WO2024024913A1 - 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極、および非水系二次電池 - Google Patents

非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極、および非水系二次電池 Download PDF

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mass
binder
electrode
polymer
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健太郎 早坂
エイソウ ソウ
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日本ゼオン株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • C08F265/06Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
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    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes, a slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes, an electrode for non-aqueous secondary batteries, and a non-aqueous secondary battery.
  • Non-aqueous secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries have the characteristics of being small, lightweight, and have a high energy density, as well as being able to be repeatedly charged and discharged. Yes, and used for a wide range of purposes. Therefore, in recent years, improvements in battery components such as electrodes have been studied with the aim of further improving the performance of non-aqueous secondary batteries.
  • electrodes used in secondary batteries such as lithium ion secondary batteries usually include a current collector and an electrode composite material layer (positive electrode composite material layer or negative electrode composite material layer) formed on the current collector. It is equipped with This electrode mixture layer is formed by, for example, applying a slurry composition containing an electrode active material and a binder composition containing a binding material onto the current collector, and drying the applied slurry composition. It is formed.
  • Patent Documents 1 to 4 monomers such as aromatic vinyl monomer units, aliphatic conjugated diene monomer units, carboxyl group-containing monomer units, etc. are used as binding materials contained in the binder composition. It is described that a particulate polymer containing units is used.
  • the binder composition is required to have good tackiness.
  • the adhesion between the electrode mixture layer and the current collector i.e., the peel strength of the electrode
  • an object of the present invention is to provide a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode that can form an electrode for a non-aqueous secondary battery with excellent peel strength and has good tackiness.
  • Another object of the present invention is to provide a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode that can form an electrode for a non-aqueous secondary battery with excellent peel strength.
  • an object of the present invention is to provide an electrode for a non-aqueous secondary battery that has excellent peel strength, and a non-aqueous secondary battery that includes the electrode for a non-aqueous secondary battery.
  • the present inventors conducted extensive studies with the aim of solving the above problems.
  • the present inventors made the particulate binder contain a polymer (A) containing a (meth)acrylic acid ester monomer unit. , and the particulate shape measured by dynamic light scattering at pH 8.0 with respect to the average particle diameter Da (pH 6.0) of the particulate binder measured by dynamic light scattering at pH 6.0. If the ratio of the average particle diameter Da (pH 8.0) of the binder (Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) ) is within a predetermined range, good tackiness of the binder composition can be maintained. However, the inventors have discovered that an electrode formed using the slurry composition can exhibit excellent peel strength, and have completed the present invention.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode containing a particulate binder and water includes a polymer (A) containing a (meth)acrylic acid ester monomer unit, The particulate binder measured by dynamic light scattering at pH 8.0 relative to the average particle diameter Da (pH 6.0) of the particulate binder measured by dynamic light scattering at pH 6.0
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode in which the ratio of average particle diameter Da (pH 8.0) (Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) is more than 1.10.
  • the particulate binder contains the polymer (A) containing (meth)acrylic acid ester monomer units, and the ratio of Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) is set to a predetermined value.
  • a binder composition within this range has good tackiness and can form an electrode with excellent peel strength.
  • the "monomeric unit" of a polymer means "a repeating unit derived from the monomer and contained in a polymer obtained using the monomer.”
  • the average particle diameter Da of the particulate polymer can be specifically measured by the method described in the Examples of this specification.
  • the particulate binder is the non-aqueous binder according to [1] above, wherein the surface layer contains a polymer (B) containing 80% by mass or more of acidic functional group-containing monomer units. It is preferred to provide a binder composition for secondary battery electrodes. Since the particulate binder contains the polymer (B) containing acidic functional group-containing monomer units in the surface layer, the binder composition has better tackiness and an electrode with better peel strength. can be formed.
  • the present invention [3] Provide the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to [2] above, wherein the particulate binder has particles containing the polymer (A) inside the surface layer portion. is preferred. By having particles containing the polymer (A) inside the surface layer portion, the binder composition has better tackiness and can form an electrode with better peel strength.
  • the particles are core-shell particles having a core part and a shell part,
  • the core portion includes the polymer (A),
  • the polymer (A) contains a (meth)acrylic acid ester monomer unit in a proportion of 80% by mass or more. is preferred. Since the particles are core-shell particles, the binder composition has better tackiness and can form an electrode with more excellent peel strength.
  • the present invention [5] The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to [4] above, wherein the shell portion contains a polymer (C) containing aromatic vinyl monomer units in a proportion of 80% by mass or more. It is preferable to provide By including the polymer (C) in which the shell portion contains an aromatic vinyl monomer unit, the binder composition has better tackiness and can form an electrode with more excellent peel strength.
  • the present invention [6] The binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to [4] or [5] above, wherein the core portion accounts for 50% by mass or more and 98% by mass or less in the particulate binder. It is preferable to provide something.
  • the binder composition has better tackiness and can form an electrode with better peel strength.
  • the present invention [7] It is preferable to provide the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to any one of [1] to [6] above, which has a pH of 6.0 or more and 10.0 or less. When the pH is within the above range, the binder composition has better tackiness and can form an electrode with more excellent peel strength.
  • the present invention [8] Provides a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode, comprising an electrode active material and the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to any one of [1] to [7] above.
  • a slurry composition has good tackiness and can form an electrode with excellent peel strength.
  • an electrode for a non-aqueous secondary battery comprising an electrode mixture layer formed using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to [8] above.
  • Such a slurry electrode has excellent peel strength.
  • the present invention [10] Has a positive electrode, a negative electrode, a separator and an electrolyte, A non-aqueous secondary battery is provided, in which at least one of the positive electrode and the negative electrode is the non-aqueous secondary battery electrode according to [9] above.
  • Such non-aqueous secondary batteries have an improved lifespan by using electrodes with excellent peel strength, and also have excellent performance in terms of internal resistance and cycle characteristics.
  • the present invention it is possible to form a non-aqueous secondary battery electrode with excellent peel strength, and to provide a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode that has good tackiness. Further, according to the present invention, it is possible to provide a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode that can form an electrode for a non-aqueous secondary battery with excellent peel strength. Further, according to the present invention, it is possible to provide an electrode for a non-aqueous secondary battery that has excellent peel strength, and a non-aqueous secondary battery that includes the electrode for a non-aqueous secondary battery.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as "binder composition”) is the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention (hereinafter, sometimes simply referred to as "binder composition”). (sometimes simply referred to as a "slurry composition”).
  • the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes prepared using the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention can be used when manufacturing electrodes for non-aqueous secondary batteries such as lithium ion secondary batteries. It can be used for.
  • the non-aqueous secondary battery of the present invention includes an electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention (hereinafter simply referred to as "electrode") formed using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention. ).
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes, the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes, and the electrode for non-aqueous secondary batteries of the present invention are preferably for negative electrodes.
  • the secondary battery preferably uses the non-aqueous secondary battery electrode of the present invention as a negative electrode.
  • the binder composition for a nonaqueous secondary battery electrode of the present invention includes a particulate binder and water, and the particulate binder is a polymer containing a (meth)acrylic acid ester monomer unit.
  • A and measured by dynamic light scattering at pH 8.0 relative to the average particle diameter Da (pH 6.0) of the particulate binder measured by dynamic light scattering at pH 6.0.
  • the ratio of the average particle diameter Da (pH 8.0) of the particulate binder (Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) ) is within a predetermined range.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention contains the above-mentioned predetermined particulate binder, and therefore has good tackiness, and can be formed using a slurry composition containing the binder composition. This allows the electrode to exhibit excellent peel strength.
  • the performance of a secondary battery can be improved, for example, battery characteristics such as cycle characteristics can be improved.
  • the internal resistance of the secondary battery can be reduced.
  • an electrode can be manufactured by coating (coating and drying) a slurry composition prepared using the binder composition at high speed. Even if there is, the formed electrode can exhibit excellent peel strength.
  • the particulate binder is used as a component for retaining components such as electrode active materials so that they do not separate from the electrode composite layer in the electrode composite layer formed using a slurry composition containing a binder composition.
  • the particulate binder is a water-insoluble particle made of a predetermined polymer.
  • particles such as particulate binder are "water-insoluble" when the insoluble matter is 90% by mass or more when 0.5g of particles is dissolved in 100g of water at a temperature of 25°C. It means that.
  • the particulate binder may have any structure as long as it contains the polymer (A) and Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) is within a predetermined range .
  • the polymer (B) may be included in the surface layer portion.
  • the polymer (B) preferably contains acidic functional group-containing monomer units in a proportion of 80% by mass or more.
  • examples of the structure containing the polymer (B) in the surface layer include a structure having particles containing the polymer (A) inside the surface layer made of the polymer (B).
  • the particles containing the polymer (A) located inside the surface layer portion are not particularly limited, but include (i) particles made of the polymer (A), (ii) a core portion and a shell portion. and core-shell particles having one of the core portion and the shell portion formed using polymer A, and the like.
  • the core part is a core-shell particle containing the polymer (A)
  • the core part is a core-shell particle containing the polymer (A)
  • the core part is a core-shell particle containing the polymer (A)
  • the core-shell particles include a polymer (C) in which the shell portion contains aromatic vinyl monomer units in a proportion of 80% by mass or more.
  • the proportion of the core portion in the particulate binder is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, It is more preferably 60% by mass or more, preferably 98% by mass or less, more preferably 95% by mass or less, even more preferably 90% by mass or less, and even more preferably 80% by mass or less. is particularly preferred.
  • the proportion of the core portion in the particulate binder is within the above range, the peel strength of the electrode and the tackiness of the composition can be improved.
  • the proportion of the shell portion in the particulate binder is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, It is more preferably 10% by mass or more, preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less.
  • the proportion of the core portion in the particulate binder is within the above range, the peel strength of the electrode and the tackiness of the composition can be improved.
  • the proportion of the surface layer in the particulate binder is preferably 0.5% by mass or more, and 1% by mass. It is more preferably at least 2% by mass, even more preferably at least 30% by mass, more preferably at most 25% by mass, even more preferably at most 20% by mass. .
  • the proportion of the core portion in the particulate binder is within the above range, the peel strength of the electrode and the tackiness of the composition can be improved.
  • the polymer (A) contains (meth)acrylic acid ester monomer units. Further, the polymer (A) optionally further contains an acidic functional group-containing monomer unit, an unsaturated carboxylic acid amide monomer unit, an unsaturated carboxylic acid epoxy monomer unit, and a crosslinkable monomer unit. You may do so. Further, the polymer (A) may optionally contain a (meth)acrylic acid ester monomer unit, an acidic functional group-containing monomer unit, an unsaturated carboxylic acid amide monomer unit, an unsaturated carboxylic acid epoxy monomer unit, etc. It may further contain monomer units other than the above unit (hereinafter sometimes referred to as "other monomer units"). Specific examples of the monomer units contained in the polymer (A) will be described later.
  • the polymer (A) preferably contains (meth)acrylic acid ester monomer units when the amount of all repeating units (monomer units) in the polymer (A) is 100% by mass. It is contained in a proportion of 80% by mass or more, more preferably 85% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, preferably 100% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, still more preferably 98% by mass or less.
  • the polymer (A) has a (meth)acrylic acid ester monomer content when the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers constituting the particulate binder is 100% by mass.
  • the proportion of body units is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, still more preferably 70% by mass or more, preferably 90% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, even more preferably 77% by mass or less.
  • the polymer (A) preferably contains acidic functional group-containing monomer units at 0.1% by mass when the amount of all repeating units (monomer units) in the polymer (A) is 100% by mass.
  • the content is more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1.0% by mass or more, preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, still more preferably 4% by mass or less.
  • the polymer (A) is composed of acidic functional group-containing monomer units, when the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers constituting the particulate binder is 100% by mass.
  • the proportion of acidic functional group-containing monomer units in the monomer units in the polymer (A) is within the above range, the cycle characteristics of the secondary battery can be improved.
  • the polymer (A) preferably contains 0.1 mass% of unsaturated carboxylic acid amide monomer units when the amount of all repeating units (monomer units) in the polymer (A) is 100% by mass. % or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more, preferably 12% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less.
  • the polymer (A) is an unsaturated carboxylic acid amide monomer when the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers constituting the particulate binder is 100% by mass.
  • the unit preferably contains 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 3% by mass. Contain in the following proportions.
  • the proportion of unsaturated carboxylic acid amide monomer units in the monomer units in the polymer (A) is within the above range, the cycle characteristics of the secondary battery can be improved.
  • the polymer (A) preferably contains 0.1% by mass or more of crosslinkable monomer units, when the amount of all repeating units (monomer units) in the polymer (A) is 100% by mass.
  • the content is more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.8% by mass or more, preferably 12% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less.
  • the polymer (A) preferably contains crosslinkable monomer units when the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers constituting the particulate binder is 100% by mass.
  • the cycle characteristics of the secondary battery can be improved.
  • the polymer (A) When the amount of all repeating units (monomeric units) in the polymer (A) is 100% by mass, the polymer (A) preferably contains 0.1% by mass or more of other monomeric units, The content is more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 1.0% by mass or more, preferably 12% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, still more preferably 3.0% by mass or less. In addition, the polymer (A) preferably contains other monomer units when the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers constituting the particulate binder is 100% by mass.
  • the polymer (B) contains acidic functional group-containing monomer units. Further, the polymer (B) may optionally further contain monomer units other than the acidic functional group-containing monomer units. Specific examples of the "acidic functional group-containing monomer unit" will be described later.
  • the acidic functional group-containing monomer unit contained in the polymer (B) is the acidic functional group contained in the polymer (A). It may be the same as or different from the monomer unit contained.
  • the polymer (B) preferably contains 80% by mass of acidic functional group-containing monomer units when the amount of all repeating units (monomer units) in the polymer (B) is 100% by mass. % or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, particularly preferably 100% by mass.
  • the polymer (B) is an acidic functional group-containing monomer unit when the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers constituting the particulate binder is 100% by mass.
  • the proportion of Contains in When the proportion of acidic functional group-containing monomer units in the monomer units in the polymer (B) is within the above range, the peel strength of the electrode can be improved.
  • the polymer (C) contains aromatic vinyl monomer units. Further, the polymer (C) may optionally further contain monomer units other than aromatic vinyl monomer units. Specific examples of the "aromatic vinyl monomer unit" will be described later.
  • the aromatic vinyl monomer unit contained in the polymer (C) is the aromatic vinyl monomer unit contained in the polymer (A). It may be the same as the body unit or may be different.
  • the polymer (C) preferably contains 80% by mass of aromatic vinyl monomer units when the amount of all repeating units (monomer units) in the polymer (C) is 100% by mass.
  • the content is more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, particularly preferably 100% by mass.
  • the polymer (C) contains aromatic vinyl monomer units when the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers constituting the particulate binder is 100% by mass.
  • the proportion of aromatic vinyl monomer units in the monomer units in the polymer (C) is within the above range, the tackiness of the composition can be improved.
  • Monomer units contained in polymer (A), polymer (B), and polymer (C) are as follows.
  • Examples of the (meth)acrylic ester monomer that can form the (meth)acrylic ester monomer unit in the particulate binder include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, and n-propyl acrylate.
  • butyl acrylate such as butyl acrylate and t-butyl acrylate
  • octyl acrylate such as pentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate, etc.
  • Acrylic acid alkyl esters and butyl methacrylates such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate and t-butyl methacrylate, octyl esters such as pentyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate
  • methacrylic acid alkyl esters such as methacrylate, nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-tetradecyl methacrylate, and stearyl methacrylate. Note that these may be used alone or in combination of two or more in any ratio.
  • acidic functional group-containing monomer unit examples of the acidic functional group-containing monomer that can form the acidic functional group-containing monomer unit in the particulate binder include phosphoric acid group-containing monomer units, sulfonic acid group-containing monomer units, and , a carboxylic acid group-containing monomer unit. Among these, carboxylic acid group-containing monomer units are preferred.
  • the phosphoric acid group-containing monomer is a monomer having a phosphoric acid group and a polymerizable group that can be copolymerized with other monomers.
  • organic groups as R 1a and R 2a include aliphatic groups such as octyl groups, aromatic groups such as phenyl groups, and the like.
  • Examples of the phosphoric acid group-containing monomer include compounds containing a phosphoric acid group and an allyloxy group. Examples of compounds containing a phosphoric acid group and an allyloxy group include 3-allyloxy-2-hydroxypropane phosphoric acid.
  • the sulfonic acid group-containing monomer is a monomer having a sulfonic acid group and a polymerizable group that can be copolymerized with other monomers.
  • sulfonic acid group-containing monomers include sulfonic acid group-containing monomers or salts thereof that have no functional groups other than sulfonic acid groups and polymerizable groups, and sulfonic acid group-containing monomers that have no functional groups other than sulfonic acid groups and polymerizable groups.
  • Examples include monomers containing an amide group or salts thereof, and monomers containing a hydroxyl group or salts thereof in addition to a sulfonic acid group and a polymerizable group.
  • Examples of sulfonic acid group-containing monomers having no functional group other than a sulfonic acid group and a polymerizable group include monomers obtained by sulfonating one of the conjugated double bonds of diene compounds such as isoprene and butadiene. , vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, allylsulfonic acid, and the like. Further, examples of the salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, and the like. Examples of monomers containing an amide group in addition to a sulfonic acid group and a polymerizable group include 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS).
  • AMPS 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid
  • examples of the salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, and the like.
  • examples of the monomer containing a hydroxyl group in addition to a sulfonic acid group and a polymerizable group include 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid (HAPS).
  • examples of the salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, and the like. Among these, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid (AMPS) and salts thereof are preferred.
  • the carboxylic acid group-containing monomer can be a monomer having a carboxylic acid group and a polymerizable group.
  • Specific examples of the carboxylic acid group-containing monomer include ethylenically unsaturated carboxylic acid monomers.
  • ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer examples include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids and their derivatives, ethylenically unsaturated dicarboxylic acids and their acid anhydrides, and their derivatives.
  • ethylenically unsaturated monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid.
  • Examples of derivatives of ethylenically unsaturated monocarboxylic acids include 2-ethyl acrylic acid, isocrotonic acid, ⁇ -acetoxyacrylic acid, ⁇ -trans-aryloxyacrylic acid, ⁇ -chloro- ⁇ -E-methoxyacrylic acid and Examples include ⁇ -diaminoacrylic acid.
  • Examples of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid and itaconic acid.
  • Examples of acid anhydrides of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include maleic anhydride, acrylic anhydride, methylmaleic anhydride, and dimethylmaleic anhydride.
  • Examples of derivatives of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include methylallyl maleate such as methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, and fluoromaleic acid; as well as diphenyl maleate and nonyl maleate. , decyl maleate, dodecyl maleate, octadecyl maleate, and fluoroalkyl maleate.
  • ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid are preferred.
  • the water-insoluble particulate polymer may contain only one type of acidic group-containing monomer unit, or may contain a combination of two or more types.
  • Unsaturated carboxylic acid amide monomer unit examples of the unsaturated carboxylic acid amide monomer that can form the unsaturated carboxylic acid amide monomer unit in the particulate binder include acrylamide, methacrylamide, N-methylolacrylamide, N-methylolmethacrylamide, and N-methylolmethacrylamide. , N-dimethylacrylamide, hydroxyethylacrylamide, and the like. Note that these may be used alone or in combination of two or more in any ratio.
  • the crosslinkable monomer that can form the crosslinkable monomer unit in the particulate binder is not particularly limited, and includes monomers that can form a crosslinked structure through polymerization.
  • Examples of crosslinkable monomers include monomers that typically have thermal crosslinkability. More specifically, a crosslinkable monomer having a thermally crosslinkable crosslinkable group and one olefinic double bond per molecule; a crosslinkable monomer having two or more olefinic double bonds per molecule One example is the body.
  • thermally crosslinkable groups examples include epoxy groups, N-methylolamide groups, oxetanyl groups, oxazoline groups, and combinations thereof.
  • epoxy groups are more preferred since crosslinking and crosslinking density can be easily controlled.
  • crosslinkable monomers having an epoxy group as a thermally crosslinkable crosslinkable group and an olefinic double bond include vinyl glycidyl ether, allyl glycidyl ether, butenyl glycidyl ether, o- Unsaturated glycidyl ethers such as allyl phenyl glycidyl ether; butadiene monoepoxide, chloroprene monoepoxide, 4,5-epoxy-2-pentene, 3,4-epoxy-1-vinylcyclohexene, 1,2-epoxy-5,9- monoepoxides of dienes or polyenes such as cyclododecadiene; alkenyl epoxides such as 3,4-epoxy-1-butene, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-9-decene; and glycidyl acrylates, Glycidyl methacryl
  • examples include (meth)acrylamides.
  • crosslinkable monomers having an oxetanyl group as a thermally crosslinkable crosslinkable group and an olefinic double bond include 3-((meth)acryloyloxymethyl)oxetane, 3-( (meth)acryloyloxymethyl)-2-trifluoromethyloxetane, 3-((meth)acryloyloxymethyl)-2-phenyloxetane, 2-((meth)acryloyloxymethyl)oxetane and 2-((meth)acryloyl (oxymethyl)-4-trifluoromethyloxetane.
  • crosslinkable monomers having an oxazoline group as a thermally crosslinkable crosslinkable group and an olefinic double bond examples include 2-vinyl-2-oxazoline, 2-vinyl-4-methyl -2-oxazoline, 2-vinyl-5-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-4-methyl-2-oxazoline, 2-isopropenyl-5-methyl-2- Mention may be made of oxazoline and 2-isopropenyl-5-ethyl-2-oxazoline.
  • crosslinkable monomers having two or more olefinic double bonds per molecule examples include allyl (meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, and triethylene glycol.
  • "(meth)acrylate” means acrylate and/or methacrylate.
  • One type of crosslinkable monomer may be used alone, or a plurality of types may be used in combination.
  • examples include styrene and aromatic monovinyl compounds such as vinylnaphthalene. Among them, styrene is preferred. These can be used alone or in combination of two or more, but it is preferable to use one type alone.
  • Other monomer units that the particulate polymer may further include are not particularly limited, but include, for example, hydrophilic monomer units that do not contain acidic groups.
  • the particulate polymer further contains a hydrophilic monomer unit that does not contain an acidic group as another monomer unit. If the particulate polymer further contains a hydrophilic monomer unit that does not contain an acidic group, the tack strength of the binder composition can be reduced.
  • Hydrophilic monomers that do not contain acidic groups that can form hydrophilic monomer units that do not contain acidic groups in particulate polymers include, for example, hydroxyl group-containing monomers; nitrile groups such as (meth)acrylonitrile; Containing monomers; polyalkylene oxide structure-containing monomers; and the like. These may be used alone or in combination of two or more in any ratio.
  • (meth)acrylic means acrylic and/or methacryl
  • (meth)acrylonitrile” means acrylonitrile and/or methacrylonitrile.
  • examples of the hydroxyl group-containing monomer include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth)allyl alcohol, 3-buten-1-ol, and 5-hexen-1-ol; 2-hydroxyethyl vinyl ether, 2- Vinyl ethers such as hydroxypropyl vinyl ether; (meth)allyl-2-hydroxyethyl ether, (meth)allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth)allyl-3-hydroxypropyl ether, (meth)allyl-2-hydroxybutyl ether , (meth)allyl-3-hydroxybutyl ether, (meth)allyl-4-hydroxybutyl ether, (meth)allyl-6-hydroxyhexyl ether, and other alkylene glycol mono(meth)allyl ethers; diethylene glycol mono(meth)allyl Polyoxyalkylene glycol mono(meth)allyl ethers such as ether, dipropylene glycol mono(meth)allyl ether;
  • a polyethylene oxide structure-containing monomer can be used.
  • the number of carbon atoms in the alkyl group constituting R 2 is preferably 3 or less, more preferably 2 or less, and even more preferably 1.
  • n is preferably 7 or more, preferably 9 or more, and preferably 25 or less, more preferably 15 or less.
  • Examples include monomers containing a polyethylene oxide structure, such as product names "AM-90G”, “AM-130G”, “M-90G”, and “M-230G” (all manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.). These can be used alone or in combination of two or more in any ratio.
  • hydrophilic monomer that does not contain an acidic group it is preferable to use acrylonitrile from the viewpoint of further reducing the tack strength of the binder composition while suppressing foaming of the slurry composition containing the binder composition. .
  • the solubility in water of the hydrophilic monomer that does not contain an acidic group is preferably 10,000 mg/L or more, more preferably 12,000 mg/L or more, and 14,000 mg/L or more. is more preferable, preferably 2,000,000 mg/L or less, and more preferably 1,900,000 mg/L or less. If the solubility of the hydrophilic monomer that does not contain an acidic group in water is at least the above lower limit, the tack strength of the binder composition can be further reduced. On the other hand, if the solubility of the hydrophilic monomer that does not contain an acidic group in water is below the above upper limit, foaming of the slurry composition containing the binder composition can be suppressed.
  • “solubility in water” refers to solubility in water at 25°C.
  • the content of acid ester monomer units is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, and 90% by mass or less.
  • the content is preferably 80% by mass or less, more preferably 77% by mass or less.
  • Acidic functional group content in all polymers constituting particulate binder when the amount of all repeating units (monomer units) in all polymers constituting particulate binder is 100% by mass
  • the content ratio of monomer units is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, even more preferably 2% by mass or more, and 20% by mass or less.
  • the content is preferably 15% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 8% by mass or less.
  • the content of the amide monomer unit is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, and 10% by mass or less.
  • the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less.
  • the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers that make up the particulate binder is 100% by mass
  • the amount of crosslinkable monomers in all the polymers that make up the particulate binder The content of body units is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, and 10% by mass or less.
  • the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less.
  • the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers that make up the particulate binder is 100% by mass
  • the amount of aromatic vinyl units in all the polymers that make up the particulate binder is 100% by mass.
  • the content of the mer unit is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more, and preferably 30% by mass or less, It is more preferably 25% by mass or less, and even more preferably 20% by mass or less.
  • the amount of all repeating units (monomer units) in all the polymers that make up the particulate binder is 100% by mass
  • the amount of other monomers in all the polymers that make up the particulate binder The content of body units is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, and 10% by mass or less.
  • the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 2% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less.
  • the average particle diameter Da of the particulate binder measured by a dynamic light scattering method can vary depending on the pH.
  • the average particle diameter Da (pH 6.0) of the particulate binder measured by dynamic light scattering at pH 6.0 is preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, and 200 nm or more. It is more preferably 3 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and even more preferably 600 nm or less.
  • the average particle diameter Da (pH 8.0) of the particulate binder measured by dynamic light scattering at pH 8.0 is preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, and 200 nm or more. It is more preferably 3 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m or less, and even more preferably 600 nm or less.
  • the value of the average particle diameter Da of the particulate binder measured by a dynamic light scattering method depends on, for example, the type and amount of the monomer used to form the particulate binder, the polymerization method and conditions, and It can be adjusted depending on the structure of the particulate binder.
  • the average particle diameter Da of the particulate binder at each pH can be measured by the following method.
  • the pH of an aqueous dispersion (binder composition) containing a particulate binder is adjusted.
  • the pH can be adjusted, for example, by adding an acid (eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, citric acid, etc.) or a base (eg, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, etc.).
  • an acid eg, hydrochloric acid, sulfuric acid, nitric acid, acetic acid, citric acid, etc.
  • a base eg, sodium hydroxide, potassium hydroxide, aqueous ammonia, etc.
  • the particle size distribution of the aqueous dispersion (binder composition) after pH adjustment was measured using a particle size distribution measuring device (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., model "nanoSAQLA”) that uses dynamic light scattering as the measurement principle.
  • the particle size (D50) at which the cumulative frequency of light scattering intensity calculated from the small diameter side was 50% was defined as the average particle size Da.
  • the measurement conditions for the dynamic light scattering method are as follows. Dispersion medium: Ion exchange water Measurement temperature: 25 ⁇ 1°C Measured concentration (solid content concentration): 0.5% by mass Scattering angle: 168.8° Light source laser wavelength: 660nm
  • the ratio of the average particle diameter Da (pH 8.0) (Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) ) needs to be more than 1.10, and preferably 1.20 or more. , more preferably 1.50 or more, preferably 3.0 or less, more preferably 2.5 or less, and even more preferably 2.0 or less.
  • the peel strength of the electrode formed using the binder composition can be sufficiently improved.
  • the reason why the peel strength of the electrode formed using the binder composition can be sufficiently improved when the ratio of Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) is equal to or higher than the above lower limit is obvious.
  • the particulate binder migrates to the surface side of the electrode mixture layer (i.e., the side opposite to the current collector side). It is considered that the peel strength of the electrode can be sufficiently improved by having the particulate binder well dispersed and present in the electrode composite material layer.
  • the ratio of Da (pH 8.0) /Da (pH 6.0) is below the above upper limit, the tackiness of the binder composition is improved by suppressing the viscosity of the binder composition from increasing excessively. Can be maintained well.
  • the volume average particle diameter Db of the particulate binder measured by a laser diffraction scattering method is preferably 100 nm or more, more preferably 150 nm or more, even more preferably 200 nm or more, and 3 ⁇ m or less. It is preferably 1 ⁇ m or less, more preferably 600 nm or less, and even more preferably 600 nm or less.
  • the volume average particle diameter Db of the particulate binder measured by a laser diffraction scattering method is within the above predetermined range, the peel strength of the electrode formed using the binder composition can be sufficiently improved. .
  • the injectability of the electrolyte of a secondary battery equipped with an electrode formed using a binder composition is improved.
  • the ratio (Da (pH 6.0) / Db) is preferably 0.8 or more, more preferably 0.85 or more, even more preferably 0.9 or more, and 1.5 or less. It is preferable that it is, it is more preferable that it is 1.2 or less, and it is still more preferable that it is 1.2 or less.
  • the average particle diameter Da of the particulate binder measured by the dynamic light scattering method at pH 8.0 (pH 8.0) with respect to the volume average particle diameter Db of the particulate binder measured by the laser diffraction scattering method is preferably 1.1 or more, more preferably 1.2 or more, even more preferably 1.5 or more, and 3.0 or less. It is preferable that it is, it is more preferable that it is 2.5 or less, and it is still more preferable that it is 2.0 or less.
  • the binder composition when using a binder composition containing a particulate binder in which the ratio of Da (pH 6.0) /Db and the ratio of Da (pH 8.0) /Db are equal to or higher than the above lower limit, the binder composition is When forming an electrode mixture layer by applying a slurry composition containing the composition onto a current collector and drying it, the particulate binder is placed on the surface side of the electrode mixture layer (i.e., on the current collector side).
  • the peel strength of the electrode can be sufficiently improved by the presence of a well-dispersed particulate binder in the electrode composite material layer. Conceivable.
  • the pH of the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes (the pH of the aqueous phase) is preferably 6 or higher, more preferably 7 or higher, preferably 10 or lower, and 9 or lower. is more preferable, and even more preferably 8 or less. If the pH of the binder composition is at least the above lower limit, the peel strength of the electrode formed using the binder composition can be further improved. On the other hand, if the pH of the binder composition is below the above upper limit, the tackiness of the binder composition can be maintained well by suppressing the viscosity of the binder composition from increasing excessively.
  • the pH may be adjusted by adding an alkaline species to the aqueous phase.
  • alkali species include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and aqueous ammonia, and aqueous ammonia is preferred because it is less likely to generate aggregates due to the shock of addition during alkali neutralization.
  • the binder composition for a nonaqueous secondary battery electrode may contain an acidic water-soluble polymer, an antiaging agent, a preservative, an antifoaming agent, etc. in the aqueous phase.
  • the binder composition of the present invention may contain a binder (other binder) other than the particulate binder containing the above-mentioned polymer (A).
  • binders for example, water-insoluble polymers and particulate polymers can be used.
  • the acidic water-soluble polymer that can be contained in the aqueous phase of the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes is, for example, a monomer that becomes a raw material for the particulate binder when the particulate binder is produced by polymerization. Polymerized as a by-product.
  • Such an acidic water-soluble polymer is, for example, a polymer that contains a carboxyl group-containing monomer unit and may optionally further contain an aromatic vinyl monomer unit or an aliphatic conjugated diene monomer unit. be.
  • Monomers that can form each monomer unit such as a carboxyl group-containing monomer unit, an aromatic vinyl monomer unit, and an aliphatic conjugated diene monomer unit that can be contained in the acidic water-soluble polymer include: The monomers mentioned above in the section of "particulate binder" can be used.
  • the weight average molecular weight of such an acidic water-soluble polymer is preferably 500 or more, more preferably 700 or more, even more preferably 1,000 or more, and preferably 20,000 or less. It is preferably 15,000 or less, even more preferably 8,000 or less, even more preferably 3,500 or less, and even more preferably 2,000 or less. If the weight average molecular weight of the acidic water-soluble polymer is at least the above lower limit, the peel strength of the electrode formed using the binder composition can be further improved. On the other hand, if the weight average molecular weight of the acidic water-soluble polymer is below the above upper limit, the tackiness of the binder composition can be maintained well by suppressing the viscosity of the binder composition from increasing excessively. .
  • the acidic water-soluble polymer may be in the form of a salt (salt of an acidic water-soluble polymer). That is, in the present invention, the "acidic water-soluble polymer” also includes salts of the acidic water-soluble polymer.
  • water-soluble as used herein means that when 0.5g of the polymer is dissolved in 100g of water at a temperature of 25°C, the insoluble matter is less than 1.0% by mass. say.
  • antioxidants e.g., 4-[[4,6-bis(octylthio)-1,3,5-triazin-2-yl]amino]-2,6-di- tert-butylphenol, 2,6-di-tert-butyl-p-cresol, stearyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate, pentaerythritol tetrakis [3-(3,5 -di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate], 2,4,6-tris(3',5'-di-tert-butyl-4'-hydroxybenzyl)mesitylene), oligomeric phenolic antioxidant agents (e.g., 4-[[4,6-bis(octylthio)-1,3,5-triazin-2-yl]amino]-2,6-di- tert-butylphenol, 2,6-di-tert-
  • phosphite antioxidants e.g. 3,9-bis(octadecyloxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane, 3 ,9-bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenoxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9-diphosphaspiro[5.5]undecane, 2,2-methylenebis(4 , 6-di-tert-butylphenyl) 2-ethylhexyl phosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite), sulfur-based antioxidants (e.g. didodecyl 3,3'-thiodipro pionate), etc.
  • phosphite antioxidants e.g. 3,9-bis(octadecyloxy)-2,4,8,10-tetraoxa-3,9
  • the amount of the anti-aging agent added is preferably 0.1 part by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the particulate binder. is preferable, and more preferably 5 parts by mass or less.
  • preservative examples include known preservatives such as isothiazoline compounds and 2-bromo-2-nitro-1,3-propanediol.
  • the isothiazoline compound is not particularly limited, and examples thereof include those described in JP-A No. 2013-211246, JP-A No. 2005-097474, and JP-A No. 2013-206624.
  • one kind of preservative may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
  • the preservatives include 1,2-benzisothiazolin-3-one, 2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 5-chloro-2-methyl-4-isothiazolin-3-one, 2-bromo-2 -Nitro-1,3-propanediol is preferred, and 1,2-benzisothiazolin-3-one is more preferred.
  • the amount of preservative contained in the binder composition is preferably 0.01 parts by mass or more, preferably 0.5 parts by mass or less, and 0.01 parts by mass or less, preferably 0.5 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the particulate binder. It is more preferably 4 parts by mass or less, and even more preferably 0.3 parts by mass or less. If the preservative content is 0.01 parts by mass or more per 100 parts by mass of the particulate binder, the formation of aggregates in the binder composition after long-term storage can be further suppressed, and 0.5 parts by mass If it is below, the peel strength of the electrode can be ensured to be sufficiently high.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention contains monomers ((meth)acrylic acid ester monomer units, acidic functional group-containing monomers, It can be prepared by polymerizing in an emulsion a monomer unit, an unsaturated carboxylic acid amide monomer unit, a crosslinkable monomer unit, an aromatic vinyl monomer unit, and other monomer units.
  • Examples of such a preparation method include a batch emulsion polymerization method, an emulsion (Em) prop method, and a seed polymerization method.
  • the batch emulsion polymerization method may be performed, for example, by the following procedure.
  • Monomers that are the source of the monomer units contained in the particulate binder ((meth)acrylic ester monomer units, acidic functional group-containing monomer units, unsaturated carboxylic amide monomer units, crosslinkable monomer units, aromatic vinyl monomer units, and other monomer units) are mixed with water, an emulsifier, and a polymerization initiator.
  • the mixture (emulsion) is heated to perform a polymerization reaction. When a predetermined polymerization conversion rate is reached, the reaction is stopped by cooling to obtain a mixture containing a particulate binder. Remove unreacted monomer from the mixture.
  • the pH of the mixture is adjusted to be within the preferred pH range of the aqueous phase described above, and optionally, the additives described above (e.g., anti-aging agents) are added to prepare the aqueous dispersion for use in non-aqueous secondary batteries. Obtained as a binder composition for electrodes. Heating during the polymerization reaction is, for example, 40°C or higher, 45°C or higher, 50°C or higher, 55°C or higher, or 60°C or higher, 90°C or lower, 85°C or lower, 80°C or lower, 75°C or lower, or 70°C or higher It may be carried out at temperatures below °C. Removal of unreacted monomers from the mixture may be performed, for example, by distillation under reduced pressure under heat or by blowing steam.
  • the additives described above e.g., anti-aging agents
  • the Em prop method may be performed, for example, by the following procedure.
  • Monomers for forming the core ((meth)acrylic acid ester monomer unit, and optionally acidic functional group-containing monomer unit, unsaturated carboxylic acid amide monomer unit, unsaturated carboxylic acid epoxy monomer unit) monomer units contained in the polymer (A), such as monomer units, crosslinkable monomer units, and other monomer units), with water, an emulsifier, a polymerization initiator, and optionally a chain transfer agent.
  • the mixture (emulsion) is heated and a polymerization reaction is performed until a predetermined polymerization conversion rate is reached, thereby obtaining a mixture containing a seed particle polymer as a core portion.
  • a monomer for forming a shell portion an aromatic vinyl monomer, and optionally a monomer unit contained in the polymer (C) such as a monomer unit other than the aromatic vinyl monomer unit
  • a monomer for forming a shell portion an aromatic vinyl monomer, and optionally a monomer unit contained in the polymer (C) such as a monomer unit other than the aromatic vinyl monomer unit
  • Polymerization is continued by continuous addition of polymers (units) and, optionally, emulsifiers and water.
  • a polymer (B) containing monomers for forming the surface layer (acidic functional group-containing monomer units, and optionally monomer units other than the acidic functional group-containing monomer units) is added to the mixture.
  • Polymerization is continued by successive additions of monomer units), and optionally an emulsifier and water.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode is obtained, including a particulate binder having a particulate binder having a particulate binder composition.
  • seed polymerization method for example, (meth)acrylic acid ester monomeric units, and optionally acidic functional group-containing monomeric units, unsaturated carboxylic acid amide monomeric units, unsaturated carboxylic acid epoxy monomeric units
  • Seed particle weight consisting of a polymer containing any one or more monomer units among the monomer units contained in the polymer (A), such as crosslinkable monomer units, other monomer units, etc.
  • the monomer units contained in the polymer (A), water, an emulsifier, a polymerization initiator, and optionally a chain transfer agent are mixed in the coalescence, and a polymerization reaction is performed in the same manner as above to form seeds as a core part. A mixture containing particulate polymer is obtained.
  • a monomer for forming a shell portion an aromatic vinyl monomer, and optionally a monomer unit contained in the polymer (C) such as a monomer unit other than the aromatic vinyl monomer unit
  • a monomer for forming a shell portion an aromatic vinyl monomer, and optionally a monomer unit contained in the polymer (C) such as a monomer unit other than the aromatic vinyl monomer unit
  • Polymerization is continued by continuous addition of polymers (units) and, optionally, emulsifiers and water.
  • a polymer (B) containing monomers for forming the surface layer (acidic functional group-containing monomer units, and optionally monomer units other than the acidic functional group-containing monomer units) is added to the mixture.
  • Polymerization is continued by successive additions of monomer units), and optionally an emulsifier and water.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode is obtained, including a particulate binder having a particulate binder having a particulate binder composition.
  • the method for preparing the binder composition may be carried out, for example, by the following procedure including at least two stages of polymerization.
  • Monomers for forming the polymer (A) are mixed with water, an emulsifier, a chain transfer agent, and a polymerization initiator.
  • the mixture is heated to carry out a polymerization reaction until a predetermined polymerization conversion rate is reached, thereby forming particulate polymers composed of the polymer (A).
  • a monomer for forming the polymer (B), and optionally an emulsifier and water are continuously added to the reaction solution to continue polymerization.
  • the reaction is stopped by cooling to obtain a mixture containing a particulate binder. Remove unreacted monomer from the mixture.
  • the pH of the mixture is adjusted to be within the above-mentioned preferred pH range, and optionally, the above-mentioned additives (e.g., anti-aging agents) are added to form a structure containing the polymer (B) in the surface layer.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode is obtained, which contains a particulate binder having the above-mentioned properties and water.
  • the binder composition When the particulate binder has a core-shell structure containing the polymer (B) in the surface layer part and further having a core part containing the polymer (A) and a shell part containing the polymer (C), the binder composition
  • the method for preparing the product may be carried out, for example, by the following procedure involving at least three stages of polymerization. First, in the first stage of polymerization, monomers for forming the polymer (A) are mixed with water, an emulsifier, a chain transfer agent, and a polymerization initiator. The mixture is heated to carry out a polymerization reaction until a predetermined polymerization conversion rate is reached, thereby forming particulate polymers composed of the polymer (A).
  • a monomer for forming the polymer (C), and optionally an emulsifier and water are continuously added to the reaction solution to continue the polymerization.
  • the reaction is stopped by cooling, and a particulate binder having a core-shell structure having a core portion containing the polymer (A) and a shell portion containing the polymer (C) is prepared.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode containing water is formed.
  • a monomer for forming the polymer (B), and optionally an emulsifier and water are continuously added to the reaction solution to continue the polymerization.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode further comprising a particulate binder having a core-shell structure having a core part containing a polymer (A) and a shell part containing a polymer (C), and water. get something
  • Examples of the emulsifier used in preparing the binder composition include alkyldiphenyl ether disulfonic acid, dodecylbenzenesulfonic acid, lauryl sulfate, or salts thereof (eg, potassium salt, sodium salt).
  • the amount of the emulsifier added is preferably 0.1 parts by mass or more, and preferably 0.2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the total monomer units of the polymer constituting the particulate binder. More preferably, it is 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less.
  • Examples of the polymerization initiator used in preparing the binder composition include potassium persulfate, n-butyllithium, and ammonium persulfate.
  • the amount of the polymerization initiator added is preferably 0.1 parts by mass or more, and 0.2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the total monomer units of the polymer constituting the particulate binder. More preferably, it is 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less.
  • Examples of the chain transfer agent used in preparing the binder composition include ⁇ -methylstyrene dimer, tert-dodecylmercaptan, and 3-mercapto-1,2-propanediol.
  • the amount of the chain transfer agent added is preferably 0.1 parts by mass or more, and 0.2 parts by mass or more, based on 100 parts by mass of the total monomer units of the polymer constituting the particulate binder. More preferably, it is 10 parts by mass or less, and more preferably 5 parts by mass or less.
  • ⁇ Tackiness of binder composition The binder composition of the present invention described above has good tackiness.
  • a SUS probe was pressed against one side of the film formed by drying the binder composition under the conditions of a pressing speed of 3 mm/s, a pressing load: 100 gf, and a pressing holding time of 1 second, and then , means that the tack strength (N) when the SUS probe is pulled up at a pulling speed of 3 mm/s is 8 N or less, preferably 4 N or less.
  • the tack strength of the binder composition can be measured by the method described in the Examples of this specification.
  • the slurry composition of the present invention is a composition used for forming an electrode composite layer of an electrode, and contains the binder composition of the present invention and an electrode active material, and optionally contains components other than the above components (hereinafter referred to as , referred to as "other components"). Since the slurry composition of the present invention contains the binder composition described above, it has good tackiness as a slurry composition and can form an electrode with excellent peel strength. By using an electrode with excellent peel strength formed using the slurry composition of the present invention, it is possible to make a secondary battery exhibit excellent performance, for example, improve battery characteristics such as cycle characteristics, The internal resistance of the secondary battery can be reduced.
  • the amount of the binder composition blended in the slurry composition is not particularly limited.
  • the blending amount of the binder composition can be such that the amount of the particulate binder is 0.5 parts by mass or more and 15 parts by mass or less in terms of solid content per 100 parts by mass of the electrode active material.
  • the electrode active material is not particularly limited, and known electrode active materials used in secondary batteries can be used.
  • the electrode active material that can be used in the electrode composite layer of a lithium ion secondary battery as an example of a secondary battery is not particularly limited, and the following electrode active materials can be used. can.
  • Examples of positive electrode active materials to be added to the positive electrode composite layer of the positive electrode of lithium ion secondary batteries include compounds containing transition metals, such as transition metal oxides, transition metal sulfides, and composites of lithium and transition metals. Metal oxides and the like can be used. Note that examples of the transition metal include Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Mo.
  • the positive electrode active material is not particularly limited, and includes lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ), Co- Ni-Mn lithium-containing composite oxide, Ni-Mn-Al lithium-containing composite oxide, Ni-Co-Al lithium-containing composite oxide, olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), olivine-type manganese phosphate Lithium (LiMnPO 4 ), lithium-excess spinel compound represented by Li 1+x Mn 2-x O 4 (0 ⁇ X ⁇ 2), Li[Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56 ] Examples include O 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , and the like. Note that the above-mentioned positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the negative electrode active material blended in the negative electrode composite layer of the negative electrode of a lithium ion secondary battery include carbon-based negative electrode active materials, metal-based negative electrode active materials, and negative electrode active materials that are a combination of these.
  • the carbon-based negative electrode active material refers to an active material whose main skeleton is carbon and into which lithium can be inserted (also referred to as "doping").
  • the carbon-based negative electrode active materials include coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch-based carbon fibers, pyrolytic vapor-grown carbon fibers, phenolic resin fired bodies, polyacrylonitrile-based carbon fibers, Examples include carbonaceous materials such as pseudo-isotropic carbon, fired furfuryl alcohol resin (PFA) and hard carbon, and graphite materials such as natural graphite and artificial graphite.
  • a metal-based negative electrode active material is an active material that contains metal, and usually contains an element in its structure that allows insertion of lithium, and has a theoretical electric capacity per unit mass of 500 mAh/m when lithium is inserted. It refers to an active material that is more than 100 g.
  • metal-based active materials include lithium metal, single metals that can form lithium alloys (such as Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, and Si). , Sn, Sr, Zn, Ti, etc.) and their oxides, sulfides, nitrides, silicides, carbides, and phosphides. Further examples include oxides such as lithium titanate.
  • active materials containing silicon are preferred. This is because by using a silicon-based negative electrode active material, the capacity of a lithium ion secondary battery can be increased.
  • silicon-based negative electrode active materials include silicon (Si), alloys of silicon and cobalt, nickel, iron, etc., SiO x , mixtures of Si-containing materials and carbon materials, Si-containing materials coated with conductive carbon, or Examples include a composite of a Si-containing material and conductive carbon.
  • SiO x is a compound containing at least one of SiO and SiO 2 and Si, and x is usually 0.01 or more and less than 2.
  • SiO x can be formed using, for example, a disproportionation reaction of silicon monoxide (SiO).
  • SiO x can be prepared by heat treating SiO, optionally in the presence of a polymer such as polyvinyl alcohol, to produce silicon and silicon dioxide. Note that the heat treatment can be performed in an inert gas atmosphere after pulverizing and mixing SiO and optionally a polymer.
  • a Si-containing material such as silicon or SiO x and a carbon material such as a carbonaceous material or a graphite material are pulverized and mixed optionally in the presence of a polymer such as polyvinyl alcohol.
  • a polymer such as polyvinyl alcohol.
  • the carbonaceous material and graphite material materials that can be used as a carbon-based negative electrode active material can be used.
  • Examples of composites of Si-containing materials and conductive carbon include compounds obtained by heat-treating a pulverized mixture of SiO, a polymer such as polyvinyl alcohol, and optionally a carbon material under an inert gas atmosphere. be able to.
  • SiO A complex Si-SiO x -C complex
  • SiO--C composite in which part of the Si in SiO is replaced with conductive carbon
  • negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
  • ⁇ Other ingredients Other components that may be incorporated into the slurry composition include, without particular limitation, a dispersant, a viscosity modifier (thickener), a phosphite antioxidant, a metal scavenger, a conductive material, and the like. In addition, one type of other components may be used alone, or two or more types may be used in combination in any ratio.
  • a slurry composition is prepared by mixing a binder composition, an electrode active material, and other components used as necessary in the presence of an aqueous phase (aqueous medium) that is normally included in the binder composition. be able to.
  • the mixing method is not particularly limited, but mixing can be performed using a commonly used stirrer or disperser.
  • the electrode for a nonaqueous secondary battery of the present invention includes an electrode mixture layer formed using the slurry composition for a nonaqueous secondary battery electrode described above. Therefore, the electrode composite material layer is made of a dried product of the slurry composition described above, and usually contains an electrode active material and a component derived from a particulate binder, and optionally further contains other components. .
  • each component contained in the electrode mixture layer was contained in the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes, and the preferred abundance ratio of each component is determined according to the slurry composition. It is the same as the preferred abundance ratio of each component in the product.
  • the particulate binder exists in the form of particles in the slurry composition, but in the electrode composite material layer formed using the slurry composition, it may be in the form of particles or in any other form. It may be a shape.
  • the non-aqueous secondary battery electrode of the present invention has excellent peel strength because the electrode mixture layer is formed using the above-mentioned slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes. . Therefore, a non-aqueous secondary battery equipped with the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention can exhibit excellent performance, for example, has excellent battery characteristics such as cycle characteristics, and has a reduced internal resistance. .
  • the electrode composite material layer of the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention can be formed using, for example, the following method. 1) A method of applying the slurry composition of the present invention to the surface of a current collector and then drying it; 2) A method of immersing a current collector in the slurry composition of the present invention and then drying it; and 3) Applying the slurry composition of the present invention onto a release base material and drying it to produce an electrode composite layer. A method of transferring the obtained electrode mixture layer to the surface of a current collector. Among these, method 1) is particularly preferred because it allows easy control of the layer thickness of the electrode composite material layer.
  • the method 1) includes a step of applying a slurry composition onto a current collector (coating step), and drying the slurry composition applied onto the current collector to form an electrode on the current collector. It includes a step of forming a composite material layer (drying step).
  • the method for applying the slurry composition onto the current collector is not particularly limited, and any known method can be used. Specifically, as a coating method, a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method, etc. can be used. At this time, the slurry composition may be applied to only one side of the current collector, or may be applied to both sides. The thickness of the slurry film on the current collector after coating and before drying can be appropriately set depending on the thickness of the electrode mixture layer obtained by drying.
  • the slurry composition of the present invention even when electrodes are manufactured by coating the slurry composition on a current collector at high speed, the formed electrodes can exhibit excellent peel strength. Therefore, the above slurry composition can be used for high-speed coating.
  • the current collector to which the slurry composition is applied a material that has electrical conductivity and is electrochemically durable is used.
  • a current collector for example, a current collector made of iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, platinum, etc. can be used. Note that the above-mentioned materials may be used alone or in combination of two or more in any ratio.
  • the method for drying the slurry composition on the current collector is not particularly limited, and any known method can be used, such as drying with warm air, hot air, low humidity air, vacuum drying, infrared rays, electron beams, etc. A drying method by irradiation can be used.
  • a drying method by irradiation can be used.
  • the electrode composite material layer may be subjected to pressure treatment using a mold press, a roll press, or the like.
  • the pressure treatment can improve the adhesion between the electrode composite material layer and the current collector, and increase the density of the obtained electrode composite material layer.
  • the electrode composite material layer contains a curable polymer, it is preferable to harden the polymer after forming the electrode composite material layer.
  • the non-aqueous secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and a separator, and uses the above-described electrode for non-aqueous secondary batteries as at least one of the positive electrode and the negative electrode. Since the non-aqueous secondary battery of the present invention is manufactured using the above-described non-aqueous secondary battery electrode as at least one of the positive electrode and the negative electrode, it can exhibit excellent performance, such as cycle characteristics. It has excellent battery characteristics such as, and has a reduced internal resistance.
  • a secondary battery is a lithium ion secondary battery is demonstrated below as an example, this invention is not limited to the following example.
  • the electrodes other than the above-described electrodes for non-aqueous secondary batteries of the present invention that can be used in the non-aqueous secondary battery of the present invention are not particularly limited, and may be used in the production of secondary batteries. Any known electrode can be used. Specifically, as an electrode other than the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention described above, an electrode formed by forming an electrode mixture layer on a current collector using a known manufacturing method can be used. can.
  • an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used.
  • a lithium salt is used as a supporting electrolyte for a lithium ion secondary battery.
  • lithium salts include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi. , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like.
  • LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferred because they are easily soluble in solvents and exhibit a high degree of dissociation.
  • one type of electrolyte may be used alone, or two or more types may be used in combination in any ratio.
  • the lithium ion conductivity tends to increase as a supporting electrolyte with a higher degree of dissociation is used, so the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of supporting electrolyte.
  • the organic solvent used in the electrolyte is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte, but examples include dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), 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 and dimethyl Sulfur-containing compounds such as sulfoxide are preferably used. Alternatively, a mixture of these solvents may be used.
  • 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
  • carbonates because they have a high dielectric constant and a wide stable potential range.
  • the lower the viscosity of the solvent used the higher the lithium ion conductivity tends to be, so the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of solvent.
  • concentration of the electrolyte in the electrolytic solution can be adjusted as appropriate.
  • known additives can be added to the electrolyte.
  • the separator is not particularly limited, and for example, those described in JP-A No. 2012-204303 can be used. Among these, polyolefin-based ( A microporous membrane made of a resin such as polyethylene, polypropylene, polybutene, or polyvinyl chloride is preferred.
  • a positive electrode and a negative electrode are stacked on top of each other with a separator interposed therebetween, and this is rolled or folded according to the shape of the battery as necessary, and then placed in a battery container. It can be manufactured by injecting an electrolyte into the container and sealing it.
  • the above-mentioned electrode for non-aqueous secondary batteries is used as at least one of the positive electrode and the negative electrode, preferably as the negative electrode.
  • non-aqueous secondary battery of the present invention may be provided with an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, as necessary, in order to prevent pressure rise inside the secondary battery, overcharging and discharging, etc.
  • an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element
  • Expanded metal, lead plates, etc. may also be provided.
  • the shape of the secondary battery may be, for example, a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, a flat shape, or the like.
  • ⁇ Viscosity of binder composition The solid content concentration of the obtained binder composition was adjusted to 30% by mass by adding water or removing water by concentration, and the pH was adjusted to 6.0 or 8.0 by adding hydrochloric acid or sodium hydroxide as necessary. After adjusting the binder composition, the viscosity of the binder composition was measured using a B-type viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd., product name "TVB-10", rotation speed: 60 rpm). The temperature during viscosity measurement was 25°C.
  • ⁇ Tackiness of binder composition The binder composition was applied onto copper foil so that the film thickness after drying was 5 ⁇ m, and dried at 110° C. for 5 minutes to produce a binder film.
  • the produced film was cut into a size of 30 mm x 20 mm to prepare a test piece.
  • a SUS probe (10 mm ⁇ ) was pressed against one surface of the test piece under the conditions of a pressing speed of 3 mm/s, pressing load: 100 gf, and pressing holding time of 1 second, and then a pulling speed of 3 mm/s. s, the tack strength (N) when the SUS probe was pulled up was measured and evaluated according to the following criteria. The lower the tack strength, the better the productivity because it will not stick to the dryer, etc.
  • Tack strength is 4N or less
  • B Tack strength is greater than 4N and less than 8N
  • C Tack strength is greater than 8N
  • ⁇ Negative electrode peel strength> The produced negative electrode was cut into a rectangle with a length of 100 mm and a width of 10 mm to prepare a test piece. Cellophane tape was attached to the surface of the negative electrode composite material layer of this test piece with the surface of the negative electrode composite material layer facing down. At this time, the cellophane tape specified in JIS Z1522 was used. In addition, cellophane tape was fixed to the test stand. Thereafter, one end of the current collector was pulled vertically upward at a pulling speed of 50 mm/min and the stress was measured when it was peeled off. This measurement was performed three times, the average value was determined, and the peel strength was evaluated using the average value as the peel strength according to the following criteria. A: Peel strength is 10 N/m or more B: Peel strength is 7 N/m or more and less than 10 N/m C: Peel strength is less than 7 N/m
  • the battery voltage after 15 seconds on the charging side was plotted against the current value, and the slope was determined as the IV resistance ( ⁇ ).
  • the obtained IV resistance value ( ⁇ ) was compared with the IV resistance of Comparative Example 7, and evaluated based on the following criteria. Note that the smaller the value of the IV resistance, the lower the internal resistance of the secondary battery.
  • ⁇ Cycle characteristics of lithium ion secondary batteries> The lithium ion secondary batteries produced in Examples and Comparative Examples were left standing at a temperature of 25° C. for 5 hours after injecting the electrolyte. Next, the battery was charged to a cell voltage of 3.65 V using a constant current method at a temperature of 25° C. and 0.2 C, and then an aging treatment was performed at a temperature of 60° C. for 12 hours. Then, the battery was discharged to a cell voltage of 3.00 V using a constant current method at a temperature of 25° C. and 0.2 C.
  • aqueous dispersion (a binder composition for a negative electrode of a lithium ion secondary battery) containing a particulate binder having a structure containing the polymer obtained above and water was obtained.
  • the average particle diameter Da of the particulate binder at pH 6.0 and 8.0 was measured by dynamic light scattering method, and the volume average particle size was measured by laser diffraction scattering method.
  • the diameter Db and the tackiness of the binder composition were measured or evaluated. The results are shown in Table 1.
  • the resulting mixture was adjusted to a solid content concentration of 60% with ion-exchanged water, and then mixed at 25° C. for 60 minutes. Next, after adjusting the solid content concentration to 52% with ion-exchanged water, the mixture was further mixed at 25° C. for 15 minutes to obtain a mixed solution. 2.0 parts equivalent to the solid content of the binder composition prepared above and ion-exchanged water were added to the resulting mixed solution, and the final solid content concentration was adjusted to 48%. After further mixing for 10 minutes, a defoaming treatment was performed under reduced pressure to obtain a slurry composition for a negative electrode with good fluidity.
  • the obtained negative electrode slurry composition was coated with a comma coater on a 15 ⁇ m thick copper foil serving as a current collector at a speed of 1.2 m/min (normal speed) so that the basis weight after drying was 10.5 mg. / cm2 and dried. This drying was performed by transporting the copper foil at a speed of 1.2 m/min in a 120°C oven for 1 minute and in a 130°C oven for 1 minute.
  • the obtained negative electrode original fabric was rolled with a roll press to obtain a negative electrode (negative electrode at normal coating speed) in which the density of the negative electrode composite layer was 1.70 g/cm 3 . Then, the peel strength of the negative electrode was evaluated. The results are shown in Table 1.
  • the speed at which the slurry composition is applied onto the copper foil was changed from 1.2 m/min to 3.6 m/min (high speed), and the conveyance speed during drying was also changed from 1.2 m/min to 3.6 m/min (high speed).
  • the same operation as above was performed except that the speed was changed to 6 m/min and the material was transported in an oven at 120 °C for 20 seconds and then in an oven at 150 °C for 20 seconds to obtain a negative electrode manufactured by high-speed coating. Ta.
  • the peel strength of the negative electrode produced by high-speed coating was evaluated. The results are shown in Table 1.
  • the obtained slurry composition for a positive electrode was applied onto a 20 ⁇ m thick aluminum foil serving as a current collector using a comma coater so that the drying basis weight was 23 mg/cm 2 and was dried. This drying was performed by transporting the aluminum foil at a speed of 0.5 m/min in an oven at 60° C. for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120° C. for 2 minutes to obtain a positive electrode original fabric. Then, the original positive electrode fabric was rolled using a roll press to obtain a positive electrode with a positive electrode composite layer having a density of 4.0 g/cm 3 .
  • the obtained flat body had an elliptical shape in plan view, and the ratio of the major axis to the minor axis (major axis/minor axis) was 7.7.
  • EC ethylene carbonate
  • EMC ethyl methyl carbonate
  • the opening of the laminate case was sealed with heat to produce a laminated lithium ion secondary battery as a non-aqueous secondary battery.
  • the obtained secondary battery was in the form of a pouch with a width of 35 mm x height of 48 mm x thickness of 5 mm, and a nominal capacity of 700 mAh. Then, the internal resistance and cycle characteristics of this lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 When preparing a binder composition containing a particulate binder, the composition of the monomers used in the first stage polymerization was changed to 78.0 parts of butyl acrylate as a (meth)acrylic acid ester monomer, and 78.0 parts of ethylenic monomer. Except that the saturated carboxylic acid monomer was changed to 1.0 parts of methacrylic acid, the unsaturated carboxylic acid amide monomer was changed to 1.5 parts of N-methylolacrylamide, and the other monomers were changed to 1.5 parts of acrylonitrile.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and measurements and evaluations were performed. Ta. The results are shown in Table 1.
  • Example 3 When preparing a binder composition containing a particulate binder, the composition of the monomers used in the first stage polymerization was changed to 78.0 parts of butyl acrylate as a (meth)acrylic acid ester monomer, and 78.0 parts of ethylenic monomer. 1.0 parts of methacrylic acid as a saturated carboxylic acid monomer, 1.5 parts of allyl glycidyl ether as a crosslinking monomer (unsaturated carboxylic acid epoxy monomer), and 1.5 parts of acrylonitrile as other monomers.
  • a binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared in the same manner as in Example 1, except for the changes. , measured and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 4 When preparing a binder composition containing a particulate binder, the composition of the monomers used in the first stage polymerization was changed to 76.5 parts of butyl acrylate as a (meth)acrylic acid ester monomer, and 76.5 parts of ethylenic monomer. 1.0 parts of methacrylic acid as a saturated carboxylic acid monomer, 1.5 parts of N-methylolacrylamide as an unsaturated carboxylic acid amide monomer, 1.5 parts of allyl glycidyl ether as an unsaturated carboxylic acid epoxy monomer, and others.
  • a binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, and a positive electrode were prepared in the same manner as in Example 1, except that 1.5 parts of acrylonitrile was used as the monomer. , fabricated or prepared lithium ion secondary batteries, and conducted measurements and evaluations. The results are shown in Table 1.
  • Example 5 When preparing a binder composition containing a particulate binder, the amount of butyl acrylate used as a (meth)acrylic acid ester monomer used in the first stage polymerization was increased from 76.5 parts to 74.5 parts. The procedure was the same as in Example 4, except that the amount of methacrylic acid added as the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer used in the third stage polymerization was changed from 3.0 parts to 5.0 parts. A binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and then measured and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 6 When preparing a binder composition containing a particulate binder, the amount of butyl acrylate used as a (meth)acrylic acid ester monomer used in the first stage polymerization was increased from 59.5 parts to 75.5 parts. The procedure was the same as in Example 4, except that the amount of methacrylic acid added as the ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer used in the third stage polymerization was changed from 3.0 parts to 20.0 parts. A binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and then measured and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 7 Except that when preparing the binder composition containing the particulate binder, the amount of sodium dodecylbenzenesulfonate used as an emulsifier used in the first stage polymerization was changed from 0.3 parts to 0.9 parts.
  • a binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a nonaqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and measurements and evaluations were performed. went. The results are shown in Table 1.
  • Example 8 When preparing a binder composition containing a particulate binder, the amount of butyl acrylate used as a (meth)acrylic acid ester monomer used in the first stage polymerization was increased from 76.5 parts to 91.5 parts.
  • a binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, A lithium ion secondary battery was manufactured or prepared, and then measured and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 2 In the same manner as in Example 1, a binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a nonaqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and then measured and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • a binder composition containing a particulate binder was prepared in the same manner as in Example 4, except that the polymer was changed to 1.0 part of acrylonitrile and the second-stage polymerization and third-stage polymerization were not performed.
  • a slurry composition for a negative electrode of a non-aqueous secondary battery, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and then measured and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 In the same manner as in Example 1, a binder composition containing a particulate binder, a slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and measurements and evaluations were performed. . The results are shown in Table 1.
  • the polymer was changed to 1.5 parts of acrylonitrile, and the second stage polymerization was carried out by changing the monomer composition to 45.0 parts of styrene as an aromatic vinyl monomer and an ethylenically unsaturated carboxylic acid monomer.
  • a binder composition containing a particulate binder and a non-aqueous secondary battery negative electrode were prepared in the same manner as in Example 1, except that 1.0 parts of methacrylic acid was used and the third stage polymerization was not performed.
  • a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, and a lithium ion secondary battery were produced or prepared, and then measured and evaluated. The results are shown in Table 1.
  • Table 1 shows that by using the binder compositions prepared in Examples 1 to 7, which are within the scope of the present invention, it is possible to form electrodes for non-aqueous secondary batteries with excellent peel strength and good tack properties. It can be seen that it is possible to provide a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode having the following.
  • the present invention it is possible to form a non-aqueous secondary battery electrode with excellent peel strength, and to provide a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode that has good tackiness. Further, according to the present invention, it is possible to provide a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode that can form an electrode for a non-aqueous secondary battery with excellent peel strength. Further, according to the present invention, it is possible to provide an electrode for a non-aqueous secondary battery that has excellent peel strength, and a non-aqueous secondary battery that includes the electrode for a non-aqueous secondary battery.

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Abstract

本発明は、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能であり、且つ、良好なタック性を有する非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することを目的とする。本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状結着材と、水とを含み、前記粒子状結着材は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有する重合体(A)を含み、pH6.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Daに対する、pH8.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Daの比が所定範囲内である。

Description

非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極、および非水系二次電池
 本発明は、非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極、および非水系二次電池に関するものである。
 リチウムイオン二次電池などの非水系二次電池(以下、単に「二次電池」と略記する場合がある。)は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、非水系二次電池の更なる高性能化を目的として、電極などの電池部材の改良が検討されている。
 ここで、リチウムイオン二次電池などの二次電池に用いられる電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層(正極合材層または負極合材層)とを備えている。そして、この電極合材層は、例えば、電極活物質と、結着材を含むバインダー組成物などとを含むスラリー組成物を集電体上に塗布し、塗布したスラリー組成物を乾燥させることにより形成される。
 例えば特許文献1~4では、バインダー組成物に含まれる結着材として、例えば、芳香族ビニル単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位、カルボキシル基含有単量体単位等の単量体単位を含む粒子状重合体を用いていることが記載されている。
特許第6645430号公報 特許第6627763号公報 特許第5701519号公報 国際公開第2010/114119号
 ここで、バインダーの製造効率を向上させる観点から、バインダー組成物は、良好なタック性を有することが求められている。
 一方で、バインダー組成物を含むスラリー組成物から電極合材層を形成して電極を作製した場合、電極合材層と集電体との密着性(即ち、電極のピール強度)を十分に高く確保することも求められる。
 しかしながら、上記従来技術のバインダー組成物においては、当該バインダー組成物のタック性を良好に維持しつつ、当該バインダー組成物を含むスラリー組成物を用いて形成した電極のピール強度を高めることが困難であった。特に、近年では生産性の観点からスラリー組成物を高速で塗工して電極を形成することが求められているところ、スラリー組成物を高速で塗工した場合であってもピール強度を高めることが求められていた。
 そこで、本発明は、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能であり、且つ、良好なタック性を有する非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することを目的とする。
 また、本発明は、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することを目的とする。
 さらに、本発明は、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極、および、当該非水系二次電池用電極を備える非水系二次電池を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、粒子状結着材と水とを含むバインダー組成物において、粒子状結着材に(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有する重合体(A)を含有させ、且つ、pH6.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH6.0)に対する、pH8.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH8.0)の比(Da(pH8.0)/Da(pH6.0))を所定の範囲内とすれば、当該バインダー組成物の良好なタック性を維持しつつ、当該スラリー組成物を用いて形成される電極に優れたピール強度を発揮させ得ることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明は、
[1]粒子状結着材と、水とを含む非水系二次電池電極用バインダー組成物であって、
 前記粒子状結着材は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有する重合体(A)を含み、
 pH6.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH6.0)に対する、pH8.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH8.0)の比(Da(pH8.0)/Da(pH6.0))が1.10超である、非水系二次電池電極用バインダー組成物
を提供する。このように、粒子状結着材が、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有する重合体(A)を含み、Da(pH8.0)/Da(pH6.0)の比が所定の範囲内であるバインダー組成物は、良好なタック性を有すると共に、ピール強度に優れた電極を形成することができる。
 なお、本発明において、重合体の「単量体単位」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に含まれる、当該単量体由来の繰り返し単位」を意味する。
 さらに、本発明において、粒子状重合体の平均粒子径Daは、具体的には、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、本発明は、
[2]前記粒子状結着材は、酸性官能基含有単量体単位を80質量%以上の割合で含有する重合体(B)を表層部に含む、上記[1]に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することが好ましい。粒子状結着材が酸性官能基含有単量体単位を含有する重合体(B)を表層部に含むことで、バインダー組成物は、より良好なタック性を有すると共に、ピール強度により優れた電極を形成することができる。
 また、本発明は、
[3]前記粒子状結着材は、前記表層部の内側に前記重合体(A)を含む粒子を有する、上記[2]に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することが好ましい。表層部の内側に前記重合体(A)を含む粒子を有することで、バインダー組成物は、より良好なタック性を有すると共に、ピール強度により優れた電極を形成することができる。
 また、本発明は、
[4]前記粒子は、コア部と、シェル部とを有するコアシェル粒子であり、
 前記コア部が、前記重合体(A)を含み、
 前記重合体(A)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を80質量%以上の割合で含有する、上記[3]に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することが好ましい。粒子がコアシェル粒子であることで、バインダー組成物は、より良好なタック性を有すると共に、ピール強度により優れた電極を形成することができる。
 また、本発明は、
[5]前記シェル部が、芳香族ビニル単量体単位を80質量%以上の割合で含有する重合体(C)を含む、上記[4]に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することが好ましい。シェル部が芳香族ビニル単量体単位を含有する重合体(C)を含むことで、バインダー組成物は、より良好なタック性を有すると共に、ピール強度により優れた電極を形成することができる。
 また、本発明は、
[6]前記粒子状結着材中で前記コア部が占める割合が、50質量%以上98質量%以下である、上記[4]または[5]に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することが好ましい。コア部が占める割合が上記範囲内であることで、バインダー組成物は、より良好なタック性を有すると共に、ピール強度により優れた電極を形成することができる。
 また、本発明は、
[7]pHが6.0以上10.0以下である、上記[1]~[6]のいずれかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することが好ましい。pHが上記範囲内であることで、バインダー組成物は、より良好なタック性を有すると共に、ピール強度により優れた電極を形成することができる。
 また、本発明は、
[8]電極活物質と、上記[1]~[7]のいずれかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物とを含む、非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供する。このようなスラリー組成物は、良好なタック性を有すると共に、ピール強度に優れた電極を形成することができる。
 また、本発明は、
[9]上記[8]に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える、非水系二次電池用電極を提供する。このようなスラリー電極は、ピール強度に優れる。
 また、本発明は、
[10]正極、負極、セパレータおよび電解液を有し、
 前記正極および前記負極の少なくとも一方が上記[9]に記載の非水系二次電池用電極である、非水系二次電池を提供する。このような非水系二次電池は、ピール強度に優れる電極を用いることにより寿命が向上し、内部抵抗およびサイクル特性の点でも性能に優れる。
 本発明によれば、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能であり、且つ、良好なタック性を有する非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することができる。
 さらに、本発明によれば、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極、および、当該非水系二次電池用電極を備える非水系二次電池を提供することができる。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
 ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物(以下、単に「バインダー組成物」と称することがある。)は、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物(以下、単に「スラリー組成物」と称することがある。)の調製に用いることができる。そして、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池の電極を製造する際に用いることができる。さらに、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した本発明の非水系二次電池用電極(以下、単に「電極」と称することがある。)を用いたことを特徴とする。
 なお、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物および非水系二次電池用電極は、負極用であることが好ましく、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池用電極を負極として用いたものであることが好ましい。
(非水系二次電池電極用バインダー組成物)
 本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状結着材と、水とを含み、前記粒子状結着材は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有する重合体(A)を含み、pH6.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH6.0)に対する、pH8.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH8.0)の比(Da(pH8.0)/Da(pH6.0))が所定の範囲内である。本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、上記所定の粒子状結着材を含んでいるため、良好なタック性を有すると共に、当該バインダー組成物を含むスラリー組成物を用いて形成した電極に優れたピール強度を発揮させることができる。そして、本発明のバインダー組成物を含むスラリー組成物を用いて形成したピール強度に優れる電極を用いることにより、二次電池の性能を向上させることができ、例えば、サイクル特性等の電池特性を向上させると共に、二次電池の内部抵抗を低減することができる。
 さらに、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いれば、当該バインダー組成物を用いて調製されたスラリー組成物を高速で塗工(塗布および乾燥)して電極を製造した場合であっても、形成される電極に優れたピール強度を発揮させることができる。
<粒子状結着材>
 粒子状結着材は、バインダー組成物を含むスラリー組成物を使用して形成した電極合材層において、電極活物質などの成分が電極合材層から脱離しないように保持するための成分として機能する。
 そして、粒子状結着材は、所定の重合体からなる非水溶性の粒子である。なお、本発明において、粒子状結着材等の粒子が「非水溶性」であるとは、温度25℃において粒子0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が90質量%以上となることをいう。
<<粒子状結着材の構造>>
 粒子状結着材は、重合体(A)を含み、且つ、Da(pH8.0)/Da(pH6.0)が所定の範囲内となるものであれば任意の構造とし得るが、Da(pH8.0)/Da(pH6.0)を所望の値に調製し易くする観点から、重合体(B)を表層部に含んでもよい。ここで、重合体(B)は、酸性官能基含有単量体単位を好ましくは80質量%以上の割合で含有する。
 ここで、重合体(B)を表層部に含む構造としては、例えば、重合体(B)からなる表層部の内側に重合体(A)を含む粒子を有する構造が挙げられる。そして、表層部の内側に位置する重合体(A)を含む粒子としては、特に限定されるものではないが、(i)重合体(A)からなる粒子、(ii)コア部と、シェル部とを有するコアシェル粒子であってコア部およびシェル部の一方が重合体Aを用いて形成されている粒子、などが挙げられる。
 なお、重合体(A)を含む粒子がコアシェル粒子である場合、コア部が重合体(A)を含むコアシェル粒子であることが好ましく、コア部が重合体(A)を含むコアシェル粒子であり、シェル部が芳香族ビニル単量体単位を80質量%以上の割合で含有する重合体(C)を含むコアシェル粒子であることがより好ましい。
 重合体(A)を含む粒子がコアシェル粒子である場合、粒子状結着材中でコア部が占める割合が、50質量%以上であることが好ましく、55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、98質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることが更に好ましく、80質量%以下であることが特に好ましくい。粒子状結着材中でコア部が占める割合が上記範囲内であると、電極のピール強度および組成物のタック性を向上させることができる。
 重合体(A)を含む粒子がコアシェル粒子である場合、粒子状結着材中でシェル部が占める割合が、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10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、30質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることが更に好ましい。粒子状結着材中でコア部が占める割合が上記範囲内であると、電極のピール強度および組成物のタック性を向上させることができる。
 粒子状結着材が重合体(B)を表層部に含む構造を有する場合、粒子状結着材中で表層部が占める割合が、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、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く、20質量%以下であることが更に好ましい。粒子状結着材中でコア部が占める割合が上記範囲内であると、電極のピール強度および組成物のタック性を向上させることができる。
<<重合体(A)>>
 重合体(A)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有する。また、重合体(A)は、任意で、酸性官能基含有単量体単位、不飽和カルボン酸アミド単量体単位、不飽和カルボン酸エポキシ単量体単位、架橋性単量体単位を更に含有していてもよい。また、重合体(A)は、任意で、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、酸性官能基含有単量体単位、不飽和カルボン酸アミド単量体単位、不飽和カルボン酸エポキシ単量体単位以外の単量体単位(以下、「その他の単量体単位」と称することがある。)を更に含有していてもよい。重合体(A)が含有する単量体単位の具体例は、後述する。
 ここで、重合体(A)は、重合体(A)中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を好ましくは80質量%以上、より好ましくは85質量%以上、更に好ましくは90質量%以上、好ましくは100質量%以下、より好ましくは99質量%以下、更に好ましくは98質量%以下の割合で含有する。また、重合体(A)は、粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を好ましくは50質量%以上、より好ましくは55質量%以上、更に好ましくは70質量%以上、好ましくは90質量%以下、より好ましくは80質量%以下、更に好ましくは77質量%以下の割合で含有する。重合体(A)中の単量体単位において(メタ)アクリル酸エステル単量体単位が占める割合が上記範囲内であると、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
 重合体(A)は、重合体(A)中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、酸性官能基含有単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1.0質量%以上、好ましくは8質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは4量%以下の割合で含有する。また、重合体(A)は、粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、酸性官能基含有単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.4質量%以上、更に好ましくは0.8質量%以上、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、更に好ましくは3質量%以下の割合で含有する。重合体(A)中の単量体単位において酸性官能基含有単量体単位が占める割合が上記範囲内であると、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
 重合体(A)は、重合体(A)中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、不飽和カルボン酸アミド単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上、好ましくは12質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは3質量%以下の割合で含有する。また、重合体(A)は、粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、不飽和カルボン酸アミド単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下の割合で含有する。重合体(A)中の単量体単位において不飽和カルボン酸アミド単量体単位が占める割合が上記範囲内であると、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
 重合体(A)は、重合体(A)中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、架橋性単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.8質量%以上、好ましくは12質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは3質量%以下の割合で含有する。また、重合体(A)は、粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、架橋性単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは0.8質量%以上、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下の割合で含有する。重合体(A)中の単量体単位において架橋性単量体単位が占める割合が上記範囲内であると、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
 重合体(A)は、重合体(A)中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、その他の単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1.0質量%以上、好ましくは12質量%以下、より好ましくは6質量%以下、更に好ましくは3.0質量%以下の割合で含有する。また、重合体(A)は、粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、その他の単量体単位を好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、更に好ましくは1質量%以上、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは3質量%以下の割合で含有する。重合体(A)中の単量体単位においてその他の単量体単位が占める割合が上記範囲内であると、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
<<重合体(B)>>
 重合体(B)は、酸性官能基含有単量体単位を含有する。また、重合体(B)は、任意で、酸性官能基含有単量体単位以外の単量体単位を更に含有していてもよい。「酸性官能基含有単量体単位」の具体例は、後述する。また、重合体(A)が酸性官能基含有単量体単位を含有する場合、重合体(B)が含有する酸性官能基含有単量体単位は、重合体(A)が含有する酸性官能基含有単量体単位と同じであってもよく、異なっていてもよい。
 ここで、重合体(B)は、重合体(B)中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、酸性官能基含有単量体単位を好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、特に好ましくは100質量%の割合で含有する。また、重合体(B)は、粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、酸性官能基含有単量体単位を好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは2質量%以上、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下の割合で含有する。重合体(B)中の単量体単位において酸性官能基含有単量体単位が占める割合が上記範囲内であると、電極のピール強度を向上させることができる。
<<重合体(C)>>
 重合体(C)は、芳香族ビニル単量体単位を含有する。また、重合体(C)は、任意で、芳香族ビニル単量体単位以外の単量体単位を更に含有していてもよい。「芳香族ビニル単量体単位」の具体例は、後述する。また、重合体(A)が芳香族ビニル単量体単位を含有する場合、重合体(C)が含有する芳香族ビニル単量体単位は、重合体(A)が含有する芳香族ビニル単量体単位と同じであってもよく、異なっていてもよい。
 ここで、重合体(C)は、重合体(C)中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、芳香族ビニル単量体単位を好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、更に好ましくは95質量%以上、特に好ましくは100質量%の割合で含有する。また、重合体(C)は、粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、芳香族ビニル単量体単位を好ましくは1質量%以上、より好ましくは5質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、好ましくは30質量%以下、より好ましくは25質量%以下、更に好ましくは20質量%以下の割合で含有する。重合体(C)中の単量体単位において芳香族ビニル単量体単位が占める割合が上記範囲内であると、組成物のタック性を向上させることができる。
<<重合体(A)、重合体(B)、重合体(C)が含有する単量体単位>>
 各重合体(重合体(A)、重合体(B)、重合体(C))が含有する単量体単位の具体例は、以下のとおりである。
[(メタ)アクリル酸エステル単量体単位]
 粒子状結着材中の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレートおよびt-ブチルアクリレートなどのブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートなどのオクチルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n-テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル;並びにメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレートおよびt-ブチルメタクリレートなどのブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレートなどのオクチルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n-テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステルなどが挙げられる。なお、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。
[酸性官能基含有単量体単位]
 粒子状結着材中の酸性官能基含有単量体単位を形成し得る酸性官能基含有単量体としては、例えば、リン酸基含有単量体単位、スルホン酸基含有単量体単位、および、カルボン酸基含有単量体単位が挙げられる。なかでも、カルボン酸基含有単量体単位が好ましい。
 ここで、リン酸基含有単量体は、リン酸基および他の単量体と共重合しうる重合性の基を有する単量体である。このリン酸基含有単量体としては、-O-P(=O)(-OR1a)-OR2a基を有する単量体(R1a及びR2aは、独立して、水素原子、若しくは任意の有機基である。)、またはこの塩を挙げることができる。R1a及びR2aとしての有機基の具体例としては、オクチル基等の脂肪族基、フェニル基等の芳香族基等が挙げられる。
 リン酸基含有単量体としては、例えば、リン酸基およびアリロキシ基を含む化合物を挙げることができる。リン酸基およびアリロキシ基を含む化合物としては、3-アリロキシ-2-ヒドロキシプロパンリン酸を挙げることができる。
 スルホン酸基含有単量体は、スルホン酸基および他の単量体と共重合しうる重合性の基を有する単量体である。スルホン酸基含有単量体の例を挙げると、スルホン酸基および重合性の基以外に官能基をもたないスルホン酸基含有単量体またはその塩、スルホン酸基および重合性の基に加えてアミド基を含有する単量体またはその塩、並びに、スルホン酸基および重合性の基に加えて水酸基を含有する単量体またはその塩などが挙げられる。
 スルホン酸基および重合性の基以外に官能基をもたないスルホン酸基含有単量体としては、例えば、イソプレンおよびブタジエン等のジエン化合物の共役二重結合の1つをスルホン化した単量体、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、アリルスルホン酸などが挙げられる。また、その塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。スルホン酸基および重合性の基に加えてアミド基を含有する単量体としては、例えば、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(AMPS)などが挙げられる。また、その塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。スルホン酸基および重合性の基に加えて水酸基を含有する単量体としては、例えば、3-アリロキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸(HAPS)などが挙げられる。また、その塩としては、例えば、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などが挙げられる。これらのなかでも、スチレンスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸(AMPS)およびその塩が好ましい。
 カルボン酸基含有単量体は、カルボン酸基および重合可能な基を有する単量体とすることができる。カルボン酸基含有単量体の例としては、具体的には、エチレン性不飽和カルボン酸単量体を挙げることができる。
 上記エチレン性不飽和カルボン酸単量体の例としては、エチレン性不飽和モノカルボン酸およびその誘導体、エチレン性不飽和ジカルボン酸およびその酸無水物並びにそれらの誘導体が挙げられる。エチレン性不飽和モノカルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸およびクロトン酸が挙げられる。エチレン性不飽和モノカルボン酸の誘導体の例としては、2-エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α-アセトキシアクリル酸、β-trans-アリールオキシアクリル酸、α-クロロ-β-E-メトキシアクリル酸およびβ-ジアミノアクリル酸が挙げられる。エチレン性不飽和ジカルボン酸の例としては、マレイン酸、フマル酸およびイタコン酸が挙げられる。エチレン性不飽和ジカルボン酸の酸無水物の例としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸およびジメチル無水マレイン酸が挙げられる。エチレン性不飽和ジカルボン酸の誘導体の例としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸等のマレイン酸メチルアリル;並びにマレイン酸ジフェニル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキル等のマレイン酸エステルが挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸等のエチレン性不飽和モノカルボン酸が好ましい。
 これら酸性官能基含有単量体は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。したがって、非水溶性粒子状重合体は、酸性基含有単量体単位を、1種類だけ含んでいてもよく、2種類以上を組み合わせて含んでいてもよい。
[不飽和カルボン酸アミド単量体単位]
 粒子状結着材中の不飽和カルボン酸アミド単量体単位を形成し得る不飽和カルボン酸アミド単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド、N-メチロールメタクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド等が挙げられる。なお、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。
[架橋性単量体単位]
 粒子状結着材中の架橋性単量体単位を形成しうる架橋性単量体としては、特に限定されることなく、重合により架橋構造を形成し得る単量体が挙げられる。架橋性単量体の例としては、通常、熱架橋性を有する単量体が挙げられる。より具体的には、熱架橋性の架橋性基および1分子あたり1つのオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体;1分子あたり2つ以上のオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体が挙げられる。
 熱架橋性の架橋性基の例としては、エポキシ基、N-メチロールアミド基、オキセタニル基、オキサゾリン基およびこれらの組み合わせが挙げられる。これらの中でも、エポキシ基が、架橋および架橋密度の調節が容易な点でより好ましい。
 そして、熱架橋性の架橋性基としてエポキシ基を有し、且つ、オレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、ビニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、ブテニルグリシジルエーテル、o-アリルフェニルグリシジルエーテルなどの不飽和グリシジルエーテル;ブタジエンモノエポキシド、クロロプレンモノエポキシド、4,5-エポキシ-2-ペンテン、3,4-エポキシ-1-ビニルシクロヘキセン、1,2-エポキシ-5,9-シクロドデカジエンなどのジエンまたはポリエンのモノエポキシド;3,4-エポキシ-1-ブテン、1,2-エポキシ-5-ヘキセン、1,2-エポキシ-9-デセンなどのアルケニルエポキシド;並びにグリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、グリシジルクロトネート、グリシジル-4-ヘプテノエート、グリシジルソルベート、グリシジルリノレート、グリシジル-4-メチル-3-ペンテノエート、3-シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステル、4-メチル-3-シクロヘキセンカルボン酸のグリシジルエステルなどの不飽和カルボン酸のグリシジルエステル類が挙げられる。
 また、熱架橋性の架橋性基としてN-メチロールアミド基を有し、且つ、オレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、N-メチロール(メタ)アクリルアミドなどのメチロール基を有する(メタ)アクリルアミド類が挙げられる。
 更に、熱架橋性の架橋性基としてオキセタニル基を有し、且つ、オレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、3-((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタン、3-((メタ)アクリロイルオキシメチル)-2-トリフロロメチルオキセタン、3-((メタ)アクリロイルオキシメチル)-2-フェニルオキセタン、2-((メタ)アクリロイルオキシメチル)オキセタンおよび2-((メタ)アクリロイルオキシメチル)-4-トリフロロメチルオキセタンが挙げられる。
 また、熱架橋性の架橋性基としてオキサゾリン基を有し、且つ、オレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、2-ビニル-2-オキサゾリン、2-ビニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-ビニル-5-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-4-メチル-2-オキサゾリン、2-イソプロペニル-5-メチル-2-オキサゾリンおよび2-イソプロペニル-5-エチル-2-オキサゾリンが挙げられる。
 更に、1分子あたり2つ以上のオレフィン性二重結合を有する架橋性単量体の例としては、アリル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパン-トリ(メタ)アクリレート、ジプロピレングリコールジアリルエーテル、ポリグリコールジアリルエーテル、トリエチレングリコールジビニルエーテル、ヒドロキノンジアリルエーテル、テトラアリルオキシエタン、トリメチロールプロパン-ジアリルエーテル、前記以外の多官能性アルコールのアリルまたはビニルエーテル、トリアリルアミン、メチレンビスアクリルアミドおよびジビニルベンゼンが挙げられる。
 なお、本発明において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレートおよび/またはメタクリレートを意味する。
 架橋性単量体は、1種類を単独で用いてもよく、複数種類を組み合わせて用いてもよい。
[芳香族ビニル単量体単位]
 粒子状結着材中の芳香族ビニル単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、p-t-ブチルスチレン、ブトキシスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレン、並びに、ビニルナフタレンなどの芳香族モノビニル化合物が挙げられる。中でも、スチレンが好ましい。これらは1種を単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができるが、1種を単独で用いることが好ましい。
[その他の単量体単位]
 粒子状重合体が更に含み得るその他の単量体単位としては、特に限定されないが、例えば、酸性基を含有しない親水性単量体単位などが挙げられる。
-酸性基を含有しない親水性単量体単位-
 粒子状重合体は、その他の単量体単位として、酸性基を含有しない親水性単量体単位を更に含むことが好ましい。粒子状重合体が酸性基を含有しない親水性単量体単位を更に含んでいれば、バインダー組成物のタック強度を低減することができる。
 粒子状重合体中の酸性基を含有しない親水性単量体単位を形成し得る酸性基を含有しない親水性単量体としては、例えば、水酸基含有単量体;(メタ)アクリロニトリル等のニトリル基含有単量体;ポリアルキレンオキサイド構造含有単量体;などが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよいし、2種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」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。
 ここで、水酸基含有単量体としては、例えば、(メタ)アリルアルコール、3-ブテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オールなどのエチレン性不飽和アルコール;2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;(メタ)アリル-2-ヒドロキシエチルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-3-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-3-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-4-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-6-ヒドロキシヘキシルエーテルなどのアルキレングリコールのモノ(メタ)アリルエーテル類;ジエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルなどのポリオキシアルキレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル類;グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリル-2-クロロ-3-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシ-3-クロロプロピルエーテルなどの、(ポリ)アルキレングリコールのハロゲンおよびヒドロキシ置換体のモノ(メタ)アリルエーテル;オイゲノール、イソオイゲノールなどの多価フェノールのモノ(メタ)アリルエーテルおよびそのハロゲン置換体;(メタ)アリル-2-ヒドロキシエチルチオエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシプロピルチオエーテルなどのアルキレングリコールの(メタ)アリルチオエーテル類などが挙げられる。
 また、水酸基含有単量体は、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、ポリアルキレンオキサイド構造含有単量体としては、例えば、式(I):CH2=CR-COO-(CHCHO)-R(式中、Rは水素原子またはメチル基を表し、Rは炭素数が1以上5以下のアルキル基を表し、nは5以上の整数を表す。)で表されるポリエチレンオキサイド構造含有単量体を用いることができる。
 式(I)中、Rを構成するアルキル基の炭素数は、3以下であることが好ましく、2以下であることがより好ましく、1であることが更に好ましい。
 また、式(I)中、nは、7以上であることが好ましく、9以上であることが好ましく、また、25以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましい。
 製品名「AM-90G」、「AM-130G」、「M-90G」、「M-230G」(いずれも新中村化学社製)などのポリエチレンオキサイド構造含有単量体が挙げられる。これらは1種単独で、または、2種以上を任意の比率で組み合わせて用いることができる。
 そして、酸性基を含有しない親水性単量体としては、バインダー組成物を含むスラリー組成物の発泡を抑制しつつ、当該バインダー組成物のタック強度を更に低減する観点から、アクリロニトリルを用いることが好ましい。
 酸性基を含有しない親水性単量体の水に対する溶解度は、10,000mg/L以上であることが好ましく、12,000mg/L以上であることがより好ましく、14,000mg/L以上であることが更に好ましく、2,000,000mg/L以下であることが好ましく、1,900,000mg/L以下であることがより好ましい。酸性基を含有しない親水性単量体の水に対する溶解度が上記下限以上であれば、バインダー組成物のタック強度を更に低減することができる。一方、酸性基を含有しない親水性単量体の水に対する溶解度が上記上限以下であれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物の発泡を抑制することができる。
 なお、本発明において、「水に対する溶解度」は、25℃下での水に対する溶解度を指す。
 粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、粒子状結着材を構成する全重合体中の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましく、90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、77質量%以下であることが更に好ましい。
 粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、粒子状結着材を構成する全重合体中の酸性官能基含有単量体単位の含有割合は、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、20質量%以下であることが好ましく、15質量%以下であることがより好ましく、8質量%以下であることが更に好ましい。
 粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、粒子状結着材を構成する全重合体中の不飽和カルボン酸アミド単量体単位の含有割合は、0.1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、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、3質量%以下であることが更に好ましい。
 粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、粒子状結着材を構成する全重合体中の架橋性単量体単位の含有割合は、0.1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、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、2質量%以下であることが更に好ましい。
 粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、粒子状結着材を構成する全重合体中の芳香族ビニル単量体単位の含有割合は、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましく、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く、20質量%以下であることが更に好ましい。
 粒子状結着材を構成する全重合体中の全繰り返し単位(単量体単位)の量を100質量%とした場合に、粒子状結着材を構成する全重合体中のその他の単量体単位の含有割合は、0.1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、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、2質量%以下であることが更に好ましい。
<<平均粒子径>>
[動的光散乱法により測定された平均粒子径Da]
 動的光散乱法により測定された粒子状結着材の平均粒子径Daは、pHに依存して変動し得る。
 pH6.0で動的光散乱法により測定された粒子状結着材の平均粒子径Da(pH6.0)は、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがより好ましく、200nm以上であることが更に好ましく、3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、600nm以下であることが更に好ましい。
 pH8.0で動的光散乱法により測定された粒子状結着材の平均粒子径Da(pH8.0)は、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがより好ましく、200nm以上であることが更に好ましく、3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、600nm以下であることが更に好ましい。
 動的光散乱法により測定された粒子状結着材の平均粒子径Daの値は、例えば、粒子状結着材の形成に用いる単量体の種類および量、重合の方法および条件、並びに、粒子状結着材の構造などにより調節することができる。
 なお、本発明において、粒子状結着材の各pHにおける平均粒子径Daは、以下の方法により測定することができる。まず、粒子状結着材を含む水分散液(バインダー組成物)のpHを調整する。pHの調整は、例えば、酸(例、塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、クエン酸等)または塩基(例、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水等)の添加により行うことができる。次いで、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「nanoSAQLA」)を用いて、pH調整後の水分散液(バインダー組成物)の粒度分布を測定し、測定された粒度分布において、小径側から計算した光散乱強度の累積度数が50%となる粒子径(D50)を平均粒子径Daとした。なお、動的光散乱法の測定条件は以下の通りである。
  分散媒:イオン交換水
  測定温度:25±1℃
  測定濃度(固形分濃度):0.5質量%
  散乱角度:168.8°
  光源レーザー波長:660nm
[Da(pH8.0)/Da(pH6.0)の比]
 pH6.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH6.0)に対する、pH8.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH8.0)の比(Da(pH8.0)/Da(pH6.0))は、1.10超であることが必要であり、1.20以上であることが好ましく、1.50以上であることがより好ましく、3.0以下であることが好ましく、2.5以下であることがより好ましく、2.0以下であることが更に好ましい。
 上記Da(pH8.0)/Da(pH6.0)の比が上記下限超または上記下限以上であると、バインダー組成物を用いて形成された電極のピール強度を十分に向上させることができる。ここで、上記Da(pH8.0)/Da(pH6.0)の比が上記下限以上である場合にバインダー組成物を用いて形成された電極のピール強度を十分に向上させ得る理由は、明らかではないが、以下の通りに推察される。即ち、Da(pH8.0)/Da(pH6.0)の比が上記下限以上である粒子状結着材を含むバインダー組成物を用いた場合、電極の製造において、バインダー組成物を含むスラリー組成物を集電体上に塗布して乾燥することにより電極合材層を形成する際、粒子状結着材が電極合材層の表面側(即ち、集電体側とは反対側)に移行(マイグレーション)することを抑制できるため、電極合材層中に粒子状結着材が良好に分散して存在することにより、電極のピール強度を十分に向上させることができると考えられる。
 一方、上記Da(pH8.0)/Da(pH6.0)の比が上記上限以下であると、バインダー組成物の粘度が過度に上昇することを抑制することにより、バインダー組成物のタック性を良好に維持することができる。
[レーザー回折散乱法により測定された体積平均粒子径Db]
 レーザー回折散乱法により測定された粒子状結着材の体積平均粒子径Dbは、100nm以上であることが好ましく、150nm以上であることがより好ましく、200nm以上であることが更に好ましく、3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、600nm以下であることが更に好ましい。レーザー回折散乱法により測定された粒子状結着材の体積平均粒子径Dbが上記所定の範囲内であると、バインダー組成物を用いて形成された電極のピール強度を十分に向上させることができる。レーザー回折散乱法により測定された粒子状結着材の体積平均粒子径Dbが上記下限以上であれば、バインダー組成物を用いて形成された電極を備える二次電池の電解液の注液性を向上させると共に、当該二次電池の内部抵抗を低減することができる。
 したがって、レーザー回折散乱法により測定される粒子状結着材の体積平均粒子径Dbの値は、例えば、粒子状結着材の表層部の内側の粒子の形成に用いる単量体の種類および量、並びに、重合の条件などにより調節することができる。
[Da/Dbの比]
 レーザー回折散乱法により測定された粒子状結着材の体積平均粒子径Dbに対する、pH6.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH6.0)の比(Da(pH6.0)/Db)は、0.8以上であることが好ましく、0.85以上であることがより好ましく、0.9以上であることが更に好ましく、1.5以下であることが好ましく、1.2以下であることがより好ましく、1.2以下であることが更に好ましい。
 レーザー回折散乱法により測定された粒子状結着材の体積平均粒子径Dbに対する、pH8.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH8.0)の比(Da(pH8.0)/Db)は、1.1以上であることが好ましく、1.2以上であることがより好ましく、1.5以上であることが更に好ましく、3.0以下であることが好ましく、2.5以下であることがより好ましく、2.0以下であることが更に好ましい。
 上記Da(pH6.0)/Dbの比およびDa(pH8.0)/Dbの比が上記下限以上であると、バインダー組成物を用いて形成された電極のピール強度を十分に向上させることができる。ここで、上記Da(pH6.0)/Dbの比およびDa(pH8.0)/Dbの比が上記下限以上である場合にバインダー組成物を用いて形成された電極のピール強度を十分に向上させ得る理由は、明らかではないが、以下の通りに推察される。即ち、Da(pH6.0)/Dbの比およびDa(pH8.0)/Dbの比が上記下限以上である粒子状結着材を含むバインダー組成物を用いた場合、電極の製造において、バインダー組成物を含むスラリー組成物を集電体上に塗布して乾燥することにより電極合材層を形成する際、粒子状結着材が電極合材層の表面側(即ち、集電体側とは反対側)に移行(マイグレーション)することを抑制できるため、電極合材層中に粒子状結着材が良好に分散して存在することにより、電極のピール強度を十分に向上させることができると考えられる。
 一方、上記Da(pH6.0)/Dbの比およびDa(pH8.0)/Dbの比が上記上限以下であると、バインダー組成物の粘度が過度に上昇することを抑制することにより、バインダー組成物のタック性を良好に維持することができる。
<非水系二次電池電極用バインダー組成物の性状>
<<pH>>
 非水系二次電池電極用バインダー組成物のpH(水相のpH)は、6以上であることが好ましく、7以上であることがより好ましく、10以下であることが好ましく、9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。バインダー組成物のpHが上記下限以上であれば、バインダー組成物を用いて形成した電極のピール強度を更に向上させることができる。一方、バインダー組成物のpHが上記上限以下であれば、バインダー組成物の粘度が過度に上昇することを抑制することにより、バインダー組成物のタック性を良好に維持することができる。
 なお、pHの調整は、水相へのアルカリ種の添加により行われてもよい。アルカリ種としては、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水が挙げられ、アルカリ中和時に添加ショックで凝集物が発生しづらいことから、アンモニア水が好ましい。
<非水系二次電池電極用バインダー組成物が含有し得る成分>
 非水系二次電池電極用バインダー組成物は、水相中に、酸性水溶性重合体、老化防止剤、防腐剤、消泡剤等を含有していてもよい。また、本発明のバインダー組成物は、上述した重合体(A)を含む粒子状結着材以外の結着材(その他の結着材)を含有していてもよい。その他の結着材としては、例えば、非水溶性の重合体や、粒子状の重合体を用いることができる。
<<酸性水溶性重合体>>
 非水系二次電池電極用バインダー組成物が水相中に含有し得る酸性水溶性重合体は、例えば、重合による粒子状結着材の生成時に、粒子状結着材の原料となる単量体から副生物として重合生成される。このような酸性水溶性重合体は、例えば、カルボキシル基含有単量体単位を含有し、任意で、芳香族ビニル単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位を更に含有し得る重合体である。酸性水溶性重合体に含まれ得るカルボキシル基含有単量体単位、芳香族ビニル単量体単位および脂肪族共役ジエン単量体単位などの各単量体単位を形成し得る単量体としては、「粒子状結着材」の項で上述した単量体を用いることができる。
 このような酸性水溶性重合体の重量平均分子量は、500以上であることが好ましく、700以上であることがより好ましく、1,000以上であることが更に好ましく、20,000以下であることが好ましく、15,000以下であることがより好ましく、8,000以下であることが更に好ましく、3,500以下であることが一層好ましく、2,000以下であることがより一層好ましい。酸性水溶性重合体の重量平均分子量が上記下限以上であれば、バインダー組成物を用いて形成される電極のピール強度を更に向上させることができる。一方、酸性水溶性重合体の重量平均分子量が上記上限以下であれば、バインダー組成物の粘度が過度に上昇することを抑制することにより、バインダー組成物のタック性を良好に維持することができる。
 なお、酸性水溶性重合体は、塩の形態(酸性水溶性重合体の塩)であってもよい。すなわち、本発明において、「酸性水溶性重合体」には、当該酸性水溶性重合体の塩も含まれる。また、本発明において、重合体が「水溶性」であるとは、温度25℃において重合体0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が1.0質量%未満となることをいう。
<<老化防止剤>>
 老化防止剤としては、ヒンダードフェノール系酸化防止剤(例、4-[[4,6-ビス(オクチルチオ)-1,3,5-トリアジン-2-イル]アミノ]-2,6-ジ-tert-ブチルフェノール、2,6-ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオン酸ステアリル、ペンタエリトリトールテトラキス[3-(3,5-ジ-tert-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオナート]、2,4,6-トリス(3’,5’-ジ-tert-ブチル-4’-ヒドロキシベンジル)メシチレン)、オリゴマー型フェノール系酸化防止剤(例、WINGSTAY L)、ホスファイト系酸化防止剤(例、3,9-ビス(オクタデシルオキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ビス(2,6-ジ-tert-ブチル-4-メチルフェノキシ)-2,4,8,10-テトラオキサ-3,9-ジホスファスピロ[5.5]ウンデカン、2,2-メチレンビス(4,6-ジ-t-ブチルフェニル)2-エチルヘキシルホスファイト、亜リン酸トリス(2,4-ジ-tert-ブチルフェニル))、イオウ系酸化防止剤(例、ジドデシル3,3’-チオジプロピオネート)等が挙げられる。
 老化防止剤の添加量は、粒子状結着材100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。
<<防腐剤>>
 防腐剤としては、例えば、イソチアゾリン系化合物や2-ブロモ-2-ニトロ-1,3-プロパンジオール等既知の防腐剤が挙げられる。ここでイソチアゾリン系化合物としては、特に限定されることなく、特開2013-211246号公報、特開2005-097474号公報、および特開2013-206624号公報などに記載のものが挙げられる。なお、防腐剤は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。そして防腐剤としては、1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オン、2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、5-クロロ-2-メチル-4-イソチアゾリン-3-オン、2-ブロモ-2-ニトロ-1,3-プロパンジオールが好ましく、1,2-ベンゾイソチアゾリン-3-オンがより好ましい。
 バインダー組成物に含まれる防腐剤の量は、粒子状結着材100質量部に対して、0.01質量部以上であることが好ましく、0.5質量部以下であることが好ましく、0.4質量部以下であることがより好ましく、0.3質量部以下であることが更に好ましい。防腐剤の含有量が粒子状結着材100質量部当たり0.01質量部以上であれば、長期保管後におけるバインダー組成物中の凝集物生成を一層抑制することができ、0.5質量部以下であれば、電極のピール強度を十分に高く確保することができる。
<バインダー組成物の調製方法>
 本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状結着材に含まれる構造単位の元となる単量体((メタ)アクリル酸エステル単量体単位、酸性官能基含有単量体単位、不飽和カルボン酸アミド単量体単位、架橋性単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、その他の単量体単位)をエマルジョン中で重合することにより調製することができる。このような調製方法としては、例えば、バッチ式乳化重合法、エマルジョン(Em)プロップ法、シード重合法が挙げられる。
 バッチ式乳化重合法は、例えば、以下の手順により行われてもよい。粒子状結着材に含まれる単量体単位の元となる単量体((メタ)アクリル酸エステル単量体単位、酸性官能基含有単量体単位、不飽和カルボン酸アミド単量体単位、架橋性単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、その他の単量体単位)を、水、乳化剤、および重合開始剤と混合する。混合物(エマルジョン)を加温して重合反応を行う。所定の重合転化率となった時点で冷却して反応を停止させ、粒子状結着材を含む混合物を得る。混合物から未反応単量体を除去する。混合物のpHを、上述した水相の好ましいpHの範囲内となるように調整し、任意で、上述した添加剤(例、老化防止剤)を添加して、水分散液を非水系二次電池電極用バインダー組成物として得る。重合反応の際の加温は、例えば、40℃以上、45℃以上、50℃以上、55℃以上、または60℃以上、90℃以下、85℃以下、80℃以下、75℃以下、または70℃以下で行ってもよい。混合物からの未反応単量体の除去は、例えば、加熱減圧蒸留、スチームの吹込みによって行ってもよい。
 Emプロップ法は、例えば、以下の手順により行われてもよい。コア部形成用の単量体((メタ)アクリル酸エステル単量体単位、および任意で、酸性官能基含有単量体単位、不飽和カルボン酸アミド単量体単位、不飽和カルボン酸エポキシ単量体単位、架橋性単量体単位、その他の単量体単位等の、重合体(A)が含有する単量体単位)を、水、乳化剤、重合開始剤、および任意で連鎖移動剤と混合する。混合物(エマルジョン)を加温して所定の重合転化率になるまで重合反応を行い、コア部としてのシード粒子重合体を含む混合物を得る。次いで、混合物にシェル部形成用の単量体(芳香族ビニル単量体、および任意で、芳香族ビニル単量体単位以外の単量体単位等の、重合体(C)が含有する単量体単位)、並びに、任意で乳化剤および水を連続添加して重合を継続する。次いで、混合物に表層部形成用の単量体(酸性官能基含有単量体単位、および任意で、酸性官能基含有単量体単位以外の単量体単位等の、重合体(B)が含有する単量体単位)、並びに、任意で乳化剤および水を連続添加して重合を継続する。所定の重合転化率となった時点で冷却して反応を停止させ、粒子状結着材を含む混合物を得る。混合物から未反応単量体を除去する。混合物のpHを、上述した水相の好ましいpHの範囲内となるように調整し、任意で、上述した添加剤(例、老化防止剤)を添加して、水分散液を、コアシェル構造および表層部を有する粒子状結着材を含む非水系二次電池電極用バインダー組成物として得る。
 シード重合法では、例えば、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、および任意で、酸性官能基含有単量体単位、不飽和カルボン酸アミド単量体単位、不飽和カルボン酸エポキシ単量体単位、架橋性単量体単位、その他の単量体単位等の、重合体(A)が含有する単量体単位のうち、いずれか1以上の単量体単位を含む重合体からなるシード粒子重合体に、重合体(A)が含有する単量体単位、水、乳化剤、重合開始剤、および任意で連鎖移動剤と混合し、上記と同様にして重合反応等を行い、コア部としてのシード粒子重合体を含む混合物を得る。次いで、混合物にシェル部形成用の単量体(芳香族ビニル単量体、および任意で、芳香族ビニル単量体単位以外の単量体単位等の、重合体(C)が含有する単量体単位)、並びに、任意で乳化剤および水を連続添加して重合を継続する。次いで、混合物に表層部形成用の単量体(酸性官能基含有単量体単位、および任意で、酸性官能基含有単量体単位以外の単量体単位等の、重合体(B)が含有する単量体単位)、並びに、任意で乳化剤および水を連続添加して重合を継続する。所定の重合転化率となった時点で冷却して反応を停止させ、粒子状結着材を含む混合物を得る。混合物から未反応単量体を除去する。混合物のpHを、上述した水相の好ましいpHの範囲内となるように調整し、任意で、上述した添加剤(例、老化防止剤)を添加して、水分散液を、コアシェル構造および表層部を有する粒子状結着材を含む非水系二次電池電極用バインダー組成物として得る。
 粒子状結着材が、重合体(B)を表層部に含む構造を有する場合、バインダー組成物の調製方法は、例えば、少なくとも2段階の重合を含む以下の手順により行われてもよい。重合体(A)形成用の単量体を、水、乳化剤、連鎖移動剤、および重合開始剤と混合する。混合物を加温して所定の重合転化率になるまで重合反応を行い、重合体(A)で構成される粒子重合体を形成させる。次いで、反応液に重合体(B)形成用の単量体、並びに、任意で乳化剤および水を連続添加して重合を継続する。所定の重合転化率となった時点で冷却して反応を停止させ、粒子状結着材を含む混合物を得る。混合物から未反応単量体を除去する。混合物のpHを、上述した好ましいpHの範囲内となるように調整し、任意で、上述した添加剤(例、老化防止剤)を添加して、重合体(B)を表層部に含む構造を有する粒子状結着材と水とを含む非水系二次電池電極用バインダー組成物を得る。
 粒子状結着材が、重合体(B)を表層部に含み、更に、重合体(A)を含むコア部と重合体(C)を含むシェル部とを有するコアシェル構造を有する場合、バインダー組成物の調製方法は、例えば、少なくとも3段階の重合を含む以下の手順により行われてもよい。
 まず、一段目の重合として、重合体(A)形成用の単量体を、水、乳化剤、連鎖移動剤、および重合開始剤と混合する。混合物を加温して所定の重合転化率になるまで重合反応を行い、重合体(A)で構成される粒子重合体を形成させる。
 次いで、二段目の重合として、反応液に重合体(C)形成用の単量体、並びに、任意で乳化剤および水を連続添加して重合を継続する。所定の重合転化率となった時点で冷却して反応を停止させ、重合体(A)を含むコア部と重合体(C)を含むシェル部とを有するコアシェル構造を有する粒子状結着材と水とを含む非水系二次電池電極用バインダー組成物を形成させる。
 次いで、三段目の重合として、反応液に重合体(B)形成用の単量体、並びに、任意で乳化剤および水を連続添加して重合を継続する。各段の重合の後に、反応液から未反応単量体を除去してもよい。反応後の反応液のpHを、上述した好ましいpHの範囲内となるように調整し、任意で、上述した添加剤(例、老化防止剤)を添加して、重合体(B)を表層部に含み、更に、重合体(A)を含むコア部と重合体(C)を含むシェル部とを有するコアシェル構造を有する粒子状結着材と水とを含む非水系二次電池電極用バインダー組成物を得る。
 バインダー組成物の調製に用いる乳化剤としては、例えば、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸、ドデシルベンゼンスルホン酸、ラウリル硫酸、またはこれらの塩(例、カリウム塩、ナトリウム塩)が挙げられる。乳化剤の添加量は、粒子状結着材を構成する重合体の単量体単位合計量100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。
 バインダー組成物の調製に用いる重合開始剤としては、例えば、過硫酸カリウム、n-ブチルリチウム、過硫酸アンモニウムが挙げられる。重合開始剤の添加量は、粒子状結着材を構成する重合体の単量体単位合計量100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。
 バインダー組成物の調製に用いる連鎖移動剤としては、例えば、α-メチルスチレンダイマー、tert-ドデシルメルカプタン、3-メルカプト-1,2-プロパンジオールが挙げられる。連鎖移動剤の添加量は、粒子状結着材を構成する重合体の単量体単位合計量100質量部に対して、0.1質量部以上であることが好ましく、0.2質量部以上であることがより好ましく、10質量部以下であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましい。
<バインダー組成物のタック性>
 上述した本発明のバインダー組成物は、良好なタック性を有している。
 タック強度が低いほど、電極合材層の形成時に乾燥機等への付着が起こらず生産性が良好になる(タック強度が高いと、乾燥機の壁面や搬送機等に硬く付着し始め生産効率が落ちるばかりでなく均一な品質が得られない等の問題も生じ好ましくない)。また、タック強度が低いほど、ロールにて加工した際におけるロールへの粘着性が低く、ロール加工性に優れると判断できる。
 バインダー組成物を乾燥して形成させたフィルムの一方の面に対し、SUS製プローブを、押付け速度3mm/s、押付け荷重:100gf、押付け保持時間1秒の条件にて、押付け動作を行い、次いで、引き上げ速度3mm/sにて、SUS製プローブを引き上げた際における、タック強度(N)が、8N以下、好ましくは4N以下であることを意味する。
 なお、本発明において、バインダー組成物のタック強度は、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。
(非水系二次電池電極用スラリー組成物)
 本発明のスラリー組成物は、電極の電極合材層の形成用途に用いられる組成物であり、本発明のバインダー組成物と、電極活物質を含有し、任意に、上記成分以外の成分(以下、「その他の成分」と称する)を更に含有する。そして、本発明のスラリー組成物は、上述したバインダー組成物を含んでいるので、スラリー組成物として良好なタック性を有すると共に、ピール強度に優れる電極を形成可能である。そして、本発明のスラリー組成物を用いて形成したピール強度に優れる電極を用いることにより、二次電池に優れた性能を発揮させることができ、例えば、サイクル特性等の電池特性を向上させると共に、二次電池の内部抵抗を低減することができる。
<バインダー組成物の配合量>
 スラリー組成物中のバインダー組成物の配合量は、特に限定されない。例えば、バインダー組成物の配合量は、電極活物質100質量部当たり、固形分換算で、粒子状結着材の量が0.5質量部以上15質量部以下となる量とすることができる。
<電極活物質>
 そして、電極活物質としては、特に限定されることなく、二次電池に用いられる既知の電極活物質を使用することができる。具体的には、例えば、二次電池の一例としてのリチウムイオン二次電池の電極合材層において使用し得る電極活物質としては、特に限定されることなく、以下の電極活物質を用いることができる。
[正極活物質]
 リチウムイオン二次電池の正極の正極合材層に配合される正極活物質としては、例えば、遷移金属を含有する化合物、例えば、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、リチウムと遷移金属との複合金属酸化物などを用いることができる。なお、遷移金属としては、例えば、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo等が挙げられる。
 具体的には、正極活物質としては、特に限定されることなく、リチウム含有コバルト酸化物(LiCoO)、マンガン酸リチウム(LiMn)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO)、Co-Ni-Mnのリチウム含有複合酸化物、Ni-Mn-Alのリチウム含有複合酸化物、Ni-Co-Alのリチウム含有複合酸化物、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)、オリビン型リン酸マンガンリチウム(LiMnPO)、Li1+xMn2-x(0<X<2)で表されるリチウム過剰のスピネル化合物、Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O、LiNi0.5Mn1.5等が挙げられる。
 なお、上述した正極活物質は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
[負極活物質]
 リチウムイオン二次電池の負極の負極合材層に配合される負極活物質としては、例えば、炭素系負極活物質、金属系負極活物質、および、これらを組み合わせた負極活物質などが挙げられる。
 ここで、炭素系負極活物質とは、リチウムを挿入(「ドープ」ともいう。)可能な、炭素を主骨格とする活物質をいう。そして、炭素系負極活物質としては、具体的には、コークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱分解気相成長炭素繊維、フェノール樹脂焼成体、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、擬等方性炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成体(PFA)およびハードカーボンなどの炭素質材料、並びに、天然黒鉛および人造黒鉛などの黒鉛質材料が挙げられる。
 また、金属系負極活物質とは、金属を含む活物質であり、通常は、リチウムの挿入が可能な元素を構造に含み、リチウムが挿入された場合の単位質量当たりの理論電気容量が500mAh/g以上である活物質をいう。そして、金属系活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成し得る単体金属(例えば、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn、Tiなど)およびそれらの酸化物、硫化物、窒化物、ケイ化物、炭化物、燐化物などが挙げられる。さらに、チタン酸リチウムなどの酸化物を挙げることができる。
 そして、金属系負極活物質の中でも、ケイ素を含む活物質(シリコン系負極活物質)が好ましい。シリコン系負極活物質を用いることにより、リチウムイオン二次電池を高容量化することができるからである。
 シリコン系負極活物質としては、例えば、ケイ素(Si)、ケイ素とコバルト、ニッケル、鉄などとの合金、SiO、Si含有材料と炭素材料との混合物、Si含有材料を導電性カーボンで被覆または複合化してなるSi含有材料と導電性カーボンとの複合化物などが挙げられる。
 ここで、SiOは、SiOおよびSiOの少なくとも一方と、Siとを含有する化合物であり、xは、通常、0.01以上2未満である。そして、SiOは、例えば、一酸化ケイ素(SiO)の不均化反応を利用して形成することができる。具体的には、SiOは、SiOを、任意にポリビニルアルコールなどのポリマーの存在下で熱処理し、ケイ素と二酸化ケイ素とを生成させることにより、調製することができる。なお、熱処理は、SiOと、任意にポリマーとを粉砕混合した後、不活性ガス雰囲気下で行うことができる。
 Si含有材料と炭素材料との混合物としては、ケイ素やSiOなどのSi含有材料と、炭素質材料や黒鉛質材料などの炭素材料とを、任意にポリビニルアルコールなどのポリマーの存在下で粉砕混合したものが挙げられる。なお、炭素質材料や黒鉛質材料としては、炭素系負極活物質として使用し得る材料を用いることができる。
 Si含有材料と導電性カーボンとの複合化物としては、例えば、SiOと、ポリビニルアルコールなどのポリマーと、任意に炭素材料との粉砕混合物を、例えば不活性ガス雰囲気下で熱処理してなる化合物を挙げることができる。ここで、粉砕混合物を熱処理する際の温度が高い場合には、炭化したポリマーや任意成分として配合した炭素材料よりなる導電性カーボンのマトリックス中にSiOの不均化反応により生成したSiOが分散した複合化物(Si-SiO-C複合体)が生成する。また、粉砕混合物を熱処理する際の温度が比較的低い場合には、SiO中のSiの一部が導電性カーボンで置換された複合化物(SiO-C)が生成する。
 なお、上述した負極活物質は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
<その他の成分>
 スラリー組成物に配合し得るその他の成分としては、特に限定することなく、分散剤、粘度調整剤(増粘剤)、ホスファイト系酸化防止剤、金属捕捉剤、導電材等が挙げられる。なお、その他の成分は、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。
<スラリー組成物の調製>
 スラリー組成物の調製方法は、特に限定はされない。
 例えば、バインダー組成物と、電極活物質と、必要に応じて用いられるその他の成分とを、バインダー組成物に通常含まれる水相(水系媒体)の存在下で混合してスラリー組成物を調製することができる。
 なお、混合方法は特に制限されないが、通常用いられうる撹拌機や、分散機を用いて混合することができる。
(非水系二次電池用電極)
 本発明の非水系二次電池用電極は、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える。したがって、電極合材層は、上述したスラリー組成物の乾燥物よりなり、通常、電極活物質と、粒子状結着材に由来する成分とを含有し、任意に、その他の成分を更に含有する。なお、電極合材層中に含まれている各成分は、上記非水系二次電池電極用スラリー組成物中に含まれていたものであり、それらの各成分の好適な存在比は、スラリー組成物中の各成分の好適な存在比と同じである。また、粒子状結着材は、スラリー組成物中では粒子形状で存在するが、スラリー組成物を用いて形成された電極合材層中では、粒子形状であってもよいし、その他の任意の形状であってもよい。
 そして、本発明の非水系二次電池用電極は、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用して電極合材層を形成しているので、優れたピール強度を有している。したがって、本発明の非水系二次電池用電極を備える非水系二次電池は、優れた性能を発揮することができ、例えば、サイクル特性等の電池特性に優れると共に、内部抵抗が低減されている。
<非水系二次電池用電極の製造>
 ここで、本発明の非水系二次電池用電極の電極合材層は、例えば、以下の方法を用いて形成することができる。
1)本発明のスラリー組成物を集電体の表面に塗布し、次いで乾燥する方法;
2)本発明のスラリー組成物に集電体を浸漬後、これを乾燥する方法;および
3)本発明のスラリー組成物を離型基材上に塗布し、乾燥して電極合材層を製造し、得られた電極合材層を集電体の表面に転写する方法。
 これらの中でも、前記1)の方法が、電極合材層の層厚制御をしやすいことから特に好ましい。前記1)の方法は、詳細には、スラリー組成物を集電体上に塗布する工程(塗布工程)と、集電体上に塗布されたスラリー組成物を乾燥させて集電体上に電極合材層を形成する工程(乾燥工程)を含む。
[塗布工程]
 上記スラリー組成物を集電体上に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。具体的には、塗布方法としては、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などを用いることができる。この際、スラリー組成物を集電体の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。塗布後乾燥前の集電体上のスラリー膜の厚みは、乾燥して得られる電極合材層の厚みに応じて適宜に設定しうる。
 なお、本発明のスラリー組成物を用いれば、スラリー組成物を集電体上に高速で塗布して電極を製造した場合であっても、形成される電極に優れたピール強度を発揮させることができるので、上記スラリー組成物を高速塗工に用いることができる。
 ここで、スラリー組成物を塗布する集電体としては、電気導電性を有し、かつ、電気化学的に耐久性のある材料が用いられる。具体的には、集電体としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などからなる集電体を用い得る。なお、前記の材料は、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。
[乾燥工程]
 集電体上のスラリー組成物を乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥法、真空乾燥法、赤外線や電子線などの照射による乾燥法を用いることができる。このように集電体上のスラリー組成物を乾燥することで、集電体上に電極合材層を形成し、集電体と電極合材層とを備える非水系二次電池用電極を得ることができる。なお、本発明のスラリー組成物を用いれば、集電体上に塗布されたスラリー組成物を高速で乾燥させて電極を製造した場合であっても、形成される電極に優れたピール強度を発揮させることができる。
 なお、乾燥工程の後、金型プレスまたはロールプレスなどを用い、電極合材層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、電極合材層と集電体との密着性を向上させると共に得られる電極合材層を高密度化することができる。また、電極合材層が硬化性の重合体を含む場合は、電極合材層の形成後に前記重合体を硬化させることが好ましい。
(非水系二次電池)
 本発明の非水系二次電池は、正極と、負極と、電解液と、セパレータとを備えており、上述した非水系二次電池用電極を正極および負極の少なくとも一方として用いる。そして、本発明の非水系二次電池は、上述した非水系二次電池用電極を正極および負極の少なくとも一方として用いて製造されるため、優れた性能を発揮することができ、例えば、サイクル特性等の電池特性に優れると共に、内部抵抗が低減されている。
 なお、以下では、一例として二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
<電極>
 ここで、本発明の非水系二次電池で使用し得る、上述した本発明の非水系二次電池用電極以外の電極としては、特に限定されることなく、二次電池の製造に用いられている既知の電極を用いることができる。具体的には、上述した本発明の非水系二次電池用電極以外の電極としては、既知の製造方法を用いて集電体上に電極合材層を形成してなる電極などを用いることができる。
<電解液>
 電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。リチウムイオン二次電池の支持電解質としては、例えば、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF、LiClO、CFSOLiが好ましい。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。
<セパレータ>
 セパレータとしては、特に限定されることなく、例えば特開2012-204303号公報に記載のものを用いることができる。これらの中でも、セパレータ全体の膜厚を薄くすることができ、これにより、二次電池内の電極活物質の比率を高くして体積あたりの容量を高くすることができるという点より、ポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル)の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
 そして、本発明の二次電池は、例えば、正極と、負極とを、セパレータを介して重ね合わせ、これを必要に応じて電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口することにより製造することができる。ここで、本発明の非水系二次電池では、正極および負極の少なくとも一方、好ましくは負極として、上述した非水系二次電池用電極を使用する。なお、本発明の非水系二次電池には、二次電池の内部の圧力上昇、過充放電等の発生を防止するために、必要に応じて、ヒューズ、PTC素子等の過電流防止素子、エキスパンドメタル、リード板などを設けてもよい。二次電池の形状は、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、何れであってもよい。
 以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
 そして、実施例および比較例において、粒子状結着材の動的光散乱法により測定された平均粒子径Da、レーザー回折散乱法により測定された体積平均粒子径Db、バインダー組成物の粘度およびタック性、負極のピール強度、並びに、リチウムイオン二次電池の内部抵抗およびサイクル特性は、以下の方法で測定および評価した。
(測定または評価方法)
<動的光散乱法により測定された粒子状結着材の平均粒子径Da>
 バインダー組成物に対して塩酸または水酸化ナトリムを必要に応じて添加し、バインダー組成物のpHを6.0または8.0に調整した。動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「nanoSAQLA」)を用いて、上記で得られたpH調整後のバインダー組成物(粒子状結着材の水分散液)の粒度分布(体積基準)を測定し、測定された粒度分布において、小径側から計算した光散乱強度の累積度数が50%となる粒子径(D50)を平均粒子径Daとした。なお、動的光散乱法の測定条件は以下の通りである。
  分散媒:イオン交換水
  測定温度:25±1℃
  測定濃度(固形分濃度):0.5質量%
  散乱角度:168.8°
  光源レーザー波長:660nm
<レーザー回折散乱法により測定された粒子状結着材の体積平均粒子径Db>
 レーザー回折散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(ベックマン・コールター、製品名「LS13 320 XR」)を用いて、得られたバインダー組成物(粒子状結着材の水分散液の粒度分布(体積基準)を測定し、測定された粒度分布において、小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径(D50)を平均粒子径Dbとした。
<バインダー組成物の粘度>
 水の添加または濃縮による水分除去により、得られたバインダー組成物の固形分濃度を30質量%に調整し、塩酸または水酸化ナトリムを必要に応じて添加してpHを6.0または8.0に調整した後、B型粘度計(東機産業社製、製品名「TVB-10」、回転数:60rpm)を用いて、バインダー組成物の粘度を測定した。粘度測定時の温度は25℃であった。
<バインダー組成物のタック性>
 バインダー組成物を銅箔上へ乾燥後のフィルム厚さが5μmとなるように塗布し、110℃で5分間乾燥させ、バインダーフィルムを作製した。作製したフィルムを30mm×20mmの寸法に切り出して試験片とした。当該試験片の一方の面に対し、SUS製プローブ(10mmφ)を、押付け速度3mm/s、押付け荷重:100gf、押付け保持時間1秒の条件にて、押付け動作を行い、次いで、引き上げ速度3mm/sにて、SUS製プローブを引き上げた際における、タック強度(N)を測定し、下記の基準により評価した。タック強度が低いほど、乾燥機等への付着が起こらず生産性が良好になる(タック強度が高いと、乾燥機の壁面や搬送機等に硬く付着し始め生産効率が落ちるばかりでなく均一な品質が得られない等の問題も生じ好ましくない)。また、タック強度が低いほど、ロールにて加工した際におけるロールへの粘着性が低く、ロール加工性に優れると判断できる。
  A:タック強度が4N以下
  B:タック強度が4Nより大きく8N以下
  C:タック強度が8Nより大きい
<負極のピール強度>
 作製した負極を長さ100mm、幅10mmの長方形に切り出して試験片とした。この試験片を、負極合材層の表面を下にして、負極合材層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、セロハンテープは試験台に固定しておいた。その後、集電体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3回行い、その平均値を求め、当該平均値をピール強度として、下記の基準で評価した。
 A:ピール強度が10N/m以上
 B:ピール強度が7N/m以上10N/m未満
 C:ピール強度が7N/m未満
<リチウムイオン二次電池の内部抵抗>
 リチウムイオン二次電池の内部抵抗を評価するために、以下のようにしてIV抵抗を測定した。温度25℃で、電圧が4.2Vとなるまで0.1Cの充電レートで充電し、10分間休止した後、0.1Cの放電レートで3.0Vまで定電流(CC)放電させる操作を3回繰り返すコンディショニング処理を施した。その後、-10℃雰囲気下で、1C(Cは定格容量(mA)/1時間(h)で表される数値)で3.75Vまで充電した後、3.75Vを中心として0.5C、1.0C、1.5C、2.0Cで、20秒間充電と20秒間放電とをそれぞれ行った。そして、それぞれの場合について、充電側における15秒後の電池電圧を電流値に対してプロットし、その傾きをIV抵抗(Ω)として求めた。得られたIV抵抗の値(Ω)について、比較例7のIV抵抗と比較して、下記の基準により評価を行なった。なお、IV抵抗の値が小さいほど、二次電池の内部抵抗が低いことを示す。
 A:比較例7のIV抵抗に対し、80%以上85%未満
 B:比較例7のIV抵抗に対し、85%以上95%未満
 C:比較例7のIV抵抗に対し、95%以上105%未満
 D:比較例7のIV抵抗に対し、105%以上
<リチウムイオン二次電池のサイクル特性>
 実施例、比較例で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、定電流(CC)-定電圧(CV)充電(上限セル電圧4.20V)を行い、0.2Cの定電流法にて3.00VまでCC放電した。この0.2Cにおける充放電を3回繰り返し実施した。
 その後、温度25℃の環境下、セル電圧4.20-3.00V、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。その際、第1回目のサイクルの放電容量をX1、第100回目のサイクルの放電容量をX2と定義した。該放電容量X1および放電容量X2を用いて、ΔC’=(X2/X1)×100(%)で示される容量変化率を求め、以下の基準により評価した。この容量変化率ΔC’の値が大きいほど、サイクル特性に優れていることを示す。
 A:ΔC’が93%以上
 B:ΔC’が90%以上93%未満
 C:ΔC’が87%以上90%未満
 D:ΔC’が87%未満
(実施例1)
<バインダー組成物の調製>
 まず、一段目の重合では、攪拌機を備えた反応器に、(メタ)アクリル酸エステル単量体としてブチルアクリレート79.5部、酸性官能基含有単量体(エチレン性不飽和カルボン酸単量体)としてメタクリル酸1.0部、その他の単量体としてアクリロニトリル1.5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0.3部、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5部、イオン交換水300部を入れ、十分に攪拌した後、70℃に加温して4時間反応を進行させた。次いで、二段目の重合では、芳香族ビニル単量体としてスチレン15.0部を、添加時間1時間以内に重合系内に添加した。添加終了後、80℃に加温して2時間反応を進行させた。その後、三段目の重合では、酸性官能基含有単量体(エチレン性不飽和カルボン酸単量体)としてメタクリル酸3.0部を添加し、更に4時間反応させた。こうして得られた重合生成物を含んだ水分散液を30℃以下まで冷却した。以上により、一段目の重合で形成された重合体を含むコア部と二段目の重合で形成された重合体を含むシェル部とを有するコアシェル粒子の表層部に、三段目の重合で形成された重合体を含む構造を有する粒子状結着材と、水とを含む、水分散液(リチウムイオン二次電池負極用バインダー組成物)を得た。
 得られたバインダー組成物を用いて、粒子状結着材の動的光散乱法により測定されたpH6.0および8.0での平均粒子径Da、レーザー回折散乱法により測定された体積平均粒子径Db、およびバインダー組成物のタック性を測定または評価した。結果を表1に示す。
<非水系二次電池負極用スラリー組成物の調製>
 ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質としての人造黒鉛(タップ密度:0.85g/cm、容量:360mAh/g)100部、導電材としてのカーボンブラック(TIMCAL社製、製品名「SuperC65」)1部、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース(ダイセル社製、製品名「Daicel2200」)の2%水溶液を固形分相当で1.2部加えて混合物を得た。得られた混合物をイオン交換水で固形分濃度60%に調整した後、25℃で60分間混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度52%に調整した後、さらに25℃で15分間混合し混合液を得た。得られた混合液に、上述で調製されたバインダー組成物を固形分相当量で2.0部、およびイオン交換水を入れ、最終固形分濃度が48%となるように調整した。さらに10分間混合した後、減圧下で脱泡処理することにより、流動性の良い負極用スラリー組成物を得た。
<負極の形成>
 得られた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15μmの銅箔の上に、1.2m/minの速度(通常速度)で、乾燥後の目付が10.5mg/cmになるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を1.2m/minの速度で120℃のオーブン内を1分間、130℃のオーブンを1分間かけて搬送することにより行った。
 得られた負極原反をロールプレスで圧延して、負極合材層の密度が1.70g/cmの負極(通常塗工速度による負極)を得た。そして、負極のピール強度を評価した。結果を表1に示す。さらに、スラリー組成物を銅箔上に塗布する際の速度を1.2m/minから3.6m/min(高速)に変更すると共に、乾燥の際の搬送速度も1.2m/minから3.6m/minに変更して、120℃のオーブン内を20秒間、150℃のオーブンを20秒間かけて搬送したこと以外は上記と同様の操作を行い、高速塗工で製造した場合の負極を得た。そして、高速塗工で製造した場合の負極のピール強度を評価した。結果を表1に示す。
<正極の形成>
 正極活物質としてのメディアン径12μmのLiCoOを100部と、導電材としてのアセチレンブラック(電気化学工業社製、製品名「HS-100」)を2部と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(クレハ社製、製品名「#7208」)を固形分相当で2部と、溶媒としてのN-メチルピロリドンとを混合して全固形分濃度を70%とした。これらをプラネタリーミキサーにより混合し、正極用スラリー組成物を得た。
 得られた正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmのアルミ箔の上に、乾燥後の目付が23mg/cmになるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、アルミ箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理して、正極原反を得た。そして、正極原反をロールプレスで圧延して、正極合材層の密度が4.0g/cmの正極を得た。
<セパレータの準備>
 セパレータ基材よりなるセパレータとして、単層のポリプロピレン製セパレータ(セルガード社製、製品名「セルガード2500」)を準備した。
<リチウムイオン二次電池の作製>
 上述の通り作製したプレス後のリチウムイオン二次電池用正極とプレス後のリチウムイオン二次電池用負極(通常塗工速度による負極)とを、セパレータ(厚さ20μmのポリプロピレン製微多孔膜)を、セパレータ/正極/セパレータ/負極となるように介在させることにより、積層体を得た。次に、電極およびセパレータの積層体を、直径20mmの芯に対して捲回することにより、正極、セパレータ、および負極を備える捲回体を得た。続いて、得られた捲回体を、10mm/秒の速度で、厚さ4.5mmになるまで一方向から圧縮することにより扁平体を得た。なお、得られた扁平体は平面視楕円形をしており、その長径と短径との比(長径/短径)は7.7であった。また、非水系電解液(濃度1.0MのLiPF溶液、溶媒:エチレンカーボネート(EC)/エチルメチルカーボネート(EMC)=3/7(質量比)の混合溶媒に、添加剤としてビニレンカーボネート(VC)2体積%を更に添加)を準備した。
 次に、上記扁平体を、上記非水系電解液とともにアルミニウム製のラミネートケース内に収容した。そして、負極リードおよび正極リードを所定の箇所に接続した後に、ラミネートケースの開口部を熱で封口することにより、非水系二次電池としてのラミネート型リチウムイオン二次電池を製造した。なお、得られた二次電池は、幅35mm×高さ48mm×厚さ5mmのパウチ形であり、公称容量は700mAhであった。
 そして、このリチウムイオン二次電池の内部抵抗およびサイクル特性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例2)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた単量体の組成を、(メタ)アクリル酸エステル単量体としてブチルアクリレート78.0部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸1.0部、不飽和カルボン酸アミド単量体としてN-メチロールアクリルアミド1.5部、その他の単量体としてアクリロニトリル1.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた単量体の組成を、(メタ)アクリル酸エステル単量体としてブチルアクリレート78.0部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸1.0部、架橋性単量体(不飽和カルボン酸エポキシ単量体)としてアリルグリシジルエーテル1.5部、その他の単量体としてアクリロニトリル1.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた単量体の組成を、(メタ)アクリル酸エステル単量体としてブチルアクリレート76.5部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸1.0部、不飽和カルボン酸アミド単量体としてN-メチロールアクリルアミド1.5部、不飽和カルボン酸エポキシ単量体としてアリルグリシジルエーテル1.5部、その他の単量体としてアクリロニトリル1.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例5)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのブチルアクリレートの添加量を76.5部から74.5部に変更し、三段目の重合で用いたエチレン性不飽和カルボン酸単量体としてのメタクリル酸の添加量を3.0部から5.0部に変更したこと以外は、実施例4と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例6)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのブチルアクリレートの添加量を59.5部から75.5部に変更し、三段目の重合で用いたエチレン性不飽和カルボン酸単量体としてのメタクリル酸の添加量を3.0部から20.0部に変更したこと以外は、実施例4と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例7)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムの添加量を0.3部から0.9部に変更したこと以外は、実施例4と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例8)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのブチルアクリレートの添加量を76.5部から91.5部に変更し、二段目の重合を行わなかったこと以外は、実施例4と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合を、単量体の組成を(メタ)アクリル酸エステル単量体としてブチルアクリレート98.0部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸1.0部、その他の単量体としてアクリロニトリル1.0部に変更して行い、二段目の重合および三段目の重合を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合を、単量体の組成を(メタ)アクリル酸エステル単量体としてブチルアクリレート96.0部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸1.0部、不飽和カルボン酸アミド単量体としてN-メチロールアクリルアミド1.0部、不飽和カルボン酸エポキシ単量体としてアリルグリシジルエーテル1.0部、その他の単量体としてアクリロニトリル1.0部に変更して行い、二段目の重合および三段目の重合を行わなかったこと以外は、実施例4と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのブチルアクリレートの添加量を79.5部から82.5部に変更し、三段目の重合を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例4)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのブチルアクリレートの添加量を76.5部から79.5部に変更し、三段目の重合を行わなかったこと以外は、実施例4と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例5)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合で用いた(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのブチルアクリレートの添加量を79.5部から81.5部に変更し、二段目の重合で添加する単量体にエチレン性不飽和カルボン酸単量体であるメタクリル酸1.0部を追加し、三段目の重合を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例6)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合では、(メタ)アクリル酸エステル単量体としてのブチルアクリレートの添加量を76.5部から79.5部に変更し、三段目の重合を行わず、重合反応後にポリカルボン酸であるアロンT―50(東亜合成株式会社製)5.0部を追加してバインダー組成物としたこと以外は、実施例4と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例7)
 粒子状結着材を含むバインダー組成物の調製の際に、一段目の重合を、単量体の組成を(メタ)アクリル酸エステル単量体としてブチルアクリレート43.5部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸1.0部、不飽和カルボン酸アミド単量体としてN-メチロールアクリルアミド4.0部、不飽和カルボン酸エポキシ単量体としてアリルグリシジルエーテル4.0部、その他の単量体としてアクリロニトリル1.5部に変更して行い、二段目の重合を、単量体の組成を芳香族ビニル単量体としてスチレン45.0部、エチレン性不飽和カルボン酸単量体としてメタクリル酸1.0部に変更して行い、三段目の重合を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、粒子状結着材を含むバインダー組成物、非水系二次電池負極用スラリー組成物、負極、正極、リチウムイオン二次電池を作製または準備し、測定および評価を行った。結果を表1に示す。
 なお、表1中、
「BA」は、ブチルアクリレートを示し、
「MAA」は、メタクリル酸を示し、
「NMA」は、N-メチロールアクリルアミドを示し、
「AGE」は、アリルグリシジルエーテルを示し、
「AN」は、アクリロニトリルを示し、
「St」は、スチレンを示し、
「乳化剤」は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1より、本発明の範囲内である実施例1~7で作製したバインダー組成物を用いれば、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能であり、且つ、良好なタック性を有する非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することができることがわかる。
 本発明によれば、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能であり、且つ、良好なタック性を有する非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することができる。
 さらに、本発明によれば、ピール強度に優れた非水系二次電池用電極、および、当該非水系二次電池用電極を備える非水系二次電池を提供することができる。

Claims (10)

  1.  粒子状結着材と、水とを含む非水系二次電池電極用バインダー組成物であって、
     前記粒子状結着材は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有する重合体(A)を含み、
     pH6.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH6.0)に対する、pH8.0で動的光散乱法により測定された前記粒子状結着材の平均粒子径Da(pH8.0)の比(Da(pH8.0)/Da(pH6.0))が1.10超である、非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  2.  前記粒子状結着材は、酸性官能基含有単量体単位を80質量%以上の割合で含有する重合体(B)を表層部に含む、請求項1に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  3.  前記粒子状結着材は、前記表層部の内側に前記重合体(A)を含む粒子を有する、請求項2に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  4.  前記粒子は、コア部と、シェル部とを有するコアシェル粒子であり、
     前記コア部が、前記重合体(A)を含み、
     前記重合体(A)は、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を80質量%以上の割合で含有する、請求項3に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  5.  前記シェル部が、芳香族ビニル単量体単位を80質量%以上の割合で含有する重合体(C)を含む、請求項4に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  6.  前記粒子状結着材中で前記コア部が占める割合が、50質量%以上98質量%以下である、請求項4に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  7.  pHが6.0以上10.0以下である、請求項1に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  8.  電極活物質と、請求項1~7のいずれかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物とを含む、非水系二次電池電極用スラリー組成物。
  9.  請求項8に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える、非水系二次電池用電極。
  10.  正極、負極、セパレータおよび電解液を有し、
     前記正極および前記負極の少なくとも一方が請求項9に記載の非水系二次電池用電極である、非水系二次電池。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016039067A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 Jsr株式会社 蓄電デバイス電極用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、および蓄電デバイス
JP2016058185A (ja) * 2014-09-08 2016-04-21 Jsr株式会社 蓄電デバイス電極用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、および蓄電デバイス
WO2017056466A1 (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 日本ゼオン株式会社 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極、及び非水系二次電池

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016039067A1 (ja) * 2014-09-08 2016-03-17 Jsr株式会社 蓄電デバイス電極用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、および蓄電デバイス
JP2016058185A (ja) * 2014-09-08 2016-04-21 Jsr株式会社 蓄電デバイス電極用バインダー組成物、蓄電デバイス電極用スラリー、蓄電デバイス電極、および蓄電デバイス
WO2017056466A1 (ja) * 2015-09-28 2017-04-06 日本ゼオン株式会社 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極、及び非水系二次電池

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