本发明涉及电化学元件功能层用组合物、电化学元件用功能层和电化学元件。
背景技术：
包含锂离子二次电池等非水系二次电池的电化学元件具有小型、轻质且能量密度高，进而能够反复充放电的特性，已在广泛的用途中使用。其中，作为电化学元件的一种，非水系二次电池(以下有时简称为“二次电池”)一般具有电极(正极和负极)，以及隔离正极和负极防止正极与负极之间短路的间隔件等电池构件。
在此，作为电化学元件所具有的构件，使用具有功能层的构件，该功能层包含为了使电池构件发挥所期望的功能而配合的颗粒(以下称为“功能性颗粒”)和其他成分。
例如，作为二次电池的间隔件，使用间隔件基材上具有多孔膜层的间隔件，该多孔膜层包含粘结材料和作为功能性颗粒的非导电性颗粒。此外，作为二次电池的电极，使用：在集流体上具有包含粘结材料和作为功能性颗粒的电极活性物质颗粒的电极复合材料层的电极，在集流体上具有电极复合材料层的电极基材上进一步具有上述的多孔膜层等的电极。
而且，近年来，为了实现二次电池等电化学元件的性能的进一步提高，尝试对功能层用组合物进行改进。例如，专利文献1中提出了一种非水系二次电池功能层用组合物，其以规定的比率包含规定性状的颗粒状聚合物和氨基酸，且包含环氧乙烷-环氧丙烷共聚物等润湿剂。此外，例如专利文献2提出了一种使用膏体形成负极的技术，该膏体含有在表面具有共聚物的碳材料和粘结材料，该共聚物具有环氧乙烷单元和环氧丙烷单元。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2016-122611号公报；
专利文献2：日本特开2002-175806号公报。
技术实现要素：
发明要解决的问题
然而，在上述一直以来的组合物或技术中，对于得到的电化学元件的低温输出特性、高电压循环特性这些电化学特性仍有改善的余地。
因此，本发明目的在于，提供一种电化学元件功能层用组合物，其能够形成可使电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性提高的功能层。
此外，本发明目的在于，提供一种电化学元件用功能层，其可使电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性提高。
进而，本发明目的在于，提供一种低温输出特性和高电压循环特性等电化学特性优异的电化学元件。
用于解决问题的方案
本发明人为了解决上述课题，进行了深入研究。而且，本发明人发现，通过使用包含聚合物的电化学元件功能层用组合物形成的功能层，且该聚合物含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元，可使具有该功能层的电化学元件发挥优异的低温输出特性和高电压循环特性，从而完成了本发明。
即，本发明以有利地解决上述问题为目的，本发明的电化学元件功能层用组合物的特征在于，包含聚合物a和溶剂，上述聚合物a含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元。如果像这样使用包含聚合物a形成的电化学元件功能层用组合物，且该聚合物a含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元，则能够得到可使电化学元件发挥优异的低温输出特性和高电压循环特性的功能层。
另外，在本发明中，聚合物“包含单体单元”是指“在使用该单体得到的聚合物中包含来自单体的重复单元”的意思。此外，本说明书中，“(甲基)丙烯”是“丙烯酰”或“甲基丙烯酰”的意思。
在此，在本发明的电化学元件功能层用组合物中，优选上述(甲基)丙烯酸酯单体单元包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，且该(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元的非羰基性氧原子上键合的烷基为碳原子数5以上且20以下的直链或支链烷基。如果聚合物a所含有的(甲基)丙烯酸酯单体单元包含在非羰基性氧原子上键合的烷基为碳原子数5以上且20以下的直链或支链烷基的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，则通过使用包含该聚合物a的电化学元件功能层用组合物，能够形成可使电化学元件发挥更进一步优异的低温输出特性的功能层。
此外，在本发明的电化学元件功能层用组合物中，优选上述聚合物a的上述含环氧烷结构单体单元包含环氧烷结构单元重复n次(在此，n为2以上且30以下的整数)而成的聚环氧烷结构。通过使用包含聚合物a的电化学元件功能层用组合物，且该聚合物a具有包含聚环氧烷结构的含环氧烷结构单体单元，能够得到可使电化学元件发挥更进一步优异的低温输出特性的功能层。
在此，环氧烷结构单元的重复数n能够通过本说明书的实施例记载的方法求出。
此外，本发明的电化学元件功能层用组合物中，优选上述聚合物a的上述含环氧烷结构单体单元包含含环氧乙烷结构单体单元以及含环氧丙烷结构单体单元的至少一者。如果构成聚合物a的上述含环氧烷结构单体单元包含含环氧乙烷结构单体单元或含环氧丙烷结构单体单元的至少一者，则通过使用包含该聚合物a的电化学元件功能层用组合物，能够形成可使电化学元件发挥更进一步优异的低温输出特性的功能层。
此外，在本发明的电化学元件功能层用组合物中，优选进一步包含非导电性颗粒。通过使用包含非导电性颗粒的电化学元件功能层用组合物，可发挥来自该颗粒的功能，并能够形成可使电化学元件发挥优异的低温输出特性和高电压循环特性的功能层。
此外，本发明以有利地解决上述问题为目的，本发明的电化学元件用功能层的特征在于，使用上述任一种电化学元件功能层用组合物形成。由上述任一种电化学元件功能层用组合物形成的功能层能够使具有该功能层的电化学元件发挥优异的低温输出特性和高电压循环特性。
此外，本发明以有利地解决上述问题为目的，本发明的电化学元件的特征在于，具有上述电化学元件用功能层。具有上述功能层的电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性等电化学特性优异。
发明效果
根据本发明，能够提供一种电化学元件功能层用组合物，其能够形成可使电化学元件低温输出特性和高电压循环特性提高的功能层。
此外，根据本发明，能够提供一种电化学元件用功能层，其可以提高电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性。
而且，根据本发明，能够提供一种低温输出特性和高电压循环特性等电化学特性优异的电化学元件。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细说明。
在此，本发明的电化学元件功能层用组合物可用于电化学元件的制造用途。而且，本发明的电化学元件功能层用组合物能够用于在电化学元件内形成作为发挥电子的吸收释放功能的功能层的电极复合材料层、作为发挥增强构件的功能的功能层的多孔膜层、和起到粘接构件间的作用的粘接层等各种功能层。另外，多孔膜层也可发挥粘接能力。进而，本发明的电化学元件用功能层由本发明的电化学元件功能层用组合物形成。而且，本发明的电化学元件具有本发明的电化学元件用功能层。
另外，在本说明书中，将包含电极活性物质颗粒的功能层称为“电极复合材料层”，将不含有电极活性物质颗粒、而包含不含电极活性物质颗粒的非导电性颗粒的功能层称为“多孔膜层”，将包含粘结材料、不包含电极活性物质颗粒和非导电性颗粒的任一种，且有助于电池构件间的粘接性的功能层称为“粘接层”，将不属于这些中的任一者的功能层称为“其他功能层”。
(电化学元件功能层用组合物)
本发明的电化学元件功能层用组合物(以下也简称为“功能层用组合物”)是包含溶剂和聚合物a的组合物，该聚合物a含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元。另外，本发明的功能层用组合物除了聚合物a和溶剂以外，也可以包含作为用于使功能层发挥期望的功能而配合的颗粒的功能性颗粒。例如，功能层用组合物可以包含非导电性颗粒作为功能性颗粒。更具体而言，功能层用组合物可以包含有机颗粒和无机颗粒的至少一者作为非导电性颗粒。另外，在此情况下，该功能层用组合物可以为多孔膜用组合物。进而，本发明的功能层用组合物也可以包含与含有上述含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元的聚合物a以及功能性颗粒不同的其他聚合物、其他成分。
而且，本发明的功能层用组合物包含聚合物a，该聚合物a含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元，由此能够提高具有得到的功能层的电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性。其原因尚不明确，但可认为原因如下，即，通过聚合物a中所含有的含环氧烷结构单体单元，使得得到的功能层的电解液亲和性适度提高，由此抑制电化学元件的内阻上升，且通过聚合物a中所含有的(甲基)丙烯酸酯单体单元，对得到的功能层赋予适度的柔软性，抑制电化学元件的伴随充放电的收缩导致的劣化。
<聚合物a>
聚合物a为可提高由功能层用组合物形成的功能层的电解液亲和性的成分。更具体而言，聚合物a在功能层用组合物中，是可作为所谓“润湿剂”发挥功能的成分。另外，聚合物a为常温(jisz8703：1983)液体的化合物。
[聚合物a的组成]
聚合物a需要含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元，也可以任意地含有除这些以外的来自其他单体的结构单元。
―含环氧烷结构单体单元―
聚合物a所包含的含环氧烷结构单体单元，是包含可由通式(i)表示的结构的单体单元。
[化学式1]
[式(i)中，m为1以上的整数，n为1以上的整数]
通过使聚合物a含有含环氧烷结构，能够提高功能层的离子传导性，能够减少得到的电化学元件的内阻。上述式(i)中，整数m优选为2以上且5以下，更优选整数m为2或3，进一步优选整数m为2。在整数m为2的情况下，包含通式(i)表示的结构单元的单体单元称为含环氧乙烷结构单元。此外，在整数m为3的情况下，包含通式(i)表示的结构单元的单体单元称为含环氧丙烷结构单元。如果整数m为上述上限值以下，则能够形成可使电化学元件发挥更进一步优异的低温输出特性的功能层。特别地，在整数m为2的情况下，即，在使聚合物a含有含环氧乙烷结构单体单元的情况下，能够对功能层赋予适度的亲水性，能够提高功能层对电解液的亲和性。结果，特别是在聚合物a含有含环氧乙烷结构单体单元的情况下，能够形成可使电化学元件发挥特别优异的低温输出特性的功能层。
另外，聚合物a可以包含多种含环氧烷结构单体单元。换言之，例如在聚合物a中，可以含有含环氧乙烷结构单体单元和含环氧丙烷结构单体单元两者。
此外，上述式(i)中包含的规定环氧烷结构单元：-cmh2mo-[式中，m为1以上的整数]的重复数的整数n优选为30以下，更优选为20以下，进一步优选为15以下，优选为2以上，更优选为3以上，进一步优选为4以上。即，聚合物a所包含的含环氧烷结构单体单元优选包含环氧烷结构单元重复n次(在此，n为2以上且30以下的整数)而成的聚环氧烷结构单元。如果重复数n为上述下限值以上，则使用包含聚合物a的功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的低温输出特性。如果重复数n为上述上限值以下，则使用包含聚合物a的功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的高电压循环特性。此外，环氧烷结构单元：-cmh2mo-[式中，m为1以上的整数]的一部分或全部氢原子可以被取代基取代。作为该取代基，可举出苯基等。在环氧烷结构单元具有多个取代基的情况下，这些取代基可以相同，也可以不同。
进而，在聚合物a包含多种含环氧烷结构单体单元的情况下，对于各含环氧烷结构单体单元，上述重复数可以相同，也可以不同。在此情况下，优选全部重复数n的数平均值为上述优选范围内，更优选全部重复数为上述优选范围内。
这样的含环氧烷结构单体单元能够使用含有上述式表示的环氧烷结构单元的化合物形成。作为该化合物，可举出例如包含含有通式(i)表示的结构的、下述通式(ii)表示的结构的化合物。
[化学式2]
[通式(ii)中，r1和r2一者表示(甲基)丙烯酰基，另一者表示氢原子、羟基、或碳原子数1～10的直链或支链状的烷基]在此，作为碳原子数1～10的直链或支链状的烷基，可举出例如甲基、乙基和丙基等。
更具体而言，作为通式(ii)可表示的化合物没有特别限定，可举出甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯和甲氧基聚丙二醇(甲基)丙烯酸酯等。其中，作为含有环氧烷结构单元的化合物，优选甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。作为甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯，可举出例如甲氧基聚乙二醇#400丙烯酸酯(重复数n：9)和甲氧基聚乙二醇#550丙烯酸酯(重复数n：13)。此外，作为甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯，可举出例如甲氧基聚乙二醇#1000甲基丙烯酸酯(重复数n：23)。在此，在上述化合物名称中的“#”后的数值的意思是，1分子上述化合物中所包含的环氧烷结构单元的重复部分的重均分子量。其中，作为含有环氧烷结构单元的化合物，优选甲氧基聚乙二醇#550丙烯酸酯。另外，在本发明中，“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯的意思，“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基或甲基丙烯酰基的意思。
―含环氧烷结构单体单元的含有比例―
进而，聚合物a中的含环氧烷结构单体单元的含有比例优选为5摩尔％以上，更优选为20摩尔％以上，进一步优选为25摩尔％以上，优选为95摩尔％以下，更优选为90摩尔％以下，进一步优选为85摩尔％以下。如果聚合物a中的含环氧烷结构单体单元的含有比例为上述下限值以上，则使用包含聚合物a的功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的低温输出特性。此外，如果聚合物a中的含环氧烷结构单体单元的含有比例为上述上限值以下，则使用包含聚合物a的功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的高电压循环特性。另外，聚合物a中的含环氧烷结构单体单元的含有比例能够通过本说明书的实施例记载的方法测定。
―(甲基)丙烯酸酯单体单元―
聚合物a所包含的(甲基)丙烯酸酯单体单元优选包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，且该(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元的非羰基性氧原子上键合的烷基为碳原子数5以上且20以下的直链或支链烷基。而且，(甲基)丙烯酸烷基酯单体的非羰基性氧原子上键合的烷基的碳原子数更优选为6以上，进一步优选为8以上，更优选为18以下，进一步优选为12以下。如果烷基的碳原子数为上述下限值以上，则能够抑制聚合物a的电解液亲和性过高，使用功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的高电压循环特性。此外，如果烷基的碳原子数为上述上限值以下，则使用包含聚合物a的功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的低温输出特性。
作为可形成(甲基)丙烯酸酯单体单元的单体，可举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸正戊酯、(甲基)丙烯酸异戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸正十四烷基酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯等(甲基)丙烯酸烷基酯等。其中，优选(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯(在非羰基性氧原子上键合的烷基的碳原子数：8)和丙烯酸硬脂酯(在非羰基性氧原子上键合的烷基的碳原子数：18)，特别优选丙烯酸-2-乙基己酯。
―(甲基)丙烯酸酯单体单元的含有比例―
进而，聚合物a中的(甲基)丙烯酸酯单体单元的含有比例优选为5摩尔％以上，更优选为10摩尔％以上，进一步优选为15摩尔％以上，优选为95摩尔％以下，更优选为90摩尔％以下，进一步优选为75摩尔％以下。如果聚合物a中的(甲基)丙烯酸酯单体单元的含有比例为上述下限值以上，则使用包含聚合物a的功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的高电压循环特性。此外，如果聚合物a中的(甲基)丙烯酸酯单体单元的含有比例为上述上限值以下，则使用包含聚合物a的功能层用组合物形成功能层，能够更进一步提高具有该功能层的电化学元件的低温输出特性。另外，聚合物a中的(甲基)丙烯酸酯单体单元的含有比例也能够通过本说明书的实施例记载的方法测定。
-其他单体单元-
作为可用于制备聚合物a的除了含环氧烷结构单体和(甲基)丙烯酸酯单体以外的其他单体，没有特别限定，可举出烷基、烯基、炔基、环烷基和芳基等具有疏水性基团的单体、交联性单体等。更具体而言，作为其他单体，可举出例如1,3-丁二烯和异戊二烯等二乙烯基单体；以及苯乙烯等芳香族乙烯基单体。此外，作为交联性单体，可举出在该单体中具有2个以上聚合性反应基团的多官能单体。其中，作为其他单体，优选使用苯乙烯。通过并用疏水性的其他单体与含环氧烷结构单体组合，特别在功能层用组合物包含作为非导电性颗粒的有机颗粒的情况下，能够提高非导电性颗粒对该有机颗粒的吸附性。由此能够提高功能层对电解液的亲和性。
进而，聚合物a中的其他单体单元的含有比例优选为15摩尔％以下，更优选为5摩尔％以下，进一步优选为1摩尔％以下。特别地，在聚合物a包含交联性单体单元作为其他单体单元的情况下，聚合物a中的交联性单体的含有比例优选小于0.5摩尔％。如果聚合物a中的其他单体单元的含有比例为上述上限值以下，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的电化学特性。另外，聚合物a中的其他单体单元的含有比例也能够通过1h-nmr波谱测定求出。
[聚合物a的制备方法]
聚合物a的制备方法没有特别限定，可按照已知的任意聚合方法进行。作为聚合物a的聚合方法没有特别限定，可以使用例如溶液聚合法、悬浮聚合法、本体聚合法、乳液聚合法等中的任一种方法。此外，作为聚合反应，能够使用离子聚合、自由基聚合、活性自由基聚合等加成聚合。此外，作为聚合溶剂没有特别限定，能够使用甲苯等已知的有机溶剂和水等。进而，作为聚合引发剂没有特别限定，可举出过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾。其中，优选使用过硫酸铵。这些可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意比率组合使用。
在此，聚合引发剂的添加量、聚合温度等各条件能够设为通常的范围。
[聚合物a的性状]
-聚合物a的玻璃化转变温度tg-
聚合物a优选玻璃化转变温度为-70℃以上，更优选为-68℃以上，进一步优选为-65℃以上，优选为95℃以下，更优选为55℃以下，进一步优选为50℃以下。如果聚合物a的玻璃化转变温度为上述下限值以上，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性。此外，如果聚合物a的玻璃化转变温度为上述上限值以下，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的低温输出特性。另外，聚合物a的“玻璃化转变温度”能够按照jisk7121：2012，通过差示扫描量热分析进行测定。
而且，聚合物a的玻璃化转变温度能够通过例如调节聚合物a的组成进行控制。更具体而言，通过提高聚合物a中的含环氧烷结构单体单元的比率，能够使玻璃化转变温度降低，通过降低聚合物a中的含环氧烷结构单体单元的比率，能够提高玻璃化转变温度。此外，例如通过在制备聚合物a时提高(甲基)丙烯酸酯单体的含有比例，能够提高玻璃化转变温度，反之，通过降低(甲基)丙烯酸酯单体的含有比例，能够降低玻璃化转变温度。
―聚合物a的溶解参数―
聚合物a的溶解度参数(sp値：solubilityparameter)优选为15(j/cm3)1/2以上，更优选为16(j/cm3)1/2以上，进一步优选为16.5(j/cm3)1/2以上，优选为20(j/cm3)1/2以下。如果聚合物a的sp值为上述下限值以上，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的低温输出特性。此外，如果聚合物a的sp值为上述上限值以下，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的高电压循环特性。聚合物a的sp值能够根据该聚合物a的分子结构推算。具体而言，可使用能够根据smile式计算sp值的模拟软件(例如“hspip”(https://www.hansen-solubility.com/)来计算。在该模拟软件中，基于hansensolubilityparametersauser’shandbooksecondedition，charlesm.hansen记载的理论，求得sp值。
[聚合物a的配合量]
在功能层用组合物含有非导电性颗粒的情况下，将非导电性颗粒的配合量与聚合物a的配合量的合计量作为100质量％，本发明的功能层用组合物中的聚合物a的配合量优选为1质量％以上，更优选为3质量％以上，进一步优选为5质量％以上，优选为90质量％以下，更优选为80质量％以下，进一步优选为50质量％以下。如果在功能层用组合物包含非导电性颗粒的情况下，如果功能层用组合物中的聚合物a的配合量为上述下限值以上，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的低温输出特性。此外，如果功能层用组合物中的聚合物a的配合量为上述上限值以下，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的高电压循环特性。
此外，在功能层用组合物不含有非导电性颗粒而含有电极活性物质的情况下(即，在可通过功能层用组合物形成的功能层为电极复合材料层的情况下)，优选相对于100质量份电极活性物质，聚合物a的配合量为1质量份以上且10质量份以下。如果在功能层用组合物包含电极活性物质的情况下，如果功能层用组合物中的聚合物a的配合量为上述范围内，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性这些电化学特性。
此外，在功能层用组合物不包含非导电性颗粒和电极活性物质的任一种，且在该功能层用组合物中，含有可作为后述那样的粘结材料发挥功能的聚合物(即，粘结材料)的情况下，将粘结材料和聚合物a的合计量作为100质量％，优选聚合物a的配合量为90质量％以上且小于100质量％。在功能层用组合物不包含非导电性颗粒和电极活性物质的任一种的情况下，如果功能层用组合物中的聚合物a的配合量为上述范围内，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性这些电化学特性。
<功能性颗粒>
在此，作为用于使功能层发挥期望的功能而配合的颗粒的功能性颗粒，例如在功能层为多孔膜层的情况下可举出非导电性颗粒，在功能层为电极复合材料层的情况下可举出电极活性物质颗粒。
[非导电性颗粒]
作为用作功能性颗粒的非导电性颗粒没有特别限定，能够举出可用于二次电池等电化学元件的已知的非导电性颗粒。通过使本发明的功能层组合物含有非导电性颗粒作为功能性颗粒，能够对可使用功能层用组合物形成的功能层赋予粘接性和/或机械强度，能够使该功能层作为多孔膜发挥功能。
具体而言，可以使用无机颗粒和有机颗粒的至少一者作为非导电性颗粒。
作为无机颗粒，可举出例如：氧化铝(alumina)、水合铝氧化物(勃姆石)、氧化硅、氧化镁(magnesia)、氧化钙、氧化钛(titania)、batio3、zro、氧化铝-二氧化硅复合氧化物等氧化物颗粒；氮化铝、氮化硼等氮化物颗粒；硅、金刚石等共价键合性晶体颗粒；硫酸钡、氟化钙、氟化钡等难溶性离子晶体颗粒；滑石粉、蒙脱土等粘土微粒等。此外，这些颗粒可以根据需要实施元素置换、表面处理、固溶体化等。通过配合无机颗粒作为非导电性颗粒，能够有效提高功能层的机械强度。
此外，作为有机颗粒没有特别限定，能够举出例如苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr)等脂肪族共轭二烯/芳香族乙烯基系共聚物(主要包含脂肪族共轭二烯单体单元和芳香族乙烯基单体单元的聚合物)；丁二烯-丙烯腈共聚物(nbr)等脂肪族共轭二烯/丙烯腈系共聚物、聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物等氟系聚合物(主要包含含氟单体单元的聚合物)；和丙烯酸系聚合物(主要包含(甲基)丙烯酸酯单体单元和(甲基)丙烯腈单元的聚合物)等。在此，作为可形成上述各种单体单元的各种单体，能够使用已知的单体。此外，在本说明书中，(甲基)丙烯腈是指丙烯腈或甲基丙烯腈的意思。通过配合有机颗粒作为非导电性颗粒，能够提高功能层的粘接性。另外，在本发明中，“主要包含”1种或多种单体单元的意思是，“在将聚合物所包含的总单体单元的量作为100质量％的情况下，该1种单体单元的含有比例或者该多种单体单元的含有比例的合计超过50质量％”。通过配合作为非导电性颗粒的有机颗粒，能够对功能层赋予粘接性和/或机械强度。另外，有机颗粒是与本发明中的聚合物a组成和性状不同的颗粒，有机颗粒不包含相当于上述聚合物a的聚合物。
特别地，作为有机颗粒，优选含有具有核壳结构的颗粒状聚合物(以下也称为“核壳颗粒”)。核壳结构的意思是，具有由组成和/或性状互不相同的聚合物分别形成的核部和壳部的结构。壳部至少局部地覆盖核部的外表面。此外，即使在外观上看起来核部的外表面被壳部完全地覆盖的情况下，也可形成有连通壳部内外的孔。作为具有该核壳结构的颗粒状聚合物，没有特别限定，可举出例如具有以下这样的核部和壳部的丙烯系聚合物。核壳颗粒的核部可以是(甲基)丙烯腈等(甲基)丙烯腈单体；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯等(甲基)丙烯酸酯单体；(甲基)丙烯酸等含酸性基团单体；苯乙烯和苯乙烯磺酸等苯乙烯衍生物等的芳香族乙烯基单体；以及通过与二甲基丙烯酸亚乙酯、二甲基丙烯酸二乙二酯、二甲基丙烯酸乙二酯、二丙烯酸二乙二酯、二丙烯酸-1,3-丁二酯等二(甲基)丙烯酸酯化合物等交联性单体进行聚合而形成的聚合物，核壳颗粒的壳部可以是与可用于形成上述核部的芳香族乙烯基单体、和含酸性基团单体等同样的单体等进行聚合而形成的聚合物。另外，用于形成有机颗粒的(甲基)丙烯腈单体、(甲基)丙烯酸酯单体和芳香族乙烯基单体等可以与上述用于聚合物a的各种单体相同，也可以不同。此外，核壳颗粒优选至少构成核部的聚合物中的(甲基)丙烯酸酯单体单元和(甲基)丙烯腈单体的合计含有比例超过50质量％。通过配合核壳颗粒作为非导电性颗粒，能够对功能层赋予进一步优越的过程粘接性。
另外，对于有机颗粒是否为核壳结构，能够通过使用扫描型电子显微镜(scanningelectronmicroscope,sem)等放大观察有机颗粒的截面结构来确认。
―非导电性颗粒的性状―
此外，作为非导电性颗粒的无机颗粒和有机颗粒优选体积平均粒径为300nm以上且2000nm以下。非导电性颗粒的“体积平均粒径”表示采用激光衍射法所测定的粒度分布(体积基准)中从小径侧开始计算的累积体积成为50％的粒径。
特别地，在非导电性颗粒为有机颗粒的情况下，该有机颗粒为非水溶性。因此，通常有机颗粒在溶剂为水的功能层用组合物内为颗粒状，维持其颗粒形状而原样包含于功能层。在此，有机颗粒为“非水溶性”是指，在25℃中将0.5g有机颗粒溶解于100g的水时，不溶成分为90质量％以上。
此外，在非导电性颗粒为有机颗粒的情况下，该有机颗粒在电解液中的溶胀度(以下也称为“电解液溶胀度”)优选为100％以上，更优选为120％以上，进一步优选为150％以上，优选为1500％以下，更优选为1000％以下，进一步优选为500％以下。通过使有机颗粒的电解液溶胀度为上述范围内，能够使具有得到的功能层的电化学元件的电化学特性更进一步提高。另外，有机颗粒的电解液溶胀度能够通过实施例记载的方法进行测定。
―非导电性颗粒的配合量―
将非导电性颗粒的配合量和聚合物a的配合量的合计量设为100质量％，本发明的功能层用组合物中的非导电性颗粒的配合量优选为10质量％以上，更优选为20质量％以上，进一步优选为50质量％以上，优选为99质量％以下，更优选为97质量％以下，进一步优选为95质量％以下。如果功能层用组合物中的非导电性颗粒的配合量为上述下限值以上，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的高电压循环特性。此外，如果功能层用组合物中的非导电性颗粒的配合量为上述上限值以下，则能够更进一步提高具有功能层的电化学元件的低温输出特性。
―非导电性颗粒中的有机颗粒的比率―
在本发明的功能层用组合物包含非导电性颗粒的情况下，该非导电性颗粒可以全部为有机颗粒或无机颗粒，也可以为有机颗粒和无机颗粒的混合物。在非导电性颗粒为有机颗粒和无机颗粒的混合物的情况下，例如将非导电性颗粒总体设为100体积％，5体积％以上且50体积％以下可以为有机颗粒。
[电极活性物质颗粒]
而且，作为用作功能性颗粒的电极活性物质颗粒，没有特别限定，能够举出例如可用于二次电池等电化学元件的已知的电极活性物质形成的颗粒。具体而言，作为可以在作为二次电池的一个例子的锂离子二次电池的电极复合材料层中使用的电极活性物质颗粒，没有特别限定，能够使用由以下的电极活性物质形成的颗粒。通过在本发明的功能层用组合物中配合电极活性物质颗粒作为功能性颗粒，能够令可使用功能层用组合物形成的功能层作为电极复合材料层发挥功能。
-正极活性物质-
作为在锂离子二次电池的正极的正极复合材料层中配合的正极活性物质，能够使用例如含有过渡金属的化合物，例如过渡金属氧化物、过渡金属硫化物、锂与过渡金属的复合金属氧化物等。另外，作为过渡金属，可举出例如ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、mo等。
具体而言，作为正极活性物质没有特别限定，可举出：含锂的氧化钴(licoo2)、锰酸锂(limn2o4)、含锂氧化镍(linio2)、co-ni-mn的含锂复合氧化物、ni-mn-al的含锂的复合氧化物、ni-co-al的含锂的复合氧化物、橄榄石型磷酸铁锂(lifepo4)、橄榄石型磷酸锰锂(limnpo4)、li1+xmn2-xo4(0<x<2)表示的锂过量尖晶石化合物、li[ni0.17li0.2co0.07mn0.56]o2、lini0.5mn1.5o4等。
另外，上述正极活性物质可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
-负极活性物质-
作为在锂离子二次电池的负极的负极复合材料层中配合的负极活性物质，可举出例如碳系负极活性物质、金属系负极活性物质以及将这些组合而成的负极活性物质等。
在此，碳系负极活性物质是指，能够插入锂(也称为“掺杂”)的、以碳为主骨架的活性物质。而且作为碳系活性物质，具体而言，可举出焦炭、中间相碳微球(mcmb)、中间相沥青系碳纤维、热分解气相生长碳纤维、酚醛树脂烧结体、聚丙烯腈系碳纤维、伪各向同性碳、糠醇树脂烧结体(pfa)和硬碳等碳质材料，以及天然石墨和人造石墨等石墨质材料。
此外，金属系负极活性物质是包含金属的活性物质，通常是指在结构中包含能够插入锂的元素、在被锂插入的情况下的每单位质量的理论电容量为500mah/g以上的活性物质。而且，作为金属系活性物质，可举出例如：锂金属、可形成锂合金的单质金属(例如ag、al、ba、bi、cu、ga、ge、in、ni、p、pb、sb、si、sn、sr、zn、ti等)和它们的氧化物、硫化物、氮化物、硅化物、碳化物、磷化物等。进而，能够举出钛酸锂等氧化物。
另外，上述负极活性物质可以单独使用1种，也可以将2种以上组合使用。
<其他聚合物>
除了上述的成分以外，功能层用组合物可含有与聚合物a和作为非导电性颗粒的有机颗粒不同的其他聚合物。作为该“其他聚合物”，可举出在功能层用组合物中，可作为粘结材料发挥功能的聚合物(以下也简单地称为“粘结材料”)。而且，在使用功能层用组合物形成于基材上的功能层中，粘结材料保持功能性颗粒等成分不脱离功能层，并能够经由功能层将电池构件彼此粘接。
[粘结材料的种类]
在此，作为粘结材料，如果能够在电化学元件中使用则没有特别限定。例如，作为粘结材料，能够使用包含可显现粘结性的单体的单体组合物进行聚合而得到的聚合物(合成高分子，例如加成聚合得到的加成聚合物)。作为这样的聚合物，可举出聚偏二氟乙烯等氟系聚合物(主要包含含氟单体单元的聚合物)；苯乙烯-丁二烯共聚物(sbr)等脂肪族共轭二烯/芳香族乙烯基系共聚物(主要包含脂肪族共轭二烯单体单元和芳香族乙烯基单体单元的聚合物)；丁二烯-丙烯腈共聚物(nbr)等脂肪族共轭二烯/丙烯腈系共聚物；聚乙烯醇等乙烯醇聚合物等。这些可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意比率组合使用。而且，在这些中，优选脂肪族共轭二烯/芳香族乙烯基系共聚物和氟系共聚物。在此，作为可形成上述各种单体单元的各种单体，能够使用已知的单体。
[粘结材料的性状]
粘结材料为非水溶性，在含有水作为溶剂的功能层用组合物中以颗粒形状存在的情况下，优选粘结材料的体积平均粒径小于300nm。如果粘结材料的体积平均粒径小于300nm，则可减少电化学元件的内阻，使具有得到的功能层的电化学元件的电化学特性提高。在此，粘结材料为“非水溶性”是指，在25℃中将0.5g粘结材料溶解于100g的水时，不溶成分为90质量％以上。此外，粘结材料的体积平均粒径能够与上述非导电性颗粒的体积平均粒径的测定方法同样地进行而取得。
<其他成分>
本发明的功能层用组合物可以任意地含有导电材料、润湿剂、粘度调节剂、电解液添加剂等可在电极复合材料层、多孔膜层和粘接层等功能层中添加的已知的添加剂。这些其他成分可以单独使用1种，也可以组合2种以上使用。
<溶剂>
作为功能层用组合物中所包含的溶剂没有特别限定，能够使用水和有机溶剂的任一者。作为有机溶剂，能够使用例如乙腈、n-甲基-2-吡咯烷酮、四氢呋喃、丙酮、乙酰吡啶、环戊酮、二甲基甲酰胺、二甲亚砜、甲基甲酰胺、甲基乙基酮、糠醛、乙二胺、二甲基苯(二甲苯)、甲基苯(甲苯)、环戊基甲基醚和异戊醇等。
另外，这些溶剂能够单独使用一种，或将多种以任意比率混合使用。
<功能层用组合物的制备方法>
在此，作为功能层用组合物的制备方法没有特别限定，通常在溶剂中混合聚合物、作为任意成分的功能性颗粒、粘结材料和其他成分来制备功能层用组合物。混合方法没有特别限定，使用通常可使用的搅拌机、分散机进行混合。
(电化学元件用功能层)
本发明的功能层是在电化学元件内承担电子的吸收释放、构件的增强、构件间的粘接等功能的层，作为功能层，可举出例如经由电化学反应进行电子的吸收释放的电极复合材料层、使耐热性、强度提高的多孔膜层、使粘接性提高的粘接层等。而且，本发明的功能层是由上述本发明的功能层用组合形成的，能够通过例如将上述功能层用组合物在适宜的基材表面涂布形成涂膜后，将形成的涂膜干燥而形成。即，本发明的功能层由上述功能层用组合物的干燥物形成，通常至少包含聚合物a。另外，功能层中所包含的各成分为上述功能层用组合物中所包含的各成分，因此这些各成分的优选的存在比与功能层用组合物中的各成分的优选的存在比相同。此外，在功能层用组合物可含有的聚合物a、有机颗粒和粘结材料为具有交联性的官能团(例如，环氧基等)的聚合物的情况下，该聚合物可以在功能层用组合物的干燥时、或干燥后任意地实施的热处理时等被交联(即，功能层可以包含上述聚合物a、有机颗粒和粘结材料的交联物)。
本发明的功能层由本发明的功能层用组合物形成，因此能够使包含具有本发明的功能层的电池构件的电化学元件发挥优异的电化学特性(低温输出特性和高电压循环特性等)。
[基材]
在此，涂布功能层用组合物的基材没有限定，例如可以在脱模基材的表面形成多功能层用组合物的涂膜，将此涂膜干燥形成功能层，从功能层剥离脱模基材。像这样，从脱模基材剥下来的功能层，也能够作为自支撑膜用于形成电化学元件的电池构件。
但是，从省略剥离功能层的工序，提高构件的制造效率的观点出发，优选使用集流体、间隔件基材或电极基材作为基材。具体而言，在制备电极复合材料层时，优选将功能层用组合物涂布在作为基材的集流体上。此外，在制备多孔膜层、粘接层时，优选将功能层用组合物涂布在间隔件基材或电极基材上。
-集流体-
作为集流体，可使用具有导电性、且具有电化学耐久性的材料。具体而言，作为集流体，可使用包含例如铁、铜、铝、镍、不锈钢、钛、钽、金、铂等的集流体。其中，作为用于负极的集流体，特别优选铜箔。此外，作为用于正极的集流体，特别优选铝箔。另外，上述材料可以单独使用1种，也可以将2种以上以任意比率组合使用。
-间隔件基材-
作为间隔件基材没有特别限定，可举出有机间隔件基材等已知的间隔件基材。有机间隔件是包含有机材料的多孔性构件，如果举出有机间隔件基材的例子，则可举出包含聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃树脂、芳香族聚酰胺树脂等的微多孔膜或无纺布等，从强度优异的方面出发，优选聚乙烯制的微多孔膜、无纺布。
-电极基材-
作为电极基材没有特别限定，可举出在集流体上形成了包含电极活性物质颗粒和粘结材料的电极复合材料层的电极基材。
作为电极基材中的电极复合材料层所包含的电极活性物质颗粒和粘结材料，没有特别限定，能够使用上述电极活性物质颗粒和上述粘结材料。
[功能层的形成方法]
作为在上述集流体、间隔件基材、电极基材等基材上形成功能层的方法，可举出以下的方法。
1)将本发明的功能层用组合物涂布在基材的表面(如果是电极基材则在电极复合材料层一侧的表面，以下相同)，接下来干燥的方法；
2)将基材浸渍在本发明的功能层用组合物中后，将其干燥的方法；和
3)将本发明的功能层用组合物涂布在脱模基材上并干燥而制造功能层，将得到的功能层转印到基材的表面的方法。
这些之中，上述1)的方法因为容易控制功能层的层厚所以特别优选。上述1)的方法，详细而言，包含将功能层用组合物涂布在基材上的工序(涂布工序)、以及将涂布在基材上的功能层用组合物干燥，形成功能层的工序(干燥工序)。
-涂布工程-
而且，在涂布工序中，作为将功能层用组合物涂布在基材上的方法没有特别限制，可举出例如刮匀涂装法、逆转滚涂法、直接滚涂法、凹涂法、挤压法、刷涂法等方法。
-干燥工序-
此外，在干燥工序中，作为干燥基材上的功能层用组合物的方法，没有特别限定，能够使用已知的方法。作为干燥方法，可举出例如利用温风、热风、低湿风的干燥，真空干燥、利用红外线、电子射线等的照射的干燥法。干燥温度优选小于200℃，进一步优选小于150℃。
(具有功能层的构件)
具有本发明的功能层的构件(间隔件和电极)，只要不明显损害本发明的效果，可以具有除了上述本发明的功能层和基材之外的结构元件。作为这样的结构元件，没有特别限定，可举出不属于本发明的功能层的电极复合材料层、多孔膜层和粘接层等。
此外，构件可以具有多种本发明的功能层。例如，电极可以具有由本发明的功能层用组合物形成在集流体上的电极复合材料层，且在该电极复合材料层上具有由本发明的功能层用组合物形成的多孔膜层、粘接层和/或“其他功能层”。此外，例如间隔件可以具有由本发明的功能层用组合物形成在间隔件上的多孔膜层，且在该多孔膜层上具有由本发明的功能层用组合物形成的粘接层。
具有本发明的功能层的电池构件能够与邻接的电池构件良好地粘接，和/或能够使电化学元件发挥优异的电化学特性(例如，低温输出特性和高电压循环特性)。
(电化学元件)
本发明的电化学元件具有上述本发明的功能层。更具体而言，在本发明的电化学元件为二次电池的情况下，具有正极、负极、间隔件和电解液，上述电化学元件用功能层可包含于作为电池构件的正极、负极和间隔件的至少一者中，或者可形成这些电极构件与外包装体之间的粘接层。而且，本发明的电化学元件可发挥优异的电化学特性(例如低温输出特性和高电压循环特性)。
<正极、负极和间隔件>
在本发明的电化学元件为二次电池的情况下，该二次电池中使用的正极、负极和间隔件的至少一者为具有上述本发明的功能层的电池构件。另外，作为不具有本发明的功能层的正极、负极和间隔件，没有特别限定，能够使用已知的正极、负极和间隔件。
<电解液>
作为电解液，通常可使用在有机溶剂中溶解了支持电解质的有机电解液。作为支持电解质，例如在锂离子二次电池中可使用锂盐。作为锂盐，可举出例如lipf6、liasf6、libf4、lisbf6、lialcl4、liclo4、cf3so3li、c4f9so3li、cf3cooli、(cf3co)2nli、(cf3so2)2nli、(c2f5so2)nli等。其中，因为易于溶解于溶剂而显示高解离度，所以优选lipf6、liclo4、cf3so3li。另外，电解质可以单独使用1种，也可以组合2种以上使用。通常有使用解离度越高的支持电解质，锂离子传导率越升高的倾向，因此能够根据支持电解质的种类调节锂离子传导率。
作为用于电解液中的有机溶剂，只要能够溶解支持电解质则没有特别限定，例如在锂离子二次电池中，可优选使用碳酸二甲酯(dmc)、碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯(bc)、碳酸甲乙酯(emc)、碳酸盐亚乙烯酯(vc)等碳酸酯类；γ-丁内酯、甲酸甲酯等酯类；1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃等醚类；环丁砜、二甲基亚砜等含硫化合物类等。此外，也可以使用这些溶剂的混合溶液。其中，因为介电常数高、稳定的电位区域宽所以优选碳酸酯类。通常有使用的溶剂的粘度越低锂离子传导率越高的倾向，因此能够根据溶剂的种类调节锂离子传导率。
另外，电解液中的电解质的浓度能够适宜调节。此外，在电解液中也可以添加已知的添加剂。
<电化学元件的制造方法>
作为上述本发明的电化学元件的一种的二次电池，能够通过例如将正极和负极经由间隔件重叠、根据需要将其卷绕、折叠等放入到电池容器中，将电解液注入到电池容器、进行封口的方法制造。另外，使正极、负极、间隔件中至少一个构件具有本发明的功能层。此外，也可以根据需要将多孔金属网、保险丝、ptc元件等防过电流元件、导板等放入到电池容器中，防止电池内部的压力上升、过充放电。电池的形状可以是例如硬币型、纽扣型、片型、圆筒型、方形、扁平型等任一种。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行具体地说明，但本发明并不限定于这些实施例。此外，在以下说明中，表示量的“％”和“份”，只要没有特别的说明，为重量标准。
在实施例和比较例中，聚合物中的含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元的含有比例、聚合物中的含环氧烷结构单体单元的环氧烷结构单元的重复数n、聚合物的玻璃化转变温度、聚合物的sp值、作为非导电性颗粒的有机颗粒和粘结材料的体积平均粒径、有机颗粒的电解液溶胀度、功能层的过程粘接性、以及电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性，通过下述的方法进行评价。
<聚合物中的各单体单元的含有比例>
将实施例、比较例中制备或准备的聚合物溶解于作为测定溶剂的氘代氯仿，得到测定试样。使用四甲基硅烷作为化学位移的基准物质。然后通过核磁共振分光法，进行测定试样的1h-nmr波谱测定。基于得到的峰面积比，得到了含环氧结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元在聚合物中的含有比例。
<聚合物中的环氧烷结构单元的重复数n>
将实施例、比较例中制备或准备的聚合物溶解于作为测定溶剂的氘代氯仿，得到测定试样。使用四甲基硅烷作为化学位移的基准物质。然后通过核磁共振分光法，进行测定试样的13c-nmr波谱测定。此外，根据13c-nmr波谱测定的测定值，通过归属于聚环氧烷结构的峰面积与归属于含环氧烷结构单体单元所包含的其他碳原子的峰面积的平均值的面积比，求出聚合物中的环氧烷结构单元的重复数n。另外，作为归属于聚环氧烷结构的峰，将可在化学位移值71ppm附近确认的峰作为归属于聚环氧烷结构的峰使用。
<聚合物的玻璃化转变温度>
将实施例、比较例中制备或准备的聚合物作为测定试样，使用差示热分析测定装置(siinanotechnologyinc.制，exstardsc6220)，按照jisk7121：2012测定dsc(differentialscanningcalorimeter)曲线。具体而言，称量10mg的干燥了的测定试样到铝皿中，使用空的铝皿作为参考，在测定温度范围-100℃～100℃之间，以10℃/分钟的升温速度，在常温常湿下，测定dsc曲线。在该升温过程中，根据微分信号(ddsc)成为0.05mw/分钟/mg以上的dsc曲线的吸热峰即将出现前的基线和在吸热峰后最先出现拐点的dsc曲线的切线的交点，求出聚合物的玻璃化转变温度。
<聚合物的sp值>
实施例、比较例中制备或准备的聚合物的sp值使用hspip进行计算。结果示于表1。
<有机颗粒和粘结材料的体积平均粒径>
对实施例1～8和10～13以及比较例1～2中准备或制备的有机颗粒和/或粘结材料，制备固体成分浓度0.1质量％的水分散液，通过激光衍射式粒径分布测定装置(岛津制作所公司制“sald-7100”)，获得粒度分布(体积基准)。然后，对得到的粒度分布，求出从小径侧开始计算的累积体积成为50％的粒径，作为体积平均粒径。
<有机颗粒的电解液溶胀度>
将实施例1～4、6、10～13、比较例1～2中得到的有机颗粒的水分散液涂布在铜箔上，在50℃干燥20分钟，在120℃干燥20分钟，通过热风干燥器使其干燥，制作1cm×1cm的膜(厚度：100μm)，测定重量m0。之后，将得到的膜在电解液中于60℃浸渍72小时。另外，作为电解液，使用在碳酸亚乙酯(ec)、碳酸二乙酯(dec)及碳酸乙烯酯(vc)的混合溶剂(ec/dec/vc＝68.5/30/1.5(体积比))中以1m的浓度溶解了lipf6作为支持电解质的电解液。擦去浸渍后的膜表面的电解液，测定重量m1。然后，按照下式，算出有机颗粒对电解液的溶胀度。
对电解液的溶胀度(％)＝m1/m0×100
<功能层的过程粘接性>
将实施例1～6、10～13、比较例1～2中制作的正极、负极和间隔件分别切割成宽10mm、长50mm，使正极与间隔件以及负极与间隔件层叠，通过温度40℃、荷重10kn/m的辊式压制机以30m/分钟压制层叠体，制成试验片。将该试验片以电极(正极或负极)的集电体侧向下的方式将透明胶布粘贴于电极的表面。这时，作为透明胶布使用jisz1522：2009中所规定的透明胶布。此外，预先将透明胶布固定在水平的试验台上。然后，测定将间隔件基材的一端沿铅直方向以50mm/分钟的拉伸速度拉伸而剥离时的应力。对具有正极和间隔件的层叠体以及具有负极和间隔件的层叠体分别进行3次、合计6次的该测定，求出应力的平均值作为剥离强度，按照以下的标准评价电解液浸渍前的电极基材与间隔件基材的粘接性。剥离强度越大，表示作为形成在间隔件上的多孔膜层的功能层的过程粘接性越高。
a:剥离强度为10n/m以上
b:剥离强度为5n/m以上且小于10n/m
c:剥离强度小于5n/m
<电化学元件的低温输出特性>
将实施例、比较例中制作的作为电化学元件的锂离子二次电池(cell)在温度25℃的环境下，以恒电流恒压(cc-cv：constantcurrent-constantvoltage)方式充电至4.3v，准备电池。将准备的电池在温度-10℃的环境下，以0.2c和1c的恒电流法放电至3.0v，求出电容量。然后，求出通过电容量的比(＝(1c的电容量/0.2c的电容量)×100(％))表示的放电容量维持率。对5个电池进行这些测定，将各电池的放电容量维持率的平均值作为低温输出特性，按照以下的基准进行评价。该值越大，表示作为电化学元件的电池低温输出特性越优异。
a：90％以上
b：80％以上且小于90％
c：70％以上且小于80％
d：小于70％
<电化学元件的高电压循环特性>
将实施例、比较例中制作的作为电化学元件的锂离子二次电池(cell)在温度45℃的环境下，以0.5c的恒电流法充电至4.4v，放电至3.0v的充放电，重复200个循环。然后，算出200循环结束时的电容量和5循环结束时的电容量的比＝((200循环结束时的电容量/5循环结束时的电容量)×100(％))表示的充放电容保持率。对5个电池进行这些测定，将各电池的放电容量维持率的平均值作为充放电容量保持率，按照以下的基准进行评价。该值越大，表示高电压循环特性越优异。
a：充放电容量保持率为95％以上
b：充放电容量保持率为90％以上且小于95％
c：充放电容量保持率小于90％
(实施例1)
<聚合物a的制备>
将6.05g作为含环氧烷结构单体的具有环氧乙烷的化合物甲氧基聚乙二醇#550甲基丙烯酸酯(新忠诚化学公司制“am-130g”)、3.95g作为(甲基)丙烯酸酯单体的丙烯酸-2-乙基己酯和100.0g作为有机溶剂的甲苯添加至氮置换了的带搅拌机玻璃反应器，加热至80℃。添加0.1g作为引发剂的过硫酸铵，在聚合转化率成为95％的时刻，冷却至室温，终止反应。使用旋转蒸发仪从得到的反应物除去甲苯，得到室温时为液状的聚合物a。聚合物a中的各单体单元的含有比例、聚合物a中的环氧烷结构单元的重复数n、聚合物a的玻璃化转变温度和聚合物a的sp值，按照上述进行测定。结果示于表1。
<作为非导电性颗粒的有机颗粒的制备>
作为非导电性颗粒，制备了具有核壳结构的颗粒状聚合物。首先，在形成核部时，在带搅拌机的5mpa耐压容器中，加入22.0份作为(甲基)丙烯腈单体的丙烯腈、33.0份作为(甲基)丙烯酸酯的丙烯酸丁酯、42.0份作为芳香族乙烯基单体的苯乙烯、2.0份作为含酸性基团单体的甲基丙烯酸、1.0份作为交联性单体的二甲基丙烯酸乙二酯、1份作为乳化剂的十二烷基苯磺酸钠、150份的离子交换水和0.5份的作为聚合引发剂的过硫酸钾，充分地搅拌后，加热至60℃引发聚合。在聚合转化率成为96％的时间点，连续添加用于形成壳部的98份苯乙烯、2份甲基丙烯酸，加热至70℃继续聚合，在转化率成为96％的时间点，冷却，终止反应，制造了水分散液，其包含作为非导电性颗粒的具有有机颗粒的核壳结构的颗粒状聚合物。对得到的有机颗粒按照上述测定体积平均粒径。结果示于表1。此外，按照上述测定有机电解液溶胀度，结果为400％。此外，使用sem放大观察有机颗粒的剖面结构，结果确认具有核壳结构。
<其他聚合物(粘结材料)>
从加入了33份作为脂肪族共轭二烯单体的1,3-丁二烯、62份作为芳香族乙烯基单体的苯乙烯、4份作为含羧酸基单体的衣康酸、0.3份作为链转移剂的叔十二烷基硫醇、0.3份作为乳化剂的十二烷基硫酸钠的混合物的容器a中开始向耐压容器b添加混合物，同时开始向耐压容器b添加1份作为聚合引发剂的过硫酸钾，引发聚合。另外，反应温度维持在75℃。
此外，聚合引发4小时后(将混合物的70％添加至耐压容器b后)，历经1小时30分钟，向耐压容器b添加1份作为含羟基单体的2-羟基乙基丙烯酸酯(丙烯酸-2-羟基乙酯)。
聚合引发5小时30分钟后，完成上述聚合性单体全部添加。然后，进一步加热至85℃，使其反应6小时。
在聚合转化率为97％的时刻冷却，终止反应，得到了包含颗粒状的苯乙烯丁二烯(sbr)系共聚物的混合物。向该包含sbr系共聚物的混合物添加5％氢氧化钠水溶液，调节ph至8。然后，通过加热减压蒸馏，进行未反应单体的去除。然后，冷却，得到了包含作为粘结剂材料的sbr系共聚物的水分散液(固体成分浓度：40％)。对得到的作为粘结材料的sbr系共聚物按照上述测定体积平均粒径。结果示于表1。此外，确认了得到的sbr系共聚物为非水溶性。
<电化学元件功能层用组合物的制备>
将10份按照上述得到的聚合物a、和含有以固体成分相当计90份作为非导电性颗粒的有机颗粒的水分散液在搅拌容器内混合。在此，对上述混合物，投入包含以固体成分相当计25份粘结材料的水分散液，得到混合物。然后，通过离子交换水，以固体成分浓度成为10％的方式稀释混合物，得到多孔膜用的功能层用组合物。
<带功能层间隔件的制作>
在作为基材的聚丙烯制间隔件(celgard公司制，“celgard2500”)上，涂布按照上述得到的多孔膜用的功能层用组合物，使其在50℃干燥3分钟。对基材的两面进行该操作，得到了在两面具有单面厚度各1μm的电化学元件用功能层的带功能层间隔件。使用得到的带功能层间隔件、以及如后述进行制作的负极和正极，按照上述评价了功能层的过程粘接性。结果示于表1。
<负极的形成>
混合100份的作为负极活性物质的人造石墨，以及以固体成分相当计1份的作为增粘剂的羧甲基纤维素钠盐(日本制纸公司制“mac350hc”)的2％水溶液，进而加入离子交换水制备成固体成分浓度为68％，在25℃下混合60分钟。在这样得到的混合液中，加入离子交换水将固体成分浓度制备成62％后，进而在25℃混合15分钟。在该混合液中，加入以固体成分相当计1.5份的包含按照上述制备的粘结材料的水分散液，进而加入离子交换水以最终固体成分浓度成为52％的方式进行调节，进而混合10分钟。将其在减压下脱泡处理，制备了负极复合材料层用浆料组合物。
使用缺角轮涂布机，将按照上述得到的负极复合材料层用浆料组合物以干燥后的膜厚成为150μm左右的方式涂布在作为集流体的厚度20μm的铜箔上，使其干燥。该干燥通过将铜箔以0.5m/分钟的速度在60℃的烘箱内搬运2分钟而进行。然后，在120℃加热处理2分钟得到压制前的负极卷料。将该压制前的负极卷料使用辊式压制机压延，得到负极复合材料层的厚度为80μm的压制后的负极。
<正极的形成>
混合100份的作为正极活性物质的平均体积粒径12μm的licoo2、2份的作为导电材料的乙炔黑(电气化学工业公司制，产品名“hs-100”)、以固体成分相当计2份的作为正极用粘结剂的聚偏二氟乙烯(kureha公司制、产品名“#7208”)、作为溶剂的n-甲基吡咯烷酮，使总固体成分浓度为70％。使用行星式搅拌机对这些进行混合，得到正极用浆料组合物。
使用缺角轮涂布机将得到的正极用浆料组合物在作为集电体的厚度20μm的铝箔上，以干燥后的膜厚成为150μm左右的方式涂布，使其干燥。该干燥通过将铝箔以0.5m/分钟的速度在60℃的烘箱内运送2分钟而进行。然后，在120℃加热处理2分钟得到正极卷料。
然后，使用辊式压制机将得到的正极卷料进行压延，由此得到具有正极复合材料的正极。
<锂离子二次电池的制作>
将得到的压制后的正极切成49cm×5cm的长方形，以正极复合材料层侧的表面为上侧的方式放置，在该正极复合材料层上，将切成120cm×5.5cm的带功能层间隔件以正极位于带功能层间隔件的长度方向的左侧的方式进行配置。进而，将得到的压制后的负极切成50cm×5.2cm的长方形，在带功能层间隔件上，以负极复合材料侧的表面朝向带功能层间隔件的方式、且负极位于带功能层间隔件的长度方向的右侧的方式进行配置。然后，将得到的层叠体通过卷绕机卷绕，得到卷绕体。将该卷绕体通过作为电池的外装的铝包装材料外装进行包装，将电解液(溶剂：碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯/碳酸乙烯酯＝68.5/30/1.5(体积比)，电解质：浓度1m的lipf6)以不残留空气的方式注入，进而将铝包装材料外装的开口以150℃的通过热封进行封口，制造了容量800mah的卷绕型锂离子二次电池。使用该锂离子二次电池，评价了低温输出特性和高电压循环特性。结果示于表1。
[实施例2～3]
在制备聚合物a时，作为含环氧烷结构单体，将配合的各单体的种类和配合量，以及作为(甲基)丙烯酸酯单体的丙烯酸-2-乙基己酯的配合量如下进行变更，除此以外，与实施例1同样地进行，合成了聚合物a。在实施例2中，作为含环氧烷结构单体，配合了6.95g作为具有环氧乙烷结构的化合物的乙氧基二乙二醇丙烯酸酯(共荣公司制，“lightacrylateec-a”，重复数n：2)，3.05g作为(甲基)丙烯酸酯单体的丙烯酸-2-乙基己酯。此外，在实施例3中，作为含环氧烷结构单体，使用了作为具有环氧乙烷结构的化合物的甲氧基聚乙二醇#1000甲基丙烯酸酯(新中村化学，“m-230g”，重复数n：23)。而且，在实施例3中，在制备聚合物a时，变更配合的各单体的配合量，使得到的聚合物a中的各单体单元的比例如表1所示。
将得到的聚合物a中的各单体单元的含有比例、聚合物a中的环氧烷结构单元的重复数n、聚合物a的玻璃化转变温度和聚合物b的sp值按照上述方法进行测定或算出。除了这些方面以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
(实施例4)
在制备聚合物a时，作为(甲基)丙烯酸酯单体，代替丙烯酸-2-乙基己酯，使用了丙烯酸硬脂酯。而且，在制备聚合物a时，变更配合的各单体的配合量，使得到的聚合物a中的各单体单元的比例如表1所示。除了这些方面以外，与实施例1同样地进行，合成了聚合物a。将聚合物a中的各单体单元的含有比例、聚合物a中的环氧烷结构单元的重复数n、聚合物a的玻璃化转变温度和聚合物a的sp值按照上述方法进行测定。结果示于表1。除了这些方面以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
(实施例5)
制备功能层用组合物时，将聚合物a的配合量如表1所示进行变更。此外，作为非导电性颗粒，代替有机颗粒，配合95份作为无机颗粒的氧化铝(住友化学公司制，产品名“akp3000”，体积平均粒径：300nm)，除此以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
(实施例6)
制备功能层用组合物时，将聚合物a和非导电性颗粒的配合量如表1所示进行变更。此外，作为非导电性颗粒，配合了与实施例1相同的有机颗粒和与实施例5相同的氧化铝的混合物。有机颗粒的比例占作为非导电性颗粒的有机颗粒和无机颗粒的混合物总体为30体积％。除了这些方面以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
(实施例7)
将如以下进行制备的功能层用组合物涂布在负极上，该负极具有与实施例1同样地形成的负极复合材料，形成了在最表面具有“其他功能层”的负极。即，在本实施例中，在负极侧形成了既不包含非导电性颗粒也不包含电极活性物质的“其他功能层”，其起到使电化学元件的电化学特性提高的功能。此外，作为间隔件，使用了在两面具有如以下进行形成的粘接层的带粘接层间隔件。除了这些方面以外，与实施例1同样地进行，实施各工序，在制作锂离子二次电池的工序中，形成卷绕体，其具有依次层叠集流体/负极复合材料层/功能层(其他功能层)/带粘接层间隔件/正极复合材料层/集流体的层叠结构，制造了卷绕型锂离子二次电池。然后，进行与实施例1同样的各种测定和评价。结果示于表1。另外，对于本实施例，电池构件间的粘接性由带粘接层间隔件保证，因此未实施过程粘接性的评价。
<电化学元件功能层用组合物的制备>
混合99质量份与实施例1相同的聚合物a、以固体成分相当计1份的含有与实施例1相同的粘结材料(sbr系共聚物)的水分散液，得到混合物。然后，通过离子交换水，以固体成分浓度成为10％的方式稀释混合物，得到功能层用组合物。
<带粘接层间隔件的形成>
混合包含以固体成分相当计100份的与实施例1同样地进行制备的有机颗粒的水分散液、包含以固体成分相当计25份的与实施例1同样地进行制备的粘结材料的水分散液，以固体成分浓度成为10％的方式通过离子交换水稀释，得到了粘接层用组合物。在作为基材的聚丙烯制间隔件(celgard公司制，“celgard2500”)的两面上，涂布按照上述得到的粘接层用组合物，使其在50℃干燥3分钟。这样，得到了在两面具有单面1μm的粘接层的带粘接层间隔件。
(实施例8)
使用如下进行形成的负极。即，在本实施例中，将功能层用组合物与负极复合材料层用浆料组合物配合使用，制造了锂离子二次电池，其具有作为本发明的功能层的负极复合材料层。此外，作为间隔件，使用与实施例7同样地进行而形成的带粘接层间隔件。除了这些方面以外，与实施例1同样地进行，实施各工序，在制作锂离子二次电池的工序中，形成卷绕体，其具有依次层叠集流体/功能层(负极复合材料层)/带粘接层间隔件/正极复合材料层/集流体的层叠结构，制造了卷绕型锂离子二次电池。然后，进行与实施例1同样的各种测定和评价。结果示于表1。另外，对于本实施例，电池构件间的粘接性由带粘接层间隔件保证，因此未实施过程粘接性的评价。
<负极的形成>
在制备负极复合材料层用浆料组合物时，相对于100份负极活性物质，配合3份与实施例1同样的聚合物a，除此以外，与实施例1同样地进行，制备了负极复合材料层用浆料组合物。然后，与实施例1同样地进行，形成负极。
(实施例9)
将如下进行制备的功能层用组合物涂布在正极上，该正极具有与实施例1同样地形成的正极复合材料，形成了在最表面具有“其他功能层”的正极。即，在本实施例中，在正极侧形成了作为既不包含非导电性颗粒也不包含电极活性物质的“其他功能层”的、发挥使电化学元件的电化学特性提高的功能的功能层。此外，作为间隔件，使用与实施例7同样地进行而形成的带粘接层间隔件。除了这些方面以外，与实施例1同样地进行，实施各工序，在制作锂离子二次电池的工序中，形成卷绕体，其具有依次层叠集流体/负极复合材料层/带粘接层间隔件/功能层(其他功能层)/正极复合材料层/集流体的层叠结构，制造了卷绕型锂离子二次电池。然后，进行与实施例1同样的各种测定和评价。结果示于表1。另外，对于本实施例，电池构件间的粘接性由带粘接层间隔件保证，因此未实施过程粘接性的评价。
<电化学元件功能层用组合物的制备>
以相对于作为溶剂的nmp，固体成分浓度成为10％的方式，添加99份与实施例1相同的聚合物a、以固体成分相当1份的作为粘结材料的聚偏二氟乙烯(kureha公司制，产品名“#7208”)，得到了功能层用组合物。
(实施例10)
在制备功能层用组合物时，作为非导电性颗粒，代替具有核壳结构的颗粒状聚合物，配合作为氟系聚合物的聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物(sigma-aldrich公司制)，除此以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。此外，按照上述测定了聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物的电解液溶胀度，结果为200％。
(实施例11)
制备聚合物a时，作为含环氧烷结构单体，使用了作为具有环氧丙烷结构的化合物的聚丙二醇单丙烯酸酯(日本油脂公司制，“blemmerap系列ap-800”，重复数n：13)。而且，在制备聚合物a时，变更配合的各单体的配合量，使得到的聚合物a中的各单体单元的比例如表1所示。按照上述进行测定或算出聚合物a中的各单体单元的含有比例、聚合物a中的环氧烷结构单元的重复数n、聚合物a的玻璃化转变温度和聚合物a的sp值。结果示于表1。
使用了如上述进行得到的聚合物a，除此以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
[实施例12～13]
在制备聚合物a时，变更配合的各单体的配合量，使得到的聚合物a中的各单体单元的比例如表1所示。按照上述进行测定或算出得到的聚合物a中的各单体单元的含有比例、聚合物a中的环氧烷结构单元的重复数n、聚合物a的玻璃化转变温度和聚合物a的sp值。除了这些方面以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
(比较例1)
使用聚环氧乙烷(明成化学工业(株)制，“alkoxr-1000”，重均分子量：259000)作为聚合物b。按照上述测定或算出聚合物b中的单体单元的含有比例、聚合物b的玻璃化转变温度和聚合物b的sp值。结果示于表1。
使用了如上述进行得到的聚合物b，除此以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
(比较例2)
代替聚合物a，使用了使作为(甲基)丙烯酸酯单体的丙烯酸-2-乙基己酯聚合而成的聚合物c。聚合物c的聚合条件如下。按照上述测定或算出聚合物c的玻璃化转变温度和sp值。然后，代替聚合物a而配合了聚合物c，除此以外，实施与实施例1同样的工序，进行了各种测定和评价。结果示于表1。
<聚合物c的制备>
在带搅拌机的5mpa耐压容器中加入99份丙烯酸-2-乙基己酯、1份作为含酸性基团单体的甲基丙烯酸、1份作为乳化剂的十二烷基苯磺酸钠、150份离子交换水和0.5份作为聚合引发剂的过硫酸钾，充分地搅拌后，加热到80℃引发聚合。在聚合转化率成为96％的时刻冷却，终止反应，得到了聚合物c。
另外，在以下所示的表1中：
“eo”表示含环氧乙烷结构单体单元，
“2-eha”表示丙烯酸-2-乙基己酯，
“sbr”表示苯乙烯-丁二烯系共聚物，
“sa”表示丙烯酸硬脂酯单元，
“pvdf”表示聚偏二氟乙烯，
“nmp”表示n-甲基吡咯烷酮，
“pvdf-hfp”表示聚偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物
“po”表示含环氧丙烷结构单体单元。
[表1]
由表1可知，在使用了包含聚合物a的功能层用组合物、该聚合物a含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元的实施例1～13中，可形成可赋予电化学元件高的低温输出特性和高电压循环特性的功能层。此外，由表1可知，在使用了含环氧烷结构单体单元的比率为100摩尔％，不包含(甲基)丙烯酸酯单体单元的聚合物b，或不包含含环氧烷结构单体单元的聚合物c的比较例1～2中，不能形成可赋予电化学元件高的低温输出特性和高电压循环特性的功能层。
产业上的可利用性
根据本发明，能够提供一种电化学元件功能层用组合物，其能够形成可使电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性提高的功能层。
此外，根据本发明，能够提供一种电化学元件用功能层，其可以提高电化学元件的低温输出特性和高电压循环特性。
进而，根据本发明，能够提供一种低温输出特性和高电压循环特性等电化学特性优异的电化学元件。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种电化学元件功能层用组合物，包含聚合物a和溶剂，
所述聚合物a含有含环氧烷结构单体单元和(甲基)丙烯酸酯单体单元。
2.根据权利要求1所述的电化学元件功能层用组合物，其中，所述(甲基)丙烯酸酯单体单元包含(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元，该(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元的非羰基性氧原子上键合的烷基为碳原子数5以上且20以下的直链或支链烷基。
3.根据权利要求1或2所述的电化学元件功能层用组合物，其中，所述聚合物a的所述含环氧烷结构单体单元包含环氧烷结构单元重复n次而形成的聚环氧烷结构，在此，n为2以上且30以下的整数。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学元件功能层用组合物，其中，所述聚合物a的所述含环氧烷结构单体单元包含含环氧乙烷结构单体单元和含环氧丙烷结构单体单元的至少一者。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的电化学元件功能层用组合物，其中，作为与所述聚合物a不同的其他聚合物，进一步包含脂肪族共轭二烯-芳香族乙烯基系共聚物或氟系聚合物。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电化学元件功能层用组合物，其进一步包含非导电性颗粒。
7.根据权利要求6所述的电化学元件功能层用组合物，其中，所述非导电性颗粒包含具有核壳结构的颗粒状聚合物。
8.根据权利要求6或7所述的电化学元件功能层用组合物，其中，所述非导电性颗粒包含无机颗粒。
9.一种电化学元件用功能层，使用权利要求1～8中任一项所述的电化学元件功能层用组合物形成。
10.一种电化学元件，具有权利要求9所述的电化学元件用功能层。