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JP6536564B2 - Binder composition for lithium ion secondary battery, slurry composition for lithium ion secondary battery electrode, slurry composition for lithium ion secondary battery porous film, electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery - Google Patents
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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池用バインダー組成物に関し、特には、リチウムイオン二次電池の負極の形成に好適に使用し得るバインダー組成物に関するものである。   The present invention relates to a binder composition for a lithium ion secondary battery, and more particularly to a binder composition that can be suitably used for forming a negative electrode of a lithium ion secondary battery.

リチウムイオン二次電池は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さら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、リチウムイオン二次電池の更なる高性能化を目的として、電極やセパレータなどの電池部材の改良が検討されている。   Lithium ion secondary batteries are characterized by small size, light weight, high energy density, and capable of repeated charge and discharge, and are used in a wide range of applications. Therefore, in recent years, improvement of battery members, such as an electrode and a separator, is examined for the purpose of the further performance improvement of a lithium ion secondary battery.

ここで、リチウムイオン二次電池用の電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層とを備えている。そして、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分散媒に分散させてなるスラリー組成物を集電体上に塗布し、乾燥させることにより形成される。   Here, an electrode for a lithium ion secondary battery usually includes a current collector and an electrode mixture layer formed on the current collector. Then, the electrode mixture layer is formed by, for example, applying a slurry composition obtained by dispersing an electrode active material, a binder composition containing a binder, and the like in a dispersion medium on a current collector and drying it. Be done.

そこで、近年では、リチウムイオン二次電池の更なる性能向上を達成すべく、電極合材層の形成に用いられる電極活物質やバインダー組成物の改良が試みられている。具体的には、例えば、リチウムイオン二次電池の負極について、負極用の電極活物質(負極活物質)としてシリコン系負極活物質を採用することによりリチウムイオン二次電池の電池容量を高めることが、検討されている。   Therefore, in recent years, in order to achieve further performance improvement of a lithium ion secondary battery, improvement of an electrode active material and a binder composition used for forming an electrode mixture layer has been attempted. Specifically, for example, for the negative electrode of a lithium ion secondary battery, the battery capacity of the lithium ion secondary battery can be increased by adopting a silicon-based negative electrode active material as an electrode active material (negative electrode active material) for the negative electrode. Is being considered.

しかし、シリコン系負極活物質は、高い理論容量を有してリチウムイオン二次電池の電池容量を高めることを可能にする一方で、充放電に伴って大きく膨張および収縮する。従って、シリコン系負極活物質を用いた負極には、充放電の繰り返しに伴うシリコン系負極活物質の膨張および収縮により、シリコン系負極活物質自体の劣化(即ち、シリコン系負極活物質の構造破壊による微細化)、および/または、極板構造の破壊が生じて電極内の導電パスが破壊されるという問題があった。即ち、シリコン系負極活物質を用いた負極を備えるリチウムイオン二次電池には、シリコン系負極活物質の膨張および収縮に起因してサイクル特性が低下するという問題があった。   However, while the silicon-based negative electrode active material has a high theoretical capacity and can increase the battery capacity of the lithium ion secondary battery, it greatly expands and contracts with charge and discharge. Therefore, in the case of a negative electrode using a silicon-based negative electrode active material, the silicon-based negative electrode active material itself is degraded due to expansion and contraction of the silicon-based negative electrode active material due to repeated charging and discharging (that is, structural destruction of the silicon-based negative electrode active material) Miniaturization) and / or breakage of the electrode plate structure to break the conductive path in the electrode. That is, in a lithium ion secondary battery including a negative electrode using a silicon-based negative electrode active material, there is a problem that the cycle characteristics are degraded due to expansion and contraction of the silicon-based negative electrode active material.

そこで、シリコン系負極活物質を使用した負極について、所定の非架橋型ポリアクリル酸を結着材として含むバインダー組成物を使用し、シリコン系負極活物質の膨張および収縮を吸収緩和することによりリチウムイオン二次電池のサイクル特性の低下を抑制する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Therefore, for a negative electrode using a silicon-based negative electrode active material, a binder composition containing a predetermined non-crosslinkable polyacrylic acid as a binder is used to absorb and reduce expansion and contraction of the silicon-based negative electrode active material. There has been proposed a technique for suppressing the decrease in cycle characteristics of the ion secondary battery (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−35434号公報JP 2007-35434 A

しかし、所定の非架橋型ポリアクリル酸を結着材として含む上記従来のバインダー組成物では、負極活物質の膨張および収縮を十分に吸収緩和することができず、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の低下を十分に抑制することができなかった。   However, in the conventional binder composition containing the predetermined non-crosslinked polyacrylic acid as a binder, the expansion and contraction of the negative electrode active material can not be sufficiently absorbed and relaxed, and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery Could not be sufficiently suppressed.

ここで、このような問題に対し、例えば、結着材の配合量を増加して負極活物質の膨張および収縮を十分に吸収緩和することによりサイクル特性の低下を抑制することや、結着材の剛性を高めて負極活物質の膨張および収縮を抑制することによりサイクル特性の低下を抑制することが考えられる。   Here, for such a problem, for example, the deterioration of the cycle characteristics can be suppressed by increasing absorption of the expansion and contraction of the negative electrode active material by increasing the compounding amount of the binder, and the binder It is conceivable to suppress the deterioration of the cycle characteristics by enhancing the rigidity of the above and suppressing expansion and contraction of the negative electrode active material.

しかしながら、バインダー組成物中の結着材の含有量の増加、或いは、バインダー組成物の使用量の増加により結着材の配合量を増加した場合には、バインダー組成物を用いて調製したスラリー組成物の安定性が低下する虞や、負極の生産性が低下する虞がある。また、剛性の高い結着材を使用した場合には、バインダー組成物を用いて調製した負極において結着材の割れおよび負極活物質からの剥離が発生し易くなり、その結果、当該負極を備えるリチウムイオン二次電池において結着材の割れおよび剥離などに起因すると推察されるガス発生が増加して、リチウムイオン二次電池の高温保存特性が低下する虞がある。   However, when the compounding amount of the binder is increased by the increase of the content of the binder in the binder composition or the increase of the amount of the binder composition used, a slurry composition prepared using the binder composition There is a risk that the stability of the product may decrease, and the productivity of the negative electrode may decrease. In addition, when a binder having high rigidity is used, cracking of the binder and peeling from the negative electrode active material are easily generated in the negative electrode prepared using the binder composition, and as a result, the negative electrode is provided. In the lithium ion secondary battery, gas generation assumed to be caused by cracking and peeling of the binder is increased, and the high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery may be deteriorated.

そこで、本発明は、シリコン系負極活物質などの充放電に伴って大きく膨張および収縮する電極活物質と組み合わせて使用した場合であっても、スラリー組成物の安定性および電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができるリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention secures the stability of the slurry composition and the productivity of the electrode even when used in combination with an electrode active material that greatly expands and contracts with charge and discharge of a silicon-based negative electrode active material and the like. It is an object of the present invention to provide a binder composition for a lithium ion secondary battery capable of exhibiting excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics in a lithium ion secondary battery.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、エチレン性不飽和カルボン酸および/またはその塩と、ポリオキシアルキレン構造および2つ以上のエチレン性不飽和結合を有する多官能化合物とを所定の割合で共重合させて得た共重合体を結着材として含むバインダー組成物を使用することで、スラリー組成物の安定性および電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができることを見出した。また、本発明者は、上記共重合体を結着材として含むバインダー組成物が、電極やセパレータ等の基材上にリチウムイオン二次電池用多孔膜よりなる保護層(「耐熱層」と称されることもある。)を形成する際にも好適に使用し得ることを見出した。そして、本発明者は、上記新たな知見に基づき、本発明を完成させた。   The present inventors diligently studied for the purpose of solving the above-mentioned problems. Then, the present inventors obtained by copolymerizing an ethylenically unsaturated carboxylic acid and / or a salt thereof with a polyoxyalkylene structure and a polyfunctional compound having two or more ethylenically unsaturated bonds in a predetermined ratio. By using a binder composition containing the above copolymer as a binder, it is possible to ensure excellent stability of the slurry composition and productivity of the electrode, as well as excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics for a lithium ion secondary battery. I found that I could make it work. In addition, the present inventor describes a protective layer comprising a binder composition containing the above-mentioned copolymer as a binder, a protective layer consisting of a porous film for lithium ion secondary batteries on a substrate such as an electrode or a separator (referred to as "heat resistant layer" It has been found that it can also be suitably used in forming the And the present inventor completed the present invention based on the above-mentioned new knowledge.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、エチレン性不飽和カルボン酸およびその塩の少なくとも一方よりなるエチレン性不飽和カルボン酸化合物と、ポリオキシアルキレン構造および2つ以上のエチレン性不飽和結合を有する多官能化合物とを含む単量体組成物を重合して得られる共重合体を含み、前記単量体組成物は、全単量体中の前記エチレン性不飽和カルボン酸化合物の割合が70.0質量%以上99.9質量%以下であり、全単量体中の前記多官能化合物の割合が0.1質量%以上30.0質量%以下であることを特徴とする。このような、エチレン性不飽和カルボン酸化合物と多官能化合物とを所定の割合で含む単量体組成物を重合して得られる共重合体を結着材として含むバインダー組成物は、充放電に伴って大きく膨張および収縮する電極活物質と組み合わせて使用した場合であっても、スラリー組成物の安定性および電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。また、上述した共重合体を結着材として含むバインダー組成物を使用すれば、耐熱収縮性に優れるリチウムイオン二次電池用多孔膜を得ることもできる。   That is, the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises at least one of an ethylenically unsaturated carboxylic acid and a salt thereof. A copolymer obtained by polymerizing a monomer composition containing an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound, and a polyfunctional compound having a polyoxyalkylene structure and two or more ethylenically unsaturated bonds, The proportion of the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound in all the monomers is 70.0% by mass to 99.9% by mass, and the proportion of the polyfunctional compound in all the monomers Is at least 0.1 mass% and at most 30.0 mass%. Such a binder composition containing as a binder a copolymer obtained by polymerizing a monomer composition containing an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and a polyfunctional compound in a predetermined ratio is suitable for charging and discharging. Even when used in combination with an electrode active material that greatly expands and contracts with it, the cycle characteristics and high-temperature storage excellent in lithium ion secondary batteries while securing the stability of the slurry composition and the productivity of the electrode The characteristics can be exhibited. Moreover, if the binder composition which contains the copolymer mentioned above as a binder is used, the porous film for lithium ion secondary batteries which is excellent in heat-shrinkage property can also be obtained.

ここで、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、前記共重合体がカルボン酸リチウム塩基を含むことが好ましい。共重合体がカルボン酸リチウム塩基(−COOLi)を含有する場合、バインダー組成物を用いて調製したスラリー組成物の安定性が更に向上するからである。加えて、バインダー組成物を用いて作製したリチウムイオン二次電池の電池特性(例えば、初期クーロン効率、サイクル特性および高温保存特性など)が更に向上するからである。   Here, as for the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention, it is preferable that the said copolymer contains carboxylic acid lithium base. When the copolymer contains lithium carboxylate (-COOLi), the stability of the slurry composition prepared using the binder composition is further improved. In addition, the battery characteristics (for example, initial coulomb efficiency, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, etc.) of the lithium ion secondary battery manufactured using the binder composition are further improved.

そして、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、前記共重合体の電解液膨潤度が5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。共重合体の電解液膨潤度が5〜50質量%であれば、バインダー組成物を用いて作製したリチウムイオン二次電池のサイクル特性および高温保存特性を十分に向上させることができるからである。
なお、本発明において、「電解液膨潤度」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
And as for the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention, it is preferable that the electrolyte solution swelling degree of the said copolymer is 5 to 50 mass%. If the electrolyte solution swelling degree of the copolymer is 5 to 50% by mass, cycle characteristics and high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery produced using the binder composition can be sufficiently improved.
In the present invention, the “electrolyte swelling degree” can be measured using the measurement method described in the examples of the present specification.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物は、上述した何れかのリチウムイオン二次電池用バインダー組成物及び電極活物質を含む。このように、上述した何れかのリチウムイオン二次電池用バインダー組成物及び電極活物質を含むリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を電極合材層の形成に用いれば、電極の生産性を確保しつつ、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン二次電池が得られる。   Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, The slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of this invention is a binder composition for any lithium ion secondary batteries mentioned above And electrode active materials. Thus, when the slurry composition for a lithium ion secondary battery electrode including any of the binder composition for a lithium ion secondary battery and the electrode active material described above is used for forming an electrode mixture layer, productivity of the electrode can be increased. A lithium ion secondary battery can be obtained that exhibits excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics while ensuring the same.

ここで、本発明のリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物において、前記電極活物質がSi含有材料であることが好ましい。電極活物質としてSi含有材料を使用することで、高容量のリチウムイオン二次電池が得られる。   Here, in the slurry composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention, the electrode active material is preferably a Si-containing material. By using a Si-containing material as the electrode active material, a high capacity lithium ion secondary battery can be obtained.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、上述した何れかのリチウムイオン二次電池用バインダー組成物および非導電性粒子を含む。このように、上述した何れかのリチウムイオン二次電池用バインダー組成物および非導電性粒子を含むリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を用いて多孔膜を製造すれば、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン二次電池が得られる。   Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, The slurry composition for lithium ion secondary battery porous films of this invention is a binder for any of the lithium ion secondary batteries mentioned above Composition and non-conductive particles. As described above, when a porous film is manufactured using any of the above-described binder composition for lithium ion secondary batteries and the slurry composition for lithium ion secondary battery porous films including nonconductive particles, excellent cycle characteristics can be obtained. And a lithium ion secondary battery exhibiting high temperature storage characteristics.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、上述した何れかのリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を用いて調製した電極合材層を集電体上に備えることを特徴とする。このように、上述した何れかのリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を用いて調製した電極合材層を集電体上に備えるリチウムイオン二次電池用電極を用いることで、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン二次電池が得られる。   Moreover, this invention aims at solving the said subject advantageously, The electrode for lithium ion secondary batteries of this invention is a slurry composition for any lithium ion secondary battery electrodes mentioned above. An electrode mixture layer prepared by using is provided on a current collector. As described above, an excellent cycle can be obtained by using the electrode for a lithium ion secondary battery provided on the current collector with the electrode mixture layer prepared using any of the above-described slurry compositions for lithium ion secondary battery electrodes. A lithium ion secondary battery exhibiting properties and high temperature storage characteristics is obtained.

更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、電解液およびセパレータを備え、前記正極および負極の少なくとも一方が、上述したリチウムイオン二次電池用電極であることを特徴とする。このように、正極および負極の少なくとも一方を上述したリチウムイオン二次電池用電極とすれば、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン二次電池が得られる。   Furthermore, this invention aims at solving the said subject advantageously, The lithium ion secondary battery of this invention is equipped with a positive electrode, a negative electrode, electrolyte solution, and a separator, At least one of the said positive electrode and a negative electrode Is the above-described electrode for a lithium ion secondary battery. As described above, when at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for a lithium ion secondary battery described above, a lithium ion secondary battery exhibiting excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics can be obtained.

更に、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、電解液およびセパレータを備え、前記正極、負極、及びセパレータのうちの少なくとも一つが、上述したリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を用いて形成した多孔膜を備えることを特徴とする。このように、正極、負極、及びセパレータのうちの少なくとも一つに、上述したリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を用いて形成した多孔膜を備えれば、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン二次電池が得られる。   Furthermore, this invention aims at solving the said subject advantageously, The lithium ion secondary battery of this invention is equipped with a positive electrode, a negative electrode, electrolyte solution, and a separator, The said positive electrode, a negative electrode, and a separator At least one of the above is characterized by comprising a porous film formed using the above-mentioned slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film. As described above, when the porous film formed using the above-described slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film is provided in at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator, excellent cycle characteristics and high temperature storage A lithium ion secondary battery exhibiting the characteristics is obtained.

本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物によれば、スラリー組成物の安定性および電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。また、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物によれば、耐熱収縮性に優れるリチウムイオン二次電池用多孔膜を提供することができる。更に、本発明によれば、電極の生産性を確保しつつ、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン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。更に、本発明によれば、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を提供することができる。更に、本発明によれば、優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮するリチウムイオン二次電池用電極を提供することができる。そして、本発明によれば、サイクル特性および高温保存特性に優れるリチウムイオン二次電池を提供することができる。   According to the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention, it is possible to exhibit excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics in a lithium ion secondary battery while securing the stability of the slurry composition and the productivity of the electrode. Can. Moreover, according to the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention, the porous film for lithium ion secondary batteries which is excellent in thermal contraction resistance can be provided. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a slurry composition for a lithium ion secondary battery electrode that exhibits excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics while securing the productivity of the electrode. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film which exhibits excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics. Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an electrode for a lithium ion secondary battery which exhibits excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics. And according to the present invention, a lithium ion secondary battery excellent in cycle characteristics and high temperature storage characteristics can be provided.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を調製する際に用いることができる。そして、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製した、本発明のリチウムイオン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の電極を形成する際に用いることができる。
また、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、リチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を調製する際に用いることができる。そして、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製した、本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池の電極やセパレータの上に多孔膜を形成して多孔膜付き基材を製造する際に用いることができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention can be used when preparing a slurry composition for a lithium ion secondary battery electrode. And the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of this invention prepared using the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention can be used when forming the electrode of a lithium ion secondary battery it can.
Moreover, the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention can be used when preparing the slurry composition for lithium ion secondary battery porous films. And the slurry composition for lithium ion secondary battery porous films of this invention prepared using the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention is a porous film on the electrode of lithium ion secondary batteries, and a separator. Can be used to form a porous membrane-attached substrate.

(リチウムイオン二次電池用バインダー組成物)
本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、結着材と、溶媒とを含む。そして、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、エチレン性不飽和カルボン酸およびその塩の少なくとも一方よりなるエチレン性不飽和カルボン酸化合物と、ポリオキシアルキレン構造および2つ以上のエチレン性不飽和結合を有する多官能化合物とを所定の割合で含む単量体組成物を重合して得られる共重合体を結着材として含有することを特徴とする。
(Binder composition for lithium ion secondary battery)
The binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises a binder and a solvent. The binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound comprising at least one of an ethylenically unsaturated carboxylic acid and a salt thereof, a polyoxyalkylene structure, and two or more ethylenic properties. It is characterized in that a copolymer obtained by polymerizing a monomer composition containing a polyfunctional compound having an unsaturated bond in a predetermined ratio is contained as a binder.

<結着材>
結着材は、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製したリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を使用して集電体上に電極合材層を形成することにより製造した電極において、電極合材層に含まれる成分が電極合材層から脱離しないように保持し得る成分である。
また、結着材は、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製したリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を使用して電極やセパレータ等の基材上に形成した多孔膜において、多孔膜に含まれる成分が多孔膜から脱離しないように保持し得る成分である。
<Binder>
The binder is formed by forming an electrode mixture layer on the current collector using the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes prepared using the binder composition for lithium ion secondary batteries of the present invention. In the manufactured electrode, the component contained in the electrode mixture layer can be held so as not to be detached from the electrode mixture layer.
The binder was formed on a substrate such as an electrode or separator using the slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention. In the porous membrane, the components contained in the porous membrane can be held so as not to be detached from the porous membrane.

そして、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物に用いる結着材は、エチレン性不飽和カルボン酸化合物および多官能化合物を所定の割合で含有する単量体組成物を重合して得られる共重合体を含有することを必要とする。
なお、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、任意に、上記共重合体以外の重合体を結着材として更に含有していてもよい。
And the binder used for the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention is obtained by superposing | polymerizing the monomer composition which contains an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and a polyfunctional compound in a predetermined | prescribed ratio It is necessary to contain a copolymer.
The binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention may optionally further contain a polymer other than the above-mentioned copolymer as a binder.

ここで、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、エチレン性不飽和カルボン酸化合物および多官能化合物を所定の割合で含有する単量体組成物を重合して得られる共重合体を含有しているので、充放電に伴って大きく膨張および収縮する電極活物質と組み合わせて電極用スラリー組成物、電極およびリチウムイオン二次電池の製造に用いた場合であっても、電極用スラリー組成物の安定性および電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。
また、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、上記共重合体を含有しているので、多孔膜用スラリー組成物の安定性および多孔膜付き基材の生産性を確保しつつ、耐熱収縮性に優れるリチウムイオン二次電池用多孔膜を提供することができる。
Here, the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention is a copolymer obtained by polymerizing a monomer composition containing an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and a polyfunctional compound in a predetermined ratio. Since it contains, even if it is a case where it is used for manufacture of the slurry composition for electrodes, an electrode, and a lithium ion secondary battery in combination with the electrode active material which expands and contracts greatly with charge and discharge, the slurry composition for electrodes The lithium ion secondary battery can exhibit excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics while securing product stability and electrode productivity.
In addition, since the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention contains the above-mentioned copolymer, the stability of the slurry composition for a porous film and the productivity of the substrate with a porous film are ensured. The porous film for lithium ion secondary batteries which is excellent in heat-resistant shrinkability can be provided.

なお、上記共重合体を含有させることで、本発明の電極用スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および高温保存特性を良好なものとすることができる理由は、明らかではないが、以下の理由によるものとであると推察される。即ち、エチレン性不飽和カルボン酸化合物および多官能化合物を所定の割合で含有する単量体組成物を重合して得られる共重合体は、エチレン性不飽和カルボン酸化合物のみを重合して得られる重合体と比較し、強靭なポリマー物性を発現する。より具体的には、共重合体は、所定量のエチレン性不飽和カルボン酸化合物の使用および多官能化合物のエチレン性不飽和結合を介した架橋構造の形成により適度に高い剛性を有する一方で、多官能化合物のポリオキシアルキレン構造により適度な柔軟性を示す。従って、適度に高い剛性を有する上記共重合体によれば、電極活物質の膨張および収縮を抑制してサイクル特性の低下を抑制することができる。また、適度な柔軟性を有する上記共重合体によれば、共重合体の割れおよび電極活物質からの剥離を抑制して高温保存特性の低下を抑制することができる。更に、上記共重合体によれば、多官能化合物のエチレン性不飽和結合を介した架橋構造の形成などのポリマー鎖間の相互作用により、電極用スラリー組成物の安定性を確保しつつ、電極用スラリー組成物の固形分濃度を高めて電極の生産性を高めることができる。なお、多官能化合物のポリオキシアルキレン構造は、リチウムイオン二次電池において通常使用される電解液との馴染みがよいため、共重合体はリチウムイオン伝導性にも優れると推察される。従って、上記共重合体によれば、電極活物質などの表面上に、良質なSEI(Solid Electrolyte Interface)被膜を形成することもできると推察される。   In addition, the stability of the slurry composition for electrodes of the present invention, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and the high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved by containing the above-mentioned copolymer. Although the reason why it can be done is not clear, it is presumed to be due to the following reasons. That is, a copolymer obtained by polymerizing a monomer composition containing an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and a polyfunctional compound in a predetermined ratio can be obtained by polymerizing only an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound. It develops tough polymer physical properties as compared to polymers. More specifically, the copolymer, while having a reasonably high stiffness, is due to the use of a predetermined amount of ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and the formation of a cross-linked structure through the ethylenically unsaturated bond of the multifunctional compound, The polyoxyalkylene structure of the multifunctional compound exhibits adequate flexibility. Therefore, according to the said copolymer which has high rigidity moderately, expansion | swelling and shrinkage | contraction of an electrode active material can be suppressed and the fall of cycling characteristics can be suppressed. Further, according to the above-mentioned copolymer having appropriate flexibility, it is possible to suppress the cracking of the copolymer and the peeling from the electrode active material, and to suppress the deterioration of the high temperature storage characteristics. Furthermore, according to the above-mentioned copolymer, by the interaction between polymer chains such as the formation of a cross-linked structure via the ethylenically unsaturated bond of the polyfunctional compound, the electrode slurry is secured while the stability of the slurry composition is ensured. The solid content concentration of the slurry composition can be increased to increase the productivity of the electrode. In addition, since the polyoxyalkylene structure of a polyfunctional compound is familiar with the electrolyte solution normally used in a lithium ion secondary battery, it is guessed that a copolymer is excellent also in lithium ion conductivity. Therefore, according to the said copolymer, it is guessed that a good SEI (Solid Electrolyte Interface) film can also be formed on surfaces, such as an electrode active material.

また、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を多孔膜用スラリー組成物の調製および多孔膜の形成に使用した際には、上述した強靭なポリマー物性の発現および架橋構造の形成などのポリマー鎖間の相互作用により、多孔膜の耐熱収縮性の向上、並びに、多孔膜用スラリー組成物の安定性および多孔膜付き基材の生産性の確保が達成されると推察される。更に、バインダー組成物を本発明の電極用スラリー組成物および電極の製造に使用した場合と同様に、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を多孔膜用スラリー組成物の調製および多孔膜の形成に使用した場合にも、リチウムイオン二次電池の電池特性を向上させることができると推察される。   In addition, when the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention is used for preparation of a slurry composition for a porous membrane and formation of a porous membrane, the above-mentioned tough polymer physical properties and formation of a crosslinked structure, etc. It is surmised that the heat shrinkage resistance of the porous membrane is improved and the stability of the slurry composition for a porous membrane and the securing of the productivity of the porous membrane-attached substrate are achieved by the interaction between polymer chains. Furthermore, the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention is used to prepare a slurry composition for a porous film and a porous film, as in the case of using the binder composition for the electrode slurry composition and electrode of the present invention. It is presumed that the battery characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved also when used for the formation of

[共重合体]
本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物の結着材として用いられる共重合体は、以下に詳細に説明する単量体組成物を重合して得られるものである。そして、通常、この共重合体は、単量体組成物中に含まれていた単量体に由来する構造単位を当該単量体組成物中の各単量体の存在比率と同様の比率で含有している。
[Copolymer]
The copolymer used as a binder of the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention is obtained by polymerizing a monomer composition described in detail below. And, usually, in this copolymer, structural units derived from the monomers contained in the monomer composition are in the same ratio as the abundance ratio of each monomer in the monomer composition. Contains

[[単量体組成物]]
共重合体の調製に用いる単量体組成物は、例えば、単量体と、重合開始剤などの添加剤と、重合溶媒とを含有する。そして、単量体組成物は、単量体として、エチレン性不飽和カルボン酸化合物と、多官能化合物とを所定の割合で含有する。具体的には、単量体組成物は、単量体組成物中の全単量体の量を100質量%とした際に、70.0質量%以上99.9質量%以下のエチレン性不飽和カルボン酸化合物と、0.1質量%以上30.0質量%以下の多官能化合物とを含有する。なお、単量体組成物は、任意に、エチレン性不飽和カルボン酸化合物および多官能化合物と共重合可能なその他の化合物を単量体として更に含有していてもよい。
[[Monomer composition]]
The monomer composition used for preparation of the copolymer contains, for example, a monomer, an additive such as a polymerization initiator, and a polymerization solvent. And a monomer composition contains an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and a polyfunctional compound in a predetermined ratio as a monomer. Specifically, when the amount of all the monomers in the monomer composition is 100% by mass, the monomer composition contains 70.0% by mass or more and 99.9% by mass or less of ethylenic acid. It contains a saturated carboxylic acid compound and a polyfunctional compound at 0.1% by mass to 30.0% by mass. The monomer composition may optionally further contain, as a monomer, another compound copolymerizable with the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and the polyfunctional compound.

−エチレン性不飽和カルボン酸化合物−
エチレン性不飽和カルボン酸化合物としては、エチレン性不飽和カルボン酸およびその塩の少なくとも一方を用いることができる。そして、エチレン性不飽和カルボン酸としては、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などが挙げられる。また、エチレン性不飽和カルボン酸塩としては、エチレン性不飽和カルボン酸のナトリウム塩、カリウム塩、リチウム塩などが挙げられる。
なお、エチレン性不飽和カルボン酸およびその塩は、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。
-Ethylenically unsaturated carboxylic acid compound-
As the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound, at least one of an ethylenically unsaturated carboxylic acid and a salt thereof can be used. And, as the ethylenically unsaturated carboxylic acids, ethylenically unsaturated monocarboxylic acids and their derivatives, ethylenically unsaturated dicarboxylic acids and their acid anhydrides and their derivatives, etc. may be mentioned. In addition, examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid salts include sodium salts, potassium salts and lithium salts of ethylenically unsaturated carboxylic acids.
In addition, an ethylenically unsaturated carboxylic acid and its salt may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.

ここで、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、クロトン酸などが挙げられる。そして、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、β−ジアミノアクリル酸などが挙げられる。
また、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、イタコン酸などが挙げられる。そして、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、ジアクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。さらに、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、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などが挙げられる。
Here, examples of the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like. And as an example of the derivative of the ethylenically unsaturated monocarboxylic acid, 2-ethyl acrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxy acrylic acid, β-trans-aryloxy acrylic acid, α-chloro-β-E-methoxy acrylic Acids, β-diaminoacrylic acid and the like can be mentioned.
Moreover, as an example of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid etc. are mentioned. And as an example of the acid anhydride of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid, maleic anhydride, a diacrylic anhydride, methyl maleic anhydride, dimethyl maleic anhydride etc. are mentioned. Furthermore, examples of derivatives of ethylenically unsaturated dicarboxylic acids include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, diphenyl maleate, nonyl maleate, decyl maleate And dodecyl maleate, octadecyl maleate, fluoroalkyl maleate and the like.

なお、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物において、エチレン性不飽和カルボン酸化合物としては、エチレン性不飽和カルボン酸塩、好ましくはエチレン性不飽和カルボン酸のリチウム塩を用いることができる。エチレン性不飽和カルボン酸塩を使用すれば、得られる共重合体の水溶性を高めることができるので、重合溶媒として水を使用して共重合体を調製する際に、単量体組成物中の単量体濃度を高濃度としても、共重合体の析出による重合の不均質な進行を防止することができる。従って、高単量体濃度の単量体組成物を使用して生産性を高めつつ、重合を均一に進行させることができる。また、エチレン性不飽和カルボン酸のリチウム塩を使用すれば、得られる共重合体中にカルボン酸リチウム塩基(−COOLi)が導入され、スラリー組成物の安定性が更に向上すると共に、リチウムイオン二次電池の電池特性(例えば、初期クーロン効率、サイクル特性および高温保存特性など)が更に向上するからである。
また、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて作製したリチウムイオン二次電池のサイクル特性および高温保存特性を更に向上させる観点からは、エチレン性不飽和カルボン酸化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸またはそれらの塩を用いることが好ましく、アクリル酸またはアクリル酸塩を用いることが更に好ましい。
In the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention, an ethylenically unsaturated carboxylic acid salt, preferably a lithium salt of an ethylenically unsaturated carboxylic acid can be used as the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound. . Since the water solubility of the resulting copolymer can be enhanced by using an ethylenically unsaturated carboxylic acid salt, when preparing the copolymer using water as a polymerization solvent, it is possible to use in the monomer composition. Even if the monomer concentration of (1) is high, it is possible to prevent the non-uniform progress of the polymerization due to the precipitation of the copolymer. Therefore, the polymerization can be uniformly progressed while the productivity is enhanced by using a monomer composition having a high monomer concentration. In addition, when a lithium salt of an ethylenically unsaturated carboxylic acid is used, lithium carboxylate (-COOLi) is introduced into the obtained copolymer, and the stability of the slurry composition is further improved. This is because battery characteristics (for example, initial coulomb efficiency, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, etc.) of the secondary battery are further improved.
Further, from the viewpoint of further improving the cycle characteristics and high-temperature storage characteristics of a lithium ion secondary battery produced using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention, an acrylic acid as the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound is It is preferable to use an acid, methacrylic acid or a salt thereof, and it is more preferable to use an acrylic acid or an acrylic acid salt.

そして、共重合体の調製に用いる単量体組成物が含む単量体は、上述したエチレン性不飽和カルボン酸化合物が占める割合が70.0質量%以上99.9質量%以下である必要があり、単量体中でエチレン性不飽和カルボン酸化合物が占める割合は、80.0質量%以上であることが好ましく、90.0質量%以上であることが更に好ましく、99.5質量%以下であることが好ましく、99.0質量%以下であることが更に好ましい。単量体中でエチレン性不飽和カルボン酸化合物が占める割合が70.0質量%未満の場合、共重合体の剛性が低下し、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて作製したリチウムイオン二次電池のサイクル特性が低下する。一方、単量体中でエチレン性不飽和カルボン酸化合物が占める割合が99.9質量%超の場合、共重合体の剛性が過度に高くなって脆くなり、その結果、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて作製したリチウムイオン二次電池の高温保存特性が低下する。   And as for the monomer which the monomer composition used for preparation of a copolymer contains, the ratio which the above-mentioned ethylenic unsaturated carboxylic acid compound occupies needs to be 70.0 mass% or more and 99.9 mass% or less. The proportion of the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound in the monomer is preferably 80.0% by mass or more, more preferably 90.0% by mass or more, and 99.5% by mass or less It is more preferable that it is 99.0 mass% or less. When the proportion of the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound in the monomer is less than 70.0% by mass, the rigidity of the copolymer decreases and the copolymer is prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention. Cycle characteristics of the lithium ion secondary battery. On the other hand, when the proportion of the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound in the monomer is more than 99.9% by mass, the rigidity of the copolymer becomes excessively high and becomes brittle, and as a result, the lithium ion of the present invention The high temperature storage characteristic of the lithium ion secondary battery manufactured using the binder composition for secondary batteries falls.

−多官能化合物−
多官能化合物としては、一般式:−(Cm2mO)n−[式中、mは1以上の整数であり、nは2以上の整数である]で表されるポリオキシアルキレン構造と、2つ以上のエチレン性不飽和結合とを有する化合物を用いることができる。
なお、ポリオキシアルキレン構造と2つ以上のエチレン性不飽和結合とを有する化合物は、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。
-Multifunctional compound-
Examples of the polyfunctional compound, Formula :-( C m H 2m O) n - [ in the formula, m is an integer of 1 or more, n represents an is an integer of 2 or more] and a polyoxyalkylene structure represented by And compounds having two or more ethylenically unsaturated bonds can be used.
In addition, the compound which has a polyoxyalkylene structure and two or more ethylenic unsaturated bonds may be used individually by 1 type, and may be used combining 2 or more types by arbitrary ratios.

ここで、多官能化合物としては、例えば、ポリオキシアルキレン構造を有するポリオールのポリ(メタ)アクリレートなどが挙げられる。具体的には、多官能化合物としては、特に限定されることなく、下記の化合物(I)〜(V)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指す。
(I)下記一般式:

Figure 0006536564
[式中、nは2以上の整数である]で表されるポリエチレングリコールジアクリレート。
(II)下記一般式:
Figure 0006536564
[式中、nは2以上の整数である]で表されるポリテトラメチレングリコールジアクリレート。
(III)下記一般式:
Figure 0006536564
[式中、n1およびn2は、2以上の整数であり、互いに同一でも、異なっていても良い]で表されるエトキシ化ビスフェノールAジアクリレート。
(IV)下記一般式:
Figure 0006536564
[式中、n1、n2およびn3は、2以上の整数であり、互いに同一でも、異なっていても良い]で表されるエトキシ化グリセリントリアクリレート。
(V)下記一般式:
Figure 0006536564
[式中、n1、n2、n3およびn4は、2以上の整数であり、互いに同一でも、異なっていても良い]で表されるエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート。Here, as a polyfunctional compound, poly (meth) acrylate of the polyol which has a polyoxyalkylene structure, etc. are mentioned, for example. Specifically, the polyfunctional compounds are not particularly limited, and the following compounds (I) to (V) may be mentioned. In the present invention, "(meth) acrylate" refers to acrylate and / or methacrylate.
(I) The following general formula:
Figure 0006536564
Polyethylene glycol diacrylate represented by [wherein n is an integer of 2 or more].
(II) The following general formula:
Figure 0006536564
The polytetramethylene glycol diacrylate represented by [In the Formula, n is an integer greater than or equal to 2].
(III) The following general formula:
Figure 0006536564
An ethoxylated bisphenol A diacrylate represented by [wherein n 1 and n 2 are integers of 2 or more and may be the same as or different from each other].
(IV) The following general formula:
Figure 0006536564
An ethoxylated glycerin triacrylate represented by [wherein n1, n2 and n3 are integers of 2 or more and may be the same as or different from each other].
(V) the following general formula:
Figure 0006536564
An ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate represented by [wherein n1, n2, n3 and n4 are integers of 2 or more and may be the same as or different from each other].

なお、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製したスラリー組成物の安定性を確保しつつ固形分濃度を高めることを可能にして電極や多孔膜付き基材の生産性を高める観点からは、多官能化合物のエチレン性不飽和結合の数(官能数)は、2以上6以下であることが好ましく、2以上4以下であることが更に好ましい。
また、電極や多孔膜付き基材の生産性を更に高める観点からは、多官能化合物は、2〜6官能のポリアクリレートであることが好ましく、2〜4官能のポリアクリレートであることが更に好ましい。
In addition, it is possible to increase the solid content concentration while securing the stability of the slurry composition prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention, and the productivity of the electrode or the base material with a porous film is obtained. From the viewpoint of enhancing the number, the number (functionality) of the ethylenically unsaturated bond of the polyfunctional compound is preferably 2 or more and 6 or less, and more preferably 2 or more and 4 or less.
Further, from the viewpoint of further enhancing the productivity of the electrode and the porous film-attached substrate, the polyfunctional compound is preferably a 2 to 6 functional polyacrylate, and more preferably a 2 to 4 functional polyacrylate. .

更に、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製したスラリー組成物の安定性およびリチウムイオン二次電池の高温保存特性を向上させる観点からは、多官能化合物が有するポリオキシアルキレン構造(−(Cm2mO)n−)の整数mは、20以下であることが好ましく、15以下であることが更に好ましく、10以下であることが特に好ましく、2以上であることが好ましい。整数mが大きすぎる場合には、スラリー組成物の安定性が低下する虞があるからである。また、整数mが小さすぎる場合には、共重合体の剛性が高くなり、リチウムイオン二次電池の高温保存特性が低下する虞があるからである。
また、同様の理由により、多官能化合物が有するポリオキシアルキレン構造(−(Cm2mO)n−)の整数nは、20以下であることが好ましく、15以下であることが更に好ましく、10以下であることが特に好ましく、2以上であることが好ましく、3以上であることが更に好ましく、4以上であることが特に好ましい。整数nが大きすぎる場合には、スラリー組成物の安定性が低下する虞があるからである。また、整数nが小さすぎる場合には、共重合体の剛性が高くなり、リチウムイオン二次電池の高温保存特性が低下する虞があるからである。なお、多官能化合物が分子内に複数のポリオキシアルキレン構造(−(Cm2mO)n−)を有する場合には、複数のポリオキシアルキレン構造の整数nの平均値が上記範囲内に含まれることが好ましく、全てのポリオキシアルキレン構造の整数nが上記範囲内に含まれることが更に好ましい。
Furthermore, from the viewpoint of improving the stability of the slurry composition prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention and the high temperature storage characteristics of a lithium ion secondary battery, polyoxyalkylenes possessed by polyfunctional compounds structure (- (C m H 2m O ) n -) integer m of preferably 20 or less, more preferably 15 or less, particularly preferably 10 or less, it is 2 or more preferable. If the integer m is too large, the stability of the slurry composition may be reduced. In addition, when the integer m is too small, the rigidity of the copolymer may be increased, and the high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery may be deteriorated.
Further, for the same reason, the integer n of the polyoxyalkylene structure (— (C m H 2 m O) n —) possessed by the polyfunctional compound is preferably 20 or less, more preferably 15 or less, The number is particularly preferably 10 or less, preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and particularly preferably 4 or more. If the integer n is too large, the stability of the slurry composition may be reduced. In addition, when the integer n is too small, the rigidity of the copolymer may be increased, and the high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery may be deteriorated. Incidentally, the polyfunctional compound is more in the molecule polyoxyalkylene structure (- (C m H 2m O ) n -) in the case where a is in the average value above the range of integer n of a plurality of polyoxyalkylene structures It is preferable to be contained, and it is further preferable that the integer n of all the polyoxyalkylene structures is contained in the said range.

そして、共重合体の調製に用いる単量体組成物が含む単量体は、上述した多官能化合物が占める割合が0.1質量%以上30.0質量%以下である必要があり、単量体中で多官能化合物が占める割合は、0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることが更に好ましく、20.0質量%以下であることが好ましく、10.0質量%以下であることが更に好ましい。単量体中で多官能化合物が占める割合が0.1質量%未満の場合、共重合体の剛性が過度に高くなり、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて作製したリチウムイオン二次電池の高温保存特性が低下する。一方、単量体中で多官能化合物が占める割合が30.0質量%超の場合、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製したスラリー組成物において電極活物質等の沈降が発生する等、電極や多孔膜付き基材の生産性が低下すると共に、共重合体の剛性が低下し、バインダー組成物を用いて作製したリチウムイオン二次電池のサイクル特性が低下する。   And the monomer which the monomer composition used for preparation of a copolymer requires that the ratio for which the polyfunctional compound mentioned above accounts is 0.1 mass% or more and 30.0 mass% or less, The proportion of the polyfunctional compound in the body is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, and preferably 20.0% by mass or less. More preferably, it is 0% by mass or less. If the proportion of the polyfunctional compound in the monomer is less than 0.1% by mass, the rigidity of the copolymer becomes excessively high, and a lithium prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention The high temperature storage characteristics of the ion secondary battery are degraded. On the other hand, when the proportion of the polyfunctional compound in the monomer is more than 30.0% by mass, sedimentation of the electrode active material and the like in the slurry composition prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention While the productivity of the electrode or the base material with a porous film is lowered, the rigidity of the copolymer is lowered, and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery produced using the binder composition are lowered.

−その他の化合物−
任意に配合される単量体であるその他の化合物としては、上述したエチレン性不飽和カルボン酸化合物および多官能化合物と共重合可能な既知の化合物を用いることができる。そして、その他の化合物としては、特に限定されることなく、2つ以上のエチレン性不飽和結合を有し、且つ、ポリオキシアルキレン構造を有さない化合物や、共重合体の溶解度パラメータ(SP値)の大きさを調整し得る化合物が挙げられる。
-Other compounds-
As the other compound which is a monomer optionally blended, a known compound copolymerizable with the above-mentioned ethylenically unsaturated carboxylic acid compound and polyfunctional compound can be used. And, other compounds are not particularly limited, and the solubility parameter (SP value) of a compound having two or more ethylenic unsaturated bonds and having no polyoxyalkylene structure, and a copolymer The compound which can adjust the magnitude | size of is mentioned.

具体的には、2つ以上のエチレン性不飽和結合を有し、且つ、ポリオキシアルキレン構造を有さない化合物としては、例えば、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ノナンジオールジアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレートなどのポリオキシアルキレン構造を有さないポリオールのポリ(メタ)アクリレートが挙げられる。   Specifically, as a compound having two or more ethylenic unsaturated bonds and having no polyoxyalkylene structure, for example, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-nonane diol di Poly (meth) acrylates of polyols having no polyoxyalkylene structure such as acrylate, trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, dipentaerythritol hexaacrylate and the like can be mentioned.

また、共重合体の溶解度パラメータ(SP値)の大きさを調整し得る化合物としては、リチウムイオン二次電池に通常使用される電解液とSP値が近い化合物、例えば、メチルメタクリレート、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート、アクリロニトリル、2−エチルヘキシルアクリレート、酢酸ビニルなどが挙げられる。   Moreover, as a compound which can adjust the magnitude | size of the solubility parameter (SP value) of a copolymer, the electrolyte solution normally used for a lithium ion secondary battery and the compound whose SP value is close, for example, methyl methacrylate, methyl acrylate, Ethyl acrylate, butyl acrylate, acrylonitrile, 2-ethylhexyl acrylate, vinyl acetate and the like can be mentioned.

なお、2つ以上のエチレン性不飽和結合を有し、且つ、ポリオキシアルキレン構造を有さない化合物が単量体中で占める割合は、5質量%以下であることが好ましい。単量体中で占める割合が5質量%を超えると、リチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製したスラリー組成物の安定性が低下する虞があるからである。
また、共重合体の溶解度パラメータ(SP値)の大きさを調整し得る化合物が単量体中で占める割合は、10質量%以下であることが好ましい。単量体中で占める割合が10質量%を超えると、共重合体の剛性が低下してリチウムイオン二次電池のサイクル特性が低下する虞があるからである。
In addition, it is preferable that the ratio for which the compound which has a 2 or more ethylenic unsaturated bond and does not have a polyoxyalkylene structure accounts in a monomer is 5 mass% or less. If the proportion in the monomer exceeds 5% by mass, the stability of the slurry composition prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery may be reduced.
Moreover, it is preferable that the ratio for which the compound which can adjust the magnitude | size of the solubility parameter (SP value) of a copolymer accounts in a monomer is 10 mass% or less. If the proportion of the monomer in the monomer exceeds 10% by mass, the rigidity of the copolymer may be reduced and the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery may be reduced.

−添加剤−
単量体組成物に配合する添加剤としては、過硫酸カリウム等の重合開始剤や、テトラメチルエチレンジアミン等の重合促進剤などの重合反応に使用し得る既知の添加剤が挙げられる。なお、添加剤の種類および配合量は、重合方法等に応じて任意に選択することができる。
-Additives-
Examples of the additive to be added to the monomer composition include known additives which can be used for the polymerization reaction such as a polymerization initiator such as potassium persulfate and a polymerization accelerator such as tetramethylethylene diamine. In addition, the kind and compounding quantity of an additive can be arbitrarily selected according to the polymerization method etc.

−重合溶媒−
単量体組成物に配合する重合溶媒としては、重合方法等に応じて、前述した単量体を溶解または分散可能な既知の溶媒を用いることができる。中でも、重合溶媒としては、水を用いることが好ましい。なお、重合溶媒としては、任意の化合物の水溶液や、少量の有機媒体と水との混合溶液などを用いてもよい。
-Polymerization solvent-
As the polymerization solvent to be mixed with the monomer composition, known solvents capable of dissolving or dispersing the above-mentioned monomers can be used depending on the polymerization method and the like. Among them, water is preferably used as the polymerization solvent. In addition, as the polymerization solvent, an aqueous solution of any compound, a mixed solution of a small amount of organic medium and water, or the like may be used.

[[共重合体の調製]]
本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物の結着材として用いられる共重合体は、上述した単量体、添加剤および重合溶媒を既知の方法で混合して得た単量体組成物を、例えばラジカル重合させることで得られる。なお、上記単量体組成物を重合して得られる、共重合体と重合溶媒とを含む溶液は、そのままバインダー組成物として使用してもよいし、溶媒置換や任意の成分の添加などを行なった後にバインダー組成物として使用してもよい。
[[Preparation of copolymer]]
A copolymer used as a binder of the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention is a monomer composition obtained by mixing the above-mentioned monomer, additive and polymerization solvent by a known method. Can be obtained, for example, by radical polymerization. The solution obtained by polymerizing the above monomer composition and containing a copolymer and a polymerization solvent may be used as it is as a binder composition, or it may be subjected to solvent substitution or addition of an optional component. May be used as a binder composition.

ここで、重合方法としては、水溶液重合、スラリー重合、懸濁重合、乳化重合などの公知の重合法が挙げられるが、溶媒の除去操作が不要であり、溶媒の安全性が高く、且つ、界面活性剤の混入の問題が無いことから、重合溶媒として水を使用した水溶液重合が好ましい。なお、水溶液重合は、単量体組成物を所定の濃度に調整し、反応系内の溶存酸素を不活性ガスで十分に置換した後、ラジカル重合開始剤を添加し、必要により、加熱や紫外線などの光照射をすることによって重合反応を行う方法である。   Here, as the polymerization method, known polymerization methods such as aqueous solution polymerization, slurry polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization and the like can be mentioned, but the removal operation of the solvent is unnecessary, the safety of the solvent is high, and the interface Aqueous solution polymerization using water as a polymerization solvent is preferable because there is no problem of mixing of the activator. In the aqueous solution polymerization, the monomer composition is adjusted to a predetermined concentration, and the dissolved oxygen in the reaction system is sufficiently replaced with an inert gas, and then a radical polymerization initiator is added, if necessary, heating or ultraviolet light And the like by light irradiation.

なお、重合溶媒として水を使用し、上述した単量体組成物を水中で重合して共重合体を含む水溶液を調製する場合には、重合後に水溶液のpHを7以上12以下に調整することが好ましい。得られる水溶液を中和してpHを7〜12に調整すれば、スラリー組成物の安定性およびリチウムイオン二次電池の高温保存特性を更に高めることができるからである。
ここで、エチレン性不飽和カルボン酸化合物としてエチレン性不飽和カルボン酸を含む単量体組成物を使用した場合には、上記水溶液の中和を行なう際に、塩基性のリチウム化合物を使用することが好ましい。塩基性のリチウム化合物を使用すれば、共重合体中のカルボン酸基がカルボン酸リチウム塩基(−COOLi)となり、スラリー組成物の安定性が更に向上すると共に、リチウムイオン二次電池の電池特性(例えば、初期クーロン効率、サイクル特性および高温保存特性など)が更に向上するからである。なお、塩基性のリチウム化合物としては、炭酸リチウム(Li2CO3)や水酸化リチウム(LiOH)を用いることができ、水酸化リチウムを用いることが好ましい。
When using water as a polymerization solvent and polymerizing the above-mentioned monomer composition in water to prepare an aqueous solution containing a copolymer, adjust the pH of the aqueous solution to 7 or more and 12 or less after polymerization. Is preferred. This is because the stability of the slurry composition and the high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery can be further enhanced by adjusting the pH to 7 to 12 by neutralizing the obtained aqueous solution.
Here, when a monomer composition containing an ethylenically unsaturated carboxylic acid is used as the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound, a basic lithium compound should be used when the above aqueous solution is neutralized. Is preferred. When a basic lithium compound is used, the carboxylic acid group in the copolymer becomes a lithium carboxylate (-COOLi), and the stability of the slurry composition is further improved, and the battery characteristics of the lithium ion secondary battery ( For example, the initial coulomb efficiency, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, etc. are further improved. In addition, lithium carbonate (Li 2 CO 3 ) or lithium hydroxide (LiOH) can be used as the basic lithium compound, and lithium hydroxide is preferably used.

[[共重合体の性状]]
そして、上述のようにして調製した、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物の結着材として用いられる共重合体は、電解液膨潤度が5質量%以上であることが好ましく、7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、15質量%以上であることが特に好ましく、また、120質量%以下であることが好ましく、70質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、38質量%以下であることが更に好ましく、35質量%以下であることが特に好ましく、30質量%以下であることがさらに特に好ましい。電解液膨潤度が5質量%以上であれば、共重合体の柔軟性を確保し、共重合体の割れおよび剥離を抑制して、リチウムイオン二次電池の高温保存特性を高めることができる。また、リチウムイオン伝導性を確保し、電極活物質などの表面に良質なSEI被膜を形成して、リチウムイオン二次電池の内部抵抗およびガス発生を低減することができる。一方、電解液膨潤度が120質量%以下であれば、共重合体の剛性を確保し、電極活物質の膨張および収縮を抑制して、リチウムイオン二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
なお、共重合体の電解液膨潤度は、単量体組成物中の単量体の種類や量を変更することにより調整することができる。具体的には、例えば多官能化合物の配合量を増加することで、電解液膨潤度を高めることができる。
[[Properties of copolymer]]
The copolymer used as a binder of the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention, prepared as described above, preferably has an electrolyte solution swelling degree of 5% by mass or more, 7 More preferably, it is 10% by mass or more, particularly preferably 10% by mass or more, particularly preferably 15% by mass or more, and preferably 120% by mass or less, and 70% by mass or less Is more preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably 38% by mass or less, particularly preferably 35% by mass or less, 30 It is further particularly preferred that it is not more than mass%. When the electrolyte swelling degree is 5% by mass or more, flexibility of the copolymer can be secured, cracking and peeling of the copolymer can be suppressed, and the high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery can be enhanced. In addition, lithium ion conductivity can be secured, and a high quality SEI film can be formed on the surface of the electrode active material or the like to reduce the internal resistance and gas generation of the lithium ion secondary battery. On the other hand, if the degree of swelling of the electrolyte solution is 120% by mass or less, the rigidity of the copolymer can be secured, expansion and contraction of the electrode active material can be suppressed, and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved. .
In addition, the electrolyte solution swelling degree of a copolymer can be adjusted by changing the kind and quantity of a monomer in a monomer composition. Specifically, for example, the degree of swelling of the electrolyte can be increased by increasing the amount of the multifunctional compound.

また、pH調整後の共重合体は、水溶性の重合体であることが好ましく、具体的には、25℃において、pH=7.5〜9.0に調整した共重合体0.5g(固形分換算)を100gの水に溶解した際の不溶分が10質量%以下であることが好ましい。なお、共重合体を水に溶解した際の不溶分は、スラリー組成物や電極を調製した場合に異物となり得るものである。そして、特に電極においては、当該不溶分は、電圧集中点となってリチウム析出などの原因となる虞がある。   Further, the copolymer after pH adjustment is preferably a water-soluble polymer, and specifically, 0.5 g of the copolymer adjusted to pH = 7.5 to 9.0 at 25 ° C. It is preferable that the insoluble content at the time of melt | dissolving solid content conversion) in 100 g of water is 10 mass% or less. In addition, the insoluble part at the time of melt | dissolving a copolymer in water can become a foreign material, when preparing a slurry composition or an electrode. And especially in an electrode, the said insoluble matter may become a voltage concentration point and may cause lithium precipitation etc.

[その他の重合体]
上述した共重合体を結着材として含有する本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、上述した共重合体以外の重合体を結着材として更に含有していてもよい。
[Other polymers]
The binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention which contains the copolymer mentioned above as a binder may further contain polymers other than the copolymer mentioned above as a binder.

そして、上述した共重合体以外の重合体としては、バインダー組成物の溶媒に分散可能な粒子状重合体などの既知の重合体が挙げられる。具体的には、粒子状重合体としては、例えば、スチレン−ブタジエン共重合体やアクリロニトリル−ブタジエン共重合体等のジエン重合体、アクリル重合体、フッ素重合体、シリコン重合体などが挙げられる。共重合体と粒子状重合体とを併用することで、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および高温保存特性を更に向上させることができる。
なお、これらの重合体は、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。
And as polymers other than the copolymer mentioned above, known polymers, such as a particulate-form polymer dispersible in the solvent of a binder composition, are mentioned. Specifically, examples of the particulate polymer include diene polymers such as a styrene-butadiene copolymer and an acrylonitrile-butadiene copolymer, an acrylic polymer, a fluoropolymer, and a silicone polymer. The combined use of the copolymer and the particulate polymer can further improve the cycle characteristics and high-temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery.
In addition, these polymers may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.

ここで、上述した共重合体以外の重合体を結着材として使用してスラリー組成物、電極、多孔膜付き基材およびリチウムイオン二次電池を製造する場合、共重合体以外の重合体は、上述したように予め共重合体と混合してバインダー組成物としてからスラリー組成物の調製に使用してもよいし、共重合体と予め混合することなく、スラリー組成物の調製時に、電極活物質などと共に共重合体と混合してもよい(即ち、共重合体以外の重合体も結着材として含むバインダー組成物の調製と、スラリー組成物の調製とを同時に実施してもよい)。   Here, when a slurry composition, an electrode, a substrate with a porous film and a lithium ion secondary battery are manufactured using a polymer other than the above-mentioned copolymer as a binder, the polymer other than the copolymer is Alternatively, as described above, it may be mixed with the copolymer beforehand to be used as a binder composition and then used for preparation of the slurry composition, or when preparing the slurry composition without being mixed beforehand with the copolymer. The substance may be mixed with the copolymer together with the substance (that is, the preparation of the binder composition containing a polymer other than the copolymer as a binder and the preparation of the slurry composition may be simultaneously carried out).

<溶媒>
本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物の溶媒としては、上述した結着材を溶解または分散可能な既知の溶媒を用いることができる。中でも、溶媒としては、水を用いることが好ましい。なお、バインダー組成物の溶媒の少なくとも一部は、特に限定されることなく、共重合体を調製する際に使用した単量体組成物に含まれていた重合溶媒とすることができる。
<Solvent>
As a solvent of the binder composition for lithium ion secondary batteries of the present invention, a known solvent capable of dissolving or dispersing the above-mentioned binder can be used. Among them, water is preferably used as the solvent. In addition, at least one part of the solvent of a binder composition is not specifically limited, It can be set as the polymerization solvent contained in the monomer composition used when preparing a copolymer.

<その他の成分>
本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、上述した成分に加え、バインダー組成物に任意に配合し得る既知の成分として増粘剤を含有していても良い。具体的には、バインダー組成物は、任意に配合されるその他の成分として、カルボキシメチルセルロース、増粘多糖類、アルギン酸、でんぷんなどの天然系増粘剤や、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸などの合成系増粘剤(但し、上述した共重合体に該当するものを除く)を含有していてもよい。
<Other ingredients>
The binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention may contain, in addition to the components described above, a thickener as a known component that can be optionally added to the binder composition. Specifically, the binder composition may contain, as other components optionally blended, carboxymethyl cellulose, polysaccharide thickener, natural thickener such as alginic acid and starch, polyvinyl alcohol, polyvinyl pyrrolidone, polyacrylic acid, etc. The synthetic thickeners of the above (but excluding those corresponding to the above-mentioned copolymer) may be contained.

なお、上述したその他の成分を使用してスラリー組成物、電極、多孔膜付き基材およびリチウムイオン二次電池を製造する場合、その他の成分は、上述したように予め共重合体と混合してバインダー組成物としてからスラリー組成物の調製に使用してもよいし、共重合体と予め混合することなく、スラリー組成物の調製時に、電極活物質などと共に共重合体と混合してもよい(即ち、その他の成分を含むバインダー組成物の調製と、スラリー組成物の調製とを同時に実施してもよい)。   In addition, when manufacturing a slurry composition, an electrode, a base material with a porous film, and a lithium ion secondary battery using the other components mentioned above, other components are previously mixed with a copolymer as mentioned above. The binder composition may be used for preparation of the slurry composition, or may be mixed with the electrode active material or the like at the time of preparation of the slurry composition without being previously mixed with the copolymer ( That is, preparation of a binder composition containing other components and preparation of a slurry composition may be carried out simultaneously).

(リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物)
本発明のリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物は、上述した本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物と、電極活物質とを含む。そして、本発明のリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物は、好ましくはリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物として使用することができる。
(Slurry composition for lithium ion secondary battery electrode)
The slurry composition for a lithium ion secondary battery electrode of the present invention comprises the above-described binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention and an electrode active material. And the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of this invention can be preferably used as a slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes.

(リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物)
そこで、以下では、まず、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製し得るリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物について説明する。
(Slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode)
So, below, the slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes which can be prepared using the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention is demonstrated first.

ここで、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製し得るリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、上述したバインダー組成物と、負極活物質と、水などの分散媒と、必要に応じて添加されるその他の成分とを含有する。即ち、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、上述した共重合体と、負極活物質と、水などの分散媒とを少なくとも含み、任意に、粒子状重合体等のその他の重合体や、増粘剤等のその他の成分を更に含有する。   Here, a slurry composition for a lithium ion secondary battery negative electrode which can be prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises the binder composition described above, a negative electrode active material, and a dispersion medium such as water. And other components optionally added. That is, the slurry composition for a lithium ion secondary battery negative electrode contains at least the above-described copolymer, a negative electrode active material, and a dispersion medium such as water, and optionally, other polymers such as a particulate polymer, And other ingredients such as thickeners.

<負極活物質>
ここで、上述した通り、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物は、充放電に伴って大きく膨張および収縮する負極活物質と組み合わせてスラリー組成物、負極およびリチウムイオン二次電池の製造に用いた場合であっても、スラリー組成物の安定性および負極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。従って、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物では、リチウムイオン二次電池の高容量化の観点から、負極活物質として、シリコン系負極活物質と、任意にその他の負極活物質とを使用することが好ましい。
<Anode active material>
Here, as described above, the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention is combined with a negative electrode active material that expands and contracts greatly with charge and discharge to produce a slurry composition, a negative electrode and a lithium ion secondary battery Even in the case of using the lithium ion secondary battery, excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics can be exhibited while securing the stability of the slurry composition and the productivity of the negative electrode. Therefore, in the slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, from the viewpoint of increasing the capacity of lithium ion secondary battery, a silicon based negative electrode active material and optionally other negative electrode active materials are used as the negative electrode active material. Is preferred.

[シリコン系負極活物質]
ここで、シリコン系負極活物質とは、ケイ素を含む活物質である。そして、シリコン系負極活物質としては、例えば、ケイ素(Si)、ケイ素を含む合金、SiO、SiOx、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。なお、これらのシリコン系負極活物質は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類上を組み合わせて用いてもよい。
[Silicon-based negative electrode active material]
Here, the silicon-based negative electrode active material is an active material containing silicon. Then, as the silicon-based negative electrode active material, for example, silicon (Si), an alloy containing silicon, SiO, SiO x , a Si-containing material obtained by coating or compounding a Si-containing material with conductive carbon and conductive carbon Complex compounds and the like can be mentioned. These silicon-based negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

ケイ素を含む合金としては、例えば、ケイ素と、チタン、鉄、コバルト、ニッケルおよび銅からなる群より選択される少なくとも一種の元素とを含む合金組成物が挙げられる。
また、ケイ素を含む合金としては、例えば、ケイ素と、アルミニウムと、鉄などの遷移金属とを含み、さらにスズおよびイットリウム等の希土類元素を含む合金組成物も挙げられる。
The alloy containing silicon includes, for example, an alloy composition containing silicon and at least one element selected from the group consisting of titanium, iron, cobalt, nickel and copper.
Moreover, as an alloy containing silicon, for example, an alloy composition containing silicon, aluminum, and a transition metal such as iron, and further containing a rare earth element such as tin and yttrium is also included.

SiOxは、SiOおよびSiO2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、SiOx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、SiOx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、有機物ガスおよび/または蒸気を含む雰囲気下、900℃以上、好ましくは1000℃以上の温度で行うことができる。SiO x is a compound containing at least one of SiO and SiO 2 and Si, and x is usually at least 0.01 and less than 2. Then, SiO x can be formed, for example, by utilizing disproportionation reaction of silicon monoxide (SiO). Specifically, 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. The heat treatment can be performed at a temperature of 900 ° C. or higher, preferably 1000 ° C. or higher, in an atmosphere containing an organic gas and / or a vapor, after grinding and mixing SiO and optionally a polymer.

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、例えば有機物ガスおよび/または蒸気を含む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。また、複合化物は、SiOの粒子に対して、有機物ガスなどを用いた化学的蒸着法によって表面をコーティングする方法、SiOの粒子と黒鉛または人造黒鉛をメカノケミカル法によって複合粒子化(造粒化)する方法などの公知の方法でも得ることができる。   As a composite of Si-containing material and conductive carbon, for example, a ground mixture of SiO, a polymer such as polyvinyl alcohol and optionally a carbon material is heat-treated under an atmosphere containing, for example, an organic gas and / or a vapor. Compounds can be mentioned. In addition, the composite is a method of coating the surface of the particles of SiO with a chemical vapor deposition method using an organic gas, etc. Composite particles of the particles of SiO and graphite or artificial graphite are formed by granulation (granulation It can also be obtained by known methods such as the method of

なお、リチウムイオン二次電池の高容量化の観点からは、シリコン系負極活物質としては、ケイ素を含む合金およびSiOxが好ましい。From the viewpoint of increasing the capacity of the lithium ion secondary battery, an alloy containing silicon and SiO x are preferable as the silicon-based negative electrode active material.

[その他の負極活物質]
リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物において上記シリコン系負極活物質と併用する負極活物質としては、炭素系負極活物質および金属系負極活物質などが挙げられる。
[Other negative electrode active materials]
As a negative electrode active material used together with the said silicon-type negative electrode active material in the slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes, a carbon-type negative electrode active material, a metal type negative electrode active material, etc. are mentioned.

[[炭素系負極活物質]]
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い、炭素系負極活物質としては、例えば炭素質材料と黒鉛質材料とが挙げられる。
[[Carbon-based negative electrode active material]]
Here, the carbon-based negative electrode active material refers to an active material having carbon as a main skeleton capable of inserting lithium (also referred to as "doping"), and as the carbon-based negative electrode active material, for example, a carbonaceous material and graphite Quality materials.

炭素質材料は、炭素前駆体を2000℃以下で熱処理して炭素化させることによって得られる、黒鉛化度の低い(即ち、結晶性の低い)材料である。なお、炭素化させる際の熱処理温度の下限は特に限定されないが、例えば500℃以上とすることができる。
そして、炭素質材料としては、例えば、熱処理温度によって炭素の構造を容易に変える易黒鉛性炭素や、ガラス状炭素に代表される非晶質構造に近い構造を持つ難黒鉛性炭素などが挙げられる。
ここで、易黒鉛性炭素としては、例えば、石油または石炭から得られるタールピッチを原料とした炭素材料が挙げられる。具体例を挙げると、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などが挙げられる。
また、難黒鉛性炭素としては、例えば、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)、ハードカーボンなどが挙げられる。
The carbonaceous material is a material having a low degree of graphitization (i.e., low crystallinity) obtained by heat-treating a carbon precursor at 2000 ° C. or less to carbonize it. The lower limit of the heat treatment temperature at the time of carbonization is not particularly limited, but can be, for example, 500 ° C. or more.
And, as a carbonaceous material, for example, graphitizable carbon which easily changes the structure of carbon depending on the heat treatment temperature, non-graphitizable carbon having a structure close to an amorphous structure represented by glassy carbon and the like can be mentioned. .
Here, as the graphitizable carbon, for example, a carbon material using a tar pitch obtained from petroleum or coal as a raw material can be mentioned. Specific examples thereof include coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch carbon fibers, and pyrolytic vapor grown carbon fibers.
Moreover, as non-graphitizable carbon, for example, a phenol resin fired body, polyacrylonitrile carbon fiber, quasi-isotropic carbon, a furfuryl alcohol resin fired body (PFA), hard carbon and the like can be mentioned.

黒鉛質材料は、易黒鉛性炭素を2000℃以上で熱処理することによって得られる、黒鉛に近い高い結晶性を有する材料である。なお、熱処理温度の上限は、特に限定されないが、例えば5000℃以下とすることができる。
そして、黒鉛質材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。
ここで、人造黒鉛としては、例えば、易黒鉛性炭素を含んだ炭素を主に2800℃以上で熱処理した人造黒鉛、MCMBを2000℃以上で熱処理した黒鉛化MCMB、メソフェーズピッチ系炭素繊維を2000℃以上で熱処理した黒鉛化メソフェーズピッチ系炭素繊維などが挙げられる。
The graphitic material is a material having high crystallinity close to that of graphite, which is obtained by heat-treating graphitizable carbon at 2000 ° C. or higher. The upper limit of the heat treatment temperature is not particularly limited, but can be, for example, 5000 ° C. or less.
And as a graphite material, natural graphite, artificial graphite, etc. are mentioned, for example.
Here, as the artificial graphite, for example, artificial graphite obtained by heat treating carbon containing graphitizable carbon mainly at 2800 ° C. or higher, graphitized MCMB obtained by heat treating MCMB at 2000 ° C. or higher, and mesophase pitch carbon fiber at 2000 ° C. The graphitized mesophase pitch carbon fiber etc. which were heat-treated above are mentioned.

[[金属系負極活物質]]
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。金属系負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成し得るSi以外の単体金属(例えば、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Sn、Sr、Zn、Tiなど)およびその合金、並びに、それらの酸化物、硫化物、窒化物、炭化物、燐化物などが用いられる。
[[Metal based negative electrode active material]]
The metal-based negative electrode active material is an active material containing a metal, and usually contains an element capable of inserting lithium in its structure, and the theoretical electric capacity per unit mass when lithium is inserted is 500 mAh / An active material of g or more. As the metal-based negative electrode active material, for example, a single metal other than Si which can form lithium metal or lithium alloy (for example, Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb Sn, Sr, Zn, Ti, etc.) and alloys thereof, and oxides, sulfides, nitrides, carbides, phosphides, etc. thereof.

なお、負極活物質の膨張および収縮を抑制しつつリチウムイオン二次電池を十分に高容量化する観点からは、その他の負極活物質としては、炭素系負極活物質を用いることが好ましく、人造黒鉛を用いることがより好ましい。即ち、負極活物質は、シリコン系負極活物質と、人造黒鉛などの炭素系負極活物質との混合物であることが好ましい。   From the viewpoint of sufficiently increasing the capacity of the lithium ion secondary battery while suppressing expansion and contraction of the negative electrode active material, it is preferable to use a carbon-based negative electrode active material as the other negative electrode active material, and artificial graphite It is more preferable to use That is, the negative electrode active material is preferably a mixture of a silicon-based negative electrode active material and a carbon-based negative electrode active material such as artificial graphite.

<分散媒>
リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の分散媒としては、特に限定されることなく、既知の分散媒を用いることができる。中でも、分散媒としては、水を用いることが好ましい。なお、スラリー組成物の分散媒の少なくとも一部は、特に限定されることなく、スラリー組成物の調製に使用したバインダー組成物が含有していた溶媒とすることができる。
<Dispersion medium>
As a dispersion medium of the slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes, a known dispersion medium can be used, without being limited in particular. Among them, water is preferably used as the dispersion medium. In addition, at least one part of the dispersion medium of a slurry composition can be made into the solvent which the binder composition used for preparation of a slurry composition contained, without being specifically limited.

<その他の成分>
上記リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、上記成分の他に、導電材、補強材、レベリング剤、電解液添加剤などの成分を含有していてもよい。これらは、電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られず、公知のもの、例えば国際公開第2012/115096号に記載のものを使用することができる。これらの成分は、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。
<Other ingredients>
The said slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes may contain components, such as a electrically conductive material, a reinforcing material, a leveling agent, electrolyte solution additive, etc. other than the said component. These are not particularly limited as long as they do not affect the cell reaction, and known ones such as those described in WO 2012/115096 can be used. One of these components may be used alone, or two or more thereof may be used in combination at an arbitrary ratio.

(リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の調製方法)
上記リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物は、上記各成分を分散媒に分散させることにより調製することができる。具体的には、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどの混合機を用いて上記各成分と分散媒とを混合することにより、スラリー組成物を調製することができる。
ここで、分散媒としては、通常は水を用いるが、任意の化合物の水溶液や、少量の有機媒体と水との混合溶液などを用いてもよい。
(Preparation method of slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode)
The slurry composition for a lithium ion secondary battery negative electrode can be prepared by dispersing the above components in a dispersion medium. Specifically, mixing the above respective components with the dispersion medium using a mixer such as a ball mill, sand mill, bead mill, pigment disperser, leash crusher, ultrasonic disperser, homogenizer, planetary mixer, film mix, etc. The slurry composition can be prepared by
Here, as the dispersion medium, usually, water is used, but an aqueous solution of any compound, a mixed solution of a small amount of organic medium and water, or the like may be used.

なお、スラリー組成物中の上記各成分の割合は、適宜に調整することができる。
ここで、スラリー組成物の安定性および負極の生産性を高めつつリチウムイオン二次電池の性能を確保する観点からは、スラリー組成物中の共重合体の含有割合は、負極活物質100質量部当たり、0.5質量部以上10質量部以下であることが好ましい。
また、スラリー組成物がその他の重合体(上述した共重合体以外の重合体)を含む場合、粉落ちの発生を防止する観点からは、スラリー組成物中のその他の重合体の含有割合は、負極活物質100質量部当たり、0.05質量部以上2質量部以下であることが好ましい。ここで、スラリー組成物がその他の重合体と、Si含有材料とを含有する場合には、スラリー組成物中のその他の重合体の含有割合は、負極活物質100質量部当たり、0.5質量部以下であることがより好ましい。Si含有材料を使用する際には、膨張を抑える観点から、その他の重合体は通常使用される含有割合より少ないことが望ましい。
更に、スラリー組成物が増粘剤を含む場合、スラリー組成物の安定性を向上させる観点からは、スラリー組成物中の増粘剤の含有割合は、負極活物質100質量部当たり、0.3質量部以上5.0質量部以下であることが好ましい。ここで、増粘剤と共重合体の比としては、2 : 1 〜 1 : 2 が好ましく、 3 : 2 〜 2 : 3がより好ましい。
In addition, the ratio of each said component in a slurry composition can be adjusted suitably.
Here, from the viewpoint of securing the performance of the lithium ion secondary battery while enhancing the stability of the slurry composition and the productivity of the negative electrode, the content ratio of the copolymer in the slurry composition is 100 parts by mass of the negative electrode active material. The amount is preferably 0.5 parts by mass or more and 10 parts by mass or less.
In addition, when the slurry composition includes other polymers (polymers other than the above-described copolymer), the content ratio of the other polymers in the slurry composition is, from the viewpoint of preventing the occurrence of powder loss, The amount is preferably 0.05 parts by mass or more and 2 parts by mass or less per 100 parts by mass of the negative electrode active material. Here, when the slurry composition contains another polymer and a Si-containing material, the content ratio of the other polymer in the slurry composition is 0.5 mass per 100 mass parts of the negative electrode active material. It is more preferable that it is less than 1 part. When using a Si-containing material, it is desirable that the content of the other polymer be less than that usually used from the viewpoint of suppressing the expansion.
Furthermore, when the slurry composition contains a thickener, the content ratio of the thickener in the slurry composition is 0.3 per 100 parts by mass of the negative electrode active material from the viewpoint of improving the stability of the slurry composition. It is preferable that it is mass part or more and 5.0 mass parts or less. Here, as a ratio of a thickener and a copolymer, 2: 1-1: 2 are preferable and 3: 2-2: 3 are more preferable.

(リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物)
次に、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製し得るリチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物について説明する。
(Slurry composition for lithium ion secondary battery positive electrode)
Next, the slurry composition for lithium ion secondary battery positive electrodes which can be prepared using the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention is demonstrated.

本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製し得るリチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物は、上述したバインダー組成物と、正極活物質と、水などの分散媒と、必要に応じて添加される導電材や増粘剤などのその他の成分とを含有する。即ち、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物は、上述した共重合体と、正極活物質と、水などの分散媒とを少なくとも含み、任意に、粒子状重合体等のその他の重合体や、導電材や増粘剤等のその他の成分を更に含有する。ここで、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を用いて調製したリチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物は、結着材として粒子状重合体を更に含み、且つ、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを含むことが好ましい。
なお、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物の分散媒およびその他の成分としては、上述したリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物と同様のものを使用することができるため、以下では説明を省略する。
The slurry composition for a lithium ion secondary battery positive electrode which can be prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention needs the above-mentioned binder composition, a positive electrode active material, and a dispersion medium such as water. And other components such as a conductive material and a thickener added accordingly. That is, the slurry composition for a lithium ion secondary battery positive electrode contains at least the above-described copolymer, a positive electrode active material, and a dispersion medium such as water, and optionally, other polymers such as particulate polymers, And other components such as a conductive material and a thickener. Here, the slurry composition for a lithium ion secondary battery positive electrode prepared using the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention further includes a particulate polymer as a binder and as a thickener It is preferred to include carboxymethylcellulose.
In addition, as the dispersion medium and the other components of the slurry composition for lithium ion secondary battery positive electrode, since the same one as the above-mentioned slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode can be used, the following description will be given. I omit it.

<正極活物質>
正極活物質としては、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。
<Positive electrode active material>
As the positive electrode active material, a compound containing a transition metal, for example, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, a composite metal oxide of lithium and a transition metal, and the like can be used. In addition, as a transition metal, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo etc. are mentioned, for example.

ここで、遷移金属酸化物としては、例えばMnO、MnO2、V25、V613、TiO2、Cu223、非晶質V2O−P25、非晶質MoO3、非晶質V25、非晶質V613等が挙げられる。
遷移金属硫化物としては、TiS2、TiS3、非晶質MoS2、FeSなどが挙げられる。
リチウムと遷移金属との複合金属酸化物としては、層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、スピネル型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物などが挙げられる。
Here, as the transition metal oxide, for example, MnO, MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O-P 2 O 5 , non-crystal Quality MoO 3 , amorphous V 2 O 5 , amorphous V 6 O 13 and the like.
As a transition metal sulfide, TiS 2 , TiS 3 , amorphous MoS 2 , FeS, etc. may be mentioned.
As a composite metal oxide of lithium and transition metal, a lithium-containing composite metal oxide having a layered structure, a lithium-containing composite metal oxide having a spinel type structure, a lithium-containing composite metal oxide having an olivine type structure, etc. are mentioned Be

層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、リチウム含有コバルト酸化物(LiCoO2)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO2)、Co−Ni−Mnのリチウム含有複合酸化物(Li(Co Mn Ni)O2)、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、LiMaO2とLi2MbO3との固溶体などが挙げられる。なお、Co−Ni−Mnのリチウム含有複合酸化物としては、Li[Ni0.5Co0.2Mn0.3]O2、Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2などが挙げられる。また、LiMaO2とLi2MbO3との固溶体としては、例えば、xLiMaO2・(1−x)Li2MbO3などが挙げられる。ここで、xは0<x<1を満たす数を表し、Maは平均酸化状態が3+である1種類以上の遷移金属を表し、Mbは平均酸化状態が4+である1種類以上の遷移金属を表す。このような固溶体としては、Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O2などが挙げられる。
なお、本明細書において、「平均酸化状態」とは、前記「1種類以上の遷移金属」の平均の酸化状態を示し、遷移金属のモル量と原子価とから算出される。例えば、「1種類以上の遷移金属」が、50mol%のNi2+と50mol%のMn4+から構成される場合には、「1種類以上の遷移金属」の平均酸化状態は、(0.5)×(2+)+(0.5)×(4+)=3+となる。
Examples of lithium-containing composite metal oxides having a layered structure include lithium-containing cobalt oxides (LiCoO 2 ), lithium-containing nickel oxides (LiNiO 2 ), lithium-containing composite oxides of Co—Ni—Mn (Li (Co) Mn Ni) O 2 ), Ni-Mn-Al lithium-containing composite oxide, Ni-Co-Al lithium-containing composite oxide, solid solution of LiMaO 2 and Li 2 MbO 3 and the like can be mentioned. As the lithium-containing complex oxide of Co-Ni-Mn, Li [ Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3] O 2, Li [Ni 1/3 Co 1/3 Mn 1/3] such as O 2 and the like. Moreover, as a solid solution of LiMaO 2 and Li 2 MbO 3 , for example, xLiMaO 2 · (1-x) Li 2 MbO 3 and the like can be mentioned. Here, x represents a number satisfying 0 <x <1, Ma represents one or more transition metals having an average oxidation state of 3+, and Mb represents one or more transition metals having an average oxidation state of 4+. Represent. As such a solid solution, Li [Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56 ] O 2 and the like can be mentioned.
In the present specification, the "average oxidation state" indicates the average oxidation state of the "one or more transition metals", and is calculated from the molar amount and the valence of the transition metal. For example, when “one or more transition metals” is composed of 50 mol% of Ni 2+ and 50 mol% of Mn 4 + , the average oxidation state of “one or more transition metals” is (0. 5) x (2+) + (0.5) x (4 +) = 3 +.

スピネル型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、マンガン酸リチウム(LiMn24)や、マンガン酸リチウム(LiMn24)のMnの一部を他の遷移金属で置換した化合物が挙げられる。具体例としては、LiNi0.5Mn1.54などのLis[Mn2-tMct]O4が挙げられる。ここで、Mcは平均酸化状態が4+である1種類以上の遷移金属を表す。Mcの具体例としては、Ni、Co、Fe、Cu、Cr等が挙げられる。また、tは0<t<1を満たす数を表し、sは0≦s≦1を満たす数を表す。なお、正極活物質としては、Li1+xMn2-x4(0<X<2)で表されるリチウム過剰のスピネル化合物なども用いることができる。As a lithium-containing composite metal oxide having a spinel type structure, for example, a compound in which part of Mn of lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) or lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) is substituted with another transition metal Can be mentioned. Specific examples include Li s [Mn 2-t Mc t] O 4 , such as LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4. Here, Mc represents one or more transition metals having an average oxidation state of 4+. Specific examples of Mc include Ni, Co, Fe, Cu, Cr and the like. Further, t represents a number satisfying 0 <t <1, and s represents a number satisfying 0 ≦ s ≦ 1. Note that, as a positive electrode active material, a lithium-excess spinel compound represented by Li 1 + x Mn 2-x O 4 (0 <X <2) can be used.

オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としては、例えば、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO4)、オリビン型リン酸マンガンリチウム(LiMnPO4)などのLiyMdPO4で表されるオリビン型リン酸リチウム化合物が挙げられる。ここで、Mdは平均酸化状態が3+である1種類以上の遷移金属を表し、例えばMn、Fe、Co等が挙げられる。また、yは0≦y≦2を満たす数を表す。さらに、LiyMdPO4で表されるオリビン型リン酸リチウム化合物は、Mdが他の金属で一部置換されていてもよい。置換しうる金属としては、例えば、Cu、Mg、Zn、V、Ca、Sr、Ba、Ti、Al、Si、BおよびMoなどが挙げられる。As a lithium-containing composite metal oxide having an olivine type structure, for example, olivine type phosphorus represented by Li y MdPO 4 such as olivine type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) or olivine type lithium manganese phosphate (LiMnPO 4 ) And lithium acid compounds. Here, Md represents one or more types of transition metals having an average oxidation state of 3+, and examples thereof include Mn, Fe, Co, and the like. Further, y represents a number satisfying 0 ≦ y ≦ 2. Furthermore, the olivine-type lithium phosphate compound represented by Li y MdPO 4 may have Md partially substituted by another metal. Examples of metals that can be substituted include Cu, Mg, Zn, V, Ca, Sr, Ba, Ti, Al, Si, B and Mo.

(リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物の調製方法)
上記リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物と同様に、上記各成分を分散媒に分散させることにより調製することができる。なお、スラリー組成物中の上記各成分の割合は、適宜に調整することができる。
(Preparation Method of Slurry Composition for Lithium Ion Secondary Battery Positive Electrode)
The slurry composition for a lithium ion secondary battery positive electrode can be prepared by dispersing the above respective components in a dispersion medium, as in the slurry composition for a lithium ion secondary battery negative electrode. In addition, the ratio of each said component in a slurry composition can be adjusted suitably.

(リチウムイオン二次電池用電極)
本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、上述したリチウムイオン二次電池電極(負極および正極)用スラリー組成物を用いて調製した電極合材層を集電体上に備える。
ここで、本発明のリチウムイオン二次電池用電極の電極合材層には、少なくとも、電極活物質と、結着材としての共重合体とが含まれている。なお、電極合材層中に含まれている各成分は、上記リチウムイオン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、それら各成分の好適な存在比は、電極用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。
そして、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を使用して調製しているので、生産性が高く、且つ、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および高温保存特性の低下を抑制することができる。
(Electrode for lithium ion secondary battery)
The electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises an electrode mixture layer prepared using the above-described slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes (negative electrode and positive electrode) on a current collector.
Here, at least the electrode active material and the copolymer as a binder are contained in the electrode mixture layer of the lithium ion secondary battery electrode of the present invention. In addition, each component contained in the electrode mixture layer is contained in the said slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes, The suitable abundance ratio of these each component is the slurry for electrodes It is the same as the preferred abundance ratio of each component in the composition.
And since the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention is prepared using the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention, its productivity is high and the cycle of lithium ion secondary batteries It is possible to suppress the deterioration of the characteristics and the high temperature storage characteristics.

<リチウムイオン二次電池用電極の製造>
なお、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、例えば、本発明のリチウムイオン二次電池電極用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リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を乾燥して集電体上に電極合材層を形成する工程(乾燥工程)とを経て製造される。
なお、本発明のリチウムイオン二次電池用電極は、上述したリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を乾燥造粒して複合粒子を調製し、当該複合粒子を用いて集電体上に電極合材層を形成する方法によっても製造することができる。
<Manufacture of electrode for lithium ion secondary battery>
In addition, the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention apply | coats the process (coating process) of apply | coating the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of this invention on a collector, for example, The slurry composition for a lithium ion secondary battery electrode is dried to form an electrode mixture layer on a current collector (drying step).
In addition, the electrode for lithium ion secondary batteries of this invention dry-granulates the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes mentioned above, prepares composite particle, and it is an electrode on a collector using the said composite particle. It can also be manufactured by a method of forming a mixture layer.

[塗布工程]
本発明のリチウムイオン二次電池電極用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、電極用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。
[Coating process]
As a method of apply | coating the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of this invention on a collector, it does not specifically limit but a well-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 brushing method, or the like can be used. At this time, the electrode 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 before coating and before drying may be appropriately set according to the thickness of the electrode mixture layer obtained by drying.

ここで、電極用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。中でも、負極に用いる集電体としては銅箔が特に好ましい。また、正極に用いる集電体としては、アルミニウム箔が特に好ましい。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。   Here, as a current collector to which the slurry composition for an electrode is applied, a material having electrical conductivity and electrochemical durability is used. Specifically, as the current collector, for example, a current collector made of iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, platinum or the like can be used. Among them, copper foil is particularly preferable as a current collector used for the negative electrode. Moreover, as a collector used for a positive electrode, aluminum foil is especially preferable. In addition, the said material may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.

[乾燥工程]
集電体上の電極用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、真空乾燥、赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。このように集電体上の電極用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リチウムイオン二次電池用電極を得ることができる。
[Drying process]
The method for drying the electrode slurry composition on the current collector is not particularly limited, and any known method can be used. For example, hot air, hot air, drying with low humidity, vacuum drying, infrared rays, electron beam, etc. The drying method by irradiation is mentioned. By thus drying the electrode slurry composition on the current collector, an electrode mixture layer is formed on the current collector, and an electrode for a lithium ion secondary battery comprising the current collector and the electrode mixture layer. You can get

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ことができる。
さらに、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。
The electrode mixture layer may be subjected to pressure treatment using a die press or a roll press after the drying step. The pressure treatment can improve the adhesion between the electrode mixture layer and the current collector.
Furthermore, when the electrode mixture layer contains a curable polymer, it is preferable to cure the polymer after the formation of the electrode mixture layer.

(リチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物)
本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、上述した本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物および非導電性粒子を含む。
(Slurry composition for lithium ion secondary battery porous film)
The slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film of the present invention includes the above-described binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention and nonconductive particles.

より具体的には、本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、上述したバインダー組成物と、非導電性粒子と、水などの分散媒と、必要に応じて添加されるその他の成分とを含有する。即ち、リチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、上述した共重合体と、非導電性粒子と、水などの分散媒とを少なくとも含み、任意に、粒子状重合体等のその他の重合体や、増粘剤等のその他の成分を更に含有する。
なお、本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、結着材として粒子状重合体を更に含み、且つ、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースを含むことが好ましい。
More specifically, the slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film of the present invention comprises the above-mentioned binder composition, non-conductive particles, a dispersion medium such as water, and the like, if necessary. And the ingredients of That is, the slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film comprises at least the above-described copolymer, non-conductive particles, and a dispersion medium such as water, and optionally, other weights such as particulate polymer and the like. It further contains other components such as coalescence and thickeners.
In addition, it is preferable that the slurry composition for lithium ion secondary battery porous films of this invention further contains a particulate-form polymer as a binder, and contains carboxymethylcellulose as a thickener.

<非導電性粒子>
非導電性粒子としては、無機微粒子と有機微粒子との双方を用いることができるが、通常は無機微粒子を用いる。なかでも、非導電性粒子の材料としては、リチウムイオン二次電池の使用環境下で安定に存在し、電気化学的に安定である材料が好ましい。このような観点から非導電性粒子の材料の好ましい例を挙げると、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ケイ素、酸化マグネシウム(マグネシア)、酸化カルシウム、酸化チタン(チタニア)、BaTiO3、ZrO、アルミナ−シリカ複合酸化物等の酸化物粒子;窒化アルミニウム、窒化ホウ素等の窒化物粒子;シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶粒子;硫酸バリウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等の難溶性イオン結晶粒子;タルク、モンモリロナイト等の粘土微粒子;などが挙げられる。また、これらの粒子は必要に応じて元素置換、表面処理、固溶体化等が施されていてもよい。さらに、非導電性粒子は、1つの粒子の中に、前記の材料のうち1種類を単独で含むものであってもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて含むものであってもよい。また、非導電性粒子としては、異なる材料で形成された2種類以上の粒子を組み合わせて用いてもよい。これらのなかでも、多孔膜用スラリー組成物を用いて調製した多孔膜付き基材をリチウムイオン二次電池に適用した際の電解液中での安定性と電位安定性の観点からは、酸化物粒子が好ましく、なかでも吸水性が低く耐熱性(例えば180℃以上の高温に対する耐性)に優れる観点から酸化チタン、酸化マグネシウムおよび酸化アルミニウムがより好ましく、酸化アルミニウムが特に好ましい。
<Non-conductive particles>
As the nonconductive particles, both inorganic fine particles and organic fine particles can be used, but usually inorganic fine particles are used. Among them, as a material of the nonconductive particles, a material which is stably present in the use environment of the lithium ion secondary battery and is electrochemically stable is preferable. Preferred examples of the material of the nonconductive particles from such a point of view include aluminum oxide (alumina), silicon oxide, magnesium oxide (magnesia), calcium oxide, titanium oxide (titania), BaTiO 3 , ZrO, alumina-silica. Oxide particles such as complex oxides; Nitride particles such as aluminum nitride and boron nitride; Covalent crystal particles such as silicon and diamond; Poorly soluble ionic crystal particles such as barium sulfate, calcium fluoride and barium fluoride; Talc And clay fine particles such as montmorillonite; and the like. In addition, these particles may be subjected to element substitution, surface treatment, solid solution formation, etc., as necessary. Furthermore, the non-conductive particles may contain one kind of the above materials alone in one particle, or may contain two or more kinds in combination in an arbitrary ratio. . Further, as the nonconductive particles, two or more types of particles formed of different materials may be used in combination. Among these, from the viewpoint of the stability in the electrolytic solution and the potential stability when a porous film-coated substrate prepared using the slurry composition for a porous film is applied to a lithium ion secondary battery, the oxide Particles are preferable, and in particular titanium oxide, magnesium oxide and aluminum oxide are more preferable, and aluminum oxide is particularly preferable, from the viewpoint of low water absorption and excellent heat resistance (for example, resistance to high temperatures of 180 ° C. or higher).

<分散媒>
本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物の分散媒としては、特に限定されることなく、既知の分散媒を用いることができる。中でも、分散媒としては、水を用いることが好ましい。なお、スラリー組成物の分散媒の少なくとも一部は、特に限定されることなく、スラリー組成物の調製に使用したバインダー組成物が含有していた溶媒とすることができる。
<Dispersion medium>
The dispersion medium for the slurry composition for a lithium ion secondary battery porous membrane of the present invention is not particularly limited, and any known dispersion medium can be used. Among them, water is preferably used as the dispersion medium. In addition, at least one part of the dispersion medium of a slurry composition can be made into the solvent which the binder composition used for preparation of a slurry composition contained, without being specifically limited.

<その他の成分>
本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、上記成分の他に、補強材、レベリング剤、電解液添加剤などの成分を含有していてもよい。これらは、多孔膜の機能に影響を及ぼさないものであれば特に限られず、公知のもの、例えば国際公開第2012/115096号に記載のものを使用することができる。これらの成分は、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。
<Other ingredients>
The slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film of the present invention may contain components such as a reinforcing material, a leveling agent, and an electrolytic solution additive, in addition to the above components. These are not particularly limited as long as they do not affect the function of the porous membrane, and known ones such as those described in WO 2012/115096 can be used. One of these components may be used alone, or two or more thereof may be used in combination at an arbitrary ratio.

(リチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物の調製方法)
本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物およびリチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物と同様に、上記各成分を分散媒に分散させることにより調製することができる。なお、スラリー組成物中の上記各成分の割合は、適宜に調整することができる。
(Preparation method of slurry composition for lithium ion secondary battery porous film)
The slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film of the present invention disperses the above respective components in a dispersion medium, similarly to the slurry composition for a lithium ion secondary battery negative electrode and the slurry composition for a lithium ion secondary battery positive electrode Can be prepared by In addition, the ratio of each said component in a slurry composition can be adjusted suitably.

(リチウムイオン二次電池用多孔膜付き基材)
本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池用多孔膜付き基材の製造に用いることができる。
ここで、上記リチウムイオン二次電池用多孔膜付き基材は、電極またはセパレータよりなる基材と、基材上に形成された多孔膜とを備え、多孔膜には、少なくとも、非導電性粒子と、結着材としての共重合体とが含まれている。なお、電極合材層中に含まれている各成分は、上記リチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物中に含まれていたものであり、それら各成分の好適な存在比は、多孔膜用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。
そして、上記リチウムイオン二次電池用多孔膜付き基材は、本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物を使用して調製しているので、生産性が高く、且つ、耐熱収縮性に優れている。また、リチウムイオン二次電池の電池特性を向上させることができる。
(Base with porous membrane for lithium ion secondary battery)
The slurry composition for a lithium ion secondary battery porous membrane of the present invention can be used for the production of a porous membrane-attached substrate for a lithium ion secondary battery.
Here, the porous film-attached substrate for a lithium ion secondary battery comprises a substrate comprising an electrode or a separator and a porous film formed on the substrate, and the porous film comprises at least non-conductive particles. And a copolymer as a binder. In addition, each component contained in the electrode mixture layer is contained in the slurry composition for lithium ion secondary battery porous films, and the preferable abundance ratio of each of these components is the porous film. It is the same as the preferred abundance ratio of each component in the slurry composition.
And since the said base material with a porous film for lithium ion secondary batteries is prepared using the binder composition for lithium ion secondary batteries of this invention, productivity is high and it is excellent in heat-shrinkage resistance. ing. In addition, battery characteristics of the lithium ion secondary battery can be improved.

<リチウムイオン二次電池用多孔膜付き基材の製造>
なお、上記リチウムイオン二次電池用多孔膜付き基材は、例えば、上述したリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を基材上に塗布する工程(塗布工程)と、基材上に塗布されたリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を乾燥して基材上に多孔膜を形成する工程(乾燥工程)とを経て製造される。
<Manufacture of porous film-coated substrate for lithium ion secondary battery>
In addition, the said base material with a porous film for lithium ion secondary batteries apply | coats the process (application process) of apply | coating the slurry composition for lithium ion secondary battery porous films mentioned above on a base material, and a base material The slurry composition for a lithium ion secondary battery porous membrane is dried to form a porous membrane on a substrate (drying step).

ここで、リチウムイオン二次電池用多孔膜付き基材を製造する際の塗布工程および乾燥工程は、集電体上に電極用スラリー組成物を塗布する替わりに基材上に多孔膜用スラリー組成物を塗布する点以外は、前述したリチウムイオン二次電池用電極の製造と同様にして行なうことができるので、以下では説明を省略する。   Here, in the coating step and the drying step for producing the porous film-coated substrate for a lithium ion secondary battery, the slurry composition for a porous film is coated on the substrate instead of applying the electrode slurry composition on the current collector. Since it can carry out like manufacture of the electrode for lithium ion secondary batteries mentioned above except the point which apply | coats a thing, below, description is abbreviate | omitted.

(リチウムイオン二次電池)
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、電解液と、セパレータとを備え、正極および負極の少なくとも一方が、上述したリチウムイオン二次電池用電極であることを特徴とする。あるいは、本発明のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、電解液およびセパレータを備え、正極、負極、及びセパレータのうちの少なくとも一つ(すなわち、少なくとも一つの基材)が、上述したリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を用いて形成した多孔膜を備えることを特徴とする。そして、本発明のリチウムイオン二次電池は、本発明のリチウムイオン二次電池用電極あるいは本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を用いて形成した多孔膜を用いているので、サイクル特性および高温保存特性に優れている。
なお、以下では上記リチウムイオン二次電池用負極を使用したリチウムイオン二次電池について説明するが、本発明のリチウムイオン二次電池としては、正極として上記リチウムイオン二次電池用正極を用いたリチウムイオン二次電池も挙げられる。
(Lithium ion secondary battery)
The lithium ion secondary battery of the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator, and at least one of the positive electrode and the negative electrode is the above-described electrode for a lithium ion secondary battery. Alternatively, the lithium ion secondary battery of the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution and a separator, and at least one of the positive electrode, the negative electrode and the separator (that is, at least one substrate) A porous film formed by using the slurry composition for a secondary battery porous film is provided. The lithium ion secondary battery of the present invention uses a porous film formed using the electrode of the present invention for lithium ion secondary batteries or the slurry composition for the lithium ion secondary battery of the present invention. Excellent in cycle characteristics and high temperature storage characteristics.
In addition, although the lithium ion secondary battery using the said negative electrode for lithium ion secondary batteries is demonstrated below, as a lithium ion secondary battery of this invention, the lithium using the said positive electrode for lithium ion secondary batteries as a positive electrode An ion secondary battery is also mentioned.

<正極>
上記リチウムイオン二次電池の正極としては、リチウムイオン二次電池用正極として用いられる既知の正極を用いることができる。具体的には、正極としては、例えば、正極合材層を集電体上に形成してなる正極を用いることができる。
なお、集電体としては、アルミニウム等の金属材料からなるものを用いることができる。また、正極合材層としては、既知の正極活物質と、導電材と、結着材とを含む層を用いることができる。
<Positive electrode>
As a positive electrode of the said lithium ion secondary battery, the known positive electrode used as a positive electrode for lithium ion secondary batteries can be used. Specifically, as the positive electrode, for example, a positive electrode formed by forming a positive electrode mixture layer on a current collector can be used.
Note that as the current collector, one made of a metal material such as aluminum can be used. As the positive electrode mixture layer, a layer containing a known positive electrode active material, a conductive material, and a binder can be used.

<電解液>
電解液としては、溶媒に電解質を溶解した電解液を用いることができる。
ここで、溶媒としては、電解質を溶解可能な有機溶媒を用いることができる。具体的には、溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン等のアルキルカーボネート系溶媒に、2,5−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロフラン、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、酢酸メチル、ジメトキシエタン、ジオキソラン、プロピオン酸メチル、ギ酸メチル等の粘度調整溶媒を添加したものを用いることができる。
電解質としては、リチウム塩を用いることができる。リチウム塩としては、例えば、特開2012−204303号公報に記載のものを用いることができる。これらのリチウム塩の中でも、有機溶媒に溶解しやすく、高い解離度を示すという点より、電解質としてはLiPF6、LiClO4、CF3SO3Liが好ましい。
<Electrolyte solution>
As the electrolytic solution, an electrolytic solution in which an electrolyte is dissolved in a solvent can be used.
Here, an organic solvent capable of dissolving an electrolyte can be used as the solvent. Specifically, as a solvent, alkyl carbonate solvents such as ethylene carbonate, propylene carbonate, γ-butyrolactone, etc., 2,5-dimethyltetrahydrofuran, tetrahydrofuran, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl acetate, dimethoxyethane It is possible to use one to which a viscosity adjusting solvent such as dioxolane, methyl propionate or methyl formate is added.
A lithium salt can be used as the electrolyte. As a lithium salt, the thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-204303 can be used, for example. Among these lithium salts, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferable as the electrolyte from the viewpoint of being easily dissolved in an organic solvent and exhibiting a high degree of dissociation.

<セパレータ>
セパレータとしては、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、リチウムイオン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、ポリオレフィン系の樹脂(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)からなる微多孔膜が好ましい。
<Separator>
As a separator, the thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-204303 can be used, for example. Among these, it is possible to reduce the film thickness of the entire separator, thereby increasing the ratio of the electrode active material in the lithium ion secondary battery to increase the capacity per volume, and it is possible to use polyolefin. A microporous membrane made of a resin of the type (polyethylene, polypropylene, polybutene, polyvinyl chloride) is preferred.

(リチウムイオン二次電池の製造方法)
上記リチウムイオン二次電池は、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。リチウムイオン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。リチウムイオン二次電池の形状は、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。
(Method of manufacturing lithium ion secondary battery)
In the above lithium ion secondary battery, for example, a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator, and this is wound or folded according to the battery shape as needed, and put into a battery container, and the battery container is electrolyzed It can be manufactured by injecting and sealing a liquid. A fuse, an over current protection element such as a PTC element, an expanded metal, a lead plate, etc. may be provided if necessary to prevent the pressure rise inside the lithium ion secondary battery and the occurrence of overcharge and discharge and the like. . The shape of the lithium ion secondary battery may be, for example, a coin, a button, a sheet, a cylinder, a square, or a flat.

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「%」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
実施例および比較例において、共重合体の電解液膨潤度、粒子状重合体のガラス転移温度およびゲル含有量、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性は、それぞれ以下の方法を使用して評価した。
EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, “%” and “parts” representing amounts are based on mass unless otherwise specified.
In Examples and Comparative Examples, the electrolyte swelling degree of the copolymer, the glass transition temperature and the gel content of the particulate polymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle of the lithium ion secondary battery Properties and storage stability were evaluated using the following methods, respectively.

<電解液膨潤度>
共重合体を含む水溶液を、湿度50%、温度23〜25℃の環境下で乾燥させて、厚み1±0.3mmに成膜した。成膜したフィルムを、温度60℃の真空乾燥機で10時間乾燥させた後、裁断して約1gを精秤した。得られたフィルム片の質量をW0とする。このフィルム片を、温度60℃の環境下で、電解液(組成:濃度1.0MのLiPF6溶液(溶媒は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(体積比)の混合溶媒、添加剤としてビニレンカーボネート2体積%(溶媒比)を添加))に3日間浸漬し、膨潤させた。その後、フィルム片を引き上げ、表面の電解液を軽く拭いた後、質量を測定した。膨潤後のフィルム片の質量をW1とする。
そして、以下の計算式を用いて電解液膨潤度を算出した。
電解液膨潤度(質量%)={(W1−W0)/W0}×100
<ガラス転移温度>
粒子状重合体を含む水分散液を、湿度50%、温度23〜26℃の環境下で3日間乾燥させて、厚み1±0.3mmに成膜した。成膜したフィルムを、温度60℃の真空乾燥機で10時間乾燥させた。その後、乾燥させたフィルムをサンプルとし、JIS K7121に準拠して、測定温度−100℃〜180℃、昇温速度5℃/分の条件下、示差走査熱量分析計(ナノテクノロジー社製、DSC6220SII)を用いてガラス転移温度Tg(℃)を測定した。
<ゲル含有量>
粒子状重合体を含む水分散液を、湿度50%、温度23〜25℃の環境下で乾燥させて、厚み1±0.3mmに成膜した。成膜したフィルムを、温度60℃の真空乾燥機で10時間乾燥させた。その後、乾燥させたフィルムを3〜5mm角に裁断し、約1gを精秤した。裁断により得られたフィルム片の質量をw0とする。このフィルム片を、50gのテトラヒドロフラン(THF)に24時間浸漬 した。その後、THFから引き揚げたフィルム片を温度105℃で3時間真空乾燥して、不溶分の質量w1を計測した。
そして、以下の計算式を用いてゲル含有量を算出した。
ゲル含有量(質量%)=(w1/w0)×100
<スラリー組成物の安定性>
調製したスラリー組成物を密封したプラスチック容器に入れ、温度25±2℃の条件下、3日間放置した。その後、スラリー組成物の下部を触診し、容器の底部への固形物の沈降の有無を確認した。沈降物がないことはスラリー組成物の安定性が高いことを表す。
<電極の生産性>
粘度が1100±100mPa・s(B型粘度計、12rpmで測定)となるように調製したスラリー組成物の固形分濃度を以下の基準で評価した。スラリー組成物の固形分濃度が高いほど、スラリー組成物の乾燥が容易になり、生産性が向上することを表す。
A:固形分濃度が40質量%以上
B:固形分濃度が35質量%以上40質量%未満
C:固形分濃度が25質量%以上35質量%未満
D:固形分濃度が25質量%未満
<リチウムイオン二次電池のサイクル特性>
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2.75Vまで放電した。その後、0.2Cの定電流法にて、CC−CV充電(上限セル電圧4.20V)を行い、0.2Cの定電流法にて3.00VまでCC放電を行なった。
次に、温度25℃、0.1Cの定電流法にて、セル電圧2.75Vまで放電した。その後、温度45℃の環境下、セル電圧4.20−3.00V、0.5Cの充放電レートにて充放電の操作を100サイクル行った。そして、1サイクル目の容量、すなわち初期放電容量X1、および、50サイクル目の放電容量X2を測定し、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85%以上
B:ΔC´が83%以上85%未満
C:ΔC´が80%以上83%未満
D:ΔC´が80%未満
<リチウムイオン二次電池の保存安定性>
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2.75Vまで放電した。その後、0.2Cの定電流法にて、CC−CV充電(上限セル電圧4.20V)を行い、0.2Cの定電流法にてセル電圧3.00VまでCC放電を行なった。
次に、リチウムイオン二次電池のセルの体積(V0)をアルキメデス法によって算出した。その後、温度25℃、0.2Cの定電流法にてセル電圧4.20Vまで充電し、温度80±2℃の条件下で3日間放置したのち、温度25℃、0.2Cの定電流法にてセル電圧2.75Vまで放電した。その後、セルの体積(V1)を測定し、ガス発生量を以下の計算式により算出し、以下の基準により評価した。ガス発生量が少ないほど、高温保存特性に優れていることを示す。
ガス発生量(mL)=V1(mL)−V0(mL)
A:ガス発生量が4mL未満
B:ガス発生量が4mL以上5mL未満
C:ガス発生量が5mL以上6mL未満
D:ガス発生量が6mL以上
<Electrolyte swelling degree>
The aqueous solution containing the copolymer was dried in an environment with a humidity of 50% and a temperature of 23 to 25 ° C. to form a film having a thickness of 1 ± 0.3 mm. The formed film was dried by a vacuum drier at a temperature of 60 ° C. for 10 hours, and then cut and precisely weighed about 1 g. The mass of the obtained film piece is W0. The film piece was prepared by using an electrolyte (composition: LiPF 6 solution with a concentration of 1.0 M (solvent: ethylene carbonate (EC) / ethyl methyl carbonate (EMC) = 3/7 (volume ratio)) under an environment of 60.degree. The mixture was immersed in a mixed solvent for 3 days in 2 parts by volume of vinylene carbonate as an additive (solvent ratio added)) for swelling. Thereafter, the film piece was pulled up, the surface electrolyte was wiped lightly, and then the mass was measured. The mass of the film piece after swelling is taken as W1.
And electrolyte solution swelling degree was computed using the following formula.
Electrolyte swelling degree (% by mass) = {(W1−W0) / W0} × 100
<Glass transition temperature>
The aqueous dispersion containing the particulate polymer was dried for 3 days in an environment with a humidity of 50% and a temperature of 23 to 26 ° C. to form a film having a thickness of 1 ± 0.3 mm. The formed film was dried in a vacuum dryer at a temperature of 60 ° C. for 10 hours. Thereafter, using a dried film as a sample, a differential scanning calorimeter (manufactured by Nano Technology, DSC 6220 SII) under the conditions of a measurement temperature of −100 ° C. to 180 ° C. and a temperature rising rate of 5 ° C./minute according to JIS K7121. The glass transition temperature Tg (° C.) was measured using
<Gel content>
The aqueous dispersion containing the particulate polymer was dried in an environment with a humidity of 50% and a temperature of 23 to 25 ° C. to form a film having a thickness of 1 ± 0.3 mm. The formed film was dried in a vacuum dryer at a temperature of 60 ° C. for 10 hours. Thereafter, the dried film was cut into 3 to 5 mm squares, and approximately 1 g was precisely weighed. The mass of the film piece obtained by cutting is set to w0. The film pieces were immersed in 50 g of tetrahydrofuran (THF) for 24 hours. Then, the film piece pulled up from THF was vacuum-dried at a temperature of 105 ° C. for 3 hours, and the mass w1 of the insoluble matter was measured.
And gel content was computed using the following formula.
Gel content (mass%) = (w1 / w0) × 100
<Stability of Slurry Composition>
The prepared slurry composition was placed in a sealed plastic container and left for 3 days under a temperature of 25 ± 2 ° C. After that, the lower part of the slurry composition was palpated to confirm the presence or absence of settling of solids on the bottom of the container. The absence of sediment indicates that the stability of the slurry composition is high.
<Productivity of electrode>
The solid content concentration of the slurry composition prepared to have a viscosity of 1100 ± 100 mPa · s (measured with a B-type viscometer at 12 rpm) was evaluated based on the following criteria. It indicates that the higher the solid content concentration of the slurry composition, the easier the drying of the slurry composition and the higher the productivity.
A: Solid content concentration 40 mass% or more B: Solid content concentration 35 mass% or more and less than 40 mass% C: Solid content concentration 25 mass% or more and less than 35 mass% D: Solid content concentration less than 25 mass% Cycle characteristics of ion secondary battery>
The prepared lithium ion secondary battery was allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 5 hours after pouring the electrolyte. Next, charging was performed to a cell voltage of 3.65 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2 C, and then aging was performed at a temperature of 60 ° C. for 12 hours. Then, the cell was discharged to a cell voltage of 2.75 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2C. After that, CC-CV charging (upper limit cell voltage 4.20 V) was performed by a constant current method of 0.2 C, and CC discharge was performed to 3.00 V by a constant current method of 0.2 C.
Next, it was discharged to a cell voltage of 2.75 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.1C. Thereafter, charge and discharge operations were performed 100 cycles at a charge and discharge rate of 4.20 to 3.00 V and 0.5 C under an environment of a temperature of 45 ° C. Then, the capacity of the first cycle, that is, the initial discharge capacity X1 and the discharge capacity X2 at the 50th cycle are measured, and the capacity change rate represented by ΔC ′ = (X2 / X1) × 100 (%) is determined. It was evaluated according to the criteria of The larger the value of the rate of change in capacitance ΔC ′, the better the cycle characteristics.
A: ΔC ′ is 85% or more B: ΔC ′ is 83% or more and less than 85% C: ΔC ′ is 80% or more and less than 83% D: ΔC ′ is less than 80% <storage stability of lithium ion secondary battery>
The prepared lithium ion secondary battery was allowed to stand at a temperature of 25 ° C. for 5 hours after pouring the electrolyte. Next, the cell was charged to a cell voltage of 3.65 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2 C, and then aging treatment was performed at a temperature of 60 ° C. for 12 hours. Then, the cell was discharged to a cell voltage of 2.75 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2C. Thereafter, CC-CV charging (upper limit cell voltage 4.20 V) was performed by a constant current method of 0.2 C, and CC discharge was performed to a cell voltage of 3.00 V by a constant current method of 0.2 C.
Next, the cell volume (V0) of the lithium ion secondary battery was calculated by the Archimedes method. Thereafter, the cell voltage is charged to 4.20 V by a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2 C, and left for 3 days under conditions of a temperature of 80 ± 2 ° C. Thereafter, a constant current method at a temperature of 25 ° C. and 0.2 C The cell voltage was discharged to 2.75V. Thereafter, the volume (V1) of the cell was measured, the amount of generated gas was calculated by the following formula, and evaluated by the following criteria. The smaller the gas generation amount, the better the high temperature storage characteristics.
Gas generation amount (mL) = V1 (mL)-V0 (mL)
A: The amount of gas generation is less than 4 mL B: The amount of gas generation is 4 mL or more and less than 5 mL C: The amount of gas generation is 5 mL or more and less than 6 mL D: The amount of gas generation is 6 mL or more

(実施例1)
<共重合体を含む水溶液の調製>
セプタム付き1Lフラスコに、イオン交換水720gを投入して、温度40℃に加熱し、流量100mL/分の窒素ガスでフラスコ内を置換した。次に、イオン交換水10gと、エチレン性不飽和カルボン酸化合物としてのアクリル酸の80%水溶液47.5gと、多官能化合物としてのポリエチレングリコールジアクリレート(共栄社化学(株)製、ライトアクリレート9EG−A、n=9の化合物(I)に相当、官能数=2)2.0gおよびエトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート(新中村化学(株)製、ATM−35E、n1+n2+n3+n4=35の化合物(V)に相当、官能数=4)0.4gとを混合して、シリンジでフラスコ内に注入した。その後、重合開始剤としての過硫酸カリウムの2.5%水溶液8.0gをシリンジでフラスコ内に追加した。更に、その15分後に、重合促進剤としてのテトラメチルエチレンジアミンの2.0%水溶液40gをシリンジで追加した。4時間後、重合開始剤としての過硫酸カリウムの2.5%水溶液4.0gをフラスコ内に追加し、更に重合促進剤としてのテトラメチルエチレンジアミンの2.0%水溶液20gを追加して、温度を60℃に昇温し、重合反応を進めた。3時間後、フラスコを空気中に開放して重合反応を停止させ、生成物を温度80℃で脱臭し、残留モノマーを除去した。
その後、水酸化リチウムの10%水溶液を用いて生成物のpHを8に調整して、共重合体Aを含む水溶液を得た。そして、共重合体Aの電解液膨潤度を測定した。結果を表1に示す。
<リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の調製>
プラネタリーミキサーに、炭素系負極活物質である人造黒鉛90部およびシリコン系活物質であるSiOX10部の混合物よりなる負極活物質と、バインダー組成物としての共重合体Aを含む水溶液(固形分濃度:4.5%)を固形分相当で3.0部とを投入し、さらにイオン交換水にて固形分濃度が60%となるように希釈した。その後、回転速度40rpmで60分混練して、ペースト状のスラリーを得た。さらに、粘度が1100±100mPa・s(B型粘度計、12rpmで測定)となるようにイオン交換水80部を加え、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を調製した。なお、このときのスラリー組成物の固形分濃度は42質量%であった。そして、スラリー組成物の安定性を評価した。結果を表1に示す。
<リチウムイオン二次電池用負極の製造>
上記リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmの銅箔の表面に、塗付量が8.8〜9.2mg/cm2となるように塗布した。このリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物が塗布された銅箔を、200mm/分の速度で、温度80℃のオーブン内を2分間、さらに温度120℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより、銅箔上のスラリー組成物を乾燥させ、負極原反を得た。
そして、得られた負極原反をロールプレス機にて密度が1.63〜1.67g/cm3となるようプレスし、さらに、水分の除去および架橋のさらなる促進を目的として、真空条件下、温度105℃の環境に4時間置き、負極を得た。
<リチウムイオン二次電池用正極の製造>
プラネタリーミキサーに、正極活物質としてのLiCoO2100部、導電材としてのアセチレンブラック2部(電気化学工業(株)製、HS−100)、結着材としてのPVDF(ポリフッ化ビニリデン、(株)クレハ化学製、KF−1100)2部を添加し、さらに、分散媒としての2−メチルピリロドンを全固形分濃度が67%となるように加えて混合し、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物を調製した。
得られたリチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmのアルミニウム箔の上に、塗布量が25.3〜25.8mg/cm2となるように塗布した。その後、リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物が塗布されたアルミ箔を、0.5m/分の速度で温度60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより、乾燥させた。その後、温度120℃にて2分間加熱処理して、正極原反を得た。
そして、得られた正極原反をロールプレス機にて密度が3.40〜3.50g/cm3となるようにプレスし、さらに、水分の除去を目的として、真空条件下、温度120℃の環境に3時間置き、正極を得た。
<リチウムイオン二次電池の製造>
単層のポリプロピレン製セパレータ、上記の負極および正極を用いて、捲回セルを作製し、アルミ包材内に配置した。その後、電解液として濃度1.0MのLiPF6溶液(溶媒は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(体積比)の混合溶媒、添加剤としてビニレンカーボネート2体積%(溶媒比)含有)を充填した。さらに、アルミ包材の開口を密封するために、温度150℃のヒートシールをしてアルミ包材を閉口し、リチウムイオン二次電池を製造した。そして、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
Example 1
<Preparation of an aqueous solution containing a copolymer>
In a 1 L flask equipped with a septum, 720 g of ion exchanged water was charged, the temperature was raised to 40 ° C., and the inside of the flask was replaced with nitrogen gas at a flow rate of 100 mL / min. Next, 10 g of ion-exchanged water, 47.5 g of an 80% aqueous solution of acrylic acid as an ethylenically unsaturated carboxylic acid compound, polyethylene glycol diacrylate as a polyfunctional compound (manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., light acrylate 9EG- A, n = 9 corresponding to compound (I), functional group = 2) 2.0 g and ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate (manufactured by Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd., ATM-35E, n1 + n2 + n3 + n4 = 35 compound (V) Correspondingly, the functional number = 4) and 0.4 g were mixed and injected into the flask by a syringe. Thereafter, 8.0 g of a 2.5% aqueous solution of potassium persulfate as a polymerization initiator was added to the flask by a syringe. Further, after 15 minutes, 40 g of a 2.0% aqueous solution of tetramethylethylenediamine as a polymerization accelerator was added by a syringe. After 4 hours, 4.0 g of a 2.5% aqueous solution of potassium persulfate as a polymerization initiator was added to the flask, and 20 g of a 2.0% aqueous solution of tetramethylethylenediamine as a polymerization accelerator was further added, and the temperature was The temperature was raised to 60.degree. C. to proceed the polymerization reaction. After 3 hours, the flask was vented to air to terminate the polymerization reaction and the product deodorized at a temperature of 80 ° C. to remove residual monomer.
Thereafter, the pH of the product was adjusted to 8 using a 10% aqueous solution of lithium hydroxide to obtain an aqueous solution containing copolymer A. And the electrolyte solution swelling degree of the copolymer A was measured. The results are shown in Table 1.
Preparation of Slurry Composition for Lithium Ion Secondary Battery Anode
An aqueous solution containing a negative electrode active material consisting of a mixture of 90 parts of artificial graphite which is a carbon-based negative electrode active material and 10 parts of SiO X which is a silicon-based active material and a copolymer A as a binder composition in a planetary mixer A concentration of 4.5% was added to 3.0 parts of the solid equivalent, and the mixture was further diluted with ion-exchanged water to a solid concentration of 60%. Thereafter, the mixture was kneaded at a rotational speed of 40 rpm for 60 minutes to obtain a paste-like slurry. Furthermore, 80 parts of ion-exchanged water was added so that the viscosity was 1100 ± 100 mPa · s (measured with a B-type viscometer, 12 rpm), to prepare a slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode. In addition, solid content concentration of the slurry composition at this time was 42 mass%. And the stability of the slurry composition was evaluated. The results are shown in Table 1.
<Production of Negative Electrode for Lithium Ion Secondary Battery>
The above-mentioned slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes is applied by a comma coater so that the amount of application is 8.8 to 9.2 mg / cm 2 on the surface of a 20 μm thick copper foil as a current collector. It applied. The copper foil coated with the slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode is transported at a speed of 200 mm / min for 2 minutes in an oven at a temperature of 80 ° C. and for 2 minutes in an oven at a temperature of 120 ° C. Thus, the slurry composition on the copper foil was dried to obtain a negative electrode original fabric.
Then, the obtained negative electrode material sheet is pressed by a roll press so that the density is 1.63 to 1.67 g / cm 3, and further, under the vacuum condition, for the purpose of removing water and further promoting crosslinking. The resultant was placed in an environment of 105 ° C. for 4 hours to obtain a negative electrode.
<Manufacture of positive electrode for lithium ion secondary battery>
In a planetary mixer, 100 parts of LiCoO 2 as a positive electrode active material, 2 parts of acetylene black as a conductive material (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., HS-100), PVDF (polyvinylidene fluoride, as a binder) 2.) 2 parts of Kleha Chemical, KF-1100) is added, and 2-methyl pyrirodone as a dispersion medium is further added and mixed so that the total solid concentration becomes 67%, for lithium ion secondary battery positive electrode A slurry composition was prepared.
The obtained slurry composition for a lithium ion secondary battery positive electrode is coated on a 20 μm thick aluminum foil as a current collector with a comma coater so that the coating amount is 25.3 to 25.8 mg / cm 2 Applied to Thereafter, the aluminum foil to which the slurry composition for lithium ion secondary battery positive electrode was applied was dried by transporting it in an oven at a temperature of 60 ° C. for 2 minutes at a speed of 0.5 m / min. Then, it heat-processed at the temperature of 120 degreeC for 2 minutes, and obtained the positive electrode original fabric.
Then, the obtained positive electrode material sheet is pressed by a roll press so that the density is 3.40 to 3.50 g / cm 3, and further, for the purpose of removing water, the temperature is 120 ° C. under vacuum conditions. Placed in the environment for 3 hours to obtain a positive electrode.
<Manufacturing of lithium ion secondary battery>
A wound cell was produced using a single-layer polypropylene separator, the above-mentioned negative electrode and positive electrode, and placed in an aluminum packaging material. Thereafter, a 1.0 M LiPF 6 solution (the solvent is a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / ethyl methyl carbonate (EMC) = 3/7 (volume ratio) as an electrolytic solution, and 2 vol% of vinylene carbonate as an additive (solvent Filled). Furthermore, in order to seal the opening of the aluminum packaging material, heat sealing was performed at a temperature of 150 ° C. to close the aluminum packaging material, and a lithium ion secondary battery was manufactured. Then, the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜4)
表1に示す単量体を表1に示す量で使用した以外は共重合体Aと同様にして調製した共重合体を含む水溶液をバインダー組成物として使用した以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。なお、実施例2において使用したメチルメタクリレートは、共重合体の溶解度パラメータ(SP値)の大きさを調整し得る化合物(その他の化合物)に相当する。
そして、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Examples 2 to 4)
An aqueous solution containing a copolymer prepared in the same manner as copolymer A except that the monomers shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1 was used as a binder composition except that an aqueous solution containing the copolymer was used as a binder composition. A slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery positive electrode, and a lithium ion secondary battery were manufactured. In addition, the methyl methacrylate used in Example 2 is corresponded to the compound (other compound) which can adjust the magnitude | size of the solubility parameter (SP value) of a copolymer.
Then, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例5)
共重合体を含む水溶液の調製時に、水酸化リチウムの10%水溶液に替えて水酸化ナトリウムの5%水溶液を使用した以外は実施例3と同様にして、共重合体を含む水溶液、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
そして、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 5)
An aqueous solution containing a copolymer, a lithium ion solution, in the same manner as in Example 3, except that a 10% aqueous solution of lithium hydroxide was used instead of a 10% aqueous solution of lithium hydroxide to prepare an aqueous solution containing a copolymer. The slurry composition for secondary battery negative electrodes, the negative electrode for lithium ion secondary batteries, the positive electrode for lithium ion secondary batteries, and the lithium ion secondary battery were manufactured.
Then, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例6〜9)
表1に示す単量体を表1に示す量で使用した以外は共重合体Aと同様にして調製した共重合体を含む水溶液をバインダー組成物として使用した以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
そして、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Examples 6 to 9)
An aqueous solution containing a copolymer prepared in the same manner as copolymer A except that the monomers shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1 was used as a binder composition except that an aqueous solution containing the copolymer was used as a binder composition. A slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery positive electrode, and a lithium ion secondary battery were manufactured.
Then, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例10)
表1に示す単量体を表1に示す量で使用した以外は共重合体Aと同様にして共重合体Bを含む水溶液を調製した。また、下記のようにしてスチレン−ブタジエン共重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を調製した。
そして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の調製時に、共重合体Aを含む水溶液に替えて、共重合体Bを含む水溶液(固形分濃度:4.5%)を固形分相当で3.0部と、スチレン−ブタジエン共重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を固形分相当で0.3部とを使用した以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
また、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
<スチレン−ブタジエン共重合体よりなる粒子状重合体の水分散液の調製>
攪拌機付き5MPa耐圧容器に、スチレン65部、1,3−ブタジエン35部、イタコン酸2部、2−ヒドロキシエチルアクリレート1部、分子量調整剤としてのt−ドデシルメルカプタン0.3部、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5部、溶媒としてのイオン交換水150部、および、重合開始剤としての過硫酸カリウム1部を投入し、十分に攪拌した後、温度55℃に加温して重合を開始した。
モノマー消費量が95.0%になった時点で冷却し、反応を停止した。こうして得られた重合体を含んだ水分散体に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを8に調整した。その後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った。さらにその後、温度30℃以下まで冷却し、スチレン−ブタジエン共重合体よりなる粒子状重合体を含む水分散液を得た。なお、スチレン−ブタジエン共重合体のゲル含有量は92質量%であり、ガラス転移温度(Tg)は10℃であった。
(Example 10)
An aqueous solution containing Copolymer B was prepared in the same manner as Copolymer A, except that the monomers shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1. Moreover, the water dispersion liquid of the particulate-form polymer which consists of a styrene butadiene copolymer was prepared as follows.
And when preparing the slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes, it changes to the aqueous solution containing the copolymer A, and the aqueous solution (solid content concentration: 4.5%) containing the copolymer B is 3 in solid content equivalent. Lithium ion secondary battery negative electrode in the same manner as in Example 1 except that 0 parts and an aqueous dispersion of a particulate polymer consisting of a styrene-butadiene copolymer was used in an amount of 0.3 parts in terms of solid content A slurry composition, a negative electrode for a lithium ion secondary battery, a positive electrode for a lithium ion secondary battery, and a lithium ion secondary battery were manufactured.
Further, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.
<Preparation of Aqueous Dispersion of Particulate Polymer Composed of Styrene-Butadiene Copolymer>
65 parts of styrene, 35 parts of 1,3-butadiene, 2 parts of itaconic acid, 1 part of 2-hydroxyethyl acrylate, 0.3 parts of t-dodecyl mercaptan as a molecular weight modifier, dodecyl as an emulsifier in a 5 MPa pressure resistant container with a stirrer After 5 parts of sodium benzenesulfonate, 150 parts of ion exchange water as a solvent, and 1 part of potassium persulfate as a polymerization initiator were added and sufficiently stirred, the temperature was raised to 55 ° C. to start polymerization. .
The reaction was stopped by cooling when monomer consumption was 95.0%. A 5% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the aqueous dispersion containing the polymer thus obtained to adjust the pH to 8. Thereafter, unreacted monomers were removed by heating under reduced pressure. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. or lower to obtain an aqueous dispersion containing a particulate polymer comprising a styrene-butadiene copolymer. The gel content of the styrene-butadiene copolymer was 92% by mass, and the glass transition temperature (Tg) was 10 ° C.

(実施例11)
スチレン−ブタジエン共重合体よりなる粒子状重合体の水分散液に替えて、下記のようにして調製したスチレンブタジエンアクリロニトリル共重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を使用した以外は実施例10と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
また、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
<スチレンブタジエンアクリロニトリル共重合体よりなる粒子状重合体の水分散液の調製>
攪拌機付き5MPa耐圧容器に、アクリロニトリル35部、1,3−ブタジエン65部、分子量調整剤としてのt-ドデシルメルカプタン0.3部、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5部、溶媒としてのイオン交換水150部、および、重合開始剤としての過硫酸カリウム1部を投入し、十分に攪拌した後、温度55℃に加温して、コア部分となる重合体の重合を開始した。
モノマー消費量が80.0%になった時点で、予め準備しておいた、スチレン27部、1,3−ブタジエン15部、アクリロニトリル16部、アクリル酸1部、イタコン酸2部、分子量調整剤としてのt-ドデシルメルカプタン0.3部、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム5部、溶媒としてのイオン交換水150部、および、重合開始剤としての過硫酸カリウム1部を混合した水分散体を更に投入して、シェル部分となる重合体の重合を行い、全投入モノマー消費量が95.0%になった時点で冷却し反応を停止した。こうして得られた重合体を含んだ水分散体に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを8に調整した。その後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った。さらにその後、温度30℃以下まで冷却し、スチレンブタジエンアクリロニトリル共重合体よりなる粒子状重合体を含む水分散液を得た。なお、スチレンブタジエンアクリロニトリル共重合体のゲル含有量は75質量%であり、コア部のガラス転移温度(Tg)は−37℃であり、シェル部のガラス転移温度(Tg)は35℃であった。
(Example 11)
An example of using an aqueous dispersion of a particulate polymer consisting of a styrene butadiene acrylonitrile copolymer prepared as described below in place of the aqueous dispersion of a particulate polymer consisting of a styrene-butadiene copolymer Similarly to 10, a slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery positive electrode and a lithium ion secondary battery were manufactured.
Further, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.
<Preparation of Aqueous Dispersion of Particulate Polymer Consisting of Styrene Butadiene Acrylonitrile Copolymer>
In a 5 MPa pressure-resistant container equipped with a stirrer, 35 parts of acrylonitrile, 65 parts of 1,3-butadiene, 0.3 parts of t-dodecyl mercaptan as a molecular weight modifier, 5 parts of sodium dodecylbenzene sulfonate as an emulsifier, ion exchanged water as a solvent After 150 parts of the reaction and 1 part of potassium persulfate as a polymerization initiator were charged and sufficiently stirred, the temperature was raised to 55 ° C. to start polymerization of the polymer to be the core portion.
27 parts of styrene, 15 parts of 1,3-butadiene, 16 parts of acrylonitrile, 1 part of acrylic acid, 2 parts of itaconic acid, molecular weight modifier, prepared in advance when the monomer consumption amounted to 80.0% Aqueous dispersion of 0.3 part of t-dodecyl mercaptan as a component, 5 parts of sodium dodecyl benzene sulfonate as an emulsifier, 150 parts of ion exchanged water as a solvent, and 1 part of potassium persulfate as a polymerization initiator The polymer was further charged to polymerize the polymer to be a shell portion, and was cooled to stop the reaction when the total monomer consumption was 95.0%. A 5% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the aqueous dispersion containing the polymer thus obtained to adjust the pH to 8. Thereafter, unreacted monomers were removed by heating under reduced pressure. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. or lower to obtain an aqueous dispersion containing a particulate polymer composed of a styrene butadiene acrylonitrile copolymer. The gel content of the styrene butadiene acrylonitrile copolymer was 75% by mass, the glass transition temperature (Tg) of the core was -37 ° C., and the glass transition temperature (Tg) of the shell was 35 ° C. .

(実施例12)
スチレン−ブタジエン共重合体よりなる粒子状重合体の水分散液に替えて、下記のようにして調製したアクリル重合体よりなる粒子状重合体の水分散液を使用した以外は実施例10と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
また、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
<アクリル重合体よりなる粒子状重合体の水分散液の調製>
攪拌機付き5MPa耐圧容器に、ブチルアクリレート82部、アクリロニトリル2部、メタクリル酸2部、N−メチロールアクリルアミド1部、アリルグリシジルエーテル1部、乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム4部、溶媒としてのイオン交換水150部、および、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム0.5部を投入し、十分に攪拌した後、温度80℃に加温して重合を開始した。
モノマー消費量が96.0%になった時点で冷却し、反応を停止した。こうして得られたアクリル重合体を含んだ水分散体に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを7に調整した。その後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った。さらにその後、温度30℃以下まで冷却し、アクリル重合体よりなる粒子状重合体を含む水分散液を得た。なお、アクリル重合体のゲル含有量は90質量%であり、ガラス転移温度(Tg)は−50℃であった。
(Example 12)
Example 10 is the same as Example 10 except that instead of the aqueous dispersion of the particulate polymer consisting of a styrene-butadiene copolymer, an aqueous dispersion of a particulate polymer consisting of an acrylic polymer prepared as follows is used. Thus, a slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery positive electrode and a lithium ion secondary battery were manufactured.
Further, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.
<Preparation of Aqueous Dispersion of Particulate Polymer Composed of Acrylic Polymer>
In a 5 MPa pressure resistant container with stirrer, 82 parts of butyl acrylate, 2 parts of acrylonitrile, 2 parts of methacrylic acid, 1 part of N-methylol acrylamide, 1 part of allyl glycidyl ether, 4 parts of sodium lauryl sulfate as an emulsifier, ion exchanged water 150 as a solvent A part and 0.5 parts of ammonium persulfate as a polymerization initiator were charged and sufficiently stirred, and then heated to a temperature of 80 ° C. to initiate polymerization.
The reaction was stopped by cooling when the monomer consumption amounted to 96.0%. A 5% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the aqueous dispersion containing the acrylic polymer thus obtained to adjust the pH to 7. Thereafter, unreacted monomers were removed by heating under reduced pressure. Thereafter, the temperature was lowered to 30 ° C. or lower to obtain an aqueous dispersion containing a particulate polymer comprising an acrylic polymer. In addition, gel content of the acrylic polymer was 90 mass%, and glass transition temperature (Tg) was -50 degreeC.

(実施例13)
共重合体Bを含む水溶液に替えて共重合体Aを含む水溶液を使用した以外は実施例10と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
また、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 13)
A slurry composition for a lithium ion secondary battery negative electrode, a negative electrode for a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery, in the same manner as in Example 10 except that the aqueous solution containing the copolymer A was used instead of the aqueous solution containing the copolymer B. A positive electrode for an ion secondary battery and a lithium ion secondary battery were manufactured.
Further, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例14)
リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物の調製時に、共重合体Aを含む水溶液(固形分濃度:4.5%)の配合量を固形分相当で1.5部とし、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースの水溶液(日本製紙ケミカル製、MAC800LC)を固形分相当で1.5部配合した以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
また、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Example 14)
At the time of preparation of the slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, the compounding quantity of the aqueous solution (solid content concentration: 4.5%) containing the copolymer A is 1.5 parts in solid content equivalent, and it is carboxy as a thickener A slurry composition for a lithium ion secondary battery negative electrode, a negative electrode for a lithium ion secondary battery, in the same manner as in Example 1 except that 1.5 parts of a methylcellulose aqueous solution (manufactured by Nippon Paper Chemicals Co., Ltd., MAC 800 LC) was blended. A positive electrode for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery were manufactured.
Further, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
共重合体Aを含む水溶液に替えてポリアクリル酸(アルドリッチ製、分子量=125万)の1%水溶液を水酸化リチウム水溶液でpH8に調整したものを使用した以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
そして、実施例1と同様にして、ポリアクリル酸の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative example 1)
In the same manner as in Example 1, except that a 1% aqueous solution of polyacrylic acid (manufactured by Aldrich, molecular weight = 12,250) was adjusted to pH 8 with an aqueous solution of lithium hydroxide was used instead of the aqueous solution containing copolymer A. The slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes, the negative electrode for lithium ion secondary batteries, the positive electrode for lithium ion secondary batteries, and the lithium ion secondary battery were manufactured.
Then, in the same manner as Example 1, the electrolyte swelling degree of polyacrylic acid, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
表1に示す単量体を表1に示す量で使用した以外は共重合体Aと同様にして調製した共重合体を含む水溶液をバインダー組成物として使用した以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。なお、比較例2において使用したペンタエリスリトールテトラアクリレートは、2つ以上のエチレン性不飽和結合を有し、且つ、ポリオキシアルキレン構造を有さない化合物に相当する。
そして、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative example 2)
An aqueous solution containing a copolymer prepared in the same manner as copolymer A except that the monomers shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1 was used as a binder composition except that an aqueous solution containing the copolymer was used as a binder composition. A slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery positive electrode, and a lithium ion secondary battery were manufactured. The pentaerythritol tetraacrylate used in Comparative Example 2 corresponds to a compound having two or more ethylenic unsaturated bonds and having no polyoxyalkylene structure.
Then, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例3〜4)
表1に示す単量体を表1に示す量で使用した以外は共重合体Aと同様にして調製した共重合体を含む水溶液をバインダー組成物として使用した以外は実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
そして、実施例1と同様にして、共重合体の電解液膨潤度、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および保存安定性を評価した。結果を表1に示す。
(Comparative examples 3 to 4)
An aqueous solution containing a copolymer prepared in the same manner as copolymer A except that the monomers shown in Table 1 were used in the amounts shown in Table 1 was used as a binder composition except that an aqueous solution containing the copolymer was used as a binder composition. A slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery negative electrode, a lithium ion secondary battery positive electrode, and a lithium ion secondary battery were manufactured.
Then, in the same manner as in Example 1, the electrolyte solution swelling degree of the copolymer, the stability of the slurry composition, the productivity of the electrode, and the cycle characteristics and storage stability of the lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

なお、以下に示す表1中、
「AA」は、アクリル酸を示し、
「PEGDA」は、ポリエチレングリコールジアクリレートを示し、
「EPETA」は、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレートを示し、
「MMA」は、メチルメタクリレートを示し、
「PETA」は、ペンタエリスリトールテトラアクリレートを示す。
In Table 1 below,
"AA" indicates acrylic acid,
"PEGDA" indicates polyethylene glycol diacrylate,
"EPETA" refers to ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate,
"MMA" indicates methyl methacrylate
"PETA" indicates pentaerythritol tetraacrylate.

Figure 0006536564
Figure 0006536564

表1の実施例1〜14および比較例1〜4より、実施例1〜14では、スラリー組成物の安定性および電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができることが分かる。
また、表1の実施例1〜4および6〜9より、共重合体を調製する際の単量体の配合量および共重合体の電解液膨潤度を調整することにより、スラリー組成物の安定性、電極の生産性、並びに、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および高温保存特性を高いレベルで並立させることができることが分かる。
更に、表1の実施例3および5より、共重合体を含む水溶液の中和時に水酸化リチウム水溶液を使用し、カルボン酸リチウム塩基を有する共重合体とすることで、リチウムイオン二次電池の高温保存特性を向上させることができることが分かる。
また、表1の実施例2および10〜13より、共重合体と粒子状重合体とを併用することで、リチウムイオン二次電池のサイクル特性および高温保存特性を向上させることができることが分かる。
なお、実施例14は、チクソ性が高く、低コストでスラリー組成物の安定性を向上させることができるカルボキシメチルセルロースを共重合体と併用した例である。そして、表1より、スラリー組成物の高い安定性が必要な場合などに共重合体とカルボキシメチルセルロースとを併用することで、リチウムイオン二次電池に高い性能を発揮させ得ることが分かる。
From Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 4 in Table 1, in Examples 1 to 14, the cycle characteristics excellent for lithium ion secondary batteries and the stability of the slurry composition and the productivity of the electrode are ensured. It can be seen that high temperature storage characteristics can be exhibited.
In addition, according to Examples 1 to 4 and 6 to 9 of Table 1, the slurry composition can be stabilized by adjusting the blending amount of the monomer when preparing the copolymer and the electrolytic solution swelling degree of the copolymer. It can be seen that it is possible to simultaneously achieve high levels of the properties, productivity of the electrode, and cycle characteristics and high temperature storage characteristics of the lithium ion secondary battery.
Furthermore, according to Examples 3 and 5 of Table 1, by using a lithium hydroxide aqueous solution at the time of neutralization of the aqueous solution containing the copolymer, by using a copolymer having a carboxylic acid lithium base, lithium ion secondary battery It can be seen that high temperature storage characteristics can be improved.
Moreover, it turns out that the cycling characteristics and high temperature storage characteristic of a lithium ion secondary battery can be improved from Example 2 and 10-13 of Table 1 by using a copolymer and a particulate-form polymer together.
Example 14 is an example in which carboxymethyl cellulose having high thixotropy and capable of improving the stability of the slurry composition at low cost is used in combination with the copolymer. And from Table 1, when high stability of a slurry composition is required etc., it turns out that lithium ion secondary batteries can be made to exhibit high performance by using a copolymer and carboxymethylcellulose together.

本発明のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物によれば、スラリー組成物の安定性および電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。
また、本発明のリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物によれば、電極の生産性を確保しつつ、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。
更に、本発明のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物によれば、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。
更に、本発明のリチウムイオン二次電池用電極によれば、リチウムイオン二次電池に優れたサイクル特性および高温保存特性を発揮させることができる。
そして、本発明によれば、サイクル特性および高温保存特性に優れるリチウムイオン二次電池を提供することができる。
According to the binder composition for a lithium ion secondary battery of the present invention, it is possible to exhibit excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics in a lithium ion secondary battery while securing the stability of the slurry composition and the productivity of the electrode. Can.
Moreover, according to the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of this invention, the cycle characteristic and high temperature storage characteristic excellent in the lithium ion secondary battery can be exhibited, ensuring productivity of an electrode.
Furthermore, according to the slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film of the present invention, it is possible to exhibit excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics in a lithium ion secondary battery.
Furthermore, according to the electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention, it is possible to exhibit excellent cycle characteristics and high temperature storage characteristics in a lithium ion secondary battery.
And according to the present invention, a lithium ion secondary battery excellent in cycle characteristics and high temperature storage characteristics can be provided.

Claims (9)

エチレン性不飽和カルボン酸およびその塩の少なくとも一方よりなるエチレン性不飽和カルボン酸化合物と、
ポリオキシアルキレン構造および2つ以上のエチレン性不飽和結合を有する多官能化合物と、を含む単量体組成物を重合して得られる共重合体を含み、
前記単量体組成物は、全単量体中の前記エチレン性不飽和カルボン酸化合物の割合が70.0質量%以上99.9質量%以下であり、全単量体中の前記多官能化合物の割合が0.1質量%以上30.0質量%以下であり、
前記共重合体の電解液膨潤度が28質量%以上120質量%以下である、リチウムイオン二次電池用バインダー組成物。
An ethylenically unsaturated carboxylic acid compound comprising at least one of an ethylenically unsaturated carboxylic acid and a salt thereof;
And a copolymer obtained by polymerizing a monomer composition containing a polyoxyalkylene structure and a polyfunctional compound having two or more ethylenic unsaturated bonds,
In the monomer composition, the ratio of the ethylenically unsaturated carboxylic acid compound in all the monomers is 70.0% by mass to 99.9% by mass, and the polyfunctional compound in all the monomers der ratio less 30.0 mass% 0.1 mass% of is,
The co electrolyte swelling degree of the polymer Ru der 120 wt% 28 wt% or more, the lithium ion secondary battery binder composition.
前記共重合体がカルボン酸リチウム塩基を含む、請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物。   The binder composition for a lithium ion secondary battery according to claim 1, wherein the copolymer comprises lithium carboxylate. 前記共重合体の電解液膨潤度が50質量%以下である、請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物。   The binder composition for lithium ion secondary batteries of Claim 1 or 2 whose electrolyte solution swelling degree of the said copolymer is 50 mass% or less. 請求項1〜3の何れか一項に記載のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物および電極活物質を含む、リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物。   The slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes containing the binder composition for lithium ion secondary batteries as described in any one of Claims 1-3, and an electrode active material. 前記電極活物質がSi含有材料である、請求項4に記載のリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物。   The slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of Claim 4 whose said electrode active material is Si containing material. 請求項4又は5に記載のリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物を用いて調製した電極合材層を集電体上に備える、リチウムイオン二次電池用電極。   The electrode for lithium ion secondary batteries provided with the electrode mixture layer prepared using the slurry composition for lithium ion secondary battery electrodes of Claim 4 or 5 on a collector. 正極、負極、電解液およびセパレータを備え、
前記正極および負極の少なくとも一方が、請求項6に記載のリチウムイオン二次電池用電極である、リチウムイオン二次電池。
Equipped with a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte and a separator,
A lithium ion secondary battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode for a lithium ion secondary battery according to claim 6.
請求項1〜3の何れか一項に記載のリチウムイオン二次電池用バインダー組成物および非導電性粒子を含む、リチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物。   The slurry composition for lithium ion secondary battery porous films containing the binder composition for lithium ion secondary batteries as described in any one of Claims 1-3, and nonelectroconductive particle. 正極、負極、電解液およびセパレータを備え、
前記正極、負極、及びセパレータのうちの少なくとも一つが、請求項8に記載のリチウムイオン二次電池多孔膜用スラリー組成物を用いて形成した多孔膜を備える、リチウムイオン二次電池。
Equipped with a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte and a separator,
A lithium ion secondary battery comprising a porous film formed by using the slurry composition for a lithium ion secondary battery porous film according to claim 8, at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator.
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