WO2021131914A1 - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents

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豊 丸橋
大西 益弘
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日本ゼオン株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery and a method for manufacturing the secondary battery.
  • Secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are small and lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are used in a wide range of applications.
  • a secondary battery generally includes a positive electrode, a negative electrode, and a battery member such as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit between the positive electrode and the negative electrode.
  • the structure of the secondary battery includes a laminated type in which positive electrodes, separators and negative electrodes are alternately laminated, and a wound type in which long positive electrodes, separators and negative electrodes are stacked and wound concentrically.
  • laminated secondary batteries have been attracting attention from the viewpoint of being excellent in energy density, safety, quality and durability.
  • a battery member having an adhesive material on the surface is manufactured, and the battery member and another battery member are bonded together.
  • the battery member having an adhesive material on its surface is provided with an adhesive composition (secondary battery slurry) in which an adhesive polymer (binding material) or the like is dispersed and / or dissolved in a solvent. It can be produced by applying it to a surface and then drying it (see, for example, Patent Document 1).
  • an object of the present invention is to eliminate temperature unevenness inside the battery and provide a secondary battery having excellent cycle characteristics.
  • the present inventor has conducted diligent studies to achieve the above object. Then, the present inventor has a shape similar to the shape of the surface Z which is at least one of the bonding surface X of the positive electrode and the separator and the bonding surface Y of the negative electrode and the separator, and is the same as the center of the surface Z.
  • the resistance A per unit area of the central region P having the center at the position of and having a predetermined area larger than the resistance B per unit area of the region Q other than the central region P on the surface Z.
  • the present invention has been completed by finding that the cycle characteristics of a secondary battery can be improved.
  • the present invention aims to solve the above problems advantageously, and the secondary battery of the present invention is a laminated body in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are laminated in this order.
  • the secondary battery has a shape similar to the shape of the surface Z which is at least one of the bonding surface X of the positive electrode and the separator and the bonding surface Y of the negative electrode and the separator.
  • the resistance A per unit area of the central region P having the center at the same position as the center of the surface Z and having an area of 10% of the area of the surface Z is other than the central region P on the surface Z. It is characterized in that it is larger than the resistance B per unit area of the region Q of.
  • the resistance A per unit area of the central region P having a shape similar to the shape of the surface Z, having a center at the same position as the center of the surface Z, and having the predetermined area is set.
  • the cycle characteristics of the secondary battery can be improved by making the resistance B per unit area of the region Q other than the central region P on the surface Z larger than the resistance B.
  • the "center of the surface or region” means the “center of gravity of the surface or region”.
  • the "center of a plane or region"("center of gravity of a plane or region”) is, for example, a "diagonal intersection" when the shape of the plane or region is one of a square, a rectangle, a parallelogram, and a rhombus.
  • the resistance A per unit area of the central region P and the resistance B per unit area of the region Q other than the central region P in the surface Z shall be measured by the method described in the examples of the present specification. Can be done.
  • the adhesive material is present on the surface Z, and the coverage E of the adhesive material in the central region P of the surface Z is a region other than the central region P of the surface Z. It is preferable that the coverage rate F of the adhesive material in Q is larger than that of F. If the coverage E of the adhesive material in the central region P of the surface Z is larger than the coverage F of the adhesive material in the region Q other than the central region P of the surface Z, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. ..
  • the secondary battery of the present invention preferably has a coverage E of 1.1% or more and 30% or less.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved while maintaining the good output characteristics of the secondary battery.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the output characteristics sufficiently excellent for the secondary battery are exhibited while sufficiently securing the adhesive force between the electrode and the separator. Can be made to.
  • the secondary battery of the present invention preferably has a coverage F of 0.3% or more and less than 0.4 ⁇ E%.
  • the output characteristics are sufficiently excellent for the secondary battery while sufficiently securing the adhesive force between the electrode and the separator. Can be demonstrated. Further, if the coverage F of the adhesive material in the region Q other than the central region P of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the adhesive material is present on the surface Z, and the coverage of the adhesive material on the surface Z gradually decreases from the center of the surface Z toward the peripheral edge of the surface Z. preferable. If the coverage of the adhesive material on the surface Z gradually decreases from the center of the surface Z toward the peripheral edge of the surface Z, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • an adhesive material is present on the surface Z, the adhesive material contains a particulate polymer, and the particulate polymer forms a core portion and an outer surface of the core portion. It is preferable to have a core shell structure including a shell portion that partially covers the shell portion. If a particulate polymer having a core-shell structure including a core portion and a shell portion that partially covers the outer surface of the core portion is used as the adhesive material, sufficient adhesive strength between the electrode and the separator can be ensured, and at the same time, sufficient adhesive strength can be secured. It is possible to make the secondary battery exhibit excellent output characteristics.
  • the present invention aims to advantageously solve the above problems, and in the method for manufacturing a secondary battery of the present invention, a positive electrode, a separator, and a negative electrode are laminated in this order.
  • a center having a shape similar to the shape of the surface Z, having a center at the same position as the center of the surface Z, and having an area of 10% of the area of the surface Z, including a step of coating.
  • the coverage E of the adhesive material in the region P is larger than the coverage F of the adhesive material in the region Q other than the central region P of the surface Z.
  • the coverage E is 1.1% or more and 30% or less.
  • the cycle characteristics of the manufactured secondary battery can be further improved.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the output is sufficiently excellent for the manufactured secondary battery while sufficiently securing the adhesive force between the electrode and the separator. The characteristics can be exhibited.
  • the coverage F is 0.3% or more and less than 0.4 ⁇ E%.
  • the coverage F of the adhesive material in the region Q other than the central region P of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the secondary battery to be manufactured is sufficiently excellent while sufficiently ensuring the adhesive strength between the electrode and the separator. The output characteristics can be exhibited. Further, if the coverage F of the adhesive material in the region Q other than the central region P of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the cycle characteristics of the manufactured secondary battery can be further improved.
  • the coverage of the adhesive material on the surface Z gradually decreases from the center of the surface Z toward the peripheral edge of the surface Z. If the coverage of the adhesive material on the surface Z gradually decreases from the center of the surface Z toward the peripheral edge of the surface Z, the cycle characteristics of the manufactured secondary battery can be further improved.
  • the adhesive material contains a particulate polymer, and the particulate polymer partially covers the core portion and the outer surface of the core portion. It is characterized by having a core-shell structure comprising. If a particulate polymer having a core-shell structure including a core portion and a shell portion that partially covers the outer surface of the core portion is used as the adhesive material, sufficient adhesive strength between the electrode and the separator can be ensured, and at the same time, sufficient adhesive strength can be secured. It is possible to make the manufactured secondary battery exhibit excellent output characteristics.
  • FIG. 1 (a) is a front view showing the structure of an example of the laminated body in the secondary battery of the present invention, and (b) explains the positional relationship between the negative electrode and the positive electrode of the laminated body shown in FIG. 1 (a). It is a plan view. It is a front view which shows the structure of an example of the laminated body obtained by superimposing the laminated body in the secondary battery of this invention. It is a front view which shows the structure of another example of the laminated body in the secondary battery of this invention. It is explanatory drawing explaining the central region P and other region Q in surface Z. It is explanatory drawing which shows an example of the coating pattern of an adhesive material. It is explanatory drawing which shows another example of the coating pattern of an adhesive material.
  • the secondary battery of the present invention includes at least a predetermined laminate, and if necessary, an electrolytic solution and other members. Further, the secondary battery of the present invention can be manufactured by using, for example, the method for manufacturing the secondary battery of the present invention.
  • the laminated body in the secondary battery of the present invention has a laminated body in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are laminated in this order.
  • the laminate in the secondary battery of the present invention has, for example, a structure as shown in FIG. 1 or a structure as shown in FIG.
  • the laminated body can be laminated to form a laminated body 200, which can be used for a laminated secondary battery or the like.
  • the laminates 100 and 100A have a negative electrode 20, a first separator 10 bonded to one surface of the negative electrode, and a surface of the first separator 10 opposite to the negative electrode 20 side.
  • the size of the positive electrode 40 in the plan view is smaller than the size of the negative electrode 20, the first separator 10 and the second separator 30 in the plan view.
  • the negative electrode 20 of the laminated bodies 100 and 100A has a first end edge 24 and a second end edge 25 facing in a direction orthogonal to the stacking direction in a plan view, and is viewed in the stacking direction.
  • the positive electrode 40 is located between the first end edge 24 and the second end edge 25.
  • the first end edge 24 and the second end edge 25 are usually edge edges corresponding to the cutting positions when the long negative electrode raw fabric is cut to obtain the negative electrode 20.
  • the laminate 100 whose front view is shown in FIG. 1A is the negative electrode 20, the first separator 10 bonded to the surface of one of the negative electrodes 20 (upper in FIG. 1), and the negative electrode of the first separator 10.
  • a positive electrode 40 bonded to the surface opposite to the 20 side (upper side in FIG. 1) and a second separator 30 bonded to the other surface of the negative electrode 20 are provided.
  • the first separator 10, the negative electrode 20, the second separator 30, and the positive electrode 40 have a rectangular shape in a plan view.
  • the negative electrode 20 has a structure in which the negative electrode mixture layers 22 and 23 containing the negative electrode active material are formed on both sides of the negative electrode current collector 21, and the positive electrode 40 has both sides of the positive electrode current collector 41.
  • FIG. 1B shows the positional relationship between the negative electrode 20 and the positive electrode 40 in the plan view.
  • the positive electrode 40 is located between the first end edge 24 and the second end edge 25 facing the negative electrode 20 in the direction orthogonal to the stacking direction (left-right direction in FIG. 1B), and the first end edge 24. And is orthogonal to the second edge 25 and is located between the third edge 26 and the fourth edge 27 extending in the left-right direction in FIG. 1 (b).
  • the second separator 30 is replaced with the other surface of the negative electrode 20 on the surface opposite to the first separator 10 side of the positive electrode 40 (upper side in FIG. 3). It has the same structure as the laminated body 100 shown in FIG. 1 except that it is bonded.
  • the laminate in the secondary battery of the present invention is not limited to the examples shown in FIGS. 1 and 3.
  • the sizes of the first separator 10 and the second separator 30 in a plan view may be larger than the size of the negative electrode 20. If a laminate in which the first separator 10 and the second separator 30 are larger than the negative electrode 20 is used, the safety of the secondary battery can be further enhanced.
  • the surface Z is at least one of the bonding surface X between the negative electrode 20 and the first separator 10 and the bonding surface Y between the positive electrode 40 and the first separator 10.
  • the central area P has a center (center of gravity) at the same position as the center (center of gravity) R (intersection of the diagonal lines of the rectangle) of the surface Z, and has a shape similar to the shape (rectangle) of the surface Z. It is a region that is present and has an area of 10% of the area of the surface Z.
  • the other region Q is the entire region of the surface Z other than the central region P, and is a region having an area of 90% of the area of the surface Z.
  • the secondary battery of the present invention is characterized in that the resistance A per unit area of the central region P is larger than the resistance B per unit area of the other region Q. In this way, by making the resistance A per unit area of the central region P larger than the resistance B per unit area of the other region Q, the secondary battery can exhibit excellent cycle characteristics.
  • the secondary battery can exhibit excellent cycle characteristics by making the resistance A per unit area of the central region P larger than the resistance B per unit area of the other region Q.
  • the surface Z generates heat due to the flow of an electric current during charging and discharging.
  • the central region P is equivalent to the other region Q. It heats up more than that.
  • the other region Q near the end of the surface Z can easily dissipate heat, but the central region P away from the end of the surface Z is difficult to dissipate heat. Therefore, in the above-mentioned conventional secondary battery, since the temperature of the central region P becomes higher than that of the other regions Q due to heat storage, it is considered that temperature unevenness occurs inside the battery and the cycle characteristics of the secondary battery deteriorate.
  • the resistance A per unit area of the central region P is made larger than the resistance B per unit area of the other region Q, so that the central region P during charging and discharging is performed. It is possible to reduce the current density in.
  • the "end of the surface Z" is a region having a center at the same position as the center R of the surface Z, having a shape similar to the shape of the surface Z, and having an area of 90% of the area of the surface Z. Is defined as the central area P ′′ and refers to an area other than the central area P ′′ of the surface Z.
  • the ratio (A / B) of the resistance A per unit area of the central region P to the resistance B per unit area of the other region Q needs to be more than 1, and is more than 1.005. It is preferably more than 1.01, more preferably less than 2, and more preferably less than 1.5.
  • the ratio (A / B) of the resistance A per unit area of the central region P to the resistance B per unit area of the other region Q is more than 1, the cycle characteristics of the secondary battery can be sufficiently improved. ..
  • the ratio (A / B) of the resistance A per unit area of the central region P to the resistance B per unit area of the other region Q is less than 2, the output characteristics of the secondary battery can be improved. it can.
  • the resistance A per unit area of the central region P and the resistance B per unit area of the other region Q are adjusted according to the coverage of the adhesive material in each region, the type of polymer used as the adhesive material, and the like. be able to.
  • an adhesive material is usually present on the surface Z (bonded surfaces X and Y).
  • the adhesive material is a material that adheres the electrode (positive electrode or negative electrode) and the separator on the bonding surfaces X and Y. The details of the adhesive material will be described later.
  • the adhesive material can be supplied to the bonding surfaces X and Y in any state such as a solid state, a molten state, a state of being dissolved in a solvent, or a state of being dispersed in a solvent. Above all, the adhesive material is preferably supplied in a state of being dissolved in a solvent or dispersed in a solvent, and more preferably supplied in a state of being dispersed in a solvent.
  • the solvent of the adhesive composition is not particularly limited, and for example, water, an organic solvent and a mixture thereof can be used.
  • the organic solvent is not particularly limited, and cyclic aliphatic hydrocarbons such as cyclopentane and cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; ketones such as ethylmethylketone and cyclohexanone; ethyl acetate.
  • the solvent is preferably a solvent containing at least one of water and alcohol. It should be noted that at least a part of the above-mentioned solvent may be removed by drying or the like in the manufacturing process of the laminate.
  • the coating of the adhesive material using the coating machines (51 to 54 in FIGS. 9 and 10) described later is known coating such as an inkjet method, a spray method, a dispenser method, a gravure coating method, and a screen printing method. It can be done using the method. Above all, from the viewpoint that the amount and range of the adhesive material to be applied can be easily adjusted, it is preferable to apply the adhesive material by using an inkjet method.
  • the adhesive material is applied only to a part of the bonded surfaces X and Y.
  • the adhesive materials are arranged (painted) on the bonding surfaces X and Y so as to form a predetermined pattern such as a stripe shape, a dot shape, or a grid shape.
  • the adhesive materials are arranged (coated) so as to form a dot-like pattern on the bonding surfaces X and Y.
  • the diameter of the dots of the adhesive material arranged in the dot-shaped pattern is preferably 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, preferably 100 ⁇ m or less, and preferably 80 ⁇ m or less. More preferred.
  • the diameter of the dots of the adhesive material is equal to or larger than the above lower limit, the adhesive force between the electrode and the separator can be enhanced.
  • the diameter of the dots of the adhesive material is not more than the above upper limit, it is possible to suppress the deterioration of the output characteristics of the secondary battery.
  • the adhesive material is applied to the surface Z so that there are two areas, "the area S where the adhesive material is applied densely” and “the area T where the adhesive material is applied sparsely". To do.
  • the coverage of the adhesive material in the "region S where the adhesive material is densely coated” is larger than the coverage of the adhesive material in the "region T where the adhesive material is sparsely coated".
  • the "covering ratio of the adhesive material” in a certain surface or region is the ratio of the area of the portion covered with the adhesive material to the total area of the surface or region [(covering the adhesive material). Area / surface of the area or the area of the entire area) x 100 (%)].
  • the "adhesive material" in the “adhesive material coverage” means that the composition for the adhesive layer is dried or the like. Refers to the state in which the solvent has been removed.
  • the shape of the "region S for densely coating the adhesive material” is not particularly limited, and can be appropriately set within a range in which the desired effect of the present invention can be obtained. That is, the "region S for densely coating the adhesive material” has an arbitrary shape as long as the resistance A per unit area of the central region P described above is larger than the resistance B per unit area of the other region Q. Can have.
  • the "region T where the adhesive material is sparsely coated” is the entire region of the surface Z other than the "region S where the adhesive material is densely coated”.
  • the "region S for densely coating the adhesive material" preferably includes the center of the surface Z, and the center is centered at the same position as the center of the surface Z. It is more preferable to have.
  • the shape of the "region S to which the adhesive material is densely coated" may or may not be similar to the shape of the surface Z, but the cycle of the secondary battery may be similar to the shape of the surface Z. From the viewpoint of further enhancing the characteristics, it is preferable that the shape is similar to the shape of the surface Z.
  • the ratio of the area of the "region S to which the adhesive material is densely coated” to the total area of the surface Z is preferably 5% or more, more preferably 10% or more, and 60% or less. It is preferably 40% or less, more preferably 30% or less.
  • the ratio of the area of the "region S for densely coating the adhesive material" to the total area of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. Further, if the ratio of the area of the "region S for densely coating the adhesive material" to the total area of the surface Z is equal to or less than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • the ratio of the area of the "region T to which the adhesive material is sparsely applied” to the total area of the surface Z is preferably 40% or more, more preferably 60% or more, and 70% or more. It is more preferably 95% or less, and more preferably 90% or less.
  • the ratio of the area of the "region T to which the adhesive material is sparsely applied" to the total area of the surface Z is within the above-mentioned predetermined range, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. Further, if the ratio of the area of the "region T to which the adhesive material is sparsely applied" to the total area of the surface Z is equal to or more than the above lower limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • the coverage J of the adhesive material in the "region S where the adhesive material is densely coated” is not particularly limited as long as it is larger than the coverage K of the adhesive material in the "region T where the adhesive material is sparsely coated". However, it is preferably 1.1% or more, more preferably 3% or more, preferably 30% or less, more preferably 10% or less, and further preferably 8% or less. preferable.
  • the coverage J of the adhesive material in the "region S where the adhesive material is densely coated” is equal to or higher than the above lower limit, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. Further, if the coverage J of the adhesive material in the "region S where the adhesive material is densely coated” is equal to or less than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • the coverage K of the adhesive material in the "region T where the adhesive material is sparsely coated” is not particularly limited as long as it is smaller than the coverage J of the adhesive material in the "region S where the adhesive material is densely coated". However, it is preferably 0.3% or more, more preferably 0.5% or more, and preferably less than 0.4 ⁇ J%.
  • the coverage of the adhesive material in the "region T where the adhesive material is sparsely applied” is equal to or higher than the above lower limit, sufficient adhesive force between the electrode and the separator can be secured. Further, if the coverage K of the adhesive material in the "region T where the adhesive material is sparsely coated” is less than the above upper limit, the cycle characteristics of the secondary battery can be sufficiently improved.
  • the coverage of the adhesive material in each of the "region S where the adhesive material is densely coated” and the "region T where the adhesive material is sparsely coated” is arranged (coated) in each region. It can be adjusted by changing the pattern of the arrangement of the adhesive material.
  • the radius of the dots of the adhesive material and the distance between the centers are changed.
  • the coverage of the adhesive material in the area can be adjusted. For example, as shown in FIG. 5, in a region where the adhesive material is arranged (coated) in a dot-like pattern in which dots are formed at regular intervals in two orthogonal directions, the coverage of the adhesive material is It can be obtained by the following equation (1) using the distances (pitch) x and y between the centers of the dots and the radius r of the dots.
  • Adhesive material coverage ⁇ r 2 / (x ⁇ y) ⁇ ⁇ 100 (%) ⁇ ⁇ ⁇ (1)
  • the adhesive materials are arranged (painted) so as to form a striped pattern, the line width of the coated portion of the adhesive material and the interval between the coated portions (uncoated portion).
  • the coverage of the adhesive material in the region can be adjusted.
  • the adhesive material is coated in a striped pattern in which the line width of the coated portion of the adhesive material is l and the distance between the coated portions (the line width of the uncoated portion) is s.
  • the coverage of the adhesive material can be calculated by the following formula (2).
  • Adhesive material coverage ⁇ l / (l + s) ⁇ x 100 (%) ...
  • the basis weight of the adhesive material in the region S where the adhesive material is densely coated is preferably 0.02 g / m 2 or more, preferably 0.8 g / m 2 or less, and 0.35 g / m / m 2. More preferably, it is m 2 or less.
  • the basis weight of the adhesive material in the region S where the adhesive material is densely applied is equal to or more than the above lower limit, sufficient adhesive force between the electrode and the separator can be secured. Further, if the basis weight of the adhesive material in the region S where the adhesive material is densely applied is not more than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • the basis weight of the adhesive material in the region T where the adhesive material is sparsely applied is preferably 0.02 g / m 2 or more, more preferably 0.03 g / m 2 or more, and 0.35 g. It is preferably / m 2 or less.
  • the basis weight of the adhesive material in the region T where the adhesive material is sparsely applied is at least the above lower limit, sufficient adhesive force between the electrode and the separator can be secured.
  • the basis weight of the adhesive material in the region T where the adhesive material is sparsely applied is not more than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • the "adhesive material" in the “appearance amount of the adhesive material” means that the composition for the adhesive layer is dried or the like. Refers to the state in which the solvent has been removed.
  • the adhesive materials are arranged in the same pattern throughout (coating). Adhesive materials arranged (coated) in a plurality of different patterns may be mixed.
  • the pattern in which the adhesive material is applied may gradually change along a certain direction.
  • the radius and center-to-center distance of the dots of the adhesive material may gradually change along a certain direction, or the adhesive material may be applied in a striped pattern.
  • the line width of the coated portion of the adhesive material and the interval between the coated portions may be gradually changed along a certain direction.
  • the direction in which the pattern on which the adhesive material is applied is gradually changed is not particularly limited as long as the desired effect of the present invention can be obtained.
  • the coverage of the adhesive material on the surface Z gradually decreases from the center of the surface Z toward the peripheral edge of the surface Z when viewed as the entire surface Z. Is preferable. If the coverage of the adhesive material gradually decreases from the center of the surface Z toward the peripheral edge of the surface Z, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the coverage of the adhesive material in each region satisfies the relational expression: G>H1>H2> H3.
  • the region T3 where the adhesive material is further sparsely applied is an area inside the peripheral edge of the surface Z and outside the region T2 where the adhesive material is applied more sparsely.
  • the region T2 where the adhesive material is applied more sparsely is an area inside the area T3 where the adhesive material is applied more sparsely, and a region T1 outside the area T1 where the adhesive material is applied sparsely. Is.
  • the region T1 where the adhesive material is sparsely applied is inside the region T2 where the adhesive material is applied more sparsely, and is outside the region S where the adhesive material is applied densely. is there.
  • the region S where the adhesive material is densely applied is a region inside the region T1 where the adhesive material is sparsely applied.
  • the coverage of the adhesive material on the surface Z can be gradually reduced from the center of the surface Z toward the peripheral edge of the surface Z.
  • the shape of the outer peripheral edge of each region S where the adhesive material is densely applied, the region T1 where the adhesive material is sparsely applied, and the region T2 where the adhesive material is applied more sparsely. Is an elliptical shape, but is not limited to this, and may be, for example, a shape similar to the shape of the surface Z.
  • the shape of the outer peripheral edge of each of the above regions may have a center at the same position as the center R of the surface Z, or may have a center at a position different from the center R of the surface Z. Shall be.
  • the central region P described above may or may not coincide with the “region S in which the adhesive material is densely coated”. Therefore, in the central region P, only the portion corresponding to the "region S in which the adhesive material is densely coated” may exist, or corresponds to the "region S in which the adhesive material is densely coated”. It is assumed that the portion and the portion corresponding to the "region S in which the adhesive material is sparsely applied” may be mixed. Further, the other region Q described above may or may not coincide with the “region T where the adhesive material is sparsely applied”. Therefore, in the other region Q, only the portion corresponding to the "region T in which the adhesive material is sparsely coated” may exist, or corresponds to the "region S in which the adhesive material is densely coated”. It is assumed that the portion to be used and the portion corresponding to the “region S where the adhesive material is sparsely applied” may be mixed.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P is preferably larger than the coverage F of the adhesive material in the other regions Q.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P is preferably 1.1% or more, more preferably 1.4% or more, further preferably 3% or more, and 30%. % Or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 8% or less.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P is equal to or higher than the above lower limit, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P is not more than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • the coverage F of the adhesive material in the other region Q is preferably smaller than the coverage E of the adhesive material in the central region P. Specifically, the coverage F of the adhesive material in the other region Q is preferably 0.3% or more, more preferably 0.5% or more, and less than 0.4 ⁇ E%. Is preferable. When the coverage F of the adhesive material in the other region Q is at least the above lower limit, sufficient adhesive force between the electrode and the separator can be secured. On the other hand, if the coverage F of the adhesive material in the other region Q is less than the above upper limit, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the ratio (E / F) of the coverage E of the adhesive material in the central region P to the coverage F of the adhesive material in the other regions Q is preferably 1.6 or more, and is 2.0 or more. More preferably, it is more preferably 2.6 or more, further preferably 16.0 or less, further preferably 10.0 or less, and further preferably 8.0 or less.
  • the ratio (E / F) of the coverage E of the adhesive material in the central region P to the coverage F of the adhesive material in the other regions Q is equal to or higher than the above lower limit, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. ..
  • the adhesive strength between the electrode and the separator and the secondary Both of the output characteristics of the battery can be compatible at a high level.
  • the basis weight of the adhesive material in the central region P is preferably 0.02 g / m 2 or more, preferably 0.8 g / m 2 or less, and 0.35 g / m 2 or less. More preferred. When the basis weight of the adhesive material in the central region P is at least the above lower limit, sufficient adhesive force between the electrode and the separator can be secured. Further, when the basis weight of the adhesive material in the central region P is not more than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • the basis weight of the adhesive material in the other region Q is preferably 0.02 g / m 2 or more, more preferably 0.03 g / m 2 or more, and 0.35 g / m 2 or less. Is preferable.
  • the basis weight of the adhesive material in the other region Q is not more than the above lower limit, sufficient adhesive force between the electrode and the separator can be secured. Further, when the basis weight of the adhesive material in the other region Q is not more than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be sufficiently high.
  • any adhesive material used in the field of the secondary battery can be used without particular limitation as long as it does not inhibit the battery reaction.
  • the adhesive material it is preferable to use an adhesive material made of a polymer.
  • the polymer constituting the adhesive material may be of only one type or of two or more types.
  • the polymer that can be used as an adhesive material is not particularly limited, and is a fluoropolymer such as polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP); styrene-butadiene copolymer.
  • Conjugate diene polymer such as (SBR), acrylonitrile-butadiene copolymer (NBR); hydride of conjugate diene polymer; polymer containing (meth) acrylic acid alkyl ester monomer unit (acrylic polymer) ); Polyvinyl alcohol-based polymers such as polyvinyl alcohol (PVA); and the like.
  • (meth) acrylic acid means acrylic acid and / or methacrylic acid.
  • the shape of the adhesive material made of the polymer is not particularly limited, and may be particle-like, non-particle-like, or a combination of particle-like and non-particle-like. May be good.
  • the adhesive material made of the polymer is a particulate polymer
  • the adhesive material of the particulate polymer may be particles having a single phase structure formed from a single polymer, or each other. It may be a particle having a heterogeneous structure formed by physically or chemically bonding two or more different polymers.
  • the heterophase structure a core-shell structure in which spherical particles are formed from polymers in which the central portion (core portion) and the outer shell portion (shell portion) are different; two or more polymers.
  • the "core-shell structure” includes a structure in which the shell portion completely covers the outer surface of the core portion, and for example, as shown in FIG. 8, the shell portion partially covers the outer surface of the core portion.
  • the covering structure shall also be included.
  • the shell is formed as long as the holes communicating the inside and outside of the shell portion are formed.
  • the portion is a shell portion that partially covers the outer surface of the core portion.
  • the shell portion is outside the core portion. It corresponds to a particulate polymer that partially covers the surface.
  • swelling degree is not more than the above upper limit value, the permeability of the electrolytic solution to the center of the positive electrode or the negative electrode can be improved.
  • the degree of swelling of the adhesive material with respect to the electrolytic solution can be measured by the method described in the examples of the present specification.
  • particulate polymer As the particulate polymer, either a particulate polymer having a core-shell structure or a particulate polymer having no core-shell structure may be used, but at least a particulate polymer having a core-shell structure is preferably used. , It is more preferable to use a particulate polymer having a core-shell structure and a particulate polymer having no core-shell structure in combination.
  • the mass ratio of the particulate polymer having a core-shell structure to the particulate polymer having a core-shell structure in the adhesive material can be appropriately adjusted within the range in which the desired effect of the present invention can be obtained.
  • Particle-like polymer with core-shell structure The particulate polymer having a core-shell structure is a component that functions as a binder in an adhesive material that adheres battery members such as separators and electrodes.
  • a particulate polymer having a core-shell structure as a binder, the battery members can be firmly adhered to each other via an adhesive material, and the secondary battery can exhibit excellent output characteristics. ..
  • the particulate polymer has a core-shell structure including a core portion and a shell portion that covers the outer surface of the core portion.
  • the shell portion may cover the entire outer surface of the core portion, or may partially cover the outer surface of the core portion. Even if the outer surface of the core portion appears to be completely covered by the shell portion from the outside, if a hole that communicates with the inside and outside of the shell portion is formed, the shell portion is the core portion. It is a shell part that partially covers the outer surface of the.
  • FIG. 8 shows a cross-sectional structure of an example of a particulate polymer.
  • the particulate polymer 300 has a core-shell structure including a core portion 310 and a shell portion 320.
  • the core portion 310 is a portion inside the shell portion 320 in the particulate polymer 300.
  • the shell portion 320 is a portion that covers the outer surface 310S of the core portion 310, and is usually the outermost portion of the particulate polymer 300. Then, in the example of FIG. 8, the shell portion 320 does not cover the entire outer surface 310S of the core portion 310, but partially covers the outer surface 310S of the core portion 310.
  • the particulate polymer may have any component other than the above-mentioned core portion and shell portion as long as the desired effect is not significantly impaired.
  • the particulate polymer may have a portion formed of a polymer different from the core portion inside the core portion.
  • the seed particles used when producing the particulate polymer by the seed polymerization method may remain inside the core portion.
  • the particulate polymer includes only the core portion and the shell portion.
  • the glass transition temperature of the polymer in the core portion of the particulate polymer is preferably ⁇ 30 ° C. or higher, more preferably ⁇ 20 ° C. or higher, preferably 200 ° C. or lower, and preferably 100 ° C. or lower. It is more preferable that the temperature is 50 ° C. or lower.
  • the glass transition temperature of the polymer in the core portion is ⁇ 30 ° C. or higher, the battery members can be more firmly adhered to each other via the adhesive material.
  • the glass transition temperature of the polymer in the core portion is 200 ° C. or lower, the polymerization stability of the particulate polymer can be ensured.
  • the glass transition temperature of the polymer can be measured by the method described in the examples of the present specification. Further, the glass transition temperature of the polymer in the core portion can be adjusted, for example, by changing the type and ratio of the monomers used for preparing the polymer in the core portion.
  • Examples of the monomer used for preparing the polymer of the core portion include vinyl chloride-based monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride; vinyl acetate-based monomers such as vinyl acetate; styrene and ⁇ -methylstyrene.
  • Aromatic vinyl monomers such as styrene sulfonic acid, butoxystyrene, vinylnaphthalene; vinylamine-based monomers such as vinylamine; vinylamide-based monomers such as N-vinylformamide and N-vinylacetamide; methylacrylate, ethylacrylate , Butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, butyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate and other (meth) acrylic acid ester monomers; acrylamide, methacrylic amide and other (meth) acrylamide monomers; (Meta) acrylonitrile monomer such as nitrile; Fluorine-containing (meth) acrylic acid ester monomer such as 2- (perfluorohexyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorobutyl) ethyl acrylate; Maleimide
  • (meth) acrylic means acrylic and / or methacryl
  • (meth) acrylonitrile means acrylonitrile and / or methacrylonitrile.
  • the monomer used for preparing the polymer of the core portion at least a single amount of (meth) acrylic acid ester is used from the viewpoint of further firmly adhering the battery members to each other via the adhesive material. It is preferable to use the body, and the combined use of the (meth) acrylic acid ester monomer and the aromatic vinyl monomer, or the combined use of the (meth) acrylic acid ester monomer and the (meth) acrylonitrile monomer is preferable. More preferably, the combined use of the (meth) acrylic acid ester monomer and the aromatic vinyl monomer is particularly preferable.
  • the polymer in the core portion preferably contains at least a (meth) acrylic acid ester monomer unit, and a (meth) acrylic acid ester monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit or (meth) acrylonitrile. It is more preferable to contain a monomer unit, and further preferably to contain a (meth) acrylic acid ester monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit.
  • "containing a monomer unit” means "a monomer-derived repeating unit is contained in the polymer obtained by using the monomer”.
  • the "(meth) acrylic acid ester monomer” refers to a monofunctional (meth) acrylic acid ester monomer having only one polymerization-reactive group.
  • the ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit in the polymer of the core portion is the total repeating unit contained in the polymer of the core portion from the viewpoint of further firmly adhering the battery members to each other via the adhesive material.
  • (total monomer unit) as 100% by mass, it is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, particularly preferably 20% by mass or more, and 80% by mass or less. It is preferably 70% by mass or less, and more preferably 70% by mass or less.
  • the proportion of the aromatic vinyl monomer unit in the polymer in the core portion is the adhesive material.
  • the total repeating unit (all monomer units) contained in the polymer of the core portion is preferably 100% by mass, preferably 15% by mass or more. It is more preferably mass% or more, particularly preferably 25 mass% or more, preferably 95 mass% or less, more preferably 80 mass% or less, and preferably 65 mass% or less. Especially preferable. Further, when the polymer in the core portion contains a (meth) acrylic acid ester monomer unit and a (meth) acrylonitrile monomer unit, the ratio of the (meth) acrylonitrile monomer unit in the polymer in the core portion is determined.
  • the total repeating unit (all monomer units) contained in the polymer of the core portion is preferably 100% by mass and 5% by mass or more. It is more preferably 10% by mass or more, particularly preferably 15% by mass or more, preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less.
  • the polymer in the core portion may contain an acid group-containing monomer unit.
  • the acid group-containing monomer include 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. Be 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, crotonic acid and the like.
  • 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, ethyl (meth) acrylic acid-2-sulfonate, and 2-acrylamide-2-methyl. Examples thereof include propanesulfonic acid and 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid.
  • examples of the monomer having a phosphate group include -2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, and ethyl phosphate- (meth) acryloyloxyethyl. And so on.
  • (meth) allyl means allyl and / or metharyl
  • (meth) acryloyl means acryloyl and / or methacrylic.
  • the acid group-containing monomer a monomer having a carboxylic acid group is preferable, monocarboxylic acid is preferable, and (meth) acrylic acid is more preferable.
  • the acid group-containing monomer one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • the ratio of the acid group content unit in the polymer of the core portion is 0.1% by mass or more, assuming that all the repeating units (all monomer units) contained in the polymer of the core portion are 100% by 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 polymer in the core portion preferably contains a crosslinkable monomer unit in addition to the above-mentioned monomer unit.
  • the crosslinkable monomer is a monomer capable of forming a crosslinked structure during or after polymerization by heating or irradiation with energy rays.
  • crosslinkable monomer examples include a polyfunctional monomer 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, and diethylene glycol diacrylate.
  • Di (meth) acrylic acid ester monomer such as 1,3-butylene glycol diacrylate; Tri (meth) acrylic acid ester monomer such as trimethylpropantrimethacrylate and trimethylpropantriacrylate; allylglycidyl ether and glycidyl Ethylene unsaturated monomers containing an epoxy group such as methacrylate; ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane and the like can be mentioned.
  • the di (meth) acrylic acid ester monomer is more preferable.
  • one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • the ratio of the crosslinkable monomer unit in the polymer of the core portion is 0.1% by mass or more, assuming that all the repeating units (all monomer units) contained in the polymer of the core portion are 100% by mass. It is preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.4% by mass or more, particularly preferably 10% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. 3, 3% by mass or less is particularly preferable.
  • the glass transition temperature of the polymer in the shell portion of the particulate polymer is preferably 70 ° C. or higher, more preferably 80 ° C. or higher, particularly preferably 90 ° C. or higher, and 140 ° C. or lower.
  • the temperature is preferably 130 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, and particularly preferably 120 ° C. or lower.
  • the glass transition temperature of the polymer in the shell portion is 70 ° C. or higher, the output characteristics of the secondary battery can be improved.
  • the glass transition temperature of the polymer in the shell portion is 140 ° C. or lower, the battery members can be more firmly bonded to each other via the adhesive material.
  • the glass transition temperature of the polymer in the shell portion can be adjusted, for example, by changing the type and ratio of the monomers used for preparing the polymer in the shell portion.
  • the glass transition temperature of the polymer in the shell portion is the glass transition temperature of the polymer in the core portion described above from the viewpoint of maintaining the shape of the particulate polymer after adhesion between the battery members and suppressing an increase in resistance. It is preferably 30 ° C. or higher, and more preferably 50 ° C. or higher.
  • Examples of the monomer used for preparing the polymer in the shell portion include the same monomers as those exemplified as the monomers that can be used for producing the polymer in the core portion. Further, as such a monomer, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • an aromatic vinyl monomer is used as the monomer used for preparing the polymer of the shell portion from the viewpoint of further firmly adhering the battery members to each other via the adhesive material.
  • the polymer in the shell portion preferably contains an aromatic vinyl monomer unit.
  • the ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the polymer of the shell portion is the total repeating unit (all) contained in the polymer of the shell portion from the viewpoint of further firmly adhering the battery members to each other via the adhesive material.
  • the monomer unit) is 100% by mass, and is preferably 85% by mass or more, preferably 90% by mass or more, particularly preferably 95% by mass or more, and preferably 99% by mass or less. preferable.
  • the polymer in the shell portion may contain an acid group-containing monomer unit in addition to the aromatic vinyl monomer unit.
  • the 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.
  • the acid group-containing monomer a monomer similar to the acid group-containing monomer that can be used for forming the core portion can be mentioned.
  • the acid group-containing monomer a monomer having a carboxylic acid group is preferable, among them, monocarboxylic acid is more preferable, and (meth) acrylic acid is further preferable.
  • the acid group-containing monomer one type may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • the ratio of the acid group-containing monomer unit in the polymer of the shell portion is 0.1% by mass or more, assuming that all the repeating units (all monomer units) contained in the polymer of the shell portion are 100% by mass. It is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or less.
  • the mass ratio (core portion / shell portion) of the polymer in the core portion to the polymer in the shell portion in the particulate polymer having a core-shell structure is preferably 5/5 or more, and preferably 6/4 or more. Is more preferable, 9/1 or less is preferable, and 8/2 or less is more preferable.
  • the mass ratio (core portion / shell portion) of the polymer of the core portion and the polymer of the shell portion is within the above-mentioned predetermined range, the battery members can be more firmly adhered to each other via the adhesive material.
  • the volume average particle size of the particulate polymer having a core-shell structure is preferably 100 nm or more, more preferably 300 nm or more, preferably 1000 nm or less, and more preferably 900 nm or less. , 800 nm or less, more preferably 700 nm or less.
  • the battery members can be more firmly bonded to each other via the adhesive material.
  • the volume average particle size of the particulate polymer can be measured by the method described in the examples of the present specification.
  • the particulate polymer having the core-shell structure described above uses, for example, a monomer of the polymer in the core portion and a monomer of the polymer in the shell portion, and the ratio of these monomers over time. It can be prepared by changing the temperature and polymerizing in stages. Specifically, the particulate polymer can be prepared by a continuous multi-step emulsion polymerization method and a multi-step suspension polymerization method in which the polymer of the previous stage is sequentially coated with the polymer of the later stage. it can.
  • an emulsifier for example, an anionic surfactant such as sodium dodecylbenzene sulfonate or sodium dodecyl sulfate, a nonionic surfactant such as polyoxyethylene nonylphenyl ether or sorbitan monolaurate, or a nonionic surfactant, or Cationic surfactants such as octadecylamine acetate can be used.
  • an anionic surfactant such as sodium dodecylbenzene sulfonate or sodium dodecyl sulfate
  • a nonionic surfactant such as polyoxyethylene nonylphenyl ether or sorbitan monolaurate
  • a nonionic surfactant such as octadecylamine acetate
  • polymerization initiator for example, peroxides such as t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, potassium persulfate, and cumempoxide, and 2,2'-azobis (2-methyl-N- (2)).
  • peroxides such as t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, potassium persulfate, and cumempoxide
  • 2,2'-azobis 2,2'-azobis (2-methyl-N- (2)
  • -Azo compounds such as hydroxyethyl) -propionamide
  • 2,2'-azobis (2-amidinopropane) hydrochloride can be used.
  • the monomer and the emulsifier forming the core portion are mixed and emulsion-polymerized in a batch to obtain a particulate polymer constituting the core portion. Further, by polymerizing the monomer forming the shell portion in the presence of the particulate polymer constituting the core portion, the particulate polymer having the core-shell structure described above can be obtained.
  • the monomer forming the polymer in the shell portion is divided into a plurality of times or continuously. It is preferable to supply the polymer to the polymerization system. By dividing the monomer forming the polymer of the shell portion into the polymerization system or supplying it continuously, the polymer constituting the shell portion is formed in the form of particles, and these particles are bonded to the core portion. This makes it possible to form a shell portion that partially covers the core portion.
  • the adhesive material may contain a particulate polymer having no core-shell structure in addition to the above-mentioned particulate polymer having a core-shell structure.
  • the glass transition temperature of the particulate polymer having no core-shell structure is preferably ⁇ 40 ° C. or higher, more preferably ⁇ 35 ° C. or higher, further preferably ⁇ 30 ° C. or higher. It is preferably 0 ° C. or lower, more preferably ⁇ 10 ° C. or lower, and even more preferably ⁇ 20 ° C. or lower.
  • the glass transition temperature of the particulate polymer having no core-shell structure is ⁇ 40 ° C. or higher, the battery members can be more firmly bonded to each other via the adhesive material.
  • the glass transition temperature of the particulate polymer having no core-shell structure is 0 ° C. or lower, the polymerization stability of the particulate polymer can be ensured.
  • the monomer used for preparing the particulate polymer having no core-shell structure it has been exemplified as a monomer that can be used for producing the polymer of the core portion of the particulate polymer having the core-shell structure described above.
  • examples include the same monomer as the monomer.
  • a (meth) acrylic acid ester monomer, an aromatic vinyl monomer, an acid group-containing monomer, and a cross-linking are used. It is preferable to use a sex monomer or the like.
  • one kind of such a monomer may be used alone, or two or more kinds may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • the ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit in the particulate polymer having no core-shell structure is the total repeating unit contained in the polymer from the viewpoint of further firmly adhering the battery members to each other via the adhesive material.
  • (total monomer unit) is 100% by mass, it is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, further preferably 60% by mass or more, and 85% by mass or less. It is preferably 80% by mass or less, and further preferably 75% by mass or less.
  • the ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the particulate polymer having no core-shell structure is the total repeating unit (whole unit) contained in the polymer from the viewpoint of further firmly adhering the battery members to each other via the adhesive material.
  • the polymer unit) is 100% by mass, preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, further preferably 20% by mass or more, and preferably 40% by mass or less. It is more preferably 35% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less.
  • the ratio of the acid group-containing monomer unit in the particulate polymer having no core-shell structure is 0.5% by mass or more, assuming that all the repeating units (total monomer unit) contained in the polymer are 100% by mass. It is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and 5% by mass. It is more preferably% or less.
  • the ratio of the crosslinkable monomer unit in the particulate polymer having no core-shell structure is the total repeating unit (total single mass) contained in the polymer from the viewpoint of further firmly adhering the battery members to each other via the adhesive material.
  • the volume average particle size of the particulate polymer having no core-shell structure is preferably 50 nm or more, more preferably 100 nm or more, and preferably 600 nm or less.
  • the battery members can be more firmly adhered to each other via the adhesive material.
  • the particulate polymer having no core-shell structure is not particularly limited, and is prepared by, for example, polymerizing a monomer composition containing the above-mentioned monomer in an aqueous solvent such as water. be able to.
  • the ratio of each monomer in the monomer composition is usually the same as the ratio of each monomer unit in the particulate polymer having no core-shell structure.
  • the polymerization method and the polymerization reaction are not particularly limited, and known polymerization methods and polymerization reactions can be used.
  • the adhesive material existing in the central region P described above and the adhesive material existing in the other region Q may be the same or different. Therefore, the same adhesive material may be applied to the above-mentioned "area S where the adhesive material is densely applied” and "area T where the adhesive material is sparsely applied", or different adhesive materials are applied. May be acceptable.
  • the surface Z has a "region S for densely coating the adhesive material” and a "region T for sparsely coating the adhesive material".
  • the laminate in the secondary battery of the present invention is not limited to this, and instead of the above-mentioned "area S where the adhesive material is applied densely", “coating” is performed. It is also possible to coat the adhesive material so that the "working area S1" exists and the “coating area S2" exists instead of the above-mentioned "area T where the adhesive material is sparsely coated”. That is, the adhesive material can be coated so that the "coating region S1" and the "coating region S2" exist on the surface Z.
  • the coverage and / or basis weight of the adhesive material in each of the "coating area S1" and the “coating area S2" is the coating of the adhesive material in the above-mentioned "area S in which the adhesive material is densely coated”. It can be set within the same range as the preferable range of the rate and / or the basis weight. Further, the adhesive material may be coated so that the coating ratio and / or the basis weight of the adhesive material is the same in the "coating area S1" and the "coating area S2".
  • the adhesive material to be applied to the "coating area S1" and the adhesive material to be applied to the "coating area S2" are different.
  • the resistance per unit area of the central area P is obtained.
  • A can be made larger than the resistance B per unit area of the other region Q.
  • the particulate polymer M1 and the particulate polymer M2 having different swelling degrees between the adhesive material to be coated on the "coating region S1" and the adhesive material to be coated on the “coating region S2" are used. Can be done.
  • the degree of swelling with respect to the liquid in which LiPF 6 is dissolved is preferably 800% or more, more preferably 1000% or more, and preferably 1300% or less.
  • the degree of swelling with respect to the liquid in which LiPF 6 is dissolved is preferably 110% or more, preferably less than 800%, more preferably 500% or less, still more preferably 300% or less.
  • the particulate polymers M1 and M2 for example, the particulate polymers having the core-shell structure described in the section "Details of Adhesive Material" can be used.
  • the polymer in the core portion includes a (meth) acrylic acid ester monomer unit and a (meth) acrylonitrile monomer unit.
  • the polymer in the core portion contains a (meth) acrylic acid ester monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit.
  • a particulate polymer having a different structure may be used between the adhesive material to be applied to the "coating area S1" and the adhesive material to be applied to the "coating area S2". More specifically, as the particulate polymer M3 contained in the adhesive material to be coated on the "coating region S1", a particulate polymer having a core-shell structure is used, and the adhesive is coated on the "coating region S2". As the particulate polymer M4 contained in the material, a particulate polymer having no core-shell structure may be used.
  • the particulate polymer M3 for example, the particulate polymer having the core-shell structure described in the section “Details of Adhesive Material” can be used.
  • the particulate polymer M4 is, for example, a particulate polymer composed of only a polymer having the same composition as the polymer in the core portion of the particulate polymer having the core-shell structure described in the section “Details of Adhesive Material”. Can be used.
  • the method for producing a laminated body in the secondary battery of the present invention includes a step (A) of preparing a laminated body and a step (B) of cutting the bonded body, and is optionally prepared in the step (A).
  • the step (C) of bonding the positive electrode to the cut body obtained by cutting the bonded body in the step (B) is further included.
  • Examples of the bonded body prepared in the step (A) include the following (I) and (II).
  • a long negative electrode raw fabric or negative electrode hereinafter, “negative electrode raw fabric or negative electrode” may be referred to as a “negative electrode material”
  • a raw fabric and a long second separator raw fabric bonded to the other surface of the negative electrode material are provided, and a positive electrode is optionally bonded to the surface of the first separator raw fabric opposite to the negative electrode material side.
  • Laminated body (hereinafter, may be referred to as "bonded body (I)")
  • II A laminated body formed by laminating a negative electrode material made of a long negative electrode raw fabric, a long first separator raw fabric, a positive electrode, and a long second separator raw fabric in this order (hereinafter, , "Sometimes referred to as laminated body (II)")
  • the bonded body (I) when the bonded body (I) is prepared in the step (A), usually one of the negative electrode and the negative electrode as shown in FIG. 1 for example.
  • a laminate having a first separator bonded to the surface of the first separator, a positive electrode bonded to the surface of the first separator opposite to the negative electrode side, and a second separator bonded to the other surface of the negative electrode can be obtained. ..
  • the step (C) is performed after the step (B). Manufacture a laminate.
  • the laminated body (II) when the laminated body (II) is prepared in the step (A), usually one of the negative electrode and the negative electrode as shown in FIG. 3, for example.
  • the first separator bonded to the surface of the first separator, the positive electrode bonded to the surface of the first separator opposite to the negative electrode side, and the second separator bonded to the surface of the positive electrode opposite to the first separator side.
  • a laminate comprising the above is obtained.
  • the step (A) includes a step (a1) of applying an adhesive material to the bonding surface Y of the negative electrode material and the separator raw fabric bonded to the negative electrode material, and further comprises a step (a1) of the separator raw fabric and the positive electrode.
  • the step (a2) of applying the adhesive material to the bonded surface X may be included.
  • the "separator raw fabric bonded to the negative electrode material" is the first separator raw fabric and the second separator raw fabric, and the bonded body ( In the case of II), it is the first separator raw fabric.
  • the member to which the adhesive material is applied may be only one of the members or both of the members to be bonded to each other.
  • the bonded body (I) can be prepared, for example, as shown in FIG.
  • the long first separator raw fabric unwound from the first separator raw fabric roll is placed on one surface of the negative electrode material made of the long negative electrode raw fabric 20A unwound from the negative electrode raw fabric roll.
  • 10A is bonded via the adhesive material supplied from the coating machine 51, and a long second separator raw material unwound from the second separator raw material roll is applied to the other surface of the negative electrode material made of the negative electrode raw material 20A.
  • the anti 30A is bonded via the adhesive material supplied from the coating machine 52.
  • the bonding can be performed using, for example, crimping rollers 61 and 62.
  • the positive electrode 40 is bonded to the surface of the first separator raw fabric 10A opposite to the negative electrode raw fabric 20A side at a predetermined arrangement pitch via the adhesive material supplied from the coating machine 53, and the positive electrode is provided.
  • the combined body (I) is obtained.
  • an adhesive material is supplied from the coating machine 54 to the surface of the second separator raw fabric 30A opposite to the negative electrode raw fabric 20A side, and the bonded body is cut between the positive electrodes 40 adjacent to each other in the longitudinal direction.
  • FIG. 10 is an explanatory view showing an example of the coating machine (nozzle head) in FIG.
  • the droplet 50 of the adhesive material is applied onto the base material 60 via the nozzles 55 of the coating machines 51 to 54.
  • the method for preparing the bonded body in the step (A) is not limited to the above-mentioned example.
  • the obtained cut body is coated with a coating machine.
  • Adhesive material may be supplied from 54.
  • the electrode (negative electrode or positive electrode) is not particularly limited, and for example, an electrode obtained by cutting a long electrode raw fabric (negative electrode raw fabric or positive electrode raw fabric) can be used. Then, as the electrode raw fabric (negative electrode raw fabric or positive electrode raw fabric), an electrode group formed by forming an electrode mixture layer (negative electrode mixture layer or positive electrode mixture layer) on one side or both sides of a long current collector. An electrode raw fabric made of a material or an electrode raw fabric formed by further forming a porous film layer on an electrode mixture layer of an electrode base material can be used.
  • the current collector, the electrode mixture layer, and the porous film layer are not particularly limited, and any collection that can be used in the field of secondary batteries, such as those described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-145763.
  • An electric body, an electrode mixture layer and a porous membrane layer can be used.
  • the porous membrane layer refers to a layer containing non-conductive particles as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-145763.
  • the raw material of the separator is not particularly limited, and is, for example, a raw material of the separator made of a long separator base material or a porous film layer formed on one side or both sides of the long separator base material. Separator raw fabric can be used.
  • the separator base material and the porous film layer are not particularly limited, and can be used in the field of secondary batteries, for example, those described in JP2012-204303 and JP2013-145763. Any separator substrate and porous membrane layer can be used.
  • the surface Z which is at least one of the bonded surfaces X and Y, has a center at the same position as the center R of the surface Z, and has a shape similar to the shape of the surface Z.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P having an area of 10% of the area of the surface Z is larger than the coverage F of the adhesive material in the other regions Q of the surface Z other than the central region P. , It is preferable to apply the adhesive material to the surface Z.
  • the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • a method of applying the adhesive material to the surface Z so that the coverage E of the adhesive material in the central region P is larger than the coverage F of the adhesive material in the other regions Q for example, "surface Z, center”.
  • the method of applying the adhesive material described above in the section "Region P and other regions Q" can be used.
  • the same also applies to the coverage E of the adhesive material in the central region P, the coverage F of the adhesive material in the other regions Q, and the range of the value of the ratio (E / F) of the coverage E to the coverage F. It can be set within the above-mentioned suitable range.
  • an adhesive material is applied to the bonding surface between the original separator and the positive electrode.
  • a bonded body having a positive electrode in the step (A) for example, FIG. 9
  • a bonded body (positive electrode) in which an adhesive material is previously applied to a position where the positive electrode is bonded after cutting.
  • an adhesive material is applied to the bonded surface between the original separator and the positive electrode in the step (a2). That is, for example, in FIG. 9, the adhesive material is applied from the coating machine 53 to the bonded surface of the first separator original fabric 10A and the positive electrode 40.
  • one surface of the bonded body in FIG. 9, the surface of the second separator raw fabric 30A opposite to the negative electrode raw fabric 20A side
  • the laminated bodies may be able to adhere well to each other.
  • Step (B) In the step (B), the bonded body is cut using the cutting machine 70.
  • the cutting machine 70 any cutting machine that can be used in the field of manufacturing secondary batteries, such as a cutting machine that sandwiches and cuts the bonded body with cutting blades from both sides in the thickness direction of the bonded body, is used. be able to.
  • the bonded body can be satisfactorily cut while suppressing the curling of the separator from the negative electrode.
  • Step (C) In the step (C) that can be arbitrarily performed, when the bonded body having no positive electrode is cut in the step (B), the positive electrode is applied to the cut body obtained by cutting the bonded body in the step (B). Laminate to obtain a laminate.
  • 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 , CF 3 SO 3 Li are preferable, and LiPF 6 is particularly preferable because they are easily dissolved in a solvent and show a high degree of dissociation.
  • One type of electrolyte may be used alone, or two or more types may be used in combination at an arbitrary ratio. Normally, the more the supporting electrolyte with a higher degree of dissociation is used, the higher the lithium ion conductivity tends to be. Therefore, 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, and for example, dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), and the like.
  • DMC dimethyl carbonate
  • EC ethylene carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • PC propylene carbonate
  • Carbonates such as butylene carbonate (BC), ethylmethyl carbonate (EMC)) and vinylene carbonate (VC); esters such as ⁇ -butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfolane, Sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide; and the like are preferably used. Further, a mixed solution of these solvents may be used.
  • the dielectric constant is high and the stable potential region is wide.
  • the lower the viscosity of the solvent used the higher the lithium ion conductivity tends to be. Therefore, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of solvent.
  • the concentration of the electrolyte in the electrolytic solution can be adjusted as appropriate.
  • known additives can be added to the electrolytic solution.
  • a laminated body obtained by stacking laminated bodies is put into a device container (battery container) by winding or folding according to the shape of the battery, if necessary, and the device container is used. It can be manufactured by injecting an electrolytic solution into the battery and sealing the container.
  • the laminated body itself may be used, or a plurality of laminated bodies may be superposed and manufactured. Further, the laminated body may be produced by superimposing the laminated body and an additional battery member (electrode and / or separator, etc.).
  • the secondary battery of the present invention in order to prevent internal pressure rise, overcharge / discharge, etc., if necessary, overcurrent prevention elements such as fuses and PTC elements, expanded metal, lead plates, etc. May be provided.
  • the shape of the secondary battery may be, for example, a coin type, a button type, a sheet type, a cylindrical type, a square type, a flat type, or the like.
  • the method for manufacturing a secondary battery of the present invention is a method for manufacturing a secondary battery having a laminate in which a positive electrode, a separator, and a negative electrode are laminated in this order. Then, in the method for manufacturing a secondary battery of the present invention, an adhesive material is applied to a surface Z which is at least one of a bonding surface X of a positive electrode and a separator and a bonding surface Y of a negative electrode and a separator under predetermined conditions. It is characterized by including a step of performing (coating step). Then, according to the method for manufacturing a secondary battery of the present invention, it is possible to manufacture a secondary battery having excellent cycle characteristics. Further, according to the manufacturing method of the present invention, the above-mentioned secondary battery of the present invention can be efficiently manufactured.
  • the method for manufacturing the secondary battery of the present invention may include other steps other than the above-mentioned coating step.
  • the coating process has a shape similar to the shape of the surface Z which is at least one of the bonding surface X between the positive electrode and the separator and the bonding surface Y between the negative electrode and the separator, and is located at the same position as the center of the surface Z.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P having a center at and having an area of 10% of the area of the surface Z is the coverage F of the adhesive material in the other regions Q other than the central region P of the surface Z.
  • Adhesive material is applied to the surface Z so as to be larger than.
  • the adhesive material in the surface Z As a method of applying the adhesive material to the surface Z so that the coverage E of the adhesive material in the central region P is larger than the coverage F of the adhesive material in the other region Q, for example, "secondary battery".
  • the above-mentioned method for applying an adhesive material can be used in the section. Then, the coverage E of the adhesive material in the central region P, the coverage F of the adhesive material in the other regions Q, and the range of the value of the ratio (E / F) of the coverage E to the coverage F are also described as "2. It can be set within the above-mentioned suitable range in the section of "next battery”. Further, as the positive electrode, the separator, the negative electrode and the adhesive material used in the coating process, those described above in the section of "secondary battery" can be used respectively.
  • Laminating process After applying the adhesive material to the surface Z under the predetermined conditions described above, the positive electrode, the separator, and the negative electrode are laminated in this order to obtain a laminated body.
  • the laminated body is obtained by carrying out the coating step and the laminating step as a part of the steps in the manufacturing method of the laminated body by using the method for manufacturing the laminated body described in the section of "secondary battery". You can also do it.
  • the assembling step is a step of assembling a secondary battery using the laminated body and the electrolytic solution.
  • an additional battery member (electrode and / /) is added to the laminated body obtained by superimposing the laminated body as needed.
  • it is a step of assembling by further laminating), then putting the obtained laminate into a battery container, injecting an electrolytic solution into the battery container, and sealing the battery.
  • the glass transition temperature, the volume average particle size, the swelling degree, the shape of the adhesive material, the amount of the coating area, the dry adhesive force between the electrode and the separator, and the cycle of the secondary battery were measured and evaluated by the following methods.
  • ⁇ Glass transition temperature> The aqueous dispersion of the particulate polymer prepared in Production Examples 1 to 6 was dried at a temperature of 130 ° C. for 1 hour to prepare a sample. Weigh 10 mg of the measurement sample into an aluminum pan, and use a differential thermal analysis measuring device (“EXSTAR DSC6220” manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.) in the measurement temperature range of -100 ° C to 200 ° C, and the temperature rise rate is 10 ° C / In minutes, measurements were performed under the conditions specified in JIS Z8703 to obtain a differential scanning calorimetry (DSC) curve. An empty aluminum pan was used as a reference.
  • EXSTAR DSC6220 manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.
  • volume average particle size of the particulate polymer prepared in each production example was measured by a laser diffraction method. Specifically, using an aqueous dispersion solution containing the prepared particles (solid content concentration 0.1% by mass) as a sample, a laser diffraction type particle size distribution measuring device (manufactured by Beckman Coulter, product name "LS-13 320"). ), The particle size was determined as the particle size at which the cumulative volume calculated from the small diameter side was 50%, and the volume average particle size was D50 (nm).
  • the basis weight of the adhesive material was determined from the mass difference per unit area between before the adhesive composition was supplied and after the adhesive composition was supplied and dried.
  • the cellophane tape was fixed on a horizontal test table. Then, the stress when one end of the separator was pulled vertically upward at a tensile speed of 50 mm / min and peeled off was measured. This measurement was performed a total of 6 times, the average value of stress was obtained as the peel strength, and the adhesiveness between the negative electrode and the separator was evaluated according to the following criteria. The higher the peel strength, the higher the adhesiveness between the electrode (negative electrode) and the separator.
  • ⁇ Cycle characteristics of secondary battery> The lithium ion secondary batteries prepared in Examples and Comparative Examples were allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 5 hours after injecting the electrolytic solution. Next, the cell was charged to a cell voltage of 3.65 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2 C, and then aged at a temperature of 60 ° C. for 12 hours. Then, the cell was discharged to a cell voltage of 3.00 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2 C. Then, CC-CV charging (upper limit cell voltage 4.30V) was performed by a constant current method of 0.2C, and CC discharge was performed to 3.00V by a constant current method of 0.2C.
  • Capacity retention rate 90% or more
  • B Capacity retention rate is 85% or more and less than 90%
  • C Capacity retention rate is 80% or more and less than 85%
  • D Capacity retention rate is less than 80%
  • a monomer composition was obtained.
  • This monomer composition for forming a core portion was continuously added to the reactor over 3 hours, and a polymerization reaction was carried out at a temperature of 80 ° C. By continuing the polymerization until the polymerization conversion rate reached 95%, an aqueous dispersion containing the particulate polymer constituting the core portion was obtained.
  • a monomer composition for forming a shell portion containing 29.7 parts of styrene as an aromatic monovinyl monomer and 0.3 parts of methacrylic acid as an acidic group-containing monomer was added to this aqueous dispersion for 60 minutes. It was continuously supplied over a period of time, and the polymerization was continued. An aqueous dispersion containing the particulate polymer 1 was prepared by cooling when the polymerization conversion rate reached 98% and terminating the reaction. The volume average particle size, swelling degree, and glass transition temperature of the obtained particulate polymer 1 were measured. The results are shown in Table 1. Further, by observing the cross-sectional structure of the particulate polymer using a transmission electron microscope (TEM), the particulate polymer has a core-shell structure in which the shell portion partially covers the outer surface of the core portion. It was confirmed.
  • TEM transmission electron microscope
  • particulate polymer 3 In the production of the particulate polymer of Production Example 1, 40.3 parts of styrene as an aromatic monovinyl monomer, 27.3 parts of 2-ethylhexyl acrylate as a monofunctional (meth) acrylic acid ester monomer, and an acidic group. As an aromatic monovinyl monomer, instead of the core part forming monomer composition containing 2.1 parts of methacrylic acid as a contained monomer and 0.3 parts of ethylene glycol dimethacrylate as a crosslinkable monomer.
  • Example 1 ⁇ Preparation of adhesive composition>
  • the aqueous dispersion of the particulate polymer 1 obtained in Production Example 1 and the aqueous dispersion of the particulate polymer 4 obtained in Production Example 4 have a solid content mass ratio of 100:10.
  • ion-exchanged water was added to dilute the solid content to 10.5%.
  • Propylene glycol was further added to the obtained mixture to adjust the solid content concentration to 10% to obtain an adhesive composition 1.
  • a 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the mixture containing the binder for the negative electrode mixture layer to adjust the pH to 8, and then unreacted monomers were removed by hot vacuum distillation. Then, the temperature was cooled to 30 ° C. or lower to obtain an aqueous dispersion containing a desired binder for the negative electrode mixture layer.
  • 100 parts of artificial graphite (volume average particle size: 15.6 ⁇ m) as a negative electrode active material and a 2% aqueous solution of carboxymethyl cellulose sodium salt (manufactured by Nippon Paper Industries, Inc., product name “MAC350HC”) as a viscosity modifier are solidified.
  • the mixture was further mixed at a temperature of 25 ° C. for 60 minutes. Further, after adjusting the solid content concentration to 62% with ion-exchanged water, the mixture was further mixed at a temperature of 25 ° C. for 15 minutes. To the obtained mixed liquid, 1.5 parts of an aqueous dispersion containing the above-mentioned binder for the negative electrode mixture layer and ion-exchanged water are added so that the final solid content concentration becomes 52%. It was adjusted and mixed for an additional 10 minutes. This was defoamed under reduced pressure to obtain a slurry composition for a negative electrode of a secondary battery having good fluidity.
  • the obtained slurry composition for the negative electrode of the secondary battery is applied on both sides of a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m, which is a current collector, with a comma coater so that the film thickness after drying is about 150 ⁇ m, and dried. It was. This drying was carried out by transporting the copper foil at a rate of 0.5 m / min in an oven at a temperature of 60 ° C. over 2 minutes. Then, it was heat-treated at a temperature of 120 degreeC for 2 minutes, and the negative electrode raw fabric before pressing was obtained. The negative electrode raw fabric before pressing was rolled by a roll press to obtain a negative electrode raw fabric after pressing with a thickness of the negative electrode mixture layer of 80 ⁇ m.
  • ⁇ Preparation of positive electrode material 100 parts of LiCoO 2 having a volume average particle diameter of 12 ⁇ m as a positive electrode active material, 2 parts of acetylene black (manufactured by Denka Co., Ltd., product name “HS-100”) as a conductive material, and polyvinylidene fluoride as a binder. Two parts of vinylidene (manufactured by Kureha Co., Ltd., product name “# 7208”) equivalent to solid content and N-methylpyrrolidone as a solvent were mixed to adjust the total solid content concentration to 70%. These were mixed by a planetary mixer to obtain a slurry composition for a positive electrode of a secondary battery.
  • the obtained slurry composition for the positive electrode of the secondary battery is applied on both sides of a 20 ⁇ m-thick aluminum foil, which is a current collector, with a comma coater so that the film thickness after drying is about 150 ⁇ m, and dried. It was. This drying was carried out by transporting the aluminum foil at a speed of 0.5 m / min in an oven at a temperature of 60 ° C. over 2 minutes. Then, it was heat-treated at a temperature of 120 degreeC for 2 minutes to obtain a positive electrode raw material. Then, the obtained positive electrode raw fabric was rolled using a roll press machine to obtain a positive electrode raw fabric after pressing provided with a positive electrode mixture layer.
  • a laminate was prepared as shown in FIG.
  • reference numeral 91 indicates a transport roller
  • reference numeral 92 indicates a heat roller.
  • an inkjet coating machine 52 is placed on one surface of the negative electrode raw fabric 20A.
  • the adhesive composition was supplied from the inkjet head, and the second separator raw fabric 30A and the negative electrode raw fabric 20A unwound from the separator raw fabric roll were bonded together by crimping rollers 61 and 62. Further, the adhesive composition is supplied from the inkjet head of the inkjet coating machine 51 (manufactured by Konica, KM1024 (shear mode type)) onto the other surface of the negative electrode raw fabric 20A, and is fed out from the separator raw fabric roll. The first separator raw fabric 10A and the laminate of the negative electrode raw fabric 20A and the second separator raw fabric 30A were bonded together by crimping rollers 61 and 62.
  • the adhesive composition is supplied from the inkjet head of the inkjet coating machine 53 (manufactured by Konica, KM1024 (shear mode type)) to the surface of the first separator original fabric 10A opposite to the negative electrode original fabric 20A side.
  • the laminated body of the first separator raw fabric 10A, the negative electrode raw fabric 20A, and the second separator raw fabric 30A, and the positive electrode 40 are attached by crimping rollers 61 and 62. I matched it.
  • the composition is cut by the cutting machine 70 to form a second separator.
  • a laminate obtained by laminating the negative electrode, the first separator, and the positive electrode in this order was obtained.
  • the bonding using the crimping rollers 61 and 62 was performed at a temperature of 70 ° C. and a pressure of 1 MPa. Further, the supplied adhesive composition was dried by using a heat roller 92 as a part of the transport roller 91 (drying temperature: 70 ° C., drying time: 1 second).
  • the adhesive composition was supplied from the coating machines 51 to 54 as shown in Table 2. Specifically, it has a center at the same position as the center of the bonding surfaces X and Y of the electrode and the separator, has a shape similar to the shape of the bonding surfaces X and Y, and has a bonding surface X,
  • the region having an area of 10% of the area of Y is designated as the "region S for densely coating the adhesive material” in Table 2, and the regions other than the "region S for densely coating the adhesive material" on the bonded surfaces X and Y.
  • the adhesive composition to be coated the above-mentioned adhesive composition 1 is used in both the “region S for densely coating the adhesive material” and the “region T for sparsely coating the adhesive material”. Was used. Further, in both the “region S for densely coating the adhesive material” and the "region T for sparsely coating the adhesive material", the adhesive composition was applied by arranging them in a dot-like pattern.
  • the dried adhesive composition adheresive material that is a dried product
  • a plurality of adhesive materials arranged in a minute dot-like pattern were present on the bonding surface. ..
  • the dot size of the adhesive material arranged in a dot-like pattern was 40 ⁇ m in diameter.
  • the electrode and the separator have a center at the same position as the center of the bonding surfaces X and Y, and the shape is similar to the shape of the bonding surfaces X and Y, and the bonding surfaces are bonded together.
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P having an area of 10% of the areas of the surfaces X and Y is 3.0%
  • the amount of the adhesive material is 0.180 g / m 2
  • the bonded surfaces X and Y are bonded.
  • the coverage F of the adhesive material in the other regions Q other than the central region P was 0.79%
  • the grain amount of the adhesive material was 0.044 g / m 2.
  • the adhesive strength of the laminated body was evaluated. The results are shown in Table 2.
  • the cell was discharged to a cell voltage of 3.00 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2 C.
  • CC-CV charging upper limit cell voltage 4.30V
  • CC discharge was performed to 3.00V by a constant current method of 0.2C.
  • SOC State Of Charge
  • DC resistance 1 cm 2 x (V1-V0) / 3C current value
  • the effective area is 1 cm x 1 cm from the other area Q other than the central area P of the disassembled laminate.
  • Ten pieces were punched out for the purpose, and a secondary battery consisting of only the other area Q was produced by the same method.
  • the average value of the DC resistance values when the produced battery was discharged under the same conditions as described above was defined as the resistance B per unit area of the other region Q, and the resistance value ratio (A / B) is shown in Table 2.
  • Example 2 In the production of the laminate of Example 1, the area of the "region S to which the adhesive material is densely applied" is changed from 10% to 20% of the areas of the bonded surfaces X and Y, and "the adhesive material is sparsely applied”.
  • Separator material, laminate, and secondary battery were prepared and prepared. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • the above-mentioned central region P is "densely coated with the adhesive material".
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P remains 3.0% and the amount of the adhesive material is 0.180 g / m 2 because it consists of only the region S to be formed. Since the part corresponding to the "area S where the adhesive material is densely applied” and the part corresponding to the "area T where the adhesive material is sparsely applied” are mixed, the coverage F of the adhesive material in the other areas Q was 1.04%, and the amount of the adhesive material was 0.059 g / m 2 .
  • the other region Q includes a portion corresponding to the "region S in which the adhesive material is densely coated" and a portion corresponding to the "region T in which the adhesive material is sparsely coated"
  • the other region Q The coverage F and the basis weight of the adhesive material in the above can be calculated by the following formulas.
  • (Coating rate F) (Covering rate of the adhesive material in the area S where the adhesive material is densely applied) ⁇ (Ratio of the area S where the adhesive material is applied densely to the other areas Q) + (Sparsely adhered) Coverage of the adhesive material in the area T where the material is applied) x (Ratio of the area T where the adhesive material is applied sparsely in the other areas Q)
  • (Metsuke amount) (Metsuke amount of adhesive material in region S where adhesive material is applied densely) x (Ratio of area S where adhesive material is applied densely to other area Q) + (Sparsely adhesive material Metsuke amount of adhesive material in region T to be coated) ⁇ (ratio of region T to which adhesive material is sparsely applied to other regions Q)
  • Example 3 In the production of the laminate of Example 1, the distance between the centers of the adhesive composition supplied in dots in the "region S where the adhesive material is densely applied” and the "region T where the adhesive material is sparsely applied”. By adjusting (pitch), the coverage of the adhesive material in each of the "region S where the adhesive material is applied densely” and the "area T where the adhesive material is sparsely applied” is not changed, and the adhesive material is formed into dots.
  • the dot size of the supplied adhesive composition was changed from 40 ⁇ m in diameter to 80 ⁇ m in diameter.
  • the basis weight of the adhesive material in the "region S where the adhesive material is densely coated” is 0.124 g / m 2
  • the basis weight of the adhesive material in the "region T where the adhesive material is sparsely applied” is 0. It was 031 g / m 2 .
  • Example 4 In the production of the laminate of Example 1, the distance between the centers of the adhesive composition supplied in dots in the "region S where the adhesive material is densely applied” and the "region T where the adhesive material is sparsely applied”. By adjusting (pitch), the coverage of the adhesive material in each of the "region S where the adhesive material is applied densely” and the "area T where the adhesive material is sparsely applied” is not changed, and the adhesive material is formed into dots.
  • the dot size of the supplied adhesive composition was changed from 40 ⁇ m in diameter to 20 ⁇ m in diameter.
  • the basis weight of the adhesive material in the "region S where the adhesive material is densely coated” is 0.158 g / m 2
  • the basis weight of the adhesive material in the "region T where the adhesive material is sparsely applied” is 0. It was 040 g / m 2 .
  • Example 5 In the production of the laminate of Example 1, by adjusting the center-to-center distance (pitch) of the adhesive composition supplied in dots to the "region T where the adhesive material is sparsely applied", “sparsely adhered”. change the coverage of the adhesive material in the region T "for applying the material to 0.35% from 0.79%, changing the basis weight of the adhesive material from 0.044 g / m 2 to 0.022 g / m 2 Except for this, an adhesive composition, a negative electrode raw fabric, a positive electrode raw fabric, a separator raw fabric, a laminate, and a secondary battery were prepared and prepared in the same manner as in Example 1. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 6 In the production of the laminate of Example 1, by adjusting the center-to-center distance (pitch) of the adhesive composition supplied in dots to the "region T where the adhesive material is sparsely applied", “sparsely adhered". The coverage of the adhesive material in the "area T where the material is applied” was changed from 0.79% to 0.20%, and the amount of the adhesive material was changed from 0.044 g / m 2 to 0.011 g / m 2 . Except for this, an adhesive composition, a negative electrode raw fabric, a positive electrode raw fabric, a separator raw fabric, a laminate, and a secondary battery were prepared and prepared in the same manner as in Example 1. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 7 In the production of the laminate of Example 1, by adjusting the center-to-center distance (pitch) of the adhesive composition supplied in dots to the "region T where the adhesive material is sparsely applied", “sparsely adhered". The coverage of the adhesive material in the "area T where the material is applied” was changed from 0.79% to 1.40%, and the amount of the adhesive material was changed from 0.044 g / m 2 to 0.079 g / m 2 . Except for this, an adhesive composition, a negative electrode raw fabric, a positive electrode raw fabric, a separator raw fabric, a laminate, and a secondary battery were prepared and prepared in the same manner as in Example 1. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 8 In the production of the laminate of Example 1, by adjusting the center-to-center distance (pitch) of the adhesive composition supplied in a dot shape to the "region S for densely coating the adhesive material", "dense adhesion" is performed. The coverage of the adhesive material in the "area S to be coated with the material” was changed from 3.00% to 5.60%, and the amount of the adhesive material was changed from 0.180 g / m 2 to 0.316 g / m 2 . Except for this, an adhesive composition, a negative electrode raw fabric, a positive electrode raw fabric, a separator raw fabric, a laminate, and a secondary battery were prepared and prepared in the same manner as in Example 1. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 9 In the production of the laminate of Example 1, by adjusting the center-to-center distance (pitch) of the adhesive composition supplied in a dot shape to the "region S for densely coating the adhesive material", "dense adhesion" is performed. The coverage of the adhesive material in the "area S to be coated with the material” was changed from 3.00% to 12.57%, and the amount of the adhesive material was changed from 0.180 g / m 2 to 0.712 g / m 2 . Except for this, an adhesive composition, a negative electrode raw fabric, a positive electrode raw fabric, a separator raw fabric, a laminate, and a secondary battery were prepared and prepared in the same manner as in Example 1. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 10 In the production of the laminate of Example 1, by adjusting the center-to-center distance (pitch) of the adhesive composition supplied in a dot shape to the "region S for densely coating the adhesive material", "dense adhesion" is performed. The coverage of the adhesive material in the "area S to be coated with the material” was changed from 3.00% to 1.40%, and the amount of the adhesive material was changed from 0.180 g / m 2 to 0.079 g / m 2 . Except for this, an adhesive composition, a negative electrode raw fabric, a positive electrode raw fabric, a separator raw fabric, a laminate, and a secondary battery were prepared and prepared in the same manner as in Example 1. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Example 11 In the production of the laminate of Example 1, the supply shape of the adhesive composition in the "region S where the adhesive material is densely applied” and the “region T where the adhesive material is sparsely applied” is changed from a dot shape to a stripe shape.
  • the coating ratio of the adhesive material in the "region S for densely coating the adhesive material” was changed from 3.00% to 9.09%, and the amount of the adhesive material was changed from 0.180 g / m 2 to 0. Change to 400 g / m 2, change the coverage of the adhesive material in "Region T where the adhesive material is sparsely applied” from 0.79% to 3.61%, and change the texture of the adhesive material to 0.044 g / m 2.
  • Example 12 In the production of the laminate of Example 1, the adhesive composition to be applied to the "region S where the adhesive material is densely applied" and the "region T where the adhesive material is sparsely applied” is prepared in Production Example 1.
  • Laminates, and secondary batteries were made and prepared. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • Adhesive Composition 4 To 100 parts of ion-exchanged water, 5 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate was added and stirred with a disper, and 10 parts of a powder of vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP; "LBG” manufactured by Alchema) was added. Was gradually added and stirred for 2 hours to obtain an aqueous dispersion having a solid content concentration of PVdF-HFP of 10.5%. Propylene glycol was further added to the obtained aqueous dispersion to adjust the solid content concentration to 10% to obtain an adhesive composition 4.
  • PVdF-HFP vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer
  • Example 13 In the production of the laminate of Example 1, the area of the "region S to which the adhesive material is densely coated” is changed from 10% to 50% of the areas of the bonded surfaces X and Y, and "the adhesive material is sparsely coated”.
  • Separator material, laminate, and secondary battery were prepared and prepared. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
  • the above-mentioned central region P is "densely coated with the adhesive material".
  • the coverage E of the adhesive material in the central region P remains 3.0% and the amount of the adhesive material is 0.180 g / m 2 because it consists of only the region S to be formed. Since the part corresponding to the "area S where the adhesive material is densely applied” and the part corresponding to the "area T where the adhesive material is sparsely applied” are mixed, the coverage F of the adhesive material in the other areas Q was 1.77%, and the amount of the adhesive material was 0.104 g / m 2 .
  • Example 14 In the production of the laminate of Example 1, the "coating area S1" is used instead of the "area S for densely coating the adhesive material", and the coverage of the adhesive material is 3 in the “coating area S1".
  • the adhesive composition 2 prepared as described below is coated so that the coating amount is 0.00% and the grain size is 0.180 g / cm 2, and the bonding surfaces X and Y are "densely coated with the adhesive material".
  • the area other than the "area S to be coated” is replaced with the "area T to be sparsely coated with the adhesive material” to be the “coating area S2", and the coverage of the adhesive material is 3.00% in the "coating area S2".
  • the adhesive composition, the negative electrode raw material, the positive electrode raw material, and the separator are the same as in Example 1 except that the adhesive composition 1 is coated so that the grain size is 0.180 g / cm 2.
  • Raw fabrics, laminates, and secondary batteries were made and prepared. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
  • ⁇ Preparation of Composition 2 for Adhesive Layer> In the preparation of the composition for the adhesive layer of Example 1, the particulate polymer having the core-shell structure obtained in Production Example 2 was replaced with the aqueous dispersion of the particulate polymer 1 having the core-shell structure obtained in Production Example 2.
  • the adhesive composition 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of the polymer 2 was used.
  • Example 15 In the production of the laminate of Example 1, the "coating area S1" is used instead of the "area S for densely coating the adhesive material", and the coverage of the adhesive material is 3 in the “coating area S1".
  • the adhesive composition 3 prepared as described below is coated so that the coating amount is 0.00% and the grain size is 0.180 g / cm 2, and the bonding surfaces X and Y are "densely coated with the adhesive material".
  • the area other than the "area S to be coated” is changed to the "coating area S2" instead of the "area T to sparsely coat the adhesive material", and the coverage of the adhesive material is 3.00% in the "coating area S2".
  • the adhesive composition, the negative electrode raw material, the positive electrode raw material, and the separator are the same as in Example 1 except that the adhesive composition 1 is coated so that the grain size is 0.180 g / cm 2.
  • Raw fabrics, laminates, and secondary batteries were made and prepared. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.
  • ⁇ Preparation of Composition 3 for Adhesive Layer> In the preparation of the composition for the adhesive layer of Example 1, the particles having no core-shell structure obtained in Production Example 3 were replaced with the aqueous dispersion of the particulate polymer 1 having the core-shell structure obtained in Production Example 1.
  • the adhesive composition 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of the polymer 3 was used.
  • Example 16 In the production of the laminate of Example 1, the adhesive composition to be applied to the "region S where the adhesive material is densely applied" and the "region T where the adhesive material is sparsely applied” is prepared in Production Example 1.
  • Laminates, and secondary batteries were made and prepared. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4.
  • composition 5 for Adhesive Layer In the preparation of the composition for the adhesive layer of Example 1, the particulate polymer having the core-shell structure obtained in Production Example 1 was replaced with the aqueous dispersion of the particulate polymer 1 having the core-shell structure obtained in Production Example 5. An adhesive composition 5 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of the polymer 5 was used.
  • Example 17 In the production of the laminate of Example 1, the adhesive composition to be applied to the "region S where the adhesive material is densely applied" and the "region T where the adhesive material is sparsely applied” is prepared in Production Example 1.
  • Laminates, and secondary batteries were made and prepared. Then, various measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 4.
  • composition 6 for Adhesive Layer In the preparation of the composition for the adhesive layer of Example 1, instead of the aqueous dispersion of the particulate polymer 1 having the core-shell structure obtained in Production Example 1, the particulate structure having the core-shell structure obtained in Production Example 6 was used. An adhesive composition 6 was obtained in the same manner as in Example 1 except that the aqueous dispersion of the polymer 6 was used.
  • MMA indicates methyl methacrylate
  • BA indicates butyl acrylate
  • 2EHA indicates 2-ethylhexyl acrylate
  • AN indicates acrylonitrile
  • St indicates styrene
  • MAA indicates methacrylic acid
  • AA indicates acrylic acid
  • AGE indicates allyl glycidyl ether
  • AMA indicates allyl methacrylate
  • EDM represents ethylene glycol dimethacrylate.
  • PVdF-HFP represents a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer.

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Abstract

本発明の二次電池は、正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する。前記正極と前記セパレータとの貼り合わせ面Xおよび前記負極と前記セパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zの形状と相似する形状を有し、前記面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、前記面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aが、前記面Zにおける前記中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きい。

Description

二次電池およびその製造方法
 本発明は、二次電池およびその製造方法に関するものである。
 リチウムイオン二次電池などの二次電池は、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。
 ここで、二次電池の構造としては、正極、セパレータおよび負極を交互に積層してなる積層型、並びに、長尺の正極、セパレータおよび負極を重ねて同心円状に巻いてなる捲回型などが知られている。中でも、近年では、エネルギー密度、安全性、品質および耐久性に優れている観点から、積層型二次電池が注目されている。
 そして、二次電池を製造する際には、例えば、表面に接着材料を備える電池部材を製造し、当該電池部材と他の電池部材とを貼り合わせることなどが行われる。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接着用組成物(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1参照)。
特開2017-27945号公報
 ここで、車載用等の大型の二次電池においては、充放電の際に電池が発熱し、電池内部に局所的に高温となる箇所が存在する。一方、リチウムイオン電池は高温で劣化しやすく、寿命が短くなることが一般的に知られている。このため電池内部で温度ムラが生じると局所的に劣化する箇所が発生し、電池全体の寿命が悪化するため、電池内部の温度ムラの解消が求められている(寿命について、以下「サイクル特性」と称することがある)。
 しかしながら、上記従来の二次電池では、電池内部に温度にムラが生じるため、サイクル特性に改善の余地があった。
 そこで、本発明は、電池内部の温度ムラを解消し、サイクル特性に優れた二次電池を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った。そして、本発明者は、正極とセパレータとの貼り合わせ面Xおよび負極とセパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zの形状と相似する形状を有し、面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、所定の面積を有する中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aを前記面Zにおける中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくすることにより、二次電池のサイクル特性を向上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、本発明の二次電池は、正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する二次電池であって、前記正極と前記セパレータとの貼り合わせ面Xおよび前記負極と前記セパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zの形状と相似する形状を有し、前記面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、前記面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aが、前記面Zにおける前記中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きいことを特徴とする。このように、上記面Zの形状と相似する形状を有し、面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、上記所定の面積を有する中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aを、前記面Zにおける中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくすることにより、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
 なお、本発明において、「面乃至領域の中心」は、「面乃至領域の重心」を意味する。「面乃至領域の中心」(「面乃至領域の重心」)は、例えば、面乃至領域の形状が、正方形、長方形、平行四辺形、およびひし形のいずれかである場合、「対角線の交点」であり、面乃至領域の形状が三角形である場合、「中線の交点」であり、面乃至領域の形状が円である場合、「円の中心」である。
 また、本発明において、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aおよび面Zにおける中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bは、本明細書の実施例に記載の方法により測定することができる。
 ここで、本発明の二次電池は、前記面Zに接着材料が存在し、前記面Zの前記中央領域Pにおける前記接着材料の被覆率Eが、前記面Zの前記中央領域P以外の領域Qにおける前記接着材料の被覆率Fよりも大きいことが好ましい。面Zの中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが、面Zの中央領域P以外の領域Qにおける接着材料の被覆率Fよりも大きければ、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
 また、本発明の二次電池は、前記被覆率Eが1.1%以上30%以下であることが好ましい。面Zの中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが上記所定範囲内であれば、二次電池の良好な出力特性を維持しつつ、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。また、面Zの中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが上記所定範囲内であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保しつつ、二次電池に十分に優れた出力特性を発揮させることができる。
 そして、本発明の二次電池は、前記被覆率Fが0.3%以上0.4×E%未満であることが好ましい。面Zの中央領域P以外の領域Qにおける接着材料の被覆率Fが上記所定範囲内であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保しつつ、二次電池に十分に優れた出力特性を発揮させることができる。また、面Zの中央領域P以外の領域Qにおける接着材料の被覆率Fが上記所定範囲内であれば、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
 また、本発明の二次電池は、前記面Zに接着材料が存在し、前記面Zにおける前記接着材料の被覆率が、前記面Zの中心から前記面Zの周縁に向かって漸減することが好ましい。面Zにおける接着材料の被覆率が、面Zの中心から面Zの周縁に向かって漸減すれば、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
 さらに、本発明の二次電池は、前記面Zに接着材料が存在し、前記接着材料が、粒子状重合体を含み、前記粒子状重合体が、コア部と、前記コア部の外表面を部分的に覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有することが好ましい。接着材料として、コア部と、コア部の外表面を部分的に覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有する粒子状重合体を用いれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保し得ると共に、二次電池に優れた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、本発明の二次電池の製造方法は、正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する二次電池の製造方法であって、前記正極と前記セパレータとの貼り合わせ面Xおよび前記負極と前記セパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zに接着材料を塗工する工程を含み、前記面Zの形状と相似する形状を有し、前記面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、前記面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pにおける前記接着材料の被覆率Eが、前記面Zの前記中央領域P以外の領域Qにおける前記接着材料の被覆率Fよりも大きいことを特徴とする。このように、上述した本発明の二次電池の製造方法によれば、サイクル特性に優れた二次電池を得ることができる。
 ここで、本発明の二次電池の製造方法は、前記被覆率Eが1.1%以上30%以下であることが好ましい。面Zの中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが上記所定範囲内であれば、製造される二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。また、面Zの中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが上記所定範囲内であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保しつつ、製造される二次電池に十分に優れた出力特性を発揮させることができる。
 また、本発明の二次電池の製造方法は、前記被覆率Fが0.3%以上0.4×E%未満であることが好ましい。面Zの中央領域P以外の領域Qにおける接着材料の被覆率Fが上記所定範囲内であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保しつつ、製造される二次電池に十分に優れた出力特性を発揮させることができる。また、面Zの中央領域P以外の領域Qにおける接着材料の被覆率Fが上記所定範囲内であれば、製造される二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
 さらに、本発明の二次電池の製造方法は、前記面Zにおける前記接着材料の被覆率が、前記面Zの中心から前記面Zの周縁に向かって漸減することが好ましい。面Zにおける接着材料の被覆率が、面Zの中心から面Zの周縁に向かって漸減すれば、製造される二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
 また、本発明の二次電池の製造方法は、前記接着材料が、粒子状重合体を含み、前記粒子状重合体が、コア部と、前記コア部の外表面を部分的に覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有することを特徴とする。接着材料として、コア部と、コア部の外表面を部分的に覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有する粒子状重合体を用いれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保し得ると共に、製造される二次電池に優れた出力特性を発揮させることができる。
 本発明によれば、サイクル特性に優れた二次電池を提供することができる。
(a)は、本発明の二次電池における積層体の一例の構造を示す正面図であり、(b)は、図1(a)に示す積層体の負極と正極との位置関係を説明する平面図である。 本発明の二次電池における積層体を重ね合わせて得られる重ね合わせ体の一例の構造を示す正面図である。 本発明の二次電池における積層体の他の例の構造を示す正面図である。 面Zにおける中央領域Pおよびその他の領域Qを説明する説明図である。 接着材料の塗工パターンの一例を示す説明図である。 接着材料の塗工パターンの他の一例を示す説明図である。 面Zへの接着材料の塗工方法の一例を示す説明図である。 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。 本発明の二次電池における積層体の製造過程の一例を示す説明図である。 図9における塗工機(ノズルヘッド)の一例を示す説明図である。 実施例および比較例における積層体の製造過程を示す説明図である。
 以下、図面を参照しつつ、本発明の二次電池および二次電池の製造方法について説明する。なお、各図面においては、理解を容易にするため、一部の部材の寸法を拡大または縮小して示している。
(二次電池)
 本発明の二次電池は、所定の積層体を少なくとも備え、必要に応じて、電解液、およびその他の部材を備える。また、本発明の二次電池は、例えば、本発明の二次電池の製造方法を用いて製造することができる。
<積層体>
 本発明の二次電池における積層体は、正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する。
 ここで、本発明の二次電池における積層体は、例えば、図1に示すような構造、或いは、図3に示すような構造を有している。そして、積層体は、例えば図2に示すように重ね合わせて重ね合わせ体200とし、積層型二次電池等に用いることができる。
 図1または図3に示すように、積層体100,100Aは、負極20と、負極の一方の表面に貼り合わされた第一セパレータ10と、第一セパレータ10の負極20側とは反対側の表面に貼り合わされた正極40と、負極20の他方の表面または正極40の第一セパレータ側10とは反対側の表面に貼り合わされた第二セパレータ30とを備えている。
 また、積層体100,100Aは、図1(b)に示すように、平面視における正極40のサイズが、平面視における負極20、第一セパレータ10および第二セパレータ30のサイズよりも小さい。具体的には、積層体100,100Aの負極20は、平面視において、積層方向に直交する方向に対向する第一端縁24および第二端縁25を有しており、積層方向に見た際に、正極40は、第一端縁24と第二端縁25との間に位置している。なお、第一端縁24および第二端縁25は、通常、長尺の負極原反を切断して負極20とした際の切断位置に対応する端縁である。
 ここで、図1(a)に正面図を示す積層体100は、負極20と、負極20の一方(図1では上方)の表面に貼り合わされた第一セパレータ10と、第一セパレータ10の負極20側とは反対側(図1では上側)の表面に貼り合わされた正極40と、負極20の他方の表面に貼り合わされた第二セパレータ30とを備えている。なお、この例では、第一セパレータ10、負極20、第二セパレータ30および正極40は、平面視矩形状をしている。そして、負極20は、負極用集電体21の両面に負極活物質を含む負極合材層22,23が形成された構造を有しており、正極40は、正極用集電体41の両面に正極活物質を含む正極合材層42,43が形成された構造を有している。また、平面視における正極40のサイズは、負極20、第一セパレータ10および第二セパレータ30のサイズよりも小さく、図1(b)に平面視における負極20と正極40との位置関係を示すように、正極40は、負極20の、積層方向に直交する方向(図1(b)では左右方向)に対向する第一端縁24および第二端縁25の間、並びに、第一端縁24および第二端縁25に直交して図1(b)では左右方向に延在する第三端縁26および第四端縁27の間に位置している。
 また、図3に正面図を示す積層体100Aは、第二セパレータ30が、負極20の他方の表面に替えて正極40の第一セパレータ10側とは反対側(図3では上側)の表面に貼り合わされている以外は図1に示す積層体100と同様の構成を有している。
 なお、本発明の二次電池における積層体は、図1および図3に示す例に限定されるものではない。例えば、積層体は、平面視における第一セパレータ10および第二セパレータ30のサイズが、負極20のサイズよりも大きくてもよい。第一セパレータ10および第二セパレータ30が負極20よりも大きい積層体を使用すれば、二次電池の安全性を更に高めることができる。
<<面Z、中央領域P、その他の領域Q>>
 以下、図4を用いて、面Zにおける中央領域P、および、中央領域P以外の領域Q(以下、「その他の領域Q」と称することがある)について説明する。
 ここで、面Zは、負極20と第一セパレータ10との貼り合わせ面Xおよび正極40と第一セパレータ10との貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである。
 図4に示すように、中央領域Pは、面Zの中心(重心)R(長方形の対角線の交点)と同じ位置に中心(重心)を有し、面Zの形状(長方形)と相似形状であり、且つ、面Zの面積の10%の面積を有する領域である。そして、その他の領域Qは、面Zにおける中央領域P以外の全領域であり、面Zの面積の90%の面積を有する領域である。
 そして、本発明の二次電池は、上記中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aがその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きいことを特徴とする。このように、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aをその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくすることで、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。
 ここで、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aをその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくすることで、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る理由は、明らかではないが、下記の通りと推察される。
 まず、二次電池では、充放電の際に、電流が流れることにより、面Zが発熱する。ここで、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aの値がその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bの値以下である従来の二次電池においては、中央領域Pはその他の領域Qと同等以上に発熱する。そして、面Zのうち、面Zの端部に近いその他の領域Qは容易に放熱することができるが、面Zの端部から離れた中央領域Pは放熱し難い。したがって、上記従来の二次電池では、中央領域Pが蓄熱によりその他の領域Qと比較して温度が高くなるため、電池内部で温度ムラが生じ、二次電池のサイクル特性が低下すると考えられる。
 これに対して、本発明の二次電池では、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aをその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくすることで、充放電の際の中央領域Pにおける電流密度を低下させることができる。これにより、中央領域Pにおける発熱量を少なくすることができる。したがって、中央領域Pにおける蓄熱による温度上昇を抑制できるため、中央領域Pおよびその他の領域Qでの温度のムラを低減することで二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができると推察される。
 なお、「面Zの端部」とは、面Zの中心Rと同じ位置に中心を有し、面Zの形状と相似形状であり、且つ、面Zの面積の90%の面積を有する領域を中央領域P´´とした場合における面Zの中央領域P´´以外の領域を指すものとする。
 そして、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aとその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bとの比(A/B)は、1超であることが必要であり、1.005超であることが好ましく、1.01超であることがより好ましく、2未満であることが好ましく、1.5未満であることがより好ましい。中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aとその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bとの比(A/B)が1超であると、二次電池のサイクル特性を十分に高めることができる。一方、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aとその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bとの比(A/B)が2未満であれば、二次電池の出力特性を向上させることができる。
 なお、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗A、および、その他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bは、各領域における接着材料の被覆率、接着材料として使用する重合体の種類等によって調整することができる。
[接着材料]
 ここで、面Z(貼り合わせ面X,Y)には、通常、接着材料が存在する。接着材料は、貼り合わせ面X,Yにおいて、電極(正極または負極)とセパレータとを接着させる材料である。なお、接着材料の詳細については、後述する。
-接着材料の塗工方法-
 接着材料は、固体状態、溶融状態、溶媒に溶解させた状態または溶媒に分散させた状態などの任意の状態で貼り合わせ面X,Yへと供給することができる。中でも、接着材料は、溶媒に溶解させた状態または溶媒に分散させた状態で供給することが好ましく、溶媒に分散させた状態で供給することがより好ましい。
 そして、接着材料を溶媒に溶解させた状態または溶媒に分散させた状態で貼り合わせ面X,Yに供給する場合、即ち、接着材料と溶媒とを含む接着用組成物を貼り合わせ面に供給する場合、接着用組成物の溶媒としては、特に限定されることなく、例えば、水、有機溶媒およびそれらの混合物を用いることができる。なお、有機溶媒としては、特に限定されることなく、シクロペンタン、シクロヘキサン等の環状脂肪族炭化水素類;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;エチルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、γ-ブチロラクトン、ε-カプロラクトン等のエステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類;テトラヒドロフラン、エチレングリコールジエチルエーテル等のエーテル類;メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類;などが挙げられる。
 上述した中でも、積層体を効率的に製造する観点からは、溶媒としては、水およびアルコールの少なくともいずれかを含む溶媒が好ましい。
 なお、上述した溶媒の少なくとも一部は、積層体の製造工程において、乾燥等によって除去されてもよいものとする。
 なお、後述する塗工機(図9および図10の51~54)を用いた接着材料の塗工は、インクジェット法、スプレー法、ディスペンサー法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法等の既知の塗工方法を用いて行うことができる。中でも、接着材料を塗工する量および範囲を容易に調節し得る観点からは、接着材料はインクジェット法を用いて塗工することが好ましい。
 そして、接着材料は、貼り合わせ面X,Yの一部のみに塗工される。具体的には、接着材料は、貼り合わせ面X,Yにおいて、例えば、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(塗工)される。そして、二次電池の出力特性を高める観点から、接着材料は、貼り合わせ面X,Yにおいて、ドット状のパターンになるように配列させて配置(塗工)されることが好ましい。
 ここで、ドット状のパターンに配列された接着材料のドットの直径は、10μm以上であることが好ましく、20μm以上であることがより好ましく、100μm以下であることが好ましく、80μm以下であることがより好ましい。接着材料のドットの直径が上記下限以上であれば、電極とセパレータとの接着力を高めることができる。一方、接着材料のドットの直径が上記上限以下であれば、二次電池の出力特性が低下することを抑制することができる。
 以下、「密に接着材料を塗工する領域S」と「疎に接着材料を塗工する領域T」との2つの領域が存在するように、面Zに接着材料を塗工する場合について説明する。
 ここで、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率は、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率よりも大きいものとする。
 なお、本明細書中において、ある面乃至領域における「接着材料の被覆率」とは、当該面乃至領域の全体の面積に占める接着材料に被覆された部分の面積の割合〔(接着材料に被覆された部分の面積/面乃至領域全体の面積)×100(%)〕を指す。
 また、本明細書中において、接着材料と溶媒とを含む接着用組成物を貼り合わせ面に供給した場合、「接着材料の被覆率」における「接着材料」は、接着層用組成物が乾燥等されて溶媒が除去された状態のものを指す。
 「密に接着材料を塗工する領域S」の形状は、特に限定されることはなく、本発明の所望の効果が得られる範囲内で適宜設定することができる。即ち、「密に接着材料を塗工する領域S」は、上述した中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aがその他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくなる限り、任意の形状を有することができる。
 なお、「疎に接着材料を塗工する領域T」は、面Zのうち「密に接着材料を塗工する領域S」以外の全領域である。
 そして、二次電池のサイクル特性を更に高める観点から、上述した中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fよりも大きくなるように、「密に接着材料を塗工する領域S」の形状を設定することが好ましい。
 例えば、二次電池のサイクル特性を更に高める観点から、「密に接着材料を塗工する領域S」は、面Zの中心を含んでいることが好ましく、面Zの中心と同じ位置に中心を有していることがより好ましい。
 また、「密に接着材料を塗工する領域S」の形状は、面Zの形状と相似していてもよいし、面Zの形状と相似していなくてもよいが、二次電池のサイクル特性を更に高める観点から、面Zの形状と相似する形状であることが好ましい。
 そして、面Z全体の面積に占める「密に接着材料を塗工する領域S」の面積の割合は、5%以上であることが好ましく、10%以上であることがより好ましく、60%以下であることが好ましく、40%以下であることがより好ましく、30%以下であることが更に好ましい。面Z全体の面積に占める「密に接着材料を塗工する領域S」の面積の割合が上記所定範囲内であれば、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。また、面Z全体の面積に占める「密に接着材料を塗工する領域S」の面積の割合が上記上限以下であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
 また、面Z全体の面積に占める「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積の割合は、40%以上であることが好ましく、60%以上であることがより好ましく、70%以上であることが更に好ましく、95%以下であることが好ましく、90%以下であることがより好ましい。面Z全体の面積に占める「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積の割合が上記所定範囲内であれば、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。また、面Z全体の面積に占める「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積の割合が上記下限以上であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
 そして、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率Jは、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率Kよりも大きければ特に制限はないが、1.1%以上であることが好ましく、3%以上であることがより好ましく、30%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、8%以下であることが更に好ましい。「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率Jが上記下限以上であれば、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。また、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率Jが上記上限以下であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
 また、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率Kは、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率Jよりも小さければ特に制限はないが、0.3%以上であることが好ましく、0.5%以上であることがより好ましく、0.4×J%未満であることが好ましい。「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率が上記下限以上であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保することができる。また、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率Kが上記上限未満であれば、二次電池のサイクル特性を十分に高めることができる。
 なお、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」の各領域における接着材料の被覆率は、当該各領域に配置(塗工)されている接着材料の配列のパターンを変更することにより調整することができる。
 具体的には、ある領域において、接着材料がドット状のパターンになるように配列させて配置(塗工)されている場合、接着材料のドットの半径および中心間距離を変更することにより、当該領域における接着材料の被覆率を調整することができる。
 例えば、図5に示すように、直交する2方向にそれぞれ一定の間隔でドットが形成されてなるドット状のパターンで接着材料が配置(塗工)された領域において、接着材料の被覆率は、ドットの中心間距離(ピッチ)xおよびy、並びに、ドットの半径rを用いて下記の式(1)により求めることができる。
  接着材料の被覆率={πr/(x・y)}×100(%) ・・・(1)
 また、ある領域において、接着材料がストライプ状のパターンになるように配列させて配置(塗工)されている場合、接着材料の塗工部の線幅および塗工部の間隔(未塗工部の線幅)を変更することにより、当該領域における接着材料の被覆率を調整することができる。
 例えば、図6に示すように、接着材料の塗工部の線幅をlとし、当該塗工部の間隔(未塗工部の線幅)をsとするストライプ状のパターンで接着材料が塗工された領域において、接着材料の被覆率は、下記の式(2)により求めることができる。
  接着材料の被覆率={l/(l+s)}×100(%) ・・・(2)
 また、密に接着材料を塗工する領域Sにおける接着材料の目付量は、0.02g/m以上であることが好ましく、0.8g/m以下であることが好ましく、0.35g/m以下であることがより好ましい。密に接着材料を塗工する領域Sにおける接着材料の目付量が上記下限以上であれば、電極とセパレータとの接着力を十分確保することができる。また、密に接着材料を塗工する領域Sにおける接着材料の目付量が上記上限以下であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
 さらに、疎に接着材料を塗工する領域Tにおける接着材料の目付量は、0.02g/m以上であることが好ましく、0.03g/m以上であることがより好ましく、0.35g/m以下であることが好ましい。疎に接着材料を塗工する領域Tにおける接着材料の目付量が上記下限以上であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保することができる。また、疎に接着材料を塗工する領域Tにおける接着材料の目付量が上記上限以下であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
 なお、本明細書中において、接着材料と溶媒とを含む接着用組成物を貼り合わせ面に供給した場合、「接着材料の目付量」における「接着材料」は、接着層用組成物が乾燥等されて溶媒が除去された状態のものを指す。
 なお、上述した「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」の各領域では、全体に亘って接着材料が同一のパターンで配置(塗工)されていてもよいし、異なる複数のパターンで配置(塗工)された接着材料が混在していてもよいものとする。
 また、当該各領域では、ある一定の方向に沿って、接着材料が塗工されているパターンが漸次変化してもよいものとする。例えば、ドット状のパターンで接着材料が塗工されている場合、接着材料のドットの半径および中心間距離がある一定の方向に沿って漸次変化してもよいし、ストライプ状のパターンで接着材料が塗工されている場合、接着材料の塗工部の線幅および塗工部の間隔(未塗工部の線幅)がある一定の方向に沿って漸次変化してもよいものとする。
 ここで、接着材料が塗工されているパターンが漸次変化する方向としては、本発明の所望の効果が得られる限り、特に限定されることはない。
 例えば、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」の少なくともいずれかの領域において、面Zの中心から面Zの周縁に向かう方向に沿って、接着材料が塗工されているパターンが漸次変化することで、面Z全体として見たときに、面Zにおける接着材料の被覆率が面Zの中心から面Zの周縁に向かって漸減することが好ましい。接着材料の被覆率が、面Zの中心から面Zの周縁に向かって漸減すれば、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。
 ここで、面Zにおける接着材料の被覆率が面Zの中心から面Zの周縁に向かって漸減する場合について図面を交えて説明する。
 図7に示す面Zにおいては、密に接着材料を塗工する領域S(接着材料の被覆率:G)が存在する。また、疎に接着材料を塗工する領域T1(接着材料の被覆率:H1)と、より疎に接着材料を塗工する領域T2(接着材料の被覆率:H2)と、更に疎に接着材料を塗工する領域T3(接着材料の被覆率:H3)との各々の領域が、疎に接着材料を塗工する領域Tの一部として存在する。ここで、各領域における接着材料の被覆率は、関係式:G>H1>H2>H3を満たす。そして、更に疎に接着材料を塗工する領域T3は、面Zの周縁よりも内側であって、且つ、より疎に接着材料を塗工する領域T2よりも外側の領域である。また、より疎に接着材料を塗工する領域T2は、更に疎に接着材料を塗工する領域T3よりも内側であって、且つ、疎に接着材料を塗工する領域T1よりも外側の領域である。さらに、疎に接着材料を塗工する領域T1は、より疎に接着材料を塗工する領域T2よりも内側であって、且つ、密に接着材料を塗工する領域Sよりも外側の領域である。また、密に接着材料を塗工する領域Sは、疎に接着材料を塗工する領域T1よりも内側の領域である。上記のように接着材料を面Zに塗工することで、面Zにおける接着材料の被覆率を面Zの中心から面Zの周縁に向かって漸減させることができる。
 なお、図7では、密に接着材料を塗工する領域S、疎に接着材料を塗工する領域T1、および、より疎に接着材料を塗工する領域T2の各々領域の外側の周縁の形状は、楕円形状であるが、これに限定されることはなく、例えば、面Zの形状と相似する形状であってもよい。また、上記各領域の外側の周縁の形状は、面Zの中心Rと同じ位置に中心を有していてもよいし、面Zの中心Rとは異なる位置に中心を有していてもよいものとする。
 なお、上述した中央領域Pは、「密に接着材料を塗工する領域S」と一致してもよいし、一致しなくてもよいものとする。したがって、中央領域P内には、「密に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分のみが存在していてもよいし、「密に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分および「疎に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分が混在していてもよいものとする。
 また、上述したその他の領域Qは、「疎に接着材料を塗工する領域T」と一致してもよいし、一致しなくてもよいものとする。したがって、その他の領域Q内には、「疎に接着材料を塗工する領域T」に相当する部分のみが存在していてもよいし、「密に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分および「疎に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分が混在していてもよいものとする。
 ここで、中央領域Pおよびその他の領域Qのいずれかである領域U内に、「密に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分および「疎に接着材料を塗工する領域T」に相当する部分が混在している場合、当該領域Uにおける接着材料の被覆率は、下記の式(3)により求めることができる。
  領域Uにおける接着材料の被覆率=(領域Sにおける接着材料の被覆率)×(領域U全体の面積に占める領域Sの面積の比率)+(領域Tにおける接着材料の被覆率)×(領域U全体の面積に占める領域Tの面積の比率) ・・・(3)
 そして、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eは、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fよりも大きいことが好ましい。
 具体的に、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eは、1.1%以上であることが好ましく、1.4%以上であることがより好ましく、3%以上であることが更に好ましく、30%以下であることが好ましく、10%以下であることがより好ましく、8%以下であることが更に好ましい。中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが上記下限以上であれば、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。一方、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが上記上限以下であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
 また、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fは、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eよりも小さいことが好ましい。
 具体的に、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fは、0.3%以上であることが好ましく、0.5%以上であることがより好ましく、0.4×E%未満であることが好ましい。その他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fが上記下限以上であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保することができる。一方、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fが上記上限未満であれば、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。
 さらに、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eとその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fとの比(E/F)は、1.6以上であることが好ましく、2.0以上であることがより好ましく、2.6以上であることが更に好ましく、16.0以下であることが好ましく、10.0以下であることがより好ましく、8.0以下であることが更に好ましい。中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eとその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fとの比(E/F)が上記下限以上であれば、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。一方、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eとその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fとの比(E/F)が上記上限以下であれば、電極とセパレータとの接着力および二次電池の出力特性の双方を高いレベルで両立することができる。
 また、中央領域Pにおける接着材料の目付量は、0.02g/m以上であることが好ましく、0.8g/m以下であることが好ましく、0.35g/m以下であることがより好ましい。中央領域Pにおける接着材料の目付量が上記下限以上であれば、電極とセパレータとの接着力を十分確保することができる。また、中央領域Pにおける接着材料の目付量が上記上限以下であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
 さらに、その他の領域Qにおける接着材料の目付量は、0.02g/m以上であることが好ましく、0.03g/m以上であることがより好ましく、0.35g/m以下であることが好ましい。その他の領域Qにおける接着材料の目付量が上記下限以上であれば、電極とセパレータとの接着力を十分に確保することができる。また、その他の領域Qにおける接着材料の目付量が上記上限以下であれば、二次電池の出力特性を十分に高く確保することができる。
-接着材料の詳細-
 ここで、接着材料としては、電池反応を阻害しないものであれば、特に限定されることなく、二次電池の分野において使用されている任意の接着材料を用いることができる。中でも、接着材料としては、重合体からなる接着材料を用いることが好ましい。なお、接着材料を構成する重合体は、1種類のみであってもよいし、2種類以上であってもよい。
 接着材料として使用し得る重合体としては、特に限定されることなく、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF-HFP)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);ポリビニルアルコール(PVA)等のポリビニルアルコール系重合体;などが挙げられる。
 なお、本発明において、「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸および/またはメタクリル酸を意味する。
 そして、重合体よりなる接着材料の形状は、特に限定されることなく、粒子状であってもよいし、非粒子状であってもよいし、粒子状と非粒子状との組み合わせであってもよい。
 なお、重合体よりなる接着材料が粒子状重合体である場合、当該粒子状重合体の接着材料は、単一の重合体から形成された単一相構造の粒子であってもよいし、互いに異なる2つ以上の重合体が物理的または化学的に結合して形成された異相構造の粒子であってもよい。
 ここで、異相構造の具体例としては、球状の粒子であって中心部(コア部)と外殻部(シェル部)とが異なる重合体から形成されているコアシェル構造;2つ以上の重合体が並置された構造であるサイドバイサイド構造;などが挙げられる。
 なお、本発明において、「コアシェル構造」には、コア部の外表面をシェル部が完全に覆う構造の他、例えば、図8に示すように、コア部の外表面をシェル部が部分的に覆う構造も含まれるものとする。
 そして、本発明では、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とする。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。
 接着材料の電解液(体積比:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート=3/7の混合溶媒に対して1mol/Lの濃度でLiPF6を溶解した液)に対する膨潤度(以下、単に「膨潤度」と略記する場合がある)は、110%以上であることが好ましく、1500%以下であることが好ましく、1300%以下であることがより好ましく、1000%以下であることが特に好ましい。接着材料の膨潤度が上記上限値以下であれば、正極または負極の中心部までの電解液の浸透性を向上させることができる。
 なお、接着材料の上記電解液に対する膨潤度は、本明細書の実施例に記載の方法により測定することができる。
--粒子状重合体--
 そして、接着材料としては、粒子状重合体を用いることが好ましい。なお、粒子状重合体としては、コアシェル構造を有する粒子状重合体およびコアシェル構造を有しない粒子状重合体のいずれを用いてもよいが、少なくともコアシェル構造を有する粒子状重合体を用いることが好ましく、コアシェル構造を有する粒子状重合体とコアシェル構造を有しない粒子状重合体とを併用することがより好ましい。
 なお、コアシェル構造を有する粒子状重合体とコアシェル構造を有しない粒子状重合体とを併用する場合、接着材料中におけるコアシェル構造を有する粒子状重合体とコアシェル構造の粒子状重合体との質量比は、本発明の所望の効果が得られる範囲内で適宜調整することができる。
=コアシェル構造を有する粒子状重合体=
 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、二次電池に優れた出力特性を発揮させることができる。
 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。
 粒子状重合体の一例の断面構造を図8に示す。図8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8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。
 粒子状重合体のコア部の重合体のガラス転移温度は、-30℃以上であることが好ましく、-20℃以上であることがより好ましく、200℃以下であることが好ましく、100℃以下であることがより好ましく、50℃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-30℃以上であれば、接着材料を介して電池部材同士を更に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、重合体のガラス転移温度は、本明細書の実施例に記載の方法により測定することができる。
 また、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。
 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更に強固に接着させる観点から、少なくとも(メタ)アクリル酸エステル単量体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との併用、または、(メタ)アクリル酸エステル単量体と(メタ)アクリロニトリル単量体との併用がより好ましく、(メタ)アクリル酸エステル単量体と芳香族ビニル単量体との併用が特に好ましい。即ち、コア部の重合体は、少なくとも(メタ)アクリル酸エステル単量体単位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または(メタ)アクリロニトリル単量体単位とを含むことがより好ましく、(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とを含むことが更に好ましい。
 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。
 また、本発明において、「(メタ)アクリル酸エステル単量体」とは、重合反応性基を1個のみ有する単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体を指すものとする。
 そして、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更に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、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが特に好ましく、80質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましい。
 また、コア部の重合体が(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とを含む場合、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更に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、15質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、25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、80質量%以下であることがより好ましく、65質量%以下であることが特に好ましい。
 さらに、コア部の重合体が(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と(メタ)アクリロニトリル単量体単位とを含む場合、コア部の重合体における(メタ)アクリロニトリ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更に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、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることが特に好ましく、30質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましい。
 また、コア部の重合体は、酸基含有単量体単位を含み得る。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。
 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。
 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、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、0.4質量%以上であることが特に好ましく、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%以下であることが特に好ましい。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更に強固に接着させることができる。
 粒子状重合体のシェル部の重合体のガラス転移温度は、70℃以上であることが好ましく、80℃以上であることがより好ましく、90℃以上であることが特に好ましく、140℃以下であることが好ましく、130℃以下であることがより好ましく、120℃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70℃以上であれば、二次電池の出力特性を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140℃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、電池部材同士の接着後における粒子状重合体の形状を保持し、抵抗の増大を抑制する観点から、上述したコア部の重合体のガラス転移温度よりも、30℃以上高いことが好ましく、50℃以上高いことがより好ましい。
 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更に強固に接着させる観点から、芳香族ビニル単量体を用いることが好ましい。即ち、シェル部の重合体は、芳香族ビニル単量体単位を含むことが好ましい。
 そして、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、85質量%以上であることが好ましく、90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることが特に好ましく、99質量%以下であることが好ましい。
 シェル部の重合体は、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得る。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、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%以下であることが特に好ましい。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更に一層強固に接着させることができる。
 コアシェル構造を有する粒子状重合体におけるコア部の重合体とシェル部の重合体との質量比(コア部/シェル部)は、5/5以上であることが好ましく、6/4以上であることがより好ましく、9/1以下であることが好ましく、8/2以下であることがより好ましい。コア部の重合体とシェル部の重合体との質量比(コア部/シェル部)が上記所定範囲内であれば、接着材料を介して電池部材同士を更に強固に接着させることができる。
 また、コアシェル構造を有する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、300nm以上であることがより好ましく、1000nm以下であることが好ましく、900nm以下であることがより好ましく、800nm以下であることが更に好ましく、700nm以下であることが一層好ましい。コアシェル構造を有する粒子状重合体の体積平均粒子径が上記所定範囲内であれば、接着材料を介して電池部材同士を更に強固に接着させることができる。
 なお、粒子状重合体の体積平均粒子径は、本明細書の実施例に記載の方法により測定することができる。
 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。
=コアシェル構造を有しない粒子状重合体=
 接着材料は、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体に加えて、コアシェル構造を有しない粒子状重合体を含んでいてもよい。
 ここで、コアシェル構造を有しない粒子状重合体のガラス転移温度は、-40℃以上であることが好ましく、-35℃以上であることがより好ましく、-30℃以上であることが更に好ましく、0℃以下であることが好ましく、-10℃以下であることがより好ましく、-20℃以下であることが更に好ましい。コアシェル構造を有しない粒子状重合体のガラス転移温度が-40℃以上であれば、接着材料を介して電池部材同士を更に強固に接着させることができる。一方、コアシェル構造を有しない粒子状重合体のガラス転移温度が0℃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。
 コアシェル構造を有しない粒子状重合体を調製するために用いる単量体としては、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体のコア部の重合体を製造するために用い得る単量体として例示した単量体と同じ単量体が挙げられる。例えば、コアシェル構造を有しない粒子状重合体を調製するために用いる単量体としては、(メタ)アクリル酸エステル単量体、芳香族ビニル単量体、酸基含有単量体、および、架橋性単量体などを用いることが好ましい。なお、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。
 コアシェル構造を有しない粒子状重合体における(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更に強固に接着させる観点から、当該重合体に含まれる全繰り返し単位(全体単量体単位)を100質量%として、40質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、75質量%以下であることが更に好ましい。
 コアシェル構造を有しない粒子状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更に強固に接着させる観点から、当該重合体に含まれる全繰り返し単位(全体単量体単位)を100質量%として、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが更に好ましく、40質量%以下であることが好ましく、35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い。
 コアシェル構造を有しない粒子状重合体における酸基含有単量体単位の割合は、当該重合体に含まれる全繰り返し単位(全体単量体単位)を100質量%として、0.5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、2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、7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。コアシェル構造を有しない粒子状重合体における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、当該粒子状重合体の分散性を高めることができる。
 コアシェル構造を有しない粒子状重合体における架橋性単量体単位の割合は、接着材料を介して電池部材同士を更に強固に接着させる観点から、当該重合体に含まれる全繰り返し単位(全体単量体単位)を100質量%として、0.2質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、1質量%以上であることが更に好ましく、5質量%以下であることが好ましく、4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。
 そして、コアシェル構造を有しない粒子状重合体の体積平均粒子径は、50nm以上であることが好ましく、100nm以上であることがより好ましく、600nm以下であることが好ましい。コアシェル構造を有しない粒子状重合体の体積平均粒子径が上記所定範囲内であれば、接着材料を介して電池部材同士を更に強固に接着させることができる。
 なお、コアシェル構造を有しない粒子状重合体は、特に限定されることなく、例えば、上述した単量体を含む単量体組成物を、例えば水などの水系溶媒中で重合することにより調製することができる。ここで、単量体組成物中の各単量体の割合は、通常、コアシェル構造を有しない粒子状重合体中の各単量体単位の割合と同様とする。そして、重合方法および重合反応としては、特に限定されず、公知の重合方法および重合反応を用いることができる。
-その他-
 上述した中央領域Pに存在する接着材料と、その他の領域Qに存在する接着材料とは同じであってもよいし、異なっていてもよいものとする。
 したがって、上述した「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」には、同じ接着材料を塗工してもよいし、異なる接着材料を塗工してもよいものとする。
 なお、上述した「接着材料の塗工方法」の項では、面Zにおいて、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」が存在するように接着材料を塗工する場合について説明したが、本発明の二次電池における積層体はこれに限定されることはなく、上記「密に接着材料を塗工する領域S」に代えて、「塗工領域S1」が存在し、上記「疎に接着材料を塗工する領域T」に代えて、「塗工領域S2」が存在するように、接着材料を塗工することもできる。即ち、面Zにおいて、「塗工領域S1」および「塗工領域S2」が存在するように、接着材料を塗工することもできる。
 ここで、「塗工領域S1」および「塗工領域S2」の各々における接着材料の被覆率および/または目付量は、上述した「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率および/または目付量の好ましい範囲と同じ範囲内で設定することができる。また、「塗工領域S1」と「塗工領域S2」とで、接着材料の被覆率および/または目付量が同じになるように接着材料を塗工してもよい。
 そして、「塗工領域S1」に塗工する接着材料と、「塗工領域S2」に塗工する接着材料とは異なるものとする。「塗工領域S1」に塗工する接着材料、および「塗工領域S2」に塗工する接着材料として、異なる接着材料を適宜選択して使用することで、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aを、その他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくすることができる。
 例えば、「塗工領域S1」に塗工する接着材料と、「塗工領域S2」に塗工する接着材料とで、膨潤度が異なる粒子状重合体M1と粒子状重合体M2とを用いることができる。
 ここで、「塗工領域S1」に塗工する接着材料に含まれる粒子状重合体M1の電解液(体積比:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート=3/7の混合溶媒に対して1mol/Lの濃度でLiPF6を溶解した液)に対する膨潤度は、800%以上であることが好ましく、1000%以上であることがより好ましく、1300%以下であることが好ましい。
 また、「塗工領域S2」に塗工する接着材料に含まれる粒子状重合体M2の電解液(体積比:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート=3/7の混合溶媒に対して1mol/Lの濃度でLiPF6を溶解した液)に対する膨潤度は、110%以上であることが好ましく、800%未満であることが好ましく、500%以下であることがより好ましく、300%以下であることが更に好ましい。
 粒子状重合体M1およびM2の膨潤度を上記所定範囲内とすることにより、中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aを、その他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくすることができる。
 なお、粒子状重合体M1およびM2としては、例えば、「接着材料の詳細」の項で上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体を用いることができる。そして、上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体の中でも、粒子状重合体M1としては、コア部の重合体が(メタ)アクリル酸エステル単量体単位と、(メタ)アクリロニトリル単量体単位とを含むものが好ましく、粒子状重合体M2としては、コア部の重合体が(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とを含むものが好ましい。
 また、例えば、「塗工領域S1」に塗工する接着材料と、「塗工領域S2」に塗工する接着材料とで、構造が異なる粒子状重合体を用いてもよい。より具体的には、「塗工領域S1」に塗工する接着材料に含まれる粒子状重合体M3として、コアシェル構造を有する粒子状重合体を用い、「塗工領域S2」に塗工する接着材料に含まれる粒子状重合体M4として、コアシェル構造を有しない粒子状重合体を用いてもよい。ここで、粒子状重合体M3としては、例えば、「接着材料の詳細」の項で上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体を用いることができる。また、粒子状重合体M4としては、例えば、「接着材料の詳細」の項で上述したコアシェル構造を有する粒子状重合体におけるコア部の重合体と同じ組成の重合体のみからなる粒子状重合体を用いることができる。
<<積層体の製造方法>>
 本発明の二次電池における積層体の製造方法は、貼り合わせ体を調製する工程(A)と、貼り合わせ体を切断する工程(B)とを含み、任意に、工程(A)で調製した貼り合わせ体が正極を備えていない場合には、工程(B)において貼り合わせ体を切断して得られた切断体に正極を貼り合わせる工程(C)を更に含む。
[工程(A)]
 ここで、工程(A)で調製する貼り合わせ体としては、下記の(I)および(II)が挙げられる。
(I)長尺の負極原反または負極(以下、「負極原反または負極」を「負極材料」と称することがある)と、負極材料の一方の表面に貼り合わされた長尺の第一セパレータ原反と、負極材料の他方の表面に貼り合わされた長尺の第二セパレータ原反とを備え、任意に、第一セパレータ原反の負極材料側とは反対側の表面に正極が貼り合わされた貼り合わせ体(以下、「貼り合わせ体(I)と称することがある」)
(II)長尺の負極原反からなる負極材料と、長尺の第一セパレータ原反と、正極と、長尺の第二セパレータ原反とをこの順で貼り合わせてなる貼り合わせ体(以下、「貼り合わせ体(II)と称することがある」)
 そして、本発明の二次電池における積層体の製造方法では、工程(A)において貼り合わせ体(I)を調製した場合には、通常、例えば図1に示すような、負極と、負極の一方の表面に貼り合わされた第一セパレータと、第一セパレータの負極側とは反対側の表面に貼り合わされた正極と、負極の他方の表面に貼り合わされた第二セパレータとを備える積層体が得られる。
 なお、上記貼り合わせ体(I)が正極を有していない場合には、通常、本発明の二次電池における積層体の製造方法では、工程(B)の後に工程(C)を実施して積層体を製造する。
 また、本発明の二次電池における積層体の製造方法では、工程(A)において貼り合わせ体(II)を調製した場合には、通常、例えば図3に示すような、負極と、負極の一方の表面に貼り合わされた第一セパレータと、第一セパレータの負極側とは反対側の表面に貼り合わされた正極と、正極の第一セパレータ側とは反対側の表面に貼り合わされた第二セパレータとを備える積層体が得られる。
 ここで、工程(A)における貼り合わせ体の調製は、通常、互いに貼り合わされる部材の貼り合わせ面に接着材料を塗工し、貼り合わせ体を構成する部材同士を接着材料を介して貼り合わせることにより行う。即ち、工程(A)は、負極材料と、負極材料に貼り合わされるセパレータ原反との貼り合わせ面Yに接着材料を塗工する工程(a1)を含み、更に、セパレータ原反と正極との貼り合わせ面Xに接着材料を塗工する工程(a2)を含み得る。
 なお、「負極材料に貼り合わされるセパレータ原反」は、調製される貼り合わせ体が貼り合わせ体(I)の場合には第一セパレータ原反および第二セパレータ原反であり、貼り合わせ体(II)の場合には第一セパレータ原反である。また、接着材料を塗工する部材は、何れか一方の部材のみであってもよいし、互いに貼り合わされる部材の両方であってもよい。
 具体的には、工程(A)では、例えば、図9に示すようにして、貼り合わせ体(I)を調製し得る。
 ここで、図9では、負極原反ロールから繰り出された長尺の負極原反20Aからなる負極材料の一方の表面に、第一セパレータ原反ロールから繰り出された長尺の第一セパレータ原反10Aを塗工機51から供給された接着材料を介して貼り合わせると共に、負極原反20Aからなる負極材料の他方の表面に、第二セパレータ原反ロールから繰り出された長尺の第二セパレータ原反30Aを塗工機52から供給された接着材料を介して貼り合わせる。なお、貼り合わせは、例えば圧着ローラ61,62を用いて行うことができる。そして、第一セパレータ原反10Aの負極原反20A側とは反対側の表面に塗工機53から供給された接着材料を介して正極40を所定の配設ピッチで貼り合わせ、正極を備える貼り合わせ体(I)を得ている。
 なお、図9では、第二セパレータ原反30Aの負極原反20A側とは反対側の表面に塗工機54から接着材料を供給し、長手方向に隣接する正極40間で貼り合わせ体を切断して得られる積層体を重ね合わせて重ね合わせ体を作製する際に積層体同士を良好に接着し得るようにしている。
 図10は、図9における塗工機(ノズルヘッド)の一例を示す説明図である。
 図10において、接着材料の液滴50は、塗工機51~54のノズル55を介して、基材60上に塗工される。
 なお、工程(A)における貼り合わせ体の調製方法は、上述した例に限定されるものではなく、例えば、図9では、貼り合わせ体の切断後、得られた切断体に対して塗工機54から接着材料を供給してもよい。
-負極材料および正極-
 ここで、電極(負極または正極)としては、特に限定されることなく、例えば、長尺の電極原反(負極原反または正極原反)を切断して得られる電極を用いることができる。そして、電極原反(負極原反または正極原反)としては、長尺の集電体の片面または両面に電極合材層(負極合材層または正極合材層)を形成してなる電極基材からなる電極原反、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原反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。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。
-セパレータ原反-
 また、セパレータ原反としては、特に限定されることなく、例えば、長尺のセパレータ基材からなるセパレータ原反、または、長尺のセパレータ基材の片面または両面に多孔膜層を形成してなるセパレータ原反を用いることができる。
 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。
 そして、負極材料に貼り合わされるセパレータ原反との貼り合わせ面Yに接着材料を塗工する工程(a1)、または、正極に貼り合わされるセパレータ原反との貼り合わせ面Xに接着材料を塗工する工程(a2)では、貼り合わせ面X,Yの少なくともいずれかである面Zにおいて、面Zの中心Rと同じ位置に中心を有し、面Zの形状と相似する形状であり、且つ、面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが、面Zのうち中央領域P以外のその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fよりも大きくなるように、接着材料を面Zに塗工することが好ましい。これにより、二次電池のサイクル特性を更に高めることができる。
 なお、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eがその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fよりも大きくなるように接着材料を面Zに塗工する方法としては、例えば、「面Z、中央領域P、その他の領域Q」の項で上述した接着材料の塗工方法を用いることができる。そして、中央領域Pにおける接着材料の被覆率E、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率F、および被覆率Eと被覆率Fとの比(E/F)の値の範囲なども、同項で上述した好適な範囲内で設定することができる。
 なお、工程(a2)では、セパレータ原反と正極との貼り合わせ面に接着材料を塗工する。
 具体的には、工程(A)において正極を備える貼り合わせ体を調製する場合(例えば、図9)、並びに、切断後に正極を貼り合わせる位置に接着材料を予め塗工した貼り合わせ体(正極を有さない貼り合わせ体)を工程(A)において調製する場合には、工程(a2)においてセパレータ原反と正極との貼り合わせ面に接着材料を塗工する。
 即ち、例えば図9においては、第一セパレータ原反10Aと正極40との貼り合わせ面に対して塗工機53から接着材料を塗工する。
 なお、工程(A)では、例えば図9に示すように、貼り合わせ体の一方の表面(図9では、第二セパレータ原反30Aの負極原反20A側とは反対側の表面。)に接着材料を供給し、積層体を重ね合わせて重ね合わせ体を作製する際に積層体同士を良好に接着し得るようにしてもよい。
[工程(B)]
 工程(B)では、切断機70を使用して貼り合わせ体を切断する。なお、工程(B)において正極を有する貼り合わせ体を切断した場合には、得られた切断体が積層体になる。
 ここで、切断機70としては、貼り合わせ体の厚さ方向両側から切断刃で貼り合わせ体を挟み込んで切断する切断機など、二次電池の製造の分野において使用し得る任意の切断機を用いることができる。
 そして、工程(A)の後に実施する工程(B)では、上述したように、負極からのセパレータの捲れを抑制しつつ、貼り合わせ体を良好に切断することができる。
[工程(C)]
 任意に実施し得る工程(C)では、工程(B)において正極を有さない貼り合わせ体を切断した場合に、工程(B)において貼り合わせ体を切断して得られた切断体に正極を貼り合わせ、積層体を得る。
<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。
 これらの中でも、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、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))、ビニレンカーボネート(VC)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。
通常、用いる溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、溶媒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。
 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。
 本発明の二次電池は、例えば、積層体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(電池容器)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、積層体そのものを用いてもよいし、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、積層体と、追加の電池部材(電極および/またはセパレータなど)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。
(二次電池の製造方法)
 本発明の二次電池の製造方法は、正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する二次電池の製造方法である。そして、本発明の二次電池の製造方法は、正極とセパレータとの貼り合わせ面Xおよび負極とセパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zに接着材料を所定の条件で塗工する工程(塗工工程)を含むことを特徴とする。
 そして、本発明の二次電池の製造方法によれば、サイクル特性に優れた二次電池を製造することができる。
 また、本発明の製造方法によれば、上述した本発明の二次電池を効率良く製造することができる。
 なお、本発明の二次電池の製造方法は、上述した塗工工程以外のその他の工程を含んでいてもよい。
<塗工工程>
 塗工工程では、正極とセパレータとの貼り合わせ面Xおよび負極とセパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zの形状と相似する形状を有し、面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eが、面Zの中央領域P以外のその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fよりも大きくなるように、面Zに接着材料を塗工する。
 なお、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eがその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fよりも大きくなるように面Zに接着材料を塗工する方法としては、例えば、「二次電池」の項で上述した接着材料の塗工方法を用いることができる。
 そして、中央領域Pにおける接着材料の被覆率E、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率F、および被覆率Eと被覆率Fとの比(E/F)の値の範囲なども、「二次電池」の項で上述した好適な範囲内で設定することができる。
 また、塗工工程に使用する正極、セパレータ、負極および接着材料としては、「二次電池」の項で上述したものをそれぞれ用いることができる。
<その他の工程>
 その他の工程としては、例えば、積層工程、および、組み立て工程、などが挙げられる。
<<積層工程>>
 積層工程では、上述した所定の条件で面Zに接着材料を塗工した後に、正極と、セパレータと、負極とを、この順で積層させて、積層体を得る。
 なお、「二次電池」の項で上述した積層体の製造方法を用いて、上記塗工工程および積層工程を当該積層体の製造方法における一部の工程として実施することで、積層体を得ることもできる。
<<組み立て工程>>
 組み立て工程は、積層体と電解液とを用いて二次電池を組み立てる工程であり、例えば、積層体を重ね合わせて得た重ね合わせ体に対し、必要に応じて追加の電池部材(電極および/またはセパレータなど)を更に積層した後、得られた積層体を電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口することにより組み立てる工程である。
 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、製造例、実施例および比較例において、ガラス転移温度、体積平均粒子径、膨潤度、接着材料の形状、塗工領域の目付量、電極とセパレータとのドライ接着力、二次電池のサイクル特性、出力特性および放電時の温度差は、下記の方法で測定および評価した。
<ガラス転移温度>
 製造例1~6により作製した粒子状重合体の水分散液を温度130℃下で1時間乾燥することにより試料とした。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、測定温度範囲-100℃~200℃の間で、昇温速度10℃/分で、JIS Z8703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。なお、リファレンスとして空のアルミパンを用いた。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。
<体積平均粒子径>
 各製造例で調製した粒子状重合体の体積平均粒子径は、レーザー回折法にて測定した。具体的には、調製した粒子を含む水分散溶液(固形分濃度0.1質量%)を試料とし、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-13 320」)により得られた粒度分布(体積基準)において、小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径として求め、体積平均粒子径D50(nm)とした。
<膨潤度>
 各製造例で調製した粒子状重合体の水分散液を乾燥し、得られた乾燥物0.2g程度を温度200℃、圧力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、この試験片の質量W2(g)を測定した。次いで、試験片を、電解液(体積比:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート=3/7の混合溶媒に対して1mol/Lの濃度でLiPF6を溶解した液)に温度60℃で72時間浸漬した。その後、試験片を当該混合溶媒から取り出し、表面の混合溶媒を拭き取り、試験片の質量W3(g)を測定した。そして、下記式に従って、膨潤度(%)を算出した。
 膨潤度(%)=W3/W2×100
<接着材料の形状>
 レーザー顕微鏡(キーエンス社製、VR-3100)を用いて、貼り合わせ面に塗工された接着材料の形状を観察した。
<接着材料の目付量>
 各領域について、接着用組成物を供給する前と、接着用組成物を供給して乾燥した後との単位面積当たりの質量差から、接着材料の目付量を求めた。
<電極とセパレータとの接着力>
 各実施例および比較例と同様の条件の下、片面に接着材料が塗工された負極とセパレータを温度70℃、圧力1MPaのプレス条件で10秒間プレスし、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、負極の集電体側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、電極(負極)とセパレータとの接着性が高いことを示す。
 A:ピール強度が1.5N/m以上
 B:ピール強度が1.0N/m以上1.5N/m未満
 C:ピール強度が0.5N/m以上1.0N/m未満
 D:ピール強度が0.5N/m未満
<二次電池のサイクル特性>
 実施例および比較例において作製したリチウムイオン二次電池を、電解液注液後、温度25℃で5時間静置した。次に、温度25℃、0.2Cの定電流法にて、セル電圧3.65Vまで充電し、その後、温度60℃で12時間エージング処理を行った。そして、温度25℃、0.2Cの定電流法にて、セル電圧3.00Vまで放電した。その後、0.2Cの定電流法にて、CC-CV充電(上限セル電圧4.30V)を行い、0.2Cの定電流法にて3.00VまでCC放電を行なった。
 その後、温度45℃の環境下、セル電圧4.30-3.00V、1.0Cの充放電レートにて充放電の操作を100サイクル行った。そして、1サイクル目の容量、すなわち初期放電容量X1、および、100サイクル目の放電容量X2を測定し、容量維持率(%)=(X2/X1)×100を求め、以下の基準で評価した。この容量維持率の値が大きいほど、二次電池がサイクル特性に優れていることを示す。
 A:容量維持率が90%以上
 B:容量維持率が85%以上90%未満
 C:容量維持率が80%以上85%未満
 D:容量維持率が80%未満
<出力特性>
 作製したリチウムイオン二次電池を、温度25℃の雰囲気下で、4.3Vまで定電流定電圧(CCCV)充電し、セルを準備した。準備したセルを、温度-10℃の雰囲気下で、0.2Cおよび1Cの定電流法によって3.0Vまで放電し、電気容量を求めた。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(%))で表される放電容量維持率を求めた。これらの測定を、リチウムイオン二次電池5セルについて行い、求められた放電容量維持率の平均値を、出力特性として、以下の基準で評価した。この値が大きいほど、出力特性に優れることを示す。
 A:放電容量維持率の平均値が80%以上
 B:放電容量維持率の平均値が70%以上80%未満
 C:放電容量維持率の平均値が60%以上70%未満
 D:放電容量維持率の平均値が60%未満
(製造例1)
<粒子状重合体1の製造>
 撹拌機を備えた反応器に、イオン交換水100部、過硫酸アンモニウム0.3部を、それぞれ供給し、気相部を窒素ガスで置換し、温度80℃に昇温した。一方、別の容器で、イオン交換水40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0.2部、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン40.3部、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2-エチルヘキシルアクリレート27.3部、酸性基含有単量体としてメタクリル酸2.1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0.3部を混合して、コア部形成用単量体組成物を得た。このコア部形成用単量体組成物を3時間かけて前記反応器に連続的に添加して温度80℃で重合反応を行った。重合転化率が95%になるまで重合を継続させることにより、コア部を構成する粒子状の重合体を含む水分散液を得た。次いで、この水分散液に、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン29.7部、および酸性基含有単量体としてメタクリル酸0.3部を含むシェル部形成用単量体組成物を60分間かけて連続で供給し、重合を継続した。重合転化率が98%になった時点で冷却して反応を停止することにより、粒子状重合体1を含む水分散液を調製した。
 得られた粒子状重合体1の体積平均粒子径、膨潤度、およびガラス転移温度を測定した。結果を表1に示す。
 また、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて粒子状重合体の断面構造を観測することにより、粒子状重合体が、シェル部がコア部の外表面を部分的に覆っているコアシェル構造を有することを確認した。
(製造例2)
<粒子状重合体2の製造>
 製造例1の粒子状重合体の製造において、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン40.3部、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2-エチルヘキシルアクリレート27.3部、酸性基含有単量体としてメタクリル酸2.1部、および、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0.3部を含むコア部形成用単量体組成物に代えて、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのメチルメタクリレート17.0部およびブチルアクリレート36.1部、(メタ)アクリロニトリル単量体としてのアクリロニトリル14.0部、酸性基含有単量体としてメタクリル酸2.8部、および、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0.1部を含むコア部形成用単量体組成物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、コアシェル構造を有する粒子状重合体2の水分散液を調製した。そして、製造例1と同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
<粒子状重合体3の製造>
 製造例1の粒子状重合体の製造において、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン40.3部、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2-エチルヘキシルアクリレート27.3部、酸性基含有単量体としてメタクリル酸2.1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0.3部を含むコア部形成用単量体組成物に代えて、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン57.6部、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2-エチルヘキシルアクリレート39.0部、酸性基含有単量体としてメタクリル酸3.0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0.4部を含む単量体組成物を用いると共に、シェル部形成用単量体組成物を供給しなかったこと以外は、製造例1と同様にして、コアシェル構造を有しない粒子状重合体3の水分散液を調製した。そして、製造例1と同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(製造例4)
<粒子状重合体4の製造>
 撹拌機を備えた反応器に、イオン交換水90部、および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、温度80℃に昇温した。一方、別の容器でイオン交換水15部、乳化剤としてのネオぺレックスG15(花王ケミカル社製)1.0部、そして単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2-エチルヘキシルアクリレート70.0部、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン25.0部、架橋性単量体としてのアリルグリシジルエーテル1.7部およびアリルメタクリレート0.3部、並びに、酸性基含有単量体としてのアクリル酸3.0部を混合して単量体組成物を得た。
 この単量体組成物を4時間かけて前記反応器に連続的に添加して重合を行った。連続添加中は、温度80℃で反応を行った。連続添加終了後、さらに温度80℃で3時間撹拌して反応を終了した。
 得られた水分散体を温度25℃に冷却後、これに水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8.0に調整し、その後スチームを導入して未反応の単量体を除去し、コアシェル構造を有しない粒子状重合体4の水分散液を得た。そして、製造例1と同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(製造例5)
 製造例1の粒子状重合体の製造において、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン40.3部、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2-エチルヘキシルアクリレート27.3部、酸性基含有単量体としてメタクリル酸2.1部、および、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0.3部を含むコア部形成用単量体組成物に代えて、芳香族モノビニル単量体としてのスチレン20.2部、単官能(メタ)アクリル酸エステル単量体としての2-エチルヘキシルアクリレート47.6部、酸性基含有単量体としてメタクリル酸2.1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0.1部を含むコア部形成用単量体組成物を用いたこと以外は、製造例1と同様にして、コアシェル構造を有する粒子状重合体5の水分散液を調製した。そして、製造例1と同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(製造例6)
 製造例5の粒子状重合体の製造において、撹拌機を備えた反応器に、イオン交換水100部、過硫酸アンモニウム0.3部に加えて乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.03部を供給したこと以外は、製造例5と同様にして、コアシェル構造を有する粒子状重合体6の水分散液を調製した。そして、製造例1と同様にして各種測定を行った。結果を表1に示す。
(実施例1)
<接着用組成物の調製>
 製造例1で得られた粒子状重合体1の水分散液と、製造例4で得られた粒子状重合体4の水分散液とを、固形分量の質量比が100:10になるように混合し、さらに、イオン交換水を加えて、固形分濃度が10.5%になるように希釈した。得られた混合物に対して、プロピレングリコールを更に加えて、固形分濃度が10%になるように調整し、接着用組成物1を得た。
<負極原反の作製>
 撹拌機付き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、十分に撹拌した後、温度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、温度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、温度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、温度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の銅箔の両面上に、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/分の速度で温度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、温度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のプレス後の負極原反を得た。
<正極原反の作製>
 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(デンカ株式会社製、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のアルミ箔の両面上に、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/分の速度で温度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、温度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プレス後の正極原反を得た。
<セパレータ原反の準備>
 ポリプロピレン(PP)製のセパレータ原反(製品名「セルガード2500」)を準備した。
<積層体の製造>
 作製した接着用組成物、負極原反、正極原反およびセパレータ原反を用いて、図11に示すようにして積層体を作製した。なお、図11中、符号91は搬送ローラを示し、符号92はヒートローラを示す。
 具体的には、負極原反ロールから繰り出した負極原反20Aを10m/分の速度で搬送しつつ、負極原反20Aの一方の表面上に、インクジェット方式の塗工機52(コニカ製、KM1024(シアモードタイプ))のインクジェットヘッドから接着用組成物を供給し、セパレータ原反ロールから繰り出された第二セパレータ原反30Aと負極原反20Aとを圧着ローラ61,62で貼り合わせた。また、負極原反20Aの他方の表面上に、インクジェット方式の塗工機51(コニカ製、KM1024(シアモードタイプ))のインクジェットヘッドから接着用組成物を供給し、セパレータ原反ロールから繰り出された第1セパレータ原反10Aと、負極原反20Aおよび第二セパレータ原反30Aの積層体とを圧着ローラ61,62で貼り合わせた。更に、第一セパレータ原反10Aの負極原反20A側とは反対側の表面に、インクジェット方式の塗工機53(コニカ製、KM1024(シアモードタイプ))のインクジェットヘッドから接着用組成物を供給し、予め切断しておいた正極40を載置した後、第一セパレータ原反10A、負極原反20Aおよび第二セパレータ原反30Aの積層体と、正極40とを圧着ローラ61,62で貼り合わせた。そして、インクジェット方式の塗工機54(コニカ製、KM1024(シアモードタイプ))のインクジェットヘッドから正極40上へと接着用組成物を供給した後、切断機70で切断して、第二セパレータ、負極、第一セパレータ、正極がこの順で積層されてなる積層体を得た。
 なお、圧着ローラ61,62を用いた貼り合わせは、温度70℃、圧力1MPaで行った。
 さらに、供給した接着用組成物は、搬送ローラ91の一部にヒートローラ92を用いることで乾燥した(乾燥温度:70℃、乾燥時間:1秒)。
 ここで、塗工機51~54からの接着用組成物の供給は、表2に示すように行った。具体的には、電極とセパレータとの貼り合わせ面X,Yの中心と同じ位置に中心を有し、貼り合わせ面X,Yの形状と相似する形状を有し、且つ、貼り合わせ面X,Yの面積の10%の面積を有する領域を表2における「密に接着材料を塗工する領域S」とし、貼り合わせ面X,Yの「密に接着材料を塗工する領域S」以外の領域を「疎に接着材料を塗工する領域T」として、「密に接着材料を塗工する領域S」における「接着材料の被覆率」が3.0%、「接着材料の目付量」が0.180g/mとなり、「疎に接着材料を塗工する領域T」における「接着材料の被覆率」が0.79%、「接着材料の目付量」が0.044g/mとなるように接着層用組成物を塗工(供給)した。なお、「接着材料の被覆率」および「接着材料の目付量」における「接着材料」は、いずれも、接着用組成物が乾燥されて溶媒が除去された状態のものを指す。ここで、塗工する接着用組成物としては、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」のいずれにおいても、上述した接着用組成物1を用いた。また、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」のいずれにおいても、接着用組成物はドット状のパターンに配列させて塗工された。なお、乾燥後の接着用組成物(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、貼り合わせ面には、微小なドット状のパターンで配列された複数の接着材料が存在していた。「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」のいずれにおいても、ドット状のパターンで配列された接着材料のドットサイズは直径40μmであった。
 上記のように塗工することで、電極とセパレータとの貼り合わせ面X,Yの中心と同じ位置に中心を有し、貼り合わせ面X,Yの形状と相似形状であり、且つ、貼り合わせ面X,Yの面積の10%の面積を有する中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eは、3.0%、接着材料の目付量は0.180g/mとなり、貼り合わせ面X,Yのうち当該中央領域P以外のその他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fは0.79%、接着材料の目付量は0.044g/mとなった。
 そして、積層体の接着力を評価した。結果を表2に示す。
<二次電池の製造および単位面積当たりの抵抗の測定>
 作製した積層体を、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温度150℃のヒートシールで閉口して、リチウムイオン二次電池を製造した。電解液注液後、温度25℃で5時間静置した。次に、温度25℃、0.2Cの定電流法にて、セル電圧3.65Vまで充電し、その後、温度60℃で12時間エージング処理を行った。そして、温度25℃、0.2Cの定電流法にて、セル電圧3.00Vまで放電した。その後、0.2Cの定電流法にて、CC-CV充電(上限セル電圧4.30V)を行い、0.2Cの定電流法にて3.00VまでCC放電を行なった。
 その後、SOC(State Of Charge:充電深度):50%まで充電し、不活性ガス雰囲気下で解体した。解体した積層体の中央領域Pから有効面積が1cmになるように電極群を無作為に5個打ち抜き、それぞれタブリードを接合した後に外装材としてのアルミ包材外装で包み、上述した電解液を注液し、中央領域Pのみからなる二次電池を5個作製した。作製した電池を放電レート:3C、放電時間:10秒間の条件で放電した際の直流抵抗の値の平均値を中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aの値とした。なお、ここで言う「直流抵抗」は、放電前(0秒)の電圧をV0、10秒後の電圧をV1とした際に、下記の式により算出される抵抗値を指すものとする。
  直流抵抗=1cm×(V1-V0)/3Cの電流値
 また、上述同様、解体した積層体の中央領域P以外のその他の領域Qから有効面積が1cm×1cmとなるように電極群を無作為に10個打ち抜き、同様の方法にてその他の領域Qのみからなる二次電池を作製した。作製した電池を上述と同じ条件で放電した際の直流抵抗値の平均値を、その他の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bとし、抵抗値の比(A/B)を表2に示した。
 また、上記で作製した積層体を5つ重ね合わせ、温度70℃、圧力1MPaで10秒間プレスして得られた重ね合わせ体を作製し、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温度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作製した。得られた二次電池のサイクル特性、および出力特性を評価した。結果を表2に示す。
(実施例2)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の10%から20%に変更し、「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の90%から80%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
 なお、上述した「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積の変更により、上述した中央領域Pは、「密に接着材料を塗工する領域S」のみからなるため、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eは3.0%、接着材料の目付量は0.180g/mのままであるが、その他の領域Qには、「密に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分と「疎に接着材料を塗工する領域T」に相当する部分とが混在するため、その他の領域Qおける接着材料の被覆率Fは1.04%、接着材料の目付量は0.059g/mとなった。なお、その他の領域Qに「密に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分と「疎に接着材料を塗工する領域T」に相当する部分とが混在する場合、その他の領域Qにおける接着材料の被覆率Fおよび目付量は、下記の式により求めることができる。
  (被覆率F)=(密に接着材料を塗工する領域Sにおける接着材料の被覆率)×(その他の領域Qに占める密に接着材料を塗工する領域Sの比率)+(疎に接着材料を塗工する領域Tにおける接着材料の被覆率)×(その他の領域Qに占める疎に接着材料を塗工する領域Tの比率)
  (目付量)=(密に接着材料を塗工する領域Sにおける接着材料の目付量)×(その他の領域Qに占める密に接着材料を塗工する領域Sの比率)+(疎に接着材料を塗工する領域Tにおける接着材料の目付量)×(その他の領域Qに占める疎に接着材料を塗工する領域Tの比率)
(実施例3)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」それぞれにおける接着材料の被覆率を変更することなく、ドット状に供給された接着用組成物のドットサイズを直径40μmから直径80μmに変更した。これにより、「密に接着材料を塗工する領域S」の接着材料の目付量は0.124g/m、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の目付量は0.031g/mとなった。その後、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例4)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」それぞれにおける接着材料の被覆率を変更することなく、ドット状に供給された接着用組成物のドットサイズを直径40μmから直径20μmに変更した。これにより、「密に接着材料を塗工する領域S」の接着材料の目付量は0.158g/m、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の目付量は0.040g/mとなった。その後、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例5)
 実施例1の積層体の製造において、「疎に接着材料を塗工する領域T」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率を0.79%から0.35%に変更し、接着材料の目付量を0.044g/mから0.022g/mに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例6)
 実施例1の積層体の製造において、「疎に接着材料を塗工する領域T」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率を0.79%から0.20%に変更し、接着材料の目付量を0.044g/mから0.011g/mに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例7)
 実施例1の積層体の製造において、「疎に接着材料を塗工する領域T」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率を0.79%から1.40%に変更し、接着材料の目付量を0.044g/mから0.079g/mに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例8)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率を3.00%から5.60%に変更し、接着材料の目付量を0.180g/mから0.316g/mに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例9)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率を3.00%から12.57%に変更し、接着材料の目付量を0.180g/mから0.712g/mに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例10)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」にドット状に供給された接着用組成物の中心間距離(ピッチ)を調整することで、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率を3.00%から1.40%に変更し、接着材料の目付量を0.180g/mから0.079g/mに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例11)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着用組成物の供給形状をドット状からストライプ状に変更し、「密に接着材料を塗工する領域S」における接着材料の被覆率を3.00%から9.09%に変更し、接着材料の目付量を0.180g/mから0.400g/mに変更し、「疎に接着材料を塗工する領域T」における接着材料の被覆率を0.79%から3.61%に変更し、接着材料の目付量を0.044g/mから0.100g/mに変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例12)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」に塗工する接着用組成物を、製造例1で調製した接着用組成物1から、下記の通りに調製した接着用組成物4に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
<接着用組成物4の調製>
 イオン交換水100部に、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5部を加えてディスパーにて撹拌し、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF-HFP;アルケマ社製「LBG」)の粉体10部を徐々に添加し、2時間撹拌することで、PVdF-HFPの固形分濃度10.5%の水分散液を得た。得られた水分散液に対して、プロピレングリコールを更に加えて、固形分濃度が10%となるように調整して、接着用組成物4を得た。
(実施例13)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の10%から50%に変更し、「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の90%から50%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
 なお、上述した「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積の変更により、上述した中央領域Pは、「密に接着材料を塗工する領域S」のみからなるため、中央領域Pにおける接着材料の被覆率Eは3.0%、接着材料の目付量は0.180g/mのままであるが、その他の領域Qには、「密に接着材料を塗工する領域S」に相当する部分と「疎に接着材料を塗工する領域T」に相当する部分とが混在するため、その他の領域Qおける接着材料の被覆率Fは1.77%、接着材料の目付量は0.104g/mとなった。
(実施例14)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」に代えて、「塗工領域S1」とし、当該「塗工領域S1」に、接着材料の被覆率が3.00%、目付量が0.180g/cmとなるように、下記の通りに調製した接着用組成物2を塗工すると共に、貼り合わせ面X,Yの「密に接着材料を塗工する領域S」以外の領域を「疎に接着材料を塗工する領域T」に代えて「塗工領域S2」とし、当該「塗工領域S2」に、接着材料の被覆率が3.00%、目付量が0.180g/cmとなるように、接着用組成物1を塗工したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表3に示す。
<接着層用組成物2の調製>
 実施例1の接着層用組成物の調製において、製造例1で得られたコアシェル構造を有する粒子状重合体1の水分散液に代えて、製造例2で得られたコアシェル構造を有する粒子状重合体2の水分散液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物2を得た。
(実施例15)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」に代えて、「塗工領域S1」とし、当該「塗工領域S1」に、接着材料の被覆率が3.00%、目付量が0.180g/cmとなるように、下記の通りに調製した接着用組成物3を塗工すると共に、貼り合わせ面X,Yの「密に接着材料を塗工する領域S」以外の領域を「疎に接着材料を塗工する領域T」に代えて「塗工領域S2」とし、当該「塗工領域S2」に、接着材料の被覆率が3.00%、目付量が0.180g/cmとなるように、接着用組成物1を塗工したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表3に示す。
<接着層用組成物3の調製>
 実施例1の接着層用組成物の調製において、製造例1で得られたコアシェル構造を有する粒子状重合体1の水分散液に代えて、製造例3で得られたコアシェル構造を有しない粒子状重合体3の水分散液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物3を得た。
(実施例16)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」に塗工する接着用組成物を、製造例1で調製した接着用組成物1から、下記の通りに調製した接着用組成物5に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表4に示す。
<接着層用組成物5の調製>
 実施例1の接着層用組成物の調製において、製造例1で得られたコアシェル構造を有する粒子状重合体1の水分散液に代えて、製造例5で得られたコアシェル構造を有する粒子状重合体5の水分散液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物5を得た。
(実施例17)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」および「疎に接着材料を塗工する領域T」に塗工する接着用組成物を、製造例1で調製した接着用組成物1から、下記の通りに調製した接着用組成物6に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表4に示す。
<接着層用組成物6の調製>
 実施例1の接着層用組成物の調製において、製造例1で得られたコアシェル構造を有する粒子状重合体1の水分散液に代えて、製造例6で得られたコアシェル構造を有する粒子状重合体6の水分散液を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物6を得た。
(比較例1)
 塗工機51~54としてインクジェット方式の塗工機に替えてグラビアコーターを使用し、貼り合わせ面全体に接着用組成物1を塗工することで、貼り合わせ面X,Y全体の接着材料の被覆率を90%とし、接着材料の目付量を0.220g/mとしたこと以外は、実施例1と同様にして、接着材料、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例2)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の10%から100%に変更し、「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の90%から0%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例3)
 実施例1の積層体の製造において、「密に接着材料を塗工する領域S」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の10%から0%に変更し、「疎に接着材料を塗工する領域T」の面積を貼り合わせ面X,Yの面積の90%から100%に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、接着用組成物、負極原反、正極原反、セパレータ原反、積層体、および二次電池を作製および準備した。
 そして、実施例1と同様にして各種測定および評価を行った。結果を表2に示す。
 なお、表1~4中、
 「MMA」は、メチルメタクリレートを示し、
 「BA」は、ブチルアクリレートを示し、
 「2EHA」は、2-エチルヘキシルアクリレートを示し、
 「AN」は、アクリロニトリルを示し、
 「St」は、スチレンを示し、
 「MAA」は、メタクリル酸を示し、
 「AA」は、アクリル酸を示し、
 「AGE」は、アリルグリシジルエーテルを示し、
 「AMA」は、アリルメタクリレートを示し、
 「EDMA」は、エチレングリコールジメタクリレートを示す。
 また、表2中、
 「PVdF-HFP」は、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン共重合体を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 表2、3、4より、正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する二次電池であって、正極とセパレータとの貼り合わせ面Xおよび負極とセパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zの形状と相似する形状を有し、面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aが、面Zにおける中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きい実施例1~17の二次電池は、サイクル特性に優れていることが分かる。
 一方、上記中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aが面Zにおける中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きくない比較例1~3では、二次電池のサイクル特性に劣ることが分かる。
 本発明によれば、サイクル特性に優れた二次電池を提供することができる。
10 第一セパレータ
10A 第一セパレータ原反
20 負極
20A 負極原反
21 負極用集電体
22,23 負極合材層
24 第一端縁
25 第二端縁
26 第三端縁
27 第四端縁
30 第二セパレータ
30A 第二セパレータ原反
40 正極
41 正極用集電体
42,43 正極合材層
50 液滴
51~54 塗工機(ノズルヘッド)
55 ノズル
60 基材
61,62 圧着ローラ
70 切断機
91 搬送ローラ
92 ヒートローラ
Z 面
R 中心
P 中央領域
Q その他の領域
r ドットの半径
x,y ドットの中心間距離
l 塗工部の線幅
s 塗工部の間隔(未塗工部の線幅)
S 密に接着材料を塗工する領域
T1 疎に接着材料を塗工する領域
T2 より疎に接着材料を塗工する領域
T3 更に疎に接着材料を塗工する領域
100,100A 積層体
200 重ね合わせ体
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 (11)

  1.  正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する二次電池であって、
     前記正極と前記セパレータとの貼り合わせ面Xおよび前記負極と前記セパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zの形状と相似する形状を有し、前記面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、前記面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pの単位面積当たりの抵抗Aが、前記面Zにおける前記中央領域P以外の領域Qの単位面積当たりの抵抗Bよりも大きい、二次電池。
  2.  前記面Zに接着材料が存在し、
     前記面Zの前記中央領域Pにおける前記接着材料の被覆率Eが、前記面Zの前記中央領域P以外の領域Qにおける前記接着材料の被覆率Fよりも大きい、請求項1に記載の二次電池。
  3.  前記被覆率Eが1.1%以上30%以下である、請求項2に記載の二次電池。
  4.  前記被覆率Fが0.3%以上0.4×E%未満である、請求項2または3に記載の二次電池。
  5.  前記面Zに接着材料が存在し、
     前記面Zにおける前記接着材料の被覆率が、前記面Zの中心から前記面Zの周縁に向かって漸減する、請求項1~4のいずれかに記載の二次電池。
  6.  前記面Zに接着材料が存在し、
     前記接着材料が、粒子状重合体を含み、
     前記粒子状重合体が、コア部と、前記コア部の外表面を部分的に覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有する、請求項1~5のいずれかに記載の二次電池。
  7.  正極と、セパレータと、負極とが、この順で、積層されてなる積層体を有する二次電池の製造方法であって、
     前記正極と前記セパレータとの貼り合わせ面Xおよび前記負極と前記セパレータとの貼り合わせ面Yの少なくともいずれかである面Zに接着材料を塗工する工程を含み、
     前記面Zの形状と相似する形状を有し、前記面Zの中心と同一の位置に中心を有し、且つ、前記面Zの面積の10%の面積を有する中央領域Pにおける前記接着材料の被覆率Eが、前記面Zの前記中央領域P以外の領域Qにおける前記接着材料の被覆率Fよりも大きい、二次電池の製造方法。
  8.  前記被覆率Eが1.1%以上30%以下である、請求項7に記載の二次電池の製造方法。
  9.  前記被覆率Fが0.3%以上0.4×E%未満である、請求項7または8に記載の二次電池の製造方法。
  10.  前記面Zにおける前記接着材料の被覆率が、前記面Zの中心から前記面Zの周縁に向かって漸減する、請求項7~9のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
  11.  前記接着材料が、粒子状重合体を含み、
     前記粒子状重合体が、コア部と、前記コア部の外表面を部分的に覆うシェル部とを備えるコアシェル構造を有する、請求項7~10のいずれかに記載の二次電池の製造方法。
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