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JP7521743B2 - Solvent-soluble polyimide compound, resin composition for producing lithium ion secondary battery negative electrode containing said solvent-soluble polyimide compound, lithium ion secondary battery negative electrode formed using said resin composition for producing lithium ion secondary battery negative electrode, and lithium ion secondary battery equipped with said lithium ion secondary battery negative electrode - Google Patents

Solvent-soluble polyimide compound, resin composition for producing lithium ion secondary battery negative electrode containing said solvent-soluble polyimide compound, lithium ion secondary battery negative electrode formed using said resin composition for producing lithium ion secondary battery negative electrode, and lithium ion secondary battery equipped with said lithium ion secondary battery negative electrode Download PDF

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JP7521743B2
JP7521743B2 JP2021546143A JP2021546143A JP7521743B2 JP 7521743 B2 JP7521743 B2 JP 7521743B2 JP 2021546143 A JP2021546143 A JP 2021546143A JP 2021546143 A JP2021546143 A JP 2021546143A JP 7521743 B2 JP7521743 B2 JP 7521743B2
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lithium ion
secondary battery
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温彦 日比野
真志 中山
真昌 松本
哲也 東崎
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WINGO TECHNOLOGY CO., LTD.
DKS Co Ltd
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WINGO TECHNOLOGY CO., LTD.
DKS Co Ltd
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Description

本発明は、溶媒可溶性ポリイミド化合物、該溶媒可溶性ポリイミド化合物を含むリチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物、該リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を用いて構成されるリチウムイオン二次電池用負極、及び該リチウムイオン二次電池用負極を備えるリチウムイオン二次電池に関する。The present invention relates to a solvent-soluble polyimide compound, a resin composition for producing a lithium ion secondary battery negative electrode that contains the solvent-soluble polyimide compound, a lithium ion secondary battery negative electrode that is constructed using the resin composition for producing a lithium ion secondary battery negative electrode, and a lithium ion secondary battery that includes the lithium ion secondary battery negative electrode.

近年、スマートフォン等をはじめとする電子機器の小型化が急激に進んでおり、小型で軽量かつ、高エネルギー密度を得ることが可能なリチウムイオン二次電池の開発が盛んに行われている。
リチウムイオン二次電池に含有させる負極活物質として、放電容量が高く、初回充放電効率及びサイクル特性に優れる、シリコン(Si)材料が使用されているが、シリコンは充放電時における膨張収縮が大きく、繰り返しの使用により、負極活物質間の導電パスの切断や、集電体と負極活性物質層との剥離等が生じるおそれがあった。
In recent years, electronic devices such as smartphones have become increasingly smaller, and this has led to active development of lithium-ion secondary batteries that are small, lightweight, and capable of achieving high energy density.
As the negative electrode active material contained in lithium ion secondary batteries, silicon (Si) materials, which have high discharge capacity and excellent initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics, are used. However, silicon expands and contracts significantly during charging and discharging, and repeated use may cause disconnection of the conductive paths between the negative electrode active materials, peeling between the current collector and the negative electrode active material layer, etc.

上記シリコン材料の問題に鑑み、負極を構成する材料、バインダー樹脂として、従来より使用されていたカルボキシメチルセルロース等に代えて、ポリイミド化合物の使用が検討されている(特許文献1等参照)。In light of the problems with silicon materials mentioned above, the use of polyimide compounds as binder resins and materials constituting the negative electrode, instead of the carboxymethyl cellulose and other materials that have been used conventionally, is being considered (see Patent Document 1, etc.).

しかしながら、その初回充放電効率及びサイクル特性には改善の余地があり、初回充放電効率及びサイクル特性をより一層改善することのできる、ポリイミド化合物が求められていた。However, there is room for improvement in the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics, and there is a demand for a polyimide compound that can further improve the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics.

国際公開WO2017/138604号パンフレットInternational Publication WO2017/138604 Brochure

本発明は、上記問題に鑑みて行われたものであり、その解決しようとする課題は、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性を顕著に改善することのできる、溶媒可溶性ポリイミド化合物を提供することである。
また、該溶媒可溶性ポリイミド化合物を含むリチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を提供することである。
また、該リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を用いて構成されるリチウムイオン二次電池用負極を提供することである。
さらに、該リチウムイオン二次電池用負極を備えるリチウムイオン二次電池を提供することである。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a solvent-soluble polyimide compound that can significantly improve the initial charge-discharge efficiency and cycle characteristics of a lithium ion secondary battery.
Another object of the present invention is to provide a resin composition for producing a negative electrode of a lithium ion secondary battery, which contains the solvent-soluble polyimide compound.
Another object of the present invention is to provide a negative electrode for a lithium ion secondary battery which is formed using the resin composition for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery.
Furthermore, the present invention provides a lithium ion secondary battery including the negative electrode for lithium ion secondary batteries.

本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物は、リチウムイオン二次電池の電極材料として使用される、溶媒可溶性ポリイミドであって、
カルボキシル基含有ジアミンと、酸無水物との反応物であり、
弾性率が、3.4GPa以上であることを特徴とする。
The solvent-soluble polyimide compound of the present invention is a solvent-soluble polyimide used as an electrode material for a lithium ion secondary battery,
It is a reaction product of a carboxyl group-containing diamine and an acid anhydride,
The elastic modulus is 3.4 GPa or more.

一実施形態において、カルボキシル基含有ジアミン化合物が、下記一般式(1)又は(2)で表される。

Figure 0007521743000001
(一般式(1)及び(2)中、Rは、単結合又は(CHで表され、pは1~6の整数であり、n及びoは、それぞれ、1~5の整数である。) In one embodiment, the carboxyl group-containing diamine compound is represented by the following general formula (1) or (2).
Figure 0007521743000001
(In general formulas (1) and (2), R 1 is represented by a single bond or (CH 2 ) p , p is an integer of 1 to 6, and n and o are each an integer of 1 to 5.)

一実施形態において、本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物は、重合成分として、芳香族ジアミン化合物を含む。In one embodiment, the solvent-soluble polyimide compound of the present invention contains an aromatic diamine compound as a polymerization component.

一実施形態において、本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物は、芳香族ジアミン化合物として、下記一般式(3)で表されるジアミン化合物を含む。

Figure 0007521743000002
(一般式(3)中、R~Rは、それぞれ独立して、水素、フッ素、置換又は無置換のアルキル基及び置換又は無置換の芳香族基からなる群より選択され、R~Rの少なくとも1つが、芳香族基である。) In one embodiment, the solvent-soluble polyimide compound of the present invention contains, as an aromatic diamine compound, a diamine compound represented by the following general formula (3).
Figure 0007521743000002
(In general formula (3), R 2 to R 9 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, fluorine, a substituted or unsubstituted alkyl group, and a substituted or unsubstituted aromatic group, and at least one of R 2 to R 9 is an aromatic group.)

一実施形態において、本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物は、(a)カルボキシル基含有ジアミン化合物と、(b)芳香族ジアミン化合物と、(c)芳香族酸無水物との反応物である。In one embodiment, the solvent-soluble polyimide compound of the present invention is a reaction product of (a) a carboxyl group-containing diamine compound, (b) an aromatic diamine compound, and (c) an aromatic acid anhydride.

一実施形態において、(c)芳香族酸無水物が、下記一般式(4)で表される。

Figure 0007521743000003
(一般式(4)中、Xは、単結合、炭素数1~6のアルキル基、(CFC、SO及び酸素原子から選択される。) In one embodiment, the aromatic acid anhydride (c) is represented by the following general formula (4).
Figure 0007521743000003
(In general formula (4), X is selected from a single bond, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, (CF 3 ) 2 C, SO 2 , and an oxygen atom.)

一実施形態において、本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物は、(d)カルボキシル基含有ジアミン化合物と、(e)脂環式酸無水物との反応物である。In one embodiment, the solvent-soluble polyimide compound of the present invention is a reaction product of (d) a carboxyl group-containing diamine compound and (e) an alicyclic acid anhydride.

本発明のリチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物は、上記溶媒可溶性ポリイミド化合物と、負極活物質とを含むことを特徴とする。The resin composition for producing a negative electrode of a lithium ion secondary battery of the present invention is characterized by containing the above-mentioned solvent-soluble polyimide compound and a negative electrode active material.

本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極活性物質層と、を備え、
負極活性物質層が、上記リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物により構成されることを特徴とする。
The negative electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector,
The negative electrode active material layer is characterized by being composed of the above-mentioned resin composition for producing a lithium ion secondary battery negative electrode.

本発明のリチウムイオン二次電池は、上記リチウムイオン二次電池用負極と、正極とを備えることを特徴とする。The lithium ion secondary battery of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned negative electrode for the lithium ion secondary battery and a positive electrode.

本発明によれば、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性を顕著に改善することのできる、溶媒可溶性ポリイミド化合物を提供することができる。
また、該溶媒可溶性ポリイミド化合物を含むリチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を提供することができる。
また、該リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を用いて構成されるリチウムイオン二次電池用負極を提供することができる。
さらに、該リチウムイオン二次電池用負極を備えるリチウムイオン二次電池を提供することができる。
According to the present invention, it is possible to provide a solvent-soluble polyimide compound that can significantly improve the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of a lithium ion secondary battery.
In addition, it is possible to provide a resin composition for producing a negative electrode of a lithium ion secondary battery, which contains the solvent-soluble polyimide compound.
It is also possible to provide a negative electrode for a lithium ion secondary battery that is formed using the resin composition for producing a negative electrode for a lithium ion secondary battery.
Furthermore, a lithium ion secondary battery including the negative electrode for lithium ion secondary batteries can be provided.

(溶媒可溶性ポリイミド化合物)
本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物は、カルボキシル基含有ジアミン化合物と、酸無水物との反応物であることを特徴とする。
本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物は、カルボキシル基含有ジアミン化合物及び酸無水物をそれぞれ2種以上反応させたものであってもよい。
(Solvent-soluble polyimide compound)
The solvent-soluble polyimide compound of the present invention is characterized in that it is a reaction product of a carboxyl group-containing diamine compound and an acid anhydride.
The solvent-soluble polyimide compound of the present invention may be a compound obtained by reacting two or more kinds of carboxyl group-containing diamine compounds and two or more kinds of acid anhydrides.

本発明において、「溶媒可溶性ポリイミド化合物」とは、100gの有機溶媒に5g以上溶解するポリイミド化合物を意味する。In the present invention, "solvent-soluble polyimide compound" means a polyimide compound that dissolves in an amount of 5 g or more in 100 g of an organic solvent.

本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物の弾性率は、3.4GPa以上であることを特徴とする。また、より好ましくは、溶媒可溶性ポリイミド化合物の弾性率は3.6GPa以上、10GPa以下である。
なお、本発明において、ポリイミド化合物の弾性率は、約15μm厚のポリイミド単独膜を作製後、10mm×80mmのサイズの試験片とし、引張試験機(島津製作所社製、商品名:AG-Xplus 50kN)を用いて、引張速度10mm/分にてMD方向及びTD方向の弾性率を測定した。MD方向の弾性率及びTD方向の弾性率の平均値を算出した。
The solvent-soluble polyimide compound of the present invention is characterized in that it has an elastic modulus of 3.4 GPa or more, and more preferably has an elastic modulus of 3.6 GPa or more and 10 GPa or less.
In the present invention, the elastic modulus of the polyimide compound was measured by preparing a polyimide film having a thickness of about 15 μm, cutting it into a test piece having a size of 10 mm×80 mm, and measuring the elastic modulus in the MD direction and the TD direction at a tensile speed of 10 mm/min using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: AG-Xplus 50 kN). The average value of the elastic modulus in the MD direction and the elastic modulus in the TD direction were calculated.

本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物の引張強度は、90MPa以上であることが好ましく、110MPa以上であることがより好ましい。溶媒可溶性ポリイミド化合物の引張強度を110MPa以上とすることにより、シリコン材料の充放電時の膨張収縮に耐え、サイクル特性が向上する。
なお、本発明において、ポリイミド化合物の引張強度は、約15μm厚のポリイミド単独膜を作製後、10mm×80mmのサイズの試験片とし、引張試験機(島津製作所社製、商品名:AG-Xplus 50kN)を用いて、引張速度10mm/分にてMD方向及びTD方向の引張強度を測定した。MD方向の引張強度及びTD方向の引張強度の平均値を算出した。
The tensile strength of the solvent-soluble polyimide compound of the present invention is preferably 90 MPa or more, and more preferably 110 MPa or more. By making the tensile strength of the solvent-soluble polyimide compound 110 MPa or more, the compound can withstand the expansion and contraction of the silicon material during charging and discharging, and the cycle characteristics are improved.
In the present invention, the tensile strength of the polyimide compound was measured by preparing a polyimide film having a thickness of about 15 μm, cutting it into a test piece having a size of 10 mm×80 mm, and measuring the tensile strength in the MD direction and the TD direction at a tension speed of 10 mm/min using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: AG-Xplus 50 kN). The average value of the tensile strength in the MD direction and the tensile strength in the TD direction were calculated.

本発明の溶媒可溶性ポリイミド化合物の数平均分子量は、20000~150000であることが好ましく、30000~100000であることがより好ましい。
なお、本発明において、数平均分子量とはゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)装置により標準ポリスチレンを用いて作成した検量線を基礎としたポリスチレン換算値である。
数平均分子量を上記数値範囲とすることにより、バインダー作製時の取り扱い、電極作製が容易で、なおかつ強固な負極活性物質層を得ることができる。
The number average molecular weight of the solvent-soluble polyimide compound of the present invention is preferably 20,000 to 150,000, and more preferably 30,000 to 100,000.
In the present invention, the number average molecular weight is a polystyrene equivalent value based on a calibration curve prepared using standard polystyrene with a gel permeation chromatography (GPC) apparatus.
By setting the number average molecular weight within the above numerical range, it is possible to easily handle the binder during preparation, easily fabricate the electrode, and obtain a strong negative electrode active material layer.

好ましくは、カルボキシル基含有ジアミン化合物は、下記一般式(1)又は(2)で表される。このような一般式で表されるカルボキシル基含有ジアミン化合物を使用することにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。
より好ましくは、カルボキシル基含有ジアミン化合物は、下記一般式(1)で表される。
なお、一般式(1)で表されるジアミン化合物と、一般式(2)で表されるジアミン化合物とを併用してもよい。

Figure 0007521743000004
Preferably, the carboxyl group-containing diamine compound is represented by the following general formula (1) or (2): By using a carboxyl group-containing diamine compound represented by such a general formula, the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of a lithium ion secondary battery can be further improved.
More preferably, the carboxyl group-containing diamine compound is represented by the following general formula (1).
The diamine compound represented by the general formula (1) and the diamine compound represented by the general formula (2) may be used in combination.
Figure 0007521743000004

上記一般式(1)及び(2)中において、Rは、単結合又は(CHで表され、pは1~6の整数であり、1~3であることが好ましい。
また、上記一般式(1)及び(2)中において、n及びoは、それぞれ、1~5の整数であり、1~3であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
In the above general formulas (1) and (2), R 1 is represented by a single bond or (CH 2 ) p , where p is an integer of 1 to 6, and preferably 1 to 3.
In the above general formulas (1) and (2), n and o each represent an integer of 1 to 5, more preferably 1 to 3, and particularly preferably 1.

上記一般式(1)又は(2)を満たすジアミン化合物としては、以下の化合物が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、これらを併用してもよい。

Figure 0007521743000005
Figure 0007521743000006
Examples of the diamine compound satisfying the above general formula (1) or (2) include, but are not limited to, the following compounds. These compounds may also be used in combination.
Figure 0007521743000005
Figure 0007521743000006

列挙したジアミン化合物の中でも、以下のジアミン化合物が好ましい。このようなジアミン化合物を使用することにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。また、これらを併用してもよい。

Figure 0007521743000007
Among the diamine compounds listed above, the following diamine compounds are preferred. By using such diamine compounds, the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved. These diamine compounds may also be used in combination.
Figure 0007521743000007

カルボキシル基含有ジアミン化合物として、一般式(1)又は(2)で表されるジアミン化合物以外のもの(以下、その他のカルボキシル基含有ジアミン化合物という。)を使用してもよく、一般式(1)又は(2)で表されるジアミン化合物と併用してもよい。
その他のカルボキシル基含有ジアミン化合物としては、例えば、1,3-ビス(4-アミノ-2-カルボキシフェノキシ)ベンゼン、3,5-ビス(4-アミノフェノキシ)安息香酸、5-アミノ-2-(アミノフェノキシ)安息香酸及び3,5-ジアミノ安息香酸等が挙げられる。
As the carboxyl group-containing diamine compound, a compound other than the diamine compound represented by the general formula (1) or (2) (hereinafter referred to as the other carboxyl group-containing diamine compound) may be used, or may be used in combination with the diamine compound represented by the general formula (1) or (2).
Other carboxyl group-containing diamine compounds include, for example, 1,3-bis(4-amino-2-carboxyphenoxy)benzene, 3,5-bis(4-aminophenoxy)benzoic acid, 5-amino-2-(aminophenoxy)benzoic acid, and 3,5-diaminobenzoic acid.

酸無水物は、特に限定されるものではなく、芳香族酸無水物を使用してもよく、脂肪族酸無水物を使用してもよく、これらを併用してもよい。
また、脂肪族酸無水物は、直鎖状のものであってもよく、分岐鎖状のものであってもよく、脂環式のものであってもよい。
The acid anhydride is not particularly limited, and an aromatic acid anhydride or an aliphatic acid anhydride may be used, or these may be used in combination.
The aliphatic acid anhydride may be a straight-chain one, a branched-chain one, or an alicyclic one.

芳香族酸無水物としては、例えば、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、2,3-ナフタレンジカルボン酸無水物、ピロリメット酸二無水物、3-フルオロピロメリット酸二無水物、3,6-ジフルオロピロメリット酸二無水物、3,6-ビス(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、1,2,3,4-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’’,4,4’’-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’’’,4,4’’’-クァテルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、メチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,1-エチニリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、2,2-プロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,2-エチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-トリメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,4-テトラメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,5-ペンタメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-ビス〔2-(3,4-ジカルボキシフェニル)-2-プロピル〕ベンゼン二無水物、1,4-ビス〔2-(3,4-ジカルボキシフェニル)-2-プロピル〕ベンゼン二無水物、ビス〔3-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕メタン二無水物、ビス〔4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕メタンニ無水物、2,2-ビス〔3-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物、2,2-ビス〔4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル〕プロパン二無水物、ジフルオロメチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,1,2,2-テトラフルオロ-1,2-エチレン-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、オキシ-4,4’-ジフタル酸二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エ-テル二無水物、チオ-4,4’-ジフタル酸二無水物、スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジメチルシラン二無水物、1,3-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)-1,1,3,3-テトラメチルジシロキサン二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,5,5’-テトラキス(トリフルオロメチル)オキシ-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,6,6’-テトラキス(トリフルオロメチル)オキシ-4,4’-ジフタル酸二無水物、5,5’,6,6’-テトラキス(トリフルオロメチル)オキシ-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,5,5’,6,6’-ヘキサキス(トリフルオロメチル)オキシ-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’-ジフルオロスルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、5,5’-ジフルオロスルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、6,6’-ジフルオロスルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,5,5’,6,6’-ヘキサフルオロスルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、6,6’-ビス(トリフルオロメチル)スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,5,5’-テトラキス(トリフルオロメチル)スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,6,6’-テトラキス(トリフルオロメチル)スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、5,5’,6,6’-テトラキス(トリフルオロメチル)スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,5,5’,6,6’-ヘキサキス(トリフルオロメチル)スルホニル-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’-ジフルオロ-2,2-パーフルオロプロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、5,5’-ジフルオロ-2,2-パーフルオロプロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、6,6’-ジフルオロ-2,2-パーフルオロプロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’,5,5’,6,6’-ヘキサフルオロ-2,2-パーフルオロプロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)-2,2-パーフルオロプロピリデン-4,4’-ジフタル酸二無水物及び4,4’-(4,4’-イソプロピリデンジフェノキシ)ビスフタル酸二無水物等が挙げられる。
脂肪族酸無水物としては、例えば、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(CpODA)、ビシクロ[2,2,2]オクト-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物(BTA)、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、カルボニル-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、メチレン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、1,2-エチレン-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、オキシ-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物、チオ-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物及びスルホニル-4,4’-ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)二無水物等が挙げられる。
Examples of aromatic acid anhydrides include 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 2,3-naphthalenedicarboxylic anhydride, pyrrolimetic dianhydride, 3-fluoropyromellitic dianhydride, 3,6-difluoropyromellitic dianhydride, 3,6-bis(trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride, 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-biphenyl ... Nilsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3'',4,4''-terphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3''',4,4'''-quaterphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, methylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,1-ethynylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, 2,2-propylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,2-ethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,3-trimethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,4-tetramethylene 1,5-pentamethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,3-bis[2-(3,4-dicarboxyphenyl)-2-propyl]benzene dianhydride, 1,4-bis[2-(3,4-dicarboxyphenyl)-2-propyl]benzene dianhydride, bis[3-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]methane dianhydride, bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]methane dianhydride, 2,2-bis[3-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride, 2,2-bis[4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride tetrafluoromethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,1,2,2-tetrafluoro-1,2-ethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, oxy-4,4'-diphthalic dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, thio-4,4'-diphthalic dianhydride, sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,3-bis(3,4-dicarboxyphenyl)benzene dianhydride, 1,4-bis(3,4-dicarboxyphenyl)benzene dianhydride, 1,3-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride 1,4-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)benzene dianhydride, bis(3,4-dicarboxyphenoxy)dimethylsilane dianhydride, 1,3-bis(3,4-dicarboxyphenoxy)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3',5,5'-tetrakis(trifluoromethyl)oxy-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',6,6'-tetrakis(trifluoromethyl)oxy-4,4'-diphthalic dianhydride, 5,5', 6,6'-tetrakis(trifluoromethyl)oxy-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',5,5',6,6'-hexakis(trifluoromethyl)oxy-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3'-difluorosulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 5,5'-difluorosulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 6,6'-difluorosulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',5,5',6,6'-hexafluorosulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3'-bis(trifluoromethyl)sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 5,5'-bis (Trifluoromethyl)sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 6,6'-bis(trifluoromethyl)sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',5,5'-tetrakis(trifluoromethyl)sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',6,6'-tetrakis(trifluoromethyl)sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 5,5',6,6'-tetrakis(trifluoromethyl)sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',5,5',6,6'-hexakis(trifluoromethyl)sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3'-diflu perfluoropropylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, 5,5'-difluoro-2,2-perfluoropropylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, 6,6'-difluoro-2,2-perfluoropropylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3',5,5',6,6'-hexafluoro-2,2-perfluoropropylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, 3,3'-bis(trifluoromethyl)-2,2-perfluoropropylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, and 4,4'-(4,4'-isopropylidenediphenoxy)bisphthalic dianhydride.
Examples of the aliphatic acid anhydride include norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α'-spiro-2"-norbornane-5,5",6,6"-tetracarboxylic dianhydride (CpODA), bicyclo[2,2,2]oct-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride (BTA), 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-bicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, carbonyl-4, Examples of the dianhydride include 4'-bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, methylene-4,4'-bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, 1,2-ethylene-4,4'-bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, oxy-4,4'-bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, thio-4,4'-bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, and sulfonyl-4,4'-bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride.

一実施形態において、本発明のポリイミド化合物は、重合成分として、芳香族ジアミン化合物を含む。なお、本発明においては、芳香族ジアミン化合物とは、カルボキシル基を有しない芳香族ジアミン化合物を意味する。In one embodiment, the polyimide compound of the present invention contains an aromatic diamine compound as a polymerization component. In the present invention, the aromatic diamine compound means an aromatic diamine compound that does not have a carboxyl group.

芳香族ジアミン化合物としては、例えば、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS)、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、m-フェニレンジアミン、p-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノトルエン、2,4(6)-ジアミノ-3,5-ジエチルトルエン、5(6)-アミノ-1,3,3-トリメチル-1-(4-アミノフェニル)インダン、4,4’-ジアミノ-2,2’-ジメチル-1,1’-ビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジメチル-1,1’-ビフェニル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート、4,4’-(9-フルオレニリデン)ジアニリン、9,9’-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)フルオレン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-R)、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-メチル-4-アミノフェニル)プロパン、4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジアニリン、2,2-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、α,α-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,3-ジイソプロピルベンゼン、α,α-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]-1,4-ジイソプロピルベンゼン、3,7-ジアミノ-ジメチルジベンゾチオフェン 5,5-ジオキシド、ビス(3-カルボキシー4-アミノフェニル)メチレン、3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシ-1,1’-ビフェニル、4,4’-ジアミノ-3,3’-ジヒドロキシ-1,1’-ビフェニル、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)プロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、1、3-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2-ビス(3-ヒドロキシ-4-アミノフェニル)ベンゼン及び3,3’-ジアミノ-4,4’-ジヒドロキシジフェニルスルホン等が挙げられる。
上記した中でも、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性という観点から、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS)及び1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-R)が好ましい。
Examples of the aromatic diamine compound include bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone (BAPS), 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 2,4-diaminotoluene, 2,4(6)-diamino-3,5-diethyltoluene, 5(6)-amino-1,3,3-trimethyl-1-(4-aminophenyl)indan, 4,4'-diamino-2,2'-dimethylphenylamine, and the like. 4,4'-diamino-3,3'-dimethyl-1,1'-biphenyl, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 4-aminophenyl-4-aminobenzoate, 4,4'-(9-fluorenylidene)dianiline, 9,9'-bis( 3-methyl-4-aminophenyl)fluorene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-R), 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 2,2-bis(4-aminophenyl)propane, 2,2-bis(3-methyl-4-aminophenyl)propane, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)dianiline, 2,2-bis(3-amino-4-methyl 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propane, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, α,α-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-1,3-diisopropylbenzene, α,α-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]-1,4-diisopropylbenzene, 3,7-diamino-dimethyldibenzothiophene 5,5-dioxide, bis(3-carboxy-4-aminophenyl)methylene, 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxy-1,1'-biphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxy-1,1'-biphenyl, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)propane, 2,2-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, 1,3-bis(3-hydroxy-4-aminophenoxy)benzene, 2,2-bis(3-hydroxy-4-aminophenyl)benzene and 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxydiphenyl sulfone.
Among the above, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone (BAPS) and 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-R) are preferred from the viewpoint of the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery.

また、芳香族ジアミン化合物として下記一般式(3)で表されるジアミン化合物を使用することもできる。このような構造のジアミン化合物を使用することにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。また、ポリイミド化合物の溶媒可溶性をより向上することができる。

Figure 0007521743000008
In addition, a diamine compound represented by the following general formula (3) can also be used as the aromatic diamine compound. By using a diamine compound having such a structure, the initial charge-discharge efficiency and cycle characteristics of a lithium ion secondary battery can be further improved. In addition, the solvent solubility of the polyimide compound can be further improved.
Figure 0007521743000008

上記一般式(3)中、R~Rは、それぞれ独立して、水素、フッ素、置換又は無置換のアルキル基及び置換又は無置換の芳香族基からなる群より選択され、R~Rの少なくとも1つが、芳香族基である。好ましくは、R~Rの1つ又は2つが芳香族基である。
好ましくは、R~Rの1つ又は2つが、置換又は無置換の芳香族基であり、より好ましくは、少なくともR又はRが芳香族基である。
上記した位置に芳香族基を有することにより、ジアミン化合物の立体障害性を抑えることができ、酸無水物等との重合反応を良好に進めることができる。
特に好ましい態様においては、R~Rの1つ又は2つが置換又は無置換の芳香族基であり、芳香族基以外のR~Rが水素、フッ素及び置換又は無置換のアルキル基からなる群より選択される。
具体的には、以下の化学式で表されるような化合物が挙げられる(Rが芳香族基であり、R以外のR~R及びRが水素である態様)。

Figure 0007521743000009
In the above general formula (3), R 2 to R 9 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, fluorine, a substituted or unsubstituted alkyl group, and a substituted or unsubstituted aromatic group, and at least one of R 2 to R 9 is an aromatic group. Preferably, one or two of R 2 to R 9 are aromatic groups.
Preferably, one or two of R 6 to R 9 are substituted or unsubstituted aromatic groups, and more preferably, at least R 6 or R 8 is an aromatic group.
By having an aromatic group at the above-mentioned position, the steric hindrance of the diamine compound can be suppressed, and the polymerization reaction with an acid anhydride or the like can be smoothly carried out.
In a particularly preferred embodiment, one or two of R 6 to R 9 are substituted or unsubstituted aromatic groups, and R 2 to R 9 other than the aromatic group are selected from the group consisting of hydrogen, fluorine, and substituted or unsubstituted alkyl groups.
Specifically, compounds represented by the following chemical formulas are included (an embodiment in which R 8 is an aromatic group, and R 2 to R 7 other than R 8 and R 9 are hydrogen).
Figure 0007521743000009

本発明において、アルキル基には、直鎖状のもの、分岐鎖状のもの及び環状のものが含まれ、さらに、酸素原子や窒素原子を介して主骨格と結合するアルコキシ基やアルキルアミノ基等が含まれる。
また、芳香族基についても同様に、酸素原子、窒素原子や炭素原子を介して主骨格と結合する置換基が含まれる。さらに、芳香族基には、ピロール基等のヘテロ芳香族基が含まれる。
In the present invention, the alkyl group includes linear, branched and cyclic alkyl groups, and further includes alkoxy groups and alkylamino groups which are bonded to the main skeleton via an oxygen atom or a nitrogen atom.
Similarly, the aromatic group includes a substituent bonded to the main skeleton via an oxygen atom, a nitrogen atom, or a carbon atom, and further includes a heteroaromatic group such as a pyrrole group.

アルキル基及び芳香族基は、無置換であることが好ましいが、置換基を有していてもよく、例えば、アルキル基、フルオロ基やクロロ基等のハロゲン基、アミノ基、ニトロ基、ヒドロキシル基、シアノ基、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。アルキル基、芳香族基は、これらの置換基を1以上又は2以上有するものであってもよい。The alkyl group and aromatic group are preferably unsubstituted, but may have a substituent, such as an alkyl group, a halogen group such as a fluoro group or a chloro group, an amino group, a nitro group, a hydroxyl group, a cyano group, a carboxyl group, or a sulfonic acid group. The alkyl group and aromatic group may have one or more of these substituents.

アルキル基は、炭素数1~10であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。
炭素数1~10のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、sec-ペンチル基、n-へキシル基、シクロへキシル基、n-へプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、クロロメチル基、ジクロロメチル基、トリクロロメチル基、ブロモメチル基、ジブロモメチル基、トリブロモメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、クロロエチル基、ジクロロエチル基、トリクロロエチル基、ブロモエチル基、ジブロモエチル基、トリブロモエチル基、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシルプロピル基、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、n-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、sec-ペンチルオキシ基、n-へキシルオキシ基、シクロへキシルオキシ基、n-へプチルオキシ基、n-オクチルオキシ基、n-ノニルオキシ基、n-デシルオキシ基、トリフルオロメトキシ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、トリメチルアミノ基、エチルアミノ基、プロピルアミノ基等が挙げられる。
上記したアルキル基の中でも、立体障害性、耐熱性という理由からメチル基、エチル基、メトキシ基、エトキシ基及びトリフルオロメチル基が好ましい。
The alkyl group preferably has 1 to 10 carbon atoms, and more preferably has 1 to 3 carbon atoms.
Examples of the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, a sec-pentyl group, an n-hexyl group, a cyclohexyl group, an n-heptyl group, an n-octyl group, an n-nonyl group, an n-decyl group, a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a chloromethyl group, a dichloromethyl group, a trichloromethyl group, a bromomethyl group, a dibromomethyl group, a tribromomethyl group, a fluoroethyl group, a difluoroethyl group, a trifluoroethyl group, a chloroethyl group, a dichloromethyl group, a Examples of such an alkyl group include a chloroethyl group, a trichloroethyl group, a bromoethyl group, a dibromoethyl group, a tribromoethyl group, a hydroxymethyl group, a hydroxyethyl group, a hydroxylpropyl group, a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an n-butoxy group, an n-pentyloxy group, a sec-pentyloxy group, an n-hexyloxy group, a cyclohexyloxy group, an n-heptyloxy group, an n-octyloxy group, an n-nonyloxy group, an n-decyloxy group, a trifluoromethoxy group, a methylamino group, a dimethylamino group, a trimethylamino group, an ethylamino group, and a propylamino group.
Among the above alkyl groups, a methyl group, an ethyl group, a methoxy group, an ethoxy group and a trifluoromethyl group are preferred from the standpoint of steric hindrance and heat resistance.

芳香族基は、炭素数5~20であることが好ましく、6~10であることがより好ましい。
炭素数5~20の芳香族基としては、例えば、フェニル基、トリル基、メチルフェニル基、ジメチルフェニル基、エチルフェニル基、ジエチルフェニル基、プロピルフェニル基、ブチルフェニル基、フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、クロルフェニル基、ブロモフェニル基、メトキシフェニル基、ジメトキシフェニル基、エトキシフェニル基、ジエトキシフェニル基、ベンジル基、メトキシベンジル基、ジメトキシベンジル基、エトキシベンジル基、ジエトキシベンジル基、アミノフェニル基、アミノベンジル基、ニトロフェニル基、ニトロベンジル基、シアノフェニル基、シアノベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、フェノキシ基、ベンジルオキシ基、フェニルアミノ基、ジフェニルアミノ基、ビフェニル基、ナフチル基、フェニルナフチル基、ジフェニルナフチル基、アントリル基、アントリルフェニル基、フェニルアントリル基、ナフタセニル基、フェナントリル基、フェナントリルフェニル基、フェニルフェナントリル基、ピレニル基、フェニルピレニル基、フルオレニル基、フェニルフルオレニル基、ナフチルエチル基、ナフチルプロピル基、アントラセニルエチル基、フェナントリルエチル基、やピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、フラン基、チオフェン基、トリアゾール基、ピラゾール基、イソオキサゾール基、イソチアゾール基、ピリジン基、ピリミジン基、ベンゾフラン基、ベンゾチオフェン基、キノリン基、イソキノリン基、インドリル基、ベンゾチアゾリル基、カルバゾリル基等のヘテロ芳香族基が挙げられる。
上記した芳香族基の中でも、出発原料入手容易性、合成コスト面からは、フェニル基、フェノキシ基、ベンジル基及びベンジルオキシ基が好ましい。
The aromatic group preferably has 5 to 20 carbon atoms, and more preferably has 6 to 10 carbon atoms.
Examples of the aromatic group having 5 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, a methylphenyl group, a dimethylphenyl group, an ethylphenyl group, a diethylphenyl group, a propylphenyl group, a butylphenyl group, a fluorophenyl group, a pentafluorophenyl group, a chlorophenyl group, a bromophenyl group, a methoxyphenyl group, a dimethoxyphenyl group, an ethoxyphenyl group, a diethoxyphenyl group, a benzyl group, a methoxybenzyl group, a dimethoxybenzyl group, an ethoxybenzyl group, a diethoxybenzyl group, an aminophenyl group, an aminobenzyl group, a nitrophenyl group, a nitrobenzyl group, a cyanophenyl group, a cyanobenzyl group, a phenethyl group, a phenylpropyl group, a phenoxy group, a benzyloxy group, a phenylamino group, a diphenylamino group, a biphenyl group, a naphthyl group, Examples of heteroaromatic groups include a phenyl group, a phenylnaphthyl group, a diphenylnaphthyl group, an anthryl group, an anthrylphenyl group, a phenylanthryl group, a naphthacenyl group, a phenanthryl group, a phenanthrylphenyl group, a phenylphenanthryl group, a pyrenyl group, a phenylpyrenyl group, a fluorenyl group, a phenylfluorenyl group, a naphthylethyl group, a naphthylpropyl group, an anthracenylethyl group, a phenanthrylethyl group, a pyrrole group, an imidazole group, a thiazole group, an oxazole group, a furan group, a thiophene group, a triazole group, a pyrazole group, an isoxazole group, an isothiazole group, a pyridine group, a pyrimidine group, a benzofuran group, a benzothiophene group, a quinoline group, an isoquinoline group, an indolyl group, a benzothiazolyl group, and a carbazolyl group.
Among the above aromatic groups, in terms of availability of starting materials and synthesis costs, a phenyl group, a phenoxy group, a benzyl group and a benzyloxy group are preferred.

以下、ポリイミド化合物の好ましい態様について説明する。 Preferred embodiments of the polyimide compound are described below.

本発明に係るポリイミド化合物の特に好ましい態様の1つとしては、ポリイミド化合物は、(a)カルボキシル基含有ジアミン化合物と、(b)芳香族ジアミン化合物と、(c)芳香族酸無水物との反応物である。One particularly preferred embodiment of the polyimide compound according to the present invention is a reaction product of (a) a carboxyl group-containing diamine compound, (b) an aromatic diamine compound, and (c) an aromatic acid anhydride.

(a)カルボキシル基含有ジアミン化合物としては、上記一般式(1)又は(2)で表されるジアミン化合物を使用することが好ましい。一般式(1)又は(2)を満たすジアミン化合物中におけるより好ましい態様については上記した通りである。(a) As the carboxyl group-containing diamine compound, it is preferable to use a diamine compound represented by the above general formula (1) or (2). More preferred embodiments of the diamine compound satisfying general formula (1) or (2) are as described above.

ポリイミド化合物における(a)カルボキシル基含有ジアミン化合物の含有量は、全ジアミン量100モル%に対して10モル%以上、90モル%以下であることが好ましく、20モル%以上、80モル%以下であることがより好ましい。
上記数値範囲とすることにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。さらに、ポリイミド化合物を含むワニスがゲル化してしまうことを防止することができる。
The content of the carboxyl group-containing diamine compound (a) in the polyimide compound is preferably 10 mol % or more and 90 mol % or less, and more preferably 20 mol % or more and 80 mol % or less, relative to 100 mol % of the total diamine amount.
By setting the content within the above range, the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved, and further, gelation of the varnish containing the polyimide compound can be prevented.

(b)芳香族ジアミン化合物としては、上記したものを適宜選択して使用することができる。上記した芳香族ジアミン化合物の中でも、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS)、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-R)及び上記一般式(3)を満たす芳香族ジアミン化合物が好ましい。また、これらを併用してもよい。(b) As the aromatic diamine compound, the above-mentioned compounds can be appropriately selected and used. Among the above-mentioned aromatic diamine compounds, bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfone (BAPS), 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-R), and aromatic diamine compounds satisfying the above general formula (3) are preferred. These compounds may also be used in combination.

ポリイミド化合物における(b)芳香族ジアミン化合物の含有量は、全ジアミン量100モル%に対して10モル%以上、90モル%以下であることが好ましく、20モル%以上、80モル%以下であることがより好ましい。これにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。The content of the aromatic diamine compound (b) in the polyimide compound is preferably 10 mol% or more and 90 mol% or less, and more preferably 20 mol% or more and 80 mol% or less, based on 100 mol% of the total diamine amount. This can further improve the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery.

(c)芳香族酸無水物としては、下記一般式(4)で表されるものを使用することが好ましい。このような芳香族酸無水物を使用することにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。

Figure 0007521743000010
As the (c) aromatic acid anhydride, it is preferable to use one represented by the following general formula (4): By using such an aromatic acid anhydride, the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved.
Figure 0007521743000010

上記一般式(4)中、Xは、単結合、炭素数1~6のアルキル基、(CFC、SO及び酸素原子から選択される。 In the above general formula (4), X is selected from a single bond, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, (CF 3 ) 2 C, SO 2 , and an oxygen atom.

上記一般式(4)を満たす芳香族酸無水物としては、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。Examples of aromatic acid anhydrides satisfying the above general formula (4) include 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 3,3',4,4'-biphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2',3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, etc.

なお、(c)芳香族酸無水物は、これに限定されるものではなく、一般式(4)を満たさない上記した芳香族酸無水物を使用してもよい。 Note that (c) aromatic acid anhydride is not limited to the above, and aromatic acid anhydrides not satisfying general formula (4) may be used.

特に好ましい態様に係るポリイミド化合物は、本発明の特性を損なわない範囲において、(a)カルボキシル基含有ジアミン化合物と、(b)芳香族ジアミン化合物と及び(c)芳香族酸無水物以外の重合成分を含んでいてもよい。A particularly preferred embodiment of the polyimide compound may contain polymerization components other than (a) a carboxyl group-containing diamine compound, (b) an aromatic diamine compound, and (c) an aromatic acid anhydride, as long as the properties of the present invention are not impaired.

本発明に係るポリイミド化合物の特に好ましい態様の1つとしては、(d)カルボキシル基含有ジアミン化合物と、(e)脂環式酸無水物との反応物である。One particularly preferred embodiment of the polyimide compound according to the present invention is a reaction product of (d) a carboxyl group-containing diamine compound and (e) an alicyclic acid anhydride.

(d)カルボキシル基含有ジアミン化合物としては、上記一般式(1)又は(2)で表されるジアミン化合物を使用することが好ましい。一般式(1)又は(2)を満たすジアミン化合物中におけるより好ましい態様については上記した通りである。(d) As the carboxyl group-containing diamine compound, it is preferable to use a diamine compound represented by the above general formula (1) or (2). More preferred embodiments of the diamine compound satisfying general formula (1) or (2) are as described above.

ポリイミド化合物における(d)カルボキシル基含有ジアミン化合物の含有量は、全ジアミン量100モル%に対して10モル%以上、90モル%以下であることが好ましく、20モル%以上、80モル%以下であることがより好ましい。これにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。The content of the (d) carboxyl group-containing diamine compound in the polyimide compound is preferably 10 mol% or more and 90 mol% or less, and more preferably 20 mol% or more and 80 mol% or less, relative to 100 mol% of the total diamine amount. This can further improve the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery.

(e)脂環式酸無水物としては、上記したものを適宜選択して使用することができる。上記した脂環式酸無水物の中でも、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率という観点からは、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(CpODA)及びビシクロ[2,2,2]オクト-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物(BTA)が好ましい。(e) As the alicyclic acid anhydride, the above-mentioned may be appropriately selected and used. Among the above-mentioned alicyclic acid anhydrides, norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α'-spiro-2"-norbornane-5,5",6,6"-tetracarboxylic dianhydride (CpODA) and bicyclo[2,2,2]octo-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride (BTA) are preferred from the viewpoint of the initial charge/discharge efficiency of the lithium ion secondary battery.

特に好ましい態様に係るポリイミド化合物は、本発明の特性を損なわない範囲において、(d)カルボキシル基含有ジアミン化合物及び(e)脂環式酸無水物以外の重合成分を含んでいてもよい。In a particularly preferred embodiment, the polyimide compound may contain polymerization components other than (d) a carboxyl group-containing diamine compound and (e) an alicyclic acid anhydride, as long as the properties of the present invention are not impaired.

本発明のポリイミド化合物は、上記ジアミン化合物及び上記酸無水物を使用して従来公知の方法により製造することができる。具体的には、ジアミン化合物と酸無水物とを反応させ、ポリアミド酸を得た後、環化脱水反応を行い、ポリイミド化合物に転化させることにより得ることができる。The polyimide compound of the present invention can be produced by a conventional method using the above diamine compound and the above acid anhydride. Specifically, the diamine compound is reacted with the acid anhydride to obtain a polyamic acid, which is then subjected to a cyclization dehydration reaction to convert it into a polyimide compound.

酸無水物と、ジアミン化合物の混合比は、酸無水物の総量1モル%に対し、ジアミン化合物の総量を0.5モル%~1.5モル%であることが好ましく、0.9モル%~1.1モル%であることがより好ましい。The mixing ratio of the acid anhydride and the diamine compound is preferably 0.5 mol% to 1.5 mol% of the total amount of the diamine compound per 1 mol% of the total amount of the acid anhydride, and more preferably 0.9 mol% to 1.1 mol%.

ジアミン化合物と酸無水物との反応は、有機溶媒中において行うことが好ましい。有機溶媒としては、本発明のジアミン化合物及び酸無水物と反応することがなく、ジアミン化合物と酸無水物との反応物を溶解することができるものであれば特に限定されるものではなく、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N’-ジメチルイミダゾリジノン、γ-ブチロラクトン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、1,3-ジオキソラン、テトラヒドロフラン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジベンジルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピルアセテート、プロピレングリコールジアセテート、ブチルアセテート、イソブチルアセテート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、ンジルアセテート、ブチルカルビトールアセテート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、トリグライム、テトラグライム、アセチルアセトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロペンタノン、2-ヘプタノン、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ペンタノール、4-メチル-2-ペンタノール、3-メチル-2-ブタノール、3-メチル-3-メトキシブタノール、ジアセトンアルコール、トルエン、キシレン等が挙げられる。
本発明のポリイミド化合物の溶解性という観点からは、N-メチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルイミダゾリジノン、γ-ブチロラクトンがポリイミドにおいて好ましい。
The reaction between the diamine compound and the acid anhydride is preferably carried out in an organic solvent. The organic solvent is not particularly limited as long as it does not react with the diamine compound and the acid anhydride of the present invention and can dissolve the reaction product of the diamine compound and the acid anhydride, and examples of the organic solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N,N'-dimethylimidazolidinone, γ-butyrolactone, dimethylsulfoxide, sulfolane, 1,3-dioxolane, tetrahydrofuran, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, ethylene glycol dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, diethylene ... Coal dibutyl ether, dibenzyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monobutyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propyl acetate, propylene glycol diacetate, butyl acetate, isobutyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, n-butyl acetate, butyl carbitol acetate, methyl lactate, ethyl lactate, butyl lactate, methyl benzoate, ethyl benzoate, triglyme, tetraglyme, acetylacetone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclopentanone, 2-heptanone, butyl alcohol, isobutyl alcohol, pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 3-methyl-2-butanol, 3-methyl-3-methoxybutanol, diacetone alcohol, toluene, xylene, and the like.
From the viewpoint of the solubility of the polyimide compound of the present invention, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylimidazolidinone, and γ-butyrolactone are preferred for the polyimide.

ジアミン化合物と酸無水物との反応温度は、化学的イミド化の場合は40℃以下であることが好ましい。また、熱イミド化の場合は150~220℃であることが好ましく、170~200℃であることがより好ましい。The reaction temperature between the diamine compound and the acid anhydride is preferably 40°C or less in the case of chemical imidization. In the case of thermal imidization, the reaction temperature is preferably 150 to 220°C, and more preferably 170 to 200°C.

環化脱水反応時には、イミド化触媒を使用してもよく、例えば、メチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、プロピルアミン、トリプロピルアミン、ブチルアミン、トリブチルアミン、tert-ブチルアミン、へキシルアミン、トリエタノールアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、N,N-ジエチルエタノールアミン、トリエチレンジアミン、N-メチルピロリジン、N-エチルピロリジン、アニリン、ベンジルアミン、トルイジン、トリクロロアニリン、ピリジン、コリジン、ルチジン、ピコリン、キノリン、イソキノリン、バレロラクトン等を使用することができる。
また、必要に応じて、トルエン、キシレン、エチルシクロヘキサンのような共沸脱水剤、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水安息香酸等の酸触媒を使用することができる。
In the cyclization dehydration reaction, an imidization catalyst may be used. For example, methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, propylamine, tripropylamine, butylamine, tributylamine, tert-butylamine, hexylamine, triethanolamine, N,N-dimethylethanolamine, N,N-diethylethanolamine, triethylenediamine, N-methylpyrrolidine, N-ethylpyrrolidine, aniline, benzylamine, toluidine, trichloroaniline, pyridine, collidine, lutidine, picoline, quinoline, isoquinoline, valerolactone, and the like can be used.
If necessary, an azeotropic dehydrating agent such as toluene, xylene, or ethylcyclohexane, or an acid catalyst such as acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, or benzoic anhydride can be used.

ジアミン化合物と酸無水物との反応において、安息香酸、無水フタル酸、水添無水フタル酸等の封止剤を使用することができる。
さらに、無水マレイン酸、エチニルフタル酸無水物、メチルエチニルフタル酸無水物、フェニルエチニルフタル酸無水物、フェニルエチニルトリメリット酸無水物、3-又は4-エチニルアニリン等を用いることにより、ポリイミド化合物の末端に二重結合又は三重結合を導入することもできる。
In the reaction between the diamine compound and the acid anhydride, a sealing agent such as benzoic acid, phthalic anhydride, or hydrogenated phthalic anhydride can be used.
Furthermore, by using maleic anhydride, ethynylphthalic anhydride, methylethynylphthalic anhydride, phenylethynylphthalic anhydride, phenylethynyltrimellitic anhydride, 3- or 4-ethynylaniline, or the like, a double bond or triple bond can be introduced into the terminal of the polyimide compound.

(リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物)
本発明のリチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物(以下、場合により、単に樹脂組成物という)は、上記ポリイミド化合物と、負極活物質とを含む。また、一実施形態において、該樹脂組成物は、導電剤を含む。
(Resin composition for producing negative electrode of lithium ion secondary battery)
The resin composition for producing a lithium ion secondary battery negative electrode (hereinafter, sometimes simply referred to as a resin composition) of the present invention contains the above-mentioned polyimide compound and a negative electrode active material. In one embodiment, the resin composition contains a conductive agent.

ポリイミド化合物の構成については上記したため、ここでは記載を省略する。
樹脂組成物におけるポリイミド化合物の含有量は、1質量%以上、20質量%以下であることが好ましく、3質量%以上、18質量%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物におけるポリイミド化合物の含有量を上記数値範囲内とすることにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。
The structure of the polyimide compound has been described above, and therefore will not be described here.
The content of the polyimide compound in the resin composition is preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less, and more preferably 3% by mass or more and 18% by mass or less.
By setting the content of the polyimide compound in the resin composition within the above numerical range, the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved.

本発明の樹脂組成物においては、シリコンの体積変化を効果的に防止することができるため、負極活物質としては、シリコン材料を使用することが好ましい。
シリコン材料としては、シリコン粒子、スズ、ニッケル、鉄、銅、銀、コバルト、マンガン及び亜鉛等の金属とケイ素との合金、並びに、ホウ素、窒素、酸素及び炭素等とケイ素との化合物等が挙げられる。
シリコン材料としては、例えば、SiO、SiO、SiB、MgSi、NiSi、CoSi、NiSi、CuSi、FeSi、MnSi、ZnSi、SiC、Si及びSiO等が挙げられる。
In the resin composition of the present invention, it is preferable to use a silicon material as the negative electrode active material, since the volume change of the silicon can be effectively prevented.
Examples of silicon materials include silicon particles, alloys of silicon with metals such as tin, nickel, iron, copper, silver, cobalt, manganese, and zinc, and compounds of silicon with boron, nitrogen, oxygen, carbon, and the like.
Examples of silicon materials include SiO, SiO2 , SiB4 , Mg2Si , Ni2Si , CoSi2 , NiSi2 , Cu5Si , FeSi2 , MnSi2 , ZnSi2 , SiC , Si3N4 , and Si2N2O .

負極活物質として、シリコン材料以外のものを使用してもよく、例えば、金属リチウム、金属酸化物や黒鉛を挙げることができる。 Materials other than silicon may be used as negative electrode active materials, such as metallic lithium, metal oxides, and graphite.

なお、樹脂組成物は、負極活物質を2種以上含んでいてもよい。The resin composition may contain two or more types of negative electrode active materials.

樹脂組成物における負極活物質の含有量は、70質量%以上、99質量%以下であることが好ましく、75質量%以上、95質量%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物における負極活物質の含有量を上記数値範囲内とすることにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。
The content of the negative electrode active material in the resin composition is preferably 70% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 75% by mass or more and 95% by mass or less.
By setting the content of the negative electrode active material in the resin composition within the above numerical range, the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved.

一実施形態において、本発明の樹脂組成物は、導電剤を含み、例えば、カーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック等)、グラファイト、炭素繊維、カーボンフレーク、金属ファイバー及び箔等が挙げられる。これらの中でも、カーボンブラックが好ましく、アセチレンブラックがより好ましい。樹脂組成物は、導電剤を2種以上含んでいてもよい。In one embodiment, the resin composition of the present invention contains a conductive agent, for example, carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, etc.), graphite, carbon fiber, carbon flakes, metal fiber and foil, etc. Among these, carbon black is preferred, and acetylene black is more preferred. The resin composition may contain two or more types of conductive agents.

樹脂組成物における導電剤の含有量は、0.1質量%以上、25質量%以下であることが好ましく、1質量%以上、20質量%以下であることがより好ましい。
樹脂組成物における導電剤の含有量を上記数値範囲内とすることにより、負極活性物質層において良好な導電パスを形成することができる。
The content of the conductive agent in the resin composition is preferably 0.1% by mass or more and 25% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 20% by mass or less.
By setting the content of the conductive agent in the resin composition within the above numerical range, a good conductive path can be formed in the negative electrode active material layer.

本発明の特性を損なわない範囲において、本発明の樹脂組成物は、添加剤を含むことができ、例えば、増粘剤、フィラー等が挙げられる。 The resin composition of the present invention may contain additives, such as thickeners, fillers, etc., to the extent that the properties of the present invention are not impaired.

(リチウムイオン二次電池用負極)
本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、負極集電体と、該負極集電体上に形成された負極活性物質層と、を備え、該負極活性物質層は、上記樹脂組成物により構成されることを特徴とする。
(Negative electrode for lithium ion secondary batteries)
The negative electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention comprises a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector, the negative electrode active material layer being composed of the above-mentioned resin composition.

使用することのできる集電体は、特に限定されるものではなく、例えば、銅、ニッケル、ステンレス鋼、金、鉄、アルミニウム及びこれらの合金、ニッケルメッキ鋼、並びにクロムメッキ鋼等が挙げられる。 There is no particular limitation on the current collectors that can be used, but examples include copper, nickel, stainless steel, gold, iron, aluminum and alloys thereof, nickel-plated steel, and chrome-plated steel.

負極活性物質層の厚さは、15μm以上、150μm以下であることが好ましく、30μm以上、120μm以下であることがより好ましい。負極活性物質層の厚さを上記数値範囲内とすることにより、リチウムイオン二次電池の初回充放電効率及びサイクル特性をより改善することができる。The thickness of the negative electrode active material layer is preferably 15 μm or more and 150 μm or less, and more preferably 30 μm or more and 120 μm or less. By setting the thickness of the negative electrode active material layer within the above numerical range, the initial charge/discharge efficiency and cycle characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved.

本発明のリチウムイオン二次電池用負極は、上記樹脂組成物を溶解又は分散した有機溶媒を、集電体上に塗布し、乾燥させることにより作製することができる。
有機溶媒としては、上記したものを使用することができ、樹脂組成物の溶解性又は分散性という観点からは、N-メチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルイミダゾリジノン及びγ-ブチロラクトンが好ましい。
塗布方法は、特に限定されず、例えば、ダイコーター法、3本ロール式転写コーター法、ドクターブレード法、ディップ法、ダイレクトロール法及びグラビア法等が挙げられる。
The negative electrode for a lithium ion secondary battery of the present invention can be produced by applying an organic solvent in which the above-mentioned resin composition is dissolved or dispersed onto a current collector, and then drying the applied solvent.
As the organic solvent, those mentioned above can be used, and from the viewpoint of the solubility or dispersibility of the resin composition, N-methyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylimidazolidinone and γ-butyrolactone are preferred.
The coating method is not particularly limited, and examples thereof include a die coater method, a three-roll transfer coater method, a doctor blade method, a dip method, a direct roll method, and a gravure method.

(リチウムイオン二次電池)
本発明のリチウムイオン二次電池は、上記負極と、正極とを備えることを特徴とする。また、一実施形態において、本発明のリチウムイオン二次電池は、負極と正極との間に配置されたセパレータを備える。
以下、リチウムイオン二次電池が備える各構成について説明するが、負極については上記したため、ここでは記載を省略する。
(Lithium-ion secondary battery)
The lithium ion secondary battery of the present invention is characterized by comprising the above-mentioned negative electrode and a positive electrode. In one embodiment, the lithium ion secondary battery of the present invention further comprises a separator disposed between the negative electrode and the positive electrode.
Hereinafter, each component of the lithium ion secondary battery will be described, but since the negative electrode has been described above, a description thereof will be omitted here.

正極としては、従来よりリチウムイオン二次電池の正極に使用されているものを適宜使用することができる。
該正極は、リチウムイオン二次電池正極作製用樹脂組成物を、集電体上に塗布、乾燥することにより作製することができる。
As the positive electrode, any positive electrode that has been conventionally used for lithium ion secondary batteries can be appropriately used.
The positive electrode can be prepared by applying a resin composition for preparing a positive electrode for a lithium ion secondary battery onto a current collector and drying the applied resin composition.

リチウムイオン二次電池正極作製用樹脂組成物は、正極活物質及びバインダー樹脂を含むことができる。また、リチウムイオン二次電池正極作製用樹脂組成物は、上記導電剤及び添加剤を含んでいてもよい。The resin composition for producing a positive electrode of a lithium ion secondary battery may contain a positive electrode active material and a binder resin. The resin composition for producing a positive electrode of a lithium ion secondary battery may also contain the conductive agent and additives.

正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム及びリン酸鉄リチウム等が挙げられる。
バインダー樹脂としては、上記したポリイミド化合物を使用してもよく、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリプロピレン、ポリエチレン等を使用してもよい。
Examples of the positive electrode active material include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, and lithium iron phosphate.
As the binder resin, the above-mentioned polyimide compounds may be used, or polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polypropylene, polyethylene, or the like may be used.

また、上記したものに限定されず、正極として、リチウム箔等を使用することができる。 In addition, the positive electrode is not limited to the above, and lithium foil, etc. can also be used.

セパレータは、従来公知のものを使用することができ、例えば、紙製セパレータ、ポリエチレン及びポリプロピレン等の樹脂製セパレータ、並びにガラス繊維製セパレータ等を挙げることができる。 The separator may be any conventional separator, such as a paper separator, a resin separator such as polyethylene or polypropylene, or a glass fiber separator.

上記正極及び負極は、電池容器内に配置され、該容器には、電解質が溶解した有機溶媒(電界液)が充填されている。電解質は、特に限定されるものではなく、例えば、LiPF、LiClO、LiBF、LiClF、LiAsF、LiSbF、LiAlO、LiAlCl、CFSOLi、LiN(CFSO、LiCl及びLiI等が挙げられる。
これらの中でも、高い解離度を有するため、LiPF、LiClO及びCFSOLiが好ましい。
有機溶媒も特に限定されるものではなく、例えば、カーボネート化合物、ラクトン化合物、エーテル化合物、スルホラン化合物、ジオキソラン化合物、ケトン化合物、ニトリル化合物、ハロゲン化炭化水素化合物等を挙げることができる。
具体的には、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレングリコールジメチルカーボネート、プロピレングリコールジメチルカーボネート、エチレングリコールジエチルカーボネート、ビニレンカーボネート等のカーボネート類、γ-ブチルラクトン等のラクトン類、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,4-ジオキサンなどのエーテル類、スルホラン、3-メチルスルホラン等のスルホラン類、1,3-ジオキソラン等のジオキソラン類、4-メチル-2-ペンタノン等のケトン類、アセトニトリル、ピロピオニトリル、バレロニトリル、ベンソニトリル等のニトリル類、1,2-ジクロロエタン等のハロゲン化炭化水素類、その他のメチルフォルメート、ジメチルホルムアミド、ジエチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、イミダゾリウム塩、4級アンモニウム塩などのイオン性液体等を挙げることができる。さらに、これらの混合物であってもよい。
これらの中でも、負極に使用したポリイミド化合物の溶解性が低く、該ポリイミドの膨潤を抑えることができるため、カーボネート化合物が好ましい。
The positive and negative electrodes are placed in a battery container, and the container is filled with an organic solvent (electrolyte) in which an electrolyte is dissolved. The electrolyte is not particularly limited, and examples thereof include LiPF6 , LiClO4, LiBF4 , LiClF4 , LiAsF6 , LiSbF6 , LiAlO4 , LiAlCl4 , CF3SO3Li , LiN( CF3SO2 ) 3 , LiCl , and LiI .
Among these, LiPF 6 , LiClO 4 and CF 3 SO 3 Li are preferred because they have a high degree of dissociation.
The organic solvent is also not particularly limited, and examples thereof include carbonate compounds, lactone compounds, ether compounds, sulfolane compounds, dioxolane compounds, ketone compounds, nitrile compounds, and halogenated hydrocarbon compounds.
Specific examples of the solvent include carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, ethylene glycol dimethyl carbonate, propylene glycol dimethyl carbonate, ethylene glycol diethyl carbonate, and vinylene carbonate, lactones such as γ-butyl lactone, ethers such as dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, and 1,4-dioxane, sulfolanes such as sulfolane and 3-methylsulfolane, dioxolanes such as 1,3-dioxolane, ketones such as 4-methyl-2-pentanone, nitriles such as acetonitrile, propionitrile, valeronitrile, and benzonitrile, halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane, and other ionic liquids such as methyl formate, dimethylformamide, diethylformamide, dimethylsulfoxide, imidazolium salts, and quaternary ammonium salts. Mixtures of these may also be used.
Among these, carbonate compounds are preferred because the solubility of the polyimide compound used in the negative electrode is low and swelling of the polyimide can be suppressed.

リチウムイオン二次電池の形態は、特に限定されるものではなく、ペーパー型、ボタン型、コインセル型、積層型、円筒型及び角形等、その用途に応じ適宜変更することができる。The shape of the lithium ion secondary battery is not particularly limited and can be modified as appropriate depending on the application, such as paper type, button type, coin cell type, laminated type, cylindrical type, and square type.

(実施例1)
溶媒可溶性ポリイミド化合物Aの合成
窒素導入管、撹拌装置を備えた500mlセパラブルフラスコに、下記化学式で表されるジアミン化合物(BAPS)43.25g(100ミリモル)、下記化学式で表されるジアミン化合物(MBAA)28.63g(100ミリモル)、下記化学式で表される酸無水物(BPDA)58.84g(200ミリモル)、N-メチル-2-ピロリドン700g、ピリジン3.2g(40ミリモル)及びトルエン70gを投入し、窒素雰囲気下、180℃で、途中トルエンを系外にのぞきながら8時間反応させることにより、15重量%のポリイミド溶液を得た。

Figure 0007521743000011
Figure 0007521743000012
Figure 0007521743000013
Example 1
Synthesis of Solvent-Soluble Polyimide Compound A
Into a 500 ml separable flask equipped with a nitrogen inlet tube and a stirrer, 43.25 g (100 mmol) of a diamine compound (BAPS) represented by the chemical formula below, 28.63 g (100 mmol) of a diamine compound (MBAA) represented by the chemical formula below, 58.84 g (200 mmol) of an acid anhydride (BPDA) represented by the chemical formula below, 700 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 3.2 g (40 mmol) of pyridine, and 70 g of toluene were charged and reacted under a nitrogen atmosphere at 180° C. for 8 hours while removing the toluene from the system during the reaction, thereby obtaining a 15 wt % polyimide solution.
Figure 0007521743000011
Figure 0007521743000012
Figure 0007521743000013

(実施例2)
溶媒可溶性ポリイミド化合物Bの合成
実施例1と同様の装置を用い、BAPS43.25g(100ミリモル)、MBAA28.63g(100ミリモル)、下記化学式で表されるジアミン化合物(PHBAAB)15.22g(50ミリモル)、BPDA44.13g(150ミリモル)、下記化学式で表される酸無水物(ODPA)31.02g(100ミリモル)、N-メチル-2-ピロリドン868g、ピリジン4.0g(50ミリモル)及びトルエン87gを投入し、窒素雰囲気下、180℃で、途中トルエンを系外にのぞきながら9時間反応させることにより、15重量%のポリイミド溶液を得た。

Figure 0007521743000014
Figure 0007521743000015
Example 2
Synthesis of Solvent-Soluble Polyimide Compound B
Using the same apparatus as in Example 1, 43.25 g (100 mmol) of BAPS, 28.63 g (100 mmol) of MBAA, 15.22 g (50 mmol) of a diamine compound (PHBAAB) represented by the following chemical formula, 44.13 g (150 mmol) of BPDA, 31.02 g (100 mmol) of an acid anhydride (ODPA) represented by the following chemical formula, 868 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 4.0 g (50 mmol) of pyridine, and 87 g of toluene were added and reacted under a nitrogen atmosphere at 180° C. for 9 hours while removing the toluene from the system during the reaction, thereby obtaining a 15 wt % polyimide solution.
Figure 0007521743000014
Figure 0007521743000015

(実施例3)
溶媒可溶性ポリイミド化合物Cの合成
実施例1と同様の装置を用い、MBAA28.63g(100ミリモル)、PHBAAB15.22g(50ミリモル)、下記化学式で表されるジアミン化合物(TPE-R)29.23g(100ミリモル)、ODPA31.02g(100ミリモル)、下記化学式で表される酸無水物(BTA)37.23g(150ミリモル)、N-メチル-2-ピロリドン750g、ピリジン4.0g(50ミリモル)及びトルエン75gを投入し、窒素雰囲気下、180℃で、途中トルエンを系外にのぞきながら10時間反応させることにより、15重量%のポリイミド溶液を得た。

Figure 0007521743000016
Figure 0007521743000017
Example 3
Synthesis of Solvent-Soluble Polyimide Compound C
Using the same apparatus as in Example 1, 28.63 g (100 mmol) of MBAA, 15.22 g (50 mmol) of PHBAAB, 29.23 g (100 mmol) of a diamine compound (TPE-R) represented by the following chemical formula, 31.02 g (100 mmol) of ODPA, 37.23 g (150 mmol) of an acid anhydride (BTA) represented by the following chemical formula, 750 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 4.0 g (50 mmol) of pyridine, and 75 g of toluene were added and reacted under a nitrogen atmosphere at 180° C. for 10 hours while removing the toluene from the system during the reaction, thereby obtaining a 15 wt % polyimide solution.
Figure 0007521743000016
Figure 0007521743000017

(実施例4)
溶媒可溶性ポリイミド化合物Dの合成
実施例1と同様の装置を用い、MBAA28.63g(100ミリモル)、下記化学式で表される酸無水物(CpODA)38.44g(100ミリモル)、N-メチル-2-ピロリドン360g、ピリジン1.6g(20ミリモル)及びトルエン36gを投入し、窒素雰囲気下、180℃で、途中トルエンを系外にのぞきながら12時間反応させることにより、15重量%のポリイミド溶液を得た。

Figure 0007521743000018
Example 4
Synthesis of Solvent-Soluble Polyimide Compound D
Using the same apparatus as in Example 1, 28.63 g (100 mmol) of MBAA, 38.44 g (100 mmol) of an acid anhydride (CpODA) represented by the following chemical formula, 360 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 1.6 g (20 mmol) of pyridine, and 36 g of toluene were charged and reacted under a nitrogen atmosphere at 180° C. for 12 hours while removing the toluene from the system during the reaction, thereby obtaining a 15 wt % polyimide solution.
Figure 0007521743000018

(比較例1)
溶媒可溶性ポリイミド化合物aの合成
実施例1と同様の装置を用い、BAPS43.25g(100ミリモル)、CpODA38.44g(100ミリモル)、N-メチル-2-ピロリドン442g、ピリジン1.6g(20ミリモル)及びトルエン44gを投入し、窒素雰囲気下、180℃で、途中トルエンを系外にのぞきながら12時間反応させることにより、15重量%のポリイミド溶液を得た。
(Comparative Example 1)
Synthesis of solvent-soluble polyimide compound a
Using the same apparatus as in Example 1, 43.25 g (100 mmol) of BAPS, 38.44 g (100 mmol) of CpODA, 442 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 1.6 g (20 mmol) of pyridine, and 44 g of toluene were charged and reacted under a nitrogen atmosphere at 180° C. for 12 hours while removing the toluene from the system during the reaction, thereby obtaining a 15 wt % polyimide solution.

(比較例2)
溶媒可溶性ポリイミド化合物bの合成
実施例1と同様の装置を用い、下記化学式で表されるDABz15.22g(100ミリモル)、CpODA38.44g(100ミリモル)、N-メチル-2-ピロリドン284g、ピリジン1.6g(20ミリモル)及びトルエン28gを投入し、窒素雰囲気下、180℃で、途中トルエンを系外にのぞきながら10時間反応させることにより、15重量%のポリイミド溶液を得た。

Figure 0007521743000019
(Comparative Example 2)
Synthesis of solvent-soluble polyimide compound b
Using the same apparatus as in Example 1, 15.22 g (100 mmol) of DABz represented by the following chemical formula, 38.44 g (100 mmol) of CpODA, 284 g of N-methyl-2-pyrrolidone, 1.6 g (20 mmol) of pyridine, and 28 g of toluene were charged and reacted under a nitrogen atmosphere at 180° C. for 10 hours while removing the toluene from the system during the reaction, thereby obtaining a 15 wt % polyimide solution.
Figure 0007521743000019

<<弾性率測定>>
上記実施例及び比較例において得られた溶液を、スピンコート法にて10cm角のガラス板上に塗布し、100℃で0.5時間、200℃で0.5時間、250℃で1時間乾燥した。その後、ガラス板から剥離しカットすることにより、縦80mm×横10mm×厚さ15μmの試験片を得た。
この試験片の弾性率を引張試験機(島津製作所社製、商品名:AG-Xplus 50kN)を用いて、引張速度10mm/分にてMD方向及びTD方向の弾性率を測定した。MD方向の弾性率及びTD方向の弾性率の平均値を算出し、測定結果を表1にまとめた。
<<Elasticity measurement>>
The solutions obtained in the above Examples and Comparative Examples were applied onto a 10 cm square glass plate by spin coating, and dried for 0.5 hour at 100° C., 0.5 hour at 200° C., and 1 hour at 250° C. Thereafter, the plate was peeled off from the glass plate and cut to obtain a test piece measuring 80 mm long, 10 mm wide, and 15 μm thick.
The elastic modulus of this test piece was measured in the MD and TD directions at a tension speed of 10 mm/min using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: AG-Xplus 50 kN). The average values of the elastic modulus in the MD and TD directions were calculated, and the measurement results are summarized in Table 1.

<<引張強度測定>>
弾性率の測定時と同様の方法でサンプルを作製し、この試験片の引張強度を引張試験機(島津製作所社製、商品名:AG-Xplus 50kN)を用いて、引張速度10mm/分にてMD方向及びTD方向の引張強度を測定した。MD方向の弾性率及びTD方向の引張強度の平均値を算出し、測定結果を表1にまとめた。
<<Tensile strength measurement>>
A sample was prepared in the same manner as in the measurement of the elastic modulus, and the tensile strength of this test piece was measured in the MD direction and the TD direction using a tensile tester (manufactured by Shimadzu Corporation, product name: AG-Xplus 50 kN) at a tension speed of 10 mm/min. The average values of the elastic modulus in the MD direction and the tensile strength in the TD direction were calculated, and the measurement results are summarized in Table 1.

<<初回充放電効率>>
上記実施例1において得られた溶媒可溶性ポリイミド化合物Aと、負極活物質として一酸化ケイ素(SiO)及び黒鉛と、導電剤としてアセチレンブラック(デンカ(株)製、Li-400)及び炭素繊維(昭和電工(株)製、VGCF-H)と、を以下の組成にて混合し、リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を調整した。溶媒可溶性ポリイミド化合物Aを、その他の実施例及び比較例において得られた溶媒可溶性ポリイミド化合物に変更した以外は、同様にして、リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を調整した。
(リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物の組成)
・溶媒可溶性ポリイミド化合物A 6質量%
・一酸化ケイ素 18質量%
・黒鉛 72質量%
・アセチレンブラック 3質量%
・炭素繊維 1質量%
<<Initial charge/discharge efficiency>>
The solvent-soluble polyimide compound A obtained in Example 1 above, silicon monoxide (SiO) and graphite as negative electrode active materials, and acetylene black (Li-400, manufactured by Denka Co., Ltd.) and carbon fiber (VGCF-H, manufactured by Showa Denko K.K.) as conductive agents were mixed in the following composition to prepare a resin composition for preparing a lithium ion secondary battery negative electrode. Except for changing the solvent-soluble polyimide compound A to the solvent-soluble polyimide compounds obtained in the other Examples and Comparative Examples, a resin composition for preparing a lithium ion secondary battery negative electrode was prepared in the same manner.
(Composition of resin composition for producing lithium ion secondary battery negative electrode)
Solvent-soluble polyimide compound A 6% by mass
Silicon monoxide 18% by mass
Graphite 72% by mass
Acetylene black 3% by mass
Carbon fiber: 1% by mass

負極用集電体として、厚さ10μmの電解銅箔を準備し、この表面に、上記のようにして作製したリチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物を塗布、乾燥し、厚さ50μmの負極活性物質層を形成し、負極を得た。A 10 μm-thick electrolytic copper foil was prepared as a negative electrode current collector, and the resin composition for producing lithium-ion secondary battery negative electrodes prepared as described above was applied to its surface and dried to form a 50 μm-thick negative electrode active material layer, thereby obtaining a negative electrode.

正極としてリチウム箔、電解液としてエチレンカーボネート及びエチルメチルカーボネート、ポリオレフィン製単層セパレータ(セルガード(株)製、セルガード(登録商標)2500)を準備し、コインセル型のリチウムイオン二次電池を作製した。A lithium foil was used as the positive electrode, ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate were used as the electrolyte, and a polyolefin single-layer separator (Celgard (registered trademark) 2500, manufactured by Celgard Corporation) was used to fabricate a coin cell-type lithium ion secondary battery.

[電池性能の評価]
上記のようにして作製したリチウムイオン二次電池を25℃の環境下で、24時間静置した。その後、リチウムイオン二次電池の性能試験を25℃の環境下において行った。試験方法は下記の通りであり、その試験結果は表2にまとめた。
[Evaluation of Battery Performance]
The lithium ion secondary battery prepared as described above was allowed to stand for 24 hours in an environment at 25° C. Thereafter, a performance test of the lithium ion secondary battery was carried out in an environment at 25° C. The test method was as follows, and the test results are summarized in Table 2.

<<初回充放電効率評価>>
初回充放電効率は以下の方法で測定した。
0.1C相当の電流密度で5mVまでCC(定電流)充電を行い、続いて5mVでCV(定電圧)充電に切り替え、0.01C相当の電流密度になるまで充電したのち、0.1C相当の電流密度で1.2VまでCC放電するサイクルを25℃で2サイクル行い、このときの1サイクル目の0.1C相当の充電容量Aに対する1サイクル目の0.1C放電容量Bの比を初回充放電効率として、初回充放電効率(%)=(B/A)×100の式に基づいて算出し、その結果を表2にまとめた。
<<Initial charge/discharge efficiency evaluation>>
The initial charge/discharge efficiency was measured by the following method.
CC (constant current) charging was performed at a current density equivalent to 0.1 C to 5 mV, followed by switching to CV (constant voltage) charging at 5 mV, charging until a current density equivalent to 0.01 C was reached, and then CC discharging at a current density equivalent to 0.1 C to 1.2 V was performed for two cycles at 25° C., and the ratio of the 0.1 C discharge capacity B in the first cycle to the 0.1 C charge capacity A in the first cycle at this time was taken as the initial charge/discharge efficiency, which was calculated based on the formula: initial charge/discharge efficiency (%)=(B/A)×100, and the results are shown in Table 2.

<<サイクル特性評価>>
サイクル特性は以下の方法で測定した。初回充放電効率の測定の2サイクル後、0.2C相当の電流密度で5mVまでCC(定電流)充電を行い、続いて5mVでCV(定電圧)充電に切り替え、0.02C相当の電流密度になるまで充電したのち、0.2C相当の電流密度で1.2VまでCC放電するサイクルを25℃で3サイクル行い、続いて、0.5C相当の電流密度で5mVまでCC(定電流)充電を行い、続いて5mVでCV(定電圧)充電に切り替え、0.05CC相当の電流密度になるまで充電したのち、0.5C相当の電流密度で1.2VまでCC放電するサイクルを25℃で30サイクル行い、このときの30サイクル目の0.5C相当の放電容量をCとした。サイクル特性は、ΔC(%)=(C/B)×100の式に基づいて算出し、その結果を表2にまとめた。
<<Cycle characteristic evaluation>>
The cycle characteristics were measured by the following method. After two cycles of measuring the initial charge-discharge efficiency, CC (constant current) charging was performed at a current density of 0.2C to 5 mV, then switched to CV (constant voltage) charging at 5 mV, charging until the current density was equivalent to 0.02C, and then CC discharging at a current density of 0.2C to 1.2V was performed for three cycles at 25 ° C., followed by CC (constant current) charging at a current density of 0.5C to 5 mV, then switched to CV (constant voltage) charging at 5 mV, charging until the current density was equivalent to 0.05CC, and then CC discharging at a current density of 0.5C to 1.2V was performed for 30 cycles at 25 ° C., and the discharge capacity equivalent to 0.5C at the 30th cycle was taken as C. The cycle characteristics were calculated based on the formula ΔC (%) = (C / B) × 100, and the results are summarized in Table 2.

Figure 0007521743000020
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Figure 0007521743000021
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Claims (7)

リチウムイオン二次電池の電極材料として使用される、溶媒可溶性ポリイミドであって、
(a)カルボキシル基含有ジアミン及び(b)芳香族ジアミン化合物を含むジアミン成分と、(c)芳香族酸無水物を含む酸無水物成分との反応物であるか、又は
(a)カルボキシル基含有ジアミンを含むジアミン化合物と、(e)脂環式酸無水物を含む酸無水物成分との反応物であり、
前記(b)芳香族ジアミン化合物として、下記一般式(3)で表されるジアミン化合物を含み、
(一般式(3)中、R ~R は、それぞれ独立して、水素、フッ素、置換又は無置換のアルキル基及び置換又は無置換の芳香族基からなる群より選択され、R ~R の少なくとも1つが、芳香族基である。)
前記溶媒可溶性ポリイミドは、N-メチル-2-ピロリドン、N,N’-ジメチルイミダゾリジノン及びγ-ブチロラクトンからなる群より選択される少なくとも1種の有機溶媒に可溶なポリイミドであり、
弾性率が、3.4GPa以上であり、引張強度が、90MPa以上であることを特徴とする、溶媒可溶性ポリイミド化合物。
A solvent-soluble polyimide used as an electrode material for a lithium-ion secondary battery, comprising:
(a) a reaction product of a diamine component containing a carboxyl group-containing diamine and (b) an aromatic diamine compound , and (c) an acid anhydride component containing an aromatic acid anhydride , or (a) a reaction product of a diamine compound containing a carboxyl group-containing diamine, and (e) an acid anhydride component containing an alicyclic acid anhydride ,
The (b) aromatic diamine compound includes a diamine compound represented by the following general formula (3):
(In general formula (3), R 2 to R 9 are each independently selected from the group consisting of hydrogen, fluorine, a substituted or unsubstituted alkyl group, and a substituted or unsubstituted aromatic group, and at least one of R 2 to R 9 is an aromatic group.)
the solvent-soluble polyimide is a polyimide soluble in at least one organic solvent selected from the group consisting of N-methyl-2-pyrrolidone, N,N'-dimethylimidazolidinone, and γ-butyrolactone;
A solvent-soluble polyimide compound having an elastic modulus of 3.4 GPa or more and a tensile strength of 90 MPa or more.
前記(a)カルボキシル基含有ジアミン化合物が、下記一般式(1)又は(2)で表される、請求項1に記載の溶媒可溶性ポリイミド化合物。
(一般式(1)及び(2)中、Rは、単結合又は(CHで表され、pは1~6の整数であり、n及びoは、それぞれ、1~5の整数である。)
2. The solvent-soluble polyimide compound according to claim 1, wherein the carboxyl group-containing diamine compound (a) is represented by the following general formula (1) or (2):
(In general formulas (1) and (2), R 1 is represented by a single bond or (CH 2 ) p , p is an integer from 1 to 6, and n and o are each an integer from 1 to 5.)
前記(c)芳香族酸無水物が、下記一般式(4)で表される、請求項1又は2に記載の溶媒可溶性ポリイミド化合物。
(一般式(4)中、Xは、単結合、炭素数1~6のアルキル基、(CFC、SO及び酸素原子から選択される。)
3. The solvent-soluble polyimide compound according to claim 1 , wherein the aromatic acid anhydride (c) is represented by the following general formula (4):
(In general formula (4), X is selected from a single bond, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, (CF 3 ) 2 C, SO 2 , and an oxygen atom.)
前記(e)脂環式酸無水物が、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物及びビシクロ[2,2,2]オクト-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物からなる群より選択される少なくとも1種である、請求項1~のいずれか一項に記載の溶媒可溶性ポリイミド化合物。 The solvent-soluble polyimide compound according to any one of claims 1 to 3, wherein the (e) alicyclic acid anhydride is at least one selected from the group consisting of norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α'-spiro-2″-norbornane-5,5″, 6,6 ″-tetracarboxylic acid dianhydride and bicyclo[2,2,2]oct-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic acid dianhydride. 請求項1~のいずれか一項に記載の溶媒可溶性ポリイミド化合物と、負極活物質とを含むことを特徴とする、リチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物。 A resin composition for producing a lithium ion secondary battery negative electrode, comprising the solvent-soluble polyimide compound according to any one of claims 1 to 4 and a negative electrode active material. 負極集電体と、前記負極集電体上に形成された負極活性物質層と、を備え、
前記負極活性物質層が、請求項に記載のリチウムイオン二次電池負極作製用樹脂組成物により構成されることを特徴とする、リチウムイオン二次電池用負極。
a negative electrode current collector; and a negative electrode active material layer formed on the negative electrode current collector,
6. A negative electrode for a lithium ion secondary battery, wherein the negative electrode active material layer is made of the resin composition for producing a lithium ion secondary battery negative electrode according to claim 5 .
請求項に記載のリチウムイオン二次電池用負極と、正極とを備えることを特徴とする、リチウムイオン二次電池。 A lithium ion secondary battery comprising the negative electrode for lithium ion secondary batteries according to claim 5 and a positive electrode.
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