KR20170129732A - METHOD FOR PRODUCING SLIDE COMPOSITION FOR SECONDARY CELL FOR SECONDARY BATTERY, - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 정극에 우수한 고전위 내구성을 발휘시키는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 제조하는 방법의 제공을 목적으로 한다. 본 발명의 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법은, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 정극 활물질, 및 도전재를 건식 혼합하여 건식 혼합물을 얻는 공정과, 상기 건식 혼합물 및 분산매를 혼합하여 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻는 공정을 포함한다. 여기서, 상기 폴리머 입자는, 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위를 포함하는 공중합체를 함유하고, 또한 그 체적 평균 입자경 D50이 1μm 이상이다. 그리고, 상기 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 상기 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50의 비가 0.1 이상이다.An object of the present invention is to provide a method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode that exhibits excellent high-voltage durability on a positive electrode. The method for producing the positive electrode slurry composition of the present invention comprises the steps of dry mixing the polymer particles for the positive electrode of the secondary battery, the positive electrode active material and the conductive material to obtain a dry mixture, and mixing the dry mixture and the dispersion medium, Thereby obtaining a slurry composition. Here, the polymer particles contain a copolymer containing a nitrile group-containing monomer unit and a hydrophilic group-containing monomer unit, and the volume average particle diameter D50 thereof is 1 占 퐉 or more. The ratio of the volume average particle diameter D50 of the polymer particles to the volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material is 0.1 or more.
Description
본 발명은, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법, 2차 전지용 정극, 및 2차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode, a positive electrode for a secondary battery, and a secondary battery.
리튬 이온 2차 전지 등의 2차 전지는, 소형이며 경량, 또한 에너지 밀도가 높고, 나아가 반복적으로 충방전이 가능하다고 하는 특성이 있어, 폭넓은 용도에 사용되고 있다. 그 때문에, 근년에는, 2차 전지의 가일층의 고성능화를 목적으로 해서, 전극 등의 전지 부재의 개량이 검토되고 있다.BACKGROUND ART [0002] A secondary battery such as a lithium ion secondary battery is small and light in weight, has a high energy density, and is capable of repeatedly charging and discharging, and is used in a wide variety of applications. For this reason, in recent years, improvement of battery members such as electrodes has been studied for the purpose of achieving higher performance of the secondary battery.
여기서, 리튬 이온 2차 전지 등의 2차 전지에 사용되는 정극은, 통상, 집전체와 집전체 상에 형성된 전극 합재층(정극 합재층)을 구비하고 있다. 그리고, 이 정극 합재층은, 예를 들어, 정극 활물질과 결착재 등을 분산매에 분산 및/또는 용해시켜서 슬러리 조성물을 조제하고, 당해 슬러리 조성물을 집전체 상에 도포하여, 건조시킴으로써 형성된다.Here, a positive electrode used in a secondary battery such as a lithium ion secondary battery generally has a current collector and an electrode composite layer (positive electrode composite layer) formed on the current collector. The positive electrode composite material layer is formed, for example, by dispersing and / or dissolving a positive electrode active material and a binder in a dispersion medium to prepare a slurry composition, coating the slurry composition on the current collector, and drying the dispersion.
그래서, 근년에는, 2차 전지의 가일층의 성능 향상을 달성하기 위하여, 집전체 상에 정극 합재층을 형성하는 방법의 개량이 시도되고 있다.In recent years, therefore, an attempt has been made to improve the method of forming the positive electrode composite material layer on the current collector in order to achieve the performance improvement of the secondary battery.
예를 들어 특허문헌 1에서는, 각각 소정의 평균 입경을 갖는 정극 활물질 및 입자상의 결착재를, 소정의 양 비로 건식 혼합하고 얻어지는 혼합 분말을 집전체 상에 고착시킴으로써, 집전체 상에 정극 합재층을 형성하는 방법이 제안되어 있다. 그리고 당해 방법으로 정극 합재층을 형성하는 것으로, 정극 합재층 중의 활물질 밀도를 높여, 2차 전지를 고용량화하면서 사이클 열화를 억제하는 것이 가능하다고 보고되어 있다.For example, in Patent Document 1, a positive electrode active material and a particulate binding material each having a predetermined average particle size are dry-mixed at a predetermined ratio, and mixed powder obtained is fixed on the current collector to form a positive electrode mixture layer There has been proposed a method of forming a thin film transistor. It has been reported that by forming the positive electrode composite material layer by this method, it is possible to increase the active material density in the positive electrode composite material layer and to suppress cycle deterioration while increasing the capacity of the secondary battery.
여기서 2차 전지에는, 근년 그 용도의 다양화에 따라, 고전위에 장시간 노출된 경우여도, 우수한 수명 특성 등의 전지 특성을 발휘하는 것이 요구되고 있다. 그러나, 상기 종래의 방법으로 집전체 상에 정극 합재층을 형성하여 이루어지는 정극을 장시간에 걸쳐 고전위에 노출하면, 정극 활물질 표면의 열화 등으로 인해 전지 특성이 현저하게 저하되는 경우가 있었다. 그 때문에, 정극의 고전위 내구성을 높여, 2차 전지의 전지 특성을 향상시키는 새로운 기술이 요망되고 있다.In recent years, secondary batteries have been required to exhibit battery characteristics such as excellent lifetime characteristics even when they are exposed for a long time on a high voltage in accordance with diversification of applications. However, when the positive electrode formed by forming the positive electrode composite material layer on the current collector by the above-described conventional method is exposed to a high potential over a long period of time, battery characteristics may be significantly deteriorated due to deterioration of the surface of the positive electrode active material. Therefore, a new technique for improving the battery characteristics of the secondary battery by increasing the high potential durability of the positive electrode has been desired.
그래서, 본 발명은, 정극에 우수한 고전위 내구성을 발휘시키는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 제조하는 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.It is therefore an object of the present invention to provide a method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode that exhibits excellent high-voltage durability on a positive electrode.
또, 본 발명은, 고전위 내구성이 우수한 2차 전지용 정극, 및 당해 2차 전지용 정극을 구비하고, 전지 특성이 우수한 2차 전지를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a secondary battery having excellent high-durability durability and a positive electrode for the secondary battery, and to provide a secondary battery having excellent battery characteristics.
본 발명자는, 상기 목적을 달성하기 위해서 예의 검토를 실시했다. 그리고, 본 발명자는, 소정의 조성 및 성상을 갖는 폴리머 입자를, 정극 활물질 및 도전재와 건식 혼합하고, 그 후 얻어진 혼합물을 다시 분산매와 혼합하여 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 조제하면, 얻어지는 슬러리 조성물로부터 형성되는 정극의 고전위 내구성을 향상시키는 것이 가능하다는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.The present inventors have conducted intensive studies in order to achieve the above object. The inventors of the present invention found that when a slurry composition for a secondary battery positive electrode is prepared by dry blending polymer particles having a predetermined composition and properties with a positive electrode active material and a conductive material and then mixing the resultant mixture with a dispersion medium, And it is possible to improve the high-potential durability of the positive electrode formed from the composition, thereby completing the present invention.
즉, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법은, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 정극 활물질, 및 도전재를 건식 혼합하여 건식 혼합물을 얻는 공정과, 상기 건식 혼합물 및 분산매를 혼합하여 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻는 공정을 포함하며, 상기 2차 전지 정극용 폴리머 입자가, 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위의 쌍방을 포함하는 공중합체를 함유하고, 또한 체적 평균 입자경 D50이 1μm 이상이며, 그리고 상기 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 상기 2차 전지 정극용 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50의 비가 0.1 이상인 것을 특징으로 한다. 이와 같이, 상술한 소정의 조성 및 성상을 갖는 폴리머 입자, 정극 활물질, 및 도전재를 건식 혼합하고, 이어서 분산매를 혼합하여 조제된 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 사용하면, 고전위 내구성이 우수한 정극을 제조할 수 있다.That is, the object of the present invention is to solve the above problems advantageously, and a method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention is a method for manufacturing a secondary battery positive electrode slurry composition, And a step of mixing the dry mix and the dispersion medium to obtain a slurry composition for a secondary battery positive electrode, wherein the polymer particles for a secondary battery positive electrode comprise a nitrile group-containing monomer unit and a hydrophilic group-containing monomer Unit and a volume average particle diameter D50 of 1 占 퐉 or more and a ratio of a volume average particle diameter D50 of the secondary battery positive electrode polymer particles to a volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material is 0.1 or more . As described above, when the slurry composition for a secondary battery positive electrode prepared by dry mixing the polymer particles, the positive electrode active material, and the conductive material having the above-described predetermined composition and properties and then mixing the dispersion medium is used, Can be prepared.
또한, 본 발명에 있어서, 중합체가 「단량체 단위를 포함한다」란, 「그 단량체를 사용하여 얻은 중합체 중에 단량체 유래의 구조 단위가 포함되어 있다」는 것을 의미한다.Further, in the present invention, the term "the polymer includes a monomer unit" means that "a polymer obtained by using the monomer contains a structural unit derived from a monomer".
또, 본 발명에 있어서, 「체적 평균 입자경 D50」은, 레이저 회절·산란식 입자경 분포 측정 장치를 사용하여 건식 측정된 입자경 분포에 있어서, 소경측에서부터 계산한 누적 체적이 50%가 되는 입자경으로서 구할 수 있다.In the present invention, the " volume average particle diameter D50 " is a particle diameter at which the cumulative volume calculated from the small diameter side is 50% in a dry particle size distribution measurement using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring apparatus .
그리고, 본 발명에 있어서, 「건식 혼합」이란, 혼합 시의 혼합물의 고형분 농도가 90 질량% 초과로 혼합하는 것을 말한다.In the present invention, the term " dry mixing " means that the solid content concentration of the mixture at the time of mixing exceeds 90% by mass.
여기서, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 있어서, 2차 전지 정극용 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50이 2000μm 이하이며, 상기 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 상기 2차 전지 정극용 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50의 비가 200 이하인 것이 바람직하다. 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50 및 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50의 비가 각각 상술한 값 이하이면, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있기 때문이다.Here, in the method for producing the slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention, it is preferable that the secondary battery positive electrode polymer particles have a volume average particle diameter D50 of 2000 mu m or less and a volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material It is preferable that the ratio of the volume average particle diameter D50 of the polymer particles for use is 200 or less. This is because the internal resistance of the secondary battery can be reduced if the ratio of the volume average particle diameter D50 of the polymer particles and the volume average particle diameter D50 of the polymer particles to the volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material are respectively not more than the above-mentioned values.
그리고, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 있어서, 상기 공중합체가 상기 니트릴기 함유 단량체 단위를 80 질량% 이상 99.9 질량% 이하 포함하고, 상기 친수성기 함유 단량체 단위를 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하 포함하는 것이 바람직하다. 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위를, 각각 상술한 함유 비율로 포함하는 공중합체를 사용하면, 정극의 필 강도를 높이면서 고전위 내구성을 한층 더 향상시키고, 또 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있기 때문이다.In the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode according to the present invention, the copolymer contains 80% by mass or more and 99.9% by mass or less of the nitrile group-containing monomer units, and 0.1% By mass or less and 20% by mass or less. The use of the copolymer containing the nitrile group-containing monomer unit and the hydrophilic group-containing monomer unit in the above-mentioned respective proportions can improve the high-strength durability while improving the peel strength of the positive electrode, It is possible to reduce it.
나아가, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 있어서, 상기 공중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)가 10 이하인 것이 바람직하다. 분자량 분포가 10 이하인 공중합체를 사용하면, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있기 때문이다.Further, in the method for producing the slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention, it is preferable that the molecular weight distribution (Mw / Mn) of the copolymer is 10 or less. This is because using a copolymer having a molecular weight distribution of 10 or less can reduce the internal resistance of the secondary battery.
또한, 본 발명에 있어서, 「분자량 분포(Mw/Mn)」란, 수평균 분자량(Mn)에 대한 중량 평균 분자량(Mw)의 비를 가리킨다. 그리고, 본 발명에 있어서, 「수평균 분자량(Mn)」 및 「중량 평균 분자량(Mw)」은, 겔 침투 크로마토그래피를 사용하여 측정할 수 있다.In the present invention, "molecular weight distribution (Mw / Mn)" refers to the ratio of the weight average molecular weight (Mw) to the number average molecular weight (Mn). In the present invention, "number average molecular weight (Mn)" and "weight average molecular weight (Mw)" can be measured using gel permeation chromatography.
게다가, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 있어서, 상기 공중합체의 유리 전이 온도가 60℃ 이상 170℃ 이하인 것이 바람직하다. 유리 전이 온도가 60℃ 이상 170℃ 이하인 공중합체를 사용하면, 정극의 필 강도를 높이면서 고전위 내구성을 한층 더 향상시키고, 또 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있기 때문이다. In addition, in the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention, it is preferable that the glass transition temperature of the copolymer is 60 占 폚 or more and 170 占 폚 or less. When a copolymer having a glass transition temperature of 60 ° C or more and 170 ° C or less is used, it is possible to further improve high-voltage durability while reducing the internal resistance of the secondary battery while increasing the peak strength of the positive electrode.
또한, 본 발명에 있어서, 「유리 전이 온도」는, JIS K7121에 준거하여 측정할 수 있다.In the present invention, " glass transition temperature " can be measured in accordance with JIS K7121.
또, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 2차 전지용 정극은, 집전체와, 상기 집전체의 적어도 일방의 면에 형성된 정극 합재층을 구비하고, 상기 정극 합재층이, 상술한 어느 하나의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물로부터 형성된 것임을 특징으로 한다. 상술한 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물로부터 형성되는 정극은, 고전위 내구성이 우수하다.The positive electrode for a secondary battery of the present invention comprises a current collector and a positive electrode composite material layer formed on at least one surface of the current collector, Wherein the positive electrode composite layer is formed from a slurry composition for a secondary battery positive electrode obtained by the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode as described above. The positive electrode formed from the slurry composition for a secondary battery positive electrode obtained by the above-described method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode is excellent in high-potential durability.
또, 이 발명은, 상기 과제를 유리하게 해결하는 것을 목적으로 하는 것으로, 본 발명의 2차 전지는, 정극, 부극, 전해액 및 세퍼레이터를 구비하고, 상기 정극이 상술한 2차 전지용 정극인 것을 특징으로 한다. 상술한 2차 전지용 정극을 사용하면, 고전위에 장시간 노출된 경우여도, 수명 특성 등의 전지 특성이 우수한 2차 전지를 얻을 수 있다.It is another object of the present invention to solve the above problems in an advantageous manner. The secondary battery of the present invention is characterized by comprising a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution and a separator, wherein the positive electrode is the above- . By using the above-described positive electrode for a secondary battery, a secondary battery having excellent battery characteristics such as life characteristics can be obtained even when exposed to a high voltage for a long time.
본 발명에 의하면, 정극에 우수한 고전위 내구성을 발휘시키는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode that exhibits excellent high-potential durability on a positive electrode.
또, 본 발명에 의하면, 고전위 내구성이 우수한 2차 전지용 정극, 및 당해 2차 전지용 정극을 구비하고, 전지 특성이 우수한 2차 전지를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a secondary battery having a positive electrode for a secondary battery excellent in high-potential durability and a positive electrode for the secondary battery and having excellent battery characteristics.
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세하게 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
여기서, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법은, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 조제에 사용된다. 또, 본 발명의 2차 전지용 정극은, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 사용하여 제작되는 것을 특징으로 한다. 그리고, 본 발명의 2차 전지는, 본 발명의 2차 전지용 정극을 구비하는 것을 특징으로 한다. Here, the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention is used for preparing a slurry composition for a secondary battery positive electrode. The positive electrode for a secondary battery of the present invention is characterized by being manufactured using the slurry composition for a secondary battery positive electrode obtained by the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention. The secondary battery of the present invention is characterized by including the positive electrode for a secondary battery of the present invention.
(2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법) (Method for producing slurry composition for secondary battery positive electrode)
본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법은, 적어도 2차 전지 정극용 폴리머 입자와, 정극 활물질과, 도전재와, 분산매를 소정의 순서로 혼합하여 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 제조하는 방법이다.A method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode according to the present invention is a method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode by mixing at least a polymer particle for a secondary battery positive electrode, a positive electrode active material, a conductive material and a dispersion medium in a predetermined order .
여기서, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 사용하는 2차 전지 정극용 폴리머 입자는, 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위의 쌍방을 포함하는 공중합체를 함유하며, 그 체적 평균 입자경 D50이 1μm 이상이고, 또한 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 비(폴리머 입자의 정극 활물질에 대한 입자경 비)가 0.1 이상인 것을 특징으로 한다. 그리고, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법은, 상술한 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 정극 활물질, 및 도전재를 건식 혼합하여 건식 혼합물을 얻는 공정과, 상기 건식 혼합물과 분산매를 혼합하여 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.Here, the secondary battery positive electrode polymer particles used in the method for producing the slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention contain a copolymer containing both a nitrile group-containing monomer unit and a hydrophilic group-containing monomer unit, Wherein the average particle diameter D50 is 1 占 퐉 or more and the ratio of the volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material to the particle diameter ratio of the polymer particles to the positive electrode active material is 0.1 or more. The method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode according to the present invention comprises the steps of dry-mixing the aforementioned polymer particles for a positive electrode for a positive electrode, a positive electrode active material and a conductive material to obtain a dry mixture, To obtain a slurry composition for a positive electrode for a secondary battery.
여기서, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법을 사용하면, 상술한 소정의 2차 전지 정극용 폴리머 입자를 정극 활물질 및 도전재와 건식 혼합하고, 그 후 얻어진 건식 혼합물을 분산매와 혼합하고 있기 때문에, 정극의 고전위 내구성을 충분히 높일 수 있는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 조제할 수 있다. 그리고 당해 정극을 사용하는 것으로, 고전위에 장시간 노출된 경우여도, 우수한 수명 특성 등의 전지 특성을 발휘하는 2차 전지를 얻을 수 있다.Here, when the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention is used, the predetermined polymer particles for a secondary battery positive electrode are dry-mixed with a positive electrode active material and a conductive material, and then the obtained dry mixture is mixed with a dispersion medium , It is possible to prepare a slurry composition for a secondary battery positive electrode capable of sufficiently increasing the high potential durability of the positive electrode. By using the positive electrode, it is possible to obtain a secondary battery exhibiting battery characteristics such as excellent life characteristics even when exposed to a high voltage for a long time.
또한, 소정의 2차 전지 정극용 폴리머 입자를 분산매의 첨가에 앞서 정극 활물질 및 도전재와 건식에서 예혼합하는 것으로, 정극의 고전위 내구성을 충분히 높이고, 2차 전지에 우수한 전지 특성을 발휘시킬 수 있는 이유는 분명치 않지만, 이하의 이유에 의한 것으로 추찰된다. 즉, 상술한 조성 및 성상을 갖는 폴리머 입자, 정극 활물질, 그리고 도전재의 예혼합에 의해, 도전재가 호적하게 분산됨으로써 정극 합재층 중의 도전 패스를 양호하게 형성하면서, 예혼합시에 폴리머 입자가 균질하게 정극 활물질 표면에 흡착하는 것으로, 얻어지는 정극에 있어서 공중합체에 의한 정극 활물질 표면의 충분한 보호가 가능해진다. 그것에 의해, 고전위에 있어서의 정극 활물질 표면의 열화가 억제되기 때문이라고 추찰된다.Further, by preliminarily mixing the predetermined polymer particles for positive electrode with the positive electrode active material and the conductive material prior to the addition of the dispersion medium, it is possible to sufficiently increase the high-potential durability of the positive electrode and to exhibit excellent battery characteristics in the secondary battery The reason for this is unclear, but it is assumed to be due to the following reasons. That is, by uniformly dispersing the conductive material by the premixing of the polymer particles, the positive electrode active material, and the conductive material having the above-described composition and properties, the conductive paths in the positive electrode composite material layer are well formed, By adsorbing on the surface of the positive electrode active material, the surface of the positive electrode active material can be sufficiently protected by the copolymer in the obtained positive electrode. It is therefore presumed that deterioration of the surface of the positive electrode active material on the high potential is suppressed.
이하, 슬러리 조성물에 배합하는 성분 및 그들 성분을 사용한 슬러리 조성물의 조제 순서에 대해 설명한다.Hereinafter, the components to be mixed with the slurry composition and the preparation procedure of the slurry composition using the components will be described.
<2차 전지 정극용 폴리머 입자>≪ Polymer particle for positive electrode of secondary battery >
2차 전지 정극용 폴리머 입자는, 결착재로서 기능하는 공중합체를 포함하는 성분이다. 이 공중합체는, 본 발명의 슬러리 조성물의 제조 방법을 사용하여 얻어지는 슬러리 조성물을 사용해서 제조한 정극에 있어서, 정극 합재층에 포함되는 성분이 정극 합재층으로부터 탈리되지 않도록 유지한다. 그리고 2차 전지 정극용 폴리머 입자에 포함되는 공중합체는, 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위의 쌍방을 포함하는 것이 필요하다. 또한, 공중합체는, 본 발명의 효과를 해치지 않는 한에서, 임의로 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위 이외의 단량체 단위를 포함하고 있어도 된다.The secondary battery positive electrode polymer particles are components including a copolymer which functions as a binder. This copolymer keeps the components contained in the positive electrode mixture layer from being removed from the positive electrode mixture layer in the positive electrode produced by using the slurry composition obtained by the method for producing a slurry composition of the present invention. The copolymer contained in the polymer particles for the positive electrode of the secondary battery needs to include both a nitrile group-containing monomer unit and a hydrophilic group-containing monomer unit. The copolymer may optionally contain a monomer unit other than the nitrile group-containing monomer unit and the hydrophilic group-containing monomer unit, as long as the effect of the present invention is not impaired.
[공중합체의 조성][Composition of copolymer]
[[니트릴기 함유 단량체 단위]][[Nitrile group-containing monomer unit]]
니트릴기 함유 단량체 단위는, 니트릴기 함유 단량체 유래의 반복 단위이다. The nitrile group-containing monomer unit is a repeating unit derived from a nitrile group-containing monomer.
여기서, 니트릴기 함유 단량체 단위를 형성할 수 있는 니트릴기 함유 단량체로서는, α,β-에틸렌성 불포화 니트릴 단량체를 들 수 있다. 구체적으로는, α,β-에틸렌성 불포화 니트릴 단량체로서는, 니트릴기를 갖는 α,β-에틸렌성 불포화 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 아크릴로니트릴; α-클로로아크릴로니트릴, α-브로모아크릴로니트릴 등의 α-할로게노아크릴로니트릴; 메타크릴로니트릴, α-에틸아크릴로니트릴 등의 α-알킬아크릴로니트릴; 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 공중합체의 결착력을 높이는 관점에서는, 니트릴기 함유 단량체로서는, 아크릴로니트릴 및 메타크릴로니트릴이 바람직하고, 아크릴로니트릴이 보다 바람직하다.Here, examples of the nitrile group-containing monomer capable of forming a nitrile group-containing monomer unit include an?,? - ethylenically unsaturated nitrile monomer. Specifically, the?,? - ethylenically unsaturated nitrile monomer is not particularly limited as long as it is an?,? - ethylenically unsaturated compound having a nitrile group, and examples thereof include acrylonitrile,? -Chloroacrylonitrile, ? -Halogenoacrylonitrile such as methacrylonitrile,? -Halogenoacrylonitrile such as methacrylonitrile,? -Alkylacrylonitrile such as methacrylonitrile and? -Ethyl acrylonitrile, and the like. Of these, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable as the nitrile group-containing monomer from the viewpoint of enhancing the binding force of the copolymer, and acrylonitrile is more preferable.
이들은, 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.These may be used alone or in combination of two or more.
그리고, 공중합체 중의 니트릴기 함유 단량체 단위의 함유 비율은, 공중합체 중의 전체 반복 단위를 100 질량%로 한 경우에, 80 질량% 이상이 바람직하고, 82 질량% 이상이 보다 바람직하고, 85 질량% 이상이 더욱 바람직하고, 90 질량% 이상이 특히 바람직하며, 99.9 질량% 이하가 바람직하고, 99 질량% 이하가 보다 바람직하고, 98.5 질량% 이하가 더욱 바람직하다. 공중합체 중의 니트릴기 함유 단량체 단위의 함유 비율을 상술한 범위 내로 하면, 공중합체의 결착력 및 얻어지는 슬러리 조성물의 분산성이 향상되고, 정극의 필 강도를 충분히 높일 수 있으며, 또 공중합체 자체의 고전위 내구성도 높일 수 있다. 따라서, 정극 합재층의 박리를 방지하고, 또 2차 전지의 내부 저항을 저감시켜, 고전위에 장시간 노출된 경우여도 수명 특성 등의 전지 특성이 우수한 2차 전지를 얻을 수 있다.The content of the nitrile group-containing monomer units in the copolymer is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more, based on 100% by mass of the total repeating units in the copolymer. More preferably 90% by mass or more, particularly preferably 99.9% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, and even more preferably 98.5% by mass or less. When the content of the nitrile group-containing monomer units in the copolymer is within the above-mentioned range, the binder strength of the copolymer and the dispersibility of the slurry composition obtained are improved, the peak strength of the positive electrode can be sufficiently increased, Durability can also be increased. Therefore, it is possible to prevent the separation of the positive electrode composite material layer, reduce the internal resistance of the secondary battery, and obtain a secondary battery excellent in battery characteristics such as life characteristics even when exposed to a high voltage for a long time.
[[친수성기 함유 단량체 단위]][[Hydrophilic group-containing monomer unit]]
친수성기 함유 단량체 단위는, 친수성기 함유 단량체 유래의 반복 단위이다.The hydrophilic group-containing monomer unit is a repeating unit derived from a hydrophilic group-containing monomer.
여기서, 친수성기 함유 단량체로서는, 카르복실산기를 갖는 단량체, 술폰산기를 갖는 단량체, 인산기를 갖는 단량체, 수산기를 갖는 단량체를 들 수 있다.Examples of the hydrophilic group-containing monomer include a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a sulfonic acid group, a monomer having a phosphoric acid group, and a monomer having a hydroxyl group.
카르복실산기를 갖는 단량체로서는, 모노 카르복실산 및 그 유도체나, 디카르복실산 및 그 산무수물 그리고 그들의 유도체 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having a carboxylic acid group include a monocarboxylic acid and a derivative thereof, a dicarboxylic acid and an acid anhydride thereof, and derivatives thereof.
모노 카르복실산으로서는, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등을 들 수 있다.Examples of the monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
모노 카르복실산 유도체로서는, 2-에틸아크릴산, 이소크로톤산, α-아세톡시아크릴산, β-trans-아릴옥시아크릴산, α-클로로-β-E-메톡시아크릴산, β-디아미노아크릴산 등을 들 수 있다.Examples of the monocarboxylic acid derivative include 2-ethyl acrylic acid, isocrotonic acid,? -Acetoxy acrylic acid,? -Trans-aryloxy acrylic acid,? -Chloro-? -E-methoxy acrylic acid,? -Diamino acrylic acid, .
디카르복실산으로서는, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등을 들 수 있다.Examples of the dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and the like.
디카르복실산 유도체로서는, 메틸말레산, 디메틸말레산, 페닐말레산, 클로로말레산, 디클로로말레산, 플루오로말레산이나, 말레산메틸알릴, 말레산디페닐, 말레산노닐, 말레산데실, 말레산도데실, 말레산옥타데실, 말레산플루오로알킬 등의 말레산에스테르를 들 수 있다.Examples of the dicarboxylic acid derivatives include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, methylallyl maleate, diphenylmaleic acid maleate, maleic acid dicylate, Maleic acid dodecyl maleate, octadecyl maleate, and maleic acid esters such as maleic acid fluoroalkyl.
디카르복실산의 산무수물로서는, 무수 말레산, 아크릴산 무수물, 메틸 무수 말레산, 디메틸 무수 말레산 등을 들 수 있다.Examples of the acid anhydrides of dicarboxylic acids include maleic anhydride, acrylic acid anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride.
또, 카르복실산기를 갖는 단량체로서는, 가수분해에 의해 카르복실기를 생성하는 산무수물도 사용할 수 있다.As the monomer having a carboxylic acid group, an acid anhydride which generates a carboxyl group by hydrolysis can also be used.
그 외, 말레산 모노에틸, 말레산 디에틸, 말레산 모노부틸, 말레산 디부틸, 푸마르산 모노에틸, 푸마르산 디에틸, 푸마르산 모노부틸, 푸마르산 디부틸, 푸마르산 모노시클로헥실, 푸마르산 디시클로헥실, 이타콘산 모노에틸, 이타콘산 디에틸, 이타콘산 모노부틸, 이타콘산 디부틸 등의 α,β-에틸렌성 불포화 다가 카르복실산의 모노에스테르 및 디에스테르도 들 수 있다.In addition, there may be mentioned monoethyl maleate, monoethyl maleate, monobutyl maleate, dibutyl maleate, monoethyl fumarate, diethyl fumarate, monobutyl fumarate, dibutyl fumarate, monocyclohexyl fumarate, dicyclohexyl fumarate, Monoesters and diesters of?,? - ethylenically unsaturated polycarboxylic acids such as monobutylsuccinic acid, monobutylsuccinic acid, monoethylsuccinic acid, diethyl itaconate, monobutyl itaconate and dibutyl itaconate.
술폰산기를 갖는 단량체로서는, 비닐술폰산, 메틸비닐술폰산, (메트)알릴술폰산, 스티렌술폰산, (메트)아크릴산-2-술폰산에틸, 2-아크릴아미도-2-메틸프로판술폰산, 3-알릴옥시-2-히드록시프로판술폰산 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinylsulfonic acid, methylvinylsulfonic acid, (meth) allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, ethyl (meth) acrylate-2-sulfonate, -Hydroxypropanesulfonic acid and the like.
또한, 본 발명에 있어서 「(메트)알릴」이란, 알릴 및/또는 메탈릴을 의미한다. 또, 본 발명에 있어서 「(메트)아크릴」이란, 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미한다.In the present invention, "(meth) allyl" means allyl and / or methallyl. In the present invention, "(meth) acryl" means acryl and / or methacryl.
인산기를 갖는 단량체로서는, 인산-2-(메트)아크릴로일옥시에틸, 인산 메틸-2-(메트)아크릴로일옥시에틸, 인산에틸-(메트)아크릴로일옥시에틸 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having a phosphoric acid group include (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate and ethyl- (meth) acryloyloxyethyl phosphate.
또한, 본 발명에 있어서 「(메트)아크릴로일」이란, 아크릴로일 및/또는 메타크릴로일을 의미한다.In the present invention, "(meth) acryloyl" means acryloyl and / or methacryloyl.
수산기를 갖는 단량체로서는, (메트)알릴알코올, 3-부텐-1-올, 5-헥센-1-올 등의 에틸렌성 불포화 알코올; 아크릴산-2-히드록시에틸, 아크릴산-2-히드록시프로필, 메타크릴산-2-히드록시에틸, 메타크릴산-2-히드록시프로필, 말레산디-2-히드록시에틸, 말레산디-4-히드록시부틸, 이타콘산디-2-히드록시프로필 등의 에틸렌성 불포화 카르복실산의 알칸올에스테르류; 일반식 CH2=CR1-COO-(CnH2nO)m-H(식 중, m은 2~9의 정수, n은 2~4의 정수, R1은 수소 또는 메틸기를 나타낸다)로 나타내어지는 폴리알킬렌글리콜과 (메트)아크릴산의 에스테르류; 2-히드록시에틸-2'-(메트)아크릴로일옥시프탈레이트, 2-히드록시에틸-2'-(메트)아크릴로일옥시숙시네이트 등의 디카르복실산의 디히드록시에스테르의 모노(메트)아크릴산에스테르류; 2-히드록시에틸비닐에테르, 2-히드록시프로필비닐에테르 등의 비닐에테르류; (메트)알릴-2-히드록시에틸에테르, (메트)알릴-2-히드록시프로필에테르, (메트)알릴-3-히드록시프로필에테르, (메트)알릴-2-히드록시부틸에테르, (메트)알릴-3-히드록시부틸에테르, (메트)알릴-4-히드록시부틸에테르, (메트)알릴-6-히드록시헥실에테르 등의 알킬렌글리콜의 모노(메트)알릴에테르류; 디에틸렌글리콜 모노(메트)알릴에테르, 디프로필렌글리콜 모노(메트)알릴에테르 등의 폴리옥시알킬렌글리콜 모노(메트)알릴에테르류; 글리세린 모노(메트)알릴에테르, (메트)알릴-2-클로로-3-히드록시프로필에테르, (메트)알릴-2-히드록시-3-클로로프로필에테르 등의, (폴리)알킬렌글리콜의 할로겐 및 히드록시 치환체의 모노(메트)알릴에테르; 오이게놀, 이소오이게놀 등의 다가 페놀의 모노(메트)알릴에테르 및 그 할로겐 치환체; (메트)알릴-2-히드록시에틸티오에테르, (메트)알릴-2-히드록시프로필티오에테르 등의 알킬렌글리콜의 (메트)알릴티오에테르류; 등을 들 수 있다.Examples of the monomer having a hydroxyl group include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth) allyl alcohol, 3-buten-1-ol and 5-hexen-1-ol; Hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, di-2-hydroxyethyl maleate, di-4-hydroxybutyl maleate, di- St. alkanol ester of unsaturated carboxylic acid and the like; the formula CH 2 = CR 1 -COO- (C n H 2n O) m -H ( in the formula, m represents an integer of 2 to 9, n is an integer of 2-4 , R 1 represents a hydrogen or a methyl group) which is a polyalkylene glycol with (meth) acrylic acid esters represented by; 2-hydroxyethyl-2 '- oxy one (meth) acrylate phthalate, 2-hydroxyethyl - 2 '- (meth) acryloyloxysuccinate, and the like. The mono (meth) acrylic acid of the dihydroxy ester of the dicarboxylic acid (Meth) allyl-2-hydroxyethyl ether, (meth) allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth) allyl-2-hydroxypropyl ether, (Meth) allyl-3-hydroxybutyl ether, (meth) allyl-2-hydroxybutyl ether, Mono (meth) allyl ethers such as diethylene glycol mono (meth) allyl ether and dipropylene glycol mono (meth) allyl ether; alkylene glycol mono (Meth) allyl-2-chloro-3-hydroxypropyl ether and (meth) allyl-2-hydroxy-3-chloropropyl ether, such as glycerin mono (meth) allyl ether, The halogen and hydroxy substituents of alkylene glycol mono (Meth) allyl-2-hydroxyethyl thioether, (meth) allyl-2-hydroxy (meth) allyl ether, (Meth) allylthioethers of alkylene glycols such as propylthioether and the like.
상술한 친수성기 함유 단량체는, 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그리고 이들 중에서도, 정극의 필 강도 및 고전위 내구성을 높이는 관점에서, 메타크릴산, 아크릴산, 이타콘산이 보다 바람직하다. 즉, 공중합체는, 친수성기 함유 단량체 단위로서 메타크릴산, 아크릴산, 및 이타콘산으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종에서 유래하는 단량체 단위를 포함하는 것이 보다 바람직하다.The above-mentioned hydrophilic group-containing monomers may be used singly or in combination of two or more. Of these, methacrylic acid, acrylic acid and itaconic acid are more preferable from the viewpoint of enhancing the peel strength and high-potential durability of the positive electrode. That is, it is more preferable that the copolymer includes a monomer unit derived from at least one kind selected from the group consisting of methacrylic acid, acrylic acid, and itaconic acid as the hydrophilic group-containing monomer unit.
그리고, 공중합체 중의 친수성기 함유 단량체 단위의 함유 비율은, 공중합체 중의 전체 반복 단위를 100 질량%로 한 경우에, 0.1 질량% 이상인 것이 바람직하고, 1 질량% 이상인 것이 보다 바람직하고, 2 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하며, 20 질량% 이하인 것이 바람직하고, 17 질량% 이하인 것이 보다 바람직하고, 15 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10 질량% 이하인 것이 특히 바람직하다. 공중합체 중의 친수성기 함유 단량체 단위의 함유 비율을 0.1 질량% 이상으로 하면, 공중합체의 접착력이 향상됨으로써 정극의 필 강도가 높아지고, 또 정극 합재층 중에 있어서 공중합체가 정극 활물질을 보다 양호하게 피복 가능하게 되기 때문에 정극의 고전위 내구성을 높일 수 있다. 한편, 공중합체 중의 친수성기 함유 단량체 단위의 함유 비율을 20 질량% 이하로 하면, 정극 합재층 중에 있어서 정극 활물질이 공중합체에 의해 과도하게 피복되는 일도 없고, 내부 저항의 상승을 억제할 수 있다.The content of the hydrophilic group-containing monomer units in the copolymer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and more preferably 2% by mass or more based on 100% by mass of the total repeating units in the copolymer More preferably 20% by mass or less, more preferably 17% by mass or less, even more preferably 15% by mass or less, particularly preferably 10% by mass or less. When the content of the hydrophilic group-containing monomer units in the copolymer is 0.1 mass% or more, the adhesive strength of the copolymer is improved, so that the peel strength of the positive electrode is increased and the copolymer can cover the positive electrode active material more satisfactorily The high potential durability of the positive electrode can be enhanced. On the other hand, when the content of the hydrophilic group-containing monomer units in the copolymer is 20 mass% or less, the positive electrode active material in the positive electrode composite material layer is not overcoated with the copolymer, and the increase in internal resistance can be suppressed.
-그 밖의 단량체 단위-- other monomer units -
공중합체는, 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위 이외의 단량체 단위를 포함하고 있어도 된다. 그러한 그 밖의 단량체 단위로서는, (메트)아크릴산에스테르 단량체 단위를 들 수 있다.The copolymer may contain a monomer unit other than a nitrile group-containing monomer unit and a hydrophilic group-containing monomer unit. As such other monomer units, there may be mentioned (meth) acrylic acid ester monomer units.
여기서, (메트)아크릴산에스테르 단량체 단위를 형성할 수 있는 (메트)아크릴산에스테르 단량체로서는, 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, 이소프로필아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, n-펜틸아크릴레이트, 이소펜틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 헵틸아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, n-테트라데실아크릴레이트, 스테아릴아크릴레이트 등의 아크릴산알킬에스테르; 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, 이소프로필메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, n-펜틸메타크릴레이트, 이소펜틸메타크릴레이트, 헥실메타크릴레이트, 헵틸메타크릴레이트, 옥틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 노닐메타크릴레이트, 데실메타크릴레이트, 라우릴메타크릴레이트, n-테트라데실메타크릴레이트, 스테아릴메타크릴레이트 등의 메타크릴산알킬에스테르; 등을 들 수 있다.Examples of the (meth) acrylic acid ester monomer capable of forming the (meth) acrylic acid ester monomer unit include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, Acrylate, isobutyl acrylate, n-pentyl acrylate, isopentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, n-butyl methacrylate, Butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, isopentyl methane But are not limited to, acrylate, methacrylate, acrylate, acrylate, acrylate, acrylate, isoleucyl acrylate, Methacrylic acid alkyl esters such as stearyl methacrylate; and the like.
그 밖의 단량체 단위를 형성할 수 있는 단량체는, 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. The monomers capable of forming other monomer units may be used alone or in combination of two or more.
그리고, 그 밖의 단량체 단위의 함유 비율은, 특별히 한정되지 않지만, 본 발명의 원하는 효과를 충분히 얻는 관점에서, 공중합체 중의 전체 반복 단위를 100 질량%로 한 경우에, 20 질량% 이하인 것이 바람직하고, 15 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 10 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.Incidentally, the content ratio of other monomer units is not particularly limited, but is preferably 20% by mass or less when the total repeating units in the copolymer is 100% by mass from the viewpoint of sufficiently obtaining the desired effect of the present invention, More preferably 15 mass% or less, and further preferably 10 mass% or less.
[공중합체의 성상][Properties of Copolymer]
[[중량 평균 분자량(Mw)]][[Weight average molecular weight (Mw)]]
공중합체는, 중량 평균 분자량이 500,000 이상인 것이 바람직하고, 1,000,000 이상인 것이 보다 바람직하고, 2,500,000 이하인 것이 바람직하고, 2,000,000 이하인 것이 보다 바람직하다. 공중합체의 중량 평균 분자량이 500,000 이상이면, 저분자량 성분의 증가에 의해 정극 활물질이 공중합체에 과도하게 피복되는 일도 없고, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있다. 또, 중합체의 중량 평균 분자량이 2,500,000 이하이면, 폴리머 입자를 사용하여 얻어지는 슬러리 조성물이 과도하게 증점되는 일도 없고, 균일한 두께를 갖는 정극 합재층을 형성할 수 있다. 그 때문에, 정극의 고전위 내구성을 높이면서, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있다.The copolymer preferably has a weight average molecular weight of 500,000 or more, more preferably 1,000,000 or more, more preferably 2,500,000 or less, and still more preferably 2,000,000 or less. If the weight-average molecular weight of the copolymer is 500,000 or more, the internal resistance of the secondary battery can be reduced without increasing the amount of the low-molecular-weight component and thereby excessively coating the positive electrode active material with the copolymer. When the polymer has a weight average molecular weight of 2,500,000 or less, the positive electrode composite material layer having a uniform thickness can be formed without increasing the viscosity of the slurry composition obtained by using the polymer particles. Therefore, the internal resistance of the secondary battery can be reduced while enhancing the high potential durability of the positive electrode.
[[분자량 분포(Mw/Mn)]][[Molecular weight distribution (Mw / Mn)]]
공중합체는, 분자량 분포가 10 이하인 것이 바람직하고, 9 이하인 것이 보다 바람직하고, 8 이하인 것이 더욱 바람직하며, 7 이하인 것이 특히 바람직하다. 공중합체의 분자량 분포가 10 이하이면, 저분자량 성분의 증가에 의해 정극 활물질이 공중합체에 과도하게 피복되는 일도 없고, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있다.The copolymer preferably has a molecular weight distribution of 10 or less, more preferably 9 or less, further preferably 8 or less, particularly preferably 7 or less. If the molecular weight distribution of the copolymer is 10 or less, the internal resistance of the secondary battery can be reduced without an excessive coating of the positive electrode active material with the copolymer due to an increase in the low molecular weight component.
[[유리 전이 온도(Tg)]][[Glass Transition Temperature (Tg)]]
공중합체는, 유리 전이 온도가 60℃ 이상인 것이 바람직하고, 80℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 100℃ 이상인 것이 더욱 바람직하며, 170℃ 이하인 것이 바람직하고, 160℃ 이하인 것이 보다 바람직하고, 150℃ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 공중합체의 유리 전이 온도가 60℃ 이상이면, 건식 혼합 중의 입자끼리의 블로킹이 억제되어 폴리머 입자, 정극 활물질, 및 도전재를 균일하게 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 정극 합재층 중에 있어서 공중합체가 정극 활물질을 보다 양호하게 피복 가능하게 되어, 정극의 고전위 내구성을 높이면서 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있다. 또, 공중합체의 유리 전이 온도가 170℃ 이하이면, 정극의 유연성을 확보해 필 강도를 높일 수 있다.The copolymer preferably has a glass transition temperature of 60 占 폚 or higher, more preferably 80 占 폚 or higher, more preferably 100 占 폚 or higher, 170 占 폚 or lower, more preferably 160 占 폚 or lower, and 150 占 폚 or lower More preferable. When the glass transition temperature of the copolymer is 60 占 폚 or higher, the blocking of the particles during dry mixing is suppressed, and the polymer particles, the positive electrode active material, and the conductive material can be uniformly dispersed. Therefore, in the positive electrode composite material layer, the copolymer can cover the positive electrode active material more satisfactorily, and the internal resistance of the secondary battery can be reduced while increasing the high potential durability of the positive electrode. When the glass transition temperature of the copolymer is 170 DEG C or less, the flexibility of the positive electrode can be ensured and the fill strength can be increased.
[공중합체를 포함하는 폴리머 입자의 조제][Preparation of Polymer Particles Containing Copolymer]
폴리머 입자는, 상술한 공중합체를 포함하고 있으면, 그 조제 방법은 특별히 한정되지 않는다. 공중합체를 포함하는 폴리머 입자는, 예를 들어, 상술한 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 수계 용매 중에서 중합하여 공중합체를 입자상으로 형성시킨 후, 필요에 따라 응고, 여과, 및 감압 건조 등을 거쳐 얻을 수도 있고, 상술한 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 임의의 중합 용매 중에서 중합하여 공중합체를 얻은 후, 분무 건조함으로써 얻을 수도 있다. The method of preparing the polymer particles is not particularly limited as long as the polymer particles include the above-mentioned copolymer. The polymer particles containing the copolymer can be prepared, for example, by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer in an aqueous solvent to form a copolymer in the form of particles, and then obtaining the polymer particles by coagulation, filtration, Or may be obtained by polymerizing a monomer composition containing the above-mentioned monomer in an arbitrary polymerization solvent to obtain a copolymer, followed by spray drying.
여기서, 본 발명에 있어서 단량체 조성물 중의 각 단량체의 함유 비율은, 폴리머 입자를 구성하는 공중합체 중의 각 단량체 단위의 함유 비율에 준하여 정할 수 있다. Here, in the present invention, the content of each monomer in the monomer composition can be determined in accordance with the content of each monomer unit in the copolymer constituting the polymer particles.
중합 양식은, 특별히 제한 없이, 용액 중합법, 현탁 중합법, 괴상 중합법, 유화 중합법 등의 어느 방법도 사용할 수 있다. 또, 중합 반응으로서는, 이온 중합, 라디칼 중합, 리빙 라디칼 중합 등 어느 반응도 사용할 수 있다.The polymerization is not particularly limited, and any of a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, an emulsion polymerization method and the like can be used. As the polymerization reaction, any reaction such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used.
그 중에서도, 공중합체의 중량 평균 분자량을 높이면서도 분자량 분포를 좁히고, 게다가 소정의 체적 평균 입자경 D50을 갖는 폴리머 입자를 호적하게 제조하는 관점에서는, 중합 양식으로서 현탁 중합법을 채용한 라디칼 중합에 의해 단량체 조성물을 중합하는 것이 바람직하다. 그리고, 이 라디칼 중합에 있어서는, 분산제나 중합 개시제 등 기지의 첨가제를 사용할 수 있다. 이와 같은 기지의 첨가제로서는, 예를 들어 일본특허 제5573966호에 기재된 것을 들 수 있다.Among them, from the standpoint of narrowing the molecular weight distribution while increasing the weight average molecular weight of the copolymer, and furthermore, from the viewpoint of satisfactorily producing polymer particles having a predetermined volume average particle diameter D50, by radical polymerization using a suspension polymerization method, It is preferred to polymerize the composition. In this radical polymerization, known additives such as dispersants and polymerization initiators can be used. Examples of such a known additive include those described in Japanese Patent No. 5573966.
[폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50][Volume average particle diameter D50 of polymer particles]
상술한 바와 같이 해서 얻어지는 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50은, 1μm 이상인 것이 필요하고, 10μm 이상인 것이 바람직하고, 50μm 이상인 것이 보다 바람직하고, 100μm 이상인 것이 더욱 바람직하고, 200μm 이상인 것이 특히 바람직하며, 2000μm 이하인 것이 바람직하고, 1800μm 이하인 것이 보다 바람직하고, 1000μm 이하인 것이 더욱 바람직하고, 500μm 이하인 것이 특히 바람직하다. 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50이 1μm 미만이면, 정극 합재층 중에 있어서 정극 활물질을 피복하는 공중합체의 층이 과도하게 얇아지기 때문에, 정극의 고전위 내구성을 확보할 수 없고, 또 정극의 필 강도도 저하된다. 한편, 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50이 2000μm 이하이면, 정극 합재층 중에 있어서 정극 활물질을 피복하는 공중합체의 층이 과도하게 두꺼워지는 일도 없고, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있다.The volume average particle diameter D50 of the polymer particles obtained as described above needs to be 1 占 퐉 or more, preferably 10 占 퐉 or more, more preferably 50 占 퐉 or more, further preferably 100 占 퐉 or more, particularly preferably 200 占 퐉 or more, More preferably 1800 占 퐉 or less, further preferably 1000 占 퐉 or less, and particularly preferably 500 占 퐉 or less. If the volume average particle diameter D50 of the polymer particles is less than 1 占 퐉, the high-potential durability of the positive electrode can not be ensured because the layer of the copolymer covering the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer becomes excessively thin, . On the other hand, if the volume average particle diameter D50 of the polymer particles is 2000 m or less, the internal resistance of the secondary battery can be reduced without increasing the thickness of the copolymer layer covering the positive electrode active material layer.
또한, 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50은, 폴리머 입자의 조제 조건(중합 농도, 중합 온도 및 교반 속도, 분산제, 중합 개시제 및 연쇄 이동제의 종류 및 양, 그리고 분무 건조의 분무 속도 및 건조 온도 등)을 조절함으로써 변경할 수 있다.The volume average particle diameter D50 of the polymer particles is determined by adjusting the preparation conditions of the polymer particles (polymerization concentration, polymerization temperature and stirring speed, kind and amount of dispersant, polymerization initiator and chain transfer agent, spraying rate of spray drying, Can be changed by adjusting.
그리고, 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50의 비가 0.1 이상인 것이 필요하고, 1 이상인 것이 바람직하고, 5 이상인 것이 보다 바람직하고, 10 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20 이상인 것이 특히 바람직하며, 200 이하인 것이 바람직하고, 100 이하인 것이 보다 바람직하고, 50 이하인 것이 더욱 바람직하다. 폴리머 입자의 정극 활물질에 대한 입자경 비가 0.1 미만이면, 정극 합재층 중에 있어서 정극 활물질을 피복하는 공중합체의 층이 과도하게 얇아지기 때문에, 정극의 고전위 내구성을 확보할 수 없고, 또 정극의 필 강도도 저하된다. 한편, 폴리머 입자의 정극 활물질에 대한 입자경 비가 200 이하이면, 정극 합재층 중에 있어서 정극 활물질을 피복하는 공중합체의 층이 과도하게 두꺼워지는 일도 없고, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있다.The ratio of the volume average particle diameter D50 of the polymer particles to the volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material is required to be 0.1 or more, preferably 1 or more, more preferably 5 or more, further preferably 10 or more, And is preferably 200 or less, more preferably 100 or less, and even more preferably 50 or less. If the particle size ratio of the polymer particles to the positive electrode active material is less than 0.1, the layer of the copolymer that covers the positive electrode active material in the positive electrode composite material layer becomes excessively thin, so that the high potential durability of the positive electrode can not be ensured, . On the other hand, if the particle diameter ratio of the polymer particles to the positive electrode active material is 200 or less, the internal resistance of the secondary battery can be reduced without increasing the thickness of the copolymer layer covering the positive electrode active material layer.
<정극 활물질>≪ Positive electrode active material &
정극 활물질은, 2차 전지의 정극에 있어서 전자를 주고받는 물질이다. 그리고, 예를 들어 리튬 이온 2차 전지용 정극 활물질로서는, 통상은, 리튬을 흡장 및 방출할 수 있는 물질을 사용한다. The positive electrode active material is a substance exchanging electrons at the positive electrode of the secondary battery. For example, as a positive electrode active material for a lithium ion secondary battery, a material capable of occluding and releasing lithium is generally used.
구체적으로는, 리튬 이온 2차 전지용 정극 활물질로서는, 특별히 한정되지 않고, 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2), 망간산 리튬(LiMn2O4), 리튬 함유 니켈 산화물(LiNiO2), Co-Ni-Mn의 리튬 함유 복합 산화물(Li(CoMnNi)O2), Ni-Mn-Al의 리튬 함유 복합 산화물, Ni-Co-Al의 리튬 함유 복합 산화물, 올리빈형 인산철 리튬(LiFePO4), 올리빈형 인산 망간 리튬(LiMnPO4), Li1+xMn2-xO4(0<X<2)로 나타내어지는 리튬 과잉의 스피넬 화합물, Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O2, LiNi0.5Mn1.5O4 등의 기지의 정극 활물질을 들 수 있다.Concretely, the positive electrode active material for a lithium ion secondary battery is not particularly limited, and lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ) (Li (CoMnNi) O 2 ) of Mn, a lithium-containing complex oxide of Ni-Mn-Al, a lithium-containing complex oxide of Ni-Co-Al, an olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) Lithium manganese lithium (LiMnPO 4 ), lithium excess spinel compound represented by Li 1 + x Mn 2 -x O 4 (0 <X <2), Li [Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56 ] O 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4, and the like.
상술한 중에서도, 2차 전지의 전지 용량 등을 향상시키는 관점에서는, 정극 활물질로서는, 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2), 리튬 함유 니켈 산화물(LiNiO2), Co-Ni-Mn의 리튬 함유 복합 산화물, Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O2 또는 LiNi0.5Mn1.5O4 를 사용하는 것이 바람직하고, 리튬 함유 코발트 산화물(LiCoO2), Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O2 또는 LiNi0.5Mn1.5O4 를 사용하는 것이 보다 바람직하다.Among the above, lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium-containing complex oxide of Co-Ni-Mn, and the like are preferable as the positive electrode active material from the viewpoint of improving the battery capacity and the like of the secondary battery. Li [Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56] O 2 , or LiNi 0.5 is preferred to use the Mn 1.5 O 4 and lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2), Li [Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56] O 2 , or LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 is more preferably used.
이들은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.These may be used alone or in combination of two or more.
정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50은, 상술한 폴리머 입자의 정극 활물질에 대한 입자경 비가 소정의 범위 내가 되면 특별히 한정되지 않지만, 0.1μm 이상 100μm 이하인 것이 바람직하다.The volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material is not particularly limited as long as the particle diameter ratio of the polymer particles to the positive electrode active material falls within a predetermined range, but is preferably 0.1 占 퐉 or more and 100 占 퐉 or less.
<도전재>≪ Conductive material &
도전재는, 정극 활물질끼리의 전기적 접촉을 확보하기 위한 것이다. 그리고, 도전재로서는, 카본 블랙(예를 들어, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙(등록상표), 퍼네이스 블랙 등), 그라파이트, 탄소 섬유, 카본 플레이크, 탄소 초단섬유(예를 들어, 카본 나노 튜브나 기상 성장 탄소 섬유 등) 등의 도전성 탄소 재료; 각종 금속의 파이버, 박 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 도전재로서는, 카본 블랙이 바람직하고, 아세틸렌 블랙이 보다 바람직하다. The conductive material is for securing electrical contact between the positive electrode active materials. Examples of the conductive material include carbon black (for example, acetylene black, Ketjenblack (registered trademark), furnace black, etc.), graphite, carbon fiber, carbon flake, carbon short- Grown carbon fiber, etc.), fiber of various metals, foil and the like can be used. Among them, carbon black is preferable as the conductive material, and acetylene black is more preferable.
이들은 1종 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.These may be used alone or in combination of two or more.
<분산매><Dispersion>
상술한 폴리머 입자, 정극 활물질 및 도전재를 건식 혼합한 후, 얻어지는 건식 혼합물에 첨가하는 분산매로서는 특별히 한정되지 않고, 유기 용매를 사용할 수 있다. 그리고, 유기 용매로서는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, n-부탄올, 이소부탄올, t-부탄올, 펜탄올, 헥사놀, 헵탄올, 옥탄올, 노난올, 데카놀, 아밀알코올 등의 알코올류, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르류, 디에틸에테르, 디옥산, 테트라히드로푸란 등의 에테르류, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 등의 아미드계 극성 유기용매, 톨루엔, 자일렌, 클로로벤젠, 오르토디클로로벤젠, 파라디클로로벤젠 등의 방향족 탄화수소류 등을 들 수 있다. 이들은, 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.The dispersion medium to be added to the dry mixture obtained by dry mixing the polymer particles, the positive electrode active material, and the conductive material is not particularly limited and an organic solvent may be used. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, hexanol, heptanol, Alcohols such as methanol and ethanol, alcohols such as acetone, methyl ethyl ketone and cyclohexanone, esters such as ethyl acetate and butyl acetate, ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran, N, N-dimethylform Amide and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP); and aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, chlorobenzene, orthodichlorobenzene, and paradichlorobenzene. These may be used singly or in combination of two or more kinds.
그 중에서도, 분산매로서는, NMP가 바람직하다.Among them, NMP is preferable as the dispersion medium.
<그 밖의 성분>≪ Other components >
본 발명의 슬러리 조성물의 제조 방법에 있어서는, 상술한 이외의 성분을 사용해도 된다. 그러한 다른 성분으로서는, 예를 들어, 상술한 공중합체 이외의 결착재를 포함하여 이루어지는 중합체 분말이나, 국제 공개 제2012/115096호에 기재된 보강재, 레벨링제, 점도 조정제, 전해액 첨가제 등의 기지의 첨가제를 들 수 있다. 이들 성분은, 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 그리고, 이들 그 밖의 성분의 첨가 시기는 특별히 한정되지 않고, 그 성상에 따라 어느 하나의 공정에 있어서 적당히 첨가하면 된다. 또 상술한 중합체 분말을 구성하는 결착재(중합체)의 성상은 임의이며, 예를 들어 유리 전이 온도가 40℃ 이하인 중합체를 사용할 수도 있다.In the method for producing the slurry composition of the present invention, other components than those described above may be used. Examples of such other components include polymer powder comprising a binder other than the above-mentioned copolymer, and known additives such as a reinforcing material, a leveling agent, a viscosity adjusting agent, and an electrolyte additive described in International Publication No. 2012/115096 . These components may be used singly or in combination of two or more in an arbitrary ratio. The timing of addition of these other components is not particularly limited, and may be suitably added in any one step according to the properties. The properties of the binder (polymer) constituting the above-mentioned polymer powder are optional, and for example, a polymer having a glass transition temperature of 40 캜 or lower may be used.
<조제 순서><Preparation order>
본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물에서는, 상술한 성분을 사용하여 슬러리 조성물을 조제한다. 구체적으로는, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 정극 활물질, 및 도전재를 건식 혼합하여 건식 혼합물을 얻는 공정(건식 혼합 공정)과, 건식 혼합 공정에서 얻어진 건식 혼합물과 분산매를 혼합하여 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻는 공정(분산매 혼합 공정)을 거쳐서, 슬러리 조성물을 조제한다.In the slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention, the above-mentioned components are used to prepare a slurry composition. Concretely, a process (dry mixing process) of dry-mixing the polymer particles for a positive electrode of a secondary battery, a positive electrode active material and a conductive material to obtain a dry mixture and a dry mixture obtained in a dry mixing process are mixed with a dispersion medium, The slurry composition is prepared through a step of obtaining a slurry composition for use (a dispersion medium mixing step).
[건식 혼합 공정][Dry mixing process]
먼저, 폴리머 입자와, 정극 활물질과, 도전재를, 혼합시의 혼합물의 고형분 농도가 90 질량% 초과인 상태에서 혼합(건식 혼합)하여, 건식 혼합물을 얻는다. 또한, 건식 혼합시의 혼합물의 고형분 농도는, 바람직하게는 95 질량% 이상, 보다 바람직하게는 97 질량% 이상이다. 건식 혼합에 있어서는, 각각 분체 상태에서, 의도적으로 물이나 유기 용매를 첨가하는 일 없이 혼합하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서, 건식 혼합시의 혼합물의 고형분 농도(%)는, 혼합 전의 혼합물을, 예를 들어, 품온 25℃의 약 3g의 측정 대상을 알루미늄 접시에 옮기고 정밀 칭량한(건조 전 질량) 후, 105℃의 건조기에서 24시간 건조시켜 수분을 휘발시키고, 그 후 데시케이터 내에서 25℃까지 냉각해 얻어진 건조물의 질량(건조 후 질량)을 정밀 칭량하여, 건조 후 질량을 건조 전 질량으로 나누고 100을 곱하는 것으로 얻을 수 있다.First, the polymer particles, the positive electrode active material, and the conductive material are mixed (dry mixed) in a state where the solid concentration of the mixture at the time of mixing exceeds 90% by mass to obtain a dry mixture. The solid content concentration of the mixture at the time of dry mixing is preferably 95% by mass or more, and more preferably 97% by mass or more. In the dry mixing, it is preferable to intentionally mix water or an organic solvent in the powder state without adding them. In the present invention, in the present invention, the solid content concentration (%) of the mixture at the time of dry mixing can be obtained by transferring the mixture before mixing, for example, about 3 g of a product having a temperature of 25 캜 to an aluminum dish and precisely weighing After drying, it was dried in a dryer at 105 ° C for 24 hours to volatilize the water. Thereafter, the mass of the dried material (after drying) obtained by cooling to 25 ° C in a desiccator was precisely weighed, And multiplying by 100.
건식 혼합의 혼합 방법은 특별히 한정되지 않지만, 혼합기를 사용하여 혼합하는 것이 바람직하다. 건식 혼합시에 사용하는 혼합기로서는, 건식 텀블러, 슈퍼 믹서, 헨셸 믹서, 플래쉬 믹서, 에어 블렌더, 플로우 제트 믹서, 드럼 믹서, 리보콘 믹서, 퍼그 믹서, 나우타 믹서, 리본 믹서, 스파르탄 류저, 뢰디게 믹서, 플래네터리 믹서를 들 수 있고, 나아가 스크루형 니더, 탈포 니더, 페인트 쉐이커 등의 장치, 가압 니더, 2개 롤 등의 혼련기도 들 수 있다. 상술한 장치 중에서 비교적 용이하게 사용할 수 있는 것으로서, 교반에 의한 분산이 가능한 플래네터리 믹서 등의 믹서류가 바람직하고, 플래네터리 믹서, 헨셸 믹서가 특히 바람직하다.The mixing method of dry mixing is not particularly limited, but it is preferable to mix using a mixer. Examples of the mixer used for dry mixing include a dry tumbler, a super mixer, a Henschel mixer, a flash mixer, an air blender, a flow jet mixer, a drum mixer, a Ribocon mixer, a Pug mixer, a Nauta mixer, a ribbon mixer, , A planetary mixer, and further kneading apparatuses such as a screw type kneader, a defoaming kneader, a paint shaker, a pressurized kneader, and a two-roll kneader. Mixers such as a planetary mixer capable of dispersing by stirring are preferable, and planetary mixers and Henschel mixers are particularly preferable among the above-mentioned devices, which can be relatively easily used.
건식 혼합의 혼합 시간은, 각 성분이 균일하게 혼합되면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어 바람직하게는 1분 이상, 보다 바람직하게는 2분 이상, 더욱 바람직하게는 10분 이상이며, 바람직하게는 60분 이하, 보다 바람직하게는 30분 이하, 더욱 바람직하게는 20분 이하이다. The mixing time of dry mixing is not particularly limited as long as each component is homogeneously mixed, but is preferably 1 minute or more, more preferably 2 minutes or more, still more preferably 10 minutes or more, and preferably 60 Min, more preferably not more than 30 minutes, further preferably not more than 20 minutes.
또 건식 혼합에 있어서, 폴리머 입자, 정극 활물질, 및 도전재의 첨가량 비는 특별히 한정되지 않는다.In the dry mixing, the addition amount ratio of the polymer particles, the positive electrode active material and the conductive material is not particularly limited.
예를 들어 폴리머 입자의 첨가량은, 정극 활물질 100 질량부당, 0.5 질량부 이상인 것이 바람직하고, 1 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 5 질량부 이하인 것이 바람직하고, 4 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 정극 활물질 100 질량부당의 폴리머 입자의 첨가량이 0.5 질량부 이상이면, 얻어지는 슬러리 조성물을 사용하여 형성되는 정극 합재층에 있어서 공중합체가 정극 활물질을 호적하게 피복하고, 정극의 고전위 내구성 및 필 강도를 충분히 확보할 수 있다. 한편, 정극 활물질 100 질량부당의 폴리머 입자의 배합량이 5 질량부 이하이면, 2차 전지의 내부 저항이 과도하게 상승하는 일도 없다.For example, the amount of the polymer particles added is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably 1 part by mass or more, and most preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 4 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the positive electrode active material. If the addition amount of the polymer particles per 100 parts by mass of the positive electrode active material is 0.5 parts by mass or more, the copolymer satisfactorily covers the positive electrode active material in the positive electrode composite material layer formed using the obtained slurry composition and the high- It can be ensured sufficiently. On the other hand, if the blending amount of the polymer particles per 100 parts by mass of the positive electrode active material is 5 parts by mass or less, the internal resistance of the secondary battery is not excessively increased.
그리고, 도전재의 첨가량은, 정극 활물질 100 질량부당, 1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 1.5 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 7 질량부 이하인 것이 바람직하고, 5 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다. 도전재의 첨가량이 상술한 범위 내이면, 얻어지는 슬러리 조성물을 사용하여 형성되는 정극 합재층 중에서 도전 패스가 양호하게 형성되어 2차 전지의 내부 저항을 저감시키면서, 정극의 고전위 내구성을 충분히 확보할 수 있다.The amount of the conductive material to be added is preferably at least 1 part by mass, more preferably at least 1.5 parts by mass, and most preferably at most 7 parts by mass, and most preferably at most 5 parts by mass per 100 parts by mass of the positive electrode active material. When the amount of the conductive material to be added is within the above-mentioned range, the conductive path is well formed in the positive electrode composite material layer formed by using the obtained slurry composition, so that the internal resistance of the secondary battery can be reduced and the high potential durability of the positive electrode can be sufficiently secured .
[분산매 혼합 공정][Dispersion Mixing Process]
이어서, 건식 혼합 공정을 거쳐 얻어진 건식 혼합물에 상술한 분산매를 첨가하고, 혼합함으로써 슬러리 조성물을 조제한다.Then, the above-mentioned dispersion medium is added to the dry mixture obtained through the dry mixing process and mixed to prepare a slurry composition.
건식 혼합물에 분산매를 첨가하는 방법은 특별히 한정되지 않고, 일괄 첨가여도 순차 첨가여도 되는데, 각 성분이 균일하게 분산된 슬러리 조성물을 얻는 관점에서는, 순차 첨가가 바람직하다.The method of adding the dispersion medium to the dry mixture is not particularly limited and may be added in a batch or in a sequential manner. In view of obtaining a slurry composition in which each component is uniformly dispersed, the sequential addition is preferable.
또 분산매 혼합 공정에 있어서의 분산매의 첨가량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 얻어지는 슬러리 조성물의 고형분 농도가, 바람직하게는 50 질량% 이상, 보다 바람직하게는 60 질량% 이상, 바람직하게는 80 질량% 이하, 보다 바람직하게는 75 질량% 이하가 되는 양으로, 분산매를 첨가한다.The amount of the dispersion medium to be added in the dispersion medium mixing step is not particularly limited. For example, the solid content concentration of the obtained slurry composition is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, and preferably 80% By mass or less, more preferably 75% by mass or less.
건식 혼합물과 분산매를 혼합하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 볼 밀, 샌드 밀, 비즈 밀, 안료 분산기, 뇌궤기, 초음파 분산기, 호모게나이저, 플래네터리 믹서, 필 믹스 등의 혼합기를 사용하여 건식 혼합물과 분산매를 혼합함으로써, 슬러리 조성물을 조제할 수 있다.The method of mixing the dry mixture and the dispersion medium is not particularly limited, and examples thereof include a mixer such as a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a brain ball, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, Can be used to prepare a slurry composition by mixing the dry mixture and the dispersion medium.
그리고, 분산매 혼합 공정에 있어서의 혼합 시간은, 건식 혼합물과 분산매가 균일하게 혼합되면 특별히 한정되지 않지만, 바람직하게는 1분 이상, 보다 바람직하게는 2분 이상, 더욱 바람직하게는 10분 이상이며, 바람직하게는 120분 이하, 보다 바람직하게는 90분 이하, 더욱 바람직하게는 60분 이하이다.The mixing time in the dispersion medium mixing step is not particularly limited as long as the dry mixture and the dispersion medium are homogeneously mixed, but is preferably 1 minute or more, more preferably 2 minutes or more, still more preferably 10 minutes or more, Preferably 120 minutes or less, more preferably 90 minutes or less, further preferably 60 minutes or less.
(2차 전지용 정극) (Positive electrode for secondary battery)
본 발명의 2차 전지용 정극은, 집전체와, 집전체 상에 형성된 정극 합재층을 구비하고, 정극 합재층은 상기 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 사용하여 형성되어 있다.The positive electrode for a secondary battery of the present invention comprises a current collector and a positive electrode composite material layer formed on the current collector, wherein the positive electrode material layer is a slurry composition for a secondary battery positive electrode obtained by the method for manufacturing the secondary battery positive electrode slurry composition As shown in Fig.
그리고, 본 발명의 2차 전지용 정극은, 본 발명의 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 사용해서 제작하고 있으므로, 고전위 내구성 및 필 강도가 우수하다. 그리고, 본 발명의 2차 전지용 정극은, 2차 전지의 내부 저항을 저감시킬 수 있고, 또 고전위에 장시간 노출된 경우여도, 2차 전지가 우수한 수명 특성을 발휘시킬 수 있다.The positive electrode for a secondary battery of the present invention is manufactured by using the slurry composition for a secondary battery positive electrode obtained by the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode of the present invention and therefore has excellent durability at high potential and high peel strength . Further, the positive electrode for a secondary battery of the present invention can reduce the internal resistance of the secondary battery, and even when the secondary battery is exposed to a long time for a long time, the secondary battery can exhibit excellent life characteristics.
<정극의 제조 방법>≪ Preparation method of positive electrode >
또한, 본 발명의 2차 전지용 정극은, 예를 들어, 상술한 슬러리 조성물을 집전체 상에 도포하는 공정(도포 공정)과, 집전체 상에 도포된 슬러리 조성물을 건조하여 집전체 상에 정극 합재층을 형성하는 공정(건조 공정)을 거쳐 제조된다. The positive electrode for a secondary battery according to the present invention can be obtained by, for example, a step of applying the above-described slurry composition onto a current collector (coating step), a step of drying the slurry composition applied on the current collector, (Drying step).
또한, 본 발명의 2차 전지용 정극은, 상술한 슬러리 조성물을 건조 조립해서 복합 입자를 조제하고, 당해 복합 입자를 사용하여 집전체 상에 정극 합재층을 형성하는 방법에 의해서도 제조할 수 있다.The positive electrode for a secondary battery of the present invention can also be produced by a method in which the above-mentioned slurry composition is dry-assembled to prepare composite particles, and the positive electrode composite material layer is formed on the current collector using the composite particles.
[도포 공정][Application step]
상기 슬러리 조성물을 집전체 상에 도포하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고 공지된 방법을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 도포 방법으로서는, 닥터 블레이드법, 딥법, 리버스 롤법, 다이렉트 롤법, 그라비아법, 익스트루젼법, 브러쉬 도포법 등을 사용할 수 있다. 이 때, 슬러리 조성물을 집전체의 편면에만 도포해도 되고, 양면에 도포해도 된다. 도포 후 건조 전의 집전체 상의 슬러리 막의 두께는, 건조해서 얻어지는 정극 합재층의 두께에 따라 적당히 설정할 수 있다.The method of applying the slurry composition onto the current collector is not particularly limited and a known method can be used. Specifically, as a coating method, a doctor blade method, a dipping method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method and the like can be used. At this time, the slurry composition may be applied to only one surface of the current collector, or may be applied to both surfaces. The thickness of the slurry film on the collector on the current collector after application and drying can be appropriately set in accordance with the thickness of the positive electrode composite material layer obtained by drying.
여기서, 슬러리 조성물을 도포하는 집전체로서는, 전기 도전성을 가지고, 또한, 전기 화학적으로 내구성이 있는 재료가 사용된다. 구체적으로는, 집전체로서는, 예를 들어, 철, 동, 알루미늄, 니켈, 스테인리스강, 티탄, 탄탈, 금, 백금 등으로 이루어지는 집전체를 사용할 수 있다. 그 중에서도, 정극으로 사용하는 집전체로서는, 알루미늄박이 특히 바람직하다. 또한, 상기 재료는, 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.Here, as the current collector to which the slurry composition is applied, a material having electric conductivity and electrochemically durable is used. Specifically, as the current collector, a current collector made of, for example, iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold or platinum can be used. Among them, an aluminum foil is particularly preferable as a collector used as a positive electrode. The above materials may be used singly or in combination of two or more in an arbitrary ratio.
[건조 공정][Drying process]
집전체 상의 슬러리 조성물을 건조하는 방법으로서는, 특별히 한정되지 않고 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어 온풍, 열풍, 저습풍에 의한 건조, 진공 건조, 적외선이나 전자선 등의 조사에 의한 건조법을 들 수 있다. 이와 같이 집전체 상의 슬러리 조성물을 건조함으로써, 집전체 상에 정극 합재층을 형성하여, 집전체와 정극 합재층을 구비하는 2차 전지용 정극을 얻을 수 있다.The method for drying the slurry composition on the current collector is not particularly limited and a known method can be used. For example, a drying method by hot air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, . By drying the slurry composition on the current collector in this way, a positive electrode composite material layer is formed on the current collector to obtain a positive electrode for a secondary battery having a current collector and a positive electrode material layer.
또한, 건조 공정 후, 금형 프레스 또는 롤 프레스 등을 사용하여 정극 합재층에 가압 처리를 가해도 된다. 가압 처리에 의해, 정극 합재층과 집전체의 밀착성을 향상시킬 수 있다. After the drying step, the positive electrode composite material layer may be subjected to pressure treatment using a die press or a roll press. By the pressure treatment, the adhesion between the positive electrode composite material layer and the current collector can be improved.
나아가, 정극 합재층이 경화성 중합체를 포함하는 경우에는, 정극 합재층의 형성 후에 상기 중합체를 경화시키는 것이 바람직하다. Furthermore, when the positive electrode composite material layer contains a curable polymer, it is preferable to cure the polymer after formation of the positive electrode composite material layer.
(2차 전지) (Secondary battery)
본 발명의 2차 전지는, 정극과, 부극과, 전해액과, 세퍼레이터를 구비하고, 정극으로서 본 발명의 2차 전지용 정극을 사용한 것이다. 그리고, 본 발명의 2차 전지는, 본 발명의 2차 전지용 정극을 구비하고 있으므로, 내부 저항의 상승이 억제되어 있고, 또 장시간 고전위(예를 들어, 4.4V 이상)에 노출된 경우여도, 수명 특성이 우수하다.The secondary battery of the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, an electrolyte, and a separator, and the positive electrode for a secondary battery of the present invention is used as the positive electrode. Further, since the secondary battery of the present invention is provided with the positive electrode for secondary battery of the present invention, the rise of the internal resistance is suppressed. Even when the secondary battery is exposed to a high potential for a long time (for example, 4.4V or more) Excellent lifetime characteristics.
<부극><Negative electrode>
부극으로서는, 기지의 부극을 사용할 수 있다. 구체적으로는, 부극으로서는, 예를 들어, 금속 리튬의 박판으로 이루어지는 부극이나, 부극 합재층을 집전체 상에 형성하여 이루어지는 부극을 사용할 수 있다.As the negative electrode, a known negative electrode can be used. Specifically, as the negative electrode, for example, a negative electrode comprising a thin metal plate of lithium, or a negative electrode comprising a negative electrode mixture layer formed on a current collector may be used.
또한, 집전체로서는, 철, 동, 알루미늄, 니켈, 스테인리스강, 티탄, 탄탈, 금, 백금 등의 금속 재료로 이루어지는 것을 사용할 수 있다. 또, 부극 합재층으로서는, 부극 활물질과 결착재를 포함하는 층을 사용할 수 있다. 나아가, 결착재로서는, 특별히 한정되지 않고, 임의의 기지의 재료를 사용할 수 있다.The current collector may be made of a metal material such as iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold or platinum. As the negative electrode composite material layer, a layer containing a negative electrode active material and a binder may be used. Further, the binder is not particularly limited, and any known material can be used.
<전해액><Electrolyte>
전해액으로서는, 통상, 유기 용매에 지지 전해질을 용해시킨 유기 전해액이 사용된다. 리튬 이온 2차 전지의 지지 전해질로서는, 예를 들어, 리튬염이 사용된다. 리튬염으로서는, 예를 들어, LiPF6, LiAsF6, LiBF4, LiSbF6, LiAlCl4, LiClO4, CF3SO3Li, C4F9SO3Li, CF3COOLi, (CF3CO)2NLi, (CF3SO2)2NLi, (C2F5SO2)NLi 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 용매에 녹기 쉬우며 높은 해리도를 나타내기 때문에 LiPF6, LiClO4, CF3SO3Li가 바람직하고, LiPF6가 특히 바람직하다. 또한, 전해질은 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다. 통상은, 해리도가 높은 지지 전해질을 사용할수록 리튬 이온 전도도가 높아지는 경향이 있으므로, 지지 전해질의 종류에 따라 리튬 이온 전도도를 조절할 수 있다.As the electrolytic solution, an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used. As the supporting electrolyte of the lithium ion secondary battery, for example, a lithium salt is used. As the lithium salt, e.g., LiPF 6, LiAsF 6, LiBF 4, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiClO 4, CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi, and the like (CF 3 SO 2) 2 NLi , (C 2 F 5 SO 2) NLi. Of these, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferable, and LiPF 6 is particularly preferable because it is easy to dissolve in a solvent and exhibits a high degree of dissociation. The electrolytes may be used singly or in combination of two or more in an arbitrary ratio. Generally, the lithium ion conductivity tends to increase with the use of a supporting electrolyte having a high degree of dissociation, so that the lithium ion conductivity can be controlled depending on the type of the supporting electrolyte.
전해액에 사용하는 유기 용매로서는, 지지 전해질을 용해할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 디메틸카보네이트(DMC), 에틸렌카보네이트(EC), 디에틸카보네이트(DEC), 프로필렌카보네이트(PC), 부틸렌카보네이트(BC), 에틸메틸카보네이트(EMC) 등의 카보네이트류; γ-부티로락톤, 포름산메틸 등의 에스테르류; 1,2-디메톡시에탄, 테트라히드로푸란 등의 에테르류; 술포란, 디메틸술폭시드 등의 함황 화합물류; 등이 호적하게 사용된다. 또 이들 용매의 혼합액을 사용해도 된다. 그 중에서도, 유전율이 높고, 안정적인 전위 영역이 넓으므로 카보네이트류를 사용하는 것이 바람직하고, 에틸렌카보네이트와 에틸메틸카보네이트와의 혼합물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. The organic solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte. Examples of the organic solvent include dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate Examples of the organic solvent include carbonates such as butylene carbonate (BC) and ethyl methyl carbonate (EMC), esters such as? -Butyrolactone and methyl formate, ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran, Sulfoxide compounds such as dimethyl sulfoxide and the like are preferably used. A mixed solution of these solvents may also be used. Among them, carbonates are preferably used because they have a high dielectric constant and a wide stable potential range, and it is more preferable to use a mixture of ethylene carbonate and ethylmethyl carbonate.
또한, 전해액 중의 전해질의 농도는 임의 조정할 수 있고, 예를 들어 0.5 ~ 15 질량%로 하는 것이 바람직하고, 2 ~ 13 질량%로 하는 것이 보다 바람직하며, 5 ~ 10 질량%로 하는 것이 더욱 바람직하다. 또, 전해액에는, 기지의 첨가제, 예를 들어 플루오로에틸렌카보네이트나 에틸메틸술폰 등을 첨가할 수 있다.The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution can be adjusted arbitrarily, and is preferably 0.5 to 15 mass%, more preferably 2 to 13 mass%, and more preferably 5 to 10 mass% . To the electrolytic solution, known additives such as fluoroethylene carbonate, ethylmethylsulfone and the like may be added.
<세퍼레이터><Separator>
세퍼레이터로서는, 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 일본 공개특허공보 2012-204303호에 기재된 것을 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 세퍼레이터 전체의 막 두께를 얇게 할 수 있고, 이로써, 2차 전지 내의 전극 활물질의 비율을 높게 하여 체적당 용량을 높게 할 수 있다는 점에서, 폴리올레핀계(폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부텐, 폴리염화비닐)의 수지로 이루어지는 미다공막이 바람직하다.The separator is not particularly limited, and for example, those described in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2012-204303 can be used. Among them, polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutene, poly (ethylene terephthalate), polybutylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polybutylene terephthalate, Polyvinyl chloride) resin is preferable.
<2차 전지의 제조 방법><Manufacturing Method of Secondary Battery>
본 발명의 2차 전지는, 예를 들어, 정극과, 부극을, 세퍼레이터를 개재시켜 겹치고, 이것을 필요에 따라 전지 형상에 따라 감기, 접기 등을 하여 전지 용기에 넣고, 전지 용기에 전해액을 주입하고 봉구함으로써 제조할 수 있다. 2차 전지의 내부 압력 상승, 과충방전 등의 발생을 방지하기 위해서, 필요에 따라, 퓨즈, PTC 소자 등의 과전류 방지 소자, 익스팬드 메탈, 리드판 등을 설치해도 된다. 2차 전지의 형상은 예를 들면, 코인형, 버튼형, 시트형, 원통형, 각형, 편평형 등 어느 것이어도 된다.In the secondary battery of the present invention, for example, the positive electrode and the negative electrode are overlapped with each other with a separator interposed therebetween. The battery is wound into a battery container by winding or folding according to the necessity, It can be manufactured by punching. An overcurrent prevention element such as a fuse, a PTC element, an expanded metal, a lead plate, or the like may be provided as necessary in order to prevent internal pressure rise and overcharge discharge of the secondary battery from occurring. The shape of the secondary battery may be, for example, a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, or a flat shape.
실시예Example
이하, 본 발명에 대해서 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 설명에 있어서 양을 나타내는 「%」 및 「부」는 특별히 언급하지 않는 한, 질량 기준이다. Hereinafter, the present invention will be described concretely based on examples, but the present invention is not limited to these examples. In the following description, "% " and " part " representing amounts are on a mass basis unless otherwise specified.
또, 복수 종류의 단량체를 공중합하여 제조되는 중합체에 있어서, 어떤 단량체를 중합하여 형성되는 구조 단위의 상기 중합체에 있어서의 비율은, 별도로 언급하지 않는 한, 통상은 그 중합체의 중합에 사용하는 전체 단량체에서 차지하는 당해 어떤 단량체의 비율(투입 비)과 일치한다.In the polymer produced by copolymerizing a plurality of kinds of monomers, the proportion of the structural units formed by polymerizing certain monomers in the polymer is generally, unless otherwise specified, (Input ratio) of the monomer to the total amount of the monomer.
그리고, 실시예 및 비교예에 있어서, 각 입자의 체적 평균 입자경 D50, 공중합체의 분자량(중량 평균 분자량, 수평균 분자량, 분자량 분포) 및 유리 전이 온도, 정극의 필 강도 및 고전위 내구성, 그리고 2차 전지의 내부 저항은, 하기 방법으로 측정 및 평가했다.In the Examples and Comparative Examples, the volume average particle diameter D50 of each particle, the molecular weight (weight average molecular weight, number average molecular weight, molecular weight distribution) and glass transition temperature of the copolymer, the peel strength and high- The internal resistance of the secondary battery was measured and evaluated by the following method.
<체적 평균 입자경 D50>≪ Volume average particle diameter D50 &
레이저 회절·산란식 입자경 분포 측정 장치(닛키소사제, 「마이크로트럭 MT3200II」)를 사용하여 건식 측정된 입자경 분포에 있어서, 소경측에서부터 계산한 누적 체적이 50%가 되는 입자경으로서 구했다.Was determined as a particle diameter at which the cumulative volume calculated from the small diameter side was 50% in a dry particle size distribution using a laser diffraction scattering particle size distribution measuring apparatus ("Microtruck MT3200II" manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
<분자량><Molecular Weight>
폴리머 입자에 포함되는 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)을, 농도 10mM의 LiBr-DMF 용액을 사용하여, 하기의 측정 조건에서 겔 침투 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정하고, 아울러 분자량 분포(Mw/Mn)를 산출했다.The weight average molecular weight (Mw) and the number average molecular weight (Mn) of the copolymer contained in the polymer particles were measured by gel permeation chromatography (GPC) using a 10 mM LiBr-DMF solution under the following measurement conditions , And the molecular weight distribution (Mw / Mn) was calculated.
· 분리 칼럼: Shodex KD-806M(쇼와전공주식회사제)· Separation column: Shodex KD-806M (manufactured by Showa Denko KK)
· 검출기: 시차굴절계 검출기 RID-10A(주식회사 시마즈제작소제)· Detector: differential refractometer detector RID-10A (manufactured by Shimadzu Corporation)
· 용리액의 유속: 0.3mL/분· Flow rate of eluent: 0.3 mL / min
· 칼럼 온도: 40℃· Column temperature: 40 DEG C
· 표준 폴리머: TSK 표준 폴리스티렌(토소주식회사제)· Standard Polymer: TSK standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
<유리 전이 온도><Glass transition temperature>
폴리머 입자를 성형하여 두께 1±0.3mm의 필름을 얻었다. 이 필름을, 120℃의 열풍 오븐에서 1시간 건조시켰다. 그 후, 건조시킨 필름을 샘플로 해서 JIS K7121에 준해, 측정 온도 -100℃ 이상 180℃ 이하, 승온 속도 5℃/분의 조건 하, DSC6220SII(시차주사 열량 분석계, 나노테크놀로지사제)를 사용하여, 폴리머 입자에 포함되는 공중합체의 유리 전이 온도(℃)를 측정했다.Polymer particles were molded to obtain a film having a thickness of 1 占 0.3 mm. The film was dried in a hot air oven at 120 캜 for 1 hour. Thereafter, using a dried film as a sample and using a DSC6220SII (differential scanning calorimeter, manufactured by Nanotechnology) under the conditions of a measurement temperature of -100 DEG C to 180 DEG C and a temperature rise rate of 5 DEG C / min according to JIS K7121, The glass transition temperature (占 폚) of the copolymer contained in the polymer particles was measured.
<필 강도><Peel Strength>
실시예 및 비교예에서 제작한 정극을, 폭 1.0cm×길이 10cm의 사각형으로 잘라 시험편으로 했다. 그리고, 시험편의 정극 합재층측의 표면에 셀로판 테이프를 붙였다. 이 때, 셀로판 테이프는 JIS Z1522에 규정되는 것을 사용했다. 그 후, 셀로판 테이프를 시험대에 고정한 상태로 시험편을 일단 측에서부터 50mm/분의 속도로 타단 측을 향하여 박리시킨 때의 응력을 측정했다. 측정을 10회 실시하고, 응력의 평균치를 구하여, 이것을 필 강도로 해서 이하의 기준으로 평가했다. 필 강도가 클수록 집전체에 대한 정극 합재층의 밀착성이 우수하다는 것을 나타낸다.The positive electrodes prepared in Examples and Comparative Examples were cut into squares having a width of 1.0 cm and a length of 10 cm to prepare test pieces. Then, a cellophane tape was attached to the surface of the positive electrode mixture layer side of the test piece. At this time, the cellophane tape specified in JIS Z1522 was used. Thereafter, the stress was measured when the test piece was peeled from the one end side toward the other end side at a speed of 50 mm / min while the cellophane tape was fixed to the test stand. The measurement was carried out 10 times, and an average value of the stress was obtained. The stress was evaluated on the basis of the following criteria. The larger the fill strength, the better the adhesion of the positive electrode composite layer to the current collector.
A: 필 강도가 50 N/m 이상 A: Peel strength of 50 N / m or more
B: 필 강도가 10 N/m 이상 50 N/m 미만 B: Peel strength of 10 N / m or more and less than 50 N / m
C: 필 강도가 10 N/m 미만C: Peel strength less than 10 N / m
<고전위 내구성><High potential durability>
실시예 및 비교예에서 제작한 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을, 콤마 코터로 집전체로서의 알루미늄박(두께 20μm) 상에 건조 후의 단위 면적당 중량이 20mg/cm2가 되도록 도포하고, 90℃에서 20분, 120℃에서 20분간 건조 후, 다시 진공 하에서 60℃에서 10시간 가열 처리하여, 집전체 상에 정극 합재층을 구비하는 정극을 얻었다.The slurry composition for a secondary battery positive electrode prepared in Examples and Comparative Examples was coated on an aluminum foil (20 μm thick) as a current collector with a comma coater so that the weight per unit area after drying was 20 mg / cm 2 , Minute at 120 캜 for 20 minutes, and further heat-treated at 60 캜 for 10 hours under vacuum to obtain a positive electrode having a positive electrode composite layer on the current collector.
이 정극을 직경 12mm의 원형으로 오려내고, 당해 오려낸 정극의 정극 합재층 측에, 원형 폴리프로필렌제 다공막(직경 18mm, 두께 25μm), 금속 리튬(직경 14mm), 그리고 익스팬드 메탈을 이 순서로 적층하여, 적층체를 얻었다. 이 적층체를, 폴리프로필렌제 패킹을 설치한 스테인리스강제의 코인형 외장 용기(직경 20mm, 높이 1.8mm, 스테인리스강 두께 0.25mm) 중에 수납했다. 이 용기 중에 전해액(농도 1.0M의 LiPF6 용액(용매는, 에틸렌카보네이트/에틸메틸카보네이트=3/7(중량비)의 혼합 용매))을 공기가 남아 있지 않도록 주입했다. 전해액의 주입 후, 폴리프로필렌제 패킹을 개재하여 외장 용기에 두께 0.2mm의 스테인리스강 캡을 씌워 고정하고, 전지 캔을 봉지시켜 직경 20mm, 두께 약 2mm의 코인 셀을 제조했다. This positive electrode was cut into a circular shape having a diameter of 12 mm and a circular polypropylene porous film (diameter 18 mm, thickness 25 占 퐉), metal lithium (diameter 14 mm), and expanded metal were formed in this order on the positive electrode composite material layer side of the cut- To obtain a laminate. This laminate was housed in a stainless steel coin-shaped outer container (20 mm in diameter, 1.8 mm in height, and 0.25 mm in thickness of stainless steel) provided with a polypropylene packing. An electrolytic solution (LiPF 6 solution having a concentration of 1.0 M (solvent: a mixed solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 3/7 (weight ratio))) was injected into the vessel so that no air remained. After injecting the electrolyte solution, a stainless steel cap having a thickness of 0.2 mm was put on the outer container through a packing made of polypropylene and fixed, and the battery can was sealed to prepare a coin cell having a diameter of 20 mm and a thickness of about 2 mm.
얻어진 코인 셀에, 25℃의 분위기 하, 4.4V의 전압을 10시간 인가했다. 10시간 후에 흐르는 정극 합재층의 단위 질량당 전류 밀도(mA/g)를 구해서, 산화 전류 밀도로 했다. 산화 전류 밀도가 작을수록, 고전위 내구성이 높은 공중합체가 양호하게 정극 활물질에 피복되어, 고전압을 인가했을 때의 정극 활물질 표면의 산화 반응, 및 정극 활물질 표면 근방의 전해액의 산화 반응이 억제되어 있는 것을 의미하며, 즉 정극이 고전위 내구성이 우수한 것을 나타낸다.A voltage of 4.4 V was applied to the obtained coin cell in an atmosphere of 25 캜 for 10 hours. The current density per unit mass (mA / g) of the positive electrode composite material layer flowing after 10 hours was obtained as the oxidation current density. The smaller the oxidation current density is, the more excellent the high-durability copolymer is coated with the positive electrode active material, and the oxidation reaction of the surface of the positive electrode active material when the high voltage is applied and the oxidation reaction of the electrolyte near the surface of the positive electrode active material are suppressed , That is, the positive electrode shows excellent high-potential durability.
A: 산화 전류 밀도가 0.2mA/g 미만 A: The oxidation current density is less than 0.2 mA / g
B: 산화 전류 밀도가 0.2mA/g 이상 0.3mA/g 미만 B: oxidation current density of 0.2 mA / g or more and less than 0.3 mA / g
C: 산화 전류 밀도가 0.3mA/g 이상 0.4mA/g 미만 C: Oxidation current density of 0.3 mA / g or more and less than 0.4 mA / g
D: 산화 전류 밀도가 0.4mA/g 이상 0.5mA/g 미만 D: oxidation current density of 0.4 mA / g or more and less than 0.5 mA / g
E: 산화 전류 밀도가 0.5mA/g 이상E: oxidation current density of 0.5 mA / g or more
<내부 저항><Internal resistance>
2차 전지의 내부 저항을 평가하기 위해서, 이하와 같이 하여 IV 저항을 측정했다. 25℃ 분위기 하, 1C(C는 정격 용량(mA)/1h(시간)로 나타내어지는 수치)로 SOC(State Of Charge: 충전 심도)의 50%까지 충전한 후, SOC의 50%를 중심으로 해서 0.5C, 1.0C, 1.5C, 2.0C로 20초간 충전과 20초간 방전을 각각 실시했다. 각각의 경우(충전 측 및 방전 측)에 있어서의 20초 후의 전지 전압을 전류값에 대해 플롯하여, 그 기울기를 IV 저항(Ω)(충전시 IV 저항 및 방전시 IV 저항)으로서 구했다. 얻어진 IV 저항의 값(Ω)에 대해, 이하의 기준으로 평가했다. IV 저항의 값이 작을수록, 내부 저항이 적은 것을 나타낸다.In order to evaluate the internal resistance of the secondary battery, the IV resistance was measured as follows. After charging to 50% of SOC (State of Charge) at a temperature of 25 ° C at 1C (C is a value expressed by rated capacity (mA) / 1h (hour)), 0.5C, 1.0C, 1.5C, and 2.0C for 20 seconds and discharge for 20 seconds, respectively. The battery voltage after 20 seconds in each case (charging side and discharging side) was plotted against the current value, and the slope thereof was obtained as IV resistance (?) (IV resistance at charging and IV resistance at discharging). The value (Ω) of the obtained IV resistance was evaluated according to the following criteria. The smaller the value of the IV resistance is, the smaller the internal resistance is.
A: IV 저항이 2.0Ω 이하 A: IV resistance is 2.0Ω or less
B: IV 저항이 2.0Ω 초과 2.3Ω 이하 B: IV resistance is more than 2.0Ω and less than 2.3Ω
C: IV 저항이 2.3Ω 초과 2.5Ω 이하 C: IV resistance is more than 2.3Ω and less than 2.5Ω
D: IV 저항이 2.5Ω 초과 3.0Ω 이하 D: IV resistance is more than 2.5Ω and less than 3.0Ω
E: IV 저항이 3.0Ω 초과E: IV resistance exceeds 3.0Ω
(실시예 1)(Example 1)
<2차 전지 정극용 폴리머 입자의 조제>≪ Preparation of Polymer Particle for Secondary Battery Positive Electrode >
교반기, 온도계, 냉각관 및 질소 가스 도입관을 장비한 내압 용기에, 이온 교환수 400부를 투입하고, 완만히 교반기를 회전하면서 감압(-600 mmHg)과 질소 가스에 의한 상압화를 3회 반복하고, 반응 용기의 기상 부분의 산소 농도가 1% 이하인 것 및 수중 용존 산소가 1ppm 이하인 것을, 용존 산소계를 사용하여 확인했다. 그 후, 분산제로서 부분 비누화 폴리비닐알코올(닛폰합성화학공업사제, 「고세놀 GH-20」(비누화도 86.5mol% ~ 89.0mol%)) 0.2부를 서서히 투입해서 잘 분산시킨 후, 60℃까지 승온하면서 교반을 계속해, 30분간 유지하여 부분 비누화 폴리비닐알코올을 용해시켰다. 400 parts of ion-exchanged water was charged into a pressure-resistant container equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube and a nitrogen gas introducing tube, and the pressure was reduced three times with reduced pressure (-600 mmHg) and nitrogen gas while gently rotating the stirrer, The oxygen concentration in the gas phase portion of the reaction vessel was 1% or less and the dissolved oxygen in the water was 1 ppm or less was confirmed by using a dissolved oxygen meter. Thereafter, 0.2 part of partially saponified polyvinyl alcohol (GOSENOL GH-20, manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) (degree of saponification 86.5 mol% to 89.0 mol%) as a dispersant was slowly added thereto and dispersed well. The stirring was continued, and the partial saponification polyvinyl alcohol was dissolved for 30 minutes.
계속해서, 질소 가스 통기량 0.5ml/분의 조건 하에서, 니트릴기 함유 단량체로서 아크릴로니트릴 85부, 친수성기 함유 단량체로서 메타크릴산 5부, 연쇄 이동제로서 t-도데실메르캅탄 0.2부를 투입하고, 교반 혼합하여 60±2℃로 유지했다. 여기에, 유용성(油溶性) 중합 개시제인 1,1-아조비스(1-아세톡시-1-페닐에탄)(오오츠카화학사제, 「OTAZO-15」; 약칭 OT아조-15) 0.4부를 니트릴기 함유 단량체인 아크릴로니트릴 10부에 용해한 액을 첨가하여, 반응을 개시했다. 60±2℃에서 3시간 반응을 진행시킨 후, 나아가 70±2℃에서 2시간 반응을 계속하고, 다시 80±2℃에서 2시간 반응을 진행시켰다. 그 후, 40℃ 이하까지 냉각하여, 공중합체를 포함하는 폴리머 입자를 얻었다. 얻어진 폴리머 입자를 200메시의 여과포에 회수하고, 이온 교환수 100부로 3회 세정한 후, 70℃에서 12시간 감압 건조시켜 단리 및 정제했다(회수율 70%). 이 단리 및 정제 후의 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50, 그리고 폴리머 입자를 구성하는 공중합체의 분자량(중량 평균 분자량, 수평균 분자량, 분자량 분포) 및 유리 전이 온도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Subsequently, 85 parts of acrylonitrile as a nitrile group-containing monomer, 5 parts of methacrylic acid as a monomer containing a hydrophilic group and 0.2 part of t-dodecylmercaptan as a chain transfer agent were introduced under the conditions of a nitrogen gas aeration rate of 0.5 ml / And the mixture was stirred and maintained at 60 ± 2 ° C. 0.4 part of 1,1-azobis (1-acetoxy-1-phenylethane) ("OTAZO-15" manufactured by OTSUKA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD .; abbreviated as OT Azo-15), which is an oil- The solution dissolved in 10 parts of acrylonitrile as a monomer was added to initiate the reaction. The reaction was allowed to proceed at 60 ± 2 ° C for 3 hours, followed by further reaction at 70 ± 2 ° C for 2 hours and then at 80 ± 2 ° C for 2 hours. Thereafter, the mixture was cooled to 40 DEG C or lower to obtain polymer particles containing a copolymer. The obtained polymer particles were recovered in a filter cloth of 200 mesh, washed three times with 100 parts of ion-exchanged water, and then dried under reduced pressure at 70 캜 for 12 hours to recover and recover (70% recovery). The volume average particle diameter D50 of the polymer particles after the isolation and purification and the molecular weight (weight average molecular weight, number average molecular weight, molecular weight distribution) and the glass transition temperature of the copolymer constituting the polymer particles were measured. The results are shown in Table 1.
<2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 조제>≪ Preparation of slurry composition for secondary battery positive electrode &
정극 활물질로서의 층상 구조를 갖는 삼원계 활물질(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)(체적 평균 입자경 D50: 10μm) 100부와, 도전재로서의 아세틸렌 블랙(덴카 블랙 가루: 덴키화학공업, 비표면적 68m2/g, 개수 평균 입자경 35nm) 3.0부와, 상술한 폴리머 입자 2.0부를 플래네터리 믹서에 투입하고, 교반 날개의 회전수 5rpm, 고형분 농도 90% 초과로 20분간 건식 혼합하여, 건식 혼합물을 얻었다(건식 혼합 공정). 얻어진 건식 혼합물에, 분산매로서 적당량의 NMP를 순차 첨가하면서, 20분간 혼합함으로써, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻었다(분산매 혼합 공정). 또한, 얻어진 슬러리 조성물의 고형분 농도는 70 질량%이며, JIS Z8803:1991에 준해 B형 점도계로 측정한 60rpm에서의 점도는 4400mPa·s(25℃, 스핀들 형상: 4)이었다. 그리고, 이 슬러리 조성물을 사용하여, 정극의 고전위 내구성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다. Ternary active material having a layered structure as positive electrode active material (LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2) ( volume average particle diameter D50: 10μm) 100 part and the conductive acetylene black (Denka Black powder as a material: Denki Chemical Co., a specific surface area of 68m 2 / g, number average particle diameter 35 nm) and 2.0 parts of the polymer particles described above were put in a planetary mixer and dry mixed at a rotation speed of 5 rpm and a solid content concentration of more than 90% for 20 minutes to obtain a dry mixture Dry mixing process). The resulting dry mixture was mixed for 20 minutes while a proper amount of NMP was added as a dispersion medium in succession to obtain a secondary battery positive electrode slurry composition (dispersion medium mixing step). The solid content concentration of the obtained slurry composition was 70% by mass, and the viscosity at 60 rpm as measured by a B-type viscometer according to JIS Z8803: 1991 was 4400 mPa 占 퐏 (25 占 폚, spindle shape: 4). The slurry composition was used to evaluate the high-potential durability of the positive electrode. The results are shown in Table 1.
<2차 전지용 정극의 제작>≪ Preparation of positive electrode for secondary battery &
집전체로서 두께 20μm의 알루미늄박을 준비했다. 그리고, 상술한 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 알루미늄박의 편면에 건조 후의 도포량이 20mg/cm2가 되도록 도포하고, 90℃에서 20분, 120℃에서 20분간 건조했다. 그 후, 다시 60℃에서 10시간 가열 처리하여, 정극 원단을 얻었다. 이 정극 원단을 롤 프레스로 압연해서, 밀도가 3.2g/cm3의 정극 합재층과 알루미늄박으로 이루어지는, 두께 70μm의 정극을 제작했다. 얻어진 정극을 사용하여, 정극의 필 강도를 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.An aluminum foil having a thickness of 20 mu m was prepared as a current collector. The slurry composition for a secondary battery positive electrode was applied to one surface of an aluminum foil so that the coating amount after drying was 20 mg / cm 2 , and dried at 90 캜 for 20 minutes and then at 120 캜 for 20 minutes. Thereafter, it was further heat-treated at 60 DEG C for 10 hours to obtain a positive electrode cloth. The positive electrode was rolled by a roll press to produce a positive electrode having a thickness of 70 탆 and composed of a positive electrode mixture layer having a density of 3.2 g / cm 3 and an aluminum foil. The obtained positive electrode was used to evaluate the peel strength of the positive electrode. The results are shown in Table 1.
<2차 전지용 부극의 제작><Fabrication of negative electrode for secondary battery>
디스퍼가 장착된 플래네터리 믹서에, 부극 활물질로서 인조 흑연(체적 평균 입자경 D50: 24.5μm, 비표면적 4m2/g) 100부와, 분산제로서 카르복시메틸셀룰로오스의 1% 수용액(다이이치공업제약제, 「BSH-12」)을 고형분 상당으로 1부 가하고, 이온 교환수로 고형분 농도 55%로 조정한 후, 25℃에서 60분 혼합했다. 그리고, 이온 교환수로 고형분 농도 52%로 조정한 후, 다시 25℃에서 15분 혼합해서 혼합액을 얻었다. 이 혼합액에, 결착재로서의 스티렌-부타디엔 공중합체(유리 전이 온도: -15℃)의 40% 수분산액을 고형분 상당량으로 1.0부 및 이온 교환수를 가해 최종 고형분 농도가 50%가 되도록 조정하고, 10분간 더 혼합했다. 이것을 감압 하에서 탈포 처리해서, 유동성이 좋은 2차 전지 부극용 슬러리 조성물을 얻었다.100 parts of artificial graphite (volume average particle diameter D50: 24.5 mu m, specific surface area 4 m < 2 > / g) as a negative electrode active material and 1% aqueous solution of carboxymethylcellulose (available from Daiichi Kogyo Pharmaceutical Co., , &Quot; BSH-12 ") was added in an amount of 1 part in terms of solid content, adjusted to a solid content concentration of 55% by ion exchange water, and then mixed at 25 DEG C for 60 minutes. Then, the mixture was adjusted to a solid content concentration of 52% with ion-exchanged water and mixed again at 25 캜 for 15 minutes to obtain a mixed solution. To this mixed solution, a 40% aqueous dispersion of a styrene-butadiene copolymer (glass transition temperature: -15 占 폚) as a binder was added in an amount of 1.0 part in terms of solid content and ion-exchanged water so as to have a final solid concentration of 50% Mix for a few minutes. This was degassed under a reduced pressure to obtain a slurry composition for secondary battery negative electrode having good flowability.
상기 2차 전지 부극용 슬러리 조성물을, 콤마 코터로, 집전체인 두께 20μm의 동박 상에, 건조 후의 막 두께가 150μm 정도가 되도록 도포하고 건조시켰다. 이 건조는, 동박을 0.5m/분의 속도로 60℃의 오븐 내를 2분간 걸쳐 반송함으로써 실시했다. 그 후, 120℃에서 2분간 가열 처리해 부극 원단을 얻었다. 이 부극 원단을 롤 프레스로 압연하여, 부극 합재층의 두께가 80μm인 부극을 제작했다.The slurry composition for a secondary battery negative electrode was coated on a copper foil having a thickness of 20 mu m as a current collector with a comma coater so as to have a thickness of about 150 mu m after drying and dried. This drying was carried out by conveying the copper foil in an oven at 60 캜 for 2 minutes at a speed of 0.5 m / min. Thereafter, the resultant was heat-treated at 120 DEG C for 2 minutes to obtain a negative electrode cloth. The fabricated negative electrode was rolled by a roll press to produce a negative electrode having a thickness of 80 m as the negative electrode composite material layer.
<세퍼레이터의 준비><Preparation of Separator>
단층의 폴리프로필렌제 세퍼레이터(폭 65mm, 길이 500mm, 두께 25μm, 건식법에 의해 제조, 기공율 55%)를, 5cm×5cm의 정방형으로 오려냈다.A single-layer polypropylene separator (65 mm wide, 500 mm long, 25 탆 thick, manufactured by the dry method, porosity of 55%) was cut into a square of 5 cm x 5 cm.
<2차 전지의 제조>≪ Preparation of Secondary Battery >
전지의 외장으로서, 알루미늄 포재 외장을 준비했다. 상기에서 얻어진 정극을, 4cm×4cm의 정방형으로 잘라내어, 집전체 측의 표면이 알루미늄 포재 외장에 접하도록 배치했다. 이어서, 정극의 정극 합재층의 면 위에, 상기에서 얻어진 5cm×5cm의 정방형의 세퍼레이터를 배치했다. 나아가, 상기에서 얻어진 부극을, 4.2cm×4.2cm의 정방형으로 잘라내어, 이것을 세퍼레이터 위에, 부극 합재층 측의 표면이 세퍼레이터를 마주보도록 배치했다. 그리고, 전해액(농도 1.0M의 LiPF6 용액(용매는, 에틸렌카보네이트/에틸메틸카보네이트=3/7(중량 비)의 혼합 용매, 첨가제로서 비닐렌카보네이트 1.5 체적%(용매 비)를 첨가))을 충전했다. 나아가, 알루미늄 포재 외장의 개구를 밀봉하기 위해서, 150℃의 히트시일을 해서 알루미늄 포재 외장을 폐구하여, 리튬 이온 2차 전지를 제조했다. 얻어진 리튬 이온 2차 전지를 사용하여, 내부 저항을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.As an exterior of the battery, an aluminum-coated exterior was prepared. The positive electrode thus obtained was cut out into a square of 4 cm x 4 cm, and the surface of the collector side was placed so as to be in contact with the aluminum-covered sheath. Subsequently, a 5 cm x 5 cm square separator obtained above was placed on the surface of the positive electrode composite material layer of the positive electrode. Further, the negative electrode thus obtained was cut into a square of 4.2 cm x 4.2 cm, placed on the separator, and the surface on the negative electrode composite material layer side was disposed so as to face the separator. Then, an electrolytic solution (a mixed solvent of a 1.0 M LiPF 6 solution (solvent: ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 3/7 (weight ratio) and 1.5 vol.% (Solvent ratio) of vinylene carbonate as an additive) Charged. Further, in order to seal the openings of the aluminum-covered sheath, the aluminum-covered sheath was subjected to heat sealing at 150 ° C to obtain a lithium ion secondary battery. Using the obtained lithium ion secondary battery, the internal resistance was evaluated. The results are shown in Table 1.
(실시예 2, 3) (Examples 2 and 3)
폴리머 입자의 조제 시에, 분산제로서의 부분 비누화 폴리비닐알코올의 양을 각각 0.1부, 2.0부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물, 2차 전지용 정극, 2차 전지용 부극 및 2차 전지를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Except that the amount of the partially saponified polyvinyl alcohol as the dispersing agent was changed to 0.1 part and 2.0 parts, respectively, at the time of preparation of the polymer particles, the polymer particles for the secondary battery positive electrode, the slurry for the positive electrode of the secondary battery A positive electrode for a secondary battery, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery were prepared, and evaluation was carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(실시예 4 ~ 6) (Examples 4 to 6)
폴리머 입자의 조제 시에, 각각 표 1에 기재된 단량체를 당해 표에 나타내는 비율로 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물, 2차 전지용 정극, 2차 전지용 부극 및 2차 전지를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Polymer particles for a secondary battery positive electrode, slurry composition for a positive electrode of a secondary battery, and secondary particles for a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomers described in Table 1 were used in the respective ratios in preparing the polymer particles. A positive electrode for a battery, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
또한, 실시예 6에 있어서는, (메트)아크릴산에스테르 단량체로서, 2-에틸헥실아크릴레이트를 사용했다.Further, in Example 6, 2-ethylhexyl acrylate was used as the (meth) acrylic acid ester monomer.
(실시예 7) (Example 7)
폴리머 입자의 조제 시에, 연쇄 이동제로서의 t-도데실메르캅탄의 양을 0.1부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물, 2차 전지용 정극, 2차 전지용 부극 및 2차 전지를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Except that the amount of t-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent was changed to 0.1 part at the time of preparation of the polymer particles, the polymer particles for the secondary battery positive electrode, the slurry composition for the secondary battery positive electrode, A positive electrode for a secondary battery, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(비교예 1) (Comparative Example 1)
폴리머 입자로서, 폴리불화비닐리덴으로 이루어지는 입자(체적 평균 입자경 D50: 300μm)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물, 2차 전지용 정극, 2차 전지용 부극 및 2차 전지를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.A polymer particle for a secondary battery positive electrode, a slurry composition for a positive electrode of a secondary battery, and a secondary particle for a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that polyvinylidene fluoride particles (volume average particle diameter D50: A positive electrode for a battery, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(비교예 2)(Comparative Example 2)
<2차 전지 정극용 바니쉬의 조제><Preparation of Varnish for Secondary Battery Positive Electrode>
교반기, 온도계, 냉각관 및 질소 가스 도입관을 장비한 내압 용기에, 실시예 1에서 얻어진 폴리머 입자 100부와, NMP 1800부를 투입하고, 극미량(200ml/분)의 질소 가스 통기 하, 교반하면서 80±2℃로 승온하고, 3시간 유지했다. 그리고 함유 수분을 제거하기 위해, 85±2℃, 감압 하(25torr 이하)에서, 수분율이 1000ppm 이하가 될 때까지 교반 용해를 실시했다. 그 후 40℃ 이하까지 냉각하고, 100μm 여과 필터로 여과를 실시하여 2차 전지 정극용 바니쉬(고형분: 6%)를 얻었다.100 parts of the polymer particles obtained in Example 1 and 1800 parts of NMP were charged into a pressure-resistant container equipped with a stirrer, a thermometer, a cooling tube, and a nitrogen gas introducing tube. Under nitrogen gas ventilation in a trace amount (200 ml / The temperature was raised to ± 2 ° C and maintained for 3 hours. In order to remove the contained water, the solution was stirred and melted at a temperature of 85 ± 2 ° C. and under reduced pressure (25 torr or less) until the water content became 1000 ppm or less. Thereafter, the mixture was cooled to 40 캜 or lower, and filtered through a 100 탆 filtration filter to obtain a secondary battery positive electrode varnish (solid content: 6%).
<2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 조제>≪ Preparation of slurry composition for secondary battery positive electrode &
정극 활물질로서의 층상 구조를 갖는 삼원계 활물질(LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2)(체적 평균 입자경 D50: 10μm) 100부와, 도전재로서의 아세틸렌 블랙(덴카 블랙 가루: 덴키화학공업, 비표면적 68m2/g, 개수 평균 입자경 35nm) 3.0부를 플래네터리 믹서에 투입하고, 교반 날개의 회전수 5rpm로 20분간 혼합하여 혼합물을 얻었다. 얻어진 혼합물에, 상술한 바니쉬(고형분으로 2.0부) 및 분산매로서 적당량의 NMP를 순차 첨가하면서, 20분간 혼합함으로써, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻었다. 또한, 얻어진 슬러리 조성물의 고형분 농도는 70 질량%이며, JIS Z8803:1991에 준해 B형 점도계로 측정한 60rpm에서의 점도는 4400mPa·s(25℃, 스핀들 형상: 4)이었다. 이 슬러리 조성물을 사용하여, 정극의 고전위 내구성을 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Ternary active material having a layered structure as positive electrode active material (LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2) ( volume average particle diameter D50: 10μm) 100 part and the conductive acetylene black (Denka Black powder as a material: Denki Chemical Co., a specific surface area of 68m 2 / g, number average particle diameter 35 nm) was added to a planetary mixer, and the mixture was stirred at a rotation speed of 5 rpm at a stirring speed of 5 rpm to obtain a mixture. The slurry composition for a secondary battery positive electrode was obtained by mixing the obtained mixture with the above-mentioned varnish (2.0 parts by solid content) and an appropriate amount of NMP as a dispersion medium in that order for 20 minutes. The solid content concentration of the obtained slurry composition was 70% by mass, and the viscosity at 60 rpm as measured by a B-type viscometer according to JIS Z8803: 1991 was 4400 mPa 占 퐏 (25 占 폚, spindle shape: 4). The slurry composition was used to evaluate the high-potential durability of the positive electrode. The results are shown in Table 1.
그리고, 이와 같이 하여 얻어진 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 2차 전지용 정극, 2차 전지용 부극 및 2차 전지를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.A positive electrode for a secondary battery, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the thus obtained slurry composition for a secondary battery positive electrode was used, . The results are shown in Table 1.
(비교예 3) (Comparative Example 3)
폴리머 입자의 조제 시에, 분산제로서의 부분 비누화 폴리비닐알코올의 양을 3.0부로 변경한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물, 2차 전지용 정극, 2차 전지용 부극 및 2차 전지를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Except that the amount of the partially saponified polyvinyl alcohol as the dispersing agent was changed to 3.0 parts at the time of preparing the polymer particles, the polymer particles for the secondary battery positive electrode, the slurry composition for the secondary battery positive electrode, A positive electrode for a battery, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(비교예 4)(Comparative Example 4)
폴리머 입자의 조제 시에, 표 1에 기재된 단량체를 당해 표에 나타내는 비율로 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 2차 전지 정극용 폴리머 입자, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물, 2차 전지용 정극, 2차 전지용 부극 및 2차 전지를 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 실시했다. 결과를 표 1에 나타낸다.Polymer particles for a secondary battery positive electrode, slurry composition for a positive electrode of a secondary battery, and secondary battery positive electrode particles were prepared in the same manner as in Example 1, except that the monomers described in Table 1 were used at the time of preparation of the polymer particles A positive electrode, a negative electrode for a secondary battery, and a secondary battery were prepared and evaluated in the same manner as in Example 1. [ The results are shown in Table 1.
또한, 비교예 4에 있어서는, (메트)아크릴산에스테르 단량체로서 2-에틸헥실아크릴레이트를 사용했다.In Comparative Example 4, 2-ethylhexyl acrylate was used as the (meth) acrylic acid ester monomer.
또한, 이하에 나타내는 표 1 중, In Table 1 shown below,
「AN」는 아크릴로니트릴을 나타내며,&Quot; AN " represents acrylonitrile,
「MAA」는 메타크릴산을 나타내며,&Quot; MAA " represents methacrylic acid,
「2EHA」는, 2-에틸헥실아크릴레이트를 나타내며,&Quot; 2EHA " represents 2-ethylhexyl acrylate,
「PVDF」는, 폴리불화비닐리덴을 나타낸다."PVDF" represents polyvinylidene fluoride.
표 1의 실시예 1 ~ 7 및 비교예 1 ~ 4로부터, 실시예 1 ~ 7에서는, 고전위 내구성이 우수한 정극이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 또 실시예 1 ~ 7에서는, 정극이 필 강도가 우수하고, 그리고 2차 전지의 내부 저항을 충분히 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다. From Examples 1 to 7 and Comparative Examples 1 to 4 in Table 1, it can be seen that in Examples 1 to 7, a positive electrode excellent in high-potential durability is obtained. In Examples 1 to 7, it can be seen that the positive electrode has excellent peel strength and the internal resistance of the secondary battery can be sufficiently reduced.
여기서, 표 1의 실시예 1 ~ 3으로부터, 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50을 조절하는 것으로, 정극의 필 강도 및 고전위 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고, 또 2차 전지의 내부 저항을 한층 더 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다.From Examples 1 to 3 in Table 1, it is possible to further improve the peel strength and high-potential durability of the positive electrode by adjusting the volume average particle diameter D50 of the polymer particles, and further reduce the internal resistance of the secondary battery Can be done.
그리고, 표 1의 실시예 1, 4 ~ 6으로부터, 폴리머 입자에 포함되는 공중합체의 조성을 변경하는 것으로, 정극의 필 강도 및 고전위 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고, 또 2차 전지의 내부 저항을 한층 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다.From Examples 1 and 4 to 6 of Table 1, it is possible to further improve the peel strength and high-potential durability of the positive electrode by changing the composition of the copolymer contained in the polymer particles, It can be understood that it can be further reduced.
또, 표 1의 실시예 1, 7로부터, 폴리머 입자에 포함되는 공중합체의 분자량 분포를 조절하는 것으로, 정극의 고전위 내구성을 더욱 향상시킬 수 있고, 또 2차 전지의 내부 저항을 한층 더 저감시킬 수 있는 것을 알 수 있다.From Examples 1 and 7 in Table 1, it is possible to further improve the high-potential durability of the positive electrode by controlling the molecular weight distribution of the copolymer contained in the polymer particles, and further reduce the internal resistance of the secondary battery Can be done.
본 발명에 의하면, 정극에 우수한 고전위 내구성을 발휘시키는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode that exhibits excellent high-potential durability on a positive electrode.
또, 본 발명에 의하면, 고전위 내구성이 우수한 2차 전지용 정극, 및 당해 2차 전지용 정극을 구비하고, 전지 특성이 우수한 2차 전지를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a secondary battery having a positive electrode for a secondary battery excellent in high-potential durability and a positive electrode for the secondary battery and having excellent battery characteristics.
Claims (7)
상기 건식 혼합물 및 분산매를 혼합하여 2차 전지 정극용 슬러리 조성물을 얻는 공정을 포함하며,
상기 2차 전지 정극용 폴리머 입자가, 니트릴기 함유 단량체 단위 및 친수성기 함유 단량체 단위의 쌍방을 포함하는 공중합체를 함유하고, 또한 체적 평균 입자경 D50가 1μm 이상이며,
그리고, 상기 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 상기 2차 전지 정극용 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50의 비가 0.1 이상인, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법.A step of dry-mixing the polymer particles for the positive electrode of the secondary battery, the positive electrode active material and the conductive material to obtain a dry mixture,
And mixing the dry mixture and the dispersion medium to obtain a slurry composition for a secondary battery positive electrode,
Wherein the secondary battery positive electrode polymer particles contain a copolymer including both of a nitrile group-containing monomer unit and a hydrophilic group-containing monomer unit, wherein the volume average particle diameter D50 is 1 占 퐉 or more,
The ratio of the volume average particle diameter D50 of the secondary battery positive electrode polymer particles to the volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material is 0.1 or more.
상기 2차 전지 정극용 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50이 2000μm 이하이며, 상기 정극 활물질의 체적 평균 입자경 D50에 대한 상기 2차 전지 정극용 폴리머 입자의 체적 평균 입자경 D50의 비가 200 이하인, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법.The method according to claim 1,
Wherein the volume average particle diameter D50 of the secondary battery positive electrode polymer particles is 2000 占 퐉 or less and the ratio of the volume average particle diameter D50 of the secondary battery positive electrode polymer particles to the volume average particle diameter D50 of the positive electrode active material is 200 or less, / RTI >
상기 공중합체가 상기 니트릴기 함유 단량체 단위를 80 질량% 이상 99.9 질량% 이하 포함하고, 상기 친수성기 함유 단량체 단위를 0.1 질량% 이상 20 질량% 이하 포함하는, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the copolymer contains 80% by mass or more and 99.9% by mass or less of the nitrile group-containing monomer units, and 0.1% by mass or more and 20% by mass or less of the hydrophilic group-containing monomer units.
상기 공중합체의 분자량 분포(Mw/Mn)가 10 이하인, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법.4. The method according to any one of claims 1 to 3,
Wherein the copolymer has a molecular weight distribution (Mw / Mn) of 10 or less.
상기 공중합체의 유리 전이 온도가 60℃ 이상 170℃ 이하인, 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법.5. The method according to any one of claims 1 to 4,
Wherein the copolymer has a glass transition temperature of 60 占 폚 or more and 170 占 폚 or less.
상기 정극 합재층이, 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 2차 전지 정극용 슬러리 조성물의 제조 방법에 의해 얻어지는 2차 전지 정극용 슬러리 조성물로부터 형성된 것인, 2차 전지용 정극.And a positive electrode composite material layer formed on at least one surface of the current collector,
Wherein the positive electrode composite material layer is formed from the slurry composition for a secondary battery positive electrode obtained by the method for producing a slurry composition for a secondary battery positive electrode according to any one of claims 1 to 5.
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