状重合体と、多価アルコール化合物と、水と、任意に用いられるその他の結着材などのその他の成分を混合して調製することができる。混合には、一般的な撹拌容器、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、超音波分散機、らい潰機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどを用いることができる。混合条件は特に限定されないが、通常、室温~80℃の範囲で、10分~数時間行うことができる。
 そして、本発明の二次電池用スラリーに含まれている直径10μm以上の粗大粒子の量は、100ppm以下であることが好ましく、50ppm以下であることがより好ましく、10ppm以下であることが更に好ましく、9ppm以下であることが特に好ましい。直径10μm以上の粗大粒子の量が100ppm以下であれば、接着材料を介して電池部材同士をより一層強固に接着させることができる。なお、二次電池用スラリーに含まれている粗大粒子は、通常、上記コアシェル構造を有する粒子状重合体および/または上記その他の結着材よりなる。
(非水系二次電池用セパレータ)
 本発明の非水系二次電池用セパレータは、セパレータ基材の片面または両面にドット状の複数の接着材料を備える。そして、接着材料が、上述した本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である。
 ここで、本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である複数の接着材料を、片面または両面に備えるセパレータは、他の電池部材(例えば電極)と、接着材料が配置(形成)された面(以下、「配置(形成)面」という。)で貼り合わせることで、当該他の電池部材と強固に接着することができる。更には、複数の接着材料がセパレータ基材上にドット状に形成されることで、二次電池の電解液注液性を向上させることができ、また、二次電池に優れた低温出力特性を発揮させることができる。
<セパレータ基材>
 セパレータ基材としては、特に限定されることはなく既知のセパレータ基材を用いることができる。また、セパレータ基材は、片面または両面に多孔膜層が形成されていてもよい。
 なお、セパレータ基材および多孔膜層としては、特に限定されることなく、例えば特開2012-204303号公報や特開2013-145763号公報に記載のもの等、二次電池の分野において使用され得る任意のセパレータ基材および多孔膜層を使用し得る。ここで、多孔膜層とは、例えば特開2013-145763号公報に記載されているような非導電性粒子を含む層を指す。
<接着材料>
 上述したセパレータ基材の表面に配置(形成)される接着材料は、上述した通り、本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である。即ち、当該乾燥物は、少なくとも、上記コアシェル構造を有する粒子状重合体に由来する重合体を含み、任意に、上述したその他の結着材を含む。更に、当該乾燥物は、乾燥により気化せずに残存する多価アルコール化合物や、水が含まれていてもよいが、接着材料の水分含有量は、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましく、0.5質量%以下であることが特に好ましく、0質量%(検出限界以下)であることが最も好ましい。
 そして、ドット状の接着材料は、配置(形成)面の全面に均一に配置(形成)してもよいし、平面視形状として、ストライプ状、ドット状、格子状などの所定のパターンになるように配列させて配置(形成)してもよい。中でも、本発明のセパレータを用いて二次電池を製造する際の電解液注液性を高める観点からは、ドット状の接着材料はストライプ状に配列させて配置(形成)することが好ましい。なお、微小なドット状の接着材料を所定のパターンに配列する場合には、接着材料の形成および配列のし易さの観点から、インクジェット法により二次電池用スラリーを所望のパターンでセパレータ基材上に供給して接着材料を形成することが好ましい。
 また、接着材料の断面形状は、特に限定されることなく、凸形状、凹凸形状、凹形状とすることができ、中でも、セパレータを、接着材料を介して隣接する電池部材(例えば電極)と一層強固に接着させる観点からは、凹凸形状であることが好ましい。なお、接着材料の断面形状は、例えば、本発明の二次電池用スラリーを用いて接着材料を形成する際の乾燥条件を調整することにより変更することができる。
 そして、接着材料の形成量は、0.1g/m以上100g/m以下であることが好ましく、0.1g/m以上50g/m以下であることがより好ましく、0.1g/m以上10g/m以下であることが更に好ましく、0.1g/m以上1g/m以下であることが特に好ましい。接着材料の形成量が0.1g/m以上であれば、セパレータを、接着材料を介して隣接する電池部材(例えば電極)と一層強固に接着させることができる。一方、接着材料の形成量が100g/m以下であれば、セパレータを効率的に製造することができる。
 なお、本発明において、「接着材料の形成量」とは、配置(形成)面の単位面積当たりに形成される接着材料の量を指し、配置(形成)面上に形成された接着材料の質量を、当該接着材料が形成された配置(形成)面の面積で割ることにより算出することができる。
 ここで、配置(形成)面上の一箇所以上、好ましくは二箇所以上に接着材料を形成する場合、配置(形成)面に形成する接着材料の形成面積は、一箇所当たり、25μm以上であることが好ましく、50μm以上であることがより好ましく、100μm以上であることが更に好ましく、250000μm以下であることが好ましく、200000μm以下であることがより好ましく、100000μm以下であることが更に好ましい。一箇所当たりの接着材料の形成面積が25μm以上であれば、セパレータを、接着材料を介して隣接する電池部材(例えば電極)と一層強固に接着させることができる。また、一箇所当たりの接着材料の形成面積が250000μm以下であれば、セパレータを効率的に製造することができる。
 なお、上記の形成面積は、本発明の二次電池用スラリーを配置(形成)面に供給する量、形状および範囲を変更することで調整することができる。具体的には、形成面積は、例えば、本発明の二次電池用スラリーを用いてインクジェット法により接着材料を形成する場合には、インクジェットヘッドのノズルからの二次電池用スラリーの吐出の諧調(同じポイントに吐出した回数)を変更することで調整することができる。
<非水系二次電池用セパレータの製造方法>
 そして、本発明のセパレータは、本発明の二次電池用スラリーをインクジェット法等(好ましくは、インクジェット法)によりセパレータ基材表面にドット状に供給し、セパレータ基材上の二次電池用スラリーを乾燥することで製造することができる。二次電池用スラリーの供給条件および乾燥条件は、所望の接着材料の平面視形状、断面形状、形成量および一箇所当たりの形成面積などに応じて適宜調整することができる。
 また、本発明のセパレータは、後述する「非水系二次電池用積層体の製造方法」を実施する際に、中間製造物として得ることもできる。
(非水系二次電池用電極)
 本発明の非水系二次電池用電極は、電極基材の片面または両面にドット状の複数の接着材料を備える。そして、接着材料が、上述した本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である。
 ここで、本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である複数の接着材料を、片面または両面に備える電極は、他の電池部材(例えばセパレータ)と、接着材料の配置(形成)面で貼り合わせることで、当該他の電池部材と強固に接着することができる。更には、複数の接着材料が電極基材上にドット状に形成されることで、二次電池の電解液注液性を向上させることができ、また、二次電池に優れた低温出力特性を発揮させることができる。
<電極基材>
 電極基材としては、特に限定されることはなく既知の電極基材を用いることができる。例えば、電極基材としては、集電体の片面または両面に電極合材層を形成してなる電極基材からなる電極、或いは、電極基材の電極合材層上に多孔膜層を更に形成してなる電極を用いることができる。
 なお、集電体、電極合材層および多孔膜層としては、特に限定されることなく、例えば特開2013-145763号公報に記載のもの等、二次電池の分野において使用され得る任意の集電体、電極合材層および多孔膜層を使用し得る。
<接着材料>
 上述した電極基材の表面に配置(形成)される接着材料は、上述した通り、本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である。即ち、当該乾燥物は、少なくとも、上記コアシェル構造を有する粒子状重合体に由来する重合体を含み、任意に、上述したその他の結着材を含む。更に、当該乾燥物は、乾燥により気化せずに残存する多価アルコール化合物や、水が含まれていてもよいが、接着材料の水分含有量は、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましく、0.5質量%以下であることが特に好ましく、0質量%(検出限界以下)であることが最も好ましい。
 なお、電極基材上に配置(形成)される接着材料の平面視形状、断面形状、形成量および一箇所当たりの形成面積の好適例および/または好適範囲は、「非水系二次電池用セパレータ」の項で上述した、セパレータ基材上に配置(形成)される接着材料の平面視形状、断面形状、形成量および一箇所当たりの形成面積の好適例および/または好適範囲と同じである。
<非水系二次電池用電極の製造方法>
 そして、本発明の電極は、本発明の二次電池用スラリーをインクジェット法等(好ましくは、インクジェット法)により電極基材表面にドット状に供給し、電極基材上の二次電池用スラリーを乾燥することで製造することができる。二次電池用スラリーの供給条件および乾燥条件は、所望の接着材料の平面視形状、断面形状、形成量および一箇所当たりの形成面積などに応じて適宜調整することができる。
 また、本発明の電極は、後述する「非水系二次電池用積層体の製造方法」を実施する際に、中間製造物として得ることもできる。
(非水系二次電池用積層体)
 本発明の二次電池用積層体は、電極とセパレータとが、接着材料を介して貼り合わされたものである。そして、接着材料が、上述した本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である。
 ここで、セパレータと貼り合わされて二次電池用積層体を構成する電極は、正極のみであってもよいし、負極のみであってもよいし、正極および負極の双方であってもよい。また、正極および負極の双方をセパレータと貼り合わせて二次電池用積層体とする場合、二次電池用積層体が有する正極、負極およびセパレータの数は、それぞれ、1つであってもよいし、2つ以上であってもよい。即ち、本発明の二次電池用積層体の構造は、下記(1)~(6)の何れであってもよい。
(1)正極/セパレータ
(2)負極/セパレータ
(3)正極/セパレータ/負極
(4)正極/セパレータ/負極/セパレータ
(5)セパレータ/正極/セパレータ/負極
(6)複数の正極および負極がセパレータを介して交互に積層された構造(例えば、「セパレータ/負極/セパレータ/正極/セパレータ/負極・・・・・/セパレータ/正極」など)
<電極およびセパレータ>
 電極およびセパレータとしては、特に限定されることなく、既知の電極およびセパレータを用いることができる。具体的に、既知の電極としては、「非水系二次電池用電極」の項で上述した電極基材からなる電極を用いることができ、既知のセパレータとしては、「非水系二次電池用セパレータ」の項で上述した既知のセパレータ基材からなるセパレータを用いることができる。
<接着材料>
 電極とセパレータを接着する接着材料は、上述した通り、本発明の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である。即ち、当該乾燥物は、少なくとも、上記コアシェル構造を有する粒子状重合体に由来する重合体を含み、任意に、上述したその他の結着材を含む。更に、当該乾燥物は、乾燥により気化せずに残存する多価アルコール化合物や、水が含まれていてもよいが、接着材料の水分含有量は、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましく、0.5質量%以下であることが特に好ましく、0質量%(検出限界以下)であることが最も好ましい。
 なお、電極およびセパレータの間に配置(形成)される接着材料の平面視形状、断面形状、形成量および一箇所当たりの形成面積の好適例および/または好適範囲は、「非水系二次電池用セパレータ」の項で上述した、セパレータ基材上に配置(形成)される接着材料の平面視形状、断面形状、形成量および一箇所当たりの形成面積の好適例および/または好適範囲と同じである。因みに、電極およびセパレータの間に配置(形成)される接着材料の形成量の算出において、「配置(形成)面の面積」は、電極とセパレータとを貼り合わせた際に互いに当接する部分の面積を指す(即ち、電極およびセパレータの一方が他方よりも小さい場合には、「配置(形成)面の面積」は、小さい側の貼り合わせ面の面積と一致する)。
<非水系二次電池用積層体の製造方法>
 そして、上述した二次電池用積層体は、特に限定されないが、例えば、
 電極およびセパレータの少なくとも一方の貼り合わせ面(即ち、接着材料の配置(形成)面)に、本発明の非水系二次電池用スラリーをインクジェット法等により供給する工程(A)と、
 工程(A)の後、非水系二次電池用スラリーが供給された貼り合わせ面に他の部材を接触させることなく、電極およびセパレータを貼り合わせ開始位置まで搬送し、搬送中に非水系二次電池用スラリーを乾燥する工程(B)と、
 工程(B)の後、貼り合わせ面を介して電極とセパレータとを貼り合わせる工程(C)と、
 を経て製造することができる。
<<工程(A)>>
 工程(A)では、電極およびセパレータの少なくとも一方の貼り合わせ面に、上述した本発明の二次電池用スラリーを、インクジェット法等(好ましくはインクジェット法)により供給する。
 なお、インクジェット法等の条件は、二次電池用スラリーをドット状に塗工可能であれば特に限定されず、得られる接着材料の所望の性状(形成量、形成面積など)に応じて適宜調整することができる。
<<工程(B)>>
 工程(B)では、二次電池用スラリーが供給された貼り合わせ面に他の部材を接触させることなく、電極およびセパレータを貼り合わせ開始位置まで搬送しつつ、搬送中に非水系二次電池用スラリーを乾燥する。二次電池用スラリーが供給された貼り合わせ面に他の部材を接触させなければ、ブロッキング等の問題が生じないので、二次電池用積層体を効率的に製造することができる。
 なお、本発明において、「貼り合わせ開始位置」とは、電極とセパレータとの貼り合わせに当たり、電極の貼り合わせ面とセパレータの貼り合わせ面とを当接させる位置を指す。
 なお、電極およびセパレータの搬送は、特に限定されることなく、例えば、ローラ、ベルトコンベア、マニピュレーター、吸着バンドなどの任意の搬送機構を用いて行うことができる。中でも、二次電池用積層体の製造効率を更に高める観点からは、電極およびセパレータの少なくとも一方を、ローラを用いて搬送することが好ましい。
 また、二次電池用スラリーの乾燥は、特に限定されることなく、ヒーター、ドライヤー、ヒートローラなどの加熱装置を用いて行うことができる。なお、二次電池用スラリーが供給された電極および/またはセパレータの乾燥時の温度は、特に限定されることなく、0℃以上とすることが好ましく、10℃以上とすることがより好ましく、15℃以上とすることが更に好ましく、200℃以下とすることが好ましく、150℃以下とすることがより好ましく、100℃以下とすることが更に好ましい。乾燥時の温度を0℃以上にすれば、乾燥速度を十分に高めて二次電池用積層体を効率的に製造することができる。また、乾燥時の温度を200℃以下にすれば、乾燥後に得られる接着材料の形状を良好なものとし、電極とセパレータとを良好に接着させることができる。
<<工程(C)>>
 工程(C)では、貼り合わせ面を介して電極とセパレータとを貼り合わせる。ここで、貼り合わせは、特に限定されることなく、例えば、貼り合わせ面を介して重ね合わせた電極とセパレータとの積層体を加圧および/または加熱することにより行うことができる。
 なお、工程(C)において積層体に加える圧力、電極とセパレータとを貼り合わせる際の温度、並びに、積層体を加圧および/または加熱する時間は、使用する粒子状重合体等の結着材の種類および量等に応じて適宜調整することができる。
<非水系二次電池用積層体の製造装置の一例>
 そして、上述した二次電池用積層体の製造方法を用いた本発明の二次電池用積層体の製造は、特に限定されることなく、例えば図2に示すような製造装置100を用いて行うことができる。
 ここで、図2に示す製造装置100は、電極(正極および負極)並びにセパレータが上側から下側に向かって「正極/セパレータ/負極/セパレータ」の順で積層されてなる二次電池用積層体200を製造する装置である。なお、この製造装置100では、得られた二次電池用積層体200は、適当なサイズに切断された後、更に重ね合わせてから二次電池の製造に用いられる。
 そして、製造装置100は、負極11をロール状に巻き取ってなる負極ロール10と、セパレータ21,31をロール状に巻き取ってなる第一セパレータロール20および第二セパレータロール30と、予め切断された正極41を収容する正極ストッカー40とを備えている。また、製造装置100は、複数(図示例では9つ)の搬送ローラ1と、複数(図示例では3組)のプレスローラ2と、複数(図示例では4つ)のスラリー供給機60A,60B,60C,60Dと、切断機50とを更に備えている。
 この製造装置100では、まず、負極ロール10から繰り出されて搬送ローラ1を介して搬送される負極11の表面(図示例では上側の表面)に対し、例えば図3に示すような斜めストライプ形状の塗工パターンとなるように、スラリー供給機60Aから二次電池用スラリー61が供給される(工程(A))。ここで、図3に示す斜めストライプ形状の塗工パターンは、平面視において、搬送方向に直交する方向との為す角度が狭角側から測定してθであり、配設ピッチがPであり、幅がWである。そして、二次電池用スラリーが供給された負極11および第一セパレータロール20から繰り出されたセパレータ21がプレスローラ2の位置する貼り合わせ開始位置まで搬送される。ここで、製造装置100では、例えば、スラリー供給機60Aとプレスローラ2との間に位置する搬送ローラ1をヒートローラとし、二次電池用スラリー61を乾燥させることができる(工程(B))。次いで、負極11およびセパレータ21は、プレスローラ2により貼り合わされる(工程(C))。
 また、製造装置100では、接着材料(二次電池用スラリーの乾燥物)を用いて貼り合わされた負極11とセパレータ21との積層体の負極11側の表面に対し、例えば図3に示すような斜めストライプ形状の塗工パターンとなるように、スラリー供給機60Bから二次電池用スラリー61が供給される(工程(A))。そして、二次電池用スラリーが供給された負極11とセパレータ21との積層体、および、第二セパレータロール30から繰り出されたセパレータ31がプレスローラ2の位置する貼り合わせ開始位置まで搬送される。ここで、製造装置100では、例えば、スラリー供給機60Bとプレスローラ2との間に位置する搬送ローラ1をヒートローラとし、二次電池用スラリー61を乾燥させることができる(工程(B))。次いで、負極11とセパレータ21との積層体およびセパレータ31は、プレスローラ2により貼り合わされる(工程(C))。
 更に、製造装置100では、接着材料(二次電池用スラリーの乾燥物)を用いて貼り合わされた負極11とセパレータ21,31との積層体のセパレータ31側の表面に対し、例えば図3に示すのと同様な斜めストライプ形状の塗工パターンとなるように、スラリー供給機60Cから二次電池用スラリー61が供給される(工程(A))。そして、貼り合わせ開始位置において、二次電池用スラリーが供給された負極11とセパレータ21,31との積層体のセパレータ31上に正極41が載置される。ここで、製造装置100では、例えば、スラリー供給機60Cとプレスローラ2との間に位置する搬送ローラ1をヒートローラとし、二次電池用スラリー61を乾燥させることができる(工程(B))。次いで、負極11とセパレータ21,31との積層体および正極41は、プレスローラ2により貼り合わされる(工程(C))。
 そして、製造装置100では、上側から下側に向かって「正極/セパレータ/負極/セパレータ」の順で積層されてなる二次電池用積層体200の正極側の表面に対し、例えば図3に示すのと同様な斜めストライプ形状の塗工パターンとなるように、スラリー供給機60Dから二次電池用スラリー61を供給した後、切断機50で二次電池用積層体200を切断する。
 なお、切断機50で二次電池用積層体200を切断して得られる積層体は、更に重ね合わせてから二次電池の製造に用いられる。
(非水系二次電池)
 本発明の二次電池は、上述した本発明のセパレータ、電極、および二次電池用積層体からなる群から選択される少なくとも一つを備える。例えば、本発明の二次電池は、正極と、負極と、電解液と、セパレータとを備える。そして、本発明の二次電池においては、例えば、正極および負極の少なくとも一方として、本発明の電極を用いることができる。また、本発明の二次電池においては、例えば、セパレータとして、本発明のセパレータを用いることができる。そして、本発明の二次電池においては、例えば、正極とセパレータの積層体、負極とセパレータの積層体、正極とセパレータと負極の積層体として、本発明の二次電池用積層体を用いることができる。
 本発明の二次電池は、上述した本発明のセパレータ、電極、および二次電池用積層体からなる群から選択される少なくとも一つを備えているので、低温出力特性に優れる。
<電極>
 本発明の二次電池に用いる電極としては、上述した本発明の電極、または、本発明の電極以外の既知の電極を用いることができる。本発明の電極以外の既知の電極としては、「非水系二次電池用電極」の項で上述した電極基材からなる電極を用いることができる。
<電解液>
 電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池である場合、支持電解質としては、リチウム塩を用いることができる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF、LiClO、CFSOLiが好ましく、LiPFが特に好ましい。なお、電解質は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。通常は、解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
 電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池である場合、有機溶媒としては、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等のカーボネート類;γ-ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類;1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類;などが好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いので、カーボネート類を用いることが好ましい。
 なお、電解液中の電解質の濃度は適宜調整することができる。また、電解液には、既知の添加剤を添加することができる。
<セパレータ>
 本発明の二次電池に用いるセパレータとしては、上述した本発明のセパレータ、または、本発明のセパレータ以外の既知のセパレータを用いることができる。本発明のセパレータ以外の既知のセパレータとしては、「非水系二次電池用セパレータ」の項で上述したセパレータ基材からなるセパレータを用いることができる。
<二次電池の製造方法>
 本発明の二次電池は、例えば、正極と、セパレータと、負極とを重ね合わせて得られる重ね合わせ体を、必要に応じて電池形状に応じて巻く、折るなどしてデバイス容器に入れ、デバイス容器に電解液を注入して封口することにより製造することができる。なお、重ね合わせ体としては、本発明の二次電池用積層体を用いてもよいし、本発明の二次電池用積層体を、複数重ね合わせて製造してもよい。また、重ね合わせ体は、正極、セパレータ、負極の少なくとも一つとして本発明の電池部材(電極またはセパレータ)を用い、これらを重ね合わせて作製してもよい。更に、重ね合わせ体は、本発明の二次電池用積層体と、本発明の電池部材(電極またはセパレータ)とを重ね合わせて作製してもよい。また、本発明の二次電池には、内部の圧力上昇、過充放電等の発生を防止するために、必要に応じて、ヒューズ、PTC素子等の過電流防止素子、エキスパンドメタル、リード板などを設けてもよい。二次電池の形状は、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、何れであってもよい。
 以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
 また、複数種類の単量体を共重合して製造される重合体において、ある単量体を重合して形成される単量体単位の前記重合体における割合は、別に断らない限り、通常は、その重合体の重合に用いる全単量体に占める当該ある単量体の比率(仕込み比)と一致する。
 そして、実施例および比較例において、粒子状重合体およびその他の結着材のガラス転移温度、粒子状重合体のTHFへの不溶分率、体積平均粒子径、電解液膨潤度、非水系二次電池用スラリーの直径10μm以上の粗大粒子の含有量、インクジェット法による供給時のノズル詰まり抑制、および乾燥効率、接着材料の耐粉落ち性および一箇所当たりの形成面積、電極とセパレータとのドライ接着力、並びに、二次電池の電解液注液性および低温出力特性は、下記の方法で測定および評価した。
<ガラス転移温度(Tg)>
 粒子状重合体のコア部およびシェル部の形成に用いた単量体および各種添加剤等を使用し、当該コア部およびシェル部の重合条件と同様の重合条件で、重合体(コア部の重合体およびシェル部の重合体)を含む水分散液をそれぞれ調製し、乾固させて測定試料とした。また、その他の結着材を含む水分散液を調製し、乾固させて測定試料とした。測定試料10mgをアルミパンに計量し、示差熱分析測定装置(エスアイアイ・ナノテクノロジー社製「EXSTAR DSC6220」)にて、リファレンスとして空のアルミパンを用い、測定温度範囲-100℃~500℃の間で、昇温速度10℃/分で、JIS Z 8703に規定された条件下で測定を実施し、示差走査熱量分析(DSC)曲線を得た。この昇温過程で、微分信号(DDSC)が0.05mW/分/mg以上となるDSC曲線の吸熱ピークが出る直前のベースラインと、吸熱ピーク後に最初に現れる変曲点でのDSC曲線の接線との交点を、ガラス転移温度(℃)として求めた。
<THFへの不溶分率>
 粒子状重合体の水分散液を、50%湿度、23℃~25℃の環境下で乾燥させて、厚み3±0.3mmのフィルムを作製した。作製したフィルムを5mm角に裁断して複数のフィルム片を用意し、これらのフィルム片約1gを精秤し、その重量をW0(g)とした。精秤したフィルム片(重量W0)を、100gのテトラヒドロフラン(THF)に24時間浸漬した。その後、THFからフィルム片を引き揚げ、引き揚げたフィルム片を105℃で3時間真空乾燥して、その重量(不溶分の重量)W1(g)を精秤した。そして、下記式に従って、THFへの不溶分率(質量%)を算出した。
 THFへの不溶分率(質量%)=W1/W0×100
<体積平均粒子径>
 固形分濃度0.1質量%に調整した粒子状重合体の水分散液について、レーザー回折式粒子径分布測定装置(ベックマン・コールター社製、製品名「LS-230」)を用いて、粒子径分布(体積基準)を測定した。そして、測定された粒子径分布において、小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径を体積平均粒子径(D50)とした。
<電解液膨潤度>
 粒子状重合体の水分散液を乾燥し、得られた乾燥物0.2g程度を200℃、5MPaのプレス条件で2分間プレスし、フィルムを得た。得られたフィルムを1cm角に裁断して試験片とし、この試験片の重量W2(g)を測定した。次いで、試験片を、電解液に60℃で72時間浸漬した。その後、試験片を電解液から取り出し、表面の電解液を拭き取り、試験片の重量W3(g)を測定した。そして、下記式に従って、電解液膨潤度(倍)を算出した。
 電解液膨潤度(倍)=W3/W2
 なお、測定用の電解液としては、エチレンカーボネート(EC)と、ジエチルカーボネート(DEC)と、ビニレンカーボネート(VC)を、体積比:EC/DEC/VC=68.5/30/1.5で混合してなる混合溶媒に、支持電解質であるLiPFの1mol/Lの濃度で溶解して得られる電解液を用いた。
<粗大粒子の含有量>
 平均孔径10μmのナイロンメッシュの質量(B)を測定し、漏斗にセットした。そこに、非水系二次電池用スラリー100gを注ぎ、ろ過した。ここに、イオン交換水を注ぎ、濁りがなくなるまで洗浄し、90℃のオーブンで60分以上乾燥した。放冷後、ナイロンメッシュの質量(A)を測定しメッシュ残渣量の測定を行った。メッシュ残渣量、即ちスラリー中の粒子径が10μm以上の粗大粒子量は、下記式により求めた。
 粗大粒子の含有量(ppm)=(A-B)/(C×D/100)×1000000
A:メッシュ+乾燥物の質量(g)
B:メッシュの質量(g)
C:ろ過したスラリーの質量(g)
D:スラリーの全固形分濃度(%)
<ノズル詰まり抑制>
 インクジェットヘッド(コニカ社製、製品名「KM1024」(シアモードタイプ))を備えるインクジェット方式のスラリー供給機を用いて、非水系二次電池用スラリーを、飛翔速度が6~10m/秒となる条件で吐出した。吐出停止後放置し、ノズル詰まりを、再吐出の可否により以下の基準で評価した。
 A:放置時間が30分以上であっても、再吐出可能であった。
 B:放置時間が20分未満では再吐出可能であったが、20分以上30分未満で、ノズルの詰まりにより再吐出ができなった。
 C:放置時間が10分未満では再吐出可能であったが、10分以上20分未満で、ノズルの詰まりにより再吐出ができなった。
 D:放置時間が10分未満で、ノズルの詰まりにより再吐出ができなった。
<乾燥効率>
 PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム上で非水系二次電池用スラリーを65±5℃で乾燥した。そして、乾燥開始から、PETフィルム上のスラリーの接触角が1°以下となるまでの時間を乾燥時間とし、下記の基準で評価した。乾燥時間が短いほど、スラリーの乾燥が容易であることを示す。なお、接触角の測定には、ポータブル接触角計(協和界面化学社製、製品名「PCA-1」)を用いた。
 A:乾燥時間が300秒未満
 B:乾燥時間が300秒以上400秒未満
 C:乾燥時間が400秒以上500秒未満
 D:乾燥時間が500秒以上
<耐粉落ち性>
 各実施例および比較例と同様の条件の下、セパレータと貼り合わされる前であって且つ接着材料が片面に形成された後の負極を採取し、5cm×5cmの正方形状に切り出し試験片A(接着材料が片面に形成された負極)を得た。得られた試験片Aを500mlのガラス瓶に入れ、振とう機で300rpmにて3時間振とうさせた。振とう前の試験片Aにおける接着材料の質量をa、振とう後の試験片Aにおける接着材料の質量をbとし、粉とうにより脱落した粉(接着材料)の比率X(質量%)=(a-b)/a×100を算出した。
 また、負極に替えてセパレータを用いた以外は上述した試験片Aを得る操作と同様の操作により、試験片B(接着材料が片面に形成されたセパレータ)を得た。得られた試験片Bについて試験片Aの比率Xと同様の操作を行い、粉とうにより脱落した粉(接着材料)の比率Xを算出した。
 そして、比率Xと比率Xの平均値である比率Xを算出し、以下の基準で評価した。比率Xの値が小さいほど、脱落した粉の割合が小さく、接着材料が耐粉落ち性に優れることを示す。
 A:比率Xが1質量%未満
 B:比率Xが1質量%以上4質量%未満
 C:比率Xが4質量%以上7質量%未満
 D:比率Xが7質量%以上
<一箇所当たりの形成面積>
 接着材料の一箇所あたりの形成面積S50は、レーザー顕微鏡(キーエンス社製、VR-3100)を用いて、2mmの領域に形成されているドット状の接着材料の長軸径xと短軸径yを測定し、z=(x+y)/2を平均径として、各ドットの面積をS=1/4πzとして算出し、50個のドットの面積Sの平均値として算出した。
<ドライ接着力>
 各実施例および比較例と同様の条件の下、片面に接着材料が形成された負極とセパレータを貼り合わせた後の積層体(すなわち、1枚の負極と、1枚のセパレータとが、接着材料を介して貼り合わされてなる積層体)を採取し、試験片とした。
 この試験片を、負極の集電体側の面を下にして、負極の表面にセロハンテープを貼り付けた。この際、セロハンテープとしてはJIS Z1522に規定されるものを用いた。また、セロハンテープは水平な試験台に固定しておいた。そして、セパレータの一端を鉛直上方に引張り速度50mm/分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した。
 この測定を合計6回行い、応力の平均値をピール強度として求めて、負極とセパレータとの接着性を下記の基準で評価した。ピール強度が大きいほど、接着性が高いことを示す。
 A:ピール強度が5N/m以上
 B:ピール強度が3N/m以上5N/m未満
 C:ピール強度が1N/m以上3N/m未満
 D:ピール強度が1N/m未満
<電解液注液性>
 作製した二次電池用積層体を電池の外装としてのアルミ包材外装で包み、電解液(溶媒:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート=68.5/30/1.5(体積比)、電解質:濃度1MのLiPF)を注液時間を異ならせつつ空気が残らないように注入した。
 そして、注液の際に電解液が吹きこぼれない最短の注液時間を求め、下記の基準で評価した。最短の注液時間が短いほど、電解液注液性に優れていることを示す。
 A:最短の注液時間が100秒未満
 B:最短の注液時間が100秒以上300秒未満
 C:最短の注液時間が300秒以上500秒未満
 D:最短の注液時間が500秒以上
<低温出力特性>
 作製した二次電池を、温度25℃の雰囲気下で、4.3Vまで定電流定電圧(CCCV)充電した。その後、温度-10℃の雰囲気下で、0.2Cの定電流法によって3.0Vまで放電した際の電気容量と、1Cの定電流法によって3.0Vまで放電した際の電気容量とを求めた。
 そして、電気容量の比(=(1Cでの電気容量/0.2Cでの電気容量)×100(%))を求めた。これらの測定を、二次電池5セルについて行い、各セルの電気容量の比の平均値を、放電容量維持率として、以下の基準で評価した。この値が大きいほど、低温出力特性に優れることを示す。
 A:放電容量維持率が80%以上
 B:放電容量維持率が70%以上80%未満
 C:放電容量維持率が60%以上70%未満
 D:放電容量維持率が60%未満
(実施例1)
<コアシェル構造を有する粒子状重合体の調製>
 まず、コア部の形成にあたり、攪拌機付き5MPa耐圧容器に、芳香族ビニル単量体としてのスチレン88部、(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのn-ブチルアクリレート6部、酸基含有単量体としてのメタクリル酸5部、架橋性単量体としてのエチレングリコールジメタクリレート1部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム1部、イオン交換水150部、そして、重合開始剤として過硫酸カリウム0.5部を入れ、十分に攪拌した後、60℃に加温して重合を開始した。重合転化率が96%になった時点で、シェル部を形成するために、(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのn-ブチルアクリレート80.7部とメタクリル酸1部、芳香族ビニル単量体としてのスチレン18部、架橋性単量体としてのアリルメタクリレート0.3部を連続添加し、70℃に加温して重合を継続した。そして、重合転化率が96%になった時点で、冷却し反応を停止して、粒子状重合体を含む水分散液を製造した。この水分散液を用いて、粒子状重合体のTHFへの不溶分率、体積平均粒子径、および電解液膨潤度を測定した。また、粒子状重合体(コア部の重合体とシェル部の重合体)のガラス転移温度についても別途測定した。結果を表1に示す。
<その他の結着材の調製>
 撹拌機を備えた反応器に、イオン交換水70部、乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム(花王ケミカル社製、製品名「エマール2F」)0.15部、並びに過流酸アンモニウム0.5部を、それぞれ供給し、気相部を窒素ガスで置換し、60℃に昇温した。
 一方、別の容器で、イオン交換水50部、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部、並びに、重合性単量体としてのn-ブチルアクリレート94部、アクリロニトリル2部、メタクリル酸2部、N-ヒドロキシメチルアクリルアミド1部、およびアリルグリシジルエーテル1部を混合して、単量体混合物を得た。この単量体混合物を4時間かけて上述の反応器に連続的に添加して重合を行った。添加中は、60℃で反応を行った。添加終了後、さらに70℃で3時間撹拌して反応を終了し、アクリル系重合体(その他の結着材)を含む水分散液を製造した。この水分散液を用いて、アクリル系重合体のガラス転移温度を測定した。結果を表1に示す。
<非水系二次電池用スラリー>
 粒子状重合体の水分散液を固形分相当で87部と、アクリル系重合体の水分散液を固形分相当で13部(粒子状重合体100部当たり14.9部)とを、攪拌容器内で混合した。得られた混合液に、多価アルコール化合物としてのプロピレングリコールを87部(粒子状重合体100部当たり100部)添加して、さらにイオン交換水を加えて、固形分濃度が15%の非水系二次電池用スラリーを得た。
 そして、非水系二次電池用スラリーを用いて、直径10μm以上の粗大粒子の含有量、ノズル詰まり抑制、および乾燥効率を、測定または評価した。結果を表1に示す。
<負極の形成>
 攪拌機付き5MPa耐圧容器に、1,3-ブタジエン33部、イタコン酸3.5部、スチレン63.5部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.4部、イオン交換水150部および重合開始剤としての過硫酸カリウム0.5部を入れ、十分に攪拌した後、50℃に加温して重合を開始した。重合転化率が96%になった時点で冷却して反応を停止し、負極合材層用結着材(SBR)を含む混合物を得た。上記負極合材層用結着材を含む混合物に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pH8に調整後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った。その後、30℃以下まで冷却し、所望の負極合材層用結着材を含む水分散液を得た。
 次に、負極活物質としての人造黒鉛(体積平均粒子径:15.6μm)100部、粘度調整剤としてのカルボキシメチルセルロースナトリウム塩(日本製紙社製、製品名「MAC350HC」)の2%水溶液を固形分相当で1部、およびイオン交換水を混合して固形分濃度68%に調整した後、25℃で60分間さらに混合した。更に、イオン交換水で固形分濃度を62%に調整した後、25℃で15分間更に混合した。得られた混合液に、上記の負極合材層用結着材を含む水分散液を固形分相当で1.5部、およびイオン交換水を入れ、最終固形分濃度が52%となるように調整し、さらに10分間混合した。これを減圧下で脱泡処理して流動性の良い二次電池負極用スラリー組成物を得た。
 得られた二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が150μm程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理して、プレス前の負極原反を得た。このプレス前の負極原反をロールプレスで圧延して、負極合材層の厚みが80μmのプレス後の負極を得た。
<正極の形成>
 正極活物質としての体積平均粒子径12μmのLiCoOを100部と、導電材としてのアセチレンブラック(電気化学工業社製、製品名「HS-100」)を2部と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(クレハ社製、製品名「#7208」)を固形分相当で2部と、溶媒としてのN-メチルピロリドンとを混合して全固形分濃度を70%とした。これらをプラネタリーミキサーにより混合し、二次電池正極用スラリー組成物を得た。
 得られた二次電池正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmのアルミ箔の上に、乾燥後の膜厚が150μm程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、アルミ箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理して、正極原反を得た。
 そして、得られた正極原反を、ロールプレス機を用いて圧延することにより、正極合材層を備える正極を得た。
<セパレータの準備>
 ポリプロピレン(PP)製のセパレータ(製品名「セルガード2500」)を準備した。
<二次電池用積層体の製造>
 準備した非水系二次電池用スラリー、負極、正極およびセパレータを使用し、図2に示す製造装置でリチウムイオン二次電池用積層体を製造し、切断した。
 なお、スラリー供給機としては、インクジェットヘッド(コニカ社製、製品名「KM1024」(シアモードタイプ))を備えるインクジェット方式のスラリー供給機を用いた。
 また、搬送速度は10m/分とし、スラリーは図3に示すストライプ形状(θ:45°、P:200μm、W:30μm)の塗工パターンで供給した。また、供給したスラリーは、搬送ローラの一部にヒートローラを用いることで乾燥した。その他の製造条件は、下記の通りである。
・二次電池用スラリーの供給量:0.5g/m
・乾燥温度:70℃
・乾燥時間:1秒
・貼り合わせ圧力:1MPa
・貼り合わせ温度:70℃
 乾燥後のスラリー(乾燥物である接着材料)をレーザー顕微鏡で観測したところ、接着材料は、微小なドット状をしていた。即ち、貼り合わせ面には、微小なドット状の複数の接着材料が斜めストライプ状のパターンに配列されて存在していた。また、レーザー顕微鏡で断面を観察して接着材料の平均高さ(厚み)および最大高さ(厚み)を確認したところ、断面は凹凸形状をしており、平均高さは1μmであり、最大高さは3μmであった。また、接着材料の形成量は0.5g/mであり、一箇所当たりの形成面積は5000μmであった。
 そして、二次電池用積層体のドライ接着力を評価した。結果を表1に示す。
<二次電池の製造>
 切断した二次電池用積層体を5つ重ね合わせ、温度70℃、圧力1MPaで10秒間間プレスして重ね合わせ体とした。
 作製した重ね合わせ体を電池の外装としてのアルミ包材外装で包み、電解液(溶媒:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート=68.5/30/1.5(体積比)、電解質:濃度1MのLiPF)を注液した。その後、アルミ包材外装の開口を150℃のヒートシールで閉口して、容量800mAhの積層型リチウムイオン二次電池を製造した。
 そして、二次電池の電解液注液性および低温出力特性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例2~4)
 非水系二次電池用スラリーの調製に際し、多価アルコール化合物としてのプロピレングリコールの添加量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体、その他の結着材、非水系二次電池用スラリー、負極、正極、セパレータ、二次電池用積層体および二次電池を準備または製造した。そして、実施例1と同様にして測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例5)
 非水系二次電池用スラリーの調製に際し、多価アルコール化合物としてのプロピレングリコールをエチレングリコールに変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体、その他の結着材、非水系二次電池用スラリー、負極、正極、セパレータ、二次電池用積層体および二次電池を準備または製造した。そして、実施例1と同様にして測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例6~8)
 粒子状重合体の調製に際し、コア部および/またはシェル部の形成に用いる単量体を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体、その他の結着材、非水系二次電池用スラリー、負極、正極、セパレータ、二次電池用積層体および二次電池を準備または製造した。そして、実施例1と同様にして測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
 コアシェル構造を有する粒子状重合体に替えて、以下のようにして調製した単一相構造(非コアシェル)の粒子状重合体を用いた以外は、実施例1と同様にして、その他の結着材、非水系二次電池用スラリー、負極、正極、セパレータ、二次電池用積層体および二次電池を準備または製造した。そして、実施例1と同様にして測定および評価を行った。結果を表1に示す。
<単一相構造(非コアシェル)の粒子状重合体の調製>
 撹拌機を備えた反応器に、イオン交換水70部、乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム(花王ケミカル社製、製品名「エマール2F」)0.15部、並びに過流酸アンモニウム0.5部を、それぞれ供給し、気相部を窒素ガスで置換し、60℃に昇温した。
 一方、別の容器で、イオン交換水50部、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部、並びに、重合性単量体としてのn-ブチルアクリレート40部、メタクリル酸1部、スチレン58部、ジビニルベンゼン1部を混合して、単量体混合物を得た。この単量体混合物を2時間かけて上述の反応器に連続的に添加して重合を行った。添加中は、60℃で反応を行った。添加終了後、さらに70℃で2時間撹拌して反応を終了し、単一相構造(非コアシェル)の粒子状重合体を含む水分散液を製造した。
(比較例2)
 非水系二次電池用スラリーの調製に際し、多価アルコール化合物としてのプロピレングリコールを添加しない以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体、その他の結着材、非水系二次電池用スラリー、負極、正極、セパレータ、二次電池用積層体および二次電池を準備または製造した。そして、実施例1と同様にして測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
 非水系二次電池用スラリーの調製に際し、多価アルコール化合物としてのプロピレングリコールの添加量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、粒子状重合体、その他の結着材、非水系二次電池用スラリー、負極、正極、セパレータ、二次電池用積層体および二次電池を準備または製造した。そして、実施例1と同様にして測定および評価を行った。結果を表1に示す。
 なお、以下に示す表1中、
「BA」は、n-ブチルアクリレート単位を示し、
「MAA」は、メタクリル酸単位を示し、
「ST」は、スチレン単位を示し、
「DVB」は、ジビニルベンゼン単位を示し、
「AMA」は、アリルメタクリレート単位を示し、
「EDMA」は、エチレングリコールジメタクリレート単位を示し、
「ACL」は、アクリル系重合体を示し、
「PG」は、プロピレングリコールを示し、
「EG」は、エチレングリコールを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1より、所定のコアシェル構造を有する粒子状重合体と、多価アルコール化合物と、水を含み、且つ粒子状重合体に対する多価アルコール化合物の含有量比が所定の範囲内である二次電池用スラリーを用いた実施例1~8では、二次電池用スラリーが乾燥効率に優れると共に、当該スラリーをインクジェット法により供給した場合であってもノズルの詰まりが十分に抑制され、また当該スラリーの乾燥物である接着材料を介して電極とセパレータを強固に接着し得ることが分かる。更に、実施例1では、接着材料が耐粉落ち性に優れると共に、二次電池が、優れた電解液注液性および低温出力特性を有することが分かる。
 一方、表1より、コアシェル構造を有する粒子状重合体に替えて、単一相構造(非コアシェル構造)の粒子状重合体を用いた比較例1では、接着材料を介して電極とセパレータを強固に接着することができず、また、二次電池の電解液注液性および低温出力特性が低下することが分かる。
 更に、表1より、多価アルコール化合物を含まない二次電池用スラリーを用いた比較例2では、二次電池用スラリーをインクジェット法により供給した場合にノズルの詰まりを十分に抑制することができず、また、二次電池の電解液注液性が低下することが分かる。
 そして、表1より、多価アルコール化合物の含有量が所定の値を越える二次電池用スラリーを用いた比較例3では、二次電池用スラリーの乾燥効率が低下し、また、接着材料の耐粉落ち性が低下することが分かる。
 本発明によれば、インクジェット法等を用いて、電池部材表面に効率良く接着材料を付与し得り、当該電池部材を他の電池部材と強固に接着させ得る二次電池用スラリーを提供することができる。
 また、本発明によれば、隣接する他の電池部材と強固に接着し得り、そして二次電池に優れた低温出力特性を発揮させ得る非水系二次電池用セパレータおよび非水系二次電池用電極を提供することができる。
 さらに、本発明によれば、電極とセパレータが強固に接着しており、また二次電池に優れた低温出力特性を発揮させ得る非水系二次電池用積層体を提供することができる。
 そして、本発明によれば、低温出力特性に優れる非水系二次電池を提供することができる。
1 搬送ローラ
2 プレスローラ
10 負極ロール
11 負極
20 第一セパレータロール
30 第二セパレータロール
21,31 セパレータ
40 正極ストッカー
41 正極
50 切断機
60A,60B,60C,60D スラリー供給機
61 二次電池用スラリー
100 製造装置
200 二次電池用積層体
300 粒子状重合体
310 コア部
310S コア部の外表面
320 シェル部

Claims (9)

  1.  粒子状重合体、多価アルコール化合物、および水を含む非水系二次電池用スラリーであって、
     前記粒子状重合体が、コア部と、前記コア部の外表面の少なくとも一部を覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有し、
     前記粒子状重合体100質量部当たり、前記多価アルコール化合物を10質量部以上400質量部以下含む、非水系二次電池用スラリー。
  2.  前記コア部の重合体のガラス転移温度が10℃以上200℃以下であり、
     前記シェル部の重合体のガラス転移温度が、前記コア部の重合体のガラス転移温度より10℃以上低い、請求項1に記載の非水系二次電池用スラリー。
  3.  前記粒子状重合体のTHFへの不溶分率が80質量%以上である、請求項1または2に記載の非水系二次電池用スラリー。
  4.  前記粒子状重合体の体積平均粒子径が100nm以上1000nm以下である、請求項1~3の何れかに記載の非水系二次電池用スラリー。
  5.  直径10μm以上の粗大粒子の量が100ppm以下である、請求項1~4の何れかに記載の非水系二次電池用スラリー。
  6.  セパレータ基材と、前記セパレータ基材の少なくとも一方の面にドット状の複数の接着材料を備え、
     前記接着材料が、請求項1~5の何れかに記載の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である、非水系二次電池用セパレータ。
  7.  電極基材と、前記電極基材の少なくとも一方の面にドット状の複数の接着材料を備え、
     前記接着材料が、請求項1~5の何れかに記載の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である、非水系二次電池用電極。
  8.  電極と、セパレータとを備える非水系二次電池用積層体であって、
     前記電極と、前記セパレータとがドット状の複数の接着材料を介して接着しており、前記接着材料が、請求項1~5の何れかに記載の非水系二次電池用スラリーの乾燥物である、非水系二次電池用積層体。
  9.  請求項6に記載の非水系二次電池用セパレータ、請求項7に記載の非水系二次電池用電極、および請求項8に記載の非水系二次電池用積層体からなる群から選択される少なくとも一つを備える、非水系二次電池。
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