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WO2016027715A1 - 保護層およびその製造方法、セパレーターならびに蓄電デバイス - Google Patents

保護層およびその製造方法、セパレーターならびに蓄電デバイス Download PDF

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WO2016027715A1
WO2016027715A1 PCT/JP2015/072624 JP2015072624W WO2016027715A1 WO 2016027715 A1 WO2016027715 A1 WO 2016027715A1 JP 2015072624 W JP2015072624 W JP 2015072624W WO 2016027715 A1 WO2016027715 A1 WO 2016027715A1
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protective layer
water
mass
parts
separator
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PCT/JP2015/072624
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政宏 上田
振範 金
一聡 伊藤
智隆 篠田
悠太 浅井
Original Assignee
Jsr株式会社
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • Such power storage devices having high voltage and high energy density are required to be further downsized.
  • it is essential not only to make a power generation element such as a positive electrode and a negative electrode thin, but also to make a thin film such as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode.
  • a power generation element such as a positive electrode and a negative electrode
  • a thin film such as a separator that separates the positive electrode and the negative electrode.
  • the separator base material is closed (hereinafter also simply referred to as “shutdown”) when heated and dried at a high temperature.
  • shutdown it is difficult to completely remove moisture from the inorganic particles at such temperatures.
  • a process such as forming a protective layer and separately storing it in a dry atmosphere to reduce the amount of moisture in the protective layer is necessary, the production process becomes complicated, leading to a decrease in productivity.
  • the protective layer which concerns on one Embodiment of this invention is arrange
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • R 2 represents at least one functional group selected from the group consisting of a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, an epoxy group and a hydroxyl group. And an organic group having 1 to 18 carbon atoms.
  • a plurality of R 3 are each independently an organic group having a polymerizable carbon-carbon unsaturated bond, and a plurality of R 4 are each independently represented by 1 to 18 carbon atoms. And n is an integer of 2 to 6, and m is an integer of 0 to 4.
  • the alkyl ester of (meth) acrylic acid is preferably an alkyl ester of (meth) acrylic acid having an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, (meth ) N-propyl acrylate, i-propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, i-butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, i- (meth) acrylate
  • Examples include amyl, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, nonyl (meth) acrylate, and decyl (meth) acrylate.
  • the content of the repeating unit derived from the ⁇ , ⁇ -unsaturated nitrile compound in 100 parts by mass of the water-insoluble polymer particles (A2) is preferably 1 to 10 parts by mass, and 2.5 to 7.5. More preferably, it is part by mass.
  • the water-insoluble polymer particles (A2) have a hollow structure
  • the methods described in JP-A No. 2002-30113, JP-A No. 2009-120784, and JP-A No. 62-127336 are disclosed.
  • the core-shell type it can be manufactured according to the method described in JP-A-4-98201.
  • Examples of plant-based natural polymers include gum arabic, gum tragacanth, galactan, guar gum, carob gum, caraya gum, carrageenan, pectin, cannan, quince seed (malmello), arche colloid (gasso extract), starch (rice, corn, potato, Derived from wheat and the like), glycyrrhizin and the like.
  • Examples of animal-based natural polymers include collagen, casein, albumin, gelatin and the like.
  • Examples of the microbial natural polymer include xanthan gum, dextran, succinoglucan, and bullulan.
  • anionic surfactant examples include sulfates of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, aliphatic sulfonates, sulfates of polyethylene glycol alkyl ethers, etc .; examples of the nonionic surfactants include polyethylene glycol Examples thereof include alkyl esters, alkyl ethers of polyethylene glycol, alkyl phenyl ethers of polyethylene glycol, and the like.
  • the positive electrode slurry was uniformly applied to the surface of a current collector made of aluminum foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 100 ⁇ m, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the positive electrode with the positive electrode active material layer formed on the surface of the current collector was obtained by pressing with a roll press so that the density of the film (active material layer) was 2.0 g / cm 3 .
  • the negative electrode and the positive electrode were peeled off from the separator with the protective layer, and evaluated as follows.

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Abstract

 電解液中に含まれる電解質の分解等に起因する蓄電デバイス内でのガス発生が抑制されると共に、充放電特性にも優れた蓄電デバイスを得るための保護層およびセパレーター、ならびにこれらを備えた蓄電デバイスを提供する。 本発明に係る保護層は、蓄電デバイスの正極と負極との間に配置され、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、を含有し、水分含有量が0.1mg/cm以上35mg/cm以下であることを特徴とする。また、本発明に係るセパレーターは、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、を含有し、水分含有量が0.1mg/cm以上5mg/cm以下であることを特徴とする。

Description

保護層およびその製造方法、セパレーターならびに蓄電デバイス
 本発明は、蓄電デバイスに使用可能な保護層およびその製造方法、セパレーターならびに蓄電デバイスに関する。
 近年、電子機器の駆動用電源として高電圧、高エネルギー密度を有する蓄電デバイスが要求されている。特にリチウムイオン電池やリチウムイオンキャパシタは、高電圧、高エネルギー密度を有する蓄電デバイスとして期待されている。
 このような高電圧・高エネルギー密度を有する蓄電デバイスは、さらに小型化も要求されている。蓄電デバイスの小型化を達成するためには、正極や負極等の発電要素の薄膜化だけではなく、正極と負極を隔離するセパレーター等の薄膜化も必須となる。しかしながら、蓄電デバイスの小型化によって正極と負極の間隔が狭まると短絡が発生しやすくなるという問題が生じ得る。
 短絡や過充電などの異常時には、蓄電デバイスの高電圧・高エネルギー密度化に伴い従来以上に過剰な発熱に至る危険性が大きい。そのため蓄電デバイスには異常時でも安全を確保するための手段が数種施されており、その手段の一つとしてセパレーターのシャットダウン機能がある。シャットダウン機能とは、何らかの要因で電池の温度が上昇した際に、セパレーターの孔が閉塞し、イオンの移動を阻止することにより電池反応を停止させ、過剰な発熱を抑制する機能である。特にリチウムイオンのような金属イオンを利用する蓄電デバイス用セパレーターとしてポリエチレン多孔膜が多用されている理由の一つにこのシャットダウン機能に優れている点が挙げられる。しかしながら、蓄電デバイスの高電圧・高エネルギー密度化に伴い、異常発熱時の発熱量が大きくなり、急激に高温に至る場合やシャットダウン後の放熱に時間を要し長時間高温状態が維持される場合がある。そのような場合には、セパレーターは収縮又は破膜して正負極間が短絡し、さらなる発熱を引き起こす危険性がある。
 このような現象を避けるため、例えば特許文献1や特許文献2では、重合体と無機粒子を溶融混練して成形された多孔質セパレーターを用いることで、電池特性を改良する技術が提案されている。一方、特許文献3では、正極および負極の少なくとも一方の表面に多孔質膜(保護層)を形成することで、電池特性を改良する技術が提案されている。また、特許文献4では、重合体と無機粒子を用いて多孔質層を多孔質セパレーター基材上に形成することで、電池特性を改良する技術が提案されている。
国際公開第2006/025323号 特開2008-214425号公報 特開2009-54455号公報 国際公開第2010/074202号
 しかしながら、上述の特許文献に記載されているような無機粒子を用いた従来技術によれば、セパレーターや電極表面に保護層を形成することにより充放電に伴って発生するデンドライトに起因する短絡を抑制できるものの、無機粒子が多量の水分を吸着するため保護層から十分に水分を除去することが困難である。保護層やセパレーター中に含まれる水分は、電解液中に含まれる電解質等と反応してガスを発生させ、蓄電デバイスの充放電特性や寿命を劣化させる一因となる。
 特にシャットダウン機能に優れたセパレーター上に保護層を形成する場合には、高温加熱して乾燥させるとセパレーター基材が閉孔(以下、単に「シャットダウン」ともいう。)するため、シャットダウン温度以下の温度で乾燥させる必要があるが、そのような温度では無機粒子から水分を完全に除去することは困難である。また、保護層を形成した後に別途乾燥雰囲気下で保存し、保護層内の水分量を減らすなどの工程が必要となると、生産工程が煩雑となり生産性の低下を招く。
 そこで、本発明に係る幾つかの態様は、電解液中に含まれる電解質の分解等に起因する蓄電デバイス内でのガス発生が抑制されると共に、充放電特性にも優れた蓄電デバイスを得るための保護層およびセパレーター、ならびにこれらを備えた蓄電デバイスを提供するものである。
 本発明は上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様または適用例として実現することができる。
 [適用例1]
 本発明に係る保護層の一態様は、
 蓄電デバイスの正極と負極との間に配置される保護層であって、
 フィラー(A)と、
 水溶性重合体(B)と、
を含有し、
 水分含有量が0.1mg/cm以上35mg/cm以下であることを特徴とする。
 [適用例2]
 適用例1の保護層において、
 さらに、バインダー(C)を含有することができる。
 [適用例3]
 適用例2の保護層において、
 前記フィラー(A)および前記バインダー(C)の合計100質量部に対して、前記水溶性重合体(B)を5質量部以上15質量部以下含有することができる。
 [適用例4]
 適用例1ないし適用例3のいずれか一例の保護層において、
 前記フィラー(A)が非水溶性重合体粒子(A2)を含有し、
 前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下であることができる。
 [適用例5]
 適用例1ないし適用例3のいずれか一例の保護層において、
 前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有することができる。
 [適用例6]
 適用例5の保護層において、
 前記無機粒子(A1)の含有量(MA1)と前記非水溶性重合体粒子(A2)の含有量(MA2)との比率が、質量基準で、MA1/MA2=0.1~10であることができる。
 [適用例7]
 適用例5または適用例6の保護層において、
 保護層100質量部中、前記水溶性重合体(B)を1質量部以上15質量部以下含有することができる。
 [適用例8]
 適用例5ないし適用例7のいずれか一例の保護層において、
 前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下であることができる。
 [適用例9]
 本発明に係るセパレーターの一態様は、
 フィラー(A)と、
 水溶性重合体(B)と、
を含有し、
 水分含有量が0.1mg/cm以上5mg/cm以下であることを特徴とする。
 [適用例10]
 適用例9のセパレーターにおいて、
 さらに、バインダー(C)を含有することができる。
 [適用例11]
 適用例9または適用例10のセパレーターにおいて、
 前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有することができる。
 [適用例12]
 適用例9ないし適用例11のいずれか一例のセパレーターにおいて、
 表面の少なくとも一部が、適用例1ないし適用例8のいずれか一項に記載の保護層によって被覆されることができる。
 [適用例13]
 本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された適用例1ないし適用例8のいずれか一例の保護層と、電解液と、を備えることを特徴とする。
 [適用例14]
 本発明に係る蓄電デバイスの一態様は、
 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された適用例9ないし適用例12のいずれか一例のセパレーターと、電解液と、を備えることを特徴とする。
 [適用例15]
 本発明に係る保護層の形成方法の一態様は、
 フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、を含有し、前記フィラー(A)が、平均粒子径(Da1)である無機粒子(A1)および平均粒子径(Da2)である非水溶性重合体粒子(A2)よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含有し、前記平均粒子径(Da1)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da1/Dc)および前記平均粒子径(Da2)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da2/Dc)の少なくとも一方の値が1~30である組成物を用意する工程と、
 前記組成物を塗布した後、30~120℃で加熱する工程と、
を含むことを特徴とする。
 [適用例16]
 適用例15の保護層の形成方法において、
 前記無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)および前記非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da1/Da2)が0.5~10であることができる。
 本発明に係る保護層またはセパレーターを備える蓄電デバイスによれば、電解質の分解等に起因する蓄電デバイス内でのガス発生を効果的に抑制することができる。そして、本発明に係る保護層またはセパレーターを備える蓄電デバイスは、充放電の繰り返しや過充電によっても内部ガスの発生を抑制することができるため、充放電特性が良好となる。
図1は、第1の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。 図2は、第2の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。 図3は、第3の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。 図4は、合成例4で得られた非水溶性重合体粒子(A2-1)のTGAチャートである。
 以下、本発明に係る好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、以下に記載された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変形例も含むものとして理解されるべきである。
 1.保護層
 本発明の一実施形態に係る保護層は、蓄電デバイスの正極と負極との間に配置され、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、を含有し、水分含有量が0.1mg/cm以上35mg/cm以下であることを特徴とする。
 本実施の形態に係る保護層の水分含有量は、0.1mg/cm以上35mg/cm以下であり、0.1mg/cm以上25mg/cm以下であることが好ましい。保護層の水分含有量が前記範囲であると、水分による電解質の分解等に起因する蓄電デバイス内でのガス発生を抑制することができる。その結果、本実施の形態に係る保護層を備える蓄電デバイスは、充放電特性に優れ、充放電の繰り返しや過充電によっても内部ガスの発生を抑制することができる。
 本実施の形態に係る保護層の水分含有量は、以下のようにして測定することができる。露点-60℃のドライルーム中で水分気化装置VA―230(三菱化学アナリテック社製)の加熱炉に測定サンプルを入れ、150℃で窒素ガスを1分間フローし、カールフィッシャー水分計CA200(三菱化学アナリテック社製)の測定セルに導入し、水分量を測定する。滴定終点までの積算値より含有水分重量を求め、これをサンプルの面積および膜厚との積で求められる体積で除することにより単位体積あたりの水分含有量を算出する。
 従来技術のような無機フィラーを用いる場合、保護層中に含まれる無機フィラーから水分を除去することは非常に困難である。例えば、保護層中に含まれる無機フィラーの水分含有量を減少させるためには乾燥温度を高くする方法がある。しかしながら、この場合、加熱により基材がダメージを受けるため、逆に蓄電デバイスの充放電特性が劣化してしまう。
 このため、本実施の形態に係る保護層では、フィラー(A)(水分含有量が十分に低い無機フィラー(A1)および/または非水溶性重合体(A2))と、均質な塗膜を形成するための水溶性重合体(B)とをバランスよく配合し、さらに塗膜の成膜条件をコントロールすることにより、保護層中の水分含有量を前述の範囲に制御することで、従来技術では困難であった良好な充放電特性を与える保護層を作製することに成功したのである。
 以下、本発明の保護層に含まれる各成分について詳細に説明する。以下の説明における「(メタ)アクリル酸」とは、アクリル酸およびメタクリル酸の双方を包含する概念である。「(メタ)アクリロニトリル」等の類似用語も、これと同様に理解されるべきである。
 本発明における「水溶性重合体」とは、1気圧、23℃における水1gへの溶解度が0.01g以上である重合体のことをいう。本発明における「非水溶性重合体」とは、1気圧、23℃における水1gへの溶解度が0.01g未満である重合体のことをいう。
 1.1.フィラー(A)
 本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)を含む。フィラー(A)は、無機粒子(A1)および/または非水溶性重合体粒子(A2)であることが好ましい。本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)として、無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)の両者を含有することが好ましい。フィラー(A)として無機粒子(A1)だけでなく非水溶性重合体粒子(A2)を併用することで、保護層としての特性を劣化させずに、保護層中の水分含有量を前述の範囲に制御しやすくなる。そして、塗膜の成膜条件をコントロールすることにより、水分含有量を前述の範囲に制御した保護層を作製でき、従来技術では困難であった良好な充放電特性を与える保護層を作製することができる。
 本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)としての無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)の両者を含有する場合、無機粒子(A1)の含有量(MA1)と非水溶性重合体粒子(A2)の含有量(MA2)との配合比率は、質量基準で、MA1/MA2=0.1~10であることが好ましく、MA1/MA2=0.3~5であることがより好ましい。配合比率が前記範囲にあると、保護層中の水分含有量を効果的に低減できると共に、形成される保護層のタフネスも向上させたバランスの良いものとなる。
 1.1.1.無機粒子(A1)
 フィラー(A)として無機粒子(A1)を含有する場合、形成される保護層のタフネスを向上させることができる。無機粒子(A1)は吸湿性が高いため、何らの処理をしない場合には、蓄電デバイス内へ一定量の水分が持ち込まれることは避けられない。したがって、無機粒子をフィラー(A)として用いる場合には、あらかじめ加熱処理などによりできるだけ水分を除去しておくことが好ましい。さらに、水分が除去された無機粒子の表面に疎水性被膜を形成するなどして吸湿性を低く保つことが好ましい。
 無機粒子(A1)としては、酸化チタン(チタニア)、酸化アルミニウム(アルミナ)、酸化ジルコニウム(ジルコニア)、酸化マグネシウム(マグネシア)、シリカ等を用いることができる。これらの中でも、保護層のタフネスをより向上させる観点から、酸化チタン及び酸化アルミニウムが好ましい。また、酸化チタンとしては、保護層のタフネスをさらに向上させる観点から、ルチル型の酸化チタンがより好ましい。
 無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)は、1μm以下であることが好ましく、0.1~0.8μmの範囲内であることがより好ましい。無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)が前記範囲であると、平滑かつ柔軟な保護層を形成でき、蓄電デバイスを作製した場合に、保護層と隣接して配置されるセパレーターや電極と接触しても、これらを破損する危険性が低くなるため、蓄電デバイスの耐久性が良好となる。なお、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)は、多孔質膜であるセパレーターを使用する場合、該セパレーターの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレーターへのダメージを軽減し、無機粒子(A1)がセパレーターの微多孔に詰まることを防ぐことができる。
 ここで、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)とは、レーザー回折・光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、光の散乱強度を粒子径の小さい粒子から粒子径の大きい粒子に順に累積したときの散乱強度の累積度数が50%となる粒子径(D50)の値である。このようなレーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えばHORIBA LA-300シリーズ、HORIBA LA-920シリーズ(以上、株式会社堀場製作所製)、コールターLS230、LS100、LS13 320(以上、Beckman Coulter.Inc製)や、FPAR-1000(大塚電子株式会社製)などを挙げることができる。この粒度分布測定装置は、無機粒子(A1)の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とする。従って、この粒度分布測定装置によって得られた平均粒子径(Da1)は、保護層を作製するための組成物(以下、「保護層用組成物」ともいう。)中に含まれる無機粒子(A1)の分散状態の指標とすることができる。なお、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)は、保護層用組成物を遠心分離して無機粒子を沈降させた後、その上澄み液を除去し、沈降した無機粒子を上記の方法により測定することによっても測定することができる。
 1.1.2.非水溶性重合体粒子(A2)
 フィラー(A)として非水溶性重合体粒子(A2)を含有する場合、形成される保護層の水分量を効果的に低減させることができる。
 非水溶性重合体粒子(A2)は、非水溶性重合体粒子(A2)を構成する重合体100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有量が20質量部以上100質量部以下であることが好ましく、50質量部以上100質量部以下であることがより好ましく、80質量部以上100質量部以下であることがさらに好ましく、90質量部以上100質量部以下であることが特に好ましい。
 重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有量が前記範囲であると、保護層の水分量を低減できるだけでなく、保護層の耐熱性、耐溶剤性、デンドライトによる短絡を防止する機能が向上するため好ましい。さらに、非水溶性重合体粒子(A2)の硬度が高くなることから、形成される保護層のタフネスを向上させることができる。
 以下、非水溶性重合体粒子(A2)に含有される繰り返し単位を構成する単量体、非水溶性重合体粒子(A2)の特性、態様および製造方法等に関して詳述する。
 1.1.2.1.単量体
<重合性不飽和基を二つ以上有する化合物>
 重合性不飽和基を二つ以上有する化合物としては、特に制限されないが、例えば多官能(メタ)アクリル酸エステル、芳香族多官能ビニル化合物等が挙げられる。
 多官能(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記一般式(1)で表される化合物、多価アルコールの(ポリ)(メタ)アクリル酸エステルおよびその他の多官能性単量体が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
(上記一般式(1)中、Rは水素原子またはメチル基であり、Rは重合性の炭素-炭素不飽和結合、エポキシ基および水酸基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する、炭素数1~18の有機基である。)
 上記一般式(1)中のRの好ましい具体例としては、例えばビニル基、イソプロペニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、グリシジル基、ヒドロキシアルキル基等を挙げることができる。
 なお、本発明における「多官能(メタ)アクリル酸エステル」とは、(メタ)アクリロイル基を二以上有する(メタ)アクリル酸エステルの他、(メタ)アクリロイル基を一つ有し、さらに重合性の炭素-炭素不飽和結合、エポキシ基、グリシジル基およびヒドロキシ基よりなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する(メタ)アクリル酸エステルも含まれる。
 このような多官能(メタ)アクリル酸エステルの具体例としては、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトール、(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸アリル等を挙げることができ、これらから選択される1種以上であることができる。これらのうち、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパンおよび(メタ)アクリル酸アリルよりなる群から選択される少なくとも1種以上であることが好ましく、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコールであることがより好ましい。上記例示した多官能(メタ)アクリル酸エステルは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
 芳香族多官能ビニル化合物としては、例えば下記一般式(2)で表される化合物を好ましく使用することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
(上記一般式(2)中、複数存在するRはそれぞれ独立に、重合性の炭素―炭素不飽和結合を有する有機基であり、複数存在するRはそれぞれ独立に、炭素数1~18の炭化水素基である。nは2~6の整数であり、mは0~4の整数である。)
 上記一般式(2)中のRとしては、例えば炭素数2~12のビニレン基、アリル基、ビニル基、イソプロペニル基等を挙げることができ、これらの中でも炭素数2~12のビニレン基であることが好ましい。上記一般式(2)中のRとしては、例えばメチル基、エチル基等を挙げることができる。
 芳香族多官能ビニル化合物としては、ジビニルベンゼン、ジイソプロペニルベンゼン等の芳香族ジビニル化合物が挙げられるが、これらに制限されるものではない。これらのうち、ジビニルベンゼンであることが好ましい。上記例示した芳香族多官能ビニル化合物は、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。
 上記例示した重合性不飽和基を二つ以上有する化合物の中でも、芳香族ジビニル化合物であることがより好ましく、ジビニルベンゼンが特に好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)がジビニルベンゼンに由来する繰り返し単位を含有する場合、ジビニルベンゼンの含有割合は、全モノマーに対して、好ましくは20~100質量%、より好ましくは50~100質量%、特に好ましくは80~100質量%である。ジビニルベンゼンの含有割合が20質量%未満の場合には、得られる非水溶性重合体粒子(A2)は、耐熱性、耐電解液性などの点で劣ったものとなる場合がある。
<その他の不飽和単量体>
 非水溶性重合体粒子(A2)には、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の他に、これらと共重合可能な他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位がさらに含まれていてもよい。
 このような不飽和単量体としては、不飽和カルボン酸エステル(但し、重合性不飽和基を二つ以上有する化合物を除く。)、芳香族ビニル化合物(但し、重合性不飽和基を二つ以上有する化合物を除く。)、不飽和カルボン酸、α,β-不飽和ニトリル化合物、その他の不飽和単量体等が挙げられる。なお、非水溶性重合体粒子(A2)は、重合性不飽和基を二以上有する化合物に由来する繰り返し単位の他、不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位、芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位を有することが好ましい。
<不飽和カルボン酸エステル>
 不飽和カルボン酸エステルとしては、(メタ)アクリル酸エステルを好ましく使用することができ、例えば(メタ)アクリル酸のアルキルエステル、(メタ)アクリル酸のシクロアルキルエステル等が挙げられる。上記(メタ)アクリル酸のアルキルエステルとしては、炭素数1~10のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸のアルキルエステルが好ましく、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-プロピル、(メタ)アクリル酸i-プロピル、(メタ)アクリル酸n-ブチル、(メタ)アクリル酸i-ブチル、(メタ)アクリル酸n-アミル、(メタ)アクリル酸i-アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2-エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n-オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシル等が挙げられる。上記(メタ)アクリル酸のシクロアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシル等が挙げられる。上記例示した不飽和カルボン酸エステルは、1種単独で用いてもよく、2種以上組み合わせて用いてもよい。これらのうち、(メタ)アクリル酸のアルキルエステルであることが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n-ブチルおよびアクリル酸2-エチルヘキシルから選択される1種以上を使用することがより好ましい。
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の不飽和カルボン酸エステルに由来する繰り返し単位の含有割合は、5~80質量部であることが好ましく、10~75質量部であることがより好ましい。
<芳香族ビニル化合物>
 芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレン、ビニルトルエン、クロルスチレンなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。芳香族ビニル化合物としては、上記のうち特にスチレンであることが好ましい。
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の芳香族ビニル化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、5~85質量部であることが好ましく、10~80質量部であることがより好ましい。
<不飽和カルボン酸>
 不飽和カルボン酸としては、例えばアクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の、モノカルボン酸またはジカルボン酸を挙げることができ、これらから選択される1種以上を使用することができる。不飽和カルボン酸としては、アクリル酸およびメタクリル酸から選択される1種以上を使用することが好ましく、アクリル酸がより好ましい。
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、1~10質量部であることが好ましく、2.5~7.5質量部であることがより好ましい。
<α,β-不飽和ニトリル化合物>
 α,β-不飽和ニトリル化合物としては、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α-クロルアクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル、シアン化ビニリデン等が挙げられ、これらから選択される1種以上を使用することができる。これらのうち、アクリロニトリルおよびメタクリロニトリルよりなる群から選択される1種以上が好ましく、特にアクリロニトリルが好ましい。
 非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中のα,β-不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、1~10質量部であることが好ましく、2.5~7.5質量部であることがより好ましい。
<その他の不飽和単量体>
 その他の不飽和単量体としては、(メタ)アクリルアミド、N-メチロールアクリルアミド等の不飽和カルボン酸のアルキルアミド;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などの不飽和カルボン酸のアミノアルキルアミド等を挙げることができ、これらから選択される1種以上を使用することができる。
 1.1.2.2.非水溶性重合体粒子(A2)の特性
<トルエン不溶分>
 非水溶性重合体粒子(A2)の50℃におけるトルエン不溶分は、90%以上であることが好ましく、95%以上であることがより好ましく、100%であることが特に好ましい。トルエン不溶分は、蓄電デバイスで使用する電解液への不溶分量とほぼ比例すると推測される。このため、トルエン不溶分が前記範囲であれば、蓄電デバイスを作製して、長期間にわたり充放電を繰り返した場合でも電解液への非水溶性重合体粒子(A2)の溶出を抑制できるため良好であると推測できる。
 トルエン不溶分は、以下のようにして算出することができる。非水溶性重合体粒子(A2)を含む水分散体10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜する。得られた膜(重合体)のうちの1gをトルエン400mL中に浸漬して50℃で3時間振とうする。次いで、トルエン相を300メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のトルエンを蒸発除去して得た残存物の重量(Y(g))を測定した値から、下記数式(3)によってトルエン不溶分を求める。
 トルエン不溶分(%)=((1-Y)/1)×100 ・・・・・(3)
<空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)>
 非水溶性重合体(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、320℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する化学的安定性に相関すると推測される。このため、非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)が前記温度範囲であれば、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する安定性が向上して、非水溶性重合体粒子(A2)の分解反応が起こりにくくなるため残存容量率が良好となる。
 非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、以下のようにして測定することができる。非水溶性重合体粒子(A2)を含む水分散体10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜する。得られた膜(重合体)を粉砕して粉末化し、この粉体を熱分析装置(例えば、株式会社島津製作所製、型式「DTG-60A」)にて熱重量分析を行う。その結果、空気雰囲気下、昇温速度20℃/分で加熱したときに、非水溶性重合体粒子(A2)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度を(T10)とする。
<非水溶性重合体粒子(A2)の吸熱特性>
 非水溶性重合体粒子(A2)の熱的特性としては、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、-50℃~+300℃の範囲内では吸熱ピークが観測されないことが好ましい。このことは、非水溶性重合体粒子(A2)が前記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物により架橋されていることを示している。これにより、形成される保護層に耐熱性と強度を付与することができる。
 1.1.2.3.非水溶性重合体粒子(A2)の態様
 非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)は、100~3000nmの範囲内であることが好ましく、100~1500nmの範囲内であることがより好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)が前記範囲であると、平滑かつ柔軟な保護層を形成でき、蓄電デバイスを作製した場合に、保護層と隣接して配置されるセパレーターや電極と接触しても、これらを破損する危険性が低くなるため、蓄電デバイスの耐久性が良好となる。なお、非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)は、多孔質膜であるセパレーターを使用する場合、該セパレーターの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレーターへのダメージを軽減し、非水溶性重合体粒子(A2)がセパレーターの微多孔に詰まることを防ぐことができる。なお、非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)は、上述の無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と同様の方法により測定することができる。
 非水溶性重合体粒子(A2)が保護層中に存在する場合、非水溶性重合体粒子(A2)は、その内部に1つ以上の空孔を有する粒子であることが好ましい。非水溶性重合体粒子(A2)がその内部に1つ以上の空孔を有することで、得られる保護層の電解液の浸透性や保液性が向上し、さらに良好な充放電特性を発現させることができる。このような粒子の構造としては、例えば、粒子の内部に空孔を有する中空構造であってもよく、また粒子の表面から内部(コア)にかけて複数の空孔を有するコアシェル型の構造であってもよい。
 非水溶性重合体粒子(A2)がその内部に1つ以上の空孔を有する場合、容積空孔率は1%~80%であることが好ましく、2%~70%であることがより好ましく、5%~60%であることが特に好ましい。容積空孔率がこの範囲にあることで、得られる保護層の電解液の浸透性や保液性と、タフネスの向上とを両立することができる。
 非水溶性重合体粒子(A2)の容積空孔率は、例えば非水溶性重合体粒子(A2)について電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、日立透過型電子顕微鏡 H-7650)により観察し、無作為に抽出した100個の粒子の平均粒子径および粒子内径を測定し、下記式(4)により算出することができる。
 容積空孔率(%)=((粒子内径)/(平均粒子径))×100 ・・・・(4)
 1.1.2.4.非水溶性重合体粒子(A2)の製造方法
 本実施の形態に係る保護層に含まれる非水溶性重合体粒子(A2)の合成方法は特に限定されないが、具体的には乳化重合、播種乳化重合、懸濁重合、播種懸濁重合、溶液析出重合等の方法を用いることが好ましい。これらのうち、乳化重合および播種乳化重合が好ましく、粒子径分布を均一に制御しやすいことから播種乳化重合がより好ましい。
 また、非水溶性重合体粒子(A2)が中空構造である場合には、特開2002-30113号公報や特開2009-120784号公報、特開昭62-127336号公報に記載されている方法に準じて作製することができ、コアシェル型である場合には特開平4-98201号公報に記載されている方法に準じて作製することができる。
 1.2.水溶性重合体(B)
 本実施の形態に係る保護層は、水溶性重合体(B)を含む。水溶性重合体(B)を含有することで、均質な塗膜が形成されやすくなり、保護層としての機能が向上する。
 蓄電デバイス内部で使用される水溶性重合体(B)は、基本的に高い電位での安定性が要求される。また、保護層用途として使用する際には、フィラー(A)の分散性が良好であることが要求される。また、電極表面やセパレーター表面に塗工させる必要性から保護層用組成物がある程度の粘性を持ち流動性を示すことが要求される。このように多数の観点から材料の選定が必要となる。
 このような観点から、水溶性重合体(B)としては、天然系高分子、半合成系高分子および合成系高分子が好ましい。
 天然系高分子としては、例えば、植物もしくは動物由来の多糖類及びたんぱく質等を例示することができ、また、場合により微生物等による発酵処理や、熱による処理がされた天然系高分子を例示できる。これらの天然系高分子は、植物系天然系高分子、動物系天然系高分子及び微生物系天然系高分子等として分類することができる。
 植物系天然系高分子としては、例えば、アラビアガム、トラガカントガム、ガラクタン、グアガム、キャロブガム、カラヤガム、カラギーナン、ペクチン、カンナン、クインスシード(マルメロ)、アルケコロイド(ガッソウエキス)、澱粉(コメ、トウモロコシ、馬鈴薯、小麦等に由来するもの)、グリチルリチン等が挙げられる。動物系天然系高分子としては、コラーゲン、カゼイン、アルブミン、ゼラチン等が挙げられる。微生物系天然系高分子としては、キサンタンガム、デキストラン、サクシノグルカン、ブルラン等が挙げられる。
 セルロース系半合成系高分子は、ノニオン性、アニオン性およびカチオン性に分類することができる。
 ノニオン性セルロース系半合成系高分子としては、例えば、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、エチルセルロース、マイクロクリスタリンセルロース等のアルキルセルロース;ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロースステアロキシエーテル、カルボキシメチルヒドロキシエチルセルロース、アルキルヒドロキシエチルセルロース、ノノキシニルヒドロキシエチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロースが挙げられる。
 アニオン性セルロース系半合成系高分子としては、上記のノニオン性セルロース系半合成系高分子を各種誘導基により置換されたアルキルセルロースおよびそのナトリウム塩やアンモニウム塩が挙げられる。具体的には、セルロース硫酸ナトリウム、メチルセルロース、メチルエチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース(CMC)及びそれらの塩等を例示することができる。
 カチオン性セルロース系半合成系高分子としては、例えば、低窒素ヒドロキシエチルセルロースジメチルジアリルアンモニウムクロリド(ポリクオタニウム-4)、塩化O-[2-ヒドロキシ-3-(トリメチルアンモニオ)プロピル]ヒドロキシエチルセルロース(ポリクオタニウム-10)、塩化O-[2-ヒドロキシ-3-(ラウリルジメチルアンモニオ)プロピル]ヒドロキシエチルセルロース(ポリクオタニウム-24)等が挙げられる。
 これらの中でも、カチオン性、アニオン性、またはその両性の特性を取り得ることからセルロース系半合成系高分子、そのナトリウム塩、またはそのアンモニウム塩がより好ましい。それらの中でも、フィラーの分散性の観点から、アニオン性のセルロース系半合成系高分子が特に好ましい。
 また、セルロース系半合成系高分子のエーテル化度は、好ましくは0.5~1.0、より好ましくは0.6~0.8の範囲である。セルロース中の無水グルコース単位1個当たりの水酸基(3個)のカルボキシメチル基等への置換体への置換度をエーテル化度という。理論的に0~3までの値を取り得る。エーテル化度が上記範囲にある場合には、フィラー表面に吸着しつつ水への相溶性も見られることから分散性に優れ、フィラーを一次粒子レベルまで微分散できる。加えて最適な平均重合度も持たせることで経時の安定性も向上し、凝集物がなく厚みムラのない塗工が可能になる。
 これらセルロース系高分子の市販品としては、例えばCMC1120、CMC1150、CMC2200、CMC2280、CMC2450(以上、株式会社ダイセル製)、メトローズSHタイプ、メトローズSEタイプ(以上、信越化学工業株式会社製)等のカルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩が挙げられる。
 合成系高分子としては、ポリ(メタ)アクリル酸、変性ポリ(メタ)アクリル酸等のポリカルボン酸;上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体等のポリビニルアルコール系(共)重合体;(メタ)アクリル酸、マレイン酸およびフマル酸等の不飽和カルボン酸とビニルエステルとの共重合体の鹸化物等の水溶性重合体を挙げることができる。
 なお、水溶性重合体(B)のウベローデ粘度計より求められる極限粘度から算出される平均重合度は、好ましくは500~2500、より好ましくは1000~2000、特に好ましくは1000~1500の範囲である。水溶性重合体(B)の平均重合度が前記範囲にあると、水溶性重合体(B)の水への溶解性とフィラー(A)表面への吸着性のバランスが良好となり、保護層用組成物中でのフィラー(A)の分散安定性が良好となりやすい。また、保護層用組成物の粘性も適度となる。その結果、塗工時に均質な塗膜が形成されやすくなる。
 本実施の形態に係る保護層中の水溶性重合体(B)の含有割合は、上述のフィラー(A)およびバインダー(C)の合計100質量部に対して、5質量部以上15質量部以下であることが好ましい。また、本実施の形態に係る保護層100質量部中の水溶性重合体(B)の含有割合は、1質量部以上15質量部以下であることが好ましい。水溶性重合体(B)の含有割合が上記範囲内にあると、保護層中の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下に制御しやすくなると共に、保護層用組成物に適度な粘性を付与することができるため、均質な塗膜が形成されやすくなる。
 1.3.バインダー(C)
 本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)同士を結着させ、さらに電極表面やセパレーター表面との密着性を向上させるためのバインダー(C)を含有してもよい。バインダー(C)は、非水溶性重合体であってもよく、保護層中では特定の形状を有していない。しかしながら、塗工前の保護層用組成物中では、バインダー(C)は粒子状で存在していることが好ましい。バインダー(C)が粒子状で存在することで、塗膜を形成する際に効率的にフィラー(A)同士を結着させることができ、また形成される保護層と電極表面やセパレーター表面との密着性が良好となる。
 バインダー(C)が粒子状である場合、該粒子は内部に空孔を有しない中実粒子であることが好ましい。中実粒子であることにより、保護層においてより良好なバインダー特性を発現することができる。
 以下、バインダー(C)に含有される繰り返し単位を構成する単量体、バインダー(C1)の態様および製造方法等に関して詳述する。
 1.3.1.単量体
<重合性不飽和基を二つ以上有する化合物>
 ここで、「重合性不飽和基を二つ以上有する化合物」とは、上述のフィラー(A)のところで説明した化合物と同義である。バインダー(C)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、15質量部未満であることが好ましく、5質量部以下であることがより好ましく、0質量部、すなわち実質的に含有しないことが特に好ましい。バインダー(C)中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が前記範囲であると、バインダー(C)の柔軟性が高くなり、電極表面やセパレーター表面との密着性が良好になるため好ましい。逆に前記範囲を超えると、バインダー(C)の柔軟性が乏しくなり、電極表面やセパレーター表面との密着性が低下する場合があるため好ましくない。
 <フッ素原子を有する単量体>
 バインダー(C)は、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を含有することが好ましい。フッ素原子を有する単量体としては、例えばフッ素原子を有するオレフィン化合物、フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステル等が挙げられる。フッ素原子を有するオレフィン化合物としては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル等が挙げられる。フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記一般式(5)で表される化合物、(メタ)アクリル酸3[4[1-トリフルオロメチル-2,2-ビス[ビス(トリフルオロメチル)フルオロメチル]エチニルオキシ]ベンゾオキシ]2-ヒドロキシプロピル等が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
(上記一般式(5)中、Rは水素原子またはメチル基であり、Rはフッ素原子を含有する炭素数1~18の炭化水素基である。)
 上記一般式(5)中のRとしては、例えば炭素数1~12のフッ化アルキル基、炭素数6~16のフッ化アリール基、炭素数7~18のフッ化アラルキル基等を挙げることができ、これらの中でも炭素数1~12のフッ化アルキル基であることが好ましい。上記一般式(5)中のRの好ましい具体例としては、例えば2,2,2-トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロプロパン-2-イル基、β-(パーフルオロオクチル)エチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、2,2,3,4,4,4-ヘキサフルオロブチル基、1H,1H,5H-オクタフルオロペンチル基、1H,1H,9H-パーフルオロ-1-ノニル基、1H,1H,11H-パーフルオロウンデシル基、パーフルオロオクチル基等を挙げることができる。フッ素原子を有する単量体としては、これらのうち、フッ素原子を有するオレフィン化合物が好ましく、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることがより好ましい。上記フッ素原子を有する単量体は、1種のみを使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
 バインダー(C)100質量部中のフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、5~50質量部であることが好ましく、15~40質量部であることがより好ましく、20~30質量部であることが特に好ましい。
<不飽和カルボン酸>
 バインダー(C)には、前記フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の他に、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を含有することが好ましい。不飽和カルボン酸としては、上述のフィラー(A)のところで例示した化合物が挙げられる。
 バインダー(C)100質量部中の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、1~10質量部であることが好ましく、2.5~7.5質量部であることがより好ましい。
<共役ジエン化合物>
 バインダー(C)は、共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位をさらに含有してもよい。共役ジエン化合物としては、例えば1,3-ブタジエン、2-メチル-1,3-ブタジエン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、2-クロル-1,3-ブタジエンなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上であることができる。これらの中でも、1,3-ブタジエンが特に好ましい。
 バインダー(C)100質量部中の共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位の含有割合は、30~60質量部であることが好ましく、40~55質量部であることがより好ましい。共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が前記範囲にあると、適度な柔軟性を付与することができ、フィラー(A)同士の結着性が良好となるため好ましい。
<その他の不飽和単量体>
 バインダー(C)には、上述の繰り返し単位の他に、これらと共重合可能な他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位がさらに含まれていてもよい。
 このような不飽和単量体としては、例えば不飽和カルボン酸エステル(但し、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物および上記フッ素原子を有する単量体に該当するものを除く。)、α,β-不飽和ニトリル化合物、芳香族ビニル化合物(但し、上記重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に該当するものを除く。)およびその他の単量体が挙げられる。これらの化合物については、上述のフィラー(A)のところで例示した化合物が挙げられる。
 1.3.2.バインダー(C)の特性
<平均粒子径>
 バインダー(C)の平均粒子径(Dc)は、20~450nmの範囲にあることが好ましく、30~420nmの範囲にあることがより好ましく、50~400nmの範囲にあることが特に好ましい。
 バインダー(C)の平均粒子径(Dc)が前記範囲にあると、保護層用組成物自体の安定性が向上すると共に、蓄電デバイスに保護層が形成されても内部抵抗の上昇(抵抗上昇率)を低く抑えることができる。平均粒子径(Dc)が前記範囲未満では、バインダー(C)の表面積が過大となり、電解液に対する溶解性が増大するため、蓄電デバイスの充放電に伴って徐々にバインダー(C)が電解液へ溶出し、内部抵抗の上昇の一因となる。一方、平均粒子径(Dc)が前記範囲を超えると、粒子の表面積が過小となり密着力が低下するため、強固な保護層を形成するのが困難となり、十分な蓄電デバイスの耐久性能が得られなくなる。
 バインダー(C)の平均粒子径(Dc)は、上述の非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)と同様の方法により測定することができる。
<トルエン不溶分>
 バインダー(C)の50℃におけるトルエン不溶分は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。トルエン不溶分は、蓄電デバイスに使用する電解液への不溶分量とほぼ比例すると推測される。このため、トルエン不溶分が前記範囲であれば、蓄電デバイスを作製して、長期間にわたり充放電を繰り返した場合でも電解液への重合体の溶出を抑制できるため良好であると推測できる。トルエン不溶分は、上述のフィラー(A)のところで説明した方法と同様の方法により算出することができる。
<空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)>
 バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、320℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましい。バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する化学的安定性に相関すると推測される。このため、バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)が前記温度範囲であれば、電池内部での高温・高電圧時の酸化に対する安定性が向上して、バインダー(C)の分解反応が起こりにくくなるため残存容量率が良好となる。バインダー(C)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、上述のフィラー(A)のところで説明した方法と同様の方法により算出することができる。
<バインダー(C)の吸熱特性>
 バインダー(C)の熱的特性としては、JIS K7121に準拠して示差走査熱量測定(DSC)を行ったときに、-50℃~+250℃の温度範囲における吸熱ピークが1つのみ観測されることが好ましい。バインダー(C)の吸熱挙動は、バインダー(C)が粒子状である場合の粒子の形状安定性と相関するものと推測される。このため、バインダー(C)の吸熱ピークが前記温度範囲に1つ観測されれば、バインダー(C)の粒子の形状安定性が良好となり、形成された保護層が十分な強度を有することができると推測される。
 1.3.3.バインダー(C)の態様
 バインダー(C)の具体的態様としては、フッ素原子を有する単量体を用いる場合、(1)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する非水溶性重合体を一段階重合で合成して得られる共重合体、(2)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Xと不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位を有する重合体Yとを有する複合重合体、の二態様が挙げられる。これらのうち、耐酸化性に優れる観点から、複合重合体であることが好ましく、該複合重合体がポリマーアロイであることがより好ましい。
 「ポリマーアロイ」とは、「岩波 理化学辞典 第5版.岩波書店」における定義によれば、「2成分以上の高分子の混合あるいは化学結合により得られる多成分系高分子の総称」であって「異種高分子を物理的に混合した重合体ブレンド、異種高分子成分が共有結合で結合したブロックおよびグラフト共重合体、異種高分子が分子間力によって会合した高分子錯体、異種高分子が互いに絡み合ったIPN(Interpenetrating Polymer Network、相互侵入高分子網目)など」をいう。しかしながら、本実施の形態に係る保護層に含有される非水溶性重合体としてのポリマーアロイとは、「異種高分子成分が共有結合によって結合していないポリマーアロイ」のうちIPNからなる重合体である。
 ポリマーアロイを構成する重合体Xは、電解液の浸透性や保液性に優れると共に、結晶性樹脂のハードセグメントが凝集して、主鎖にC-H…F-Cのような疑似架橋点を与えているものと考えられる。このような重合体Xのみをフィラー(A)と混合し、蓄電デバイスの保護層に用いると、電解液の浸透性や保液性および耐酸化性は良好であるものの、密着性および柔軟性が不十分となる傾向がある。その結果、保護層中のフィラー(A)を十分に結着しておくことができず、フィラー(A)が剥落するなど保護層の不均質化が進行し、抵抗上昇率の低い蓄電デバイスを得ることができない。一方、ポリマーアロイを構成する重合体Yは、密着性および柔軟性には優れるものの、耐酸化性が低い傾向があり、これを単独で蓄電デバイスの保護層として使用した場合には、充放電を繰り返し、あるいは過充電することによって酸化分解するなどして変質するため、抵抗上昇率の低い蓄電デバイスを得ることができない。
 しかしながら、重合体Xおよび重合体Yを含有するポリマーアロイを使用することにより、電解液の浸透性や保液性および耐酸化性、ならびに密着性および柔軟性を同時に発現することができ、抵抗上昇率の低い蓄電デバイスを製造することが可能となる。なお、ポリマーアロイが重合体Xおよび重合体Yのみからなる場合、耐酸化性をより向上させることができるため好ましい。
 このようなポリマーアロイは、JIS K7121に準拠する示差走査熱量測定(DSC)によって測定した場合、-50~250℃の温度範囲において吸熱ピークを1つのみ有するものであることが好ましい。この吸熱ピークの温度は、-30~+80℃の範囲にあることがより好ましい。
 ポリマーアロイを構成する重合体Xは、これが単独で存在する場合には、一般的に-50~250℃に吸熱ピーク(融解温度)を有する。また、ポリマーアロイを構成する重合体Yは、重合体Xとは異なる吸熱ピーク(ガラス転移温度)を有することが一般的である。このため、バインダー(C)中において重合体Xおよび重合体Yが、相分離して存在する場合、-50~250℃の温度範囲において2つの吸熱ピークが観察されるはずである。このことから、-50~250℃の温度範囲における吸熱ピークが1つのみである場合には、該バインダー(C)はポリマーアロイであると推定することができる。
 さらに、ポリマーアロイであるバインダー(C)の有する1つのみの吸熱ピークの温度が-30~+80℃の範囲にある場合、該バインダー(C)は良好な柔軟性及び粘着性を付与することができ、従って密着性をより向上させることができることとなるため好ましい。
 重合体Xには、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の他に、他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位をさらに有していてもよい。ここで、他の不飽和単量体としては、上記例示した不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸エステル、α,β-不飽和ニトリル化合物およびその他の単量体を使用することができる。
 重合体X100質量部中のフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、80質量部以上であることが好ましく、90質量部以上であることがより好ましい。かかる場合のフッ素原子を有する単量体は、その全てがフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
 重合体Xのさらに好ましい態様は、以下の通りである。すなわち、重合体X100質量部中のフッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位の含有割合が、好ましくは50~99質量部であり、より好ましくは80~98質量部であり;四フッ化エチレンに由来する繰り返し単位の含有割合が、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは1~30質量部であり、特に好ましくは2~20質量部であり;そして六フッ化プロピレンに由来する繰り返し単位の含有割合は、好ましくは50質量部以下であり、より好ましくは1~30質量部であり、特に好ましくは2~25質量部である。なお、重合体Xは、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種に由来する繰り返し単位のみからなるものであることが最も好ましい。
 一方、重合体Yは、不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の他に、他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位をさらに有していてもよい。ここで、他の不飽和単量体としては、上記例示した不飽和カルボン酸エステル、α,β-不飽和ニトリル化合物およびその他の単量体を使用することができる。
 重合体Y100質量部中の不飽和カルボン酸に由来する繰り返し単位の含有割合は、2~20質量部であることが好ましく、3~15質量部であることがより好ましい。
 上記ポリマーアロイは、上記のような構成を有する限り、その合成方法は特に限定されるものではないが、例えば公知の乳化重合工程またはこれを適宜に組み合わせることにより容易に合成することができる。
 例えばまず、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Xを、公知の方法によって合成し、次いで該重合体Xに、重合体Yを構成するための単量体を加え、重合体Xからなる重合体粒子の編み目構造の中に、前記単量体を十分吸収させた後、重合体Xの編み目構造の中で、吸収させた単量体を重合して重合体Yを合成する方法により、ポリマーアロイを容易に製造することができる。このような方法によってポリマーアロイを製造する場合、重合体Xに重合体Yの単量体を十分に吸収させることが必須である。吸収温度が低すぎる場合または吸収時間が短すぎる場合には単なる相分離した重合体混合物となり、本発明におけるポリマーアロイを得ることができない場合が多い。但し、吸収温度が高すぎると重合系の圧力が高くなりすぎ、反応系のハンドリングおよび反応制御の面から不利となり、吸収時間を過度に長くしても、さらに有利な結果が得られるわけではない。
 上記のような観点から、吸収温度は30~100℃とすることが好ましく、40~80℃とすることがより好ましく、吸収時間は1~12時間とすることが好ましく、2~8時間とすることがより好ましい。このとき、吸収温度が低い場合には吸収時間を長くすることが好ましく、吸収温度が高い場合には短い吸収時間で十分である。吸収温度(℃)と吸収時間(h)を乗じた値が、概ね120~300(℃・h)、好ましくは150~250(℃・h)の範囲となるような条件が適当である。
 重合体Xの編み目構造の中に重合体Yの単量体を吸収させる操作は、乳化重合に用いられる公知の媒体中、例えば水中で行うことが好ましい。
 ポリマーアロイ100質量部中の重合体Xの含有割合は、5~50質量部であることが好ましく、15~40質量部であることがより好ましく、20~30質量部であることが特に好ましい。ポリマーアロイが重合体Xを前記範囲で含有することにより、電解液の浸透性、保液性及び耐酸化性と、密着性とのバランスがより良好となる。また、各単量体に由来する繰り返し単位の含有割合が上記の好ましい範囲にある重合体Yを用いた場合には、ポリマーアロイが重合体Xを前記範囲で含有することにより、該ポリマーアロイ全体の各繰り返し単位の含有割合を上述の好ましい範囲に設定することが可能となり、このことによりエチレンカーボネート(EC)/ジエチルカーボネート(DEC)不溶分が適切な値となるため、得られる蓄電デバイスの抵抗上昇率が十分に低いものとなる。
 1.3.4.バインダー(C)の製造方法
 バインダー(C)がフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する場合、その製造、すなわち、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体を一段階重合で合成する場合の該重合、重合体Xの重合、ならびに重合体Xの存在下における重合体Yの重合は、それぞれ公知の重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤(界面活性剤)等の存在下で行うことができる。
 また、バインダー(C)が共役ジエン化合物に由来する繰り返し単位を有する場合、一段重合で作製してもよく、二段重合、さらに多段重合で作製してもよく、それぞれの重合において公知の重合開始剤、分子量調節剤、乳化剤(界面活性剤)等の存在下で行うことができる。
 上記重合開始剤としては、例えば過硫酸ナトリウム、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、鉄(II)塩、三級アミン等の還元剤と過硫酸塩や有機過酸化物等の酸化剤との組合せからなるレドックス系重合開始剤等を挙げることができる。これらの重合開始剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。
 重合開始剤の使用割合は、バインダー(C)がフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する場合、使用する単量体の合計(バインダー(C)を一段階重合で合成する場合においては使用する単量体の合計、重合体Xの製造においては重合体Xを導く単量体の合計、重合体Xの存在下に重合体Yを重合する場合においては重合体Yを導く単量体の合計。以下同じ。)100質量部に対して、0.3~3質量部とすることが好ましい。
 上記分子量調節剤としては、例えばクロロホルム、四塩化炭素等のハロゲン化炭化水素;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化合物;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化合物;ターピノーレン、α-メチルスチレンダイマー等のその他の分子量調節剤を挙げることができる。これらの分子量調節剤は、1種単独または2種以上を組み合わせて用いることができる。分子量調節剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、5質量部以下とすることが好ましい。
 上記乳化剤としては、例えば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、フッ素系界面活性剤等を挙げることができる。
 上記アニオン性界面活性剤としては、例えば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を;上記ノニオン性界面活性剤としては、例えばポリエチレングリコールのアルキルエステル、ポリエチレングリコールのアルキルエーテル、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル等を、それぞれ挙げることができる。
 上記両性界面活性剤としては、例えば、アニオン部分が、カルボン酸塩、硫酸エステル塩、スルホン酸塩またはリン酸エステル塩等からなり、そしてカチオン部分が、アミン塩、第4級アンモニウム塩等からなるものを挙げることができる。このような両性界面活性剤の具体例としては、例えばラウリルベタイン、ステアリルベタイン等のベタイン化合物;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界面活性剤を挙げることができる。
 上記フッ素系界面活性剤としては、例えばフルオロブチルスルホン酸塩、フルオロアルキル基を有するリン酸エステル、フルオロアルキル基を有するカルボン酸塩、フルオロアルキルエチレンオキシド付加物等を挙げることができる。このようなフッ素系界面活性剤の市販品としては、例えばエフトップEF301、EF303、EF352(以上、株式会社トーケムプロダクツ製);メガファックF171、F172、F173(以上、DIC株式会社製);フロラードFC430、FC431(以上、住友スリーエム株式会社製);アサヒガードAG710、サーフロンS-381、S-382、SC101、SC102、SC103、SC104、SC105、SC106、サーフィノールE1004、KH-10、KH-20、KH-30、KH-40(以上、旭硝子株式会社製);フタージェント250、251、222F、FTX-218(以上、株式会社ネオス製)等を挙げることができる。乳化剤としては、上記のうちから選択される1種または2種以上を使用することができる。
 乳化剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、0.01~10質量部とすることが好ましく、0.02~5質量部とすることがより好ましい。
 乳化重合は適当な水性媒体中で行うことが好ましく、特に水中で行うことが好ましい。この水性媒体中におけるモノマーの合計の含有割合は、10~50質量%とすることができ、20~40質量%とすることが好ましい。
 乳化重合の条件としては、重合温度40~85℃において重合時間2~24時間とすることが好ましく、重合温度50~80℃において重合時間3~20時間とすることがより好ましい。
 2.保護層の製造方法
 次に、本発明の一実施形態に係る保護層の製造方法について説明する。本実施の形態に係る保護層は、フィラー(A)、水溶性重合体(B)、バインダー(C)、および液状媒体を含有する保護層用組成物を適当な支持体上に塗布し、乾燥等により保護層中の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下とすることにより作製することができる。このように作製された保護層は多孔膜であり、電解液を良好に透過させることができ、正極と負極の間に配しても充放電特性を劣化させない。
 保護層の水分含有量は、保護層用組成物中のフィラー(A)、水溶性重合体(B)、バインダー(C)の濃度や比率、塗膜から液状媒体を除去する際の条件を調節することによって制御することができる。
 保護層用組成物を支持体に塗布する方法は特に制限されず、コーター(ドクターブレードともいう。)による塗布、刷け塗りによる塗布などの工業的に通常行われる方法により行うことができる。例えば、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、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。中でも、均一な保護層が得られる点でディップ法が好ましい。なお、支持体としては、樹脂製のフィルム、金属製のベルト、ドラム等を用いることができる。
 保護層用組成物を支持体上に塗布し、液状媒体を除去した後得られた保護層を支持体から剥がし、電極やセパレーター基材と積層することができる。積層の方法は加熱ロールを用いて熱圧着する方法、多孔膜の接着膜を用いる方法を挙げることができる。
 また、支持体としてセパレーター基材を用いて保護層を剥離せず使用するような場合、必要に応じ、金型プレスやロールプレスなどを用い、加圧処理により支持体と保護層との密着性を向上させることもできる。ただし、この際、過度に加圧処理を行うと、多孔膜である保護層の空隙率が損なわれることがあるため、圧力および加圧時間を適宜に制御する。
 塗布膜から液状媒体を除去して保護層を形成する方法としては、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による方法が挙げられる。特に支持体としてセパレーター基材を用いる場合、セパレーター基材の通気度を劣化させずに、保護層の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下とするためには、加熱温度は30~120℃であることが好ましく、30~90℃であることがより好ましく、40~80℃であることが特に好ましい。
 また、保護層用組成物に含有される液状媒体の種類によっても最適な加熱温度は変化する。例えば、液状媒体にN-メチルピロリドン等の揮発性の低い液状媒体を用いる場合には90~180℃で30~180分間加熱することが好ましい。揮発性の高い溶剤を用いる場合には、120~160℃で60~120分間加熱することが好ましい。前述の加熱条件とすることで、別途乾燥工程を設けることなく、保護層の水分含有量を0.1mg/cm以上35mg/cm以下に制御することができる。
<保護層用組成物>
 本実施の形態に係る保護層の製造方法に用いられる保護層用組成物は、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、を含有するが、フィラー(A)およびバインダー(C)は、液状媒体中で粒子として分散した状態であることが好ましい。
 保護層用組成物中に含まれるフィラー(A)の平均粒子径(Da)(無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)を混合した場合には混合した後の平均粒子径)は、100~3000nmの範囲内であることが好ましく、100~1500nmの範囲内であることがより好ましい。なお、フィラー(A)の平均粒子径(Da)は、多孔質膜であるセパレーターの平均孔径よりも大きいことが好ましい。これにより、セパレーターへのダメージを軽減し、フィラー(A)がセパレーターの微多孔に詰まることを防ぐことができる。
 上記フィラー(A)の平均粒子径(Da)と上記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da/Dc)は、1~30であることが好ましい。比(Da/Dc)の値が前記範囲であると、保護層用組成物を塗工、乾燥させて保護層を形成する際に、上記フィラー(A)粒子同士の接触点にバインダー(C)が集まりやすく粒子同士の結着力が向上するため、保護層の形状保持の観点から好ましい。
 上記フィラー(A)が無機粒子(A1)および/または非水溶性重合体粒子(A2)である場合、上記無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と上記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da1/Dc)は、1~30であることが好ましく、1~10であることがより好ましく、1.5~5であることが特に好ましい。また、上記非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)と上記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da2/Dc)は、1~30であることが好ましく、1~5であることがより好ましく、1.1~2であることが特に好ましい。比(Da1/Dc)および比(Da2/Dc)の少なくとも一方の値が前記範囲であると、保護層用組成物を塗工、乾燥させて保護層を形成する際に、上記フィラー(A)粒子同士の接触点にバインダー(C)が集まりやすく粒子同士の結着力が向上するため、保護層の形状保持の観点から好ましい。
 さらに、フィラー(A)として無機粒子(A1)及び非水溶性重合体粒子(A2)の両方を含有する場合、無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)と非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da1/Da2)は、0.5~10であることが好ましく、0.7~5であることがより好ましく、0.9~3であることが特に好ましい。比(Da1/Da2)の値が前記範囲であると、保護層用組成物を塗工、乾燥させて保護層を形成する際に、無機粒子(A1)と非水溶性重合体粒子(A2)のマイグレーションを抑制し、どちらかの粒子が保護膜表面に偏在することを抑制することができると考えられる。このため、保護層の均質性の観点から好ましい。
 保護層用組成物は、液状媒体を含有する。この液状媒体は、水を含有する水性媒体であることが好ましい。この水性媒体は、水以外に少量の非水媒体を含有することができる。このような非水媒体としては、例えばアミド化合物、炭化水素、アルコール、ケトン、エステル、アミン化合物、ラクトン、スルホキシド、スルホン化合物等を挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。このような非水媒体の含有割合は、液状媒体の全質量を100質量%としたときに、好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下である。水性媒体は、非水媒体を含有せずに水のみからなるものであることが特に好ましい。
 保護層用組成物は、液状媒体として水性媒体を使用し、好ましくは水以外の非水媒体を含有しないことにより、環境に対する悪影響を与える程度が低く、取扱作業者に対する安全性も高い。
 保護層用組成物には、必要に応じて界面活性剤等のその他の成分を添加してもよい。
<保護層用組成物の製造方法>
 上述の保護層用組成物は、フィラー(A)100質量部に対して、バインダー(C)が0.1~2000質量部の割合で含有されていることが好ましく、3~1500質量部の割合で含有されていることがより好ましく、5~1000質量部の割合で含有されていることが特に好ましい。なお、上記の含有割合は、正極または負極の一方の表面やセパレーターの表面に保護層を形成する場合と、正極または負極とセパレーターとの間に介在する接着層としての保護層を形成する場合とで好ましい範囲が異なる。
 上述の保護層用組成物を用いて正極または負極の一方の表面やセパレーターの表面に保護層を形成する場合、フィラー(A)100質量部に対して、バインダー(C)が0.1~15質量部の割合で含有されていることが好ましく、3~12質量部の割合で含有されていることがより好ましく、5~10質量部の割合で含有されていることが特に好ましい。保護層用組成物に含まれるフィラー(A)とバインダー(C)との含有割合が上記範囲内であることにより、形成される保護層のタフネスとリチウムイオンの透過性とのバランスが良好となり、その結果、得られる蓄電デバイスの抵抗上昇率をより低くすることができる。
 また、上述の保護層用組成物を用いて正極または負極とセパレーターとの間に介在する接着層としての保護層を形成する場合、フィラー(A)100質量部に対して、バインダー(C)が1~2000質量部の割合で含有されていることが好ましく、5~1500質量部の割合で含有されていることがより好ましく、10~1000質量部の割合で含有されていることが特に好ましい。保護層用組成物に含まれるフィラー(A)とバインダー(C)との含有割合が上記範囲内であることにより、形成される保護層の電極との接着性およびリチウムイオンの透過性のバランスが良好となり、その結果、得られる蓄電デバイスの抵抗上昇率をより低くすることができる。
 上述の保護層用組成物は、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、必要に応じてその他の成分と、を混合することにより調製される。これらを混合するための手段としては、例えばボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサー等の公知の混合装置を利用することができる。
 保護層用組成物を製造するための混合撹拌は、保護層用組成物中にフィラー(A)の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。分散の程度としては、少なくとも20μmより大きい凝集物がなくなるように混合分散することが好ましい。分散の程度は粒ゲージにより測定可能である。
 上記のような蓄電デバイスの保護層用組成物は、フィラー(A)相互間、フィラー(A)-電極間、およびフィラー(A)-セパレーター間の密着性に優れた保護層を備える電極を形成することができ、また、このような電極を備える蓄電デバイスは抵抗上昇率が十分に低いものである。
 3.セパレーター
 本発明の一実施形態に係るセパレーターは、フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、を含有し、水分含有量が0.1mg/cm以上5mg/cm以下であることを特徴とする。かかるセパレーターは、上述のバインダー(C)を含有してもよく、また上述の保護層を表面に備えることが好ましい。
 本実施の形態に係るセパレーターが表面に保護層が積層された構造である場合、上述の保護層用組成物をセパレーター基材上に塗布し、乾燥等により、セパレーター中の水分含有量を0.1mg/cm以上5mg/cm以下とすることにより作製することができる。このように作製されたセパレーターは多孔膜であり、電解液を良好に透過させることができ、正極と負極の間に配しても充放電特性を劣化させない。
 本実施の形態に係るセパレーターは、保護層用組成物を適当な支持体上に塗布して乾燥等により液状媒体を除去し、得られた膜を支持体から剥がして保護層を作製し、ポリオレフィンの多孔膜と圧着させることにより製造することもできる。また、保護層用組成物をTダイにより押し出しで膜状に成形し、ポリオレフィンの多孔膜と圧着させることにより製造することもできる。さらに、保護層用組成物をポリオレフィンの多孔膜に塗布し、乾燥等により液状媒体を除去することにより製造することもできる。なお、ポリオレフィン多孔膜については市販品を用いることができる。または、炭酸カルシウムを無機フィラーとして含む多孔質ポリオレフィン原フィルムを、塩酸とメタノールとの等量の混合液に浸漬し、炭酸カルシウムを溶解・除去することによる製造方法など公知の製造方法により製造したものを用いることができる。
 4.蓄電デバイス
 以下、本発明に係る蓄電デバイスの好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
 本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスは、正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置された上述の保護層と、電解液と、を備えることを特徴とする。以下、かかる蓄電デバイスについて、第1の具体例を示しながら図面を用いて説明する。
 また、本発明の一実施形態に係る蓄電デバイスは、正極と、負極と、前記正極および前記負極の間に配置された上述のセパレーターと、電解液と、を備えることを特徴とする。以下、かかる蓄電デバイスについて、第2の具体例および第3の具体例を示しながら図面を用いて説明する。
 4.1.第1の具体例
 図1は、第1の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図1に示すように、蓄電デバイス1は、正極集電体12の表面に正極活物質層14を形成した正極10と、負極集電体22の表面に負極活物質層24を形成した負極20と、正極10と負極20との間に設けられた保護層30と、正極10と負極20の間を満たす電解液40と、を備えたものである。なお、蓄電デバイス1では、正極10と負極20との間にセパレーターが設けられていない。正極10と負極20とが固体電解質等で完全に固定されていれば、正極10と負極20とが接触して短絡することはないからである。
 図1に示す正極10は、その長手方向に沿う一方の面において正極活物質層14が設けられておらず、正極集電体12が露出するように形成されているが、両面に正極活物質層14を設けてもよい。同様に、図1に示す負極20は、その長手方向に沿う一方の面において負極活物質層24が設けられておらず、負極集電体22が露出するように形成されているが、両面に負極活物質層24を設けてもよい。
 正極集電体12としては、例えば金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等を用いることができる。これらの材料の具体例としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属を挙げることができ、目的とする蓄電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。例えばリチウムイオン二次電池の正極を形成する場合には、正極集電体12としては上記のうちのアルミニウムを用いることが好ましい。かかる場合、正極集電体12の厚みは、5~30μmとすることが好ましく、8~25μmとすることがより好ましい。
 正極活物質層14は、リチウムをドープ/脱ドープ可能な正極材料の1種または2種以上の正極活物質を含んでおり、必要に応じてグラファイト等の導電付与剤を含んで構成されている。また、結着剤として、ポリフッ化ビニリデンやポリフッ化アクリル酸エステル等のフッ素含有ポリマーや正極活物質の分散に用いられるカルボキシメチルセルロース等の水溶性ポリマー、あるいはスチレンブタジエンゴム(SBR)や(メタ)アクリル酸エステル共重合体を含む重合体組成物を用いるようにしてもよい。
 正極活物質としては、リチウムをドープ/脱ドープ可能であり、十分な量のリチウムを含んでいる正極材料であれば特に制限されない。具体的には、一般式LiMO(但し、MはCo、Ni、Mn、Fe、Al、V、Tiのうち少なくとも1種類を含有する。)で表される、リチウムと遷移金属からなる複合金属酸化物や、リチウムを含んだ層間化合物等を用いることが好ましい。また、この他にLiMX(Mは遷移金属から選ばれる1種、XはS、Se、POから選ばれ、0<a、bは整数である。)を用いることもできる。特に正極活物質としてはLiまたはLiII2で表されるリチウム複合酸化物を用いれば、高電圧を発生させることができ、エネルギー密度を高くすることができるので好ましい。これらの組成式においてMは1種類以上の遷移金属元素を表しており、好ましくはコバルト(Co)およびニッケル(Ni)のうちの少なくとも1種である。MIIは1種類以上の遷移金属元素を表しており、好ましくはマンガン(Mn)である。また、xおよびyの値は電池の充放電状態によって異なり、通常0.05以上1.10以下の範囲内である。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、LiCoO、LiNiO、LiNiCo1-z(但し、0<z<1)あるいはLiMn等が挙げられる。
 負極集電体22としては、例えば金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等を用いることができる。これらの材料の具体例としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属を挙げることができ、目的とする蓄電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。負極集電体22としては上記のうちの銅を用いることが好ましい。かかる場合、集電体の厚みは、5~30μmとすることが好ましく、8~25μmとすることがより好ましい。
 負極活物質層24は、リチウムをドープ/脱ドープ可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を負極活物質として含んで構成されており、必要に応じて正極電極と同様の結着剤を含んで構成されている。
 負極活物質としては、例えば炭素材料、結晶質または非結晶質金属酸化物等を好適に用いることができる。炭素材料としては、コークスやガラス状炭素等の難黒鉛化性炭素材料、結晶構造が発達した高結晶性炭素材料の黒鉛類等が挙げられ、具体的には、熱分解炭素類、コークス類(ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等)、グラファイト、ガラス状炭素類、高分子化合物焼成体(フェノール樹脂、フラン樹脂等を適切な温度で焼成し炭素化したもの)、炭素繊維、および活性炭等が挙げられる。結晶質または非結晶質金属酸化物としては、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)を構成元素として含むものが挙げられる。特にケイ素(Si)、スズ(Sn)を構成元素として含むものを好適に用いることができる。
 なお、上述した活物質層は、プレス加工に供されることが好ましい。このプレス加工を行うための手段としては、例えばロールプレス機、高圧スーパープレス機、ソフトカレンダー、1トンプレス機等を挙げることができる。プレス加工の条件は、用いる加工機の種類ならびに活物質層の所望の厚みおよび密度に応じて、適宜に設定される。リチウムイオン二次電池正極の場合、厚みが40~100μmであり、密度が2.0~5.0g/cmであることが好ましい。リチウムイオン二次電池負極の場合、厚みが40~100μmであり、密度が1.3~1.9g/cmであることが好ましい。
 保護層30は、正極10と負極20との間に配置されている。なお、図1に示す蓄電デバイス1では、正極10と負極20との間に、保護層30が正極活物質層14と接するように配置されているが、負極活物質層24と接するように配置されてもよい。また、保護層30は、正極10または負極20と接することなく、正極10と負極20との間に自立膜として配置されてもよい。これにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層30でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。
 保護層30は、例えば正極10(または負極20)の表面に、上述の保護層用組成物を塗布して乾燥させることにより形成することができる。正極10(または負極20)の表面に保護層用組成物を塗布する方法としては、例えばドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、エアーナイフ法、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20~250℃、より好ましくは50~150℃の温度範囲において、好ましくは1~120分間、より好ましくは5~60分間の処理時間で行われる。
 保護層30の膜厚は、特に限定されるものではないが、0.5~4μmの範囲であることが好ましく、0.5~3μmの範囲であることがより好ましい。保護層30の膜厚が前記範囲にあると、電極内部への電解液の浸透性および保液性が良好となると共に、電極の内部抵抗の上昇を抑制することもできる。
 電解液40は、目的とする蓄電デバイスの種類に応じて適宜選択して用いられる。電解液40としては、適当な電解質が溶媒中に溶解された溶液が用いられる。
 リチウムイオン二次電池を製造する場合には、電解質としてリチウム化合物が用いられる。具体的には、例えばLiClO、LiBF、LiI、LiPF、LiCFSO、LiAsF、LiSbF、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、LiCHSO、LiCSO、Li(CFSON等を挙げることができる。この場合の電解質濃度は、好ましくは0.5~3.0モル/Lであり、より好ましくは0.7~2.0モル/Lである。
 リチウムイオンキャパシタを製造する場合における電解質の種類および濃度は、リチウムイオン二次電池の場合と同様である。
 上記いずれの場合であっても、電解液に用いられる溶媒としては、例えば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;γ-ブチロラクトン等のラクトン;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;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;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誘導体;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;ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム化合物;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;スルホラン等のスルホン化合物;2-メチル-2-オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン誘導体;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化合物を挙げることができる。
 4.2.第2の具体例
 図2は、第2の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図2に示すように、蓄電デバイス2は、正極集電体112の表面に正極活物質層114を形成した正極110と、負極集電体122の表面に負極活物質層124を形成した負極120と、正極110と負極120との間に設けられた保護層130と、正極110と負極120の間を満たす電解液140と、正極110と負極120との間に設けられたセパレーター150と、を備えたものである。
 蓄電デバイス2では、保護層130が正極110とセパレーター150と間に挟持されるように配置されている点で、上述した蓄電デバイス1とは相違する。なお、図2に示す蓄電デバイス2では、保護層130が正極110とセパレーター150との間に挟持されるように配置されているが、保護層130が負極120とセパレーター150との間に挟持されるように配置されてもよい。このような構成とすることにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層130でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。
 保護層130は、例えばセパレーター150の表面に上述の保護層用組成物を塗布した後、正極110(または負極120)と貼り合わせて、その後乾燥させることにより形成することができる。セパレーター150の表面に保護層用組成物を塗布する方法としては、例えばドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、エアーナイフ法、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20~250℃、より好ましくは50~150℃の温度範囲において、好ましくは1~120分間、より好ましくは5~60分間の処理時間で行われる。
 セパレーター150は、電気的に安定であると共に、正極活物質、負極活物質あるいは溶媒に対して化学的に安定であり、かつ電気伝導性を有していなければどのようなものを用いてもよい。例えば、高分子の不織布、多孔質フィルム、ガラスあるいはセラミックスの繊維を紙状にしたものを用いることができ、これらを複数積層して用いてもよい。特に多孔質ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましく、これをポリイミド、ガラスあるいはセラミックスの繊維等よりなる耐熱性の材料と複合させたものを用いてもよい。
 第2の具体例に係る蓄電デバイス2のその他の構成については、図1を用いて説明した第1の具体例に係る蓄電デバイス1と同様であるので説明を省略する。
 4.3.第3の具体例
 図3は、第3の具体例に係る蓄電デバイスの断面を示した模式図である。図3に示すように、蓄電デバイス3は、正極集電体212の表面に正極活物質層214を形成した正極210と、負極集電体222の表面に負極活物質層224を形成した負極220と、正極210と負極220の間を満たす電解液240と、正極210と負極220との間に設けられたセパレーター250と、セパレーター250の表面を覆うようにして形成された保護層230と、を備えたものである。
 蓄電デバイス3では、保護層230がセパレーター250の表面を覆うようにして形成されている点で、上述した蓄電デバイス1や蓄電デバイス2とは相違する。このような構成とすることにより、充放電を繰り返してデンドライトが析出した場合であっても、保護層230でガードされるため短絡が発生しない。したがって、蓄電デバイスとしての機能を維持できる。
 保護層230は、例えばセパレーター250の表面に、上述の保護層用組成物を塗布して乾燥させることにより形成することができる。セパレーター250の表面に保護層用組成物を塗布する方法としては、例えばドクターブレード法、リバースロール法、コンマバー法、エアーナイフ法、ダイコート法等の方法を適用することができる。塗膜の乾燥処理は、好ましくは20~250℃、より好ましくは50~150℃の温度範囲において、好ましくは1~120分間、より好ましくは5~60分間の処理時間で行われる。
 第3の具体例に係る蓄電デバイス3のその他の構成については、図1を用いて説明した第1の具体例に係る蓄電デバイス1や図2を用いて説明した第2の具体例に係る蓄電デバイス2と同様であるので説明を省略する。
 4.4.製造方法
 上述したような蓄電デバイスの製造方法としては、例えば、2つの電極(正極および負極の2つ、またはキャパシタ用電極の2つ)を必要に応じてセパレーターを介して重ね合わせ、これを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方法が挙げられる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、適宜の形状であることができる。
 4.5.用途
 上述したような蓄電デバイスは、電気自動車、ハイブリッドカー、トラック等の自動車に搭載される二次電池またはキャパシタとして好適であるほか、AV機器、OA機器、通信機器などに用いられる二次電池、キャパシタとしても好適である。
 5.実施例
 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。実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り質量基準である。
 5.1.バインダー(C)の合成
 5.1.1.合成例1
<重合体Xの合成>
 電磁式撹拌機を備えた内容積6Lのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5Lおよび乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、単量体であるフッ化ビニリデン(VDF)70%および六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cmに達するまで仕込んだ。重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液25gを窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始した。重合中は内圧が20kg/cmに維持されるようVDF60.2%およびHFP39.8%からなる混合ガスを逐次圧入して、圧力を20kg/cmに維持した。また、重合が進行するに従って重合速度が低下するため、3時間経過後に、先と同じ重合開始剤溶液の同量を窒素ガスを使用して圧入し、さらに3時間反応を継続した。その後、反応液を冷却すると同時に撹拌を停止し、未反応の単量体を放出した後に反応を停止することにより、重合体Xの粒子を40%含有する水分散体を得た。得られた重合体Xにつき、19F-NMRにより分析した結果、各単量体の質量組成比はVDF/HFP=21/4であった。
<バインダー(C1)の合成>
 容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、上記の工程で得られた重合体Xの粒子を含有する水分散体を重合体X換算で25質量部、乳化剤「アデカリアソープSR1025」(商品名、株式会社ADEKA製)0.5質量部、メタクリル酸メチル(MMA)30質量部、アクリル酸2-エチルヘキシル(EHA)40質量部およびメタクリル酸(MAA)5質量部ならびに水130質量部を順次仕込み、70℃で3時間攪拌し、重合体Xに単量体を吸収させた。次いで油溶性重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル0.5質量部を含有するテトラヒドロフラン溶液20mLを添加し、75℃に昇温して3時間反応を行い、さらに85℃で2時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、2.5N水酸化ナトリウム水溶液でpH7に調節することにより、重合体Xおよび重合体Yを含有するバインダー(C1)を40%含有する水分散体S1を得た。
 得られた水分散体S1について、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR-1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から平均粒子径(Dc)を求めたところ330nmであった。
 得られた水分散体S1の10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ秤り取り、120℃で1時間乾燥して成膜した。得られた膜(重合体)のうちの1gをトルエン400mL中に浸漬して50℃で3時間振とうした。次いで、トルエン相を300メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のトルエンを蒸発除去して得た残存物の重量(Y(g))を測定した値から、下記式(3)によってトルエン不溶分を求めたところ、上記バインダー(C1)のトルエン不溶分は85%であった。
 トルエン不溶分(%)=((1-Y)/1)×100 ・・・・・(3)
 さらに、得られた膜(バインダー(C1)から構成された膜)を示差走査熱量計(NETZSCH社製、DSC204F1 Phoenix)によって測定したところ、融解温度Tmは観察されず、単一のガラス転移温度Tgが-5℃に観測されたことから、得られたバインダー(C1)はポリマーアロイ粒子であると推定される。
 また、得られた膜(重合体)を熱分析装置(株式会社島津製作所製、型式「DTG-60A」)にて熱重量分析を行った。空気雰囲気下、昇温速度20℃/分で加熱したときに、重合体粒子が10重量%減量する温度(以下、この減量開始温度を「T10」と表す。)は338℃であった。
 5.1.2.合成例2
 上記合成例1において、単量体ガスの組成と乳化剤量を適宜に変更した以外は、表1に示す組成でバインダー(C2)を含有する水分散体を調製し、該水分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度40%の水分散体S2を作製した。得られたバインダー(C2)について合成例1と同様に行った平均粒子径(Dc)の結果、トルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表1に併せて示した。
 5.1.3.合成例3
 攪拌機を備えた温度調節可能なオートクレーブ中に、水200質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6質量部、過硫酸カリウム1.0質量部、重亜硫酸ナトリウム0.5質量部、α-メチルスチレンダイマー0.5質量部、ドデシルメルカプタン0.3質量部および表1示す単量体を一括して仕込み、70℃に昇温し8時間重合反応を行った。その後、温度を80℃に昇温し、さらに3時間反応を行なってラテックスを得た。このラテックスのpHを7.5に調節し、トリポリリン酸ナトリウム5質量部(固形分換算値、濃度10質量%の水溶液として添加)を加えた。その後、残留モノマーを水蒸気蒸留によって除去し、減圧下で濃縮することにより、バインダー(C3)を50質量%含有する水分散体S3を得た。得られたバインダー(C3)について合成例1と同様に行った平均粒子径(Dc)の結果、トルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表1に併せて示した。
 5.2.非水溶性重合体粒子(A2)の合成
 5.2.1.合成例4
 スチレン100質量部、t-ドデシルメルカプタン10質量部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.8質量部、過硫酸カリウム0.4質量部、および水200質量部を、容量2Lのフラスコ中に入れ、撹拌しながら窒素ガス雰囲気下にて80℃に昇温して6時間重合を行った。これにより、重合収率98%で平均粒子径170nm、粒子径の標準偏差が0.02μmの重合体粒子を含有する水分散体を得た。この重合体粒子は、トルエン溶解分98%、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーで測定した分子量が、重量平均分子量(Mw)=5,000、平均分子量(Mn)=3,100であった。
 反応容器の内部を十分に窒素置換した後、上記の工程で得られた重合体粒子を含有する水分散体を、重合体粒子(固形分換算)5質量部、ラウリル硫酸ナトリウム1.0質量部、過硫酸カリウム0.5質量部、水400質量部、およびスチレン45質量部、ジビニルベンゼン50質量部を混合し、30℃で10分間撹拌して重合体粒子にモノマーを吸収させた。その後、70℃に昇温して3時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、2.5N水酸化ナトリウム水溶液でpH7に調節し、非水溶性重合体粒子(A2-1)を20%含有する水分散体L1を得た。
 動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、型式「FPAR-1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から非水溶性重合体粒子(A2-1)の平均粒子径(Da2)を求めたところ380nmであった。
 この非水溶性重合体粒子(A2-1)の水分散体L1の100gをシャーレ秤り取り、120℃で1時間乾燥した。得られた固形物をめのう乳鉢で粉砕し粉体(非水溶性重合体粒子(A2-1))を得た。
 得られた粉体(非水溶性重合体粒子(A2-1)から構成された粉体)のトルエン不溶分測定、DSC測定ならびにTG測定を合成例1と同様に行った結果、トルエン不溶分は99%であり、ガラス転移温度Tgおよび融解温度Tmは観測できず、減量開始温度T10は379℃であった。なお、図4は、合成例4で得られた非水溶性重合体粒子(A2-1)のTGAチャートである。図4によれば、合成例4で得られた非水溶性重合体粒子(A2-1)の重量が空気雰囲気下で10重量%減量する温度(T10)は、379℃であることが読み取れる。
 また、得られた粉体(非水溶性重合体粒子(A2-1)から構成された粉体)について電子顕微鏡(株式会社日立ハイテクノロジーズ製、日立透過型電子顕微鏡 H-7650)により観察したところ、空孔は認められなかった。
 5.2.2.合成例5
 上記合成例4において、組成と乳化剤量を適宜に変更したほかは表2に示す組成の非水溶性重合体粒子(A2-2)を含有する水分散体を調製し、該水分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度20%の水分散体L2を得た。得られた非水溶性重合体粒子(A2-2)について合成例1と同様に行った平均粒子径(Da2)の結果、トルエン不溶分測定の結果、容積空孔率の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表2に併せて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 表1および表2における各成分の略称または名称は、それぞれ以下の化合物を表す。
<重合性不飽和基を二つ以上有する化合物>
・EDMA:エチレングリコールジメタクリレート
・DVB:ジビニルベンゼン
<フッ素原子を有する単量体>
・VDF:フッ化ビニリデン
・HFP:六フッ化プロピレン
<不飽和カルボン酸>
・MAA:メタクリル酸
・TA:イタコン酸
・AA:アクリル酸
<不飽和カルボン酸エステル>
・MMA:メタクリル酸メチル
・EHA:アクリル酸2-エチルヘキシル
<芳香族ビニル化合物>
・ST:スチレン
<共役ジエン化合物>
・BD:1,3-ブタジエン
 なお、表1および表2における「-」の表記は、該当する成分を使用しなかったことを示す。
 5.3.実施例1
 5.3.1.保護層用組成物の調製
 水分散体S1と水分散体L1を、フィラー(A)95質量部に対して、バインダー(C)が5質量部になるように混合し、さらに水溶性重合体(B)(株式会社ダイセル製、商品名「CMC1120」)5質量部、水275質量部をT.K.フィルミックス(R)56-50型(プライミクス株式会社製)を用いて混合分散処理を行い、保護層用組成物を調製した。
 得られた保護層用組成物について、「5.2.1.合成例4」と同様の方法によりトルエン不溶分測定、DSC測定(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定(減量開始温度T10)を行った結果、トルエン不溶分は99%であり、転移温度Tgは-4℃であり、融解温度Tmは観測されず、減量開始温度T10は360℃であった。
 5.3.2.正極の製造
<正極活物質の調製>
 市販のリン酸鉄リチウム(LiFePO)をめのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、粒子径(D50値)が0.5μmである活物質粒子を調製した。
<正極用スラリーの調製>
 二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス株式会社製、商品名「TKハイビスミックス 2P-03」)にポリフッ化ビニリデン(PVDF)4質量部(固形分換算)、上記活物質粒子100質量部、アセチレンブラック5質量部およびN-メチルピロリドン(NMP)68質量部を投入し、60rpmで1時間攪拌を行った。さらに、NMP32質量部を投入し、1時間攪拌してペーストを得た。得られたペーストを、攪拌脱泡機(株式会社シンキー製、商品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、1,800rpmで5分間、さらに真空下(5.0×10Pa)において1,800rpmで1.5分間攪拌混合することにより、正極用スラリーを調製した。
<正極の作製>
 アルミニウム箔からなる集電体の表面に、上記正極用スラリーを、乾燥後の膜厚が100μm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分間乾燥した。その後、膜(活物質層)の密度が2.0g/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、集電体の表面に正極活物質層が形成された正極を得た。
 5.3.3.負極の製造
<負極用スラリーの調製>
 二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス株式会社製、商品名「TKハイビスミックス 2P-03」)に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)4質量部(固形分換算)、負極活物質としてグラファイト100質量部(固形分換算)、N-メチルピロリドン(NMP)80質量部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、さらにNMP20質量部を投入した後、撹拌脱泡機(株式会社シンキー製、製品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、さらに真空下において1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、負極用スラリーを調製した。
<負極の作製>
 銅箔からなる集電体の表面に、上記負極用スラリーを、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分間乾燥した。その後、膜の密度が1.5g/cmとなるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、集電体の表面に負極活物質層が形成された負極を得た。
 5.3.4.保護層の作製(保護層が付与されたセパレーターの作製)
 ポリプロピレン製多孔膜からなるセパレーター(セルガード株式会社製、商品名「セルガード#2400」、膜厚25μm)の両面に、上記「5.3.1.保護層用組成物の調製」で得られた保護層用組成物をディップコート法を用いて塗布した後、50℃、60分で乾燥し、セパレーターの両面に保護層を形成した。なお、得られた保護層の厚みは片面2μm(表・裏の両面で合計4μm)であった。
<単位体積当たりの水分量>
 露点-60℃のドライルーム中で水分気化装置VA―230(三菱化学アナリテック社製)の加熱炉にセパレーターの測定用サンプルを入れ、150℃で窒素ガスを1分間フローし、カールフィッシャー水分計CA200(三菱化学アナリテック社製)の測定セルに導入し、水分量を測定した。滴定終点までの積算値より含有水分重量を求め、これを測定用サンプルの面積および保護層の厚み4μmとの積で求められる体積で除することにより保護層の単位体積あたりの水分含有量を算出したところ、0.6mg/cmであった。また、これを測定用サンプルの面積およびセパレーターの膜厚29μmとの積で求められる体積で除することによりセパレーターの単位体積あたりの含有水分量を算出したところ、0.1mg/cmであった。
 5.3.5.リチウムイオン電池セルの組立て
 露点が-80℃以下となるようAr置換されたグローブボックス内で、アルミニウムからなるフィルム状の外装アルミシール上に、上記で製造した負極を50mm×25mmに切り出したものに負極端子を取り付けて載置した。次に、上記で製造したセパレーターを54mm×27mmに切り出したものを負極上に載置した。最後に、上記で製造した正極を48mm×23mmに切り出したものに正極端子を取り付けて、前記セパレーター上に載置した。そして、この正極上に、上記外装アルミシールと同様の外装アルミシールを載置した。このようにして、外装アルミシール、負極、微多孔膜、正極、及び外装アルミシールからなる積層体を得た。その後、この積層体の3辺の外装アルミシールを加温シーリング装置で2つの外装アルミシールの外周縁部を互いに接合させ封止した。そして、各層の間に空気が入らないように1M LiPFのエチレンカーボネート/ジエチルカーボネート(3/7重量比)(キシダ化学社製)を注入して、さらに減圧脱気した後、減圧下で、負極端子と正極端子が外装アルミシールの外部に露出するようにして4辺目を封止して密閉し、2極式単層ラミネートセルからなるラミネート型電池セルを作製した。
 5.3.6.蓄電デバイスの評価
<残存容量率および抵抗上昇率の測定>
 上記で製造した電池セルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とした(エージング充放電)。
 上記エージング充放電後のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とし、0.2Cにおける放電容量(初期)の値であるC1を測定した。
 上記放電容量(初期)測定後のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。
 この充電状態のセルについてEIS測定(“Electrochemical Inpedance Spectroscopy”、「電気化学インピーダンス測定」)を行い、初期の抵抗値EISaを測定した。
 次に、初期の抵抗値EISaを測定したセルを60℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.4Vになった時点で引き続き定電圧(4.4V)にて充電を168時間続行した(過充電の加速試験)。
 その後、この充電状態のセルを25℃の恒温槽に入れてセル温度を25℃に低下してから、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)として、0.2Cにおける放電容量(試験後)の値であるC2を測定した。
 上記放電容量(試験後)のセルを25℃の恒温槽に入れ、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.1Vになった時点で引き続き定電圧(4.1V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)とした。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.5Vになった時点を放電完了(カットオフ)とした。このセルのEIS測定を行い、熱ストレスおよび過充電ストレス印加後の抵抗値であるEISbを測定した。
 上記の各測定値を下記式(6)に代入して求めた残存容量率は93%であり、上記の各測定値を下記式(7)に代入して求めた抵抗上昇率は150%であった。
 残存容量率(%)=(C2/C1)×100 ・・・・・(6)
 抵抗上昇率(%)=(EISb/EISa)×100 ・・・・・(7)
 この残存容量率が75%以上であり、かつ抵抗上昇率300%以下であるとき、耐久性は良好であると評価することができる。
 なお、上記測定条件において「1C」とは、ある一定の電気容量を有するセルを定電流放電して1時間で放電終了となる電流値を示す。例えば「0.1C」とは、10時間かけて放電終了となる電流値のことであり、「10C」とは0.1時間かけて放電完了となる電流値のことをいう。
<電池膨れ>
 上述のラミネート型電池を0.2C、4.2Vの定電圧・定電流充電で8時間充電した。それに1.8kg/cmの荷重を印加した状態でオーブンに入れ、85℃で3日間保存した後に外観観察したところ、電池の膨らみは無かった。電池が明らかに膨らんでいたものについては×と判断し、電池の膨みが外観上分からなかったものについては良好であると判断して○と表中に表記した。なお、この場合の電池の膨れは、電池内でガスが発生したことによるものであると考えられる。
<保護層と電極との接着性>
 上記で製造した負極、保護層付きセパレーター、および正極から、それぞれ幅2cm×長さ5cmの試験片を切り出し、負極活物質層および正極活物質層がそれぞれ保護層付きセパレーターに相対するように、負極/保護層付きセパレーター/正極を積層した。得られた積層体にエチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒を含浸させ、ポリエステルフィルム(東レ株式会社製、ルミラーS10、250μm厚)に挟み、80℃×5分間、0.1MPaにて加熱加圧した。この後、溶媒が乾燥する前に負極および正極を保護層付きセパレーターから剥がし、以下のように評価した。
◎:負極、正極ともに剥がした時に抵抗があり、活物質層の一部または全部が保護層に接着して転写されている場合
○:負極、正極ともに剥がした時に抵抗があるが、活物質層が保護層に転写されていない場合
×:負極および正極のいずれかを剥がした時に抵抗がなく、既に剥がれている場合
 5.4.実施例2~10、比較例1~8
 表3~表4に示す水分散体を表3~表4に示す使用割合で配合した以外は、上記実施例1と同様にして表3~表4に記載の保護層用組成物を作製した。得られた保護層用組成物について、「5.2.1.合成例4」と同様の方法により得られたトルエン不溶分測定の結果、DSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tm)およびTG測定の結果(減量開始温度T10)を、表3~4に併せて示した。さらに、得られた保護層用組成物を用いて上記実施例1と同様にして蓄電デバイスを製造し、評価した。その評価結果を、表3~表4に併せて示した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表3および表4における各成分の略称や名称は、それぞれ以下の化合物を表す。
<無機粒子>
・チタニア:製品名「KR380」(チタン工業株式会社製、ルチル型、平均粒子径0.38μm)
・アルミナ:製品名「AKP-3000」(住友化学株式会社製、平均粒子径0.74μm)
<水溶性重合体(B)>
・CMC:商品名「CMC1120」(株式会社ダイセル製、カルボキシメチルセルロースナトリウム)
・PVA:商品名「GH-20」(日本合成化学株式会社製、ポリビニルアルコール)
・PAA:商品名「A-10H」(東亜合成株式会社製、ポリアクリル酸、重量平均分子量20万)
 5.5.評価結果
 上記表3~表4から明らかなように、実施例1~10に示した本発明に係る保護層を有するセパレーターを具備する蓄電デバイス(リチウムイオン電池)は、電池膨れが認められず、耐久試験後の残存容量および抵抗上昇の抑制に優れると共に、保護層と電極との接着性が良好であることが確認できた。
 一方、比較例1、2、4、7、8に示した保護層(本願発明ではない保護層)を有するセパレーターを具備する蓄電デバイス(リチウムイオン電池)によれば、充放電特性が不良であり、さらに電池膨れが認められた。また、比較例6では保護層を備えていないセパレーターを加熱処理することで水分含有量を低減させた例である。この場合、水分含有量を0mg/cm(測定限界未満)まで低減させることができたが、膜が収縮してしまい、収縮後の膜を用いて蓄電デバイスを作成することが不能であった。さらに、比較例3と比較例5に関しては、セパレーターを180℃で加熱することで水分含有量をそれぞれ0.2mg/cm、2mg/cmまで低減させることができた。しかし、加熱処理後の膜を用いて蓄電デバイスの構成を作成して充放電評価を実施したが、全く充放電することができず、加熱後の膜はセパレーターとして機能できないことが分かった。
 本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。
 1,2,3…蓄電デバイス、10,110,210…正極、12,112,212…正極集電体、14,114,214…正極活物質層、20,120,220…負極、22,122,222…負極集電体、24,124,224…負極活物質層、30,130,230…保護層、40,140,240…電解液、150,250…セパレーター

Claims (16)

  1.  フィラー(A)と、
     水溶性重合体(B)と、
    を含有し、
     水分含有量が0.1mg/cm以上35mg/cm以下である、蓄電デバイスの正極と負極との間に配置される保護層。
  2.  さらに、バインダー(C)を含有する、請求項1に記載の保護層。
  3.  前記フィラー(A)および前記バインダー(C)の合計100質量部に対して、前記水溶性重合体(B)を5質量部以上15質量部以下含有する、請求項2に記載の保護層。
  4.  前記フィラー(A)が非水溶性重合体粒子(A2)を含有し、
     前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下である、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の保護層。
  5.  前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有する、請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の保護層。
  6.  前記無機粒子(A1)の含有量(MA1)と前記非水溶性重合体粒子(A2)の含有量(MA2)との比率が、質量基準で、MA1/MA2=0.1~10である、請求項5に記載の保護層。
  7.  保護層100質量部中、前記水溶性重合体(B)を1質量部以上15質量部以下含有する、請求項5または請求項6に記載の保護層。
  8.  前記非水溶性重合体粒子(A2)100質量部中の重合性不飽和基を二つ以上有する化合物に由来する繰り返し単位の含有割合が20質量部以上100質量部以下である、請求項5ないし請求項7のいずれか一項に記載の保護層。
  9.  フィラー(A)と、
     水溶性重合体(B)と、
    を含有し、
     水分含有量が0.1mg/cm以上5mg/cm以下であるセパレーター。
  10.  さらに、バインダー(C)を含有する、請求項9に記載のセパレーター。
  11.  前記フィラー(A)が、無機粒子(A1)と、非水溶性重合体粒子(A2)とを含有する、請求項9または請求項10に記載のセパレーター。
  12.  表面の少なくとも一部が、請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の保護層によって被覆された、請求項9ないし請求項11のいずれか一項に記載のセパレーター。
  13.  正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された請求項1ないし請求項8のいずれか一項に記載の保護層と、電解液と、を備えた蓄電デバイス。
  14.  正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配置された請求項9ないし請求項12のいずれか一項に記載のセパレーターと、電解液と、を備えた蓄電デバイス。
  15.  フィラー(A)と、水溶性重合体(B)と、バインダー(C)と、液状媒体と、を含有し、前記フィラー(A)が、平均粒子径(Da1)である無機粒子(A1)および平均粒子径(Da2)である非水溶性重合体粒子(A2)よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含有し、前記平均粒子径(Da1)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da1/Dc)および前記平均粒子径(Da2)と前記バインダー(C)の平均粒子径(Dc)との比(Da2/Dc)の少なくとも一方の値が1~30である組成物を用意する工程と、
     前記組成物を塗布した後、30~120℃で加熱する工程と、
    を含む、保護層の形成方法。
  16.  前記無機粒子(A1)の平均粒子径(Da1)および前記非水溶性重合体粒子(A2)の平均粒子径(Da2)との比(Da1/Da2)が0.5~10である、請求項15に記載の保護層の形成方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019065130A1 (ja) * 2017-09-28 2019-04-04 日本ゼオン株式会社 非水系二次電池機能層用組成物、非水系二次電池用機能層および非水系二次電池

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010024328A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 日本ゼオン株式会社 多孔膜、二次電池電極及びリチウムイオン二次電池
JP2013105521A (ja) * 2011-11-10 2013-05-30 Nissan Motor Co Ltd 耐熱絶縁層付セパレータ
WO2013125645A1 (ja) * 2012-02-23 2013-08-29 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜、二次電池用電極、二次電池用セパレーター及び二次電池
WO2013147006A1 (ja) * 2012-03-30 2013-10-03 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜、二次電池用多孔膜スラリー、非導電性粒子、二次電池用電極、二次電池用セパレータ及び二次電池
JP2013211273A (ja) * 2011-10-18 2013-10-10 Jsr Corp 保護膜を作製するための組成物
WO2014041983A1 (ja) * 2012-09-11 2014-03-20 Jsr株式会社 保護膜を作製するための組成物および保護膜、ならびに蓄電デバイス

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010024328A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 日本ゼオン株式会社 多孔膜、二次電池電極及びリチウムイオン二次電池
JP2013211273A (ja) * 2011-10-18 2013-10-10 Jsr Corp 保護膜を作製するための組成物
JP2013105521A (ja) * 2011-11-10 2013-05-30 Nissan Motor Co Ltd 耐熱絶縁層付セパレータ
WO2013125645A1 (ja) * 2012-02-23 2013-08-29 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜、二次電池用電極、二次電池用セパレーター及び二次電池
WO2013147006A1 (ja) * 2012-03-30 2013-10-03 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜、二次電池用多孔膜スラリー、非導電性粒子、二次電池用電極、二次電池用セパレータ及び二次電池
WO2014041983A1 (ja) * 2012-09-11 2014-03-20 Jsr株式会社 保護膜を作製するための組成物および保護膜、ならびに蓄電デバイス

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019065130A1 (ja) * 2017-09-28 2019-04-04 日本ゼオン株式会社 非水系二次電池機能層用組成物、非水系二次電池用機能層および非水系二次電池
CN111108629A (zh) * 2017-09-28 2020-05-05 日本瑞翁株式会社 非水系二次电池功能层用组合物、非水系二次电池用功能层以及非水系二次电池
KR20200060391A (ko) * 2017-09-28 2020-05-29 니폰 제온 가부시키가이샤 비수계 이차 전지 기능층용 조성물, 비수계 이차 전지용 기능층 및 비수계 이차 전지
JPWO2019065130A1 (ja) * 2017-09-28 2020-09-10 日本ゼオン株式会社 非水系二次電池機能層用組成物、非水系二次電池用機能層および非水系二次電池
EP3690985A4 (en) * 2017-09-28 2021-04-28 Zeon Corporation COMPOSITION OF THE FUNCTIONAL LAYER OF A WATER-FREE SECONDARY BATTERY, FUNCTIONAL LAYER OF A WATER-FREE SECONDARY BATTERY, AND WATER-FREE SECONDARY BATTERY
CN111108629B (zh) * 2017-09-28 2022-07-19 日本瑞翁株式会社 非水系二次电池功能层用组合物、非水系二次电池用功能层以及非水系二次电池
US11430992B2 (en) 2017-09-28 2022-08-30 Zeon Corporation Composition for non-aqueous secondary battery functional layer including first organic particles, second organic particles and solvent, functional layer for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP7342703B2 (ja) 2017-09-28 2023-09-12 日本ゼオン株式会社 非水系二次電池機能層用組成物、非水系二次電池用機能層および非水系二次電池
KR102681543B1 (ko) * 2017-09-28 2024-07-03 니폰 제온 가부시키가이샤 비수계 이차 전지 기능층용 조성물, 비수계 이차 전지용 기능층 및 비수계 이차 전지

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