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JP2011009116A - Binder composition for electrochemical device electrodes, slurry for electrochemical device electrodes, and electrochemical device electrode - Google Patents

Binder composition for electrochemical device electrodes, slurry for electrochemical device electrodes, and electrochemical device electrode Download PDF

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JP2011009116A
JP2011009116A JP2009152692A JP2009152692A JP2011009116A JP 2011009116 A JP2011009116 A JP 2011009116A JP 2009152692 A JP2009152692 A JP 2009152692A JP 2009152692 A JP2009152692 A JP 2009152692A JP 2011009116 A JP2011009116 A JP 2011009116A
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electrochemical device
electrode
mass
binder composition
structural unit
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JP2009152692A
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Japanese (ja)
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Tatsuro Honda
達朗 本多
Takeshi Mogi
武志 茂木
Teruaki Tezuka
照明 手塚
Hojin Lee
ホジン イ
Kana Takei
香奈 武井
Fusazumi Masaka
房澄 真坂
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JSR Corp
Original Assignee
JSR Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】リチウムイオンの拡散性を向上させ、入出力特性及び信頼性に優れた電気化学デバイスを構成し得る電気化学デバイス電極用バインダー組成物を提供する。
【解決手段】(A)α,β−不飽和ニトリル化合物に由来する構成単位20〜40質量%と、(B)共役ジエン化合物に由来する構成単位25〜60質量%と、を含有するポリマー粒子を含有する電気化学デバイス電極用バインダー組成物である。
【選択図】なし
Disclosed is a binder composition for an electrochemical device electrode which can improve the diffusibility of lithium ions and can constitute an electrochemical device excellent in input / output characteristics and reliability.
A polymer particle containing (A) 20 to 40% by mass of a structural unit derived from an α, β-unsaturated nitrile compound and (B) 25 to 60% by mass of a structural unit derived from a conjugated diene compound. Is a binder composition for electrochemical device electrodes.
[Selection figure] None

Description

本発明は、電気化学デバイス電極用バインダー組成物、前記バインダー組成物と電極活物質とを含む電気化学デバイス電極用スラリー、及び前記スラリーを集電体に塗布した電気化学デバイス電極に関する。   The present invention relates to a binder composition for an electrochemical device electrode, a slurry for an electrochemical device electrode containing the binder composition and an electrode active material, and an electrochemical device electrode in which the slurry is applied to a current collector.

近年、電子機器の小型化・軽量化は目覚ましく、それに伴い、電源となる電池に対しても小型化・軽量化の要求が非常に強い。かかる要求を満足するために種々の二次電池が開発されており、例えばニッケル水素二次電池、リチウムイオン二次電池等が実用化されている。   In recent years, electronic devices have been remarkably reduced in size and weight, and accordingly, there is an extremely strong demand for downsizing and weight reduction of a battery serving as a power source. Various secondary batteries have been developed in order to satisfy such requirements. For example, nickel hydride secondary batteries and lithium ion secondary batteries have been put into practical use.

これらの二次電池の構成部材となる電極を製造する方法としては、水素吸蔵合金や黒鉛等の活物質と、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースと、バインダーとしてのスチレンブタジエン共重合体ラテックスと、分散媒としての水とを混練して得たペーストを集電体表面上に塗布・乾燥する方法等がある(例えば、特許文献1、2参照)。   As a method of manufacturing an electrode that is a constituent member of these secondary batteries, an active material such as a hydrogen storage alloy or graphite, carboxymethyl cellulose as a thickener, styrene-butadiene copolymer latex as a binder, dispersion There is a method of applying and drying a paste obtained by kneading water as a medium on the surface of a current collector (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

前記バインダーは、活物質同士を結着させ、活物質を含む電極層と集電体とを密着させるものである。高い結着性を有するバインダーを使用して得られた電極を備える電気化学デバイスは、サイクル性が良く、内部抵抗が小さい等の性質を持つ。これまでに、高速放電での容量低下が少なく、サイクル特性に優れた二次電池を製造し得る、集電体との密着性が良好な、スラリー安定性に優れた二次電池電極用バインダー組成物(例えば、特許文献3参照)が開示されている。   The binder binds the active materials and adheres the electrode layer containing the active material and the current collector. An electrochemical device including an electrode obtained by using a binder having a high binding property has properties such as good cycleability and low internal resistance. To date, secondary battery electrode binder compositions with excellent slurry stability and excellent adhesiveness with current collectors that can produce secondary batteries with low capacity loss during high-speed discharge and excellent cycle characteristics The thing (for example, refer patent document 3) is disclosed.

また、バインダーには接着性以外にも、電解液に対する耐性、電気化学的環境下での安定性等の性質が求められる。従来から、これらの要求を満たすために、ポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂を有機溶剤に溶解したものが用いられていたが、導電性の阻害、接着性、化学的安定性等の問題があった。これらの問題を解決するため、アクリロニトリル系のポリマー(例えば、特許文献4参照)や、ポリエステル系のポリマーが開発されたが、どれも上記問題を解決するには十分でなく、更には電解液への溶出や膨潤などの問題に派生し、サイクル性等の電池性能や製造適正上の問題が大きかった。   In addition to adhesiveness, the binder is required to have properties such as resistance to an electrolytic solution and stability in an electrochemical environment. Conventionally, in order to satisfy these requirements, a fluororesin such as polytetrafluoroethylene or polyvinylidene fluoride dissolved in an organic solvent has been used. However, conductivity inhibition, adhesion, and chemical stability have been used. There was a problem such as. In order to solve these problems, acrylonitrile-based polymers (see, for example, Patent Document 4) and polyester-based polymers have been developed. However, none of them is sufficient to solve the above problems, and further to an electrolyte solution. Derived from problems such as elution and swelling of the battery, the battery performance such as cycle characteristics and problems in manufacturing suitability were large.

特開平11−7948号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-7948 特開2001−210318号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2001-210318 特開2009−4222号公報JP 2009-4222 A 特開昭63−121257号公報JP 63-1212257 A

近年、電気化学デバイスの高容量化の要請に応えるべく、電極層を構成する材料に含まれるバインダー成分の割合を低減する傾向にある。しかしながら、バインダー成分の割合が低減されると、接着性も低下するという問題が生じるため、少量でも強い接着性を持つバインダー組成物が開発されている。前述の特許文献3をはじめ、多くの従来技術では、主に電極層と集電体との密着性に重点が置かれている。   In recent years, in order to meet the demand for higher capacity of electrochemical devices, there is a tendency to reduce the ratio of binder components contained in the material constituting the electrode layer. However, when the ratio of the binder component is reduced, there arises a problem that the adhesiveness is lowered. Therefore, a binder composition having strong adhesiveness even in a small amount has been developed. In many conventional techniques, including the above-mentioned Patent Document 3, the emphasis is mainly on the adhesion between the electrode layer and the current collector.

電気化学デバイスは、リチウムイオンが電解液中を移動し、正負両極での電気化学反応により二次電池としての機能を有する。しかしながら、リチウムイオンの拡散性の問題、即ち、非導電性のバインダー中のポリマーからなる網目構造がリチウムイオンの移動を阻害しているという問題は解決されておらず、依然として残っている。   The electrochemical device has a function as a secondary battery by lithium ions moving in an electrolyte and electrochemical reaction between both positive and negative electrodes. However, the problem of diffusibility of lithium ions, that is, the problem that the network structure composed of the polymer in the non-conductive binder hinders the migration of lithium ions has not been solved and still remains.

本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、リチウムイオンの拡散性を向上させ、入出力特性及び信頼性に優れた電気化学デバイスを構成し得る電気化学デバイス電極用バインダー組成物を提供することにある。   The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and an object of the present invention is to improve lithium ion diffusibility and to provide an electrochemical device excellent in input / output characteristics and reliability. It is providing the binder composition for electrochemical device electrodes which can comprise.

また、本発明の課題とするところは、リチウムイオンの拡散性を向上させ、入出力特性及び信頼性に優れた電気化学デバイスを構成し得る電気化学デバイス電極用スラリーを提供することにある。   Moreover, the place made into the subject of this invention is providing the slurry for electrochemical device electrodes which can improve the diffusibility of lithium ion, and can comprise the electrochemical device excellent in the input-output characteristic and reliability.

また、本発明の課題とするところは、リチウムイオンの拡散性を向上させ、入出力特性及び信頼性に優れた電気化学デバイスを構成し得る電気化学デバイス電極を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide an electrochemical device electrode capable of improving the diffusibility of lithium ions and constituting an electrochemical device having excellent input / output characteristics and reliability.

本発明者らは上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、α,β−不飽和ニトリル化合物に由来する構成単位、及び共役ジエン化合物に由来する構成単位をスチレンブタジエン共重合体ラテックスからなるポリマー粒子に所定の割合で配合することによって、上記課題を達成することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a structural unit derived from an α, β-unsaturated nitrile compound and a structural unit derived from a conjugated diene compound are polymer particles composed of a styrene-butadiene copolymer latex. It was found that the above-mentioned problems can be achieved by blending in a predetermined ratio, and the present invention has been completed.

即ち、本発明によれば、以下に示す電気化学デバイス電極用バインダー組成物、電気化学デバイス電極用スラリー、及び電気化学デバイス電極が提供される。   That is, according to the present invention, the following binder composition for electrochemical device electrodes, slurry for electrochemical device electrodes, and electrochemical device electrodes are provided.

[1](A)α,β−不飽和ニトリル化合物に由来する構成単位20〜40質量%と、(B)共役ジエン化合物に由来する構成単位25〜60質量%と、を含有するポリマー粒子を含有する電気化学デバイス電極用バインダー組成物。
[2]前記ポリマー粒子が、(C)不飽和カルボン酸に由来する構成単位0.3〜6質量%を更に含有するものである前記[1]に記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物。
[3]前記ポリマー粒子の数平均粒子径が、50〜190nmである前記[1]又は[2]に記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物。
[4]前記ポリマー粒子のトルエンゲル含有率が、70〜100質量%である前記[1]〜[3]のいずれかに記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物。
[5]電極活物質と、前記[1]〜[4]のいずれかに記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物と、を含有する電気化学デバイス電極用スラリー。
[6]集電体と、前記集電体の表面上に前記[5]に記載の電気化学デバイス電極用スラリーが塗布及び乾燥されて形成された電極層と、を備えた電気化学デバイス電極。
[1] Polymer particles containing (A) 20 to 40% by mass of a structural unit derived from an α, β-unsaturated nitrile compound and (B) 25 to 60% by mass of a structural unit derived from a conjugated diene compound. A binder composition for an electrochemical device electrode.
[2] The binder composition for electrochemical device electrodes according to the above [1], wherein the polymer particles further contain 0.3 to 6% by mass of a structural unit derived from (C) an unsaturated carboxylic acid.
[3] The binder composition for electrochemical device electrodes according to [1] or [2], wherein the polymer particles have a number average particle diameter of 50 to 190 nm.
[4] The binder composition for an electrochemical device electrode according to any one of [1] to [3], wherein the polymer particles have a toluene gel content of 70 to 100% by mass.
[5] An electrochemical device electrode slurry comprising an electrode active material and the electrochemical device electrode binder composition according to any one of [1] to [4].
[6] An electrochemical device electrode comprising: a current collector; and an electrode layer formed by applying and drying the slurry for an electrochemical device electrode according to [5] on the surface of the current collector.

本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物は、リチウムイオンの拡散性を向上させ、入出力特性及び信頼性に優れた電気化学デバイスを形成できるという効果を奏するものである。   The binder composition for an electrochemical device electrode of the present invention has an effect of improving the diffusibility of lithium ions and forming an electrochemical device excellent in input / output characteristics and reliability.

本発明の電気化学デバイス電極用スラリーは、リチウムイオンの拡散性を向上させ、入出力特性及び信頼性に優れた電気化学デバイスを形成できるという効果を奏するものである。   The slurry for an electrochemical device electrode of the present invention has an effect of improving the diffusibility of lithium ions and forming an electrochemical device excellent in input / output characteristics and reliability.

本発明の電気化学デバイス電極は、リチウムイオンの拡散性を向上させ、入出力特性及び信頼性に優れた電気化学デバイスを形成できるという効果を奏するものである。   The electrochemical device electrode of the present invention has an effect of improving the diffusibility of lithium ions and forming an electrochemical device excellent in input / output characteristics and reliability.

以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that modifications, improvements, and the like appropriately added to the embodiments described above fall within the scope of the present invention.

1.電気化学デバイス電極用バインダー組成物:
本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物は、(A)α,β−不飽和ニトリル化合物に由来する構成単位20〜40質量%と、(B)共役ジエン化合物に由来する構成単位25〜60質量%と、を含有するポリマー粒子を含有する電気化学デバイス電極用バインダー組成物である。以下、その詳細について説明する。
1. Binder composition for electrochemical device electrodes:
The binder composition for an electrochemical device electrode of the present invention comprises (A) 20 to 40% by mass of a structural unit derived from an α, β-unsaturated nitrile compound and (B) a structural unit of 25 to 60 derived from a conjugated diene compound. The binder composition for electrochemical device electrodes containing polymer particles containing: The details will be described below.

[1]ポリマー粒子:
ポリマー粒子は、(A)α,β−不飽和ニトリル化合物に由来する構成単位(以下、単に「(A)構成単位」ともいう)と、(B)共役ジエン化合物に由来する構成単位(以下、単に「(B)構成単位」ともいう)と、を含有するものである。
[1] Polymer particles:
The polymer particles are composed of (A) a structural unit derived from an α, β-unsaturated nitrile compound (hereinafter also simply referred to as “(A) structural unit”) and (B) a structural unit derived from a conjugated diene compound (hereinafter referred to as “unit”). And “(B) structural unit”).

[1−1](A)α,β−不飽和ニトリル化合物に由来する構成単位:
(A)構成単位を含有することにより、ポリマー粒子は電解液により適度に膨潤することが推測される。即ち、ポリマー鎖からなる網目構造に溶媒が侵入し、網目間隔が広がるため、溶媒和したリチウムイオンがこの網目構造をすり抜けて移動し易くなる。これにより、リチウムイオンの拡散性が向上すると考えられる。
[1-1] (A) Structural unit derived from α, β-unsaturated nitrile compound:
(A) By containing a structural unit, it is estimated that a polymer particle swells moderately with electrolyte solution. That is, since the solvent enters the network structure composed of polymer chains and the network interval is widened, the solvated lithium ions can easily move through the network structure. Thereby, it is thought that the diffusibility of lithium ion improves.

(A)構成単位を構成するために用いられるα,β−不飽和ニトリル化合物の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられる。中でも、アクリロニトリル、メタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルが更に好ましい。尚、これら(A)構成単位は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   (A) Specific examples of the α, β-unsaturated nitrile compound used for constituting the structural unit include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, vinylidene cyanide and the like. Of these, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable, and acrylonitrile is more preferable. In addition, these (A) structural units can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(A)構成単位の含有割合は、全構成単位中20〜40質量%であり、20〜35質量%であることが好ましく、20〜30質量%であることが更に好ましい。(A)構成単位の含有割合が20〜40質量%であると、使用する電解液との親和性に優れ、且つ膨潤度が大きくなりすぎず、電池特性の向上に寄与することができる。   (A) The content rate of a structural unit is 20-40 mass% in all the structural units, It is preferable that it is 20-35 mass%, and it is still more preferable that it is 20-30 mass%. (A) It is excellent in affinity with the electrolyte solution to be used as the content rate of a structural unit is 20-40 mass%, and a swelling degree does not become large too much, but it can contribute to the improvement of a battery characteristic.

[1−2](B)共役ジエン化合物に由来する構成単位:
(B)構成単位を構成するために用いられる共役ジエン化合物の具体例としては、1,3−ブタジエン、イソプレン、2−クロロ−1、3−ブタジエン、クロロプレン等が挙げられる。中でも、ブタジエンが好ましい。尚、これら(B)構成単位は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
[1-2] (B) Structural units derived from conjugated diene compounds:
(B) Specific examples of the conjugated diene compound used for constituting the structural unit include 1,3-butadiene, isoprene, 2-chloro-1,3-butadiene, chloroprene and the like. Of these, butadiene is preferred. In addition, these (B) structural units can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(B)構成単位の含有割合は、全構成単位中25〜60質量%であり、35〜45質量%であることが好ましい。(B)構成単位の含有割合が25〜60質量%であると、得られる電極層の集電体に対する密着性と、プレス耐性との両立が可能となる。   (B) The content rate of a structural unit is 25-60 mass% in all the structural units, and it is preferable that it is 35-45 mass%. (B) When the content rate of a structural unit is 25-60 mass%, coexistence with the adhesiveness with respect to the electrical power collector of the electrode layer obtained and press tolerance is attained.

[1−3](C)不飽和カルボン酸に由来する構成単位:
本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物中のポリマー粒子は、(C)不飽和カルボン酸に由来する構成単位(以下、単に「(C)構成単位」ともいう)を更に含有するものであることが好ましい。
[1-3] (C) Structural unit derived from unsaturated carboxylic acid:
The polymer particles in the binder composition for an electrochemical device electrode of the present invention further contain (C) a structural unit derived from an unsaturated carboxylic acid (hereinafter also simply referred to as “(C) structural unit”). It is preferable.

(C)構成単位を構成するために用いられる共役ジエン化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸及びイタコン酸が挙げられる。   (C) Specific examples of the conjugated diene compound used to constitute the structural unit include (meth) acrylic acid and itaconic acid.

(C)構成単位の含有割合は、全構成単位中0.3〜6質量%であることが好ましく、0.3〜5質量%であることが更に好ましい。(C)構成単位の含有割合が0.3〜6質量%であると、電気化学デバイス電極用スラリー調製時、ポリマー粒子の分散安定性に優れ、凝集物が生じにくい。また、経時的なスラリー粘度の上昇も抑えることができる。   (C) It is preferable that the content rate of a structural unit is 0.3-6 mass% in all the structural units, and it is still more preferable that it is 0.3-5 mass%. (C) When the content rate of a structural unit is 0.3-6 mass%, it is excellent in the dispersion stability of a polymer particle at the time of the slurry preparation for electrochemical device electrodes, and does not produce an aggregate easily. Further, an increase in slurry viscosity over time can be suppressed.

更に、(C)構成単位に含まれるイタコン酸に由来する構成単位の含有割合は、0.15〜3質量%であることが好ましく、0.15〜2.5質量%であることが更に好ましい。(C)構成単位に含まれるイタコン酸に由来する構成単位の含有割合が0.15〜3質量%であると、モノマーの重合反応性や得られるポリマーの分子量などが制御し易くなる。その結果、分散安定性に優れたポリマー粒子を得ることができ、経時的なスラリー粘度の上昇も抑えることができる。   Furthermore, the content ratio of the structural unit derived from itaconic acid contained in (C) the structural unit is preferably 0.15 to 3% by mass, and more preferably 0.15 to 2.5% by mass. . (C) When the content rate of the structural unit derived from itaconic acid contained in the structural unit is 0.15 to 3% by mass, the polymerization reactivity of the monomer, the molecular weight of the obtained polymer, and the like are easily controlled. As a result, polymer particles having excellent dispersion stability can be obtained, and an increase in slurry viscosity over time can be suppressed.

[1−4]芳香族ビニル化合物に由来する構成単位:
本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物中のポリマー粒子は、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位を更に含有するものであることが好ましい。
[1-4] Structural units derived from aromatic vinyl compounds:
The polymer particles in the binder composition for electrochemical device electrodes of the present invention preferably further contain a structural unit derived from an aromatic vinyl compound.

芳香族ビニル化合物の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレン、ジビニルベンゼン等が挙げられる。中でも、スチレンが好ましい。尚、これら芳香族ビニル化合物は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene, divinylbenzene and the like. Of these, styrene is preferred. In addition, these aromatic vinyl compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

芳香族ビニル化合物に由来する構成単位の含有割合は、全構成単位中10〜60質量%であることが好ましく、20〜55質量%であることが更に好ましい。芳香族ビニル化合物に由来する構成単位の含有割合が10〜60質量%であると、ポリマーは活物質として用いられるグラファイトに対して適度な結着性を有し、得られる電極層は、柔軟性や集電体に対する密着性が良好なものとなる。   The content ratio of the structural unit derived from the aromatic vinyl compound is preferably 10 to 60% by mass, and more preferably 20 to 55% by mass in all the structural units. When the content of the structural unit derived from the aromatic vinyl compound is 10 to 60% by mass, the polymer has an appropriate binding property to graphite used as an active material, and the obtained electrode layer is flexible. And good adhesion to the current collector.

[1−5](メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位:
本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物中のポリマー粒子は、(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位を更に含有するものであることが好ましい。尚、本明細書において「(メタ)アクリル酸〜」というときは、「アクリル酸〜」と「メタクリル酸〜」のいずれをも意味する。また、「〜(メタ)アクリレート」というときは、「〜アクリレート」と「〜メタクリレート」のいずれをも意味する。
[1-5] Structural units derived from (meth) acrylate compounds:
The polymer particles in the binder composition for electrochemical device electrodes of the present invention preferably further contain a structural unit derived from a (meth) acrylate compound. In the present specification, “(meth) acrylic acid˜” means both “acrylic acid˜” and “methacrylic acid˜”. In addition, the term “˜ (meth) acrylate” means both “˜acrylate” and “˜methacrylate”.

(メタ)アクリレート化合物の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、i−プロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレート、n−アミル(メタ)アクリレート、i−アミル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2−ヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、i−ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ヒドロキシメチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、エチレングリコール(メタ)アクリレート等を挙げることができる。これらのうち、メチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、i−ブチル(メタ)アクリレートが好ましく、メチル(メタ)アクリレートが更に好ましい。尚、これら(メタ)アクリレート化合物は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the (meth) acrylate compound include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and i-butyl. (Meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, i-amyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, i-nonyl (meth) acrylate, decyl (Meth) acrylate, hydroxymethyl (meth) acrylate, hydroxyethyl (meth) acrylate, ethylene glycol (meth) acrylate, etc. can be mentioned. Among these, methyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and i-butyl (meth) acrylate are preferable, and methyl (meth) acrylate is more preferable. In addition, these (meth) acrylate compounds can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位の含有割合は、全構成単位中5〜40質量%であることが好ましく、10〜30質量%であることが更に好ましい。(メタ)アクリレート化合物に由来する構成単位の含有割合が5〜40質量%であると、得られるポリマーは電解液との親和性が適度なものとなり、電池中でバインダーが電気抵抗成分となることによる内部抵抗の上昇を抑制するとともに、電解液を過大に吸収することによる結着性の低下を防ぐことができる。   It is preferable that the content rate of the structural unit derived from a (meth) acrylate compound is 5-40 mass% in all the structural units, and it is still more preferable that it is 10-30 mass%. When the content ratio of the structural unit derived from the (meth) acrylate compound is 5 to 40% by mass, the obtained polymer has an appropriate affinity with the electrolytic solution, and the binder becomes an electric resistance component in the battery. It is possible to prevent an increase in internal resistance due to, and to prevent a decrease in binding property due to excessive absorption of the electrolytic solution.

[1−6]その他の共重合単量体に由来する構成単位:
本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物中のポリマー粒子は、上記構成単位以外に、これらと共重合可能な単量体化合物(以下、単に「その他の共重合単量体」ともいう)に由来する構成単位を含有することができる。
[1-6] Structural units derived from other comonomer:
The polymer particles in the binder composition for an electrochemical device electrode of the present invention are not limited to the structural units described above, but may be a monomer compound copolymerizable with these (hereinafter also simply referred to as “other copolymerizable monomers”). The derived structural unit can be contained.

前記その他の共重合単量体の具体例としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロールアクリルアミド等のエチレン性不飽和カルボン酸のアルキルアミド;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル;エチレン性不飽和ジカルボン酸の酸無水物;モノアルキルエステル;モノアミド類;アミノエチルアクリルアミド、ジメチルアミノメチルメタクリルアミド、メチルアミノプロピルメタクリルアミド等のエチレン性不飽和カルボン酸のアミノアルキルアミド等が挙げられる。尚、これらその他の共重合単量体は、一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   Specific examples of the other copolymer monomers include alkyl amides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylamide and N-methylol acrylamide; vinyl carboxylic acid esters such as vinyl acetate and vinyl propionate; Examples include acid anhydrides of unsaturated dicarboxylic acids; monoalkyl esters; monoamides; aminoalkylamides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as aminoethylacrylamide, dimethylaminomethylmethacrylamide, and methylaminopropylmethacrylamide. In addition, these other comonomers can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

[2]ポリマー粒子の調製:
本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物に含有されるポリマー粒子は、2段階の乳化重合工程によって得られるものであることが好ましい。
[2] Preparation of polymer particles:
The polymer particles contained in the binder composition for electrochemical device electrodes of the present invention are preferably those obtained by a two-stage emulsion polymerization process.

[2−1]1段目の重合工程:
1段目の乳化重合工程に用いられる(I)単量体成分には、例えば、α,β−不飽和ニトリル化合物、共役ジエン化合物、芳香族ビニル化合物、(メタ)アクリレート化合物、及びその他の共重合単量体等の非カルボン酸系単量体と、不飽和カルボン酸等のカルボン酸系単量体と、が含有される。(I)単量体成分に含まれる非カルボン酸系単量体の含有割合は、非カルボン酸系単量体とカルボン酸系単量体の合計100質量%中、80〜92質量%であることが好ましく、82〜92質量%であることが更に好ましい。非カルボン酸系単量体の含有割合が80〜92質量%であると、電気化学デバイス電極用スラリー調製時、ポリマー粒子の分散安定性に優れ、凝集物が生じにくい。また、経時的なスラリー粘度の上昇も抑えることができる。
[2-1] First stage polymerization step:
Examples of the (I) monomer component used in the first emulsion polymerization step include α, β-unsaturated nitrile compounds, conjugated diene compounds, aromatic vinyl compounds, (meth) acrylate compounds, and other co-polymers. A non-carboxylic acid monomer such as a polymerization monomer and a carboxylic acid monomer such as an unsaturated carboxylic acid are contained. (I) The content ratio of the non-carboxylic acid monomer contained in the monomer component is 80 to 92% by mass in a total of 100% by mass of the non-carboxylic acid monomer and the carboxylic acid monomer. It is preferable that it is 82-92 mass%. When the content ratio of the non-carboxylic acid monomer is 80 to 92% by mass, the dispersion stability of the polymer particles is excellent at the time of preparing the slurry for an electrochemical device electrode, and aggregates are hardly generated. Further, an increase in slurry viscosity over time can be suppressed.

(I)単量体成分において、前記非カルボン酸系単量体中の(メタ)アクリレート化合物の含有割合は14〜30質量%であることが好ましい。(メタ)アクリレート化合物の含有割合が14〜30質量%であると、電気化学デバイス電極用スラリー調製時、ポリマー粒子の分散安定性に優れ、凝集物が生じにくい。また、得られるポリマーは電解液との親和性が適度なものとなり、電解液を過大に吸収することによる結着性の低下を防ぐことができる。   (I) In the monomer component, the content ratio of the (meth) acrylate compound in the non-carboxylic acid monomer is preferably 14 to 30% by mass. When the content ratio of the (meth) acrylate compound is 14 to 30% by mass, the dispersion stability of the polymer particles is excellent when the slurry for the electrochemical device electrode is prepared, and aggregates are hardly generated. Further, the obtained polymer has an appropriate affinity with the electrolytic solution, and can prevent a decrease in binding property due to excessive absorption of the electrolytic solution.

(I)単量体成分において、非カルボン酸系単量体中の共役ジエン化合物の含有割合は10〜60質量%であることが好ましく、芳香族ビニル化合物の割合は20〜50質量%であることが好ましい。また、カルボン酸系単量体中のイタコン酸の割合は、50〜85質量%であることが好ましい。   (I) In the monomer component, the content ratio of the conjugated diene compound in the non-carboxylic acid monomer is preferably 10 to 60% by mass, and the ratio of the aromatic vinyl compound is 20 to 50% by mass. It is preferable. Moreover, it is preferable that the ratio of itaconic acid in a carboxylic acid-type monomer is 50-85 mass%.

[2−2]2段目の重合工程:
2段目の乳化重合工程に用いられる(II)単量体成分には、例えば、α,β−不飽和ニトリル化合物、共役ジエン化合物、芳香族ビニル化合物、(メタ)アクリレート化合物、及びその他の共重合単量体等の非カルボン酸系単量体と、不飽和カルボン酸等のカルボン酸系単量体と、が含有される。(II)単量体成分に含まれる非カルボン酸系単量体の含有割合は、非カルボン酸系単量体とカルボン酸系単量体の合計100質量%中、94〜99質量%であることが好ましく、96〜98質量%であることが更に好ましい。非カルボン酸系単量体の含有割合が94〜99質量%であると、電気化学デバイス電極用スラリー調製時、ポリマー粒子の分散安定性に優れ、凝集物が生じにくい。また、経時的なスラリー粘度の上昇も抑えることができる。
[2-2] Second stage polymerization step:
The (II) monomer component used in the second-stage emulsion polymerization process, for example, alpha, beta-unsaturated nitrile compound, a conjugated diene compound, aromatic vinyl compounds, (meth) acrylate compounds, and other co A non-carboxylic acid monomer such as a polymerization monomer and a carboxylic acid monomer such as an unsaturated carboxylic acid are contained. (II) The content ratio of the non-carboxylic acid monomer contained in the monomer component is 94 to 99% by mass in a total of 100% by mass of the non-carboxylic acid monomer and the carboxylic acid monomer. It is preferable that it is 96-98 mass%. When the content ratio of the non-carboxylic acid monomer is 94 to 99% by mass, the dispersion stability of the polymer particles is excellent at the time of preparing the slurry for an electrochemical device electrode, and aggregates are hardly generated. Further, an increase in slurry viscosity over time can be suppressed.

(II)単量体において、非カルボン酸系単量体中の(メタ)アクリレート化合物の含有割合は11.5質量%以下であることが好ましい。(メタ)アクリレート化合物の含有割合が11.5質量%以下であると、得られるポリマーは電解液との親和性が適度なものとなり、電解液を過大に吸収することによる結着性の低下を防ぐことができる。   (II) In the monomer, the content ratio of the (meth) acrylate compound in the non-carboxylic acid monomer is preferably 11.5% by mass or less. When the content ratio of the (meth) acrylate compound is 11.5% by mass or less, the obtained polymer has an appropriate affinity with the electrolytic solution, and the binding property is reduced due to excessive absorption of the electrolytic solution. Can be prevented.

また、ポリマー粒子構成単量体において、(I)単量体成分と(II)単量体成分との質量比((I)/(II)比)は、0.05〜0.5であることが好ましく、0.1〜0.4であることが更に好ましい。(I)/(II)比が0.05〜0.5であると、電気化学デバイス電極用スラリー調製時、ポリマー粒子の分散安定性に優れ、凝集物が生じにくい。また、経時的なスラリー粘度の上昇も抑えることができる。   Further, in the polymer particle constituting monomer, the mass ratio ((I) / (II) ratio) of (I) monomer component to (II) monomer component is 0.05 to 0.5. It is preferably 0.1 to 0.4. When the (I) / (II) ratio is 0.05 to 0.5, the dispersion stability of the polymer particles is excellent during the preparation of the slurry for an electrochemical device electrode, and aggregates are hardly formed. Further, an increase in slurry viscosity over time can be suppressed.

[2−3]乳化重合:
乳化重合工程は、水性媒体中において、乳化剤、重合開始剤、及び分子量調節剤の存在下に行われる。
[2-3] Emulsion polymerization:
The emulsion polymerization step is performed in an aqueous medium in the presence of an emulsifier, a polymerization initiator, and a molecular weight regulator.

[2−3−1]乳化剤:
乳化剤の具体例としては、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられる。尚、これらの乳化剤は一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
[2-3-1] Emulsifier:
Specific examples of the emulsifier include an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant. In addition, these emulsifiers can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

アニオン性界面活性剤の具体例としては、高級アルコールの硫酸エステル、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、ポリエチレングリコールアルキルエーテルの硫酸エステル等が挙げられる。   Specific examples of the anionic surfactant include higher alcohol sulfates, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, and polyethylene glycol alkyl ether sulfates.

ノニオン性界面活性剤の具体例としては、ポリエチレングリコールのアルキルエステル型のもの、アルキルエーテル型のもの、アルキルフェニルエーテル型のもの等が挙げられる。   Specific examples of the nonionic surfactant include polyethylene glycol alkyl ester type, alkyl ether type, alkyl phenyl ether type, and the like.

両性界面活性剤としては、アニオン部分が、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩、リン酸エステル塩で、カチオン部分が、アミン塩、第4級アンモニウム塩であるものを用いることができる。両性界面活性剤の具体例としては、ラウリルベタイン、ステアリルベタイン等のベタイン類;ラウリル−β−アラニン、ラウリルジ(アミノエチル)グリシン、オクチルジ(アミノエチル)グリシン等のアミノ酸タイプのものが挙げられる。   As the amphoteric surfactant, those in which the anion portion is a carboxylate, sulfate ester salt, sulfonate salt, or phosphate ester salt and the cation portion is an amine salt or a quaternary ammonium salt can be used. Specific examples of the amphoteric surfactant include betaines such as lauryl betaine and stearyl betaine; amino acid types such as lauryl-β-alanine, lauryl di (aminoethyl) glycine, and octyldi (aminoethyl) glycine.

乳化剤の使用量は、用いられる単量体の合計100質量部に対して0.5〜5質量部であることが好ましい。   It is preferable that the usage-amount of an emulsifier is 0.5-5 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of the monomer used.

[2−3−2]重合開始剤:
重合開始剤の具体例としては、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の水溶性重合開始剤;過酸化ベンゾイル、ラウリルパーオキサイド、2,2’−アゾビスイソブチロニトリル等の油溶性重合開始剤;重亜硫酸ナトリウム等の還元剤との組合せによるレドックス系重合開始剤等が挙げられる。尚、これら重合開始剤は一種単独で又は二種以上を組み合わせて用いることができる。
[2-3-2] Polymerization initiator:
Specific examples of the polymerization initiators, sodium persulfate, potassium persulfate, water-soluble polymerization initiators such as ammonium persulfate; peroxide benzoyl, lauryl peroxide, oil-soluble, such as 2,2'-azobisisobutyronitrile Polymerization initiators: Redox polymerization initiators in combination with a reducing agent such as sodium bisulfite. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more.

重合開始剤の使用量は、単量体の合計100質量部に対して0.3〜3質量部であることが好ましい。   It is preferable that the usage-amount of a polymerization initiator is 0.3-3 mass parts with respect to 100 mass parts of total of a monomer.

[2−3−3]分子量調節剤:
分子量調節剤の具体例としては、クロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素類、n−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドテジルメルカプタン、チオグリコール酸等のメルカプタン類;ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイド等のキサントゲン類;ターピノーレン、α−メチルスチレンダイマー等の通常の乳化重合に使用されるものが挙げられる。
[2-3-3] Molecular weight regulator:
Specific examples of the molecular weight regulator include halogenated hydrocarbons such as chloroform and carbon tetrachloride, mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dotezyl mercaptan, and thioglycolic acid. ; dimethyl xanthogen Genji disulfide, xanthogen such as diisopropyl xanthogen Genji disulfide; terpinolene, those used in ordinary emulsion polymerization such as α- methylstyrene dimer.

分子量調節剤の使用量は、単量体の合計100質量部に対して通常5質量部以下である。   The usage-amount of a molecular weight regulator is 5 mass parts or less normally with respect to a total of 100 mass parts of monomers.

[2−4]乳化重合の条件:
1段目の乳化重合工程は、重合温度が40〜80℃、重合時間が2〜4時間の条件で行うことが好ましい。1段目の乳化重合工程においては、重合転化率が50%以上であることが好ましく、60%以上であることが更に好ましい。また、2段目の乳化重合工程は、重合温度が40〜80℃、重合時間が2〜6時間の条件で行うことが好ましい。
[2-4] Conditions for emulsion polymerization:
The first stage emulsion polymerization step is preferably carried out under conditions of a polymerization temperature of 40 to 80 ° C. and a polymerization time of 2 to 4 hours. In the first stage emulsion polymerization step, the polymerization conversion rate is preferably 50% or more, and more preferably 60% or more. The second emulsion polymerization step is preferably performed under conditions where the polymerization temperature is 40 to 80 ° C. and the polymerization time is 2 to 6 hours.

[3]ポリマー粒子の物性等:
ポリマー粒子の数平均粒子径は、50〜190nmであることが好ましく、70〜185nmであることが更に好ましい。前記数平均粒子径が50〜190nmであると、電極を形成する際の乾燥工程において、ポリマーのマイグレーションが生じず、得られる電極は組成が均一なものとなる。また、得られる電極では、活物質と、ポリマー粒子と、集電体との間に十分な数の有効接着点が得られる。
[3] Physical properties of polymer particles:
The number average particle diameter of the polymer particles is preferably 50 to 190 nm, and more preferably 70 to 185 nm. When the number average particle diameter is 50 to 190 nm, polymer migration does not occur in the drying step when forming the electrode, and the resulting electrode has a uniform composition. In addition, in the obtained electrode, a sufficient number of effective adhesion points can be obtained between the active material, the polymer particles, and the current collector.

ポリマー粒子のトルエンゲル含有率は、70〜100質量%であることが好ましく、75〜100質量%であることが更に好ましい。前記トルエンゲル含有率が70〜100質量%であると、ポリマーは電解液に溶解しにくくなり、過電圧の上昇による電池特性への悪影響を抑制できる。   The toluene gel content of the polymer particles is preferably 70 to 100% by mass, and more preferably 75 to 100% by mass. When the toluene gel content is 70 to 100% by mass, the polymer is hardly dissolved in the electrolytic solution, and adverse effects on battery characteristics due to an increase in overvoltage can be suppressed.

ポリマー粒子のガラス転移温度は、−50〜25℃であることが好ましく、−30〜5℃であることが更に好ましい。また、本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物における固形分濃度は、15〜50質量%であることが好ましく、20〜40質量%であることが更に好ましい。   The glass transition temperature of the polymer particles is preferably -50 to 25 ° C, more preferably -30 to 5 ° C. Moreover, it is preferable that it is 15-50 mass%, and, as for the solid content concentration in the binder composition for electrochemical device electrodes of this invention, it is still more preferable that it is 20-40 mass%.

このような電気化学デバイス電極用バインダー組成物によれば、後述する実施例から明らかなように、ポリマーが電解液に適度に膨潤し、活物質と混合されたときに分散性や保存安定性が良好で、しかも、集電体に対する密着性が高い電極層を形成することができる。   According to such a binder composition for an electrochemical device electrode, as will be apparent from Examples described later, when the polymer is appropriately swollen in the electrolyte and mixed with the active material, the dispersibility and storage stability are improved. An electrode layer that is favorable and has high adhesion to the current collector can be formed.

2.電気化学デバイス電極用スラリー:
本発明の電気化学デバイス電極用スラリーは、電極活物質と、前記電気化学デバイス電極用バインダー組成物と、を含有するものである。
2. Slurries for electrochemical device electrodes:
The slurry for electrochemical device electrodes of the present invention contains an electrode active material and the binder composition for electrochemical device electrodes.

[1]電極活物質:
電極活物質は、特に限定されるものではない。リチウムイオン二次電池電極に用いる場合には、負極活物質として、カーボンを用いることができる。カーボンの具体例としては、フェノール樹脂、ポリアクリロニトリル、セルロース等の有機高分子化合物を焼成することにより得られる炭素材料;コークスやピッチを焼成することにより得られる炭素材料;人造グラファイト;天然グラファイト等が挙げられる。また、電気二重層キャパシタ電極に用いる場合には、活性炭、活性炭繊維、シリカ、アルミナ等を用いることができる。また、リチウムイオンキャパシタ電極に用いる場合には、黒鉛、難黒鉛化炭素、ハードカーボン、コークスなとの炭素材料や、ポリアセン系有機半導体(PAS)等を用いることができる。
[1] Electrode active material:
The electrode active material is not particularly limited. When used for a lithium ion secondary battery electrode, carbon can be used as the negative electrode active material. Specific examples of carbon, phenol resin, polyacrylonitrile, carbon materials obtained by baking an organic polymer compound such as cellulose, artificial graphite; carbon material obtained by calcining coke and pitch natural graphite and the like Can be mentioned. Moreover, when using for an electric double layer capacitor electrode, activated carbon, activated carbon fiber, silica, alumina, etc. can be used. In addition, when used for a lithium ion capacitor electrode, carbon materials such as graphite, non-graphitizable carbon, hard carbon, coke, polyacene organic semiconductor (PAS), and the like can be used.

[2]添加剤:
電気化学デバイス電極用スラリーには、増粘剤、ヘキサメタリン酸ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウム、ポリアクリル酸ナトリウム等の分散剤、ラテックスの安定化剤としてのノニオン性又はアニオン性界面活性剤、消泡剤等の添加剤を添加することができる。
[2] Additive:
The electrochemical device electrode slurry, thickener, sodium hexametaphosphate, sodium tripolyphosphate, dispersant such as sodium polyacrylate, nonionic or anionic surfactant as a stabilizer for latex, anti-foaming agents, etc. Additives can be added.

[3]電気化学デバイス電極用スラリーの調製:
電気化学デバイス電極用スラリーには、電極活物質100質量部に対して、電気化学デバイス電極用バインダー組成物が、固形分換算で0.1〜10質量部含有されていることが好ましく、0.3〜4質量部含有されていることが更に好ましい。電気化学デバイス電極用バインダー組成物の含有量が、固形分換算で0.1〜10質量部であると、ポリマーは電解液に溶解しにくくなり、過電圧の上昇による電池特性への悪影響を抑制できる。
[3] Preparation of slurry for electrochemical device electrode:
The slurry for electrochemical device electrodes preferably contains 0.1 to 10 parts by mass of the binder composition for electrochemical device electrodes in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the electrode active material. More preferably 3 to 4 parts by mass is contained. When the content of the binder composition for an electrochemical device electrode is 0.1 to 10 parts by mass in terms of solid content, the polymer becomes difficult to dissolve in the electrolytic solution, and the adverse effect on battery characteristics due to an increase in overvoltage can be suppressed. .

電気化学デバイス電極用スラリーの調製において、電気化学デバイス電極用バインダー組成物と、電極活物質と、必要に応じて用いられる添加剤とを混合するには、攪拌機、脱泡機、ビーズミル、高圧ホモジナイザー等を利用することができる。また、電気化学デバイス電極用スラリーの調製は、減圧下で行うことが好ましく、これにより、得られる電極層内に気泡が生じることを防止することができる。   In the preparation of the slurry for the electrochemical device electrode, the stirrer, defoamer, bead mill, high-pressure homogenizer are used to mix the binder composition for the electrochemical device electrode, the electrode active material, and the additive used as necessary. Etc. can be used. Moreover, it is preferable to perform preparation of the slurry for electrochemical device electrodes under reduced pressure, and thereby it is possible to prevent bubbles from being generated in the obtained electrode layer.

3.電気化学デバイス電極:
本発明の電気化学デバイス電極は、集電体と、前記集電体の表面上に前記電気化学デバイス電極用スラリーが塗布及び乾燥されて形成された電極層と、を備えるものである。
3. Electrochemical device electrodes:
The electrochemical device electrode of the present invention comprises a current collector and an electrode layer formed by applying and drying the electrochemical device electrode slurry on the surface of the current collector.

[1]集電体:
集電体の具体例としては、金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等が挙げられる。集電体を構成する材料の具体例としては、アルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属材料が挙げられ、目的とする電気化学デバイスの種類に応じて適宜選択して用いることができる。集電体の厚みは、リチウムイオン二次電池用の電極を構成する場合には、5〜30μmであることが好ましく、8〜25μmであることが更に好ましい。また、電気二重層キャパシタ用の電極を構成する場合には、集電体の厚みは5〜100μmであることが好ましく、10〜70μmであることが更に好ましく、15〜30μmであることが特に好ましい。
[1] Current collector:
Specific examples of the current collector include metal foil, etching metal foil, and expanded metal. Specific examples of the material constituting the current collector include metal materials such as aluminum, copper, nickel, tantalum, stainless steel, and titanium, which can be appropriately selected and used depending on the type of the target electrochemical device. it can. The thickness of the current collector is preferably 5 to 30 μm and more preferably 8 to 25 μm when constituting an electrode for a lithium ion secondary battery. In the case of constituting an electrode for an electric double layer capacitor, the thickness of the current collector is preferably 5 to 100 μm, more preferably 10 to 70 μm, and particularly preferably 15 to 30 μm. .

[2]電極層の形成:
電気化学デバイス電極用スラリーを塗布する手段の具体例としては、ドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、グラビヤ法、エアーナイフ法等が挙げられる。また、電気化学デバイス電極用スラリーの塗布膜の乾燥処理の条件としては、処理温度が20〜250℃であることが好ましく、50〜150℃であることが更に好ましい。また、処理時間は1〜120分間であることが好ましく、5〜60分間であることが更に好ましい。
[2] Formation of electrode layer:
Specific examples of means for applying the electrochemical device electrode slurry include a doctor blade method, a reverse roll method, a comma bar method, a gravure method, and an air knife method. Moreover, as conditions of the drying process of the coating film of the slurry for electrochemical device electrodes, it is preferable that processing temperature is 20-250 degreeC, and it is still more preferable that it is 50-150 degreeC. Moreover, it is preferable that processing time is 1-120 minutes, and it is still more preferable that it is 5-60 minutes.

プレス加工する手段の具体例としては、高圧スーパープレス、ソフトカレンダー、1トンプレス機等挙げられる。プレス加工の条件は、用いる加工機に応じて適宜設定される。このようにして形成される電極層は、厚みが40〜100μmであり、密度が1.3〜2.0g/cmである。このようにして得られる電気化学デバイス電極は、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の電気化学デバイスの電極として好適に用いることができる。 Specific examples of the means for pressing include a high-pressure super press, a soft calendar, and a one-ton press. The conditions for press working are appropriately set according to the processing machine to be used. The electrode layer thus formed has a thickness of 40 to 100 μm and a density of 1.3 to 2.0 g / cm 3 . The electrochemical device electrode thus obtained can be suitably used as an electrode for electrochemical devices such as lithium ion secondary batteries, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors.

4.電気化学デバイス:
本発明の電気化学デバイス電極を用いてリチウムイオン二次電池を構成する場合には、リチウム化合物からなる電解質を溶媒中に溶解した電解液が用いられる。
4). Electrochemical device:
When a lithium ion secondary battery is configured using the electrochemical device electrode of the present invention, an electrolytic solution in which an electrolyte composed of a lithium compound is dissolved in a solvent is used.

電解質の具体例としては、LiClO、LiBF、LiI、LiPF、LiCFSO、LiAsF、LiSbF、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、LiCHSO、LiCSO、Li(CFSON等が挙げられる。 Specific examples of the electrolyte, LiClO 4, LiBF 4, LiI , LiPF 6, LiCF 3 SO 3, LiAsF 6, LiSbF 6, LiAlCl 4, LiCl, LiBr, LiB (C 2 H 5) 4, LiCH 3 SO 3, LiC 4 F 9 SO 3, Li (CF 3 SO 2) 2 N and the like.

溶媒の具体例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;トリメトキシシラン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等のオキソラン類;アセトニトリル、ニトロメタン等の窒素含有化合物;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル等のエステル類;ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム類;アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;スルホラン等のスルホン類;2−メチル−2−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類;1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、2,4−ブタンスルトン、1,8−ナフタスルトン等のスルトン類等が挙げられる。   Specific examples of the solvent include carbonates such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate; lactones such as γ-butyrolactone; trimethoxysilane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl Ethers such as ether, 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide; oxolanes such as 1,3-dioxolane and 4-methyl-1,3-dioxolane; acetonitrile, nitromethane and the like Nitrogen-containing compounds; esters such as methyl formate, methyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, phosphoric acid triester; diglyme, triglyme, tetragrass Glymes such as acetone; ketones such as acetone, diethyl ketone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone; sulfones such as sulfolane; oxazolidinones such as 2-methyl-2-oxazolidinone; 1,3-propane sultone, 1,4- Examples include sultone such as butane sultone, 2,4-butane sultone, and 1,8-naphtha sultone.

本発明の電気化学デバイス電極を用いて電気二重層キャパシタを構成する場合には、上記の溶媒中に、テトラエチルアンモニウムテトラフルオロボレート、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレート、テトラエチルアンモニウムヘキサフルオロホスフェート等の電解質を溶解した電解液が用いられる。また、本発明の電気化学デバイス電極を用いてリチウムイオンキャパシタを構成する場合には、上記のリチウムイオン二次電池を構成する場合と同様の電解液を用いることができる。   When an electric double layer capacitor is constructed using the electrochemical device electrode of the present invention, an electrolyte such as tetraethylammonium tetrafluoroborate, triethylmethylammonium tetrafluoroborate, tetraethylammonium hexafluorophosphate is dissolved in the above solvent. The electrolyte solution used is used. Moreover, when comprising a lithium ion capacitor using the electrochemical device electrode of this invention, the electrolyte solution similar to the case where the said lithium ion secondary battery is comprised can be used.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。尚、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法、及び諸特性の評価方法を以下に示す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “parts” and “%” are based on mass unless otherwise specified. Moreover, the measuring method of various physical-property values and the evaluation method of various characteristics are shown below.

[数平均粒子径]
数平均粒子径の測定装置として、22mWのHe−Neレーザー(λ=632.8nm)を光源とする光散乱測定装置(商品名「ALV5000」、ALV社製)を使用した。
[Number average particle size]
A light scattering measurement device (trade name “ALV5000”, manufactured by ALV) using a 22 mW He—Ne laser (λ = 632.8 nm) as a light source was used as a number average particle size measurement device.

[トルエンゲル含有率]
2.0gの電気化学デバイス電極用バインダーの水分散体を100gのメタノールに投入して凝固させ、300メッシュの金網でろ過して水分散体を取り出した。取り出した水分散体をメタノールで洗浄した後、60℃で5時間真空乾燥を行って乾燥水分散体を得た。得られた乾燥水分散体の質量(W(g))を測定し、この乾燥水分散体を50mlのトルエンに投入し、50℃で3時間攪拌した後、25℃まで冷却し、300メッシュの金網でろ過した。ろ液を10ml採取し、120℃のホットプレートでその質量が一定となるまで乾燥し、乾燥物の質量(W(g))を測定した。トルエンゲル含有率(質量%)は下記式(1)より算出した。
トルエンゲル含有率(質量%)={(W−5×W)/W}×100 ・・・(1)
[Toluene gel content]
2.0 g of the aqueous dispersion of the binder for an electrochemical device electrode was put into 100 g of methanol to be solidified, and filtered through a 300-mesh wire mesh to take out the aqueous dispersion. The water dispersion taken out was washed with methanol and then vacuum dried at 60 ° C. for 5 hours to obtain a dry water dispersion. The mass (W 0 (g)) of the obtained dry water dispersion was measured, and this dry water dispersion was put into 50 ml of toluene, stirred at 50 ° C. for 3 hours, cooled to 25 ° C., and 300 mesh. Filtered through a wire mesh. 10 ml of the filtrate was collected and dried with a 120 ° C. hot plate until the mass became constant, and the mass of the dried product (W 1 (g)) was measured. The toluene gel content (% by mass) was calculated from the following formula (1).
Toluene gel content (mass%) = {(W 0 −5 × W 1 ) / W 0 } × 100 (1)

[リチウムイオン二次電池負極]
(1)作製方法
二軸型プラネタリーミキサー(商品名「TKハイビスミックス 2P−03」、プライミクス社製)に増粘剤(商品名「CMC2200」、ダイセル化学社製)1部(固形分換算)、負極活物質としてグラファイト100部(固形分換算)、水68部を投入し、60rpmで1時間攪拌を行った。その後、電気化学デバイス電極用バインダー組成物1部(固形分換算)を加え、更に1時間攪拌しペーストを得た。得られたペーストに水を投入し、固形分を50%に調製した後、攪拌脱泡機(商品名「泡とり練太郎」、THINKY社製)を使用して、200rpmで2分間、1800rpmで5分間、更に真空下において1800rpmで1.5分間攪拌混合することにより、電気化学デバイス電極用スラリーを調製した。銅箔よりなる集電体の表面に、調製した電気化学デバイス電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が80μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥処理した。その後、電極層の密度が1.8g/cmとなるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、二次電池電極を得た。
[Lithium ion secondary battery negative electrode]
(1) method for manufacturing twin-screw planetary mixer (trade name "TK high-bis mix 2P-03", manufactured by PRIMIX Co., Ltd.) to thickening agent (trade name "CMC2200", manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 1 part (in terms of solid content) Then, 100 parts of graphite (in terms of solid content) and 68 parts of water were added as the negative electrode active material, and the mixture was stirred at 60 rpm for 1 hour. Thereafter, 1 part (in terms of solid content) of the binder composition for electrochemical device electrodes was added, and the mixture was further stirred for 1 hour to obtain a paste. The resulting aqueous was introduced into paste, after preparing the solids to 50%, stirring defoaming machine (trade name "bubble tori Rentaro", manufactured by THINKY Corporation) was used for 2 minutes at 200 rpm, at 1800rpm The slurry for an electrochemical device electrode was prepared by stirring and mixing at 1800 rpm for 1.5 minutes under a vacuum for 5 minutes. The prepared slurry for an electrochemical device electrode was uniformly applied to the surface of a current collector made of copper foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 80 μm, and was dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the secondary battery electrode was obtained by pressing with a roll press so that the density of an electrode layer might be 1.8 g / cm < 3 >.

(2)ピール強度
二次電池電極から、幅2cm×長さ12cmの試験片を切り出し、この試験片の電極層側の表面を、両面テープを用いてアルミ板に貼り付けた。一方、試験片の集電体の表面に、幅18mmテープ(商品名「セロテープ(登録商標)」、ニチバン社製、JIS Z1522に規定)を貼り付けた。この幅18mmテープを90°方向に50mm/minの速度で剥離したときの強度(mN/2cm)を6回測定し、その平均値をピール強度(mN/2cm)として算出した。尚、ピール強度の値が大きいほど、集電体と電極層との密着強度が高く、集電体から電極層が剥離し難いと評価することができる。
(2) Peel strength A test piece having a width of 2 cm and a length of 12 cm was cut out from the secondary battery electrode, and the surface of the test piece on the electrode layer side was attached to an aluminum plate using a double-sided tape. On the other hand, a 18 mm wide tape (trade name “Cello Tape (registered trademark)”, manufactured by Nichiban Co., Ltd., JIS Z1522) was attached to the surface of the current collector of the test piece. The strength (mN / 2 cm) when this 18 mm wide tape was peeled in the 90 ° direction at a speed of 50 mm / min was measured 6 times, and the average value was calculated as the peel strength (mN / 2 cm). In addition, it can be evaluated that the larger the peel strength value, the higher the adhesion strength between the current collector and the electrode layer, and the more difficult the electrode layer peels from the current collector.

(3)電池特性
グローブボックス内で2極式コインセル(商品名「HSフラットセル」、宝泉社製)に、直径16.16mmに打ち抜いた負極を載置した。次いで、直径18mmに打ち抜いたポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ(商品名「セルガード#2400」、セルガード社製)を載置するとともに、空気が入らないように電解液を注入した。その後、直径15.95mmに打ち抜いた正極を載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することにより二次電池を作製した。尚、使用した電解液は、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1の溶媒に、LiPFを1モル/リットルの濃度で溶解した溶液である。
(3) Battery characteristics A negative electrode punched to a diameter of 16.16 mm was placed on a bipolar coin cell (trade name “HS Flat Cell”, manufactured by Hosen Co., Ltd.) in a glove box. Then, a separator (trade name "Celgard # 2400", manufactured by Celgard Inc.) consisting of polypropylene porous membrane punched with a diameter of 18mm with mounting a, an electrolytic solution was injected to keep out air. Thereafter, a positive electrode punched out to a diameter of 15.95 mm was placed, and the outer body of the two-pole coin cell was sealed with a screw to produce a secondary battery. The electrolytic solution used was a solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 mol / liter in a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1.

(3−1)充電レート特性
定電流(0.2C)−定電圧(4.2V)方式にて2.5時間かけて充電し、定電流(0.2C)方式にて放電し、0.2Cでの充電容量を測定した。次いで、定電流(3C)−定電圧(4.2V)方式にて2.5時間かけて充電し、定電流(0.2C)方式にて放電し、3Cでの充電容量を測定した。0.2Cでの充電容量に対する3Cの充電容量の割合(%)を計算し、充電レート特性の指標とした。
(3-1) Charging rate characteristics Charging over 2.5 hours by constant current (0.2 C) -constant voltage (4.2 V) method, discharging by constant current (0.2 C) method, The charge capacity at 2C was measured. Next, the battery was charged with a constant current (3C) -constant voltage (4.2V) system over 2.5 hours, discharged with a constant current (0.2C) system, and the charge capacity at 3C was measured. The ratio (%) of the charging capacity of 3C to the charging capacity at 0.2C was calculated and used as an indicator of charging rate characteristics.

(3−2)放電レート特性
定電流(0.2C)−定電圧(4.2V)方式にて2.5時間かけて充電し、定電流(0.2C)方式にて放電し、0.2Cでの放電容量を測定した。次いで、定電流(0.2C)−定電圧(4.2V)方式にて2.5時間かけて充電し、定電流(3C)方式にて放電し、3Cでの放電容量を測定した。0.2Cでの放電容量に対する3Cでの放電容量の割合(%)を計算し、放電レート特性の指標とした。
(3-2) Discharge rate characteristics The battery is charged with a constant current (0.2 C) -constant voltage (4.2 V) method over 2.5 hours, discharged with a constant current (0.2 C) method, The discharge capacity at 2C was measured. Next, the battery was charged with a constant current (0.2 C) -constant voltage (4.2 V) system over 2.5 hours, discharged with a constant current (3 C) system, and the discharge capacity at 3 C was measured. The ratio (%) of the discharge capacity at 3C to the discharge capacity at 0.2C was calculated and used as an indicator of discharge rate characteristics.

(3−3)サイクル特性
定電流(1C)−定電圧(4.2V)方式にて2.5時間かけて充電し、定電流(1C)方式にて放電するサイクルを繰り返し、3サイクル目の放電容量に対して50サイクル目の放電容量の割合(%)を計算し、サイクル特性の指標とした。
(3-3) Cycle characteristics A cycle of charging with a constant current (1C) -constant voltage (4.2V) method over 2.5 hours and discharging with a constant current (1C) method is repeated. The ratio (%) of the discharge capacity at the 50th cycle to the discharge capacity was calculated and used as an indicator of cycle characteristics.

[電気二重層キャパシタ電極]
(1)作製方法
二軸型プラネタリーミキサー(商品名「TKハイビスミックス 2P−03」、プライミクス社製)に、活性炭(商品名「クラレコールYP」、クラレケミカル株式会社製)100部、導電性カーボン(商品名「デンカブラック」、電気化学工業社製)6部、増粘剤(商品名「CMC2200」、ダイセル化学社製)2部、水278部を投入し、60rpmで1時間攪拌を行った。その後、電気化学デバイス電極用バインダー組成物を4部加え、更に1時間攪拌を行いペーストを得た。得られたペーストに水を投入し、固形分を25%に調製した後、攪拌脱泡機(商品名「泡とり練太郎」、THINKY社製)を使用して、200rpmで2分間、1800rpmで5分間、更に真空下において1800rpmで1.5分間攪拌混合することにより、電気化学デバイス電極用スラリーを調製した。アルミ箔よりなる集電体の表面に、調製した電気化学デバイス電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が150μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥処理することにより電気二重層キャパシタ電極を得た。
[Electric double layer capacitor electrode]
(1) method for manufacturing twin-screw planetary mixer (trade name "TK high-bis mix 2P-03", manufactured by PRIMIX Inc.), activated carbon (trade name "Kuraray call YP", manufactured by Kuraray Chemical Co., Ltd.) 100 parts, conductive carbon (trade name "Denka black", manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) 6 parts, a thickening agent (trade name "CMC2200", manufactured by Daicel chemical Industries, Ltd.), 2 parts, 278 parts of water was added, for 1 hour and stirred at 60rpm It was. Thereafter, 4 parts of a binder composition for electrochemical device electrodes was added, and further stirred for 1 hour to obtain a paste. The resulting water was poured into a paste, after the preparation of the solid content of 25%, stirring defoaming machine (trade name "bubble tori Rentaro", manufactured by THINKY Co., Ltd.) using, for 2 minutes at 200rpm, at 1800rpm The slurry for an electrochemical device electrode was prepared by stirring and mixing at 1800 rpm for 1.5 minutes under a vacuum for 5 minutes. Apply the prepared slurry for an electrochemical device electrode to the surface of a current collector made of aluminum foil uniformly by a doctor blade method so that the film thickness after drying is 150 μm, and perform a drying treatment at 120 ° C. for 20 minutes. Thus, an electric double layer capacitor electrode was obtained.

(2)ピール強度
電気二重層キャパシタ電極から、幅2cm×長さ12cmの試験片を切り出し、この試験片のアルミ箔面を、両面テープを用いてアルミ板に貼り付けた。また、試験片の電極層側の表面に、幅18mmテープ(商品名「セロテープ(登録商標)」、ニチバン社製、JIS Z1522に規定)を貼り付けた。この幅18mmテープを90°方向に50mm/minの速度で剥離したときの強度(mN/2cm)を6回測定し、その平均値をピール強度(mN/2cm)として算出した。
(2) Peel strength A test piece having a width of 2 cm and a length of 12 cm was cut out from the electric double layer capacitor electrode, and the aluminum foil surface of the test piece was attached to an aluminum plate using a double-sided tape. Further, a 18 mm wide tape (trade name “Cello Tape (registered trademark)” manufactured by Nichiban Co., Ltd., JIS Z1522) was attached to the surface of the test piece on the electrode layer side. The strength (mN / 2 cm) when this 18 mm wide tape was peeled in the 90 ° direction at a speed of 50 mm / min was measured 6 times, and the average value was calculated as the peel strength (mN / 2 cm).

(3)キャパシタ特性
グローブボックス内で2極式コインセル(商品名「HSフラットセル」、宝泉社製)に、直径16.16mmに打ち抜いた電気二重層キャパシタ電極を載置した。次いで、直径18mmに打ち抜いたセパレータ(商品名「TF4535」、日本高度紙社製)を載置し、空気が入らないように電解液を注入した。その後、直径15.95mmに打ち抜いた同様の電気二重層キャパシタ電極を載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することによりキャパシタを作製した。尚、使用した電解液は、プロピレンカーボネートの溶媒に、(CNBFが1モル/リットルの濃度で溶解した溶液である。
(3) Capacitor characteristics An electric double layer capacitor electrode punched to a diameter of 16.16 mm was placed on a bipolar coin cell (trade name “HS Flat Cell”, manufactured by Hosen Co., Ltd.) in a glove box. Next, a separator (trade name “TF4535”, manufactured by Nippon Advanced Paper Co., Ltd.) punched to a diameter of 18 mm was placed, and an electrolytic solution was injected so that air did not enter. Thereafter, a similar electric double layer capacitor electrode punched out to a diameter of 15.95 mm was placed, and the outer body of the bipolar coin cell was closed with a screw and sealed to produce a capacitor. The electrolytic solution used was a solution in which (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 was dissolved at a concentration of 1 mol / liter in a solvent of propylene carbonate.

(3−1)キャパシタ容量
定電流(10mA/F)−定電圧(2.7V)方式にて8分間かけて充電し、定電流(10mA/F)方式にて放電したときの容量を、キャパシタ容量(F/cm)の指標とした。
(3-1) Capacitor capacity The capacity when charged by the constant current (10 mA / F) -constant voltage (2.7 V) system over 8 minutes and discharged by the constant current (10 mA / F) system The capacity (F / cm 2 ) was used as an index.

(4)内部抵抗
放電終止電圧と充電初期電圧の差(ΔV)を放電電流で割った値を、Rintとし、内部抵抗の指標とした。
(4) Internal resistance A value obtained by dividing the difference (ΔV) between the discharge end voltage and the initial charge voltage by the discharge current was defined as R int and used as an index of internal resistance.

(実施例1)
攪拌機を備えた温度調節の可能なオートクレーブ中に、水200部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6部、過硫酸カリウム1.0部、重亜硫酸ナトリウム0.5部、α−メチルスチレンダイマー0.2部、ドデシルメルカプタン0.1部、及び表1に示した1段目重合成分を一括して仕込み、70℃に昇温し2時間重合反応させた。重合添加率が80%以上であることを確認した後、反応温度を70℃に維持したまま、表1に示す2段目重合成分を6時間かけて添加した。2段目重合成分添加開始から3時間経過した時点で、α−メチルスチレンダイマー0.5部及びドデシルメルカプタン0.1部を添加した。2段目重合成分添加終了後、温度を80℃に昇温し、更に2時間反応させた。重合反応終了後、ラテックスのpHを7.5に調節し、トリポリリン酸ナトリウム5部(固形分換算)を添加した。その後、残留モノマーを水蒸気蒸留で処理し、減圧下で固形分50%まで濃縮することで、電気化学デバイス電極用バインダー組成物を得た。
Example 1
In a temperature-controllable autoclave equipped with a stirrer, 200 parts of water, 0.6 part of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1.0 part of potassium persulfate, 0.5 part of sodium bisulfite, α-methylstyrene dimer 2 parts, 0.1 part of dodecyl mercaptan and the first-stage polymerization component shown in Table 1 were charged all at once, and the temperature was raised to 70 ° C. to carry out the polymerization reaction for 2 hours. After confirming that the polymerization addition rate was 80% or more, the second-stage polymerization component shown in Table 1 was added over 6 hours while maintaining the reaction temperature at 70 ° C. When 3 hours passed from the start of addition of the second stage polymerization component, 0.5 part of α-methylstyrene dimer and 0.1 part of dodecyl mercaptan were added. After the addition of the second stage polymerization component, the temperature was raised to 80 ° C., and further reacted for 2 hours. After completion of the polymerization reaction, the pH of the latex was adjusted to 7.5, and 5 parts of sodium tripolyphosphate (in terms of solid content) was added. Thereafter, the residual monomer was treated with steam distillation, and concentrated under a reduced pressure to a solid content of 50% to obtain a binder composition for an electrochemical device electrode.

得られた電気化学デバイス電極用バインダー組成物を使用して、前述のリチウムイオン二次電池負極及び電気二重層キャパシタ電極の作製方法で各電極を作製し、それぞれの各種物性値を測定した。リチウムイオン二次電池負極のピール強度は52mN/2cm、充電レート特性は90%、放電レート特性は91%、サイクル特性は95%であった。また、電気二重層キャパシタ電極のピール強度は110mN/2cm、キャパシタ容量は0.9F/cm、内部抵抗は8Ωであった。 Using the obtained binder composition for an electrochemical device electrode, each electrode was produced by the above-described method for producing a lithium ion secondary battery negative electrode and an electric double layer capacitor electrode, and various physical properties were measured. The peel strength of the lithium ion secondary battery negative electrode was 52 mN / 2 cm, the charge rate characteristic was 90%, the discharge rate characteristic was 91%, and the cycle characteristic was 95%. The peel strength of the electric double layer capacitor electrode was 110 mN / 2 cm, the capacitor capacity was 0.9 F / cm 2 , and the internal resistance was 8Ω.

(実施例2〜5)
表1に示す組成とした以外は実施例1と同様にして電気化学デバイス電極用バインダー組成物を得た。得られた電気化学デバイス電極用バインダー組成物を使用して、前述のリチウムイオン二次電池負極及び電気二重層キャパシタ電極を作製し、それぞれの各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Examples 2 to 5)
Except having set it as the composition shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1, and obtained the binder composition for electrochemical device electrodes. Using the obtained binder composition for an electrochemical device electrode, the above-described lithium ion secondary battery negative electrode and electric double layer capacitor electrode were prepared, and various physical properties were measured. The measurement results are shown in Table 1.

(実施例6)
1段目の重合成分重合時に添加するドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを0.4部に変更し、表1に示す組成とした以外は実施例1と同様にして電気化学デバイス電極用バインダー組成物を得た。得られた電気化学デバイス電極用バインダー組成物を使用して、前述のリチウムイオン二次電池負極及び電気二重層キャパシタ電極を作製し、それぞれの各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Example 6)
The binder composition for an electrochemical device electrode was obtained in the same manner as in Example 1 except that the sodium dodecylbenzenesulfonate added during the polymerization of the first stage polymerization component was changed to 0.4 parts and the composition shown in Table 1 was used. It was. Using the obtained binder composition for an electrochemical device electrode, the above-described lithium ion secondary battery negative electrode and electric double layer capacitor electrode were prepared, and various physical properties were measured. The measurement results are shown in Table 1.

(実施例7)
表1に示す組成とした以外は実施例1と同様にして電気化学デバイス電極用バインダー組成物を得た。得られた電気化学デバイス電極用バインダー組成物を使用して、前述のリチウムイオン二次電池負極及び電気二重層キャパシタ電極を作製し、それぞれの各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Example 7)
Except having set it as the composition shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1, and obtained the binder composition for electrochemical device electrodes. Using the obtained binder composition for an electrochemical device electrode, the above-described lithium ion secondary battery negative electrode and electric double layer capacitor electrode were prepared, and various physical properties were measured. The measurement results are shown in Table 1.

(比較例1〜4)
表1に示す組成とした以外は実施例1と同様にして電気化学デバイス電極用バインダー組成物を得た。得られた電気化学デバイス電極用バインダー組成物を使用して、前述のリチウムイオン二次電池負極及び電気二重層キャパシタ電極を作製し、それぞれの各種物性値を測定した。測定結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1-4)
Except having set it as the composition shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1, and obtained the binder composition for electrochemical device electrodes. Using the obtained binder composition for an electrochemical device electrode, the above-described lithium ion secondary battery negative electrode and electric double layer capacitor electrode were prepared, and various physical properties were measured. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2011009116
Figure 2011009116

表1に示すように、実施例1〜7の電気化学デバイス電極用バインダー組成物は、比較例1〜4の電気化学デバイス電極用組成物と比較して、リチウムイオン電池での集電体と電極層との密着性、充放電レート特性、及びサイクル性、並びに電気二重層キャパシタでの集電体と電極層との密着性及び低内部抵抗性の諸特性において優れているという結果であった。   As shown in Table 1, the electrochemical device electrode binder compositions of Examples 1 to 7 were compared with the electrochemical device electrode compositions of Comparative Examples 1 to 4, and the current collector in the lithium ion battery The results are excellent in various properties such as adhesion to the electrode layer, charge / discharge rate characteristics, cycle characteristics, adhesion between the current collector and the electrode layer in the electric double layer capacitor, and low internal resistance. .

また、不飽和カルボン酸に由来する構成単位の含有割合、数平均粒子径、及びトルエンゲル含有率が所定の範囲内である実施例1〜4の電気化学デバイス電極用バインダー組成物は、実施例5〜7の電気化学デバイス電極用バインダー組成物と比較して、前述のリチウムイオン電池及び電気二重層キャパシタでの諸特性において更に優れているという結果であった。   Moreover, the binder composition for electrochemical device electrodes of Examples 1 to 4 in which the content ratio of the structural unit derived from the unsaturated carboxylic acid, the number average particle diameter, and the toluene gel content rate are within the predetermined ranges. Compared with the binder composition for electrochemical device electrodes of 5-7, it was the result that it was further excellent in the various characteristics in the above-mentioned lithium ion battery and an electric double layer capacitor.

本発明の電気化学デバイス電極用バインダー組成物、電気化学デバイス電極用スラリー、及び電気化学デバイス電極は、AV機器、OA機器、通信機器等に好適に使用可能な二次電池等の電気化学デバイスを構成するための材料として好適である。   The binder composition for electrochemical device electrodes, the slurry for electrochemical device electrodes, and the electrochemical device electrode of the present invention are electrochemical devices such as secondary batteries that can be suitably used for AV equipment, OA equipment, communication equipment, etc. It is suitable as a material for constituting.

Claims (6)

(A)α,β−不飽和ニトリル化合物に由来する構成単位20〜40質量%と、
(B)共役ジエン化合物に由来する構成単位25〜60質量%と、
を含有するポリマー粒子を含有する電気化学デバイス電極用バインダー組成物。
(A) 20 to 40% by mass of a structural unit derived from an α, β-unsaturated nitrile compound;
(B) 25 to 60% by mass of a structural unit derived from a conjugated diene compound;
The binder composition for electrochemical device electrodes containing the polymer particle containing this.
前記ポリマー粒子が、(C)不飽和カルボン酸に由来する構成単位0.3〜6質量%を更に含有するものである請求項1に記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物。   The binder composition for an electrochemical device electrode according to claim 1, wherein the polymer particles further contain 0.3 to 6% by mass of a structural unit derived from (C) an unsaturated carboxylic acid. 前記ポリマー粒子の数平均粒子径が、50〜190nmである請求項1又は2に記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物。   The binder composition for electrochemical device electrodes according to claim 1 or 2, wherein the polymer particles have a number average particle diameter of 50 to 190 nm. 前記ポリマー粒子のトルエンゲル含有率が、70〜100質量%である請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物。   The binder composition for electrochemical device electrodes according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer particles have a toluene gel content of 70 to 100% by mass. 電極活物質と、
請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気化学デバイス電極用バインダー組成物と、
を含有する電気化学デバイス電極用スラリー。
An electrode active material;
The binder composition for an electrochemical device electrode according to any one of claims 1 to 4,
A slurry for an electrode of an electrochemical device containing
集電体と、
前記集電体の表面上に請求項5に記載の電気化学デバイス電極用スラリーが塗布及び乾燥されて形成された電極層と、
を備えた電気化学デバイス電極。
A current collector,
An electrode layer formed by applying and drying the slurry for an electrochemical device electrode according to claim 5 on the surface of the current collector;
Electrochemical device electrode equipped with.
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