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JP7704031B2 - Binder composition for secondary battery, slurry composition for secondary battery functional layer, functional layer for secondary battery, and secondary battery - Google Patents
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Binder composition for secondary battery, slurry composition for secondary battery functional layer, functional layer for secondary battery, and secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、二次電池用バインダー組成物、二次電池機能層用スラリー組成物、二次電池用機能層、および二次電池に関するものである。 The present invention relates to a binder composition for secondary batteries, a slurry composition for functional layers of secondary batteries, functional layers for secondary batteries, and secondary batteries.

リチウムイオン二次電池などの二次電池は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そして、二次電池は、一般に、電極(正極および負極)、並びに、正極と負極とを隔離して正極と負極との間の短絡を防ぐセパレータなどの電池部材を備えている。Secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are small, lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are used in a wide range of applications. Secondary batteries generally include battery components such as electrodes (positive and negative electrodes) and a separator that isolates the positive and negative electrodes to prevent short circuits between the positive and negative electrodes.

ここで、二次電池の電池部材としては、結着材を含み、任意に、電池部材に所望の機能を発揮させるために配合されている粒子(以下、「機能性粒子」という。)を含んでなる機能層を備える部材が使用されている。
具体的に、二次電池のセパレータとしては、セパレータ基材の上に、結着材を含む接着層や、結着材と機能性粒子としての非導電性粒子とを含む多孔膜層を備えるセパレータが使用されている。また、二次電池の電極としては、集電体の上に、結着材と機能性粒子としての電極活物質粒子とを含む電極合材層を備える電極や、集電体上に電極合材層を備える電極基材の上に、さらに上述の接着層や多孔膜層を備える電極が使用されている。
Here, as the battery component of the secondary battery, a component having a functional layer containing a binder and, optionally, particles (hereinafter referred to as "functional particles") that are blended in order to cause the battery component to exhibit a desired function is used.
Specifically, the separator for the secondary battery is provided with an adhesive layer containing a binder on a separator substrate, or a porous membrane layer containing a binder and non-conductive particles as functional particles. The electrode for the secondary battery is provided with an electrode mixture layer containing a binder and electrode active material particles as functional particles on a current collector, or an electrode substrate provided with an electrode mixture layer on a current collector, and further provided with the above-mentioned adhesive layer or porous membrane layer.

そして、二次電池の更なる性能向上を達成すべく、結着材を含むバインダー組成物の改良が従来から試みられている。例えば、特許文献1では、少なくとも、不飽和カルボン酸類の重合性単量体と、(メタ)アクリルアミドとを含む単量体群を重合して得られる水溶性樹脂(a)と、有機粒子(b)(ただし、水溶性樹脂(a)を除く)を含むことを特徴とする電気化学セル用アクリル系水分散体が開示されている。そして、特許文献1によれば、上述したアクリル系水分散体は、集電体等と十分な密着性を有し、このアクリル系水分散体をバインダー組成物として使用し二次電池を作製することで、当該二次電池のサイクル特性を向上させることができる。In order to achieve further performance improvement of secondary batteries, attempts have been made to improve binder compositions containing binding materials. For example, Patent Document 1 discloses an acrylic aqueous dispersion for electrochemical cells, which is characterized by containing at least a water-soluble resin (a) obtained by polymerizing a monomer group containing a polymerizable monomer of an unsaturated carboxylic acid and (meth)acrylamide, and organic particles (b) (excluding the water-soluble resin (a)). According to Patent Document 1, the above-mentioned acrylic aqueous dispersion has sufficient adhesion to a current collector, etc., and by using this acrylic aqueous dispersion as a binder composition to prepare a secondary battery, the cycle characteristics of the secondary battery can be improved.

特開2012-151108号公報JP 2012-151108 A

しかしながら、上記従来のバインダー組成物には、当該バインダー組成物を用いて得られる機能層の接着性と、二次電池のサイクル特性の更なる向上が求められていた。However, the conventional binder compositions described above require further improvement in the adhesion of the functional layer obtained using the binder composition and in the cycle characteristics of the secondary battery.

そこで、本発明は、接着性に優れる機能層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池用バインダー組成物の提供を目的とする。
また、本発明は、接着性に優れる機能層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池機能層用スラリー組成物の提供を目的とする。
そして、本発明は、接着性に優れると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池用機能層の提供を目的とする。
更に、本発明は、サイクル特性に優れる二次電池の提供を目的とする。
Therefore, an object of the present invention is to provide a binder composition for secondary batteries that can form a functional layer having excellent adhesiveness and can enable the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
Another object of the present invention is to provide a slurry composition for a secondary battery functional layer, which is capable of forming a functional layer having excellent adhesiveness and enabling the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
An object of the present invention is to provide a functional layer for a secondary battery that has excellent adhesiveness and allows the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
Another object of the present invention is to provide a secondary battery having excellent cycle characteristics.

本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、所定の二種類の重合体を溶媒中に含むバインダー組成物を用いることで、機能層の接着性を高めると共に、二次電池のサイクル特性を向上させることができることを新たに見出し、本発明を完成させた。The present inventors have conducted extensive research with the aim of solving the above problems. The inventors have newly discovered that by using a binder composition containing two specific types of polymers in a solvent, it is possible to increase the adhesion of the functional layer and improve the cycle characteristics of the secondary battery, and have thus completed the present invention.

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池用バインダー組成物は、重合体A、重合体B、および溶媒を含み、前記重合体Aは、水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の含有割合の合計が50質量%以上90質量%以下であり、カルボン酸基を有する単量体単位の含有割合が10質量%以上50質量%以下であり、前記重合体Bは、カルボン酸基を2つ有する単量体単位の含有割合が2質量%以上5質量%以下であり、芳香族ビニル単量体単位の含有割合が15質量%以上88質量%以下であり、脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合が10質量%以上80質量%以下であることを特徴とする。上述した重合体Aと重合体Bを溶媒中に含むバインダー組成物を用いれば、接着性に優れる機能層を形成することができる。そして、当該機能層を備える電池部材によれば、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。
なお、本発明において、「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の繰り返し単位が含まれている」ことを意味する。また、本発明において、重合体に含まれる各単量体単位(各繰り返し単位)の「含有割合(質量%)」は、1H-NMRや13C-NMRなどの核磁気共鳴(NMR)法を用いて測定することができる。
That is, the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the binder composition for secondary batteries of the present invention includes a polymer A, a polymer B, and a solvent, and the polymer A has a total content of a monomer unit having a hydroxyl group and a monomer unit having an amide group of 50% by mass or more and 90% by mass or less, a content of a monomer unit having a carboxylic acid group of 10% by mass or more and 50% by mass or less, and the polymer B has a content of a monomer unit having two carboxylic acid groups of 2% by mass or more and 5% by mass or less, a content of an aromatic vinyl monomer unit of 15% by mass or more and 88% by mass or less, and a content of an aliphatic conjugated diene monomer unit of 10% by mass or more and 80% by mass or less. By using a binder composition containing the above-mentioned polymer A and polymer B in a solvent, a functional layer having excellent adhesiveness can be formed. And, a battery member having the functional layer can exhibit excellent cycle characteristics in a secondary battery.
In the present invention, "containing a monomer unit" means that "a polymer obtained using that monomer contains a repeating unit derived from the monomer." In addition, in the present invention, the "content (mass %)" of each monomer unit (each repeating unit) contained in the polymer can be measured by a nuclear magnetic resonance (NMR) method such as 1H -NMR or 13C -NMR.

ここで、本発明の二次電池用バインダー組成物は、前記重合体Aの重量平均分子量が1,000,000以上15,000,000以下であることが好ましい。重合体Aの重量平均分子量が上述した範囲内であれば、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
なお、本発明において「重量平均分子量」は、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定される値であり、具体的には、本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
In the binder composition for a secondary battery of the present invention, the weight average molecular weight of the polymer A is preferably 1,000,000 or more and 15,000,000 or less. When the weight average molecular weight of the polymer A is within the above-mentioned range, the adhesiveness of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
In the present invention, the "weight average molecular weight" is a value measured by gel permeation chromatography, and specifically, it can be measured by the method described in the examples of this specification.

また、本発明の二次電池用バインダー組成物は、前記重合体Aの電解液膨潤度が150質量%以下であることが好ましい。重合体Aの電解液膨潤度が上述した値以下であれば、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
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方法を用いて測定することができる。
In the binder composition for a secondary battery of the present invention, the polymer A preferably has a swelling degree in an electrolyte of 150 mass % or less. When the swelling degree in an electrolyte of the polymer A is equal to or less than the above-mentioned value, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
In the present invention, the "degree of swelling in an electrolyte solution" can be measured by the method described in the Examples of this specification.

そして、本発明の二次電池用バインダー組成物は、前記重合体Aと前記重合体Bの合計中に占める前記重合体Bの割合が、5質量%以上45質量%以下であることが好ましい。重合体Aの量と重合体Bの量の合計中に占める重合体Bの量の割合が上述した範囲内であれば、バインダー組成物を用いて調製されるスラリー組成物の過度な増粘を抑制しつつ、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。In the binder composition for secondary batteries of the present invention, the proportion of the polymer B in the total of the polymer A and the polymer B is preferably 5% by mass or more and 45% by mass or less. If the proportion of the amount of the polymer B in the total amount of the polymer A and the polymer B is within the above-mentioned range, it is possible to further improve the cycle characteristics of the secondary battery while suppressing excessive thickening of the slurry composition prepared using the binder composition.

また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の二次電池機能層用スラリー組成物は、機能性粒子と、上述した何れかのバインダー組成物を含むことを特徴とする。機能性粒子と、上述したバインダー組成物の何れかとを含むスラリー組成物を用いれば、接着性に優れる機能層を形成することができる。そして、当該機能層を備える電池部材によれば、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。 The present invention also aims to advantageously solve the above problems, and the slurry composition for a secondary battery functional layer of the present invention is characterized by containing functional particles and any of the binder compositions described above. By using a slurry composition containing functional particles and any of the binder compositions described above, a functional layer with excellent adhesion can be formed. And, a battery member including the functional layer can provide a secondary battery with excellent cycle 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、本発明の二次電池用機能層は、上述した二次電池機能層用スラリー組成物を用いて形成されることを特徴とする。上述したスラリー組成物から形成される機能層は、接着性に優れる。そして、当該機能層を備える電池部材を用いれば、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。 The present invention also aims to advantageously solve the above problems, and the functional layer for a secondary battery of the present invention is characterized in that it is formed using the above-mentioned slurry composition for a secondary battery functional layer. The functional layer formed from the above-mentioned slurry composition has excellent adhesiveness. Furthermore, by using a battery component including the functional layer, it is possible to cause the secondary battery to exhibit excellent cycle 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、本発明の二次電池は、上述した二次電池用機能層を備えることを特徴とする。上述した機能層を備える電池部材を含む二次電池は、サイクル特性に優れる。 The present invention also aims to advantageously solve the above problems, and the secondary battery of the present invention is characterized by having the above-mentioned functional layer for a secondary battery. A secondary battery including a battery member having the above-mentioned functional layer has excellent cycle characteristics.

なお、本明細書では、結着材および電極活物質粒子を含む機能層を「電極合材層」と、結着材および非導電性粒子を含む機能層を「多孔膜層」と、結着材を含み、電極活物質粒子および非導電性粒子の何れも含まない機能層を「接着層」と称する。In this specification, a functional layer containing a binder and electrode active material particles is referred to as an "electrode mixture layer," a functional layer containing a binder and non-conductive particles is referred to as a "porous membrane layer," and a functional layer containing a binder but neither electrode active material particles nor non-conductive particles is referred to as an "adhesive layer."

本発明によれば、接着性に優れる機能層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池用バインダー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、接着性に優れる機能層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池機能層用スラリー組成物を提供することができる。
そして、本発明によれば、接着性に優れると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池用機能層を提供することができる。
更に、本発明によれば、サイクル特性に優れる二次電池を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a binder composition for secondary batteries that can form a functional layer having excellent adhesiveness and can cause the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a slurry composition for a secondary battery functional layer, which is capable of forming a functional layer having excellent adhesiveness and enabling the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
According to the present invention, it is possible to provide a functional layer for a secondary battery that has excellent adhesiveness and allows the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
Furthermore, according to the present invention, a secondary battery having excellent cycle 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、本発明の二次電池用バインダー組成物は、二次電池の製造用途に用いられるものであり、例えば、本発明の二次電池機能層用スラリー組成物の調製に用いることができる。そして、本発明の二次電池機能層用スラリー組成物は、二次電池内において電子の授受、または補強若しくは接着などの機能を担う、任意の機能層(例えば、電極合材層、多孔膜層、接着層)の形成に用いることができる。さらに、本発明の二次電池用機能層は、本発明の二次電池機能層用スラリー組成物から形成される。そして、本発明の二次電池は、本発明の二次電池用機能層を有する電池部材を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
Here, the binder composition for secondary batteries of the present invention is used for the manufacture of secondary batteries, and can be used, for example, for the preparation of the slurry composition for secondary battery functional layers of the present invention. The slurry composition for secondary battery functional layers of the present invention can be used to form any functional layer (e.g., electrode mixture layer, porous membrane layer, adhesive layer) that performs functions such as electron transfer, reinforcement, or adhesion in a secondary battery. Furthermore, the functional layer for secondary batteries of the present invention is formed from the slurry composition for secondary battery functional layers of the present invention. The secondary battery of the present invention includes a battery member having the functional layer for secondary batteries of the present invention.

(二次電池用バインダー組成物)
本発明のバインダー組成物は、重合体Aおよび重合体Bが、溶媒中に溶解および/または分散してなる組成物である。なお、本発明のバインダー組成物は、重合体A、重合体B、および溶媒以外の成分(以下、「その他の成分」と称する。)を含有していてもよい。
(Binder composition for secondary batteries)
The binder composition of the present invention is a composition in which the polymer A and the polymer B are dissolved and/or dispersed in a solvent. The binder composition of the present invention may contain components other than the polymer A, the polymer B, and the solvent (hereinafter, referred to as "other components").

ここで、上記重合体Aは、水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の含有割合の合計が50質量%以上90質量%以下であり、カルボン酸基を有する単量体単位の含有割合が10質量%以上50質量%以下である。また、上記重合体Bは、カルボン酸基を2つ有する単量体単位の割合が2質量%以上5質量%以下であり、芳香族ビニル単量体単位の割合が15質量%以上88質量%以下であり、脂肪族共役ジエン単量体単位の割合が10質量%以上80質量%以下である。Here, the polymer A has a total content of monomer units having a hydroxyl group and monomer units having an amide group of 50% by mass or more and 90% by mass or less, and a content of monomer units having a carboxylic acid group of 10% by mass or more and 50% by mass or less. The polymer B has a content of monomer units having two carboxylic acid groups of 2% by mass or more and 5% by mass or less, a content of aromatic vinyl monomer units of 15% by mass or more and 88% by mass or less, and a content of aliphatic conjugated diene monomer units of 10% by mass or more and 80% by mass or less.

そして、本発明のバインダー組成物は、溶媒中に、それぞれ上述した組成を有する重合体Aおよび重合体Bを含有しているため、本発明のバインダー組成物を用いることで、機能層の接着性を高めると共に、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
このように、本発明のバインダー組成物により機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方を向上させることができる理由は定かではないが、以下の通りであると推察される。
まず、重合体Bは、芳香族ビニル単量体単位と脂肪族共役ジエン単量体単位を含んでおり、柔軟性と強度を兼ね備える結着材として機能しうる。一方で、本発明者の検討によれば、芳香族ビニル単量体単位と脂肪族共役ジエン単量体単位を含む重合体よりなる結着材を含有するバインダー組成物およびスラリー組成物(以下、これらを纏めて「スラリー組成物等」と略記する場合がある。)をタンク中で保管すると、結着材がスラリー組成物等中を浮上して液面付近に集まるといった問題があった。そして、結着材の浮上により均一性が損なわれたスラリー組成物等を用いても、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性を両立することはできなかった。具体的には、結着材が集まるタンク液面付近のスラリー組成物等を用いると抵抗が上昇してサイクル特性が低下し、一方で、結着材が希薄であるタンク底付近のスラリー組成物等を用いると、機能層の接着性を確保することができなかった。
これに対し、本発明のバインダー組成物に含まれる重合体Bは、芳香族ビニル単量体単位と脂肪族共役ジエン単量体単位を所定の範囲内の割合で含むのみならず、カルボン酸基を2つ有する単量体単位を所定の範囲内の割合で含む。そのため、重合体Bは、当該カルボン酸基を介して、同じくバインダー組成物に含まれる重合体A(特には、当該重合体Aの水酸基とアミド基の少なくとも一方)と、水素結合等により良好に相互作用することが可能となる。この重合体Aとの相互作用により、重合体Bの浮きによるスラリー組成物等の不均一化を抑制することができる。
そのため、本発明のバインダー組成物を用いれば、重合体Aと重合体Bとが良好に遍在したスラリー組成物を得ることができるため、このスラリー組成物を用いれば、接着性に優れる機能層を形成することができ、且つ、当該機能層を備える電池部材によって、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができると考えられる。
Furthermore, since the binder composition of the present invention contains polymer A and polymer B, each having the composition described above, in a solvent, the use of the binder composition of the present invention can enhance the adhesion of the functional layer and improve the cycle characteristics of the secondary battery.
The reason why the binder composition of the present invention can thus improve both the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery is not clear, but is presumed to be as follows.
First, the polymer B contains an aromatic vinyl monomer unit and an aliphatic conjugated diene monomer unit, and can function as a binder having both flexibility and strength. On the other hand, according to the study by the present inventor, when a binder composition and a slurry composition (hereinafter, these may be collectively abbreviated as "slurry composition, etc.") containing a binder consisting of a polymer containing an aromatic vinyl monomer unit and an aliphatic conjugated diene monomer unit are stored in a tank, there is a problem that the binder floats in the slurry composition, etc. and gathers near the liquid surface. And, even if a slurry composition, etc. in which the uniformity is impaired due to the floating of the binder is used, it is not possible to achieve both the adhesiveness of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery. Specifically, when a slurry composition, etc. near the tank liquid surface where the binder gathers is used, the resistance increases and the cycle characteristics decrease, while when a slurry composition, etc. near the bottom of the tank where the binder is thin is used, the adhesiveness of the functional layer cannot be ensured.
In contrast, the polymer B contained in the binder composition of the present invention not only contains aromatic vinyl monomer units and aliphatic conjugated diene monomer units in a predetermined range, but also contains monomer units having two carboxylic acid groups in a predetermined range. Therefore, the polymer B can interact well with the polymer A (particularly, at least one of the hydroxyl group and the amide group of the polymer A) also contained in the binder composition through the carboxylic acid group by hydrogen bonding or the like. This interaction with the polymer A can suppress the non-uniformity of the slurry composition caused by the floating of the polymer B.
Therefore, by using the binder composition of the present invention, a slurry composition can be obtained in which polymer A and polymer B are well distributed throughout. It is therefore believed that by using this slurry composition, a functional layer with excellent adhesiveness can be formed, and the battery component including this functional layer can enable the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.

<重合体A>
重合体Aは、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを抑制し得ると共に、重合体Bと共に結着材として機能し得、さらにはバインダー組成物を用いて調製されるスラリー組成物の粘度調整剤としても機能し得る成分である。
<Polymer A>
Polymer A is a component that can suppress floating of polymer B in a slurry composition or the like, can function as a binder together with polymer B, and can also function as a viscosity adjuster for a slurry composition prepared using the binder composition.

<<組成>>
重合体Aは、水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の少なくとも一方を含み、そして、カルボン酸基を有する単量体単位を含む。なお、重合体Aは、水酸基を有する単量体単位、アミド基を有する単量体単位、カルボン酸基を有する単量体単位以外の繰り返し単位(以下、「その他の繰り返し単位」と称する。)を含んでいてもよい。
<<Composition>>
Polymer A contains at least one of a monomer unit having a hydroxyl group and a monomer unit having an amide group, and also contains a monomer unit having a carboxylic acid group. Polymer A may contain repeating units other than the monomer unit having a hydroxyl group, the monomer unit having an amide group, and the monomer unit having a carboxylic acid group (hereinafter referred to as "other repeating units").

[水酸基を有する単量体単位]
水酸基を有する単量体単位を形成しうる水酸基を有する単量体としては、例えば、ヒドロキシメチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ヒドロキシプロピルアクリルアミド、ヒドロキシメチルメタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリルアミド、ヒドロキシプロピルメタクリルアミド、ヒドロキシメチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシブチルアクリレート、ヒドロキシメチルメタリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、ヒドロキシブチルメタクリレートが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。そして、これらの中でも、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制しつつ、二次電池のサイクル特性を更に向上させる観点からは、ヒドロキシエチルアクリルアミド、ヒドロキシエチルアクリレートが好ましく、ヒドロキシエチルアクリルアミドがより好ましい。
なお、本発明において、水酸基とアミド基の双方を有する単量体は、水酸基を有する単量体に含まれ、アミド基を有する単量体には含まれないものとする。
[Hydroxyl Group-Containing Monomer Unit]
Examples of monomers having a hydroxyl group capable of forming a monomer unit having a hydroxyl group include hydroxymethylacrylamide, hydroxyethylacrylamide, hydroxypropylacrylamide, hydroxymethylmethacrylamide, hydroxyethylmethacrylamide, hydroxypropylmethacrylamide, hydroxymethylacrylate, hydroxyethylacrylate, hydroxypropylacrylate, hydroxybutylacrylate, hydroxymethylmethacrylate, hydroxyethylmethacrylate, hydroxypropylmethacrylate, and hydroxybutylmethacrylate. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of further improving the cycle characteristics of the secondary battery while sufficiently suppressing the floating of the polymer B in the slurry composition, etc., hydroxyethylacrylamide and hydroxyethylacrylate are preferred, and hydroxyethylacrylamide is more preferred.
In the present invention, a monomer having both a hydroxyl group and an amide group is included in the monomer having a hydroxyl group, but is not included in the monomer having an amide group.

そして、重合体A中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、水酸基を有する単量体単位の含有割合は、0質量%以上90質量%以下の範囲内である。ここで、重合体A中の水酸基を有する単量体単位の含有割合は、10質量%以上であることが好ましく、75質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましい。重合体A中に占める水酸基を有する単量体単位の割合が10質量%以上であれば、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制すると共に機能層の接着性を更に向上させることができる。一方、重合体A中に占める水酸基を有する単量体単位の割合が75質量%以下であれば、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。 And, when the total repeating units (total monomer units) contained in polymer A are 100% by mass, the content ratio of monomer units having a hydroxyl group is in the range of 0% by mass or more and 90% by mass or less. Here, the content ratio of monomer units having a hydroxyl group in polymer A is preferably 10% by mass or more, preferably 75% by mass or less, and more preferably 55% by mass or less. If the ratio of monomer units having a hydroxyl group in polymer A is 10% by mass or more, the floating of polymer B in a slurry composition or the like can be sufficiently suppressed and the adhesion of the functional layer can be further improved. On the other hand, if the ratio of monomer units having a hydroxyl group in polymer A is 75% by mass or less, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.

[アミド基を有する単量体単位]
アミド基を有する単量体単位を形成しうるアミド基を有する単量体としては、例えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、ジメチルアクリルアミド、ジエチルアクリルアミド、ダイアセトンアクリルアミドが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。そして、これらの中でも、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制する観点から、アクリルアミド、メタクリルアミドが好ましい。
[Monomer unit having an amide group]
Examples of monomers having an amide group capable of forming a monomer unit having an amide group include acrylamide, methacrylamide, dimethylacrylamide, diethylacrylamide, and diacetoneacrylamide. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylamide and methacrylamide are preferred from the viewpoint of sufficiently suppressing floating of the polymer B in the slurry composition or the like.

そして、重合体A中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、アミド基を有する単量体単位の含有割合は、0質量%以上90質量%以下の範囲内である。ここで、重合体A中のアミド基を有する単量体単位の含有割合は、10質量%以上であることが好ましく、75質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましい。重合体A中に占めるアミド基を有する単量体単位の割合が10質量%以上であれば、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制すると共に機能層の接着性を更に向上させることができる。加えて、スラリー組成物を塗布して機能層の形成する際の塗布欠陥を抑制して、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。一方、重合体A中に占めるアミド基を有する単量体単位の割合が75質量%以下であれば、機能層の接着性を更に向上させることができる。 And, when the total repeating units (total monomer units) contained in the polymer A are 100% by mass, the content ratio of the monomer units having an amide group is in the range of 0% by mass or more and 90% by mass or less. Here, the content ratio of the monomer units having an amide group in the polymer A is preferably 10% by mass or more, preferably 75% by mass or less, and more preferably 55% by mass or less. If the ratio of the monomer units having an amide group in the polymer A is 10% by mass or more, the floating of the polymer B in the slurry composition or the like can be sufficiently suppressed and the adhesiveness of the functional layer can be further improved. In addition, the coating defects when forming the functional layer by applying the slurry composition can be suppressed, and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. On the other hand, if the ratio of the monomer units having an amide group in the polymer A is 75% by mass or less, the adhesiveness of the functional layer can be further improved.

[水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の合計]
ここで、重合体A中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、水酸基を有する単量体単位の含有割合とアミド基を有する単量体単位の含有割合の合計は、50質量%以上90質量%以下であることが必要であり、53質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることが更に好ましく、88質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。重合体A中に占める水酸基を有する単量体単位の割合とアミド基を有する単量体単位の割合の合計が50質量%未満であると、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを抑制することができず、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方をバランス良く向上させることができない。一方、重合体A中に占める水酸基を有する単量体単位の割合とアミド基を有する単量体単位の割合の合計が90質量%超であると、スラリー組成物が過度に増粘してしまい、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方をバランス良く向上させることができない。
なお、上述した通り、重合体Aは、水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の少なくとも一方を含めばよいが、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制しつつ、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性をバランス良く向上させる観点からは、重合体Aは、水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の双方を含むことが好ましい。
[Total of monomer units having a hydroxyl group and monomer units having an amide group]
Here, when the total repeating units (total monomer units) contained in the polymer A is 100% by mass, the total content of the monomer units having a hydroxyl group and the monomer units having an amide group must be 50% by mass or more and 90% by mass or less, preferably 53% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, even more preferably 70% by mass or more, preferably 88% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less. If the total of the proportion of the monomer units having a hydroxyl group and the proportion of the monomer units having an amide group in the polymer A is less than 50% by mass, the floating of the polymer B in the slurry composition or the like cannot be suppressed, and both the adhesiveness of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery cannot be improved in a well-balanced manner. On the other hand, if the total of the proportion of the monomer units having a hydroxyl group and the proportion of the monomer units having an amide group in the polymer A exceeds 90% by mass, the slurry composition becomes excessively viscous, and both the adhesiveness of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery cannot be improved in a well-balanced manner.
As described above, it is sufficient that polymer A contains at least one of a monomer unit having a hydroxyl group and a monomer unit having an amide group. However, from the viewpoint of improving the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery in a well-balanced manner while sufficiently suppressing floating of polymer B in a slurry composition or the like, it is preferable that polymer A contains both a monomer unit having a hydroxyl group and a monomer unit having an amide group.

[カルボン酸基を有する単量体単位]
カルボン酸基を有する単量体単位を形成しうるカルボン酸基を有する単量体としては、例えば、モノカルボン酸およびその誘導体や、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。
モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。
モノカルボン酸誘導体としては、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などが挙げられる。
ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。
ジカルボン酸誘導体としては、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や、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のマレイン酸モノエステルが挙げられる。
ジカルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。
また、カルボン酸基を有する単量体としては、加水分解によりカルボン酸基を生成する酸無水物も使用できる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。そして、これらの中でも、スラリー組成物の過度な増粘を抑制しつつ、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方をバランス良く向上させる観点から、アクリル酸、メタクリル酸が好ましい。
[Monomer unit having a carboxylic acid group]
Examples of monomers having a carboxylic acid group capable of forming a monomer unit having a carboxylic acid group include monocarboxylic acids and derivatives thereof, dicarboxylic acids and acid anhydrides thereof, and derivatives thereof.
Examples of the monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
Examples of the monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, α-acetoxyacrylic acid, β-trans-aryloxyacrylic acid, and α-chloro-β-E-methoxyacrylic acid.
The dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid.
Examples of dicarboxylic acid derivatives include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, and maleic acid monoesters such as nonyl maleate, decyl maleate, dodecyl maleate, octadecyl maleate, and fluoroalkyl maleate.
Examples of the acid anhydrides of dicarboxylic acids include maleic anhydride, acrylic anhydride, methylmaleic anhydride, and dimethylmaleic anhydride.
Furthermore, as the monomer having a carboxylic acid group, an acid anhydride which generates a carboxylic acid group upon hydrolysis can also be used.
These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic acid and methacrylic acid are preferred from the viewpoint of improving both the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery in a well-balanced manner while suppressing excessive thickening of the slurry composition.

そして、重合体A中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、カルボン酸基を有する単量体単位の含有割合は、10質量%以上50質量%以下であることが必要であり、15質量%以上であることが好ましく、18質量%以上であることがより好ましく、40質量%以下であることが好ましく、35質量%以下であることがより好ましく、25質量%以下であることが更に好ましい。重合体A中に占めるカルボン酸基を有する単量体単位の割合が10質量%未満であると、スラリー組成物が過度に増粘してしまい、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方をバランス良く向上させることができない。一方、重合体A中に占めるカルボン酸基を有する単量体単位の割合が50質量%超であると、機能層の接着性が低下する。 And, when the total repeating units (total monomer units) contained in polymer A is 100% by mass, the content ratio of the monomer units having a carboxylic acid group must be 10% by mass or more and 50% by mass or less, preferably 15% by mass or more, more preferably 18% by mass or more, preferably 40% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less. If the proportion of the monomer units having a carboxylic acid group in polymer A is less than 10% by mass, the slurry composition will be excessively thickened, and it will not be possible to improve both the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery in a well-balanced manner. On the other hand, if the proportion of the monomer units having a carboxylic acid group in polymer A is more than 50% by mass, the adhesion of the functional layer will decrease.

[その他の繰り返し単位]
重合体Aに含まれるその他の繰り返し単位は、特に限定されない。例えば、その他の繰り返し単位としては、「重合体B」の項において後述する脂肪族共役ジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位や、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位などの、既知の単量体に由来する単量体単位が挙げられる。なお、重合体Aは、その他の繰り返し単位を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
ここで、重合体A中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、その他の繰り返し単位の含有割合は、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましく、0質量%であることが特に好ましい。
なお、本発明において、「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
[Other repeating units]
The other repeating units contained in the polymer A are not particularly limited. For example, the other repeating units include monomer units derived from known monomers, such as aliphatic conjugated diene monomer units and aromatic vinyl monomer units described later in the section on "polymer B", and (meth)acrylic acid ester monomer units. The polymer A may contain one type of other repeating unit, or two or more types.
Here, when all repeating units (all monomer units) contained in polymer A are taken as 100 mass%, the content of other repeating units is preferably 10 mass% or less, more preferably 5 mass% or less, even more preferably 1 mass% or less, and particularly preferably 0 mass%.
In the present invention, "(meth)acrylic" means acrylic and/or methacrylic.

<<性状>>
[水溶解性]
重合体Aは、水溶解性であることが好ましい。即ち、重合体Aは、水溶解型重合体であることが好ましい。重合体Aが水溶解型重合体であれば、特に溶媒として水を含むスラリー組成物等中において重合体Aと重合体Bがより一層良好に相互作用することができる。そのため、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制しつつ、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性をバランス良く向上させることができる。
なお、本発明において、重合体が「水溶解性」であるとは、温度25℃において重合体0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が1.0質量%未満となることをいう。
<<Properties>>
[Water solubility]
The polymer A is preferably water-soluble. That is, the polymer A is preferably a water-soluble polymer. If the polymer A is a water-soluble polymer, the polymer A and the polymer B can interact more favorably, particularly in a slurry composition containing water as a solvent. Therefore, the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery can be improved in a well-balanced manner while sufficiently suppressing the floating of the polymer B in the slurry composition.
In the present invention, a polymer being "water-soluble" means that when 0.5 g of the polymer is dissolved in 100 g of water at a temperature of 25°C, the insoluble matter is less than 1.0 mass%.

[電解液膨潤度]
重合体Aは、電解液膨潤度が150質量%以下であることが好ましく、145質量%以下であることがより好ましく、140質量%以下であることが更に好ましい。重合体Aの電解液膨潤度が150質量%以下であれば、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。ここで、重合体Aの電解液膨潤度の下限値は、特に限定されないが、通常100質量%以上である。
なお、重合体Aの電解液膨潤度は、例えば、重合体Aの調製に使用する単量体の種類および量を変更することにより調整することができる。
[Electrolyte swelling degree]
The degree of swelling in electrolyte of the polymer A is preferably 150% by mass or less, more preferably 145% by mass or less, and even more preferably 140% by mass or less. If the degree of swelling in electrolyte of the polymer A is 150% by mass or less, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. Here, the lower limit of the degree of swelling in electrolyte of the polymer A is not particularly limited, but is usually 100% by mass or more.
The degree of swelling of the polymer A in an electrolyte solution can be adjusted, for example, by changing the type and amount of the monomer used in preparing the polymer A.

[重量平均分子量]
重合体Aは、重量平均分子量が1,000,000以上であることが好ましく、2,000,000以上であることがより好ましく、5,000,000以上であることが更に好ましく、6,000,000以上であることが特に好ましく、15,000,000以下であることが好ましく、12,000,000以下であることがより好ましく、9,000,000以下であることが更に好ましい。重合体Aの重量平均分子量が1,000,000以上であれば、機能層の接着性を更に向上させることができる。一方、重合体Aの重量平均分子量が15,000,000以下であれば、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
なお、重合体Aの重量平均分子量は、例えば、重合体Aの調製に使用する重合開始剤および/または重合促進剤の種類や量を変更することにより調整することができる。
[Weight average molecular weight]
The weight average molecular weight of the polymer A is preferably 1,000,000 or more, more preferably 2,000,000 or more, even more preferably 5,000,000 or more, particularly preferably 6,000,000 or more, and is preferably 15,000,000 or less, more preferably 12,000,000 or less, and even more preferably 9,000,000 or less. If the weight average molecular weight of the polymer A is 1,000,000 or more, the adhesiveness of the functional layer can be further improved. On the other hand, if the weight average molecular weight of the polymer A is 15,000,000 or less, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.
The weight average molecular weight of polymer A can be adjusted, for example, by changing the type and amount of a polymerization initiator and/or a polymerization accelerator used in the preparation of polymer A.

<<調製方法>>
上述した重合体Aは、特に限定されること無く、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法によっても調製することができる。また、重合方法としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができる。また、重合開始剤としては、既知の重合開始剤を用いることができる。なお、重合時に使用されうる他の添加剤(例えば、乳化剤、分散剤、重合助剤、連鎖移動剤、分子量調整剤、重合促進剤)は、一般に用いられるものを使用することができ、その使用量も、一般に使用される量とする。
<<Preparation method>>
The above-mentioned polymer A is not particularly limited, and can be prepared by any method such as solution polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, etc. In addition, as the polymerization method, addition polymerization such as ionic polymerization, radical polymerization, living radical polymerization, etc. can be used. In addition, as the polymerization initiator, a known polymerization initiator can be used. In addition, other additives that can be used during polymerization (e.g., emulsifier, dispersant, polymerization aid, chain transfer agent, molecular weight regulator, polymerization accelerator) can be generally used, and the amount of use thereof is also generally used.

<重合体B>
重合体Bは、結着材として機能する成分であり、バインダー組成物を含むスラリー組成物を使用して形成した機能層に接着性を付与すると共に、機能層中に含まれている成分(例えば、電極活物質粒子や非導電性粒子などの機能性粒子)が、当該機能層から脱離しないように保持する。
<Polymer B>
Polymer B is a component that functions as a binder, imparting adhesiveness to the functional layer formed using a slurry composition containing the binder composition, and also retaining components contained in the functional layer (e.g., functional particles such as electrode active material particles and non-conductive particles) from detaching from the functional layer.

<<組成>>
重合体Bは、カルボン酸基を2つ有する単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、および脂肪族共役ジエン単量体単位を含む。なお、重合体Bは、カルボン酸基を2つ有する単量体単位、芳香族ビニル単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位以外の繰り返し単位(以下、「任意の繰り返し単位」と称する。)を含んでいてもよい。
<<Composition>>
Polymer B includes a monomer unit having two carboxylic acid groups, an aromatic vinyl monomer unit, and an aliphatic conjugated diene monomer unit. Polymer B may include a repeating unit other than the monomer unit having two carboxylic acid groups, the aromatic vinyl monomer unit, and the aliphatic conjugated diene monomer unit (hereinafter, referred to as an "arbitrary repeating unit").

[カルボン酸基を2つ有する単量体単位]
カルボン酸基を2つ有する単量体単位を形成し得るカルボン酸基を2つ有する単量体としては、ジカルボン酸およびその酸無水物並びにそれらの誘導体が挙げられる。これらの具体例としては、「重合体A」の項で上述したものと同様のものが挙げられる。なお、カルボン酸基を2つ有する単量体は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。ここで、カルボン酸基を2つ有する単量体としては、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制しつつ、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方をバランス良く向上させる観点、さらには重合体Bの製造安定性を高める観点から、イタコン酸が好ましい。
[Monomer unit having two carboxylic acid groups]
Examples of monomers having two carboxylic acid groups that can form a monomer unit having two carboxylic acid groups include dicarboxylic acids and their acid anhydrides, as well as derivatives thereof. Specific examples of these include those described above in the section on "polymer A". The monomers having two carboxylic acid groups may be used alone or in combination of two or more. Here, itaconic acid is preferred as the monomer having two carboxylic acid groups from the viewpoint of improving both the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery in a well-balanced manner while sufficiently suppressing the floating of polymer B in a slurry composition or the like, and further from the viewpoint of enhancing the manufacturing stability of polymer B.

そして、重合体B中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、カルボン酸基を2つ有する単量体単位の含有割合は、2質量%以上5質量%以下であることが必要であり、2.5質量%以上であることが好ましく、2.7質量%以上であることがより好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、4.5質量%以下であることが好ましく、4質量%以下であることがより好ましく、3.5質量%以下であることが更に好ましい。重合体B中に占めるカルボン酸基を2つ有する単量体単位の割合が2質量%未満であると、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを抑制することができず、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方をバランス良く向上させることができない。一方、重合体B中のカルボン酸基を2つ有する単量体単位の割合が5質量%超であると、二次電池への持ち込み水分量の増加や、重合体Bからなる粗大粒子の生成に起因すると推察されるが、二次電池のサイクル特性が低下する。 And, when the total repeating units (total monomer units) contained in polymer B is 100% by mass, the content ratio of the monomer units having two carboxylic acid groups must be 2% by mass or more and 5% by mass or less, preferably 2.5% by mass or more, more preferably 2.7% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, preferably 4.5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and even more preferably 3.5% by mass or less. If the ratio of the monomer units having two carboxylic acid groups in polymer B is less than 2% by mass, the floating of polymer B in the slurry composition or the like cannot be suppressed, and both the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery cannot be improved in a well-balanced manner. On the other hand, if the ratio of the monomer units having two carboxylic acid groups in polymer B is more than 5% by mass, it is presumed that this is due to an increase in the amount of water carried into the secondary battery and the generation of coarse particles made of polymer B, but the cycle characteristics of the secondary battery are reduced.

[芳香族ビニル単量体単位]
芳香族ビニル単量体単位を形成しうる芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α-メチルスチレン、ブトキシスチレン、ビニルナフタレンが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、スチレンが好ましい。
[Aromatic vinyl monomer unit]
Examples of aromatic vinyl monomers capable of forming aromatic vinyl monomer units include styrene, α-methylstyrene, butoxystyrene, and vinylnaphthalene. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, styrene is preferred.

そして、重合体B中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、芳香族ビニル単量体単位の含有割合は、15質量%以上88質量%以下であることが必要であり、35質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましく、85質量%以下であることが好ましく、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましい。重合体B中に占める芳香族ビニル単量体単位の割合が15質量%未満であると、重合体Bの強度を十分に確保することができず、二次電池のサイクル特性が低下し、また、機能層の接着性が低下する。一方、重合体B中に占める芳香族ビニル単量体単位の割合が88質量%超であると、重合体Bが過度に剛直となり、機能層の接着性が低下する。 And, when the total repeating units (total monomer units) contained in polymer B is 100% by mass, the content ratio of aromatic vinyl monomer units must be 15% by mass or more and 88% by mass or less, preferably 35% by mass or more, more preferably 45% by mass or more, even more preferably 50% by mass or more, preferably 85% by mass or less, more preferably 80% by mass or less, and even more preferably 70% by mass or less. If the ratio of aromatic vinyl monomer units in polymer B is less than 15% by mass, the strength of polymer B cannot be sufficiently ensured, the cycle characteristics of the secondary battery are reduced, and the adhesiveness of the functional layer is reduced. On the other hand, if the ratio of aromatic vinyl monomer units in polymer B is more than 88% by mass, polymer B becomes excessively rigid and the adhesiveness of the functional layer is reduced.

[脂肪族共役ジエン単量体単位]
脂肪族共役ジエン単量体単位を形成しうる脂肪族共役ジエン単量体としては、例えば、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンが挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。これらの中でも、1,3-ブタジエンが好ましい。
[Aliphatic conjugated diene monomer unit]
Examples of the aliphatic conjugated diene monomer capable of forming the aliphatic conjugated diene monomer unit include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene (isoprene), and 2,3-dimethyl-1,3-butadiene. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, 1,3-butadiene is preferred.

そして、重合体B中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合は、10質量%以上80質量%以下であることが必要であり、10.5質量%であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、25質量%以上であることが更に好ましく、60質量%以下であることが好ましく、50質量%以下であることがより好ましく、45質量%以下であることが更に好ましい。重合体B中に占める脂肪族共役ジエン単量体単位の割合が10質量%未満であると、重合体Bの柔軟性を十分に確保することができず、機能層の接着性が低下する。一方、重合体B中に占める脂肪族共役ジエン単量体単位の割合が80質量%超であると、重合体Bが過度に柔軟となり、二次電池のサイクル特性が低下し、また、機能層の接着性が低下する。 And, when the total repeating units (total monomer units) contained in polymer B is 100% by mass, the content ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit must be 10% by mass or more and 80% by mass or less, preferably 10.5% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, even more preferably 25% by mass or more, preferably 60% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, and even more preferably 45% by mass or less. If the ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit in polymer B is less than 10% by mass, the flexibility of polymer B cannot be sufficiently ensured, and the adhesiveness of the functional layer is reduced. On the other hand, if the ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit in polymer B is more than 80% by mass, polymer B becomes excessively flexible, the cycle characteristics of the secondary battery are reduced, and the adhesiveness of the functional layer is reduced.

[任意の繰り返し単位]
重合体Bに含まれる任意の繰り返し単位は、特に限定されない。例えば、任意の繰り返し単位としては、「重合体A」の項において上述した水酸基を有する単量体単位およびアミド基を有する単量体単位や、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位などの、既知の単量体に由来する単量体単位が挙げられる。なお、重合体Bは、任意の繰り返し単位を1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
そして、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制する観点から、重合体Bは、任意の繰り返し単位として、水酸基を有する単量体単位を含むことが好ましい。ここで、重合体B中に含まれる全繰り返し単位(全単量体単位)を100質量%とした場合、水酸基を有する単量体単位の含有割合は、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましく、1質量%以下であることが更に好ましい。重合体B中に占める水酸基を有する単量体単位の割合が上述した範囲内であれば、スラリー組成物等中における重合体Bの浮きを十分に抑制しつつ、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性の双方をバランス良く向上させることができる。
[Optional repeating unit]
The optional repeating unit contained in the polymer B is not particularly limited. For example, the optional repeating unit may be a monomer unit derived from a known monomer, such as a monomer unit having a hydroxyl group and a monomer unit having an amide group described in the section "Polymer A" or a (meth)acrylic acid ester monomer unit. The polymer B may contain one type of the optional repeating unit, or may contain two or more types.
From the viewpoint of sufficiently suppressing the floating of the polymer B in the slurry composition, etc., the polymer B preferably contains a monomer unit having a hydroxyl group as an arbitrary repeating unit. Here, when the total repeating units (total monomer units) contained in the polymer B are 100 mass%, the content ratio of the monomer unit having a hydroxyl group is preferably 0.1 mass% or more, more preferably 0.5 mass% or more, preferably 3 mass% or less, more preferably 2 mass% or less, and even more preferably 1 mass% or less. If the ratio of the monomer unit having a hydroxyl group in the polymer B is within the above-mentioned range, it is possible to improve both the adhesion of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery in a well-balanced manner while sufficiently suppressing the floating of the polymer B in the slurry composition, etc.

<<性状>>
[水分散性]
重合体Bは、水分散性であること(水に不溶であること)が好ましい。即ち、重合体Bは、水分散型重合体であることが好ましい。重合体Bが水分散型重合体であれば、特に溶媒として水を含むスラリー組成物等中を用いた場合に、機能層の接着性と二次電池のサイクル特性をバランス良く向上させることができる。
なお、本発明において、重合体が「水分散性」であるとは、温度25℃において重合体0.5gを100gの水に溶解した際に、不溶分が90質量%以上となることをいう。
<<Properties>>
[Water dispersibility]
The polymer B is preferably water-dispersible (insoluble in water). That is, the polymer B is preferably a water-dispersible polymer. If the polymer B is a water-dispersible polymer, the adhesiveness of the functional layer and the cycle characteristics of the secondary battery can be improved in a well-balanced manner, particularly when a slurry composition containing water as a solvent is used.
In the present invention, the term "water-dispersible" means that when 0.5 g of the polymer is dissolved in 100 g of water at 25°C, the insoluble portion is 90 mass % or more.

[ガラス転移温度]
重合体Bは、ガラス転移温度が-20℃以上であることが好ましく、-10℃以上であることがより好ましく、50℃以下であることが好ましく、40℃以下であることがより好ましい。重合体Bのガラス転移温度が-20℃以上であれば、スラリー組成物の増粘を十分に抑制することができる。一方、重合体Bのガラス転移温度が50℃以下であれば、機能層の接着性を向上させることができる。
なお、重合体Bのガラス転移温度は、例えば、重合体Bの調製に使用する単量体、重合開始剤および/または重合促進剤の種類や量を変更することにより調整することができる。
そして、本発明において、「ガラス転移温度」は、本明細書の実施例に記載の方法を用いて測定することができる。
[Glass transition temperature]
The glass transition temperature of the polymer B is preferably −20° C. or higher, more preferably −10° C. or higher, and is preferably 50° C. or lower, and more preferably 40° C. or lower. When the glass transition temperature of the polymer B is −20° C. or higher, thickening of the slurry composition can be sufficiently suppressed. On the other hand, when the glass transition temperature of the polymer B is 50° C. or lower, the adhesiveness of the functional layer can be improved.
The glass transition temperature of the polymer B can be adjusted, for example, by changing the type and amount of the monomer, polymerization initiator and/or polymerization accelerator used in the preparation of the polymer B.
In the present invention, the "glass transition temperature" can be measured by the method described in the Examples of this specification.

<<調製方法>>
上述した重合体Bは、特に限定されること無く、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法によっても調製することができる。また、重合方法としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができる。そして、重合体Bの調製には、シード重合、ブロック重合、グラフト重合などを用いることもできる。また、重合開始剤としては、既知の重合開始剤を用いることができる。なお、重合時に使用されうる他の添加剤(例えば、乳化剤、分散剤、重合助剤、連鎖移動剤、分子量調整剤、重合促進剤)は、一般に用いられるものを使用することができ、その使用量も、一般に使用される量とする。
<<Preparation method>>
The above-mentioned polymer B is not particularly limited, and can be prepared by any method such as solution polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, emulsion polymerization, etc. In addition, as the polymerization method, addition polymerization such as ionic polymerization, radical polymerization, living radical polymerization, etc. can be used. In addition, seed polymerization, block polymerization, graft polymerization, etc. can also be used for preparing the polymer B. In addition, as the polymerization initiator, a known polymerization initiator can be used. In addition, other additives (e.g., emulsifier, dispersant, polymerization aid, chain transfer agent, molecular weight regulator, polymerization accelerator) that can be used during polymerization can be generally used, and the amount used is also generally used.

<<重合体Aと重合体Bの合計中に占める重合体Bの割合>>
ここで、バインダー組成物中に含まれる重合体Aの量と重合体Bの量の合計を100質量%とした場合、重合体Bの量は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、15質量%以上であることが更に好ましく、30質量%以上であることが特に好ましく、45質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、35質量%以下であることが更に好ましい。重合体Aと重合体Bの合計中に占める重合体Bの割合が5質量%以上であれば、スラリー組成物の増粘を十分に抑制することができる。一方、重合体Aと重合体Bの合計中に占める重合体Bの割合が45質量%以下であれば、二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
<<Proportion of Polymer B in the Total of Polymer A and Polymer B>>
Here, when the total amount of the polymer A and the polymer B contained in the binder composition is 100% by mass, the amount of the polymer B is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 15% by mass or more, particularly preferably 30% by mass or more, preferably 45% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 35% by mass or less. If the ratio of the polymer B in the total of the polymer A and the polymer B is 5% by mass or more, the thickening of the slurry composition can be sufficiently suppressed. On the other hand, if the ratio of the polymer B in the total of the polymer A and the polymer B is 45% by mass or less, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.

<溶媒>
本発明のバインダー組成物に含まれる溶媒としては、上述した重合体Aおよび重合体B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、重合体Aおよび/または重合体Bの調製に用いた重合溶媒とすることができる。
<Solvent>
As the solvent contained in the binder composition of the present invention, a known solvent capable of dissolving or dispersing the above-mentioned polymer A and polymer B can be used. Among them, it is preferable to use water as the solvent. At least a part of the solvent in the binder composition is not particularly limited and can be the polymerization solvent used in the preparation of polymer A and/or polymer B.

<その他の成分>
本発明のバインダー組成物は、上述した成分の他に、導電助剤、補強材、レベリング剤、粘度調整剤、電解液添加剤、防腐剤、防カビ剤、消泡剤、重合禁止剤、並びに、重合体Aおよび重合体B以外の結着材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。また、その他の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<Other ingredients>
In addition to the above-mentioned components, the binder composition of the present invention may contain a conductive assistant, a reinforcing material, a leveling agent, a viscosity modifier, an electrolyte additive, a preservative, a mildewproofing agent, an antifoaming agent, a polymerization inhibitor, and a binder other than polymer A and polymer B. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction, and known ones, for example, those described in International Publication No. 2012/115096, can be used. In addition, the other components may be used alone or in combination of two or more kinds in any ratio.

<バインダー組成物の調製方法>
そして、本発明のバインダー組成物は、上述した重合体A、重合体B、および溶媒、並びに任意に用いられるその他の成分を、既知の方法で混合す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を混合することにより、バインダー組成物を調製することができる。
なお、重合体Aおよび重合体Bは、水系溶媒中で重合して調製した場合には、水溶液または水分散体の状態でそのまま混合し、溶媒として水を含むバインダー組成物を調製することができる。
<Method of preparing binder composition>
The binder composition of the present invention can be prepared by mixing the above-mentioned polymer A, polymer B, and solvent, as well as other components that are optionally used, by a known method. Specifically, the binder composition can be prepared by mixing the above-mentioned components using a mixer such as a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, or a Filmix.
When polymer A and polymer B are prepared by polymerization in an aqueous solvent, they can be mixed as they are in the form of an aqueous solution or aqueous dispersion to prepare a binder composition containing water as a solvent.

(二次電池機能層用スラリー組成物)
本発明のスラリー組成物は、機能層の形成用途に用いられる組成物であり、上述したバインダー組成物を含み、任意に、機能性粒子とその他の成分を更に含有する。すなわち、本発明のスラリー組成物は、通常、重合体Aと、重合体Bと、溶媒とを含有し、任意に、機能性粒子およびその他の成分を更に含有する。そして、本発明のスラリー組成物は、上述したバインダー組成物を含んでいるので、本発明のスラリー組成物を例えば基材上で乾燥することで、接着性に優れる機能層を得ることができる。そして、当該機能層を備える電池部材を使用すれば、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。
(Slurry composition for secondary battery functional layer)
The slurry composition of the present invention is a composition used for forming a functional layer, and contains the above-mentioned binder composition, and optionally contains functional particles and other components. That is, the slurry composition of the present invention usually contains polymer A, polymer B, and a solvent, and optionally contains functional particles and other components. And since the slurry composition of the present invention contains the above-mentioned binder composition, a functional layer having excellent adhesiveness can be obtained by drying the slurry composition of the present invention, for example, on a substrate. And, by using a battery component having the functional layer, it is possible to exhibit excellent cycle characteristics in a secondary battery.

<バインダー組成物>
バインダー組成物としては、少なくとも重合体A、重合体B、および溶媒を含む、上述した本発明のバインダー組成物を用いる。
なお、スラリー組成物中のバインダー組成物の配合量は、特に限定されない。スラリー組成物が、電極用スラリー組成物である場合、機能層である電極合材層の接着性および二次電池のサイクル特性を十分に高める観点から、電極活物質粒子、重合体A、および重合体Bの量の合計100質量%中に占める重合体Aと重合体Bの量の合計が、0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましく、7.0質量%以下であることが好ましく、4.0質量%以下であることがより好ましい。
また、スラリー組成物が、多孔膜層用スラリー組成物である場合、機能層である多孔膜層の接着性および二次電池のサイクル特性を十分に高める観点から、非導電性粒子、重合体A、および重合体Bの量の合計100質量%中に占める重合体Aと重合体Bの量の合計が、0.5質量%以上であることが好ましく、1.0質量%以上であることがより好ましく、9.0質量%以下であることが好ましく、6.0質量%以下であることがより好ましい。
<Binder Composition>
As the binder composition, the above-mentioned binder composition of the present invention containing at least the polymer A, the polymer B, and a solvent is used.
In addition, the blending amount of the binder composition in the slurry composition is not particularly limited. When the slurry composition is an electrode slurry composition, from the viewpoint of sufficiently increasing the adhesion of the electrode mixture layer, which is the functional layer, and the cycle characteristics of the secondary battery, the total amount of the polymer A and the polymer B in the total amount of the electrode active material particles, the polymer A, and the polymer B is preferably 0.5 mass% or more, more preferably 1.0 mass% or more, more preferably 7.0 mass% or less, and more preferably 4.0 mass% or less.
In addition, when the slurry composition is a slurry composition for a porous membrane layer, from the viewpoint of sufficiently increasing the adhesion of the porous membrane layer, which is a functional layer, and the cycle characteristics of a secondary battery, the total amount of polymer A and polymer B in the total amount of non-conductive particles, polymer A, and polymer B, which is 100 mass%, is preferably 0.5 mass% or more, more preferably 1.0 mass% or more, and more preferably 9.0 mass% or less, and more preferably 6.0 mass% or less.

<機能性粒子>
ここで、機能層に所期の機能を発揮させるための機能性粒子としては、例えば、機能層が電極合材層である場合には電極活物質粒子が挙げられ、機能層が多孔膜層である場合には非導電性粒子が挙げられる。
<Functional particles>
Here, examples of functional particles for enabling the functional layer to exhibit the intended function include electrode active material particles when the functional layer is an electrode mixture layer, and non-conductive particles when the functional layer is a porous membrane layer.

<<電極活物質粒子>>
そして、電極活物質粒子としては、特に限定されることなく、二次電池に用いられる既知の電極活物質よりなる粒子を挙げることができる。具体的には、例えば、二次電池の一例としてのリチウムイオン二次電池の負極合材層において使用し得る負極活物質粒子としては、特に限定されることなく、以下の負極活物質よりなる粒子を用いることができる。
<<Electrode active material particles>>
The electrode active material particles are not particularly limited, and may be particles made of known electrode active materials used in secondary batteries. Specifically, for example, the negative electrode active material particles that can be used in the negative electrode mixture layer of a lithium ion secondary battery, which is an example of a secondary battery, are not particularly limited, and may be particles made of the following negative electrode active materials.

[負極活物質]
リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、例えば、炭素系負極活物質、金属系負極活物質、およびこれらを組み合わせた負極活物質などが挙げられる。
ここで、炭素系負極活物質とは、リチウムを挿入(「ドープ」ともいう。)可能な、炭素を主骨格とする活物質をいい、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。
[Negative electrode active material]
Examples of negative electrode active materials for lithium ion secondary batteries include carbon-based negative electrode active materials, metal-based negative electrode active materials, and negative electrode active materials that are combinations of these.
Here, the carbon-based negative electrode active material refers to an active material having carbon as the main skeleton into which lithium can be inserted (also referred to as "doped"). Examples of the carbon-based negative electrode active material include carbonaceous materials and graphite materials.

そして、炭素質材料としては、例えば、易黒鉛性炭素および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。
Examples of the carbonaceous material include graphitic carbon and non-graphitic carbon having a structure close to an amorphous structure, such as glassy carbon.
Here, examples of graphitizable carbon include carbon materials made from tar pitch obtained from petroleum or coal. Specific examples include coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch-based carbon fiber, and pyrolytic vapor-grown carbon fiber.
Examples of non-graphitizable carbon include phenol resin baked body, polyacrylonitrile carbon fiber, pseudo-isotropic carbon, furfuryl alcohol resin baked body (PFA), and hard carbon.

更に、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。
Furthermore, examples of the graphite material include natural graphite and artificial graphite.
Examples of the artificial graphite include 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 graphitized mesophase pitch-based carbon fiber obtained by heat-treating mesophase pitch-based carbon fiber at 2000°C or higher.

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。金属系活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成し得る単体金属(例えば、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn、Tiなど)およびその合金、並びに、それらの酸化物、硫化物、窒化物、ケイ化物、炭化物、燐化物などが用いられる。これらの中でも、金属系負極活物質としては、ケイ素を含む活物質(シリコン系負極活物質)が好ましい。シリコン系負極活物質を用いることにより、リチウムイオン二次電池を高容量化することができるからである。 The metal-based negative electrode active material is an active material containing a metal, and usually refers to an active material that contains an element capable of inserting lithium in its structure and has a theoretical electric capacity per unit mass of 500 mAh/g or more when lithium is inserted. Examples of the metal-based active material include lithium metal, elemental metals capable of forming lithium alloys (e.g., Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Sr, Zn, Ti, etc.), and alloys thereof, as well as oxides, sulfides, nitrides, silicides, carbides, and phosphides thereof. Among these, the metal-based negative electrode active material is preferably an active material containing silicon (silicon-based negative electrode active material). This is because the use of a silicon-based negative electrode active material can increase the capacity of a lithium-ion secondary battery.

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、SiO、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種類以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of silicon-based negative electrode active materials include silicon (Si), alloys containing silicon, SiO, SiO x , composites of Si-containing materials and conductive carbon obtained by coating or compounding Si-containing materials with conductive carbon, etc. Note that these silicon-based negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

そして、負極活物質粒子としては、二次電池のセル容量を十分に確保しつつ、当該二次電池のサイクル特性を更に向上させる観点から、炭素系負極活物質からなる粒子(炭素系負極活物質粒子)とシリコン系負極活物質粒子(シリコン系負極活物質粒子)の双方を用いることが好ましい。
スラリー組成物中における炭素系負極活物質粒子とシリコン系負極活物質粒子の量は特に限定されない。
負極活物質粒子、重合体A、および重合体Bの量の合計100質量%中に占める炭素系負極活物質粒子の量は、50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。負極活物質粒子、重合体A、および重合体Bの量の合計中に炭素系負極活物質粒子が占める割合が50質量%以上であれば、炭素系負極活物質粒子(特には、黒鉛質材料からなる粒子)とシリコン系負極活物質の緩衝作用を確保して、セル容量を向上させることができ、90質量%以下であれば、二次電池のサイクル特性を十分に向上させることができる。
また、負極活物質粒子、重合体A、および重合体Bの量の合計100質量%中に占めるシリコン系負極活物質粒子の量は、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、40質量%以下であることが好ましく、30質量%以下であることがより好ましい。負極活物質粒子、重合体A、および重合体Bの量の合計中にシリコン系負極活物質粒子が占める割合が5質量%以上であれば、負極の単位面積当たりの活物質量を十分に確保してセル容量を向上させることができ、40質量%以下であれば、二次電池のサイクル特性を十分に向上させることができる。
In addition, from the viewpoint of further improving the cycle characteristics of the secondary battery while sufficiently ensuring the cell capacity of the secondary battery, it is preferable to use both particles made of a carbon-based negative electrode active material (carbon-based negative electrode active material particles) and silicon-based negative electrode active material particles (silicon-based negative electrode active material particles) as the negative electrode active material particles.
The amounts of the carbon-based negative electrode active material particles and the silicon-based negative electrode active material particles in the slurry composition are not particularly limited.
The amount of the carbon-based negative electrode active material particles in the total amount of the negative electrode active material particles, the polymer A, and the polymer B, which is 100% by mass, is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, preferably 90% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less. If the ratio of the carbon-based negative electrode active material particles to the total amount of the negative electrode active material particles, the polymer A, and the polymer B is 50% by mass or more, the buffering action of the carbon-based negative electrode active material particles (particularly, particles made of a graphite material) and the silicon-based negative electrode active material can be ensured, and the cell capacity can be improved, and if it is 90% by mass or less, the cycle characteristics of the secondary battery can be sufficiently improved.
The amount of silicon-based negative electrode active material particles in the total amount of the negative electrode active material particles, polymer A, and polymer B (100% by mass) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, and preferably 40% by mass or less, and more preferably 30% by mass or less. If the proportion of silicon-based negative electrode active material particles in the total amount of the negative electrode active material particles, polymer A, and polymer B is 5% by mass or more, the amount of active material per unit area of the negative electrode can be sufficiently secured to improve the cell capacity, and if it is 40% by mass or less, the cycle characteristics of the secondary battery can be sufficiently improved.

[非導電性粒子]
また、多孔膜層に配合される非導電性粒子としては、特に限定されることなく、二次電池に用いられる既知の非導電性粒子を挙げることができる。
具体的には、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、通常は無機微粒子が用いられる。なかでも、非導電性粒子の材料としては、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)、水和アルミニウム酸化物(ベーマイト)、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)、BaTiO、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。
なお、上述した非導電性粒子は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
[Non-conductive particles]
The non-conductive particles to be blended in the porous membrane layer are not particularly limited, and may be any known non-conductive particles used in secondary batteries.
Specifically, both inorganic and organic fine particles can be used as the non-conductive particles, but inorganic fine particles are usually used. Among them, materials that are stable in the use environment of the secondary battery and are electrochemically stable are preferred as the material of the non-conductive particles. From this viewpoint, preferred examples of materials of the non-conductive particles include oxide particles such as aluminum oxide (alumina), hydrated aluminum oxide (boehmite), silicon oxide, magnesium oxide (magnesia), calcium oxide, titanium oxide (titania), BaTiO 3 , ZrO, and alumina-silica composite oxide; nitride particles such as aluminum nitride and boron nitride; covalently bonded crystal particles such as silicon and diamond; sparingly soluble ion crystal particles such as barium sulfate, calcium fluoride, and barium fluoride; clay fine particles such as talc and montmorillonite; and the like. In addition, these particles may be subjected to element substitution, surface treatment, solid solution formation, and the like as necessary.
The non-conductive particles may be used alone or in combination of two or more kinds.

<その他の成分>
スラリー組成物に配合し得るその他の成分としては、特に限定することなく、本発明のバインダー組成物に配合し得るその他の成分と同様のものが挙げられる。なお、その他の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<Other ingredients>
Other components that can be blended in the slurry composition are not particularly limited, and include the same components as those that can be blended in the binder composition of the present invention. The other components may be used alone or in combination of two or more in any ratio.

<スラリー組成物の調製>
スラリー組成物の調製方法は、特に限定はされない。
例えば、スラリー組成物が電極用スラリー組成物である場合は、バインダー組成物と、電極活物質粒子と、必要に応じて用いられるその他の成分とを、溶媒の存在下で混合してスラリー組成物を調製することができる。
また、スラリー組成物が多孔膜層用スラリー組成物である場合は、バインダー組成物と、非導電性粒子と、必要に応じて用いられるその他の成分とを、溶媒の存在下で混合してスラリー組成物を調製することができる。
そして、スラリー組成物が接着層用スラリー組成物である場合は、バインダー組成物をそのまま、または溶媒で希釈してスラリー組成物として使用することもできるし、バインダー組成物と、必要に応じて用いられるその他の成分とを、溶媒の存在下で混合してスラリー組成物を調製することもできる。
なお、スラリー組成物の調製の際に用いる溶媒は、バインダー組成物に含まれていたものも含まれる。また、混合方法は特に制限されないが、通常用いられうる撹拌機や、分散機を用いて混合を行う。
<Preparation of Slurry Composition>
The method for preparing the slurry composition is not particularly limited.
For example, when the slurry composition is a slurry composition for an electrode, the binder composition, electrode active material particles, and other components used as necessary can be mixed in the presence of a solvent to prepare the slurry composition.
In addition, when the slurry composition is a slurry composition for a porous membrane layer, the binder composition, the non-conductive particles, and other components used as necessary can be mixed in the presence of a solvent to prepare the slurry composition.
When the slurry composition is a slurry composition for an adhesive layer, the binder composition can be used as is or after diluting with a solvent as a slurry composition, or the binder composition and other components used as necessary can be mixed in the presence of a solvent to prepare a slurry composition.
The solvent used in preparing the slurry composition includes the solvent contained in the binder composition. The mixing method is not particularly limited, but mixing is performed using a stirrer or disperser that can be commonly used.

(二次電池用機能層)
本発明の機能層は、二次電池内において電子の授受または補強若しくは接着などの機能を担う層であり、機能層としては、例えば、電気化学反応を介して電子の授受を行う電極合材層や、耐熱性や強度を向上させる多孔膜層や、接着性を向上させる接着層などが挙げられる。そして、本発明の機能層は、上述した本発明のスラリー組成物から形成されたものであり、例えば、上述したスラリー組成物を適切な基材の表面に塗布して塗膜を形成した後、形成した塗膜を乾燥することにより、形成することができる。即ち、本発明の機能層は、上述したスラリー組成物の乾燥物よりなり、通常、少なくとも、重合体Aと、重合体Bとを含有する。なお、機能層中に含まれている各成分は、上記スラリー組成物中に含まれていたものであるため、それら各成分の好適な存在比は、スラリー組成物中の各成分の好適な存在比と同じである。
(Functional layer for secondary batteries)
The functional layer of the present invention is a layer that performs functions such as electron transfer, reinforcement, or adhesion in a secondary battery. Examples of the functional layer include an electrode mixture layer that transfers electrons via an electrochemical reaction, a porous membrane layer that improves heat resistance and strength, and an adhesive layer that improves adhesion. The functional layer of the present invention is formed from the above-mentioned slurry composition of the present invention, and can be formed, for example, by applying the above-mentioned slurry composition to the surface of a suitable substrate to form a coating film, and then drying the formed coating film. That is, the functional layer of the present invention is made of a dried product of the above-mentioned slurry composition, and usually contains at least polymer A and polymer B. Note that each component contained in the functional layer is contained in the above-mentioned slurry composition, so the preferred ratio of each component is the same as the preferred ratio of each component in the slurry composition.

そして、本発明の機能層は、本発明のバインダー組成物を含む本発明のスラリー組成物から形成されているので、優れた接着性を有すると共に、本発明の機能層を備える電池部材を有する二次電池に、優れたサイクル特性を発揮させることができる。 Since the functional layer of the present invention is formed from the slurry composition of the present invention containing the binder composition of the present invention, it has excellent adhesion and can enable a secondary battery having a battery component equipped with the functional layer of the present invention to exhibit excellent cycle characteristics.

<基材>
ここで、スラリー組成物を塗布する基材に制限は無く、例えば、離型基材の表面にスラリー組成物の塗膜を形成し、その塗膜を乾燥して機能層を形成し、機能層から離型基材を剥がすようにしてもよい。このように、離型基材から剥がされた機能層を自立膜として二次電池の電池部材の形成に用いることもできる。
しかし、機能層を剥がす工程を省略して電池部材の製造効率を高める観点からは、基材として、集電体、セパレータ基材、または電極基材を用いることが好ましい。具体的には、電極合材層の調製の際には、スラリー組成物を、基材としての集電体上に塗布することが好ましい。また、多孔膜層や接着層を調製する際には、スラリー組成物を、セパレータ基材または電極基材上に塗布することが好ましい。
<Base material>
Here, there is no limitation on the substrate to which the slurry composition is applied, and for example, a coating film of the slurry composition may be formed on the surface of a release substrate, the coating film may be dried to form a functional layer, and the release substrate may be peeled off from the functional layer. In this way, the functional layer peeled off from the release substrate may be used as a free-standing film to form a battery component of a secondary battery.
However, from the viewpoint of omitting the step of peeling off the functional layer and increasing the manufacturing efficiency of the battery component, it is preferable to use a current collector, a separator substrate, or an electrode substrate as the substrate. Specifically, when preparing the electrode mixture layer, it is preferable to apply the slurry composition onto the current collector as the substrate. Also, when preparing the porous membrane layer or the adhesive layer, it is preferable to apply the slurry composition onto the separator substrate or the electrode substrate.

<<集電体>>
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。
<<Current collector>>
As the current collector, 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, etc. can be used. Among them, copper foil is particularly preferable as the current collector used for the negative electrode. Also, aluminum foil is particularly preferable as the current collector used for the positive electrode. Note that the above-mentioned materials may be used alone or in combination of two or more kinds in any ratio.

<<セパレータ基材>>
セパレータ基材としては、特に限定されないが、有機セパレータ基材などの既知のセパレータ基材が挙げられる。有機セパレータ基材は、有機材料からなる多孔性部材であり、有機セパレータ基材の例を挙げると、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、芳香族ポリアミド樹脂などを含む微多孔膜または不織布などが挙げられ、強度に優れることからポリエチレン製の微多孔膜や不織布が好ましい。
<<Separator substrate>>
The separator substrate is not particularly limited, but may be any of known separator substrates such as an organic separator substrate. The organic separator substrate is a porous member made of an organic material, and examples of the organic separator substrate include microporous membranes or nonwoven fabrics containing polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamide resins, etc., and polyethylene microporous membranes and nonwoven fabrics are preferred because of their excellent strength.

<<電極基材>>
電極基材(正極基材および負極基材)としては、特に限定されないが、上述した集電体上に、電極活物質粒子および結着材を含む電極合材層が形成された電極基材が挙げられる。
電極基材中の電極合材層に含まれる電極活物質粒子としては、特に限定されず、例えば、「二次電池機能層用スラリー組成物」の項で上述した電極活物質粒子を使用することができる。また、電極基材の電極合材層中に含まれる結着材としては、電極合材層用として使用される任意の結着材を用いることができる。加えて、結着材としては、「二次電池用バインダー組成物」の項で上述した重合体Aと重合体Bの少なくとも一方を用いてもよい。即ち、電極基材中の電極合材層として、本発明の機能層を使用してもよい。
<<Electrode base material>>
The electrode substrate (positive electrode substrate and negative electrode substrate) is not particularly limited, but examples thereof include an electrode substrate in which an electrode mixture layer containing electrode active material particles and a binder is formed on the above-mentioned current collector.
The electrode active material particles contained in the electrode mixture layer in the electrode substrate are not particularly limited, and for example, the electrode active material particles described above in the section "Slurry composition for secondary battery functional layer" can be used. In addition, any binder used for electrode mixture layers can be used as the binder contained in the electrode mixture layer of the electrode substrate. In addition, at least one of the polymer A and the polymer B described above in the section "Binder composition for secondary battery" may be used as the binder. That is, the functional layer of the present invention may be used as the electrode mixture layer in the electrode substrate.

<機能層の形成方法>
上述した集電体、セパレータ基材、電極基材などの基材上に機能層を形成する方法としては、以下の方法が挙げられる。
1)本発明のスラリー組成物を基材の表面(電極基材の場合は電極合材層側の表面、以下同じ)に塗布し、次いで乾燥する方法;
2)本発明のスラリー組成物に基材を浸漬後、これを乾燥する方法;および
3)本発明のスラリー組成物を離型基材上に塗布し、乾燥して機能層を製造し、得られた機能層を基材の表面に転写する方法。
これらの中でも、前記1)の方法が、機能層の層厚制御をしやすいことから特に好ましい。前記1)の方法は、詳細には、スラリー組成物を基材上に塗布する工程(塗布工程)と、基材上に塗布されたスラリー組成物を乾燥させて機能層を形成する工程(乾燥工程)を含む。
<Method of forming functional layer>
Examples of methods for forming a functional layer on a substrate such as the current collector, separator substrate, or electrode substrate include the following methods.
1) A method in which the slurry composition of the present invention is applied to the surface of a substrate (in the case of an electrode substrate, the surface on the electrode mixture layer side; the same applies hereinafter) and then dried;
2) a method of immersing a substrate in the slurry composition of the present invention and then drying it; and 3) a method of applying the slurry composition of the present invention onto a release substrate, drying it to produce a functional layer, and transferring the obtained functional layer to the surface of the substrate.
Among these, the method 1) is particularly preferred because it is easy to control the thickness of the functional layer. Specifically, the method 1) includes a step of applying the slurry composition onto a substrate (application step) and a step of drying the slurry composition applied onto the substrate to form a functional layer (drying step).

<<塗布工程>>
そして、塗布工程において、スラリー組成物を基材上に塗布する方法としては、特に制限は無く、例えば、ドクターブレード法、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、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。
<<Coating process>>
In the coating step, the method for coating the slurry composition on the substrate is not particularly limited, and examples thereof include a doctor blade method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method.

<<乾燥工程>>
また、乾燥工程において、基材上のスラリー組成物を乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。乾燥法としては、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が挙げられる。
<<Drying process>>
In the drying step, the method for drying the slurry composition on the substrate is not particularly limited and may be any known method. Examples of the drying method include drying with warm air, hot air, or low-humidity air, vacuum drying, and drying by irradiation with infrared rays or electron beams.

(機能層を備える電池部材)
本発明の機能層を備えてなる電池部材(セパレータおよび電極)は、本発明の効果を著しく損なわない限り、上述した本発明の機能層と、基材以外の構成要素を備えていてもよい。このような構成要素としては、特に限定されることなく、本発明の機能層に該当しない電極合材層、多孔膜層、および接着層などが挙げられる。
また、電池部材は、本発明の機能層を複数種類備えていてもよい。例えば、電極は、集電体上に本発明の電極用スラリー組成物から形成される電極合材層を備え、且つ、当該電極合材層上に本発明の多孔膜層用および/または接着層用スラリー組成物から形成される多孔膜層および/または接着層を備えていてもよい。また例えば、セパレータは、セパレータ基材上に本発明の多孔膜層用スラリー組成物から形成される多孔膜層を備え、且つ、当該多孔膜層上に本発明の接着層用スラリー組成物から形成される接着層を備えていてもよい。
本発明の機能層を備える電池部材は、隣接する電池部材と良好に接着することができ、また二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる。
(Battery component having functional layer)
The battery member (separator and electrode) having the functional layer of the present invention may have components other than the functional layer of the present invention and the substrate as described above, as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Such components are not particularly limited, and include an electrode mixture layer, a porous membrane layer, and an adhesive layer that do not correspond to the functional layer of the present invention.
In addition, the battery member may have a plurality of types of functional layers of the present invention. For example, the electrode may have an electrode mixture layer formed from the electrode slurry composition of the present invention on the current collector, and a porous membrane layer and/or an adhesive layer formed from the porous membrane layer and/or adhesive layer slurry composition of the present invention on the electrode mixture layer. For example, the separator may have a porous membrane layer formed from the porous membrane layer slurry composition of the present invention on the separator substrate, and an adhesive layer formed from the adhesive layer slurry composition of the present invention on the porous membrane layer.
A battery member having the functional layer of the present invention can be well bonded to adjacent battery members, and can also cause the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.

(二次電池)
本発明の二次電池は、上述した本発明の機能層を備えるものである。より具体的には、本発明の二次電池は、正極、負極、セパレータ、および電解液を備え、上述した二次電池用機能層が、電池部材である正極、負極およびセパレータの少なくとも一つに含まれる。そして、本発明の二次電池は、優れたサイクル特性を発揮し得る。
(Secondary battery)
The secondary battery of the present invention includes the functional layer of the present invention. More specifically, the secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolyte, and the functional layer for the secondary battery is included in at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the separator, which are battery components. The secondary battery of the present invention can exhibit excellent cycle characteristics.

<正極、負極およびセパレータ>
本発明の二次電池に用いる正極、負極およびセパレータは、少なくとも一つが、上述した本発明の機能層を備える電池部材である。なお、本発明の機能層を備えない正極、負極およびセパレータとしては、特に限定されることなく、既知の正極、負極およびセパレータを用いることができる。
<Positive electrode, negative electrode and separator>
At least one of the positive electrode, negative electrode, and separator used in the secondary battery of the present invention is a battery member having the functional layer of the present invention described above. Note that the positive electrode, negative electrode, and separator not having the functional layer of the present invention are not particularly limited, and known positive electrodes, negative electrodes, and separators can be used.

<電解液>
電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。支持電解質としては、例えば、リチウムイオン二次電池においてはリチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF、LiClO、CFSOLiが好ましい。なお、電解質は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。通常は、解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
<Electrolyte>
As the electrolyte, an organic electrolyte in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used. As the supporting electrolyte, for example, in a lithium ion secondary battery, a lithium salt is used. As the lithium salt, for example, LiPF6 , LiAsF6 , LiBF4 , LiSbF6 , LiAlCl4 , LiClO4 , CF3SO3Li , C4F9SO3Li , CF3COOLi , ( CF3CO ) 2NLi , ( CF3SO2 ) 2NLi , ( C2F5SO2 )NLi, etc. are listed. Among them, LiPF6 , LiClO4 , and CF3SO3Li are preferred because they are easily dissolved in a solvent and show a high degree of dissociation. The electrolyte may be used alone or in combination of two or more. In general, the lithium ion conductivity tends to increase as the supporting electrolyte with a higher degree of dissociation is used, so the lithium ion conductivity can be adjusted by the type of supporting electrolyte.

電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えばリチウムイオン二次電池においては、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ビニレンカーボネート(VC)等のカーボネート類;γ-ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類;1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類;などが好適に用いられる。また、これらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いので、カーボネート類が好ましい。通常、用いる溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、溶媒の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
なお、電解液中の電解質の濃度は適宜調整することができる。また、電解液には、既知の添加剤を添加してもよい。
The organic solvent used in the electrolyte is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte. For example, in a lithium ion secondary battery, carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), ethyl methyl carbonate (EMC), vinylene carbonate (VC), etc.; esters such as γ-butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide; and the like are preferably used. A mixture of these solvents may also be used. Among them, carbonates are preferred because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region. Usually, the lower the viscosity of the solvent used, the higher the lithium ion conductivity tends to be, so the lithium ion conductivity can be adjusted by the type of solvent.
The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution can be appropriately adjusted. Known additives may also be added to the electrolytic solution.

<二次電池の製造方法>
上述した本発明の二次電池は、例えば、正極と負極とをセパレータを介して重ね合わせ、これを必要に応じて、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で製造することができる。なお、正極、負極、セパレータのうち、少なくとも一つの部材を、本発明の機能層を備える電池部材とする。また、電池容器には、必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をしてもよい。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。
<Secondary Battery Manufacturing Method>
The secondary battery of the present invention described above can be manufactured, for example, by stacking a positive electrode and a negative electrode with a separator therebetween, wrapping or folding the stack as necessary, and placing the stack in a battery container, and then injecting an electrolyte into the battery container and sealing it. At least one of the positive electrode, negative electrode, and separator is a battery member having the functional layer of the present invention. In addition, the battery container may be filled with an expand metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate, or the like as necessary to prevent pressure rise inside the battery and overcharging and discharging. The shape of the battery may be any of, for example, a coin type, a button type, a sheet type, a cylindrical type, a square type, a flat type, and the like.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
また、複数種類の単量体を共重合して製造される重合体において、ある単量体を重合して形成される繰り返し単位(単量体単位)の前記重合体における割合は、別に断らない限り、通常は、その重合体の重合に用いる全単量体に占める当該ある単量体の比率(仕込み比)と一致する。
実施例および比較例において、重合体Aの重量平均分子量および電解液膨潤度、重合体Bのガラス転移温度、スラリー組成物(負極用スラリー組成物および多孔膜層用スラリー組成物)の増粘抑制、機能層(負極合材層および多孔膜層)の接着性、スラリー組成物中での重合体Bの浮き抑制、並びに、二次電池のサイクル特性は、それぞれ下記の方法で測定および評価した。
The present invention will be specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, "%" and "parts" expressing amounts are based on mass unless otherwise specified.
In addition, in a polymer produced by copolymerizing multiple types of monomers, the ratio of a repeating unit (monomer unit) formed by polymerizing a certain monomer in the polymer usually coincides with the ratio (feed ratio) of the certain monomer to all monomers used in the polymerization of the polymer, unless otherwise specified.
In the examples and comparative examples, the weight average molecular weight and swelling degree of the electrolyte of the polymer A, the glass transition temperature of the polymer B, the suppression of thickening of the slurry composition (slurry composition for negative electrode and slurry composition for porous membrane layer), the adhesion of the functional layer (negative electrode mixture layer and porous membrane layer), the suppression of floating of the polymer B in the slurry composition, and the cycle characteristics of the secondary battery were measured and evaluated by the following methods.

<重合体Aの重量平均分子量>
重合体Aの重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した。まず、溶離液約5mLに、重合体Aを固形分濃度が約0.5g/Lとなるように加えて、室温で緩やかに溶解させた。目視で重合体Aの溶解を確認後、0.45μmフィルターにて穏やかに濾過を行い、測定用試料を調製した。そして、標準物質で検量線を作成することにより、標準物質換算値としての重量平均分子量を算出した。
なお、測定条件は、以下のとおりである。
<<測定条件>>
カラム:昭和電工社製、製品名Shodex OHpak(SB-G,SB-807HQ,SB-806MHQ)
溶離液:0.1Mトリス緩衝液(0.1M塩化カリウム添加)
流速:0.5mL/分
試料濃度:0.05g/L(固形分濃度)
注入量:200μL
カラム温度:40℃
検出器:示差屈折率検出器RI(東ソー社製、製品名「RI-8020」)
標準物質:単分散プルラン(昭和電工社製)
<重合体Aの電解液膨潤度>
重合体Aと水を含む組成物(重合体Aの水溶液)を、相対湿度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、裁断してフィルム片とし、得られたフィルム片の質量W0を精秤した。次に、得られたフィルム片を、温度60℃の環境下で、電解液としての濃度1.0MのLiPF6溶液(溶媒:エチレンカーボネート(EC)/エチルメチルカーボネート(EMC)=3/7(体積比)の混合溶媒、添加剤:ビニレンカーボネート2体積%(溶媒比)含有)に72時間浸漬した。72時間浸漬後のフィルム片を引き上げ、表面の電解液をキムワイプで拭いた後、膨潤後のフィルム片の質量W1を精秤し、以下式から電解液膨潤度を算出した。
電解液膨潤度(質量%)=W1/W0×100
<重合体Bのガラス転移温度>
重合体Bと水を含む組成物(重合体Bの水分散液)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のフィルムを得た。このフィルムを、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て、JIS K7121に準拠し、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を測定した。
<スラリー組成物の増粘抑制>
<<負極用スラリー組成物(実施例1~20、比較例1~6)>>
ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質粒子としての人造黒鉛(体積平均粒子径:24.5μm、比表面積:4m2/g)68.6部およびシリコン系負極活物質粒子(SiO)29.4部、並びに、各実施例および比較例において負極用スラリー組成物の調製に用いた量と同量(固形分相当量)の重合体Aの水溶液を加え、イオン交換水で固形分濃度58%に調整し、室温下で60分混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度50%に調整し、さらに15分混合した後、減圧下で脱泡処理を行い、粘度測定用混合液を得た。この粘度測定用混合液の粘度をη1とした。なお、粘度は、B型粘度計を用いて、温度25℃、スピンドル回転速度60rpm、スピンドル回転時間60秒間の条件で測定した(以下、粘度η2、η3、η4の測定条件について同じ)。
次に、重合体Aの水溶液に代えて、各実施例および比較例において負極用スラリー組成物の調製に用いた量と同量(固形分相当量)の重合体Aと重合体Bの混合物(バインダー組成物)を用いた以外は、上記と同様にして粘度測定用混合液を得た。この粘度測定用混合液の粘度をη2とした。
上述のη1とη2の粘度比率(=η2/η1)を算出し、以下の基準でスラリー組成物の増粘抑制を評価した。粘度比率の値が小さい程、スラリー組成物の増粘が抑制され、スラリー組成物の調製および取り扱いが容易であることを示す。
A:粘度比率が1.1未満
B:粘度比率が1.1以上1.2未満
C:粘度比率が1.2以上1.3未満
D:粘度比率が1.3以上
<<多孔膜層用スラリー組成物(実施例21、比較例7~9)>>
非導電性粒子としてのアルミナ(体積平均粒子径:0.5μm)100部、分散剤としてのポリカルボン酸アンモニウム(東亜合成製、製品名「アロンA-6114」)1.0部、および水を混合し、混合物を得た。なお、水の量は、固形分濃度が50%となるように調整した。メディアレス分散装置を用いて混合物を処理し、アルミナを分散させて、分散液を得た。得られた分散液にカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(エーテル化度:1.0、固形分濃度1.0質量%での水溶液粘度:500mPa・s)2.0部を添加し、混合した。添加したカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩は、混合液中で溶解した。次いで、この混合液に、各実施例および比較例において多孔膜層用スラリー組成物の調製に用いた量と同量(固形分相当量)の重合体Aの水溶液と、濡れ剤としての脂肪族ポリエーテル型のノニオン性界面活性剤0.2部とを添加し、更に水を固形分濃度が40%になるように添加して、粘度測定用混合液を得た。この混合液のη3とした。
次に、重合体Aの水溶液に代えて、各実施例および比較例において多孔膜層用スラリー組成物の調製に用いた量と同量(固形分相当量)の重合体Aと重合体Bの混合物(バインダー組成物)を用いた以外は、上記と同様にして粘度測定用混合液を得た。この粘度測定用混合液の粘度をη4とした。
上述のη3とη4の粘度比率(=η4/η3)を算出し、上述した負極用スラリー組成物と同様の基準によりスラリー組成物の増粘抑制を評価した。
<機能層の接着性>
<<負極合材層(実施例1~20、比較例1~6)>>
負極から、幅1cm×長さ10cmの長方形の試験片を切り出した。得られた試験片を、集電体側を上にして固定した。固定した試験片の集電体の表面にセロハンテープを貼り付けた後、試験片の一端からセロハンテープを50mm/分の速度で180°方向に引き剥がしたときの応力を測定した。なお、セロハンテープとしてはJIS Z1522に規定されるものを用いた。この測定を計5回行い、その平均値をピール強度とし、以下の基準にて評価した。ピール強度が大きい程、負極合材層が接着性に優れ、集電体と良好に接着していることを示す。
A:ピール強度が10N/m以上
B:ピール強度が8N/m以上10N/m未満
C:ピール強度が4N/m以上8N/m未満
D:ピール強度が4N/m未満
<<多孔膜層(実施例21、比較例7~9)>>
多孔膜層を片面に備えるセパレータから、長さ100mm×幅10mmの長方形の試験片を切り出した。また、予め試験台にセロハンテープを固定しておいた。このセロハンテープとしては、JIS Z1522に規定されるものを用いた。
そして、セパレータから切り出した試験片を、多孔膜層を下にしてセロハンテープに貼り付けた。その後、セパレータ基材の一端を垂直方向に引張り速度100mm/分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した。この測定を計3回行い、その平均値をピール強度とし以下の基準にて評価した。ピール強度が大きい程、多孔膜層が接着性に優れ、セパレータ基材と良好に接着していることを示す。
A:ピール強度が100N/m以上
B:ピール強度が80N/m以上100N/m未満
C:ピール強度が50N/m以上80N/m未満
D:ピール強度が50N/m未満
<スラリー組成物中での重合体Bの浮き抑制>
スラリー組成物を100mLメスシリンダーへ100mLのラインまで入れ、常温で48時間静置した。静置後、メスシリンダーの目盛りが100mLから90mLのラインまでに存在するスラリー組成物(液面付近のスラリー)と、メスシリンダーの目盛りが0mLから10mLのラインまでに存在するスラリー組成物(底付近のスラリー)を抜き取り、それぞれイオン交換水で希釈して濃度3%とし、遠心分離をかけ、測定試料として上澄みを分取した。なお、液面付近のスラリー由来の測定試料を「測定試料(液面側)」と、底付近のスラリーのスラリー由来の測定試料を「測定試料(底側)」とした。
得られた2つの測定試料について、キャピラリー式粒度分布測定器(MATEC社製、製品名「CHDF2000型」)を用いて、流速:1.4mL/分、圧力:約2.76MPa(約4,000psi)、温度:35℃の条件で体積平均粒子径(dv)を測定し、測定試料(液面側)と測定試料(底側)に含まれる重合体Bの質量を算出した。これらの値から、以下の式で浮き抑制度を算出した。
浮き抑制度=「測定試料(底側)中の重合体Bの質量」/「測定試料(液面側)中の重合体Bの質量」
そして、スラリー組成物中での重合体Bの浮き抑制を、上記浮き抑制度の値により、以下の基準にて評価した。浮き抑制度の値が大きい程、スラリー組成物中での重合体Bの浮きが抑制されていることを示す。
A:浮き抑制度が0.9以上1.1未満
B:浮き抑制度が0.7以上0.9未満
C:浮き抑制度が0.5以上0.7未満
D:浮き抑制度が0.5未満
<二次電池のサイクル特性>
リチウムイオン二次電池を、電解液注液後、25℃の環境下で、24時間静置させた後に、0.1Cの定電流法により、セル電圧4.35Vまで充電し、セル電圧3.0Vまで放電する充放電の操作を行い、初期容量C0を測定した。さらに、45℃の環境下で、1.0Cの定電流法によって、セル電圧4.35Vまで充電し、セル電圧3.0Vまで充電モードと同定電流法で放電する充放電を繰り返し、100サイクル後の容量C1を測定した。そして、容量維持率(%)=(C1/C0)×100を算出し、以下の基準にて評価した。容量維持率が大きいほど、リチウムイオン二次電池がサイクル特性に優れることを示す。
A:容量維持率が95%以上
B:容量維持率が90%以上95%未満
C:容量維持率が80%以上90%未満
D:容量維持率が80%未満
<Weight average molecular weight of polymer A>
The weight average molecular weight of polymer A was measured by gel permeation chromatography (GPC). First, polymer A was added to about 5 mL of eluent so that the solid concentration was about 0.5 g/L, and slowly dissolved at room temperature. After visually confirming the dissolution of polymer A, the solution was gently filtered through a 0.45 μm filter to prepare a measurement sample. Then, a calibration curve was created using a standard substance, and the weight average molecular weight was calculated as a standard substance equivalent value.
The measurement conditions are as follows.
<<Measurement conditions>>
Column: Showa Denko Co., Ltd., product name: Shodex OHpak (SB-G, SB-807HQ, SB-806MHQ)
Eluent: 0.1M Tris buffer (with 0.1M potassium chloride)
Flow rate: 0.5 mL/min Sample concentration: 0.05 g/L (solid concentration)
Injection volume: 200μL
Column temperature: 40°C
Detector: Differential refractive index detector RI (manufactured by Tosoh Corporation, product name "RI-8020")
Standard material: Monodisperse pullulan (Showa Denko)
<Electrolyte Swelling Degree of Polymer A>
A composition containing polymer A and water (aqueous solution of polymer A) was dried under an environment of relative humidity 50% and temperature 23 ° C to 25 ° C to form a film with a thickness of 1 ± 0.3 mm. The formed film was dried for 10 hours in a vacuum dryer at a temperature of 60 ° C, then cut into film pieces, and the mass W0 of the obtained film pieces was precisely weighed. Next, the obtained film pieces were immersed in a 1.0 M LiPF 6 solution (solvent: mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / ethyl methyl carbonate (EMC) = 3 / 7 (volume ratio), additive: vinylene carbonate 2 volume % (solvent ratio)) as an electrolyte in an environment of a temperature of 60 ° C for 72 hours. After immersion for 72 hours, the film pieces were pulled out, the electrolyte on the surface was wiped with a Kimwipe, and the mass W1 of the swollen film pieces was precisely weighed, and the electrolyte swelling degree was calculated from the following formula.
Electrolyte swelling degree (mass%) = W1/W0×100
<Glass Transition Temperature of Polymer B>
A composition containing polymer B and water (aqueous dispersion of polymer B) was dried for 3 days in an environment with a humidity of 50% and a temperature of 23 to 26° C. to obtain a film having a thickness of 1±0.3 mm. This film was dried for 10 hours in a vacuum dryer at a temperature of 60° C. Thereafter, the glass transition temperature of the dried film was measured using a differential scanning calorimeter (DSC6220SII, manufactured by Nano Technology Corporation) in accordance with JIS K7121 under the conditions of a measurement temperature of −100° C. to 180° C. and a heating rate of 5° C./min.
<Suppression of thickening of slurry composition>
<<Slurry Composition for Negative Electrode (Examples 1 to 20, Comparative Examples 1 to 6)>>
In a planetary mixer with a disperser, 68.6 parts of artificial graphite (volume average particle diameter: 24.5 μm, specific surface area: 4 m 2 /g) as negative electrode active material particles and 29.4 parts of silicon-based negative electrode active material particles (SiO x ), as well as the same amount (solid content equivalent amount) of an aqueous solution of polymer A as used in the preparation of the negative electrode slurry composition in each Example and Comparative Example were added, and the solid content concentration was adjusted to 58% with ion-exchanged water, and mixed for 60 minutes at room temperature. Next, the solid content concentration was adjusted to 50% with ion-exchanged water, and after further mixing for 15 minutes, a defoaming treatment was performed under reduced pressure to obtain a mixture for viscosity measurement. The viscosity of this mixture for viscosity measurement was η1. The viscosity was measured using a B-type viscometer at a temperature of 25° C., a spindle rotation speed of 60 rpm, and a spindle rotation time of 60 seconds (hereinafter, the same applies to the measurement conditions for viscosities η2, η3, and η4).
Next, a mixture for viscosity measurement was obtained in the same manner as above, except that a mixture of polymer A and polymer B (binder composition) in the same amount (solid content equivalent) as that used in the preparation of the negative electrode slurry composition in each Example and Comparative Example was used instead of the aqueous solution of polymer A. The viscosity of this mixture for viscosity measurement was defined as η2.
The viscosity ratio of the above η1 to η2 (= η2/η1) was calculated, and the inhibition of thickening of the slurry composition was evaluated according to the following criteria. The smaller the viscosity ratio value, the more the thickening of the slurry composition is inhibited, and the easier the preparation and handling of the slurry composition.
A: Viscosity ratio is less than 1.1 B: Viscosity ratio is 1.1 or more and less than 1.2 C: Viscosity ratio is 1.2 or more and less than 1.3 D: Viscosity ratio is 1.3 or more <<Slurry composition for porous membrane layer (Example 21, Comparative Examples 7 to 9)>>
A mixture was obtained by mixing 100 parts of alumina (volume average particle size: 0.5 μm) as non-conductive particles, 1.0 part of ammonium polycarboxylate (manufactured by Toa Gosei, product name "Aron A-6114") as a dispersant, and water. The amount of water was adjusted so that the solid content concentration was 50%. The mixture was treated using a media-less dispersing device to disperse alumina and obtain a dispersion. 2.0 parts of sodium salt of carboxymethylcellulose (etherification degree: 1.0, aqueous solution viscosity at solid content concentration of 1.0 mass%: 500 mPa·s) were added to the obtained dispersion and mixed. The sodium salt of carboxymethylcellulose added was dissolved in the mixed liquid. Next, an aqueous solution of polymer A in the same amount (solid content equivalent amount) as that used in the preparation of the slurry composition for the porous membrane layer in each Example and Comparative Example, and 0.2 parts of an aliphatic polyether type nonionic surfactant as a wetting agent were added to this mixed liquid, and water was further added so that the solid content concentration was 40%, to obtain a mixed liquid for viscosity measurement. This mixed solution was designated as η3.
Next, in place of the aqueous solution of polymer A, use the same amount (solid content equivalent amount) of the mixture of polymer A and polymer B (binder composition) as that used in the preparation of the slurry composition for porous membrane layer in each embodiment and comparative example, obtain the mixture for viscosity measurement in the same manner as above.The viscosity of the mixture for viscosity measurement is η4.
The viscosity ratio of the above-mentioned η3 to η4 (=η4/η3) was calculated, and the inhibition of thickening of the slurry composition was evaluated according to the same criteria as those for the above-mentioned negative electrode slurry composition.
<Adhesion of Functional Layer>
<<Negative Electrode Mixture Layer (Examples 1 to 20, Comparative Examples 1 to 6)>>
A rectangular test piece having a width of 1 cm and a length of 10 cm was cut out from the negative electrode. The obtained test piece was fixed with the current collector side facing up. Cellophane tape was attached to the surface of the current collector of the fixed test piece, and the stress was measured when the cellophane tape was peeled off from one end of the test piece in the 180° direction at a speed of 50 mm/min. The cellophane tape used was specified in JIS Z1522. This measurement was performed five times in total, and the average value was taken as the peel strength and evaluated according to the following criteria. The higher the peel strength, the better the adhesion of the negative electrode composite layer and the better the adhesion to the current collector.
A: Peel strength is 10 N/m or more B: Peel strength is 8 N/m or more and less than 10 N/m C: Peel strength is 4 N/m or more and less than 8 N/m D: Peel strength is less than 4 N/m <<Porous membrane layer (Example 21, Comparative Examples 7 to 9)>>
A rectangular test piece having a length of 100 mm and a width of 10 mm was cut out from a separator having a porous membrane layer on one side. Cellophane tape was fixed to the test table in advance. The cellophane tape used was specified in JIS Z1522.
Then, the test piece cut out from the separator was attached to cellophane tape with the porous membrane layer facing down. Then, one end of the separator substrate was pulled in the vertical direction at a pulling speed of 100 mm/min to measure the stress when peeled off. This measurement was performed three times in total, and the average value was taken as the peel strength and evaluated according to the following criteria. The higher the peel strength, the better the adhesion of the porous membrane layer and the better the adhesion to the separator substrate.
A: Peel strength is 100 N/m or more B: Peel strength is 80 N/m or more and less than 100 N/m C: Peel strength is 50 N/m or more and less than 80 N/m D: Peel strength is less than 50 N/m <Suppression of floating of polymer B in slurry composition>
The slurry composition was poured into a 100 mL graduated cylinder up to the 100 mL line and left to stand at room temperature for 48 hours. After standing, the slurry composition (slurry near the liquid surface) present on the graduated cylinder from the 100 mL to 90 mL lines and the slurry composition (slurry near the bottom) present on the graduated cylinder from the 0 mL to 10 mL lines were extracted, diluted with ion-exchanged water to a concentration of 3%, centrifuged, and the supernatant was separated as a measurement sample. The measurement sample derived from the slurry near the liquid surface was called the "measurement sample (liquid surface side)" and the measurement sample derived from the slurry near the bottom was called the "measurement sample (bottom side)".
The volume average particle diameter (dv) of the two measurement samples obtained was measured using a capillary particle size distribution analyzer (manufactured by MATEC, product name "CHDF2000 type") under conditions of flow rate: 1.4 mL/min, pressure: about 2.76 MPa (about 4,000 psi), and temperature: 35° C., and the masses of polymer B contained in the measurement sample (liquid surface side) and the measurement sample (bottom side) were calculated. From these values, the float inhibition degree was calculated using the following formula.
Floating inhibition degree = "Mass of polymer B in measurement sample (bottom side)" / "Mass of polymer B in measurement sample (liquid surface side)"
The degree of inhibition of floating of the polymer B in the slurry composition was evaluated based on the degree of inhibition of floating, according to the following criteria. A higher value of the degree of inhibition of floating indicates that the floating of the polymer B in the slurry composition is more suppressed.
A: Floating suppression degree is 0.9 or more and less than 1.1 B: Floating suppression degree is 0.7 or more and less than 0.9 C: Floating suppression degree is 0.5 or more and less than 0.7 D: Floating suppression degree is less than 0.5 <Cycle characteristics of secondary battery>
After injecting the electrolyte, the lithium ion secondary battery was left to stand for 24 hours in an environment of 25° C., and then charged to a cell voltage of 4.35 V by a constant current method of 0.1 C and discharged to a cell voltage of 3.0 V, and the initial capacity C0 was measured. Furthermore, in an environment of 45° C., the battery was charged to a cell voltage of 4.35 V by a constant current method of 1.0 C, and discharged to a cell voltage of 3.0 V by a charging mode and a fixed current method, and the capacity C1 after 100 cycles was measured. Then, the capacity retention rate (%)=(C1/C0)×100 was calculated and evaluated according to the following criteria. The larger the capacity retention rate, the better the cycle characteristics of the lithium ion secondary battery.
A: Capacity retention rate is 95% or more. B: Capacity retention rate is 90% or more and less than 95%. C: Capacity retention rate is 80% or more and less than 90%. D: Capacity retention rate is less than 80%.

(実施例1)
<重合体Aの調製>
ガラス製1Lフラスコに、イオン交換水789部を投入して、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、アミド基を有する単量体としてアクリルアミド45部、カルボン酸基を有する単量体としてアクリル酸25部、水酸基を有する単量体としてヒドロキシエチルアクリルアミド30部を混合して、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8.9部をシリンジでフラスコ内に添加した。過硫酸カリウムの添加から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22.2部をシリンジで添加し、重合反応を開始した。
重合開始剤を添加した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4.4部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11.1部を追加して、温度を60℃に昇温、維持し、重合反応を進めた。重合開始剤を追加した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、水酸化リチウムの8%水溶液を添加し、重合生成物を温度80℃で6時間撹拌しながらpH8.0まで調整し、水溶解型重合体である重合体Aと水を含む組成物(重合体Aの水溶液)を得た。得られた重合体Aの重量平均分子量と電解液膨潤度を測定した。結果を表1に示す。
<重合体Bの調製>
撹拌機付き5MPa耐圧容器Aに、芳香族ビニル単量体としてスチレン3.15部(一回目添加)、脂肪族共役ジエン単量体として1,3-ブタジエン1.66部(一回目添加)、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム0.2部、イオン交換水20部、及び、重合開始剤として過硫酸カリウム0.03部を入れ、十分に撹拌した後、60℃に加温して重合を開始させ、6時間反応させてシード粒子を得た。
上記の反応後、75℃に加温し、芳香族ビニル単量体としてスチレン56.85部(二回目添加)、脂肪族共役ジエン単量体として1,3-ブタジエン33.84部(二回目添加)、カルボン酸基を2つ有する単量体としてイタコン酸3.5部、連鎖移動剤としてtert-ドデシルメルカプタン0.25部、乳化剤としてラウリル硫酸ナトリウム0.35部を入れた別の容器Bから、これらの混合物の耐圧容器Aへの添加を開始し、これと同時に、重合開始剤として過硫酸カリウム1部の耐圧容器Aへの添加を開始することで2段目の重合を開始した。
また、2段目の重合を開始から4時間後(単量体組成物全体のうち70%添加後)、耐圧容器Aに、水酸基を有する単量体としてヒドロキシエチルアクリレートを1部、1時間半に亘って加えた。
すなわち、単量体組成物全体としては、芳香族ビニル単量体としてスチレン60部、脂肪族共役ジエン単量体として1,3-ブタジエン35.5部、カルボン酸基を2つ有する単量体としてイタコン酸3.5部、および水酸基を有する単量体としてヒドロキシエチルアクリレート1部を用いた。
2段目の重合開始から5時間半後、これら単量体組成物を含む混合物の全量添加が完了し、その後、さらに85℃に加温して6時間反応させた。
重合転化率が97%になった時点で冷却し反応を停止した。この重合物を含む混合物に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pH8に調整した。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。さらにその後冷却し、水分散型重合体である重合体Bと水を含む組成物(重合体Bの水分散液)を得た。得られた重合体Bのガラス転移温度を測定した。結果を表1に示す。
<バインダー組成物の調製>
上述のようにして得られた重合体Aの水溶液と、重合体Bの水分散液とを、重合体Aと重合体Bの固形分相当量の質量比が70:30(重合体A:重合体B)となるように混合して、バインダー組成物を得た。このバインダー組成物および上述した重合体Aの水溶液を用いて、スラリー組成物の増粘抑制について評価した。結果を表1に示す。
<負極用スラリー組成物の調製>
ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質粒子としての人造黒鉛(体積平均粒子径:24.5μm、比表面積:4m2/g)68.6部およびシリコン系負極活物質粒子(SiO)29.4部、並びに、上述のようにして得られたバインダー組成物2部(固形分相当量)を加え、イオン交換水で固形分濃度58%に調整し、室温下で60分混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度50%に調整し、さらに15分混合して混合液を得た。そして、得られた混合液を減圧下で脱泡処理して、流動性の良い負極用スラリー組成物を得た。この負極用スラリー組成物を用いて、スラリー組成物中での重合体Bの浮き抑制を評価した。結果を表1に示す。
<負極の製造>
上述の負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、厚さ18μmの銅箔(集電体)の上に、乾燥後の膜厚が105μm、塗布量が10mg/cmになるように塗布した。この負極用スラリー組成物が塗布された銅箔を、0.5m/分の速度で温度75℃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。この負極原反をロールプレスで圧延して、負極合材層の厚みが80μmの負極を得た。この負極を用いて、機能層(負極合材層)の接着性を評価した。結果を表1に示す。
<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スピネル構造を有するLiCoO:95部、正極用バインダーとしてのPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を固形分相当量で3部、導電材としてのアセチレンブラック2部、および、溶媒としてのN-メチルピロリドン20部を加えて混合し、正極用スラリー組成物を得た。
得られた正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、厚さ20μmのアルミニウム箔(集電体)上に、乾燥後の膜厚が100μm程度になるように塗布した。この正極用スラリー組成物が塗布されたアルミニウム箔を、0.5m/分の速度で温度60℃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、アルミニウム箔上の正極用スラリー組成物を乾燥させ、正極原反を得た。この正極原反をロールプレスで圧延して、正極合材層の厚みが70μmの正極を得た。
<セパレータの用意>
単層のポリプロピレン製セパレータ(幅65mm、長さ500mm、厚さ25μm;乾式法により製造;気孔率55%)を用意した。このセパレータを、5cm×5cmの正方形に切り抜いて、二次電池の作製に使用した。
<二次電池の作製>
電池の外装として、アルミニウム包材外装を用意した。上記正極を、4cm×4cmの正方形に切り出して、集電体側の表面がアルミニウム包材外装に接するように配置した。次に、正極の正極合材層の面上に、上記正方形のセパレータを配置した。さらに、上記負極を、4.2cm×4.2cmの正方形に切り出して、これをセパレータ上に、負極合材層側の表面がセパレータに向かい合うよう配置した。その後、電解液として濃度1.0MのLiPF溶液(溶媒はエチレンカーボネート(EC)/ジエチルカーボネート(DEC)=1/2(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、アルミニウム包材の開口を密封するために、150℃のヒートシールをしてアルミニウム包材外装を閉口し、ラミネートセル型のリチウムイオン二次電池を製造した。得られたリチウムイオン二次電池について、サイクル特性を評価した。結果を表1に示す。
Example 1
<Preparation of Polymer A>
789 parts of ion-exchanged water was put into a 1L glass flask, heated to a temperature of 40° C., and the flask was replaced with nitrogen gas at a flow rate of 100 mL/min. Next, 45 parts of acrylamide as a monomer having an amide group, 25 parts of acrylic acid as a monomer having a carboxylic acid group, and 30 parts of hydroxyethylacrylamide as a monomer having a hydroxyl group were mixed and poured into the flask. Then, 8.9 parts of a 2.5% aqueous solution of potassium persulfate as a polymerization initiator was added into the flask with a syringe. 15 minutes after the addition of potassium persulfate, 22.2 parts of a 2.0% aqueous solution of tetramethylethylenediamine as a polymerization promoter was added with a syringe to start the polymerization reaction.
Four hours after the addition of the polymerization initiator, 4.4 parts of a 2.5% aqueous solution of potassium persulfate as a polymerization initiator was added to the flask, and 11.1 parts of a 2.0% aqueous solution of tetramethylethylenediamine as a polymerization promoter was added, and the temperature was raised to 60°C and maintained, and the polymerization reaction was allowed to proceed. Three hours after the addition of the polymerization initiator, the flask was opened to the air to stop the polymerization reaction, and an 8% aqueous solution of lithium hydroxide was added, and the polymerization product was adjusted to pH 8.0 while stirring at a temperature of 80°C for 6 hours, to obtain a composition containing polymer A, which is a water-soluble polymer, and water (aqueous solution of polymer A). The weight average molecular weight and electrolyte swelling degree of the obtained polymer A were measured. The results are shown in Table 1.
<Preparation of Polymer B>
Into a 5 MPa pressure vessel A equipped with a stirrer, 3.15 parts of styrene (first addition) as an aromatic vinyl monomer, 1.66 parts of 1,3-butadiene (first addition) as an aliphatic conjugated diene monomer, 0.2 parts of sodium lauryl sulfate as an emulsifier, 20 parts of ion-exchanged water, and 0.03 parts of potassium persulfate as a polymerization initiator were placed, thoroughly stirred, and then heated to 60° C. to initiate polymerization. The mixture was allowed to react for 6 hours to obtain seed particles.
After the above reaction, the mixture was heated to 75° C., and addition of a mixture of 56.85 parts of styrene (second addition) as an aromatic vinyl monomer, 33.84 parts of 1,3-butadiene (second addition) as an aliphatic conjugated diene monomer, 3.5 parts of itaconic acid as a monomer having two carboxylic acid groups, 0.25 parts of tert-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent, and 0.35 parts of sodium lauryl sulfate as an emulsifier was started from another vessel B to pressure vessel A, and at the same time, addition of 1 part of potassium persulfate as a polymerization initiator was started to pressure vessel A to start a second-stage polymerization.
Four hours after the start of the second-stage polymerization (after 70% of the entire monomer composition had been added), 1 part of hydroxyethyl acrylate as a monomer having a hydroxyl group was added to the pressure vessel A over 1.5 hours.
That is, the overall monomer composition used was 60 parts of styrene as an aromatic vinyl monomer, 35.5 parts of 1,3-butadiene as an aliphatic conjugated diene monomer, 3.5 parts of itaconic acid as a monomer having two carboxylic acid groups, and 1 part of hydroxyethyl acrylate as a monomer having a hydroxyl group.
After 5.5 hours from the start of the second-stage polymerization, the addition of the mixture containing these monomer compositions was completed, and the mixture was then heated to 85° C. and reacted for 6 hours.
When the polymerization conversion rate reached 97%, the reaction was stopped by cooling. A 5% aqueous solution of sodium hydroxide was added to the mixture containing the polymer to adjust the pH to 8. Then, unreacted monomers were removed by heating and vacuum distillation. The mixture was further cooled to obtain a composition containing water-dispersed polymer B and water (aqueous dispersion of polymer B). The glass transition temperature of the obtained polymer B was measured. The results are shown in Table 1.
<Preparation of Binder Composition>
The aqueous solution of polymer A obtained as described above and the aqueous dispersion of polymer B were mixed so that the mass ratio of the solid content of polymer A to that of polymer B was 70:30 (polymer A:polymer B), to obtain a binder composition. Using this binder composition and the aqueous solution of polymer A described above, the suppression of thickening of the slurry composition was evaluated. The results are shown in Table 1.
<Preparation of negative electrode slurry composition>
In a planetary mixer with a disperser, 68.6 parts of artificial graphite (volume average particle diameter: 24.5 μm, specific surface area: 4 m 2 /g) as negative electrode active material particles and 29.4 parts of silicon-based negative electrode active material particles (SiO x ), as well as 2 parts of the binder composition obtained as described above (solid content equivalent amount) were added, and the solid content concentration was adjusted to 58% with ion-exchanged water, and mixed for 60 minutes at room temperature. Next, the solid content concentration was adjusted to 50% with ion-exchanged water, and further mixed for 15 minutes to obtain a mixed liquid. Then, the obtained mixed liquid was defoamed under reduced pressure to obtain a negative electrode slurry composition with good fluidity. Using this negative electrode slurry composition, the floating suppression of polymer B in the slurry composition was evaluated. The results are shown in Table 1.
<Production of negative electrode>
The above-mentioned negative electrode slurry composition was applied to a copper foil (current collector) having a thickness of 18 μm with a comma coater so that the film thickness after drying was 105 μm and the coating amount was 10 mg / cm 2. The copper foil coated with the negative electrode slurry composition was conveyed at a speed of 0.5 m / min in an oven at a temperature of 75 ° C. for 2 minutes and then in an oven at a temperature of 120 ° C. for 2 minutes to dry the slurry composition on the copper foil and obtain a negative electrode raw material. The negative electrode raw material was rolled with a roll press to obtain a negative electrode with a negative electrode composite layer thickness of 80 μm. The adhesiveness of the functional layer (negative electrode composite layer) was evaluated using this negative electrode. The results are shown in Table 1.
<Production of Positive Electrode>
A planetary mixer was charged with 95 parts of LiCoO2 having a spinel structure as a positive electrode active material, 3 parts of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a positive electrode binder in terms of solid content, 2 parts of acetylene black as a conductive material, and 20 parts of N-methylpyrrolidone as a solvent, and mixed to obtain a positive electrode slurry composition.
The obtained positive electrode slurry composition was applied to an aluminum foil (current collector) having a thickness of 20 μm by a comma coater so that the film thickness after drying was about 100 μm. The aluminum foil coated with the positive electrode slurry composition was conveyed at a speed of 0.5 m/min in an oven at a temperature of 60° C. for 2 minutes, and then in an oven at a temperature of 120° C. for 2 minutes, thereby drying the positive electrode slurry composition on the aluminum foil and obtaining a positive electrode raw material. The positive electrode raw material was rolled by a roll press to obtain a positive electrode having a positive electrode composite layer thickness of 70 μm.
<Preparing the separator>
A single-layer polypropylene separator (width 65 mm, length 500 mm, thickness 25 μm; produced by a dry method; porosity 55%) was prepared. This separator was cut into a 5 cm×5 cm square and used for producing a secondary battery.
<Preparation of secondary battery>
An aluminum packaging exterior was prepared as the exterior of the battery. The positive electrode was cut into a square of 4 cm x 4 cm, and the surface on the collector side was placed in contact with the aluminum packaging exterior. Next, the square separator was placed on the surface of the positive electrode composite layer of the positive electrode. Furthermore, the negative electrode was cut into a square of 4.2 cm x 4.2 cm, and placed on the separator so that the surface on the negative electrode composite layer side faces the separator. Then, a LiPF 6 solution with a concentration of 1.0 M was filled as the electrolyte (solvent is a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) / diethyl carbonate (DEC) = 1 / 2 (volume ratio), containing 2 volume % vinylene carbonate (solvent ratio) as an additive). Furthermore, in order to seal the opening of the aluminum packaging, the aluminum packaging exterior was closed by heat sealing at 150 ° C., and a laminate cell type lithium ion secondary battery was produced. The cycle characteristics of the obtained lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例2~7)
重合体Aの調製に際し、アクリルアミド、アクリル酸、および/またはヒドロキシエチルアクリルアミドの使用量を変更して、重合体Aの組成を表1の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Examples 2 to 7)
In preparing Polymer A, the amounts of acrylamide, acrylic acid, and/or hydroxyethylacrylamide used were changed to change the composition of Polymer A as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, except that, a binder composition, a negative electrode slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
重合体Aの調製に際し、ヒドロキシエチルアクリルアミドに代えてヒドロキシエチルアクリレートを使用して、重合体Aの組成を表1の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 8)
In preparing Polymer A, hydroxyethyl acrylate was used instead of hydroxyethyl acrylamide, and the composition of Polymer A was changed as shown in Table 1. In the same manner as in Example 1, except for this, a binder composition, a negative electrode slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared and various evaluations were performed. The results are shown in Table 1.

(実施例9~12)
重合体Bの調製に際し、1,3-ブタジエン、スチレン、および/またはイタコン酸の使用量を変更して、重合体Bの組成を表1および表2の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表1および表2に示す。
なお、それぞれの実施例における1,3-ブタジエン(BD)、スチレン(ST)の一回目添加の量、二回目添加の量を、各単量体の略称の直後に、(一回目添加の量、二回目添加の量)として下記に示す。
実施例9:BD(1.66部、33.84部)、ST(3.15部、57.85部)
実施例10:BD(1.66部、33.84部)、ST(3.15部、55.35部)
実施例11:BD(1.66部、58部)、ST(3.15部、32.69部)
実施例12:BD(1.66部、8.84部)、ST(3.15部、81.85部)
(Examples 9 to 12)
In preparing Polymer B, the amounts of 1,3-butadiene, styrene, and/or itaconic acid used were changed to change the composition of Polymer B as shown in Tables 1 and 2. In the same manner as in Example 1, except that, a binder composition, a negative electrode slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared and various evaluations were performed. The results are shown in Tables 1 and 2.
The amounts of 1,3-butadiene (BD) and styrene (ST) added in the first and second increments in each example are shown below immediately after the abbreviations of the respective monomers as (amount added in the first increment, amount added in the second increment).
Example 9: BD (1.66 parts, 33.84 parts), ST (3.15 parts, 57.85 parts)
Example 10: BD (1.66 parts, 33.84 parts), ST (3.15 parts, 55.35 parts)
Example 11: BD (1.66 parts, 58 parts), ST (3.15 parts, 32.69 parts)
Example 12: BD (1.66 parts, 8.84 parts), ST (3.15 parts, 81.85 parts)

(実施例13)
重合体Aの調製に際し、重合開始剤としての過硫酸カリウムの2.5%水溶液の使用量を8.9部から13.4部に、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%水溶液の使用量を22.2部から33.3部に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表2に示す。
Example 13
In preparing Polymer A, the amount of the 2.5% aqueous solution of potassium persulfate used as the polymerization initiator was changed from 8.9 parts to 13.4 parts, and the amount of the 2.0% aqueous solution of tetramethylethylenediamine used as the polymerization accelerator was changed from 22.2 parts to 33.3 parts, but the binder composition, the negative electrode slurry composition, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 2.

(実施例14)
重合体Aの調製に際し、重合開始剤としての過硫酸カリウムの2.5%水溶液の使用量を8.9部から6.7部に、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%水溶液の使用量を22.2部から16.7部に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(Example 14)
In preparing Polymer A, the amount of the 2.5% aqueous solution of potassium persulfate used as the polymerization initiator was changed from 8.9 parts to 6.7 parts, and the amount of the 2.0% aqueous solution of tetramethylethylenediamine used as the polymerization accelerator was changed from 22.2 parts to 16.7 parts, but the binder composition, the negative electrode slurry composition, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the secondary battery were prepared and various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例15、16)
重合体Aの調製に際し、単量体として、アクリルアミド、アクリル酸、ヒドロキシエチルアクリルアミド、およびn-ブチルアクリレートを使用して、重合体Aの組成を表2の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(Examples 15 and 16)
In preparing Polymer A, acrylamide, acrylic acid, hydroxyethylacrylamide, and n-butyl acrylate were used as monomers, and the composition of Polymer A was changed as shown in Table 2. In the same manner as in Example 1, except for this, a binder composition, a negative electrode slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared and various evaluations were performed. The results are shown in Table 2.

(実施例17、18)
バインダー組成物の調製に際し、重合体Aと重合体Bの質量比を表2のように変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(Examples 17 and 18)
In preparing the binder composition, except that the mass ratio of polymer A and polymer B was changed as shown in Table 2, the binder composition, the negative electrode slurry composition, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the secondary battery were prepared and various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.

(実施例19)
重合体Bの調製に際し、ヒドロキシエチルアクリレートを使用せず、1,3-ブタジエンの使用量を変更して(一回目添加の量:1.66部、二回目添加の量:34.84部)、重合体Bの組成を表2の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(Example 19)
In preparing Polymer B, hydroxyethyl acrylate was not used, and the amount of 1,3-butadiene used was changed (amount added in the first step: 1.66 parts, amount added in the second step: 34.84 parts) to change the composition of Polymer B as shown in Table 2. Except for this, a binder composition, a negative electrode slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 2.

(実施例20)
バインダー組成物の調製に際し、以下のようにして調製した重合体Bを使用した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表2に示す。
<重合体Bの調製>
撹拌機付き5MPa耐圧反応Aに、シクロヘキサン233.3部、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン0.006972部、および芳香族ビニル単量体としてのスチレン20.5部を添加し、40℃で撹拌しているところに、n-ブチルリチウム0.12812部を添加し、50℃に昇温しながら1時間重合した。引き続き、55℃を保つように温度制御しながら、反応器に脂肪族共役ジエン単量体としてのイソプレン76.0部を1時間にわたり連続的に添加した。イソプレンの添加を完了した後、さらに1時間重合した。
次いで耐圧容器A内を85℃とし、さらに2時間反応させ、重合転化率が98%になった時点でカップリング剤としてジクロロジメチルシラン105.8部を添加して2時間カップリング反応を行い、スチレン-イソプレンカップリングブロック共重合体を形成させた。その後、メタノール0.12816部を添加してよく混合し、活性末端を失活させた。イオン交換水とラウリル硫酸カリウムを添加して乳化を実施した。さらにカルボン酸基を2つ有する単量体としてのイタコン酸3.5部と、過硫酸カリウム0.1部を添加して、水分散型重合体である重合体Bと水を含む組成物(重合体Bの水分散液)を得た。
(Example 20)
In preparing the binder composition, except that the polymer B prepared as follows was used, the binder composition, the negative electrode slurry composition, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the secondary battery were prepared and various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 2.
<Preparation of Polymer B>
233.3 parts of cyclohexane, 0.006972 parts of N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, and 20.5 parts of styrene as an aromatic vinyl monomer were added to a 5 MPa pressure-resistant reactor A equipped with a stirrer, and while stirring at 40°C, 0.12812 parts of n-butyllithium was added and polymerization was carried out for 1 hour while raising the temperature to 50°C. Subsequently, 76.0 parts of isoprene as an aliphatic conjugated diene monomer was continuously added to the reactor over 1 hour while controlling the temperature to maintain 55°C. After the addition of isoprene was completed, polymerization was carried out for another 1 hour.
Next, the inside of the pressure vessel A was heated to 85°C, and the reaction was continued for another 2 hours. When the polymerization conversion rate reached 98%, 105.8 parts of dichlorodimethylsilane was added as a coupling agent and a coupling reaction was carried out for 2 hours to form a styrene-isoprene coupling block copolymer. Then, 0.12816 parts of methanol was added and mixed well to deactivate the active terminal. Ion-exchanged water and potassium lauryl sulfate were added to carry out emulsification. Furthermore, 3.5 parts of itaconic acid as a monomer having two carboxylic acid groups and 0.1 parts of potassium persulfate were added to obtain a composition containing polymer B, which is a water-dispersible polymer, and water (aqueous dispersion of polymer B).

(実施例21)
以下のようにして、負極用スラリー組成物および負極を準備し、また、以下のようにして多孔膜層用スラリー組成物および多孔膜層を備えるセパレータを準備した。そして、二次電池の作製に際し、以下の負極および多孔膜を備えるセパレータを用いた以外は、実施例1と同様にして、正極および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表2に示す。
<負極用スラリー組成物および負極の準備>
重合体Aに代えて、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(エーテル化度:1.0、固形分濃度1.0質量%での水溶液粘度:3,500mPa・s)を使用して得られるバインダー組成物を使用した以外は、実施例1と同様にして負極用スラリー組成物を調製した。
そして、上記のようにして得られた負極用スラリー組成物を用いた以外は、実施例1と同様にして負極を作製した。
<多孔膜層用スラリー組成物の調製>
非導電性粒子としてのアルミナ(体積平均粒子径:0.5μm)100部、分散剤としてのポリカルボン酸アンモニウム(東亜合成製、製品名「アロンA-6114」)1.0部および水を混合し、混合物を得た。なお、水の量は、固形分濃度が50%となるように調整した。メディアレス分散装置を用いて混合物を処理し、アルミナを分散させて、分散液を得た。得られた分散液にカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩(エーテル化度:1.0、固形分濃度1.0質量%での水溶液粘度:500mPa・s)2.0部を添加し、混合した。添加したカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩は、混合液中で溶解した。次いで、この混合液に、実施例1と同様にして調製したバインダー組成物5.0部(固形分相当量)と、濡れ剤としての脂肪族ポリエーテル型のノニオン性界面活性剤0.2部とを添加し、更に水を固形分濃度が40%になるように添加して、多孔膜層用スラリー組成物を得た。この多孔膜層用スラリー組成物を用いて、スラリー組成物中での重合体Bの浮き抑制を評価した。結果を表2に示す。
<多孔膜層を備えるセパレータの作製>
湿式法により製造された、単層のポリプロピレン製セパレータ基材(幅250mm、長さ1000m、厚さ12μm)を用意した。そして、再分散させた上記多孔膜層用スラリー組成物を、セパレータ基材の両方の表面上に、乾燥後の厚さが2.5μmになるようにグラビアコーター(塗布速度:20m/分)で塗布した。次いで、多孔膜層用スラリー組成物を塗布したセパレータ基材を50℃の乾燥炉で乾燥し、巻き取ることにより、セパレータ基材の両面に多孔膜層を有するセパレータを作製した。このセパレータを、5cm×5cmの正方形に切り抜いて、二次電池の作製に使用した。
また、多孔膜層用スラリー組成物を、セパレータ基材の片方の表面上に塗布した以外は上記と同様にして多孔膜層を片面に備えるセパレータを作製した。そして、この多孔膜層を片面に備えるセパレータを用いて、機能層(多孔膜層)の接着性を評価した。結果を表2に示す。
(Example 21)
The negative electrode slurry composition and the negative electrode were prepared as follows, and the porous membrane layer slurry composition and the separator with the porous membrane layer were prepared as follows. Then, in the production of the secondary battery, the positive electrode and the secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that the following negative electrode and the separator with the porous membrane were used, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 2.
<Preparation of negative electrode slurry composition and negative electrode>
A negative electrode slurry composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that a binder composition obtained by using a sodium salt of carboxymethyl cellulose (degree of etherification: 1.0, aqueous solution viscosity at a solid content concentration of 1.0 mass%: 3,500 mPa s) was used instead of polymer A.
A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1, except that the negative electrode slurry composition obtained as described above was used.
<Preparation of slurry composition for porous membrane layer>
100 parts of alumina (volume average particle size: 0.5 μm) as non-conductive particles, 1.0 part of ammonium polycarboxylate (manufactured by Toa Gosei, product name "Aron A-6114") as a dispersant, and water were mixed to obtain a mixture. The amount of water was adjusted so that the solid content concentration was 50%. The mixture was treated using a media-less dispersing device to disperse alumina and obtain a dispersion. 2.0 parts of sodium salt of carboxymethylcellulose (etherification degree: 1.0, aqueous solution viscosity at solid content concentration of 1.0 mass%: 500 mPa·s) were added to the obtained dispersion and mixed. The sodium salt of carboxymethylcellulose added was dissolved in the mixed liquid. Next, 5.0 parts (solid content equivalent amount) of the binder composition prepared in the same manner as in Example 1 and 0.2 parts of an aliphatic polyether type nonionic surfactant as a wetting agent were added to this mixed liquid, and water was further added so that the solid content concentration was 40%, to obtain a slurry composition for a porous membrane layer. This slurry composition for a porous membrane layer was used to evaluate the ability of the polymer B to inhibit floating in the slurry composition. The results are shown in Table 2.
<Preparation of separator with porous membrane layer>
A single-layer polypropylene separator substrate (width 250 mm, length 1000 m, thickness 12 μm) manufactured by a wet method was prepared. The redispersed slurry composition for the porous membrane layer was applied to both surfaces of the separator substrate with a gravure coater (coating speed: 20 m/min) so that the thickness after drying was 2.5 μm. Next, the separator substrate coated with the slurry composition for the porous membrane layer was dried in a drying oven at 50 ° C. and wound up to produce a separator having a porous membrane layer on both sides of the separator substrate. This separator was cut into a square of 5 cm x 5 cm and used for the production of a secondary battery.
In addition, the separator having a porous membrane layer on one side was prepared in the same manner as above, except that the slurry composition for porous membrane layer was applied on one surface of the separator substrate.Then, the separator having a porous membrane layer on one side was used to evaluate the adhesion of the functional layer (porous membrane layer).The results are shown in Table 2.

(比較例1~2)
重合体Aの調製時に、アクリルアミド、アクリル酸、およびヒドロキシエチルアクリルアミドの使用量を変更して、重合体Aの組成を表1の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表3に示す。
(Comparative Examples 1 to 2)
Except for changing the amounts of acrylamide, acrylic acid, and hydroxyethylacrylamide used during the preparation of polymer A to change the composition of polymer A as shown in Table 1, a binder composition, a negative electrode slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared and various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 3.

(比較例3~6)
重合体Bの調製に際し、1,3-ブタジエン、スチレン、および/またはイタコン酸の使用量を変更して、重合体Bの組成を表3の様に変更した以外は、実施例1と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、セパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表3に示す。
なお、それぞれの比較例における1,3-ブタジエン(BD)、スチレン(ST)の一回目添加、二回目添加時の量を、各単量体の略称の直後に、(一回目添加の量、二回目添加の量)として下記に示す。
比較例3:BD(1.66部、34.34部)、ST(3.15部、58.35部)
比較例4:BD(1.66部、31.34部)、ST(3.15部、55.85部)
比較例5:BD(1.66部、80.34部)、ST(3.15部、10.35部)
比較例6:BD(1.66部、0.84部)、ST(3.15部、89.85部)
(Comparative Examples 3 to 6)
In preparing Polymer B, the amounts of 1,3-butadiene, styrene, and/or itaconic acid used were changed to change the composition of Polymer B as shown in Table 3. In the same manner as in Example 1, except for this, a binder composition, a negative electrode slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared and various evaluations were performed. The results are shown in Table 3.
The amounts of 1,3-butadiene (BD) and styrene (ST) added for the first and second times in each comparative example are shown below immediately after the abbreviations of the respective monomers as (amount added for the first time, amount added for the second time).
Comparative example 3: BD (1.66 parts, 34.34 parts), ST (3.15 parts, 58.35 parts)
Comparative Example 4: BD (1.66 parts, 31.34 parts), ST (3.15 parts, 55.85 parts)
Comparative Example 5: BD (1.66 parts, 80.34 parts), ST (3.15 parts, 10.35 parts)
Comparative Example 6: BD (1.66 parts, 0.84 parts), ST (3.15 parts, 89.85 parts)

(比較例7)
比較例3と同様にして調製した重合体AおよびBを使用した以外は、実施例21と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、多孔膜を備えるセパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表3に示す。
(Comparative Example 7)
Except for using the polymers A and B prepared in the same manner as in Comparative Example 3, a binder composition, a slurry composition for negative electrodes, a negative electrode, a positive electrode, a separator having a porous membrane, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 21, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 3.

(比較例8)
比較例1と同様にして調製した重合体Aを使用した以外は、実施例21と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、多孔膜を備えるセパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表3に示す。
(Comparative Example 8)
Except for using the polymer A prepared in the same manner as in Comparative Example 1, a binder composition, a slurry composition for negative electrode, a negative electrode, a positive electrode, a separator having a porous membrane, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 21, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 3.

(比較例9)
重合体Bの調製に際し、イタコン酸に代えてアクリル酸を使用した以外は、比較例8と同様にして、バインダー組成物、負極用スラリー組成物、負極、正極、多孔膜を備えるセパレータ、および二次電池を準備し、そして各種評価を行った。結果を表3に示す。
(Comparative Example 9)
Except for using acrylic acid instead of itaconic acid in the preparation of polymer B, the binder composition, the negative electrode slurry composition, the negative electrode, the positive electrode, the separator having a porous membrane, and the secondary battery were prepared in the same manner as in Comparative Example 8, and various evaluations were performed. The results are shown in Table 3.

なお、以下に示す表1~3中、
「AAm」は、アクリルアミド単位を示し、
「AA」は、アクリル酸単位を示し、
「HEAm」は、ヒドロキシエチルアクリルアミド単位を示し、
「HEA」は、ヒドロキシエチルアクリレート単位を示し、
「BA」は、n-ブチルアクリレート単位を示し、
「IP」は、イソプレン単位を示し、
「BD」は、1,3-ブタジエン単位を示し、
「ST」は、スチレン単位を示し、
「IA」は、イタコン酸単位を示し、
「水酸基+アミド基の割合」は、水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の含有割合の合計を示す。
In addition, in Tables 1 to 3 shown below,
"AAm" indicates an acrylamide unit;
"AA" represents an acrylic acid unit;
"HEAm" indicates a hydroxyethylacrylamide unit;
"HEA" indicates hydroxyethyl acrylate units;
"BA" indicates n-butyl acrylate units;
"IP" indicates an isoprene unit;
"BD" indicates a 1,3-butadiene unit;
"ST" indicates a styrene unit;
"IA" represents an itaconic acid unit;
The "ratio of hydroxyl group+amide group" refers to the total content of monomer units having a hydroxyl group and monomer units having an amide group.

Figure 0007704031000001
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Figure 0007704031000002
Figure 0007704031000002

Figure 0007704031000003
Figure 0007704031000003

表1~2より、それぞれ所定の組成を有する重合体Aと重合体Bを含むバインダー組成物を用いた実施例1~21では、接着性に優れる機能層(負極合材層、多孔膜層)を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得ることが分かる。加えて、実施例1~21では、スラリー組成物の増粘およびスラリー組成物中での重合体Bの浮きを抑制できていることが分かる。
一方、表3より、重合体Aまたは重合体Bの組成が所定の範囲を外れるバインダー組成物を用いた比較例1~9では、接着性に優れる機能層(負極合材層、多孔膜層)を形成することができず、また二次電池のサイクル特性が低下していることが分かる。更に、比較例1および8では、スラリー組成物の増粘およびスラリー組成物中での重合体Bの浮きを抑制できていないことが分かる。加えて、比較例2~7,9では、スラリー組成物中での重合体Bの浮きを抑制できていなことが分かる。
From Tables 1 and 2, it can be seen that in Examples 1 to 21 using binder compositions containing polymer A and polymer B each having a predetermined composition, it is possible to form a functional layer (negative electrode mixture layer, porous membrane layer) having excellent adhesiveness, and to cause the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics. In addition, it can be seen that in Examples 1 to 21, thickening of the slurry composition and floating of polymer B in the slurry composition can be suppressed.
On the other hand, from Table 3, in Comparative Examples 1 to 9 using binder compositions in which the composition of polymer A or polymer B is outside the specified range, it is found that a functional layer (negative electrode mixture layer, porous membrane layer) having excellent adhesiveness cannot be formed, and the cycle characteristics of the secondary battery are deteriorated. Furthermore, it is found that in Comparative Examples 1 and 8, the thickening of the slurry composition and the floating of polymer B in the slurry composition cannot be suppressed. In addition, it is found that in Comparative Examples 2 to 7 and 9, the floating of polymer B in the slurry composition cannot be suppressed.

本発明によれば、接着性に優れる機能層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池用バインダー組成物を提供することができる。
また、本発明によれば、接着性に優れる機能層を形成可能であると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池機能層用スラリー組成物を提供することができる。
そして、本発明によれば、接着性に優れると共に、二次電池に優れたサイクル特性を発揮させ得る二次電池用機能層を提供することができる。
更に、本発明によれば、サイクル特性に優れる二次電池を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a binder composition for secondary batteries that can form a functional layer having excellent adhesiveness and can cause the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a slurry composition for a secondary battery functional layer, which is capable of forming a functional layer having excellent adhesiveness and enabling the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
According to the present invention, it is possible to provide a functional layer for a secondary battery that has excellent adhesiveness and allows the secondary battery to exhibit excellent cycle characteristics.
Furthermore, according to the present invention, a secondary battery having excellent cycle characteristics can be provided.

Claims (7)

重合体A、重合体B、および溶媒を含み、
前記重合体Aは、水酸基を有する単量体単位とアミド基を有する単量体単位の含有割合の合計が50質量%以上90質量%以下であり、カルボン酸基を有する単量体単位の含有割合が10質量%以上25質量%以下であり、前記水酸基を有する単量体単位の含有割合が10質量%以上であり、
前記水酸基を有する単量体単位はヒドロキシエチルアクリルアミド単位およびヒドロキシエチルアクリレート単位から選択され、前記アミド基を有する単量体単位はアクリルアミド単位およびメタクリルアミド単位から選択され、前記カルボン酸基を有する単量体単位はアクリル酸単位およびメタクリル酸単位から選択され、
前記重合体Bは、カルボン酸基を2つ有する単量体単位の含有割合が2質量%以上5質量%以下であり、芳香族ビニル単量体単位の含有割合が15質量%以上88質量%以下であり、脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合が10質量%以上80質量%以下であり、
前記重合体Aと前記重合体Bの合計中に占める前記重合体Bの割合が、5質量%以上45質量%以下である、二次電池用バインダー組成物。
comprising a polymer A, a polymer B, and a solvent;
The polymer A has a total content of monomer units having a hydroxyl group and monomer units having an amide group of 50% by mass or more and 90% by mass or less, a content of monomer units having a carboxylic acid group of 10% by mass or more and 25% by mass or less, and a content of monomer units having a hydroxyl group of 10% by mass or more,
the monomer unit having a hydroxyl group is selected from a hydroxyethylacrylamide unit and a hydroxyethylacrylate unit, the monomer unit having an amide group is selected from an acrylamide unit and a methacrylamide unit, and the monomer unit having a carboxylic acid group is selected from an acrylic acid unit and a methacrylic acid unit;
The polymer B has a content of monomer units having two carboxylic acid groups of 2% by mass or more and 5% by mass or less, a content of aromatic vinyl monomer units of 15% by mass or more and 88% by mass or less, and a content of aliphatic conjugated diene monomer units of 10% by mass or more and 80% by mass or less,
a ratio of the polymer B to a total of the polymer A and the polymer B is 5% by mass or more and 45% by mass or less.
前記重合体Aの重量平均分子量が1,000,000以上15,000,000以下である、請求項1に記載の二次電池用バインダー組成物。 The binder composition for secondary batteries according to claim 1, wherein the weight average molecular weight of the polymer A is 1,000,000 or more and 15,000,000 or less. 前記重合体Aの電解液膨潤度が150質量%以下である、請求項1または2に記載の二次電池用バインダー組成物。 The binder composition for secondary batteries according to claim 1 or 2, wherein the electrolyte swelling degree of the polymer A is 150 mass% or less. 前記重合体Aは付加重合体である、請求項1~3の何れかに記載の二次電池用バインダー組成物。 The binder composition for secondary batteries according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer A is an addition polymer. 電極活物質粒子および非導電性粒子から選択される機能性粒子と、請求項1~4の何れかに記載二次電池用バインダー組成物を含む、二次電池機能層用スラリー組成物。 A slurry composition for a secondary battery functional layer, comprising functional particles selected from electrode active material particles and non-conductive particles, and the binder composition for a secondary battery according to any one of claims 1 to 4. 請求項5に記載の二次電池機能層用スラリー組成物を用いて形成される、二次電池用機能層。 A functional layer for a secondary battery formed using the slurry composition for a secondary battery functional layer according to claim 5. 請求項6に記載の二次電池用機能層を備える、二次電池。 A secondary battery comprising the functional layer for a secondary battery according to claim 6.
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