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WO2017141791A1 - 非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池 - Google Patents

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

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WO2017141791A1
WO2017141791A1 PCT/JP2017/004606 JP2017004606W WO2017141791A1 WO 2017141791 A1 WO2017141791 A1 WO 2017141791A1 JP 2017004606 W JP2017004606 W JP 2017004606W WO 2017141791 A1 WO2017141791 A1 WO 2017141791A1
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WO
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secondary battery
particulate polymer
electrode
mass
binder composition
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PCT/JP2017/004606
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English (en)
French (fr)
Inventor
徳一 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Zeon Corp
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Publication date
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Priority to US16/074,499 priority patent/US11870075B2/en
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Priority to CN201780010080.0A priority patent/CN108604685B/zh
Priority to KR1020187022214A priority patent/KR102781299B1/ko
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Definitions

  • the present invention relates to a binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes, a slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes, a non-aqueous secondary battery electrode, and a non-aqueous secondary battery.
  • Non-aqueous secondary batteries such as lithium ion secondary batteries (hereinafter sometimes simply referred to as “secondary batteries”) have the characteristics of being small and lightweight, having high energy density, and capable of repeated charge and discharge. Yes, it is used for a wide range of purposes. Therefore, in recent years, improvement of battery members such as electrodes has been studied for the purpose of further improving the performance of non-aqueous secondary batteries.
  • an electrode for a secondary battery such as a lithium ion secondary battery is usually provided with a current collector and an electrode mixture layer formed on the current collector.
  • the electrode mixture layer is formed, for example, by applying a slurry composition obtained by dispersing an electrode active material and a binder composition containing a binder in a dispersion medium on a current collector and drying it. Is done.
  • Conventional polymers that can be used as binders for secondary battery electrodes include, for example, synthetic resins such as polyvinylidene fluoride, acrylic polymers, and diene polymers, and natural resins such as natural rubber. (For example, refer to Patent Document 1).
  • the conventional binder composition described above includes a non-aqueous system provided with the electrode while increasing the peel strength of the electrode prepared using the binder composition. There is room for improvement in terms of further improving the battery characteristics (cycle characteristics, etc.) of the secondary battery.
  • the present invention provides a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode capable of forming an electrode for a non-aqueous secondary battery that has excellent peel strength and can exhibit excellent cycle characteristics for a non-aqueous secondary battery. And it aims at providing the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes. Another object of the present invention is to provide an electrode for a non-aqueous secondary battery that has excellent peel strength and can exhibit excellent cycle characteristics in the non-aqueous secondary battery. Furthermore, an object of this invention is to provide the non-aqueous secondary battery which is excellent in cycling characteristics.
  • the present inventor has intensively studied for the purpose of solving the above problems. And this inventor is excellent in binding property by using a particulate polymer containing an aliphatic conjugated diene monomer unit and a carboxylic acid group-containing monomer unit at a predetermined ratio, and It has been found that a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode capable of exhibiting excellent cycle characteristics in a non-aqueous secondary battery can be obtained.
  • the present inventor has included a particulate weight containing an aliphatic conjugated diene monomer unit and a (meth) acrylate monomer unit at a predetermined ratio, respectively, and having an electrolyte solution swelling degree within a predetermined range.
  • the first aspect of the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to the first aspect of the present invention has a particulate weight.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode comprising a coalescence A1, wherein the particulate polymer A1 comprises an aliphatic conjugated diene monomer unit in an amount of 70% by mass to 99% by mass, and a carboxylic acid group-containing monomer.
  • the body unit is contained at a ratio of 1% by mass to 30% by mass.
  • the second aspect of the present invention aims to advantageously solve the above problems, and the binder composition for nonaqueous secondary battery electrodes according to the second aspect of the present invention is in the form of particles.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode comprising a polymer A2, wherein the particulate polymer A2 comprises an aliphatic conjugated diene monomer unit in an amount of 70% by mass to 95% by mass, (meth) acrylic acid It contains an ester monomer unit in a proportion of 1% by mass to 30% by mass, and the electrolyte solution swelling degree of the particulate polymer A2 is 1.2 times to 7.0 times. .
  • the binder composition containing the particulate polymer A2 having a predetermined composition and degree of electrolyte solution swelling it is possible to exhibit excellent cycle characteristics in a non-aqueous secondary battery with excellent peel strength. Can be formed. Moreover, this electrode can also exhibit the rate characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery.
  • the “electrolyte swelling degree” can be measured by using the measuring method described in the examples of the present specification.
  • the particulate polymer A1 is preferably a graft copolymer. If particulate polymer A1 which is a graft copolymer is used, generation
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer A1 is preferably 0.6 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less. If the volume average particle diameter of the particulate polymer A is 0.6 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less, the cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery can be further improved.
  • the “volume average particle diameter” refers to a particle diameter (D50) at which the cumulative volume calculated from the small diameter side is 50% in the particle diameter distribution (volume basis) measured by the laser diffraction method. .
  • volume average particle diameter" of various polymers, such as particulate polymer A1 and particulate polymer A2 can be measured using the measuring method as described in the Example of this specification.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the first aspect of the present invention further contains a particulate polymer B, and the particulate polymer B has a volume average particle size of 0.01 ⁇ m or more and 0.00. It is preferably less than 6 ⁇ m. If the particulate polymer B having a volume average particle diameter of 0.01 ⁇ m or more and less than 0.6 ⁇ m is used in combination with the particulate polymer A1, the peel strength of the electrode produced using the binder composition can be further improved. In addition, the cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery can be further improved. In addition, the combined use of the particulate polymers A1 and B can improve the stability of the slurry composition containing the binder composition.
  • the content of the particulate polymer A1 is the sum of the particulate polymer A1 and the particulate polymer B. It is preferable that it is 50 mass% or more and 90 mass% or less of content.
  • the content of the particulate polymer A1 is within the above range, it is possible to further improve the peel strength of the electrode while suppressing a decrease in the stability of the slurry composition containing the binder composition.
  • the particulate polymer A2 is preferably a graft copolymer. If the particulate polymer A2 which is a graft copolymer is used, the rate characteristics of the nonaqueous secondary battery can be further improved. In addition, if the particulate polymer A2 which is a graft copolymer is used, the stability of the slurry composition containing the binder composition can be improved by suppressing the generation of aggregates due to the particulate polymer A2. . Thereby, clogging of the filter can be prevented when the slurry composition is passed through a filter for removing aggregates and foreign matters.
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer A2 is preferably 0.6 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less. If the volume average particle diameter of the particulate polymer A2 is 0.6 ⁇ m or more and 2.5 ⁇ m or less, the cycle characteristics and rate characteristics of the nonaqueous secondary battery can be further improved.
  • the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode according to the second aspect of the present invention further contains a particulate polymer B, and the particulate polymer B has a volume average particle diameter of 0.01 ⁇ m or more and 0.0. It is preferably less than 6 ⁇ m. If the particulate polymer B having a volume average particle diameter of 0.01 ⁇ m or more and less than 0.6 ⁇ m is used in combination with the particulate polymer A2 described above, the peel strength of the electrode produced using the binder composition can be further improved. In addition, the cycle characteristics and rate characteristics of the non-aqueous secondary battery can be further improved. In addition, the combined use of the particulate polymers A2 and B can improve the stability of the slurry composition containing the binder composition.
  • the content of the particulate polymer A2 is the total content of the particulate polymer A2 and the particulate polymer B. It is preferable that it is 50 mass% or more and 90 mass% or less of quantity. If the content of the particulate polymer A2 is within the above range, it is possible to further improve the peel strength of the electrode while suppressing a decrease in the stability of the slurry composition containing the binder composition.
  • the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes of this invention is an electrode active material and the non-aqueous secondary battery electrode mentioned above.
  • Any of the binder compositions for use As described above, if the slurry composition contains the binder composition containing the particulate polymer A1 or the particulate polymer A2, the peel strength is excellent, and the non-aqueous secondary battery exhibits excellent cycle characteristics. An electrode that can be formed can be formed. Moreover, when the binder composition containing particulate polymer A2 is used, it becomes possible to exhibit the rate characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery.
  • the tap density of the electrode active material is preferably 1.1 g / cm 3 or less.
  • the tap density of the electrode active material is 1.1 g / cm 3 or less, it is possible to form an electrode that is unlikely to swell due to charge / discharge of the non-aqueous secondary battery.
  • an electrode formed using an electrode active material having a low tap density tends to have a low peel strength, but if a binder composition containing the particulate polymer A1 or the particulate polymer A2 is used, The peel strength of the electrode can be sufficiently improved.
  • the “tap density” can be measured using the measuring method described in the examples of the present specification.
  • the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes of this invention contains a electrically conductive material further. If a conductive material is contained in the slurry composition, the rate characteristics of the non-aqueous secondary battery can be improved.
  • the electrode for non-aqueous secondary batteries of this invention uses either of the slurry compositions for non-aqueous secondary battery electrodes mentioned above. It is characterized by comprising an electrode mixture layer formed by using.
  • the electrode mixture layer is formed using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode described above, the cycle strength excellent in peel strength and excellent non-aqueous secondary battery can be exhibited.
  • An electrode for a non-aqueous secondary battery that can be obtained is obtained.
  • the binder composition containing particulate polymer A2 it becomes possible to exhibit the rate characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery.
  • the non-aqueous secondary battery of this invention is equipped with a positive electrode, a negative electrode, electrolyte solution, and a separator, At least one of the said positive electrode and negative electrode Is the electrode for a non-aqueous secondary battery described above.
  • the electrode for non-aqueous secondary batteries described above battery characteristics such as cycle characteristics can be sufficiently improved.
  • the binder composition containing particulate polymer A2 it becomes possible to exhibit the rate characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode capable of forming an electrode for a non-aqueous secondary battery that has excellent peel strength and can exhibit excellent cycle characteristics for a non-aqueous secondary battery.
  • the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes can be provided.
  • a nonaqueous secondary battery excellent in battery characteristics such as cycle characteristics can be provided.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention can be used when preparing a slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes.
  • the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes prepared using the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention is used for forming electrodes of non-aqueous secondary batteries such as lithium ion secondary batteries.
  • the non-aqueous secondary battery of the present invention is characterized by using a non-aqueous secondary battery electrode formed using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes and the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention can be particularly preferably used when forming a negative electrode of a non-aqueous secondary battery.
  • the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention includes a particulate polymer A1 or a particulate polymer A2 (hereinafter, these may be collectively referred to as “particulate polymer A”), and is arbitrary. Further, the particulate polymer B and other components that can be blended in the electrode of the secondary battery are further contained. Moreover, the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention usually further contains a dispersion medium such as water.
  • the particulate polymer A1 has an aliphatic conjugated diene monomer unit in an amount of 70% by mass to 99% by mass, and a carboxylic acid. Each group-containing monomer unit is contained in a proportion of 1% by mass or more and 30% by mass or less.
  • the binder composition for nonaqueous secondary battery electrodes according to the first aspect of the present invention is used for forming an electrode mixture layer of an electrode.
  • the electrode active materials and the electrode active material and the current collector can be favorably bound.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes according to the first aspect of the present invention is used, an electrode having excellent peel strength can be obtained and formed using the binder composition containing the particulate polymer A1. By using such an electrode, it is possible to exhibit excellent battery characteristics, particularly cycle characteristics, for a non-aqueous secondary battery.
  • the particulate polymer A2 has an aliphatic conjugated diene monomer unit of 70% by mass to 95% by mass, (meth). Each acrylate monomer unit is contained in a proportion of 1% by mass to 30% by mass, and the degree of swelling of the electrolytic solution is 1.2 times or more and 7.0 times or less.
  • the binder composition for nonaqueous secondary battery electrodes of the second aspect of the present invention is used for forming the electrode mixture layer of the electrode because the particulate polymer A2 has a predetermined composition.
  • the electrode active materials and the electrode active material and the current collector can be favorably bound.
  • the particulate polymer A2 has a predetermined degree of electrolyte solution swelling, while suppressing the elution of the particulate polymer A2 into the electrolyte solution and the disconnection of the conductive path by the particulate polymer A2, lithium The mobility of charge carriers such as ions can be secured, and the resistance of the secondary battery can be kept sufficiently low. Therefore, if the binder composition for nonaqueous secondary battery electrodes according to the second aspect of the present invention is used, an electrode having excellent peel strength can be obtained and formed using the binder composition containing the particulate polymer A2. By using such an electrode, it is possible to exhibit battery characteristics, particularly cycle characteristics and rate characteristics, which are excellent in non-aqueous secondary batteries.
  • Particulate polymer A1 is an electrode produced by forming an electrode mixture layer on a current collector using a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode prepared using a binder composition. It keeps so that the component contained in a material layer may not detach
  • the particulate polymer A1 needs to contain an aliphatic conjugated diene monomer unit and a carboxylic acid group-containing monomer unit as repeating units, and optionally, an aliphatic conjugated diene monomer unit and a carboxylic acid group-containing monomer unit. It further contains a monomer unit other than the acid group-containing monomer unit (hereinafter sometimes referred to as “other monomer unit”).
  • the aliphatic conjugated diene monomer capable of forming the aliphatic conjugated diene monomer unit is not particularly limited, and 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene (isoprene) 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and the like. Among them, as the aliphatic conjugated diene monomer, 1,3-butadiene and isoprene are preferable, and isoprene is more preferable. In addition, an aliphatic conjugated diene monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit in particulate polymer A1 is 70 mass% or more and 99 mass% or less when the quantity of all the repeating units in particulate polymer A1 is 100 mass%. And is preferably 75% by mass or more, more preferably 76% by mass or more, still more preferably 82% by mass or more, and particularly preferably 90% by mass or more. It is preferably at most mass%, more preferably at most 97 mass%, further preferably at most 95 mass%.
  • the aliphatic conjugated diene monomer can usually form at least cis-1,4 bond, trans-1,4 bond and vinyl bond monomer units by a polymerization reaction.
  • 1,3-butadiene can usually form monomer units of cis-1,4 bond, trans-1,4 bond and 1,2 bond (vinyl bond) by polymerization reaction.
  • isoprene is usually obtained by polymerization reaction to give monomer units of cis-1,4 bonds and trans-1,4 bonds, and monomer units of 1,2 bonds and 3,4 bonds (vinyl bonds). Can be formed.
  • the ratio of cis-1,4 bonds is preferably 50 mol% or more and 100 mol% or less, and more preferably 55 mol% or more. More preferably, it is more preferably 60 mol% or more, still more preferably 95 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more. If the proportion of cis-1,4 bond monomer units in the aliphatic conjugated diene monomer unit (100 mol%) of the particulate polymer A1 is not less than the lower limit of the above range, a binder composition is used.
  • the ratio of the cis-1,4 bond monomer unit in the aliphatic conjugated diene monomer unit can be determined according to the IR method of JIS K6239.
  • carboxylic acid group-containing monomer unit examples include monocarboxylic acid and its derivatives, dicarboxylic acid and its acid anhydride, and derivatives thereof.
  • monocarboxylic acids examples include acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
  • monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, ⁇ -acetoxyacrylic acid, ⁇ -trans-aryloxyacrylic acid, ⁇ -chloro- ⁇ -E-methoxyacrylic acid, ⁇ -diaminoacrylic acid, and the like. Can be mentioned.
  • dicarboxylic acid examples include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like.
  • Dicarboxylic acid derivatives include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, methylallyl maleate, diphenyl maleate, nonyl maleate, decyl maleate, dodecyl maleate And maleate esters such as octadecyl maleate and fluoroalkyl maleate.
  • acid anhydride of dicarboxylic acid examples include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride.
  • carboxylic acid group containing monomer the acid anhydride which produces
  • monoesters and diesters of ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated polyvalent carboxylic acids such as monobutyl itaconate and dibutyl itaconate.
  • carboxylic acid group-containing monomer acrylic acid and methacrylic acid are preferable as the carboxylic acid group-containing monomer.
  • a carboxylic acid group containing monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the carboxylic acid group containing monomer unit in particulate polymer A1 is 1 mass% or more and 30 mass% or less when the quantity of all the repeating units in particulate polymer A1 is 100 mass%. And preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, preferably 26% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, and 20% by mass. % Or less is more preferable.
  • the content ratio of the carboxylic acid group-containing monomer unit is not less than the lower limit value of the above range, the stability of the slurry composition containing the binder composition can be improved, and not more than the upper limit value of the above range.
  • the peel strength of the electrode produced using the binder composition can be increased, and the cycle characteristics of the secondary battery using the electrode can be improved.
  • examples of the aromatic vinyl monomer capable of forming an aromatic vinyl monomer unit include styrene, styrene sulfonic acid and its salt, ⁇ -methyl styrene, butoxy styrene, and vinyl naphthalene.
  • Examples of the (meth) acrylate monomer that can form a (meth) acrylate monomer unit include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, and t-butyl.
  • Alkyl acrylates such as acrylate, isobutyl acrylate, n-pentyl acrylate, isopentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate Esters: methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n- Tyl methacrylate, t-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, isopentyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethyl
  • examples of the hydrophilic group-containing monomer that can form a hydrophilic group-containing monomer unit include polymerizable monomers having a hydrophilic group other than a carboxylic acid group.
  • examples of the hydrophilic group-containing monomer include a sulfonic acid group-containing monomer, a phosphoric acid group-containing monomer, and a hydroxyl group-containing monomer.
  • sulfonic acid group-containing monomer examples include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, (meth) acrylic acid-2-ethyl sulfonate, 2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid, 3 -Allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and the like.
  • (meth) allyl means allyl and / or methallyl.
  • Examples of the phosphoric acid group-containing monomer include 2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, ethyl- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, and the like.
  • “(meth) acryloyl” means acryloyl and / or methacryloyl.
  • hydroxyl group-containing monomer examples include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth) allyl alcohol, 3-buten-1-ol, 5-hexen-1-ol; 2-hydroxyethyl acrylate, 2-acrylic acid-2- Ethylenic acids such as hydroxypropyl, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, di-2-hydroxyethyl maleate, di-4-hydroxybutyl maleate and di-2-hydroxypropyl itaconate Alkanol esters of saturated carboxylic acids; general formula: CH 2 ⁇ CR 1 —COO— (C q H 2q O) p —H (wherein p is an integer from 2 to 9, q is an integer from 2 to 4, R 1 of the esters of a polyalkylene glycol and (meth) acrylic acid represented by hydrogen or a methyl group); 2-hydroxy Mono (meth) acrylic esters of dihydroxy esters of dicarboxylic acids such as t
  • the content rate of the other monomer unit of particulate polymer A1 becomes like this.
  • it is 0 mass% or more and less than 10 mass%, More preferably, it is 8 mass% or less, More preferably, it is 5 mass% or less. If the content rate of another monomer unit is less than 10 mass%, it can suppress that the stability of the slurry composition containing a binder composition falls.
  • the structure of the particulate polymer A1 according to the first aspect of the present invention is not particularly limited, and may be any of a block copolymer, a graft copolymer, a random copolymer, and the like, and becomes a trunk portion.
  • a graft copolymer having a structure in which a polymer as a graft portion is bonded to the polymer is preferable. If the particulate polymer A1 is a graft copolymer, it is presumed that the surface contact between the particulate polymers A1 and between the particulate polymer A1 and other components is physically suppressed by the graft portion.
  • particulate polymer A1 is a graft copolymer
  • the graft part of the said particulate polymer A1 contains a carboxylic acid group containing monomer unit, and a graft part is a carboxylic acid group containing monomer. More preferably, it consists only of units.
  • the ratio of the graft portion in the particulate polymer A1 is the amount of all repeating units in the particulate polymer A1 (the total amount of the trunk portion and the graft portion). ) Is 100% by mass, it is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, preferably 30% by mass or less, and more preferably 25% by mass or less. Preferably, it is 20 mass% or less.
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer A1 is preferably 0.6 ⁇ m or more, more preferably 0.7 ⁇ m or more, further preferably 0.8 ⁇ m or more, and 2.5 ⁇ m or less. Is preferably 2.0 ⁇ m or less, and more preferably 1.5 ⁇ m or less. If the volume average particle diameter of the particulate polymer A1 is not less than the lower limit of the above range, the peel strength of the electrode prepared using the binder composition can be further improved, and if it is not more than the upper limit of the above range. The peel strength of the electrode produced using the binder composition can be further improved, and the cycle characteristics of the secondary battery including the electrode can be further enhanced. In addition, the volume average particle diameter of particulate polymer A1 can be adjusted suitably.
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer A1 is somewhat affected by the graft portion, but usually the volume average of the polymer that becomes the trunk portion. It depends greatly on the particle size. Therefore, when natural rubber is used as the polymer to be the trunk portion, the volume average particle diameter of the particulate polymer A1 is adjusted by adjusting the volume average particle diameter of the natural rubber using sedimentation separation or classification. can do.
  • the volume average particle diameter of the polymer is adjusted by the polymerization conditions such as the amount of emulsifier used, so that the particle shape The volume average particle diameter of the polymer A1 can be adjusted.
  • the preparation method of particulate polymer A1 is not specifically limited, A known method can be used.
  • the particulate polymer A1 which is a random copolymer can be obtained by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer by a known method, and is a particle which is a graft copolymer.
  • the polymer A1 can be obtained by grafting a polymer that becomes a graft portion to a polymer that becomes a trunk portion by a known method.
  • the method of grafting the graft portion to the polymer that becomes the trunk portion is not particularly limited, and the monomer described above on the polymer that becomes the trunk portion And a method of bonding a macromer obtained by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer to a polymer serving as a trunk portion.
  • the polymer used as the trunk part of particulate polymer A1 which is a graft copolymer may be a polymer prepared by artificially polymerizing the monomer composition containing the above-mentioned monomer. It may be natural rubber.
  • the polymer serving as the trunk portion is preferably made of natural rubber. That is, the particulate polymer A1 is preferably a graft copolymer prepared by graft polymerization onto natural rubber.
  • the ratio of each monomer in the monomer composition is: Usually, it is the same as the ratio of each monomer unit in the desired polymer.
  • the polymerization mode of these polymers is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method may be used.
  • addition polymerization such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used.
  • emulsifiers, dispersants, polymerization initiators, polymerization aids and the like used for the polymerization can be used, and the amount used can also be generally used.
  • the particulate polymer A2 is formed by forming an electrode mixture layer on the current collector using the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes prepared using the binder composition.
  • the component contained in the electrode mixture layer is held so as not to be detached from the electrode mixture layer (that is, functions as a binder).
  • composition of particulate polymer A2 contains an aliphatic conjugated diene monomer unit and a (meth) acrylate monomer unit as repeating units, and optionally an aliphatic conjugated diene monomer unit. And a monomer unit other than the (meth) acrylic acid ester monomer unit (hereinafter sometimes referred to as “other monomer unit”).
  • the aliphatic conjugated diene monomer unit capable of forming the aliphatic conjugated diene monomer unit is not particularly limited, and the aliphatic conjugated diene monomer unit of the particulate polymer A1 described above is formed. And the same aliphatic conjugated diene monomers that can be used. Of these, 1,3-butadiene and isoprene are preferred as the aliphatic conjugated diene monomer. In addition, an aliphatic conjugated diene monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit in particulate polymer A2 is 70 mass% or more and 95 mass% or less when the quantity of all the repeating units in particulate polymer A2 is 100 mass%. And is preferably 75% by mass or more, more preferably 76% by mass or more, preferably 90% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less.
  • the aliphatic conjugated diene monomer can usually form at least cis-1,4 bond, trans-1,4 bond and vinyl bond monomer units by a polymerization reaction.
  • 1,3-butadiene can usually form monomer units of cis-1,4 bond, trans-1,4 bond and 1,2 bond (vinyl bond) by polymerization reaction.
  • isoprene is usually obtained by polymerization reaction to give monomer units of cis-1,4 bonds and trans-1,4 bonds, and monomer units of 1,2 bonds and 3,4 bonds (vinyl bonds). Can be formed.
  • the ratio of cis-1,4 bonds is preferably 50 mol% or more and 100 mol% or less, and more preferably 55 mol% or more. More preferably, it is more preferably 60 mol% or more, still more preferably 95 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more. If the proportion of cis-1,4 bond monomer units in the aliphatic conjugated diene monomer unit (100 mol%) of the particulate polymer A2 is not less than the lower limit of the above range, a binder composition is used. The peel strength of the electrode produced in this way can be further improved, and the cycle characteristics and rate characteristics of a secondary battery using the electrode can be further improved.
  • the (meth) acrylic acid ester monomer capable of forming the (meth) acrylic acid ester monomer unit the (meth) acrylic acid ester monomer unit of the particulate polymer A1 described above is formed.
  • the thing similar to the (meth) acrylic acid ester monomer to be obtained is mentioned.
  • a (meth) acrylic acid ester monomer methyl methacrylate and ethyl acrylate are preferable.
  • a (meth) acrylic acid ester monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the proportion of the (meth) acrylic acid ester monomer unit in the particulate polymer A2 is 1% by mass or more and 30% by mass when the amount of all repeating units in the particulate polymer A2 is 100% by mass. % Or less, preferably 5% by mass or more, more preferably 8% by mass or more, further preferably 10% by mass or more, and preferably 26% by mass or less, More preferably, it is 25 mass% or less.
  • the rate characteristics of the secondary battery can be improved.
  • the cycle characteristics of the secondary battery can be improved.
  • the aromatic vinyl monomer capable of forming the aromatic vinyl monomer unit is the same as the aromatic vinyl monomer capable of forming the aromatic vinyl monomer unit of the particulate polymer A1 described above. Can be mentioned.
  • examples of the hydrophilic group-containing monomer that can form a hydrophilic group-containing monomer unit include polymerizable monomers having a hydrophilic group.
  • examples of the hydrophilic group-containing monomer include a carboxylic acid group-containing monomer, a sulfonic acid group-containing monomer, a phosphoric acid group-containing monomer, and a hydroxyl group-containing monomer.
  • carboxylic acid group containing monomer a carboxylic acid group containing monomer, a sulfonic acid group containing monomer, a phosphoric acid group containing monomer, and a hydroxyl group containing monomer
  • carboxylic acid group containing of the particulate polymer A1 mentioned above Carboxylic acid group-containing monomer capable of forming a monomer unit, sulfonic acid group-containing monomer capable of forming a sulfonic acid group-containing monomer unit, phosphoric acid capable of forming a phosphoric acid group-containing monomer unit Examples thereof are the same as the group-containing monomer and the hydroxyl group-containing monomer that can form a hydroxyl group-containing monomer unit.
  • the content ratio of the other monomer units in the particulate polymer A2 is preferably 0% by mass or more and less than 15% by mass when the amount of all repeating units in the particulate polymer A2 is 100% by mass. More preferably, it is 10 mass% or less, More preferably, it is 8 mass% or less. If the content rate of another monomer unit is less than 15 mass%, it can suppress that the stability of the slurry composition containing a binder composition falls.
  • the structure of the particulate polymer A2 of the second aspect of the present invention is not particularly limited, and may be any of a block copolymer, a graft copolymer, a random copolymer, and the like, and becomes a trunk portion.
  • a graft copolymer having a structure in which a polymer as a graft portion is bonded to the polymer is preferable. If the particulate polymer A2 is a graft copolymer, it is presumed that the surface contact between the particulate polymers A2 and between the particulate polymer A2 and other components is physically suppressed by the graft portion.
  • particulate polymer A2 is a graft copolymer
  • the graft part of the said particulate polymer A2 contains a (meth) acrylic acid ester monomer unit, and a graft part is (meth) acrylic acid. More preferably, it consists only of ester monomer units.
  • the glass transition temperature of the particulate polymer A2 surface layer portion is increased, and the generation of aggregates can be further suppressed, and the surface layer portion
  • the degree of swelling of the electrolyte is increased, and the movement of charge carriers such as lithium ions is performed more smoothly.
  • the stability of the slurry composition containing the binder composition can be further improved and the rate characteristics of the secondary battery can be further enhanced.
  • the particulate polymer A2 is a graft copolymer
  • the ratio of the graft portion in the particulate polymer A2 is the amount of all repeating units in the particulate polymer A2 (the total amount of the trunk portion and the graft portion).
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer A2 is preferably 0.6 ⁇ m or more, more preferably 0.7 ⁇ m or more, further preferably 0.8 ⁇ m or more, and 2.5 ⁇ m or less. Is preferably 2.0 ⁇ m or less, and more preferably 1.5 ⁇ m or less. If the volume average particle diameter of the particulate polymer A2 is not less than the lower limit of the above range, the peel strength of the electrode prepared using the binder composition can be further improved, and if it is not more than the upper limit of the above range. In addition, the peel strength of the electrode produced using the binder composition can be further improved, and the cycle characteristics and rate characteristics of the secondary battery including the electrode can be further enhanced.
  • the volume average particle diameter of particulate polymer A2 can be adjusted suitably.
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer A2 is somewhat affected by the graft portion, but usually the volume average of the polymer that becomes the trunk portion. It depends greatly on the particle size. Therefore, when natural rubber is used as the polymer to be the trunk portion, the volume average particle diameter of the particulate polymer A2 is adjusted by adjusting the volume average particle diameter of the natural rubber using sedimentation separation or classification. can do.
  • the volume average particle diameter of the polymer is adjusted by the polymerization conditions such as the amount of emulsifier used, so that the particle shape The volume average particle diameter of the polymer A2 can be adjusted.
  • the electrolyte solution swelling degree of the particulate polymer A2 needs to be 1.2 times or more and 7.0 times or less, preferably 2.0 times or more, and 3.5 times or more. More preferably, it is preferably 6.8 times or less, and more preferably 6.5 times or less.
  • the degree of swelling of the electrolyte solution of the particulate polymer A2 is not less than the lower limit of the above range, the rate characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the degree of swelling of the electrolytic solution of the particulate polymer A is not more than the upper limit of the above range, the elution of the particulate polymer A2 into the electrolytic solution is suppressed to ensure the cycle characteristics of the secondary battery.
  • the rate characteristics of the secondary battery can be secured without cutting the conductive path formed by the electrode active material and / or the conductive material due to excessive swelling of the particulate polymer A2.
  • the electrolyte solution swelling degree of the particulate polymer A2 can be adjusted by changing the composition of the particulate polymer A2. For example, if the content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit is increased, the degree of swelling of the electrolyte solution of the particulate polymer A2 can be increased.
  • the method for preparing the particulate polymer A2 is not particularly limited, and a known method can be used.
  • the particulate polymer A2 which is a random copolymer can be obtained by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer by a known method, and is a particle which is a graft copolymer.
  • the polymer A2 can be obtained by grafting a polymer to be a graft portion to a polymer to be a trunk portion by a known method.
  • the method of grafting the graft portion to the polymer which becomes the trunk portion is not particularly limited, and the monomer described above on the polymer which becomes the trunk portion And a method of bonding a macromer obtained by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer to a polymer serving as a trunk portion.
  • the polymer used as the trunk part of the particulate polymer A2 which is a graft copolymer may be a polymer prepared by artificially polymerizing the monomer composition containing the above-described monomer. It may be natural rubber.
  • the polymer serving as the trunk portion is preferably made of natural rubber. That is, the particulate polymer A2 is preferably a graft copolymer prepared by graft polymerization to natural rubber.
  • the ratio of each monomer in the monomer composition is as follows: Usually, it is the same as the ratio of each monomer unit in the desired polymer.
  • the polymerization mode of these polymers is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method may be used.
  • addition polymerization such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used.
  • emulsifiers, dispersants, polymerization initiators, polymerization aids and the like used for the polymerization can be used, and the amount used can also be generally used.
  • the particulate polymer B is an electrode produced by forming an electrode mixture layer on a current collector using a slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode prepared using a binder composition. It keeps so that the component contained in a material layer may not detach
  • composition of particulate polymer B is not particularly limited, but the particulate polymer B preferably contains an aliphatic conjugated diene monomer unit as a repeating unit.
  • the particulate polymer B containing the aliphatic conjugated diene monomer unit is optionally an aromatic vinyl monomer unit, other than the aliphatic conjugated diene monomer unit and the aromatic vinyl monomer unit.
  • at least one of the monomer units hereinafter sometimes referred to as “arbitrary monomer unit”.
  • the particulate polymer B preferably contains an aliphatic conjugated diene monomer unit and an aromatic vinyl monomer unit.
  • the aliphatic conjugated diene monomer capable of forming the aliphatic conjugated diene monomer unit of the particulate polymer B the aliphatic conjugated diene monomer unit of the particulate polymer A described above is formed.
  • the thing similar to the aliphatic conjugated diene monomer obtained is mentioned.
  • 1,3-butadiene and isoprene are preferable as the aliphatic conjugated diene monomer forming the aliphatic conjugated diene monomer unit of the particulate polymer B, and 1,3-butadiene is more preferable.
  • an aliphatic conjugated diene monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit in the particulate polymer B is 20% by mass or more when the amount of all repeating units in the particulate polymer B is 100% by mass. Preferably, it is 25% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, preferably 60% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, and 50% by mass or less. More preferably it is. If the content ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit is at least the lower limit of the above range, the peel strength of the electrode prepared using the binder composition can be further improved, and the upper limit of the above range is set. Thereby, the cycling characteristics of a secondary battery provided with the electrode produced using the binder composition can be further improved.
  • aromatic vinyl monomer that can form the aromatic vinyl monomer unit of the particulate polymer B the aromatic vinyl monomer that can form the other monomer unit of the particulate polymer A1 described above.
  • the thing similar to a monomer is mentioned.
  • an aromatic vinyl monomer which forms the aromatic vinyl monomer unit of the particulate polymer B styrene and a styrene sulfonate are preferable, and styrene is more preferable.
  • an aromatic vinyl monomer may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the ratio of the aromatic vinyl monomer unit in the particulate polymer B is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and further preferably 20% by mass or more. Preferably, it is 70% by mass or less, more preferably 68% by mass or less, and further preferably 65% by mass or less. If the content ratio of the aromatic vinyl monomer unit is at least the lower limit of the above range, the cycle characteristics of the secondary battery provided with the electrode prepared using the binder composition can be further improved, and the upper limit of the above range. If it is below the value, the peel strength of the electrode produced using the binder composition can be further improved.
  • Arbitrary monomer units other than the above-described aliphatic conjugated diene monomer units and aromatic vinyl monomer units that can be contained in the particulate polymer B are not particularly limited, and the aliphatic groups described above. Examples thereof include a repeating unit derived from a known monomer copolymerizable with a conjugated diene monomer and an aromatic vinyl monomer.
  • the arbitrary monomer unit is not particularly limited, and examples thereof include a hydrophilic group-containing monomer unit and a (meth) acrylic acid ester monomer unit. In addition, these monomers can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • hydrophilic group-containing monomer and (meth) acrylate monomer that can form the hydrophilic group-containing monomer unit and (meth) acrylate monomer unit of the particulate polymer B Is a hydrophilic group other than the carboxylic acid group-containing monomer that can form the carboxylic acid group-containing monomer unit of the particulate polymer A1 and the carboxylic acid group-containing monomer that can form another monomer unit.
  • (meth) acrylic acid ester monomer which can form the (meth) acrylic acid ester monomer unit of a functional group containing monomer and the particulate polymer A1 mentioned above is mentioned.
  • a hydrophilic group containing monomer which forms the hydrophilic group containing monomer unit of the particulate polymer B a carboxylic acid group containing monomer and a hydroxyl group containing monomer are preferable.
  • the carboxylic acid group-containing monomer is preferably itaconic acid
  • the hydroxyl group-containing monomer is preferably 2-hydroxyethyl acrylate (2-hydroxyethyl acrylate).
  • the (meth) acrylate monomer that can form a (meth) acrylate monomer unit is preferably methyl methacrylate or 2-ethylhexyl acrylate.
  • the content ratio of the arbitrary monomer unit of the particulate polymer B is preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less.
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer B needs to be 0.01 ⁇ m or more and less than 0.6 ⁇ m, preferably 0.05 ⁇ m or more, more preferably 0.1 ⁇ m or more, 0 0.5 ⁇ m or less is preferable, 0.4 ⁇ m or less is more preferable, and 0.3 ⁇ m or less is still more preferable. If the volume average particle diameter of the particulate polymer B is 0.01 ⁇ m or more, it is possible to suppress a decrease in the stability of the slurry composition containing the binder composition.
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer B is less than 0.6 ⁇ m, the peel strength of the electrode produced using the binder composition can be sufficiently improved, and a secondary battery provided with the electrode The cycle characteristics and rate characteristics can be sufficiently improved.
  • the volume average particle diameter of the particulate polymer B can be adjusted by changing the polymerization conditions such as the amount of emulsifier used.
  • the particulate polymer B having the above-described composition is not particularly limited, and can be prepared by polymerizing a monomer composition containing the above-described monomer.
  • the ratio of each monomer in the monomer composition is usually the same as the ratio of each monomer unit in the desired polymer.
  • the polymerization mode of the particulate polymer B is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method may be used.
  • addition polymerization such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used.
  • emulsifiers, dispersants, polymerization initiators, polymerization aids and the like used for the polymerization can be used, and the amount used can also be generally used.
  • the content of the particulate polymer A (particulate polymer A1 or particulate polymer A2) in the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is the particulate polymer A and particulate polymer.
  • the total content with B is preferably 50% by mass or more, more preferably 55% by mass or more, preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less, and 80% by mass. More preferably, it is at most mass%.
  • the binder composition for nonaqueous secondary battery electrodes of the present invention may contain any polymer other than the particulate polymer A and the particulate polymer B described above as a binder.
  • the dispersion medium contained in the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is not particularly limited, and includes water.
  • the dispersion medium may be an aqueous solution of an arbitrary compound or a mixed solution of a small amount of an organic solvent and water.
  • the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention may contain components such as a reinforcing material, a leveling agent, a viscosity modifier, and an electrolyte solution additive in addition to the above components. These are not particularly limited as long as they do not affect the battery reaction, and known ones such as those described in International Publication No. 2012/115096 can be used. Moreover, these components may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention is not particularly limited, and for example, a dispersion containing the particulate polymer A obtained by polymerization may be used as it is as the binder composition. Then, the dispersion containing the particulate polymer A and the dispersion containing the particulate polymer B, which are optional components, and the other components described above may be added and mixed to form a binder composition. In addition, when preparing a binder composition using the dispersion liquid of a particulate polymer, you may utilize the liquid part which a dispersion liquid contains as a dispersion medium of a binder composition as it is.
  • the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes of this invention contains an electrode active material and the binder composition mentioned above, and further contains other components arbitrarily. That is, the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention usually contains an electrode active material, the above-mentioned particulate polymer A1 or particulate polymer A2, and a dispersion medium, and optionally particles.
  • the polymer B, a conductive material and other components are further contained.
  • the slurry composition for nonaqueous secondary battery electrodes of this invention contains the binder composition mentioned above, when it uses for formation of the electrode compound-material layer of an electrode, electrode active materials and electrode active materials And the current collector can be satisfactorily bound. Therefore, if the slurry composition for nonaqueous secondary battery electrodes of the present invention is used, an electrode having excellent peel strength can be obtained. Moreover, if the electrode formed using the slurry composition containing the said binder composition is used, the battery characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery, especially cycling characteristics can be exhibited. Moreover, when the binder composition containing particulate polymer A2 is used, it becomes possible to exhibit the rate characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery. In addition, below, although the case where the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes is a slurry composition for lithium ion secondary battery negative electrodes is demonstrated as an example, this invention is not limited to the following example.
  • the electrode active material is a material that transfers electrons at the electrode of the secondary battery.
  • release lithium is used normally.
  • examples of the negative electrode active material for a lithium ion secondary battery include a carbon-based negative electrode active material, a metal-based negative electrode active material, and a negative electrode active material obtained by combining these materials.
  • the carbon-based negative electrode active material refers to an active material having carbon as a main skeleton capable of inserting lithium (also referred to as “dope”).
  • examples of the carbon-based negative electrode active material include carbonaceous materials and graphite. Quality materials.
  • Examples of the carbonaceous material include graphitizable carbon and non-graphitizable carbon having a structure close to an amorphous structure typified by glassy carbon.
  • the graphitizable carbon for example, a carbon material using tar pitch obtained from petroleum or coal as a raw material can be mentioned. Specific examples include coke, mesocarbon microbeads (MCMB), mesophase pitch carbon fibers, pyrolytic vapor grown carbon fibers, and the like.
  • examples of the non-graphitizable carbon include a phenol resin fired body, polyacrylonitrile-based carbon fiber, pseudo-isotropic carbon, furfuryl alcohol resin fired body (PFA), and hard carbon.
  • examples of the graphite material include natural graphite and artificial graphite.
  • artificial graphite for example, artificial graphite obtained by heat-treating carbon containing graphitizable carbon mainly at 2800 ° C. or higher, graphitized MCMB heat-treated at 2000 ° C. or higher, and mesophase pitch-based carbon fiber at 2000 ° C. Examples thereof include graphitized mesophase pitch-based carbon fibers that have been heat-treated.
  • the metal-based negative electrode active material is an active material containing a metal, and usually includes an element capable of inserting lithium in the structure, and the theoretical electric capacity per unit mass when lithium is inserted is 500 mAh /
  • the active material which is more than g.
  • the metal active material include lithium metal and a single metal capable of forming a lithium alloy (for example, Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn). , Sr, Zn, Ti, etc.) and alloys thereof, and oxides, sulfides, nitrides, silicides, carbides, phosphides, and the like thereof.
  • an active material containing silicon is preferable as the metal-based negative electrode active material. This is because the capacity of the lithium ion secondary battery can be increased by using the silicon-based negative electrode active material.
  • silicon-based negative electrode active material examples include silicon (Si), an alloy containing silicon, SiO, SiO x , and a composite of a Si-containing material and a conductive carbon obtained by coating or combining a Si-containing material with a conductive carbon. Etc.
  • silicon type negative electrode active materials may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 types.
  • the electrode active material preferably has a tap density of 1.1 g / cm 3 or less, more preferably 1.05 g / cm 3 or less, and still more preferably 1.03 g / cm 3 or less. .
  • the electrode active material expands and contracts with charge / discharge, but if the tap density of the electrode active material is set to the above upper limit or less, an electrode that does not easily swell with charge / discharge can be formed.
  • the tap density of the electrode active material is usually at 0.7 g / cm 3 or more, preferably 0.75 g / cm 3 or more, and more preferably 0.8 g / cm 3 or more.
  • many electrode active materials having a low tap density generally have fine irregularities. Therefore, when only a particulate polymer with a small particle diameter is used as the binder, the particulate polymer enters the recesses of the electrode active material with a low tap density, and the electrode active material is bound well. There is a possibility that it cannot be made. On the other hand, when only a particulate polymer having a large particle size is used as the binder, the contact area between the electrode active material and the particulate polymer is reduced, and the electrode active material is bound well. There is a possibility that it cannot be done.
  • the particulate polymer B having a relatively small volume average particle diameter is used in addition to the particulate polymer A, an electrode active material having a low tap density. Even when this is used, an electrode having a sufficiently excellent peel strength can be formed.
  • a binder composition As a binder composition, the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes containing the particulate polymer A1 or particulate polymer A2 mentioned above can be used.
  • the compounding quantity of a binder composition is not specifically limited, For example, per 100 mass parts of electrode active materials, the amount of the particulate polymer A (binder composition is further the particulate polymer B in conversion of solid content).
  • the total amount of the particulate polymer A and the particulate polymer B) can be an amount such that it is 0.5 parts by mass or more and 4.0 parts by mass or less.
  • the conductive material is for ensuring electrical contact between the electrode active materials in the electrode mixture layer.
  • a well-known electrically conductive material can be used, without being specifically limited.
  • the conductive material acetylene black, ketjen black (registered trademark), furnace black, graphite, carbon fiber, carbon flake, carbon ultrashort fiber (for example, carbon nanotube, vapor grown carbon fiber, etc.), etc.
  • Conductive carbon materials various metal fibers, foils and the like can be used.
  • the compounding quantity of a electrically conductive material is not specifically limited, For example, it is 0.1 to 10 mass parts per 100 mass parts of electrode active materials.
  • Other components that can be blended in the slurry composition are not particularly limited, and examples thereof include those similar to other components that can be blended in the binder composition of the present invention.
  • the other component may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • the slurry composition described above can be prepared by dispersing or dissolving the above components in a dispersion medium such as water. Specifically, the above components and the dispersion medium are mixed using a mixer such as a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a crushed crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, a fill mix, etc. Thus, a slurry composition can be prepared.
  • the mixing of each of the above components and the dispersion medium can usually be carried out in the range of room temperature to 80 ° C. for 10 minutes to several hours.
  • the thing similar to a binder composition can be used as a dispersion medium used for preparation of a slurry composition.
  • the dispersion medium used for preparing the slurry composition can also include the dispersion medium contained in the binder composition.
  • An electrode for a non-aqueous secondary battery according to the present invention comprises an electrode mixture layer formed using the slurry composition for a non-aqueous secondary battery electrode, and usually includes a current collector and a current collector. And an electrode mixture layer formed thereon.
  • the electrode mixture layer contains at least an electrode active material and a polymer derived from the particulate polymer A1 or the particulate polymer A2.
  • each component contained in the electrode mixture layer is contained in the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes, and a suitable abundance ratio of each of these components is the slurry composition.
  • the particulate polymer A and the particulate polymer B exist in a particle shape in the slurry composition, but may be in a particle shape in the electrode mixture layer formed using the slurry composition. However, any other shape may be used.
  • the electrode for non-aqueous secondary batteries of the present invention since the slurry composition containing the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes of the present invention is used, the electrode mixture layer and the current collector are good. Bind to. Therefore, the electrode for nonaqueous secondary batteries of the present invention is excellent in peel strength. Moreover, since the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention is formed using a slurry composition containing the binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention, if the electrode is used, the cycle A secondary battery excellent in battery characteristics such as characteristics can be obtained. Moreover, when the binder composition containing particulate polymer A2 is used, it becomes possible to exhibit the rate characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery.
  • the electrode for non-aqueous secondary batteries of the present invention includes, for example, a step of applying the slurry composition described above on the current collector (application step), and a drying of the slurry composition applied on the current collector. And a step of forming an electrode mixture layer on the current collector (drying step).
  • the method for 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 dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method, or the like can be used. At this time, the slurry composition may be applied to only one side of the current collector or may be applied to both sides. The thickness of the slurry film on the current collector after application and before drying can be appropriately set according to the thickness of the electrode mixture layer obtained by drying.
  • an electrically conductive and electrochemically durable material is used as the current collector to which the slurry composition is applied.
  • the current collector for example, a current collector made of iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, platinum, or the like can be used.
  • the said material may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
  • 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 using hot air, hot air, low-humidity air, vacuum drying method, infrared ray, electron beam, etc. The drying method by irradiation is mentioned. By drying the slurry composition on the current collector in this way, an electrode mixture layer is formed on the current collector, and a secondary battery electrode including the current collector and the electrode mixture layer can be obtained. it can.
  • the electrode mixture layer may be subjected to pressure treatment using a die press or a roll press.
  • the adhesion between the electrode mixture layer and the current collector can be improved by the pressure treatment.
  • an electrode compound-material layer contains a curable polymer, it is preferable to harden the said polymer after formation of an electrode compound-material layer.
  • the non-aqueous secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator, and uses the non-aqueous secondary battery electrode of the present invention as at least one of the positive electrode and the negative electrode. And since the non-aqueous secondary battery of this invention is equipped with the electrode for non-aqueous secondary batteries of this invention, it is excellent in battery characteristics, such as a cycle characteristic. Moreover, when the binder composition containing particulate polymer A2 is used, it becomes possible to exhibit the rate characteristic excellent in the non-aqueous secondary battery. In addition, it is preferable that the secondary battery of this invention uses the electrode for secondary batteries of this invention as a negative electrode. Moreover, although the case where a secondary battery is a lithium ion secondary battery is demonstrated as an example below, this invention is not limited to the following example.
  • the non-aqueous secondary battery electrode of the present invention is used as at least one of a positive electrode and a negative electrode. That is, the positive electrode of the lithium ion secondary battery may be an electrode of the present invention and the negative electrode may be another known negative electrode, and the negative electrode of the lithium ion secondary battery is an electrode of the present invention and the positive electrode is another known positive electrode. In addition, both the positive electrode and the negative electrode of the lithium ion secondary battery may be the electrode of the present invention. In addition, as known electrodes other than the electrode for non-aqueous secondary batteries of this invention, the electrode formed by forming an electrode compound-material layer on a collector using a known manufacturing method can be used.
  • an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used.
  • a lithium salt is used as the supporting electrolyte for the lithium ion secondary battery.
  • the lithium salt include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like.
  • LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferable, and LiPF 6 is particularly preferable because it is easily dissolved in a solvent and exhibits a high degree of dissociation.
  • electrolyte may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. Usually, the lithium ion conductivity tends to increase as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, so that the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.
  • the organic solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte.
  • carbonates are preferably used because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region.
  • concentration of the electrolyte in the electrolytic solution can be adjusted as appropriate. For example, it is preferably 0.5 to 15% by mass, more preferably 2 to 13% by mass, and 5 to 10% by mass. Is more preferable.
  • known additives such as vinylene carbonate, fluoroethylene carbonate, ethyl methyl sulfone and the like can be added to the electrolytic solution.
  • the separator is not particularly limited, and for example, those described in JP 2012-204303 A can be used. Among these, the film thickness of the entire separator can be reduced, thereby increasing the ratio of the electrode active material in the secondary battery and increasing the capacity per volume.
  • a microporous film made of a resin such as polyethylene, polypropylene, polybutene, or polyvinyl chloride is preferable.
  • the secondary battery of the present invention includes, for example, a positive electrode and a negative electrode that are stacked with a separator interposed between them, wound as necessary according to the shape of the battery, folded into a battery container, and electrolyzed in the battery container. It can be manufactured by injecting and sealing the liquid. In order to prevent an increase in pressure inside the secondary battery, overcharge / discharge, and the like, a fuse, an overcurrent prevention element such as a PTC element, an expanded metal, a lead plate, and the like may be provided as necessary.
  • the shape of the secondary battery may be any of, for example, a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, and a flat shape.
  • the weight of this test piece was measured and designated as W0.
  • a powder tester registered trademark
  • PT-D product name
  • the sample worn after tapping was weighed, and the bulk density in this state was hardened and measured as the bulk density, that is, the tap density (g / cm 3 ).
  • the produced slurry composition M0 (g) was passed through an 80-mesh filtration filter, and the time t (second) required to filter the remaining slurry M1 (g) ( ⁇ M0) was measured.
  • the prepared negative electrode was cut into a rectangle having a length of 100 mm and a width of 10 mm to obtain a test piece.
  • Cellophane tape was affixed on the surface of the negative electrode composite material layer with the surface of the negative electrode composite material layer facing down. At this time, a cellophane tape defined in JIS Z1522 was used.
  • the cellophane tape was fixed to the test bench. Then, the stress when one end of the current collector was pulled vertically upward at a pulling speed of 50 mm / min and peeled was measured. This measurement was performed 3 times, the average value was calculated
  • the produced lithium ion secondary battery with a capacity of 800 mAh was allowed to stand for 24 hours in a 25 ° C. environment. Thereafter, under an environment of 25 ° C., a charge / discharge operation of charging to 4.35V at a charge rate of 1C and discharging to 3.0V at a discharge rate of 1C was performed, and an initial capacity C0 was measured.
  • Capacity maintenance ratio ⁇ C (C1 / C0) ⁇ 100 (%) was calculated and evaluated according to the following criteria. The higher the capacity retention ratio, the less the discharge capacity is reduced and the better the cycle characteristics.
  • the produced lithium ion secondary battery with a capacity of 800 mAh was allowed to stand for 24 hours in a 25 ° C.
  • the lithium ion secondary battery was subjected to a constant current constant voltage method (cut-off condition) up to 4.35 V at 0.2 C in a 25 ° C. environment. : 0.02C) and fully charged. Thereafter, the battery was discharged at a constant current up to 3.0 V at 0.2 C in an environment of ⁇ 10 ° C., and the discharge capacity C1 ′ at that time was measured. The lithium ion secondary battery was fully charged again at a constant current / constant voltage method (cut-off condition: 0.02C) at 4.35V in a 25 ° C environment, and then 3.0V at 1C in a -10 ° C environment.
  • Capacity maintenance rate ⁇ C ′ (C2 ′ / C1 ′) ⁇ 100 (%) was calculated and evaluated according to the following criteria. It shows that it is excellent in the rate characteristic (low temperature characteristic), so that the value of this capacity
  • Example 1-1 Preparation of particulate polymer A1> 5 parts of acrylic acid as a carboxylic acid group-containing monomer and 2.5 parts of sodium lauryl sulfate as an emulsifier (diluted to 20% with ion-exchanged water) were added to container X and stirred to carry out emulsification.
  • a natural rubber latex containing natural rubber (NR) particles having a volume average particle diameter of 0.88 ⁇ m in the container X manufactured by Musashino Chemical Co., Ltd., product name “LA type”, solid content concentration 62%, natural in latex
  • the polymer constituting the rubber particles contains 95 parts of isoprene units) corresponding to the solid content, and left for 2 hours, followed by stirring.
  • 0.6 parts of tetraethylenepentamine and 0.6 parts of t-butyl hydroxide as polymerization initiators were further added to the container X to initiate graft polymerization.
  • the reaction temperature was maintained at 30 ° C.
  • the reaction temperature was maintained at 75 ° C. Further, 4 hours after the start of polymerization (after 70% of the mixture was added to the pressure vessel Z), 1 part of 2-hydroxyethyl acrylate (2-hydroxyethyl acrylate) as a hydroxyl group-containing monomer was added to 1 part. It added to the pressure vessel Z over 30 minutes. After 5 hours and 30 minutes from the start of the polymerization, the addition of the whole amount of the monomer was completed. Thereafter, the mixture was further heated to 85 ° C. and reacted for 6 hours. When the polymerization conversion rate reached 97%, the mixture was cooled and the reaction was stopped to obtain a mixture containing a particulate polymer.
  • a 5% aqueous sodium hydroxide solution was added to the mixture containing the particulate polymer to adjust the pH to 8. Then, the unreacted monomer was removed by heating under reduced pressure. And it cooled and the water dispersion (solid content concentration: 40%) containing the particulate polymer B whose volume average particle diameter is 0.15 micrometer was obtained.
  • the aqueous dispersion of the particulate polymer A1 and the aqueous dispersion of the particulate polymer B are obtained by converting the particulate polymer A1 and the particulate polymer B into a solid content ratio, and the particulate polymer A1: particulate weight.
  • the resulting mixture was adjusted to a solid content concentration of 60% with ion-exchanged water, and then mixed at 25 ° C. for 60 minutes. Next, after adjusting the solid content concentration to 52% with ion-exchanged water, the mixture was further mixed at 25 ° C. for 15 minutes to obtain a mixture. To the obtained mixed solution, 2.2 parts of the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes corresponding to the solid content and ion-exchanged water were added, and the final solid content concentration was adjusted to 48%. Furthermore, after mixing for 10 minutes, the slurry composition for non-aqueous secondary battery negative electrodes with sufficient fluidity
  • the results are shown in Table 1.
  • the tap density of the negative electrode active material (a mixture obtained by mixing the above-described artificial graphite and natural graphite in the above-described ratio) was separately measured.
  • the results are shown in Table 1.
  • ⁇ Production of negative electrode> The obtained slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode was applied on a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m, which is a current collector, with a comma coater so that the film thickness after drying was about 150 ⁇ m, and then dried. I let you. This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C.
  • the obtained positive electrode after pressing was cut into a rectangle of 49 cm ⁇ 5 cm, placed so that the surface on the positive electrode mixture layer side was on the upper side, and a separator cut into 120 cm ⁇ 5.5 cm on the positive electrode mixture layer was Was placed on the left side in the longitudinal direction of the separator. Further, the obtained negative electrode after pressing was cut into a 50 cm ⁇ 5.2 cm rectangle, and on the separator, the negative electrode mixture layer side surface was opposed to the separator, and the negative electrode was positioned on the right side in the longitudinal direction of the separator. Arranged. And the obtained laminated body was wound with the winding machine, and the wound body was obtained.
  • Example 1-2 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the graft copolymer prepared as follows was used as the particulate polymer A1. Manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1. ⁇ Preparation of particulate polymer A1> Isoprene rubber (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., product name “Nipol IR2200”) was dissolved in toluene to prepare an isoprene rubber solution having a concentration of 25%.
  • the obtained pre-mixed liquid was transferred from the tank to a milder (product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.) at a rate of 100 g / min with a metering pump, and stirred at a rotation speed of 20000 rpm to emulsify. (Phase inversion emulsification).
  • a milder product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.
  • the toluene in the obtained emulsion is distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and then left to stand in a chromatographic column with a cock for one day, and concentrated by removing the lower layer after separation. It was.
  • the upper layer part was filtered with the 100 mesh metal-mesh, and the latex containing the particle
  • the resulting polyisoprene latex had a solids concentration of 60% and a volume average particle size of 1.1 ⁇ m.
  • the polymer of the trunk portion was obtained by performing the same operation as in Example 1-1 except that the obtained polyisoprene latex was used instead of natural rubber latex and methacrylic acid was used instead of acrylic acid.
  • an aqueous dispersion (solid content concentration: 40%) containing a particulate polymer A1 in which a graft portion composed only of a carboxylic acid group-containing monomer unit was introduced into the polyisoprene particles as described above was obtained.
  • Example 1-3 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the graft copolymer prepared as follows was used as the particulate polymer A1. Manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1. ⁇ Preparation of particulate polymer A1> Butadiene rubber (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., product name “Nipol BR1220”) was dissolved in toluene to prepare a butadiene rubber solution having a concentration of 25%.
  • the obtained pre-mixed liquid was transferred from the tank to a milder (product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.) at a rate of 100 g / min with a metering pump, and stirred at a rotation speed of 20000 rpm to emulsify. (Phase inversion emulsification).
  • a milder product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.
  • the toluene in the obtained emulsion is distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and then left to stand in a chromatographic column with a cock for one day, and concentrated by removing the lower layer after separation. It was.
  • the obtained polybutadiene latex had a solid content concentration of 60% and a volume average particle size of 1.03 ⁇ m. Except that the obtained polybutadiene latex was used in place of the natural rubber latex, the same operation as in Example 1-1 was carried out, and the carboxylic acid group-containing single monomer with respect to the polybutadiene particles as the polymer of the trunk portion was used. An aqueous dispersion (solid content concentration: 40%) containing the particulate polymer A1 into which a graft portion consisting only of body units was introduced was obtained.
  • Example 1-4 In preparing the particulate polymer A1, a binder was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that 26 parts of methacrylic acid was used instead of acrylic acid, and the amount of natural rubber latex was 74 parts corresponding to the solid content. A composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were produced. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1.
  • Example 1-5 In preparing the particulate polymer A1, the same procedure as in Example 1-1 except that 1.5 parts of methacrylic acid was used instead of acrylic acid, and the amount of natural rubber latex was 98.5 parts in terms of solid content. Thus, a binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were produced. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1.
  • Example 1-6 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the graft copolymer prepared as follows was used as the particulate polymer A1. Manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1. ⁇ Preparation of particulate polymer A1> Dilute natural rubber latex (product name “LA type” manufactured by Musashino Chemical Co., Ltd., the polymer constituting the natural rubber particles in latex contains 95% or more of isoprene units)) until the solid content becomes 10%. And left for 30 days.
  • Dilute natural rubber latex product name “LA type” manufactured by Musashino Chemical Co., Ltd., the polymer constituting the natural rubber particles in latex contains 95% or more of isoprene units
  • the polymer of the trunk portion was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that 80 parts of the obtained natural rubber latex was used corresponding to the solid content, and 20 parts of methacrylic acid was used instead of acrylic acid.
  • an aqueous dispersion (solid content concentration: 40%) containing the particulate polymer A1 in which a graft portion composed only of a carboxylic acid group-containing monomer unit was introduced into the natural rubber particles as described above was obtained.
  • Example 1--7 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, and a separator were prepared in the same manner as in Example 1-1 except that only the particulate polymer A1 was used without using the particulate polymer B when preparing the binder composition. And a secondary battery was manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1.
  • Example 1-1 A binder was prepared in the same manner as in Example 1-7, except that 35 parts of methacrylic acid was used instead of acrylic acid in the preparation of the particulate polymer A1, and the amount of natural rubber latex was 65 parts in terms of solid content.
  • a composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were produced.
  • Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1-1. The results are shown in Table 1.
  • NR indicates natural rubber
  • IR indicates polyisoprene
  • BR indicates polybutadiene
  • IP represents an isoprene unit
  • BD indicates 1,3-butadiene unit
  • AA indicates an acrylic acid unit
  • MAA indicates a methacrylic acid unit
  • ST indicates a styrene unit
  • IA indicates an itaconic acid unit
  • 2-HEA refers to 2-hydroxyethyl acrylate units
  • CB indicates carbon black.
  • a slurry composition having excellent stability, a negative electrode having excellent peel strength, and a secondary battery having excellent cycle characteristics can be obtained.
  • Example 1-1 it can be seen that the peel strength of the negative electrode and the cycle characteristics of the secondary battery are degraded.
  • Example 2-1 Preparation of particulate polymer A2> 20 parts of methyl methacrylate as a (meth) acrylic acid ester monomer and 2.5 parts of sodium lauryl sulfate as an emulsifier (diluted to 20% with ion-exchanged water) are added to the container X and stirred to emulsify. It was.
  • a natural rubber latex containing natural rubber (NR) particles having a volume average particle diameter of 0.88 ⁇ m in the container X manufactured by Musashino Chemical Co., Ltd., product name “LA type”, solid content concentration 62%, natural in latex
  • the polymer constituting the rubber particles contained 80 parts of isoprene units (corresponding to a solid content) of 80 parts, and left for 2 hours, followed by stirring. After sufficiently stirring, 0.6 parts of tetraethylenepentamine and 0.6 parts of t-butyl hydroxide as polymerization initiators were further added to the container X to initiate graft polymerization. The reaction temperature was maintained at 28 ° C.
  • ⁇ Preparation of particulate polymer B> In the same manner as in Example 1-1, an aqueous dispersion (solid content concentration: 40%) containing the particulate polymer B having a volume average particle size of 0.15 ⁇ m was obtained.
  • the resulting mixture was adjusted to a solid content concentration of 60% with ion-exchanged water, and then mixed at 25 ° C. for 60 minutes. Next, after adjusting the solid content concentration to 52% with ion-exchanged water, the mixture was further mixed at 25 ° C. for 15 minutes to obtain a mixture. To the obtained mixed solution, 2.2 parts of the binder composition for non-aqueous secondary battery electrodes corresponding to the solid content and ion-exchanged water were added, and the final solid content concentration was adjusted to 48%. Furthermore, after mixing for 10 minutes, the slurry composition for non-aqueous secondary battery negative electrodes with sufficient fluidity
  • the results are shown in Table 2.
  • the tap density of the negative electrode active material (a mixture obtained by mixing the above-described artificial graphite and natural graphite in the above-described ratio) was separately measured.
  • the results are shown in Table 2.
  • ⁇ Production of negative electrode> The obtained slurry composition for a non-aqueous secondary battery negative electrode was applied on a copper foil having a thickness of 20 ⁇ m, which is a current collector, with a comma coater so that the film thickness after drying was about 150 ⁇ m, and then dried. I let you. This drying was performed by conveying the copper foil in an oven at 60 ° C. at a speed of 0.5 m / min for 2 minutes. Thereafter, heat treatment was performed at 120 ° C.
  • the obtained positive electrode after pressing was cut into a rectangle of 49 cm ⁇ 5 cm, placed so that the surface on the positive electrode mixture layer side was on the upper side, and a separator cut into 120 cm ⁇ 5.5 cm on the positive electrode mixture layer was Was placed on the left side in the longitudinal direction of the separator. Further, the obtained negative electrode after pressing was cut into a 50 cm ⁇ 5.2 cm rectangle, and on the separator, the negative electrode mixture layer side surface was opposed to the separator, and the negative electrode was positioned on the right side in the longitudinal direction of the separator. Arranged. And the obtained laminated body was wound with the winding machine, and the wound body was obtained.
  • Example 2-2 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the graft copolymer prepared as follows was used as the particulate polymer A2. Manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2. ⁇ Preparation of particulate polymer A2> Isoprene rubber (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., product name “Nipol IR2200”) was dissolved in toluene to prepare an isoprene rubber solution having a concentration of 25%.
  • the obtained pre-mixed liquid was transferred from the tank to a milder (product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.) at a rate of 100 g / min with a metering pump, and stirred at a rotation speed of 20000 rpm to emulsify. (Phase inversion emulsification).
  • a milder product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.
  • the toluene in the obtained emulsion is distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and then left to stand in a chromatographic column with a cock for one day, and concentrated by removing the lower layer after separation. It was.
  • the resulting polyisoprene latex had a solids concentration of 60% and a volume average particle size of 1.1 ⁇ m. Except that the obtained polyisoprene latex was used in place of the natural rubber latex, the same operation as in Example 2-1 was performed, and the polyisoprene particles as the polymer of the trunk portion were subjected to (meth) acrylic. An aqueous dispersion (solid content concentration: 40%) containing particulate polymer A2 into which a graft portion consisting only of an acid ester monomer unit was introduced was obtained.
  • Example 2-3 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the graft copolymer prepared as follows was used as the particulate polymer A2. Manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2-1. ⁇ Preparation of particulate polymer A2> Butadiene rubber (manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd., product name “Nipol BR1220”) was dissolved in toluene to prepare a butadiene rubber solution having a concentration of 25%.
  • the obtained pre-mixed liquid was transferred from the tank to a milder (product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.) at a rate of 100 g / min with a metering pump, and stirred at a rotation speed of 20000 rpm to emulsify. (Phase inversion emulsification).
  • a milder product name “MDN303V” manufactured by Taiheiyo Kiko Co., Ltd.
  • the toluene in the obtained emulsion is distilled off under reduced pressure using a rotary evaporator, and then left to stand in a chromatographic column with a cock for one day, and concentrated by removing the lower layer after separation. It was.
  • the resulting polybutadiene latex had a solid content concentration of 60% and a volume average particle size of 1.02 ⁇ m. Except that the obtained polybutadiene latex was used in place of the natural rubber latex, the same operation as in Example 2-1 was performed, and (meth) acrylic acid ester was applied to the polybutadiene particles as the trunk polymer. An aqueous dispersion (solid content concentration: 40%) containing the particulate polymer A2 into which a graft portion consisting only of monomer units was introduced was obtained.
  • Example 2-4 In the preparation of the particulate polymer A2, the binder composition and the slurry composition were the same as in Example 2-1, except that the amount of methyl methacrylate was 26 parts and the amount of natural rubber latex was 74 parts corresponding to the solid content. Product, negative electrode, positive electrode, separator, and secondary battery were manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2.
  • Example 2-5 The binder composition and slurry composition were the same as in Example 2-1, except that the amount of methyl methacrylate was 8 parts and the amount of natural rubber latex was 92 parts corresponding to the solid content when preparing the particulate polymer A2.
  • Product, negative electrode, positive electrode, separator, and secondary battery were manufactured.
  • Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2.
  • Example 2-6 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator and a secondary battery were prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the graft copolymer prepared as follows was used as the particulate polymer A2. Manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2. ⁇ Preparation of particulate polymer A2> Dilute natural rubber latex (manufactured by Musashino Chemical Co., Ltd., product name “LA type”, the polymer constituting the natural rubber particles in the latex contains 95% or more of isoprene units) until the solid content concentration becomes 10%, Let stand for 30 days.
  • Dilute natural rubber latex manufactured by Musashino Chemical Co., Ltd., product name “LA type”
  • LA type the polymer constituting the natural rubber particles in the latex contains 95% or more of isoprene units
  • Example 2-1 a latex containing natural rubber (NR) particles having a volume average particle diameter of 2.15 ⁇ m.
  • the same procedure as in Example 2-1 was performed except that the obtained natural rubber latex was used, and only the (meth) acrylate monomer unit was used for the natural rubber particles as the trunk polymer.
  • An aqueous dispersion (solid content concentration: 40%) containing the particulate polymer A2 having the graft portion introduced therein was obtained.
  • Example 2-7 A binder composition, a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, and a separator were prepared in the same manner as in Example 2-1, except that only the particulate polymer A2 was used without using the particulate polymer B when preparing the binder composition. And a secondary battery was manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2.
  • Example 2-1 In the preparation of the particulate polymer A2, the binder composition and the slurry composition were the same as in Example 2-7, except that the amount of methyl methacrylate was 35 parts and the amount of natural rubber latex was 65 parts corresponding to the solid content. Product, negative electrode, positive electrode, separator, and secondary battery were manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2.
  • Example 2-2 a natural rubber latex containing natural rubber (NR) particles having a volume average particle diameter of 0.88 ⁇ m in which no graft portion is introduced (product name, manufactured by Musashino Chemical Co., Ltd., product name)
  • the binder composition was the same as Example 2-7 except that “LA type”, solid content concentration 62%, and the polymer constituting the natural rubber particles in the latex contains 95% or more of isoprene units).
  • a slurry composition, a negative electrode, a positive electrode, a separator, and a secondary battery were produced.
  • Various evaluations were performed in the same manner as in Example 2-1. The results are shown in Table 2.
  • NR indicates natural rubber
  • IR indicates polyisoprene
  • BR indicates polybutadiene
  • IP represents an isoprene unit
  • BD indicates 1,3-butadiene unit
  • MMA indicates methyl methacrylate unit
  • ST indicates a styrene unit
  • IA indicates an itaconic acid unit
  • 2-HEA refers to 2-hydroxyethyl acrylate units
  • CB indicates carbon black.
  • the content ratio of the aliphatic conjugated diene monomer unit is less than 70% by mass
  • the content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit is more than 30% by mass
  • the electrolyte swelling degree It can be seen that in Comparative Example 2-1, in which the particulate polymer A2 having a particle size exceeding 7.0 is used, the cycle characteristics and rate characteristics of the secondary battery are degraded. Further, in Comparative Example 2-2 using the particulate polymer A2 in which the content of the (meth) acrylic acid ester monomer unit is less than 1% by mass, the stability of the slurry composition and the rate characteristics of the secondary battery It turns out that falls.
  • a binder composition for a non-aqueous secondary battery electrode capable of forming an electrode for a non-aqueous secondary battery that has excellent peel strength and can exhibit excellent cycle characteristics for a non-aqueous secondary battery.
  • the slurry composition for non-aqueous secondary battery electrodes can be provided.
  • a nonaqueous secondary battery excellent in battery characteristics such as cycle characteristics can be provided.

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Abstract

本発明は、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物を提供することを目的とする。本発明の第一の態様のバインダー組成物は、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上99質量%以下、カルボン酸基含有単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合で含有する粒子状重合体A1を含む。また、本発明の第二の態様のバインダー組成物は、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上95質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合で含有し、電解液膨潤度が1.2倍以上7.0倍以下である粒子状重合体A2を含む。

Description

非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池
 本発明は、非水系二次電池電極用バインダー組成物、非水系二次電池電極用スラリー組成物、非水系二次電池用電極および非水系二次電池に関するものである。
 リチウムイオン二次電池などの非水系二次電池(以下、単に「二次電池」と略記する場合がある。)は、小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、非水系二次電池の更なる高性能化を目的として、電極などの電池部材の改良が検討されている。
 ここで、リチウムイオン二次電池などの二次電池用の電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層とを備えている。そして、電極合材層は、例えば、電極活物質と、結着材を含むバインダー組成物などとを分散媒に分散させてなるスラリー組成物を集電体上に塗布し、乾燥させることにより形成される。
 そして、従来、二次電池の電極用の結着材として使用し得る重合体としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、アクリル系重合体およびジエン系重合体などの合成樹脂、並びに、天然ゴムなど天然樹脂が挙げられていた(例えば、特許文献1参照)。
国際公開第2014/081035号
 しかし、近年では二次電池の更なる性能向上が求められているところ、上記従来のバインダー組成物には、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を高めつつ、当該電極を備える非水系二次電池の電池特性(サイクル特性など)を更に向上させるという点において改善の余地があった。
 そこで、本発明は、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することを目的とする。
 また、本発明は、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる非水系二次電池用電極を提供することを目的とする。
 更に、本発明は、サイクル特性に優れる非水系二次電池を提供することを目的とする。
 本発明者は、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者は、脂肪族共役ジエン単量体単位およびカルボン酸基含有単量体単位をそれぞれ所定の割合で含有する粒子状重合体を使用することにより、結着性に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物が得られることを見出した。また、本発明者は、脂肪族共役ジエン単量体単位および(メタ)アクリル酸エステル単量体単位をそれぞれ所定の割合で含有し、そして電解液膨潤度が所定の範囲内である粒子状重合体を使用することにより、結着性に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性およびレート特性を発揮させることが可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物が得られることを見出した。これらの新たな発見に基づき、本発明者は、本発明を完成させた。
 即ち、この発明の第一の態様は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体A1を含む非水系二次電池電極用バインダー組成物であって、前記粒子状重合体A1が、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上99質量%以下、カルボン酸基含有単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合で含有することを特徴とする。このように、所定の組成を有する粒子状重合体A1を含むバインダー組成物を用いれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる電極を形成することができる。
 また即ち、この発明の第二の態様は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体A2を含む非水系二次電池電極用バインダー組成物であって、前記粒子状重合体A2が、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上95質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合で含有し、前記粒子状重合体A2の電解液膨潤度が、1.2倍以上7.0倍以下であることを特徴とする。このように、所定の組成および電解液膨潤度を有する粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を用いれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる電極を形成することができる。またこの電極は、非水系二次電池に優れたレート特性を発揮させることもできる。
 なお、本発明において、「電解液膨潤度」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 ここで、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記粒子状重合体A1がグラフト共重合体であることが好ましい。グラフト共重合体である粒子状重合体A1を用いれば、粒子状重合体A1に起因する凝集物の発生を抑制してバインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を高めることができる。それにより、スラリー組成物を凝集物や異物除去のためのフィルターに通過させる際、フィルターの目詰まりを防止することができる
 更に、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記粒子状重合体A1の体積平均粒子径が0.6μm以上2.5μm以下であることが好ましい。粒子状重合体Aの体積平均粒子径が0.6μm以上2.5μm以下であれば、非水系二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
 なお、本発明において、「体積平均粒子径」とは、レーザー回折法にて測定した粒子径分布(体積基準)において、小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径(D50)を指す。そして粒子状重合体A1および粒子状重合体A2などの各種重合体の「体積平均粒子径」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 そして、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、更に粒子状重合体Bを含み、前記粒子状重合体Bの体積平均粒子径が、0.01μm以上0.6μm未満であることが好ましい。体積平均粒子径が0.01μm以上0.6μm未満の粒子状重合体Bを上述した粒子状重合体A1と併用すれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができると共に非水系二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。加えて、粒子状重合体A1とBを併用することで、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を向上させることができる。
 ここで、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記粒子状重合体A1の含有量が、前記粒子状重合体A1と前記粒子状重合体Bとの合計含有量の50質量%以上90質量%以下であることが好ましい。粒子状重合体A1の含有量を上記範囲内にすれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性が低下するのを抑制しつつ、電極のピール強度を更に向上させることができる。
 また、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記粒子状重合体A2がグラフト共重合体であることが好ましい。グラフト共重合体である粒子状重合体A2を用いれば、非水系二次電池のレート特性を更に向上させることができる。加えて、グラフト共重合体である粒子状重合体A2を用いれば、粒子状重合体A2に起因する凝集物の発生を抑制してバインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を高めることができる。それにより、スラリー組成物を凝集物や異物除去のためのフィルターに通過させる際、フィルターの目詰まりを防止することができる。
 ここで、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記粒子状重合体A2の体積平均粒子径が0.6μm以上2.5μm以下であることが好ましい。粒子状重合体A2の体積平均粒子径が0.6μm以上2.5μm以下であれば、非水系二次電池のサイクル特性およびレート特性を更に向上させることができる。
 更に、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、更に粒子状重合体Bを含み、前記粒子状重合体Bの体積平均粒子径が、0.01μm以上0.6μm未満であることが好ましい。体積平均粒子径が0.01μm以上0.6μm未満の粒子状重合体Bを上述した粒子状重合体A2と併用すれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができると共に非水系二次電池のサイクル特性およびレート特性を更に向上させることができる。加えて、粒子状重合体A2とBを併用することで、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を向上させることができる。
 そして、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、前記粒子状重合体A2の含有量が、前記粒子状重合体A2と前記粒子状重合体Bとの合計含有量の50質量%以上90質量%以下であることが好ましい。粒子状重合体A2の含有量を上記範囲内にすれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性が低下するのを抑制しつつ、電極のピール強度を更に向上させることができる。
 また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、電極活物質と、上述した非水系二次電池電極用バインダー組成物の何れかとを含むことを特徴とする。このように、スラリー組成物に粒子状重合体A1または粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を含有させれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる電極を形成することができる。また、粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を使用した場合は、非水系二次電池に優れたレート特性を発揮させることも可能となる。
 ここで、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、前記電極活物質のタップ密度が1.1g/cm以下であることが好ましい。電極活物質のタップ密度が1.1g/cm以下であれば、非水系二次電池の充放電に伴う膨れが生じ難い電極を形成することができる。なお、通常、タップ密度の低い電極活物質を用いて形成した電極はピール強度が低下し易い傾向があるが、粒子状重合体A1または粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を使用すれば、電極のピール強度を十分に向上させることができる。
 なお、本発明において、「タップ密度」は、本明細書の実施例に記載の測定方法を用いて測定することができる。
 そして、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、更に導電材を含むことが好ましい。スラリー組成物に導電材を含有させれば、非水系二次電池のレート特性を向上させることができる。
 また、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池用電極は、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物の何れかを用いて形成した電極合材層を備えることを特徴とする。このように、上述した非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用して電極合材層を形成すれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる非水系二次電池用電極が得られる。また、粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を使用した場合は、非水系二次電池に優れたレート特性を発揮させることも可能となる。
 そして、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の非水系二次電池は、正極、負極、電解液およびセパレータを備え、前記正極および負極の少なくとも一方が上述した非水系二次電池用電極であることを特徴とする。このように、上述した非水系二次電池用電極を使用すれば、サイクル特性等の電池特性を十分に向上させることができる。また、粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を使用した場合は、非水系二次電池に優れたレート特性を発揮させることも可能となる。
 本発明によれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池用電極を提供することができる。
 更に、本発明によれば、サイクル特性等の電池特性に優れる非水系二次電池を提供することができる。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
 ここで、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、非水系二次電池電極用スラリー組成物を調製する際に用いることができる。そして、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物は、リチウムイオン二次電池等の非水系二次電池の電極を形成する際に用いることができる。更に、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した非水系二次電池用電極を用いたことを特徴とする。
 なお、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物は、非水系二次電池の負極を形成する際に特に好適に用いることができる。
(非水系二次電池電極用バインダー組成物)
 本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体A1または粒子状重合体A2(以下、これらを纏めて「粒子状重合体A」という場合がある。)を含み、任意に、粒子状重合体B、および二次電池の電極に配合され得るその他の成分を更に含有する。また、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、通常、水などの分散媒を更に含有する。
 ここで、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体A1が、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上99質量%以下、カルボン酸基含有単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合でそれぞれ含有する。
 そして、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体A1が所定の組成を有しているので、電極の電極合材層の形成に用いた際に、電極活物質同士および電極活物質と集電体とを良好に結着させることができる。従って、本発明の第一の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物を使用すれば、ピール強度に優れる電極が得られ、且つ上記粒子状重合体A1を含むバインダー組成物を用いて形成した電極を使用すれば、非水系二次電池に優れた電池特性、特にはサイクル特性を発揮させることができる。
 また、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体A2が、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上95質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合でそれぞれ含有し、電解液膨潤度が1.2倍以上7.0倍以下である。
 そして、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、粒子状重合体A2が所定の組成を有しているので、電極の電極合材層の形成に用いた際に、電極活物質同士および電極活物質と集電体とを良好に結着させることができる。加えて粒子状重合体A2が所定の電解液膨潤度を有しているので、粒子状重合体A2の電解液中への溶出や粒子状重合体A2による導電パスの切断を抑制しつつ、リチウムイオン等の電荷担体の移動性を確保し、二次電池の抵抗を十分に低く抑えることができる。従って、本発明の第二の態様の非水系二次電池電極用バインダー組成物を使用すれば、ピール強度に優れる電極が得られ、且つ上記粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を用いて形成した電極を使用すれば、非水系二次電池に優れた電池特性、特にはサイクル特性およびレート特性を発揮させることができる。
<粒子状重合体A1>
 粒子状重合体A1は、バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用して集電体上に電極合材層を形成することにより製造した電極において、電極合材層に含まれる成分が電極合材層から脱離しないように保持する(即ち、結着材として機能する)。
[粒子状重合体A1の組成]
 そして、粒子状重合体A1は、繰り返し単位として脂肪族共役ジエン単量体単位およびカルボン酸基含有単量体単位を含有することを必要とし、任意に、脂肪族共役ジエン単量体単位およびカルボン酸基含有単量体単位以外の単量体単位(以下、「その他の単量体単位」ということがある。)を更に含有する。
[[脂肪族共役ジエン単量体単位]]
 ここで、脂肪族共役ジエン単量体単位を形成し得る脂肪族共役ジエン単量体としては、特に限定されることなく、1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン(イソプレン)、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエンなどが挙げられる。中でも、脂肪族共役ジエン単量体としては、1,3-ブタジエンおよびイソプレンが好ましく、イソプレンがより好ましい。なお、脂肪族共役ジエン単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、粒子状重合体A1中の脂肪族共役ジエン単量体単位の割合は、粒子状重合体A1中の全繰り返し単位の量を100質量%とした場合に、70質量%以上99質量%以下である必要があり、75質量%以上であることが好ましく、76質量%以上であることがより好ましく、82質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが特に好ましく、98質量%以下であることが好ましく、97質量%以下であることがより好ましく、95質量%以下であることが更に好ましい。脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合を上記範囲の下限値以上とすることで、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を向上させることができ、上記範囲の上限値以下とすることで、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
 なお、脂肪族共役ジエン単量体は、通常、重合反応によって少なくともシス-1,4結合、トランス-1,4結合およびビニル結合の単量体単位を形成し得る。具体的には、例えば1,3-ブタジエンは、通常、重合反応によってシス-1,4結合、トランス-1,4結合および1,2結合(ビニル結合)の単量体単位を形成し得る。また、例えばイソプレンは、通常、重合反応によってシス-1,4結合およびトランス-1,4結合の単量体単位、並びに、1,2結合および3,4結合(ビニル結合)の単量体単位を形成し得る。そして、粒子状重合体A1の脂肪族共役ジエン単量体単位においては、シス-1,4結合の割合が50モル%以上100モル%以下であることが好ましく、55モル%以上であることがより好ましく、60モル%以上であることが更に好ましく、95モル%以上であることがより一層好ましく、99モル%以上であることが特に好ましい。粒子状重合体A1の脂肪族共役ジエン単量体単位(100モル%)中のシス-1,4結合の単量体単位の割合が上記範囲の下限値以上であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させると共に、当該電極を用いた二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。なお、脂肪族共役ジエン単量体単位中のシス-1,4結合の単量体単位の割合は、JIS K6239のIR法に準拠して求めることができる。
[[カルボン酸基含有単量体単位]]
 ここで、カルボン酸基含有単量体単位を形成し得るカルボン酸基含有単量体としては、モノカルボン酸およびその誘導体や、ジカルボン酸およびその酸無水物並びにそれらの誘導体などが挙げられる。
 モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。
 モノカルボン酸誘導体としては、2-エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α-アセトキシアクリル酸、β-trans-アリールオキシアクリル酸、α-クロロ-β-E-メトキシアクリル酸、β-ジアミノアクリル酸などが挙げられる。
 ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。
 ジカルボン酸誘導体としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸や、マレイン酸メチルアリル、マレイン酸ジフェニル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキルなどのマレイン酸エステルが挙げられる。
 ジカルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸などが挙げられる。
 また、カルボン酸基含有単量体としては、加水分解によりカルボキシル基を生成する酸無水物も使用できる。
 その他、マレイン酸モノエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸モノエチル、フマル酸ジエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸ジブチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸ジシクロヘキシル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸ジブチルなどのα,β-エチレン性不飽和多価カルボン酸のモノエステルおよびジエステルも挙げられる。中でも、カルボン酸基含有単量体としては、アクリル酸およびメタクリル酸が好ましい。なお、カルボン酸基含有単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、粒子状重合体A1中のカルボン酸基含有単量体単位の割合は、粒子状重合体A1中の全繰り返し単位の量を100質量%とした場合に、1質量%以上30質量%以下である必要があり、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましく、26質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることが更に好ましい。カルボン酸基含有単量体単位の含有割合を上記範囲の下限値以上とすることで、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を向上させることができ、上記範囲の上限値以下とすることで、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を高めると共に、当該電極を用いた二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
[[その他の単量体単位]]
 粒子状重合体A1が含有し得る、上述した脂肪族共役ジエン単量体単位およびカルボン酸基含有単量体単位以外のその他の単量体単位としては、特に限定されることなく、上述した脂肪族共役ジエン単量体およびカルボン酸基含有単量体と共重合可能な既知の単量体に由来する繰り返し単位が挙げられる。具体的には、その他の単量体単位としては、特に限定されることなく、例えば芳香族ビニル単量体単位、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、および、カルボン酸基含有単量体単位以外の親水性基含有単量体単位などが挙げられる。ここで、本発明において「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよび/またはメタクリルを意味する。
 なお、これらの単量体は一種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 ここで、芳香族ビニル単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体としては、スチレン、スチレンスルホン酸およびその塩、α-メチルスチレン、ブトキシスチレン、並びに、ビニルナフタレンなどが挙げられる。
 そして、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n-ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n-テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレートなどのアクリル酸アルキルエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n-ペンチルメタクリレート、イソペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n-テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレートなどのメタクリル酸アルキルエステル;などが挙げられる。
 また、親水性基含有単量体単位を形成し得る親水性基含有単量体としては、カルボン酸基以外の親水性基を有する重合可能な単量体が挙げられる。具体的には、親水性基含有単量体としては、例えば、スルホン酸基含有単量体、リン酸基含有単量体、水酸基含有単量体が挙げられる。
 スルホン酸基含有単量体としては、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、(メタ)アクリル酸-2-スルホン酸エチル、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、3-アリロキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。
 なお、本発明において「(メタ)アリル」とは、アリルおよび/またはメタリルを意味する。
 リン酸基含有単量体としては、リン酸-2-(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル-2-(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル-(メタ)アクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。
 なお、本発明において「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよび/またはメタクリロイルを意味する。
 水酸基含有単量体としては、(メタ)アリルアルコール、3-ブテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オールなどのエチレン性不飽和アルコール;アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、マレイン酸ジ-2-ヒドロキシエチル、マレイン酸ジ-4-ヒドロキシブチル、イタコン酸ジ-2-ヒドロキシプロピルなどのエチレン性不飽和カルボン酸のアルカノールエステル類;一般式:CH=CR-COO-(C2qO)-H(式中、pは2~9の整数、qは2~4の整数、Rは水素またはメチル基を表す)で表されるポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類;2-ヒドロキシエチル-2’-(メタ)アクリロイルオキシフタレート、2-ヒドロキシエチル-2’-(メタ)アクリロイルオキシサクシネートなどのジカルボン酸のジヒドロキシエステルのモノ(メタ)アクリル酸エステル類;2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテルなどのビニルエーテル類;(メタ)アリル-2-ヒドロキシエチルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-3-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-3-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-4-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-6-ヒドロキシヘキシルエーテルなどのアルキレングリコールのモノ(メタ)アリルエーテル類;ジエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテルなどのポリオキシアルキレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル類;グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリル-2-クロロ-3-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシ-3-クロロプロピルエーテルなどの、(ポリ)アルキレングリコールのハロゲンおよびヒドロキシ置換体のモノ(メタ)アリルエーテル;オイゲノール、イソオイゲノールなどの多価フェノールのモノ(メタ)アリルエーテルおよびそのハロゲン置換体;(メタ)アリル-2-ヒドロキシエチルチオエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシプロピルチオエーテルなどのアルキレングリコールの(メタ)アリルチオエーテル類;などが挙げられる。
 そして、粒子状重合体A1のその他の単量体単位の含有割合は、好ましくは0質量%以上10質量%未満、より好ましくは8質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。その他の単量体単位の含有割合が10質量%未満であれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性が低下するのを抑制することができる。
[[粒子状重合体A1の性状]]
 本発明の第一の態様の粒子状重合体A1の構造は、特に限定されず、ブロック共重合体、グラフト共重合体およびランダム共重合体などの何れであってもよいが、幹部分となる重合体に対してグラフト部分となる重合体が結合した構造を有するグラフト共重合体であることが好ましい。粒子状重合体A1がグラフト共重合体であれば、グラフト部分により粒子状重合体A1同士および粒子状重合体A1と他の成分との面接触が物理的に抑制されるためと推察されるが、粒子状重合体A1同士および粒子状重合体A1と他の成分との凝集物の発生を抑制することができ、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を向上させることができる。
 そして、粒子状重合体A1がグラフト共重合体である場合、当該粒子状重合体A1のグラフト部分がカルボン酸基含有単量体単位を含むことが好ましく、グラフト部分がカルボン酸基含有単量体単位のみからなることがより好ましい。グラフト部分にカルボン酸基含有単量体単位が含まれることで、粒子状重合体A1表層部に電気二重層が形成され、凝集物の発生を一層抑制することができる。
 また、粒子状重合体A1がグラフト共重合体である場合、粒子状重合体A1中のグラフト部分の割合は、粒子状重合体A1中の全繰り返し単位の量(幹部分とグラフト部分の合計量)を100質量%とした場合に、1質量%以上であることが好ましく、2質量%以上であることがより好ましく、30質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましく、20質量%以下であることが更に好ましい。グラフト部分の含有割合を上述の範囲内とすることで、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を高めつつ、電極のピール強度および二次電池のサイクル特性を一層向上させることができる。
 また、粒子状重合体A1の体積平均粒子径は、0.6μm以上であることが好ましく、0.7μm以上であることがより好ましく、0.8μm以上であることが更に好ましく、2.5μm以下であることが好ましく、2.0μm以下であることがより好ましく、1.5μm以下であることが更に好ましい。粒子状重合体A1の体積平均粒子径が上記範囲の下限値以上であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができ、上記範囲の上限値以下であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができると共に当該電極を備える二次電池のサイクル特性を一層高めることができる。
 なお、粒子状重合体A1の体積平均粒子径は適宜調整することができる。例えば粒子状重合体A1が上述したグラフト共重合体である場合、粒子状重合体A1の体積平均粒子径は、グラフト部分によっても多少影響を受けるが、通常、幹部分となる重合体の体積平均粒子径に大きく依存する。そのため幹部分となる重合体として天然ゴムを用いる場合には、当該天然ゴムの体積平均粒子径を沈降分離や分級などを用いて調整することで、粒子状重合体A1の体積平均粒子径を調整することができる。また幹部分となる重合体として人工的に重合して得られる重合体を用いる場合には、当該重合体の体積平均粒子径を、乳化剤の使用量などの重合条件により調整することで、粒子状重合体A1の体積平均粒子径を調整することができる。
[[粒子状重合体A1の調製方法]]
 粒子状重合体A1の調製方法は特に限定されず、既知の方法を用いることができる。例えば、ランダム共重合体である粒子状重合体A1は、上述した単量体を含む単量体組成物を既知の方法で重合することにより得ることができ、また、グラフト共重合体である粒子状重合体A1は、幹部分となる重合体に対して、既知の方法でグラフト部分となる重合体を接ぎ木することで得ることができる。
 グラフト共重合体である粒子状重合体A1を調製する場合、幹部分となる重合体に対してグラフト部分を接ぎ木する方法は特に限定されず、幹部分となる重合体上に上述した単量体を含む単量体組成物を重合させる方法や、幹部分となる重合体に上述した単量体を含む単量体組成物を重合させて得られるマクロマーを結合させる方法が挙げられる。そして、グラフト共重合体である粒子状重合体A1の幹部分となる重合体は、上述した単量体を含む単量体組成物を人工的に重合することにより調製した重合体であってもよいし、天然ゴムであってもよい。中でも、電極のピール強度並びに二次電池のサイクル特性を更に向上させる観点からは、幹部分となる重合体は天然ゴムからなることが好ましい。即ち、粒子状重合体A1は、天然ゴムへのグラフト重合により調製されるグラフト共重合体であることが好ましい。
 本発明において、上述の方法によりグラフト共重合体が得られたことは、グラフト部分を接ぎ木する前(グラフト重合前)の幹部分となる重合体の体積平均粒子径と、得られたグラフト共重合体の体積平均粒子径とを比較することで確認することができる。より具体的には、以下の式により求められる体積平均粒子径比Δdが1.01以上であれば、グラフト重合によりグラフト部分が接ぎ木されたとみなすことができる。
 Δd=グラフト共重合体の体積平均粒子径d1/幹部分となる重合体の体積平均粒子径d0
 なお、単量体組成物を人工的に重合することにより粒子状重合体A1またはその幹部分となる重合体を調製する場合には、単量体組成物中の各単量体の割合は、通常、所望の重合体における各単量体単位の割合と同様とする。そして、これらの重合体の重合様式は、特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法を用いてもよい。また、重合反応としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができる。そして、重合に使用される乳化剤、分散剤、重合開始剤、重合助剤などは、一般に用いられるものを使用することができ、その使用量も、一般に使用される量とすることができる。
<粒子状重合体A2>
 粒子状重合体A2は、粒子状重合体A1同様、バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用して集電体上に電極合材層を形成することにより製造した電極において、電極合材層に含まれる成分が電極合材層から脱離しないように保持する(即ち、結着材として機能する)。
[粒子状重合体A2の組成]
 そして、粒子状重合体A2は、繰り返し単位として脂肪族共役ジエン単量体単位および(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含有することを必要とし、任意に、脂肪族共役ジエン単量体単位および(メタ)アクリル酸エステル単量体単位以外の単量体単位(以下、「その他の単量体単位」ということがある。)を更に含有する。
[[脂肪族共役ジエン単量体単位]]
 ここで、脂肪族共役ジエン単量体単位を形成し得る脂肪族共役ジエン単量体としては、特に限定されることなく、上述した粒子状重合体A1の脂肪族共役ジエン単量体単位を形成し得る脂肪族共役ジエン単量体と同様のものが挙げられる。中でも、脂肪族共役ジエン単量体としては、1,3-ブタジエンおよびイソプレンが好ましい。なお、脂肪族共役ジエン単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、粒子状重合体A2中の脂肪族共役ジエン単量体単位の割合は、粒子状重合体A2中の全繰り返し単位の量を100質量%とした場合に、70質量%以上95質量%以下である必要があり、75質量%以上であることが好ましく、76質量%以上であることがより好ましく、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましい。脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合を上記範囲の下限値以上とすることで、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を向上させることができ、上記範囲の上限値以下とすることで、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
 なお、脂肪族共役ジエン単量体は、通常、重合反応によって少なくともシス-1,4結合、トランス-1,4結合およびビニル結合の単量体単位を形成し得る。具体的には、例えば1,3-ブタジエンは、通常、重合反応によってシス-1,4結合、トランス-1,4結合および1,2結合(ビニル結合)の単量体単位を形成し得る。また、例えばイソプレンは、通常、重合反応によってシス-1,4結合およびトランス-1,4結合の単量体単位、並びに、1,2結合および3,4結合(ビニル結合)の単量体単位を形成し得る。そして、粒子状重合体A2の脂肪族共役ジエン単量体単位においては、シス-1,4結合の割合が50モル%以上100モル%以下であることが好ましく、55モル%以上であることがより好ましく、60モル%以上であることが更に好ましく、95モル%以上であることがより一層好ましく、99モル%以上であることが特に好ましい。粒子状重合体A2の脂肪族共役ジエン単量体単位(100モル%)中のシス-1,4結合の単量体単位の割合が上記範囲の下限値以上であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させると共に、当該電極を用いた二次電池のサイクル特性およびレート特性を更に向上させることができる。
[[(メタ)アクリル酸エステル単量体単位]]
 ここで、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、上述した粒子状重合体A1の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体と同様のものが挙げられる。中でも、(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、メチルメタクリレートおよびエチルアクリレートが好ましい。なお、(メタ)アクリル酸エステル単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、粒子状重合体A2中の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の割合は、粒子状重合体A2中の全繰り返し単位の量を100質量%とした場合に、1質量%以上30質量%以下である必要があり、5質量%以上であることが好ましく、8質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましく、26質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましい。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合を上記範囲の下限値以上とすることで、二次電池のレート特性を向上させることができ、上記範囲の上限値以下とすることで、二次電池のサイクル特性を向上させることができる。
[[その他の単量体単位]]
 粒子状重合体A2が含有し得る、上述した脂肪族共役ジエン単量体単位および(メタ)アクリル酸エステル単量体単位以外のその他の単量体単位としては、特に限定されることなく、上述した脂肪族共役ジエン単量体および(メタ)アクリル酸エステル単量体と共重合可能な既知の単量体に由来する繰り返し単位が挙げられる。具体的には、その他の単量体単位としては、特に限定されることなく、例えば芳香族ビニル単量体単位、親水性基含有単量体単位などが挙げられる。
 なお、これらの単量体は一種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 ここで、芳香族ビニル単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体としては、上述した粒子状重合体A1の芳香族ビニル単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体と同様のものが挙げられる。
 また、親水性基含有単量体単位を形成し得る親水性基含有単量体としては、親水性基を有する重合可能な単量体が挙げられる。具体的には、親水性基含有単量体としては、例えば、カルボン酸基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、リン酸基含有単量体、水酸基含有単量体が挙げられる。
 そして、カルボン酸基含有単量体、スルホン酸基含有単量体、リン酸基含有単量体、および水酸基含有単量体としては、それぞれ、上述した粒子状重合体A1の、カルボン酸基含有単量体単位を形成し得るカルボン酸基含有単量体、スルホン酸基含有単量体単位を形成し得るスルホン酸基含有単量体、リン酸基含有単量体単位を形成し得るリン酸基含有単量体、および水酸基含有単量体単位を形成し得る水酸基含有単量体と同様のものが挙げられる。
 そして、粒子状重合体A2のその他の単量体単位の含有割合は、粒子状重合体A2中の全繰り返し単位の量を100質量%とした場合に、好ましくは0質量%以上15質量%未満、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは8質量%以下である。その他の単量体単位の含有割合が15質量%未満であれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性が低下するのを抑制することができる。
[[粒子状重合体A2の性状]]
 本発明の第二の態様の粒子状重合体A2の構造は、特に限定されず、ブロック共重合体、グラフト共重合体およびランダム共重合体などの何れであってもよいが、幹部分となる重合体に対してグラフト部分となる重合体が結合した構造を有するグラフト共重合体であることが好ましい。粒子状重合体A2がグラフト共重合体であれば、グラフト部分により粒子状重合体A2同士および粒子状重合体A2と他の成分との面接触が物理的に抑制されるためと推察されるが、粒子状重合体A2同士および粒子状重合体A2と他の成分との凝集物の発生を抑制することができ、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を向上させることができる。
 そして、粒子状重合体A2がグラフト共重合体である場合、当該粒子状重合体A2のグラフト部分が(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含むことが好ましく、グラフト部分が(メタ)アクリル酸エステル単量体単位のみからなることがより好ましい。グラフト部分に(メタ)アクリル酸エステル単量体単位が含まれることで、粒子状重合体A2表層部のガラス転移温度が高まり、凝集物の発生を一層抑制することができると共に、同表層部の電解液膨潤度が高まり、リチウムイオン等の電荷担体の移動がより円滑に行われることとなる。このため、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を更に向上させると共に二次電池のレート特性を一層高めることができる。
 また、粒子状重合体A2がグラフト共重合体である場合、粒子状重合体A2中のグラフト部分の割合は、粒子状重合体A2中の全繰り返し単位の量(幹部分とグラフト部分の合計量)を100質量%とした場合に、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましく、30質量%以下であることが好ましく、28質量%以下であることがより好ましい。グラフト部分の含有割合を上述の範囲内とすることで、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性を高めつつ、電極のピール強度並びに二次電池のレート特性およびサイクル特性をバランスよく向上させることができる。
 また、粒子状重合体A2の体積平均粒子径は、0.6μm以上であることが好ましく、0.7μm以上であることがより好ましく、0.8μm以上であることが更に好ましく、2.5μm以下であることが好ましく、2.0μm以下であることがより好ましく、1.5μm以下であることが更に好ましい。粒子状重合体A2の体積平均粒子径が上記範囲の下限値以上であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができ、上記範囲の上限値以下であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができると共に当該電極を備える二次電池のサイクル特性およびレート特性を一層高めることができる。
 なお、粒子状重合体A2の体積平均粒子径は適宜調整することができる。例えば粒子状重合体A2が上述したグラフト共重合体である場合、粒子状重合体A2の体積平均粒子径は、グラフト部分によっても多少影響を受けるが、通常、幹部分となる重合体の体積平均粒子径に大きく依存する。そのため幹部分となる重合体として天然ゴムを用いる場合には、当該天然ゴムの体積平均粒子径を沈降分離や分級などを用いて調整することで、粒子状重合体A2の体積平均粒子径を調整することができる。また幹部分となる重合体として人工的に重合して得られる重合体を用いる場合には、当該重合体の体積平均粒子径を、乳化剤の使用量などの重合条件により調整することで、粒子状重合体A2の体積平均粒子径を調整することができる。
 そして、粒子状重合体A2の電解液膨潤度は、1.2倍以上7.0倍以下であることが必要であり、2.0倍以上であることが好ましく、3.5倍以上であることがより好ましく、6.8倍以下であることが好ましく、6.5倍以下であることがより好ましい。粒子状重合体A2の電解液膨潤度が上記範囲の下限値以上であれば、二次電池のレート特性を更に向上させることができる。一方、粒子状重合体Aの電解液膨潤度が上記範囲の上限値以下であれば、粒子状重合体A2の電解液中への溶出が抑制されることで二次電池のサイクル特性を確保することができ、また、粒子状重合体A2の過度な膨潤により電極活物質および/または導電材により形成される導電パスを切断することもなく、二次電池のレート特性を確保することができる。
 なお、粒子状重合体A2の電解液膨潤度は、粒子状重合体A2の組成を変更することにより調整することができる。例えば(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合を増やせば、粒子状重合体A2の電解液膨潤度を高めることができる。
[[粒子状重合体A2の調製方法]]
 粒子状重合体A2の調製方法は特に限定されず、既知の方法を用いることができる。例えば、ランダム共重合体である粒子状重合体A2は、上述した単量体を含む単量体組成物を既知の方法で重合することにより得ることができ、また、グラフト共重合体である粒子状重合体A2は、幹部分となる重合体に対して、既知の方法でグラフト部分となる重合体を接ぎ木することで得ることができる。
 グラフト共重合体である粒子状重合体A2を調製する場合、幹部分となる重合体に対してグラフト部分を接ぎ木する方法は特に限定されず、幹部分となる重合体上に上述した単量体を含む単量体組成物を重合させる方法や、幹部分となる重合体に上述した単量体を含む単量体組成物を重合させて得られるマクロマーを結合させる方法が挙げられる。そして、グラフト共重合体である粒子状重合体A2の幹部分となる重合体は、上述した単量体を含む単量体組成物を人工的に重合することにより調製した重合体であってもよいし、天然ゴムであってもよい。中でも、電極のピール強度並びに二次電池のサイクル特性およびレート特性を更に向上させる観点からは、幹部分となる重合体は天然ゴムからなることが好ましい。即ち、粒子状重合体A2は、天然ゴムへのグラフト重合により調製されるグラフト共重合体であることが好ましい。
 なお、単量体組成物を人工的に重合することにより粒子状重合体A2またはその幹部分となる重合体等を調製する場合には、単量体組成物中の各単量体の割合は、通常、所望の重合体における各単量体単位の割合と同様とする。そして、これらの重合体の重合様式は、特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法を用いてもよい。また、重合反応としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができる。そして、重合に使用される乳化剤、分散剤、重合開始剤、重合助剤などは、一般に用いられるものを使用することができ、その使用量も、一般に使用される量とすることができる。
<粒子状重合体B>
 粒子状重合体Bは、バインダー組成物を用いて調製した非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用して集電体上に電極合材層を形成することにより製造した電極において、電極合材層に含まれる成分が電極合材層から脱離しないように保持する(即ち、上述した粒子状重合体A1または粒子状重合体A2と共に結着材として機能する)。
[粒子状重合体Bの組成]
 粒子状重合体Bの組成は特に限定されないが、粒子状重合体Bは、繰り返し単位として脂肪族共役ジエン単量体単位を含有することが好ましい。このように脂肪族共役ジエン単量体単位を含有する粒子状重合体Bは、任意に、芳香族ビニル単量体単位と、脂肪族共役ジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位以外の単量体単位(以下、「任意の単量体単位」ということがある。)との少なくとも一方を更に含有する。なお、粒子状重合体Bは、脂肪族共役ジエン単量体単位と芳香族ビニル単量体単位とを含有することが好ましい。
[[脂肪族共役ジエン単量体単位]]
 ここで、粒子状重合体Bの脂肪族共役ジエン単量体単位を形成し得る脂肪族共役ジエン単量体としては、上述した粒子状重合体Aの脂肪族共役ジエン単量体単位を形成し得る脂肪族共役ジエン単量体と同様のものが挙げられる。中でも、粒子状重合体Bの脂肪族共役ジエン単量体単位を形成する脂肪族共役ジエン単量体としては、1,3-ブタジエンおよびイソプレンが好ましく、1,3-ブタジエンがより好ましい。なお、脂肪族共役ジエン単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、粒子状重合体B中の脂肪族共役ジエン単量体単位の割合は、粒子状重合体B中の全繰り返し単位の量を100質量%とした場合に、20質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましく、60質量%以下であることが好ましく、55質量%以下であることがより好ましく、50質量%以下であることが更に好ましい。脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合を上記範囲の下限値以上とすれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができ、上記範囲の上限値以下とすることで、バインダー組成物を用いて作製した電極を備える二次電池のサイクル特性を更に向上させることができる。
[[芳香族ビニル単量体単位]]
 ここで、粒子状重合体Bの芳香族ビニル単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体としては、上述した粒子状重合体A1のその他の単量体単位を形成し得る芳香族ビニル単量体と同様のものが挙げられる。中でも、粒子状重合体Bの芳香族ビニル単量体単位を形成する芳香族ビニル単量体としては、スチレンおよびスチレンスルホン酸塩が好ましく、スチレンがより好ましい。なお、芳香族ビニル単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 そして、粒子状重合体B中の芳香族ビニル単量体単位の割合は、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましく、20質量%以上であることが更に好ましく、70質量%以下であることが好ましく、68質量%以下であることがより好ましく、65質量%以下であることが更に好ましい。芳香族ビニル単量体単位の含有割合を上記範囲の下限値以上とすれば、バインダー組成物を用いて作製した電極を備える二次電池のサイクル特性を更に向上させることができ、上記範囲の上限値以下とすれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができる。
[[任意の単量体単位]]
 粒子状重合体Bが含有し得る、上述した脂肪族共役ジエン単量体単位および芳香族ビニル単量体単位以外の任意の単量体単位としては、特に限定されることなく、上述した脂肪族共役ジエン単量体および芳香族ビニル単量体と共重合可能な既知の単量体に由来する繰り返し単位が挙げられる。具体的には、任意の単量体単位としては、特に限定されることなく、例えば親水性基含有単量体単位、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、などが挙げられる。
 なお、これらの単量体は一種単独で、または、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 ここで、粒子状重合体Bの親水性基含有単量体単位および(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る親水性基含有単量体および(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、上述した粒子状重合体A1のカルボン酸基含有単量体単位を形成し得るカルボン酸基含有単量体およびその他の単量体単位を形成し得るカルボン酸基含有単量体以外の親水性基含有単量体、並びに、上述した粒子状重合体A1の(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体と同様のものが挙げられる。中でも、粒子状重合体Bの親水性基含有単量体単位を形成する親水性基含有単量体としては、カルボン酸基含有単量体および水酸基含有単量体が好ましい。そして、カルボン酸基含有単量体としては、イタコン酸が好ましく、水酸基含有単量体としては、2-ヒドロキシエチルアクリレート(アクリル酸-2-ヒドロキシエチル)が好ましい。そして、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、メチルメタクリレート、2-エチルヘキシルアクリレートが好ましい。
 そして、粒子状重合体Bの任意の単量体単位の含有割合は、好ましくは0質量%以上10質量%以下、より好ましくは7質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。
[体積平均粒子径]
 粒子状重合体Bの体積平均粒子径は、0.01μm以上0.6μm未満であることが必要であり、0.05μm以上であることが好ましく、0.1μm以上であることがより好ましく、0.5μm以下であることが好ましく、0.4μm以下であることがより好ましく、0.3μm以下であることが更に好ましい。粒子状重合体Bの体積平均粒子径が0.01μm以上であれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性が低下するのを抑制することができる。また、粒子状重合体Bの体積平均粒子径が0.6μm未満であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を十分に向上させることができると共に、当該電極を備える二次電池のサイクル特性およびレート特性を十分に向上させることができる。
 なお、粒子状重合体Bの体積平均粒子径は、乳化剤の使用量などの重合条件を変更することにより調整することができる。
[粒子状重合体Bの調製方法]
 なお、上述した組成を有する粒子状重合体Bは、特に限定されることなく、上述した単量体を含む単量体組成物を重合することにより調製することができる。ここで、単量体組成物中の各単量体の割合は、通常、所望の重合体における各単量体単位の割合と同様とする。そして、粒子状重合体Bの重合様式は、特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法を用いてもよい。また、重合反応としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができる。そして、重合に使用される乳化剤、分散剤、重合開始剤、重合助剤などは、一般に用いられるものを使用することができ、その使用量も、一般に使用される量とすることができる。
<粒子状重合体の含有割合>
 そして、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物中の粒子状重合体A(粒子状重合体A1または粒子状重合体A2)の含有量は、粒子状重合体Aと粒子状重合体Bとの合計含有量の50質量%以上であることが好ましく、55質量%以上であることがより好ましく、90質量%以下であることが好ましく、85質量%以下であることがより好ましく、80質量%以下であることが更に好ましい。粒子状重合体Aと粒子状重合体Bとの合計含有量に対する粒子状重合体Aの含有量の割合が上記範囲の下限値以上であれば、バインダー組成物を用いて作製した電極のピール強度を更に向上させることができる。また、粒子状重合体Aの含有量の割合が上記範囲の上限値以下であれば、バインダー組成物を含むスラリー組成物の安定性が低下するのを抑制することができる。
 なお、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、上述した粒子状重合体Aおよび粒子状重合体B以外の任意の重合体を結着材として含有していてもよい。
<分散媒>
 本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物が含有する分散媒としては、特に限定されることなく、水が挙げられる。なお、分散媒は、任意の化合物の水溶液や、少量の有機溶媒と水との混合溶液であってもよい。
<その他の成分>
 本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、上記成分の他に、補強材、レベリング剤、粘度調整剤、電解液添加剤等の成分を含有していてもよい。これらは、電池反応に影響を及ぼさないものであれば特に限られず、公知のもの、例えば国際公開第2012/115096号に記載のものを使用することができる。また、これらの成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<バインダー組成物の調製方法>
 そして、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物は、特に限定されることなく、例えば、重合して得られる粒子状重合体Aを含む分散液をそのままバインダー組成物としてしてもよいし、粒子状重合体Aを含む分散液に対して、任意成分である粒子状重合体Bを含む分散液および上述したその他の成分を添加して混合し、バインダー組成物としてもよい。なお、粒子状重合体の分散液を用いてバインダー組成物を調製する場合には、分散液が含有している液分をそのままバインダー組成物の分散媒として利用してもよい。
(非水系二次電池電極用スラリー組成物)
 本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、電極活物質と、上述したバインダー組成物とを含み、任意にその他の成分を更に含有する。即ち、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、通常、電極活物質と、上述した粒子状重合体A1または粒子状重合体A2と、分散媒とを含有し、任意に、粒子状重合体B、導電材およびその他の成分を更に含有する。そして、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物は、上述したバインダー組成物を含んでいるので、電極の電極合材層の形成に用いた際に、電極活物質同士および電極活物質と集電体とを良好に結着させることができる。従って、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物を使用すれば、ピール強度に優れる電極が得られる。また、上記バインダー組成物を含むスラリー組成物を用いて形成した電極を使用すれば、非水系二次電池に優れた電池特性、特にはサイクル特性を発揮させることができる。また、粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を使用した場合は、非水系二次電池に優れたレート特性を発揮させることも可能となる。
 なお、以下では、一例として非水系二次電池電極用スラリー組成物がリチウムイオン二次電池負極用スラリー組成物である場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
<電極活物質>
 電極活物質は、二次電池の電極において電子の受け渡しをする物質である。そして、リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、通常は、リチウムを吸蔵および放出し得る物質を用いる。
 具体的には、リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、例えば、炭素系負極活物質、金属系負極活物質、およびこれらを組み合わせた負極活物質などが挙げられる。
 ここで、炭素系負極活物質とは、リチウムを挿入(「ドープ」ともいう。)可能な、炭素を主骨格とする活物質をいい、炭素系負極活物質としては、例えば炭素質材料と黒鉛質材料とが挙げられる。
 そして、炭素質材料としては、例えば、易黒鉛性炭素や、ガラス状炭素に代表される非晶質構造に近い構造を持つ難黒鉛性炭素などが挙げられる。
 ここで、易黒鉛性炭素としては、例えば、石油または石炭から得られるタールピッチを原料とした炭素材料が挙げられる。具体例を挙げると、コークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、メソフェーズピッチ系炭素繊維、熱分解気相成長炭素繊維などが挙げられる。
 また、難黒鉛性炭素としては、例えば、フェノール樹脂焼成体、ポリアクリロニトリル系炭素繊維、擬等方性炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成体(PFA)、ハードカーボンなどが挙げられる。
 更に、黒鉛質材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛などが挙げられる。
 ここで、人造黒鉛としては、例えば、易黒鉛性炭素を含んだ炭素を主に2800℃以上で熱処理した人造黒鉛、MCMBを2000℃以上で熱処理した黒鉛化MCMB、メソフェーズピッチ系炭素繊維を2000℃以上で熱処理した黒鉛化メソフェーズピッチ系炭素繊維などが挙げられる。
 また、金属系負極活物質とは、金属を含む活物質であり、通常は、リチウムの挿入が可能な元素を構造に含み、リチウムが挿入された場合の単位質量当たりの理論電気容量が500mAh/g以上である活物質をいう。金属系活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金を形成し得る単体金属(例えば、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn、Tiなど)およびその合金、並びに、それらの酸化物、硫化物、窒化物、ケイ化物、炭化物、燐化物などが用いられる。これらの中でも、金属系負極活物質としては、ケイ素を含む活物質(シリコン系負極活物質)が好ましい。シリコン系負極活物質を用いることにより、リチウムイオン二次電池を高容量化することができるからである。
 シリコン系負極活物質としては、例えば、ケイ素(Si)、ケイ素を含む合金、SiO、SiO、Si含有材料を導電性カーボンで被覆または複合化してなるSi含有材料と導電性カーボンとの複合化物などが挙げられる。なお、これらのシリコン系負極活物質は、1種類を単独で用いてもよいし、2種類上を組み合わせて用いてもよい。
[電極活物質の性状]
 そして、電極活物質は、タップ密度が1.1g/cm以下であることが好ましく、1.05g/cm以下であることがより好ましく、1.03g/cm以下であることが更に好ましい。電極活物質は充放電に伴って膨張および収縮するが、電極活物質のタップ密度を上記上限値以下とすれば、充放電に伴う膨れが生じ難い電極を形成することができる。なお、電極活物質のタップ密度は、通常、0.7g/cm以上であり、0.75g/cm以上であることが好ましく、0.8g/cm以上であることがより好ましい。
 ここで、タップ密度の低い電極活物質は、一般に、微細な凹凸を有するものが多い。そのため、結着材として粒子径の小さい粒子状重合体のみを用いた場合には、タップ密度の低い電極活物質の凹部内に粒子状重合体が入り込んでしまい、電極活物質を良好に結着させることができない虞がある。一方で、結着材として粒子径の大きい粒子状重合体のみを用いた場合には、電極活物質と粒子状重合体との接触面積が減少してしまい、電極活物質を良好に結着させることができない虞がある。そこで、本発明の非水系二次電池電極用スラリー組成物において、粒子状重合体Aに加えて、比較的体積平均粒子径が小さい粒子状重合体Bを用いれば、タップ密度の低い電極活物質を使用した場合であっても、十分にピール強度に優れる電極を形成することができる。
<バインダー組成物>
 バインダー組成物としては、上述した粒子状重合体A1または粒子状重合体A2を含む非水系二次電池電極用バインダー組成物を用いることができる。
 なお、バインダー組成物の配合量は、特に限定されることなく、例えば電極活物質100質量部当たり、固形分換算で、粒子状重合体Aの量(バインダー組成物が更に粒子状重合体Bを含む場合は、粒子状重合体Aおよび粒子状重合体Bの合計量)が0.5質量部以上4.0質量部以下となる量とすることができる。
<導電材>
 導電材は、電極合材層中で電極活物質同士の電気的接触を確保するためのものである。そして、本発明のスラリー組成物に用いる導電材としては、特に限定されることなく、既知の導電材を用いることができる。具体的には、導電材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)、ファーネスブラック、グラファイト、炭素繊維、カーボンフレーク、炭素超短繊維(例えば、カーボンナノチューブや気相成長炭素繊維など)等の導電性炭素材料;各種金属のファイバー、箔などを用いることができる。これらの中でも、二次電池の電池容量を維持しつつレート特性を十分に向上させる観点からは、導電材として、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、又はファーネスブラックを用いることが好ましい。
 なお、導電材の配合量は、特に限定されることなく、例えば電極活物質100質量部当たり、0.1質量部以上10質量部以下である。
<その他の成分>
 スラリー組成物に配合し得るその他の成分としては、特に限定することなく、本発明のバインダー組成物に配合し得るその他の成分と同様のものが挙げられる。なお、その他の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
<スラリー組成物の調製>
 上述したスラリー組成物は、上記各成分を水などの分散媒中に分散または溶解させることにより調製することができる。具体的には、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、フィルミックスなどの混合機を用いて上記各成分と分散媒とを混合することにより、スラリー組成物を調製することができる。なお、上記各成分と分散媒との混合は、通常、室温~80℃の範囲で、10分~数時間行うことができる。また、スラリー組成物の調製に用いる分散媒としては、バインダー組成物と同様のものを用いることができる。そして、スラリー組成物の調製に用いる分散媒には、バインダー組成物が含有していた分散媒も含まれ得る。
(非水系二次電池用電極)
 本発明の非水系二次電池用電極は、上記非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成された電極合材層を備えるものであり、通常は、集電体と、集電体上に形成された電極合材層とを有している。そして、電極合材層には、少なくとも、電極活物質と、粒子状重合体A1または粒子状重合体A2に由来する重合体とが含有されている。なお、電極合材層中に含まれている各成分は、上記非水系二次電池電極用スラリー組成物中に含まれていたものであり、それら各成分の好適な存在比は、スラリー組成物中の各成分の好適な存在比と同じである。また、粒子状重合体Aおよび粒子状重合体Bは、スラリー組成物中では粒子形状で存在するが、スラリー組成物を用いて形成された電極合材層中では、粒子形状であってもよいし、その他の任意の形状であってもよい。
 そして、本発明の非水系二次電池用電極では、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を含むスラリー組成物を使用しているので、電極合材層と集電体とが良好に結着する。従って、本発明の非水系二次電池用電極はピール強度に優れている。また、本発明の非水系二次電池用電極は、本発明の非水系二次電池電極用バインダー組成物を含むスラリー組成物を使用して形成しているので、当該電極を使用すれば、サイクル特性等の電池特性に優れる二次電池が得られる。また、粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を使用した場合は、非水系二次電池に優れたレート特性を発揮させることも可能となる。
<電極の製造方法>
 なお、本発明の非水系二次電池用電極は、例えば、上述したスラリー組成物を集電体上に塗布する工程(塗布工程)と、集電体上に塗布されたスラリー組成物を乾燥して集電体上に電極合材層を形成する工程(乾燥工程)とを経て製造される。
[塗布工程]
 上記スラリー組成物を集電体上に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。具体的には、塗布方法としては、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などを用いることができる。この際、スラリー組成物を集電体の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。塗布後乾燥前の集電体上のスラリー膜の厚みは、乾燥して得られる電極合材層の厚みに応じて適宜に設定しうる。
 ここで、スラリー組成物を塗布する集電体としては、電気導電性を有し、かつ、電気化学的に耐久性のある材料が用いられる。具体的には、集電体としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金などからなる集電体を用い得る。なお、前記の材料は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
[乾燥工程]
 集電体上のスラリー組成物を乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥法、真空乾燥法、赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。このように集電体上のスラリー組成物を乾燥することで、集電体上に電極合材層を形成し、集電体と電極合材層とを備える二次電池用電極を得ることができる。
 なお、乾燥工程の後、金型プレスまたはロールプレスなどを用い、電極合材層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、電極合材層と集電体との密着性を向上させることができる。また、電極合材層が硬化性の重合体を含む場合は、電極合材層の形成後に前記重合体を硬化させることが好ましい。
(非水系二次電池)
 本発明の非水系二次電池は、正極と、負極と、電解液と、セパレータとを備え、正極および負極の少なくとも一方として本発明の非水系二次電池用電極を用いたものである。そして、本発明の非水系二次電池は、本発明の非水系二次電池用電極を備えているので、サイクル特性等の電池特性に優れている。また、粒子状重合体A2を含むバインダー組成物を使用した場合は、非水系二次電池に優れたレート特性を発揮させることも可能となる。
 なお、本発明の二次電池は、本発明の二次電池用電極を負極として用いたものであることが好ましい。また、以下では、一例として二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
<電極>
 上述のように、本発明の非水系二次電池用電極が、正極および負極の少なくとも一方として用いられる。即ち、リチウムイオン二次電池の正極が本発明の電極であり負極が他の既知の負極であってもよく、リチウムイオン二次電池の負極が本発明の電極であり正極が他の既知の正極であってもよく、そして、リチウムイオン二次電池の正極および負極の両方が本発明の電極であってもよい。
 なお、本発明の非水系二次電池用電極以外の既知の電極としては、既知の製造方法を用いて集電体上に電極合材層を形成してなる電極を用いることができる。
<電解液>
 電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。リチウムイオン二次電池の支持電解質としては、例えば、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF、LiClO、CFSOLiが好ましく、LiPFが特に好ましい。なお、電解質は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。通常は、解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
 電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等のカーボネート類;γ-ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類;1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類;などが好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いので、カーボネート類を用いることが好ましい。
 なお、電解液中の電解質の濃度は適宜調整することができ、例えば0.5~15質量%することが好ましく、2~13質量%とすることがより好ましく、5~10質量%とすることが更に好ましい。また、電解液には、既知の添加剤、例えばビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、エチルメチルスルホンなどを添加することができる。
<セパレータ>
 セパレータとしては、特に限定されることなく、例えば特開2012-204303号公報に記載のものを用いることができる。これらの中でも、セパレータ全体の膜厚を薄くすることができ、これにより、二次電池内の電極活物質の比率を高くして体積あたりの容量を高くすることができるという点より、ポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル)の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
<二次電池の製造方法>
 本発明の二次電池は、例えば、正極と、負極とを、セパレータを介して重ね合わせ、これを必要に応じて電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口することにより製造することができる。二次電池の内部の圧力上昇、過充放電等の発生を防止するために、必要に応じて、ヒューズ、PTC素子等の過電流防止素子、エキスパンドメタル、リード板などを設けてもよい。二次電池の形状は、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、何れであってもよい。
 以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」および「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
 そして、実施例および比較例において、各種重合体の体積平均粒子径、粒子状重合体の電解液膨潤度、負極活物質のタップ密度、スラリー組成物の安定性、負極のピール強度、並びに、二次電池のサイクル特性およびレート特性は、下記の方法で測定および評価した。
<体積平均粒子径>
 固形分濃度0.1質量%に調整した重合体の水分散液について、レーザー回折式粒子径分布測定装置(ベックマン・コールター社製、製品名「LS-230」)により粒子径分布(体積基準)を測定した。そして、得られた粒子径分布において小径側から計算した累積体積が50%となる粒子径を求め、各種重合体の体積平均粒子径(D50)とした。
<電解液膨潤度>
 作製した粒子状重合体を含む水分散液をポリテトラフルオロエチレン製のシャーレに入れ、25℃、48時間の条件で乾燥して試験片である重合体フィルムを作製した。この試験片の重量を測定し、W0とした。次いで、この試験片を電解液(溶媒:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート=68.5/30/1.5(体積比)、電解質:濃度1MのLiPF)に、60℃で72時間浸漬した。その後、試験片を電解液から取り出し、試験片の表面の電解液を拭き取り、電解液浸漬後の試験片の重量W1を測定した。
 これらの重量W0及びW1を用いて、電解液膨潤度S(倍)を、S=W1/W0にて計算した。
<タップ密度>
 負極活物質のタップ密度は、パウダテスタ(登録商標)(ホソカワミクロン社製、製品名「PT-D」)を用いて測定した。具体的には、まず、測定容器に充填した負極活物質の粉体を容器上面にてすり切った。次いで、測定容器に測定器付属のキャップを取り付け、取り付けたキャップの上縁まで負極活物質の粉体を追加充填し、高さ1.8cmから180回繰り返し落下させることにより、タッピングを行った。タッピング終了後にキャップを外し、容器上面にて負極活物質の粉体を再びすり切った。タッピング後にすり切った試料を秤量し、この状態の嵩密度を固め嵩密度、即ちタップ密度(g/cm)として測定した。
<安定性>
 作製したスラリー組成物M0(g)を80メッシュのろ過フィルターに通し、残量M1(g)(<M0)までろ過するのに要した時間t(秒)を測定した。ろ過速度V(g/秒)を、下記式:
V=(M0-M1)/t
を用いて算出し、以下の基準で評価した。ろ過速度Vの値が大きいほどスラリー組成物中に凝集物が少なく、すなわちスラリー組成物の安定性が高いことを示す。
 A:ろ過速度Vが0.8g/秒以上
 B:ろ過速度Vが0.5g/秒以上0.8g/秒未満
 C:ろ過速度Vが0.3g/秒以上0.5g/秒未満
 D:ろ過速度Vが0.3g/秒未満
<ピール強度>
 作製した負極を長さ100mm、幅10mmの長方形に切り出して試験片とした。この試験片を、負極合材層の表面を下にして、負極合材層の表面にセロハンテープを貼り付けた。この際、セロハンテープとしてはJIS Z1522に規定されるものを用いた。また、セロハンテープは試験台に固定しておいた。その後、集電体の一端を鉛直上方に引張り速度50mm/分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した。この測定を3回行い、その平均値を求めて、当該平均値をピール強度とした。ピール強度が大きいほど、負極合材層の集電体への結着力が大きいこと、すなわち、密着強度が大きいことを示す。
 A:ピール強度が24N/m以上
 B:ピール強度が19N/m以上24N/m未満
 C:ピール強度が14N/m以上19N/m未満
 D:ピール強度が14N/m未満
<サイクル特性>
 作製した容量800mAhのリチウムイオン二次電池を、25℃の環境下で24時間静置させた。その後、25℃の環境下で、1Cの充電レートにて4.35Vまで充電し、1Cの放電レートにて3.0Vまで放電する充放電の操作を行い、初期容量C0を測定した。更に、45℃環境下で同様の充放電の操作を繰り返し、300サイクル後の容量C1を測定した。そして、容量維持率ΔC=(C1/C0)×100(%)を算出し、下記の基準で評価した。この容量維持率の値が高いほど、放電容量の低下が少なく、サイクル特性に優れていることを示す。
 A:容量維持率ΔCが80%以上
 B:容量維持率ΔCが75%以上80%未満
 C:容量維持率ΔCが70%以上75%未満
 D:容量維持率ΔCが70%未満
<レート特性>
 作製した容量800mAhのリチウムイオン二次電池を、25℃の環境下、24時間静置させた。その後、上述した「サイクル特性」と同様の方法で初期容量C0´測定した後、リチウムイオン二次電池を、25℃環境下、0.2Cで4.35Vまで定電流定電圧法(カットオフ条件:0.02C)にて満充電した。その後、-10℃環境下、0.2Cにて3.0Vまで定電流放電し、そのときの放電容量C1´を測定した。そして、リチウムイオン二次電池を25℃環境下、4.35Vの定電流定電圧法(カットオフ条件:0.02C)によって再び満充電した後、-10℃環境下、1Cにて3.0Vまで定電流放電し、その際の放電容量C2´を測定した。そして容量維持率ΔC´=(C2´/C1´)×100(%)を算出し、下記の基準で評価した。この容量維持率の値が高いほど、レート特性(低温特性)に優れていることを示す。
 A:容量維持率ΔC´が55%以上
 B:容量維持率ΔC´が50%未満55%以上
 C:容量維持率ΔC´が45%未満50%以上
 D:容量維持率ΔC´が45%未満
-実験1-
(実施例1-1)
<粒子状重合体A1の調製>
 カルボン酸基含有単量体としてのアクリル酸5部、乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム2.5部(イオン交換水で20%に希釈して使用)を容器Xに加え撹拌し、乳化を行った。その後、容器Xに体積平均粒子径が0.88μmの天然ゴム(NR)の粒子を含有する天然ゴムラテックス(ムサシノケミカル社製、製品名「LAタイプ」、固形分濃度62%、ラテックス中の天然ゴム粒子を構成する重合体は、イソプレン単位を95%以上含む)を固形分相当で95部加え2時間放置し、放置後に攪拌を行った。十分に攪拌した後、更に、重合開始剤としてのテトラエチレンペンタアミン0.6部およびt-ブチルヒドロオキシド0.6部を容器Xに添加して、グラフト重合を開始した。反応温度は、30℃を維持した。グラフト重合開始から1.5時間後70℃に昇温し、さらに3時間保持した後、重合添加率が97%以上となったことを確認して反応を停止させ、幹部分の重合体としての天然ゴムの粒子に対しカルボン酸基含有単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A1を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。得られた粒子状重合体A1の体積平均粒子径を測定し、また体積平均粒子径比Δdを算出した。結果を表1に示す。
<粒子状重合体Bの調製>
 脂肪族共役ジエン単量体としての1,3-ブタジエン33部、芳香族ビニル単量体としてのスチレン62部、カルボン酸基含有単量体としてのイタコン酸4部、乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム0.3部、連鎖移動剤としてのtert-ドデシルメルカプタン0.3部の混合物を入れた容器Yから耐圧容器Zへと混合物の添加を開始すると同時に、重合開始剤としての過硫酸カリウム1部の耐圧容器Zへの添加を開始し、重合を開始した。なお、反応温度は75℃を維持した。
 また、重合開始から4時間後(混合物の70%を耐圧容器Zへと添加した後)に、水酸基含有単量体としての2-ヒドロキシエチルアクリレート(アクリル酸-2-ヒドロキシエチル)1部を1時間30分に亘って耐圧容器Zに加えた。
 重合開始から5時間30分後に、上述した単量体の全量の添加が完了した。その後、さらに85℃に加温して6時間反応させた。
 重合転化率が97%になった時点で冷却し、反応を停止して、粒子状重合体を含む混合物を得た。この粒子状重合体を含む混合物に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加して、pHを8に調整した。その後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った。そして、冷却し、体積平均粒子径が0.15μmの粒子状重合体Bを含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
<バインダー組成物の調製>
 粒子状重合体A1の水分散液と粒子状重合体Bの水分散液とを、粒子状重合体A1と粒子状重合体Bとが、固形分比率で、粒子状重合体A1:粒子状重合体B=70:30になるように容器へ投入した。そして、スリーワンモーターにより1時間撹拌して、非水系二次電池電極用バインダー組成物を得た。
<スラリー組成物の調製>
 ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質としての人造黒鉛(日立化成社製、製品名「MAG-E」)70部および天然黒鉛(日本カーボン社製、製品名「604A」)25.6部、導電材としてのカーボンブラック(TIMCAL社製、製品名「Super C65」)1部、粘度調整剤としてのカルボキシメチルセルロース(日本製紙ケミカル社製、製品名「MAC-350HC」)の2%水溶液を固形分相当で1.2部加えて混合物を得た。得られた混合物をイオン交換水で固形分濃度60%に調整した後、25℃で60分間混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度52%に調整した後、更に25℃で15分間混合して混合液を得た。得られた混合液に、非水系二次電池電極用バインダー組成物を固形分相当で2.2部、およびイオン交換水を入れ、最終固形分濃度が48%となるように調整した。更に10分間混合した後、減圧下で脱泡処理することにより、流動性の良い非水系二次電池負極用スラリー組成物を得た。
 得られたスラリー組成物の安定性を評価した。結果を表1に示す。なお、負極活物質(上述した人造黒鉛および天然黒鉛を、上述した比率で混合してなる混合物)のタップ密度は別途測定した。結果を表1に示す。
<負極の作製>
 得られた非水系二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が150μm程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理して、プレス前の負極原反を得た。このプレス前の負極原反をロールプレスで圧延して、負極合材層の厚みが80μmのプレス後の負極を得た。
 そして、負極のピール強度を評価した。結果を表1に示す。
<正極の作製>
 正極活物質としての体積平均粒子径12μmのLiCoOを100部と、導電材としてのアセチレンブラック(電気化学工業社製、製品名「HS-100」)を2部と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン(クレハ社製、製品名「#7208」)を固形分相当で2部と、溶媒としてのN-メチルピロリドンとを混合して全固形分濃度を70%とした。これらをプラネタリーミキサーにより混合し、非水系二次電池正極用スラリー組成物を得た。
 得られた非水系二次電池正極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmのアルミ箔の上に、乾燥後の膜厚が150μm程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、アルミ箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理して、正極原反を得た。
 そして、得られた正極原反を、ロールプレス機を用いて圧延することにより、正極合材層を備える正極を得た。
<セパレータの準備>
 単層のポリプロピレン製セパレータ(セルガード社製、製品名「セルガード2500」)を、120cm×5.5cmに切り抜いた。
<二次電池の作製>
 得られたプレス後の正極を49cm×5cmの長方形に切り出して正極合材層側の表面が上側になるように置き、その正極合材層上に120cm×5.5cmに切り出したセパレータを、正極がセパレータの長手方向左側に位置するように配置した。更に、得られたプレス後の負極を50cm×5.2cmの長方形に切り出し、セパレータ上に、負極合材層側の表面がセパレータに向かい合うように、かつ、負極がセパレータの長手方向右側に位置するように配置した。そして、得られた積層体を捲回機により捲回し、捲回体を得た。この捲回体を電池の外装としてのアルミ包材外装で包み、電解液(溶媒:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート=68.5/30/1.5(体積比)、電解質:濃度1MのLiPF)を空気が残らないように注入し、更にアルミ包材外装の開口を150℃のヒートシールで閉口して、容量800mAhの捲回型リチウムイオン二次電池を製造した。
 そして、リチウムイオン二次電池のサイクル特性を評価した。結果を表1に示す。
(実施例1-2)
 粒子状重合体A1として以下のようにして調製したグラフト共重合体を使用した以外は実施例1-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例1-1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
<粒子状重合体A1の調製>
 イソプレンゴム(日本ゼオン株式会社製、製品名「Nipol IR2200」)をトルエンに溶解し、濃度25%のイソプレンゴム溶液を準備した。
 続いて、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホスクシネートナトリウムを1:1:1で混合したものをイオン交換水に溶解し、全固形分濃度2%の水溶液を調製した。
 上記イソプレンゴム溶液500gと上記水溶液500gとをタンク内に投入し、撹拌して予備混合を行った。続いて、得られた予備混合液をタンク内から定量ポンプにて100g/分の速度でマイルダー(太平洋機工社製、製品名「MDN303V」)へと移送し、回転数20000rpmで撹拌して、乳化(転相乳化)した。
 次に、得られた乳化液中のトルエンをロータリーエバポレータにて減圧留去した後、コック付きのクロマトカラム中で1日静置分離させ、分離後の下層部分を除去することにより、濃縮を行った。
 そして、上層部分を100メッシュの金網で濾過して、ポリイソプレン(IR)の粒子を含むラテックスを調製した。得られたポリイソプレンのラテックスの固形分濃度は60%、体積平均粒子径は1.1μmであった。
 得られたポリイソプレンのラテックスを、天然ゴムのラテックスに替えて使用し、且つアクリル酸に替えてメタクリル酸を使用した以外は、実施例1-1と同様の操作を行い、幹部分の重合体としてのポリイソプレンの粒子に対しカルボン酸基含有単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A1を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
(実施例1-3)
 粒子状重合体A1として以下のようにして調製したグラフト共重合体を使用した以外は実施例1-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例1-1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
<粒子状重合体A1の調製>
 ブタジエンゴム(日本ゼオン株式会社製、製品名「Nipol BR1220」)をトルエンに溶解し、濃度25%のブタジエンゴム溶液を準備した。
 続いて、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホスクシネートナトリウムを1:1:1で混合したものをイオン交換水に溶解し、全固形分濃度2%水溶液を調製した。
 上記ブタジエンゴム溶液500gと上記水溶液500gとをタンク内に投入し、撹拌して予備混合を行った。続いて、得られた予備混合液をタンク内から定量ポンプにて100g/分の速度でマイルダー(太平洋機工社製、製品名「MDN303V」)へと移送し、回転数20000rpmで撹拌して、乳化(転相乳化)した。
 次に、得られた乳化液中のトルエンをロータリーエバポレータにて減圧留去した後、コック付きのクロマトカラム中で1日静置分離させ、分離後の下層部分を除去することにより、濃縮を行った。
 そして、上層部分を100メッシュの金網で濾過して、ポリブタジエン(BR)の粒子を含むラテックスを調製した。得られたポリブタジエンのラテックスの固形分濃度は60%、体積平均粒子径は1.03μmであった。
 得られたポリブタジエンのラテックスを、天然ゴムのラテックスに替えて使用した以外は、実施例1-1と同様の操作を行い、幹部分の重合体としてのポリブタジエンの粒子に対しカルボン酸基含有単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A1を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
(実施例1-4)
 粒子状重合体A1の調製に際し、アクリル酸に替えてメタクリル酸を26部使用し、天然ゴムラテックスの量を固形分相当で74部とした以外は、実施例1-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例1-1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例1-5)
 粒子状重合体A1の調製に際し、アクリル酸に替えてメタクリル酸を1.5部使用し、天然ゴムラテックスの量を固形分相当で98.5部とした以外は、実施例1-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例1-1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例1-6)
 粒子状重合体A1として以下のようにして調製したグラフト共重合体を使用した以外は実施例1-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例1-1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
<粒子状重合体A1の調製>
 天然ゴムラテックス(ムサシノケミカル社製、製品名「LAタイプ」、ラテックス中の天然ゴム粒子を構成する重合体は、イソプレン単位を95%以上含む))を固形分濃度が10%になるまで希釈し、30日間静置した。その後、全体の15%の量の上澄みを除去し、体積平均粒子径が2.18μmの天然ゴム(NR)の粒子を含有するラテックスを得た。
 得られた天然ゴムのラテックスを固形分相当で80部使用し、そしてアクリル酸に替えてメタクリル酸を20部使用した以外は、実施例1-1と同様の操作を行い、幹部分の重合体としての天然ゴムの粒子に対しカルボン酸基含有単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A1を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
(実施例1-7)
 バインダー組成物の調製時に粒子状重合体Bを使用せずに粒子状重合体A1のみを使用した以外は実施例1-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例1-1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例1-1)
 粒子状重合体A1の調製に際し、アクリル酸に替えてメタクリル酸を35部使用し、天然ゴムラテックスの量を固形分相当で65部とした以外は、実施例1-7と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例1-1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
 なお、以下に示す表1中、
「NR」は、天然ゴムを示し、
「IR」は、ポリイソプレンを示し、
「BR」は、ポリブタジエンを示し、
「IP」は、イソプレン単位を示し、
「BD」は、1,3-ブタジエン単位を示し、
「AA」は、アクリル酸単位を示し、
「MAA」は、メタクリル酸単位を示し、
「ST」は、スチレン単位を示し、
「IA」は、イタコン酸単位を示し、
「2-HEA」は、2-ヒドロキシエチルアクリレート単位を示し、
「CB」は、カーボンブラックを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1より、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上99質量%以下、カルボン酸基含有単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合でそれぞれ含有する粒子状重合体A1を用いた実施例1-1~1-7では、安定性に優れるスラリー組成物、ピール強度に優れる負極およびサイクル特性に優れる二次電池が得られることが分かる。また、表1より、脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合が70質量%未満、カルボン酸基含有単量体単位の含有割合が30質量%超である粒子状重合体A1を用いた比較例1-1では、負極のピール強度および二次電池のサイクル特性が低下してしまうことが分かる。
-実験2-
(実施例2-1)
<粒子状重合体A2の調製>
 (メタ)アクリル酸エステル単量体としてのメチルメタクリレート20部、乳化剤としてのラウリル硫酸ナトリウム2.5部(イオン交換水で20%に希釈して使用)を容器Xに加え撹拌し、乳化を行った。その後、容器Xに体積平均粒子径が0.88μmの天然ゴム(NR)の粒子を含有する天然ゴムラテックス(ムサシノケミカル社製、製品名「LAタイプ」、固形分濃度62%、ラテックス中の天然ゴム粒子を構成する重合体は、イソプレン単位を95%以上含む)を固形分相当で80部加え2時間放置し、放置後に攪拌を行った。十分に攪拌した後、更に、重合開始剤としてのテトラエチレンペンタアミン0.6部およびt-ブチルヒドロオキシド0.6部を容器Xに添加して、グラフト重合を開始した。反応温度は、28℃を維持した。グラフト重合開始から9時間後、重合添加率が97%以上となったことを確認して反応を停止させ、幹部分の重合体としての天然ゴムの粒子に対し(メタ)アクリル酸エステル単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A2を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。得られた粒子状重合体A2の体積平均粒子径および電解液膨潤度を測定し、また体積平均粒子径比Δdを算出した。結果を表2に示す。
<粒子状重合体Bの調製>
 実施例1-1と同様にして、体積平均粒子径が0.15μmの粒子状重合体Bを含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
<バインダー組成物の調製>
 粒子状重合体A2の水分散液と粒子状重合体Bの水分散液とを、粒子状重合体A2と粒子状重合体Bとが、固形分比率で、粒子状重合体A2:粒子状重合体B=60:40になるように容器へ投入した。そして、スリーワンモーターにより1時間撹拌して、非水系二次電池電極用バインダー組成物を得た。
<スラリー組成物の調製>
 ディスパー付きのプラネタリーミキサーに、負極活物質としての人造黒鉛(日立化成社製、製品名「MAG-E」)70部および天然黒鉛(日本カーボン社製、製品名「604A」)25.6部、導電材としてのカーボンブラック(TIMCAL社製、製品名「Super C65」)1部、粘度調整剤としてのカルボキシメチルセルロース(日本製紙ケミカル社製、製品名「MAC-350HC」)の2%水溶液を固形分相当で1.2部加えて混合物を得た。得られた混合物をイオン交換水で固形分濃度60%に調整した後、25℃で60分間混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度52%に調整した後、更に25℃で15分間混合して混合液を得た。得られた混合液に、非水系二次電池電極用バインダー組成物を固形分相当で2.2部、およびイオン交換水を入れ、最終固形分濃度が48%となるように調整した。更に10分間混合した後、減圧下で脱泡処理することにより、流動性の良い非水系二次電池負極用スラリー組成物を得た。
 得られたスラリー組成物の安定性を評価した。結果を表2に示す。なお、負極活物質(上述した人造黒鉛および天然黒鉛を、上述した比率で混合してなる混合物)のタップ密度は別途測定した。結果を表2に示す。
<負極の作製>
 得られた非水系二次電池負極用スラリー組成物を、コンマコーターで、集電体である厚さ20μmの銅箔の上に、乾燥後の膜厚が150μm程度になるように塗布し、乾燥させた。この乾燥は、銅箔を0.5m/分の速度で60℃のオーブン内を2分間かけて搬送することにより行った。その後、120℃にて2分間加熱処理して、プレス前の負極原反を得た。このプレス前の負極原反をロールプレスで圧延して、負極合材層の厚みが80μmのプレス後の負極を得た。
 そして、負極のピール強度を評価した。結果を表2に示す。
<正極の作製>
 実施例1-1と同様にして、正極合材層を備える正極を得た。
<セパレータの準備>
 単層のポリプロピレン製セパレータ(セルガード社製、製品名「セルガード2500」)を、120cm×5.5cmに切り抜いた。
<二次電池の作製>
 得られたプレス後の正極を49cm×5cmの長方形に切り出して正極合材層側の表面が上側になるように置き、その正極合材層上に120cm×5.5cmに切り出したセパレータを、正極がセパレータの長手方向左側に位置するように配置した。更に、得られたプレス後の負極を50cm×5.2cmの長方形に切り出し、セパレータ上に、負極合材層側の表面がセパレータに向かい合うように、かつ、負極がセパレータの長手方向右側に位置するように配置した。そして、得られた積層体を捲回機により捲回し、捲回体を得た。この捲回体を電池の外装としてのアルミ包材外装で包み、電解液(溶媒:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート/ビニレンカーボネート=68.5/30/1.5(体積比)、電解質:濃度1MのLiPF)を空気が残らないように注入し、更にアルミ包材外装の開口を150℃のヒートシールで閉口して、容量800mAhの捲回型リチウムイオン二次電池を製造した。
 そして、リチウムイオン二次電池のサイクル特性およびレート特性を評価した。結果を表2に示す。
(実施例2-2)
 粒子状重合体A2として以下のようにして調製したグラフト共重合体を使用した以外は実施例2-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
<粒子状重合体A2の調製>
 イソプレンゴム(日本ゼオン株式会社製、製品名「Nipol IR2200」)をトルエンに溶解し、濃度25%のイソプレンゴム溶液を準備した。
 続いて、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホスクシネートナトリウムを1:1:1で混合したものをイオン交換水に溶解し、全固形分濃度2%の水溶液を調製した。
 上記イソプレンゴム溶液500gと上記水溶液500gとをタンク内に投入し、撹拌して予備混合を行った。続いて、得られた予備混合液をタンク内から定量ポンプにて100g/分の速度でマイルダー(太平洋機工社製、製品名「MDN303V」)へと移送し、回転数20000rpmで撹拌して、乳化(転相乳化)した。
 次に、得られた乳化液中のトルエンをロータリーエバポレータにて減圧留去した後、コック付きのクロマトカラム中で1日静置分離させ、分離後の下層部分を除去することにより、濃縮を行った。
 そして、上層部分を100メッシュの金網で濾過して、ポリイソプレン(IR)の粒子を含むラテックスを調製した。得られたポリイソプレンのラテックスの固形分濃度は60%、体積平均粒子径は1.1μmであった。
 得られたポリイソプレンのラテックスを、天然ゴムのラテックスに替えて使用した以外は、実施例2-1と同様の操作を行い、幹部分の重合体としてのポリイソプレンの粒子に対し(メタ)アクリル酸エステル単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A2を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
(実施例2-3)
 粒子状重合体A2として以下のようにして調製したグラフト共重合体を使用した以外は実施例2-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2-1に示す。
<粒子状重合体A2の調製>
 ブタジエンゴム(日本ゼオン株式会社製、製品名「Nipol BR1220」)をトルエンに溶解し、濃度25%のブタジエンゴム溶液を準備した。
 続いて、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホン酸ナトリウム、アルキルポリオキシエチレンスルホスクシネートナトリウムを1:1:1で混合したものをイオン交換水に溶解し、全固形分濃度2%水溶液を調製した。
 上記ブタジエンゴム溶液500gと上記水溶液500gとをタンク内に投入し、撹拌して予備混合を行った。続いて、得られた予備混合液をタンク内から定量ポンプにて100g/分の速度でマイルダー(太平洋機工社製、製品名「MDN303V」)へと移送し、回転数20000rpmで撹拌して、乳化(転相乳化)した。
 次に、得られた乳化液中のトルエンをロータリーエバポレータにて減圧留去した後、コック付きのクロマトカラム中で1日静置分離させ、分離後の下層部分を除去することにより、濃縮を行った。
 そして、上層部分を100メッシュの金網で濾過して、ポリブタジエン(BR)の粒子を含むラテックスを調製した。得られたポリブタジエンのラテックスの固形分濃度は60%、体積平均粒子径は1.02μmであった。
 得られたポリブタジエンのラテックスを、天然ゴムのラテックスに替えて使用した以外は、実施例2-1と同様の操作を行い、幹部分の重合体としてのポリブタジエンの粒子に対し(メタ)アクリル酸エステル単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A2を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
(実施例2-4)
 粒子状重合体A2の調製に際し、メチルメタクリレートの量を26部、天然ゴムラテックスの量を固形分相当で74部とした以外は、実施例2-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例2-5)
 粒子状重合体A2の調製に際し、メチルメタクリレートの量を8部、天然ゴムラテックスの量を固形分相当で92部とした以外は、実施例2-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(実施例2-6)
 粒子状重合体A2として以下のようにして調製したグラフト共重合体を使用した以外は実施例2-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
<粒子状重合体A2の調製>
 天然ゴムラテックス(ムサシノケミカル社製、製品名「LAタイプ」、ラテックス中の天然ゴム粒子を構成する重合体は、イソプレン単位を95%以上含む)を固形分濃度が10%になるまで希釈し、30日間静置した。その後、全体の15%の量の上澄みを除去し、体積平均粒子径が2.15μmの天然ゴム(NR)の粒子を含有するラテックスを得た。
 得られた天然ゴムのラテックスを使用した以外は、実施例2-1と同様の操作を行い、幹部分の重合体としての天然ゴムの粒子に対し(メタ)アクリル酸エステル単量体単位のみからなるグラフト部分が導入された粒子状重合体A2を含む水分散液(固形分濃度:40%)を得た。
(実施例2-7)
 バインダー組成物の調製時に粒子状重合体Bを使用せずに粒子状重合体A2のみを使用した以外は実施例2-1と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例2-1)
 粒子状重合体A2の調製に際し、メチルメタクリレートの量を35部、天然ゴムラテックスの量を固形分相当で65部とした以外は、実施例2-7と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
(比較例2-2)
 粒子状重合体A2の水分散液に替えて、グラフト部分が導入されていない体積平均粒子径が0.88μmの天然ゴム(NR)の粒子を含有する天然ゴムラテックス(ムサシノケミカル社製、製品名「LAタイプ」、固形分濃度62%、ラテックス中の天然ゴム粒子を構成する重合体は、イソプレン単位を95%以上含む)を使用した以外は実施例2-7と同様にして、バインダー組成物、スラリー組成物、負極、正極、セパレータおよび二次電池を製造した。そして、実施例2-1と同様にして各種評価を行った。結果を表2に示す。
 なお、以下に示す表2中、
「NR」は、天然ゴムを示し、
「IR」は、ポリイソプレンを示し、
「BR」は、ポリブタジエンを示し、
「IP」は、イソプレン単位を示し、
「BD」は、1,3-ブタジエン単位を示し、
「MMA」は、メチルメタクリレート単位を示し、
「ST」は、スチレン単位を示し、
「IA」は、イタコン酸単位を示し、
「2-HEA」は、2-ヒドロキシエチルアクリレート単位を示し、
「CB」は、カーボンブラックを示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2より、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上95質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合でそれぞれ含有し、且つ、電解液膨潤度が1.2倍以上7.0倍以下である粒子状重合体A2を用いた実施例2-1~2-7では、安定性に優れるスラリー組成物、ピール強度に優れる負極並びにサイクル特性およびレート特性に優れる二次電池が得られることが分かる。また、表2より、脂肪族共役ジエン単量体単位の含有割合が70質量%未満、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合が30質量%超であり、且つ、電解液膨潤度が7.0倍超の粒子状重合体A2を用いた比較例2-1では、二次電池のサイクル特性およびレート特性が低下してしまうことが分かる。また、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合が1質量%未満である粒子状重合体A2を用いた比較例2-2では、スラリー組成物の安定性および二次電池のレート特性が低下してしまうことが分かる。
 本発明によれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることができる非水系二次電池用電極を形成可能な非水系二次電池電極用バインダー組成物および非水系二次電池電極用スラリー組成物を提供することができる。
 また、本発明によれば、ピール強度に優れ、且つ、非水系二次電池に優れたサイクル特性を発揮させることが可能な非水系二次電池用電極を提供することができる。
 更に、本発明によれば、サイクル特性等の電池特性に優れる非水系二次電池を提供することができる。

Claims (15)

  1.  粒子状重合体A1を含む非水系二次電池電極用バインダー組成物であって、
     前記粒子状重合体A1が、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上99質量%以下、カルボン酸基含有単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合で含有する、非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  2.  粒子状重合体A2を含む非水系二次電池電極用バインダー組成物であって、
     前記粒子状重合体A2が、脂肪族共役ジエン単量体単位を70質量%以上95質量%以下、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を1質量%以上30質量%以下の割合で含有し、
     前記粒子状重合体A2の電解液膨潤度が、1.2倍以上7.0倍以下である、非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  3.  前記粒子状重合体A1がグラフト共重合体である、請求項1に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  4.  前記粒子状重合体A1の体積平均粒子径が0.6μm以上2.5μm以下である、請求項1または3に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  5.  更に粒子状重合体Bを含み、
     前記粒子状重合体Bの体積平均粒子径が0.01μm以上0.6μm未満である、請求項4に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  6.  前記粒子状重合体A1の含有量が、前記粒子状重合体A1と前記粒子状重合体Bとの合計含有量の50質量%以上90質量%以下である、請求項5に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  7.  前記粒子状重合体A2がグラフト共重合体である、請求項2に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  8.  前記粒子状重合体A2の体積平均粒子径が0.6μm以上2.5μm以下である、請求項2または7に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  9.  更に粒子状重合体Bを含み、
     前記粒子状重合体Bの体積平均粒子径が0.01μm以上0.6μm未満である、請求項8に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  10.  前記粒子状重合体A2の含有量が、前記粒子状重合体A2と前記粒子状重合体Bとの合計含有量の50質量%以上90質量%以下である、請求項9に記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物。
  11.  電極活物質と、請求項1~10の何れかに記載の非水系二次電池電極用バインダー組成物とを含む、非水系二次電池電極用スラリー組成物。
  12.  前記電極活物質のタップ密度が1.1g/cm以下である、請求項11に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物。
  13.  更に導電材を含む、請求項11又は12に記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物。
  14.  請求項11~13の何れかに記載の非水系二次電池電極用スラリー組成物を用いて形成した電極合材層を備える、非水系二次電池用電極。
  15.  正極、負極、電解液およびセパレータを備え、
     前記正極および負極の少なくとも一方が請求項14に記載の非水系二次電池用電極である、非水系二次電池。
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