本發明涉及電化學元件功能層用組合物、電化學元件用功能層、電化學元件用層疊體以及電化學元件。
背景技術：
1、鋰離子二次電池、雙電層電容器等電化學元件具有小型、輕質、且能量密度高、還能夠反復充放電的特性，被用于廣泛的用途中。
2、在此，例如鋰離子二次電池通常具有正極、負極以及隔離正極和負極從而防止正極與負極之間短路的間隔件等電池構件。
3、在鋰離子二次電池等電化學元件中，使用具有用于提高耐熱性和強度的多孔膜層、用于黏合電池構件彼此的黏合層等(以下，將這些統稱為“功能層”。)的結構構件。具體而言，使用在電極基材上進一步形成功能層而成的電極、在間隔件基材上形成功能層而成的間隔件作為電池構件，上述電極基材為在集流體上設置電極復合材料層而成的。而且，近年來，以鋰離子二次電池等電化學元件的進一步的高性能化為目的，正在研究功能層的進一步改良。具體而言，例如在專利文獻1中，提出了通過使用包含無機顆粒和以規定的比例含有含環烷基單體單元的顆粒狀聚合物的功能層用組合物，從而形成能夠發揮優異的黏合性的功能層。
4、現有技術文獻
5、專利文獻
6、專利文獻1：日本特開2016-213019號公報。
技術實現思路
1、發明要解決的問題
2、然而，根據上述現有的技術而得到的功能層在電解液浸漬后的黏合性(以下也稱作“濕黏合性”。)方面有進一步改善的余地。此外，在具有根據上述現有的技術而得到的功能層的電池等電化學元件中，存在以下問題：在充放電時不能充分地抑制鋰等金屬在電極上析出，不能充分地抑制由金屬析出導致的電極彼此的短路。
3、因此，本發明的目的在于提供一種電化學元件功能層用組合物，其能夠形成濕黏合性優異并且能夠良好地抑制充放電時金屬在電極上析出的功能層。此外，本發明的目的在于提供一種電化學元件用功能層，其濕黏合性優異并且能夠良好地抑制充放電時金屬在電極上析出。進而，本發明的目的在于提供一種層疊上述電化學元件用功能層而成的電化學元件用層疊體。而且，本發明的目的在于提供一種具有上述電化學元件用層疊體的電化學元件。
4、用于解決問題的方案
5、本發明人為了實現上述目的，進行了深入研究。然后，本發明人新發現，如果是包含顆粒狀聚合物的電化學元件功能層用組合物，上述顆粒狀聚合物包含含環烷基單體單元和含縮水甘油基單體單元、含乙酰基單體單元以及含酰胺基單體單元中的至少一種并且具有規定的范圍內的體積平均粒徑，則能夠解決上述問題，從而完成了本發明。
6、即，本發明的目的在于有利地解決上述問題，[1]本發明是一種電化學元件功能層用組合物，其包含顆粒狀聚合物，上述顆粒狀聚合物包含含環烷基單體單元和單體單元(a)，上述單體單元(a)選自含縮水甘油基單體單元、含乙酰基單體單元以及含酰胺基單體單元中的至少一種，上述顆粒狀聚合物的體積平均粒徑為1.0μm以上且10.0μm以下。
7、如果是這樣的電化學元件功能層用組合物，則能夠形成濕黏合性優異并且抑制充放電時金屬在電極上析出的功能層。
8、另外，顆粒狀聚合物是否包含規定的單體單元能夠使用1h-nmr等核磁共振(nmr)法進行判斷。此外，顆粒狀聚合物“包含單體單元”是指“在使用該單體而得到的顆粒狀聚合物中包含來自單體的重復單元”。
9、另外，在本說明書中，“顆粒狀聚合物的體積平均粒徑”能夠通過本說明書的實施例中記載的方法進行測定。
10、[2]優選在上述[1]的電化學元件功能層用組合物中，上述顆粒狀聚合物的玻璃化轉變溫度為0℃以上且90℃以下。
11、如果顆粒狀聚合物的玻璃化轉變溫度為上述下限值以上，則能夠抑制在顆粒狀聚合物的制備中聚合物的顆粒不穩定化進而一部分顆粒粗大化。另一方面，如果顆粒狀聚合物的玻璃化轉變溫度為上述上限值以下，則能夠更加提高得到的功能層的濕黏合性。
12、另外，在本說明書中，“顆粒狀聚合物的玻璃化轉變溫度”能夠通過本說明書的實施例中記載的方法進行測定。
13、[3]優選在上述[1]或[2]的電化學元件功能層用組合物中，上述顆粒狀聚合物包含51質量%以上且99質量%以下的上述含環烷基單體單元。
14、如果顆粒狀聚合物包含上述下限值以上的含環烷基單體單元，則能夠抑制在顆粒狀聚合物的制備中聚合物的顆粒不穩定化進而一部分顆粒粗大化。另一方面，如果顆粒狀聚合物包含上述上限值以下的含環烷基單體單元，則能夠更加抑制充放電時金屬在電極上析出。
15、此外，在本說明書中，顆粒狀聚合物中的單體單元的含有比例是指在將顆粒狀聚合物所含有的全部單體單元的量作為100質量%時，該單體單元所占有的含有比例。此外，在本發明中，各單體單元的含有比例(質量%)能夠使用1h-nmr等核磁共振(nmr)法進行測定。
16、[4]優選在上述[1]～[3]中任一項的電化學元件功能層用組合物中，上述顆粒狀聚合物的電解液溶脹度為100%以上且500%以下。
17、如果顆粒狀聚合物的電解液溶脹度為上述下限值以上，則能夠更加提高得到的功能層的濕黏合性并且能夠提高得到的電化學元件的循環特性。另一方面，如果顆粒狀聚合物的電解液溶脹度為上述上限值以下，則能夠提高得到的電化學元件的循環特性。
18、另外，在本說明書中，“顆粒狀聚合物的電解液溶脹度”能夠通過本說明書的實施例中記載的方法進行測定。
19、[5]優選上述[1]～[4]中任一項的電化學元件功能層用組合物還包含耐熱性顆粒。如果電化學元件功能層用組合物還包含耐熱性顆粒，則能夠形成耐熱性優異的功能層，提高電化學元件的耐熱性。
20、此外，本發明的目的在于有利地解決上述問題，[6]本發明是一種電化學元件用功能層，其是使用上述[1]～[5]中任一項的電化學元件功能層用組合物而形成的。
21、如果是這樣的電化學元件用功能層，則濕黏合性優異并且能夠抑制充放電時金屬在電極上析出。
22、[7]使用上述[5]的電化學元件功能層用組合物而形成的電化學元件用功能層優選具有在包含上述耐熱性顆粒的耐熱性顆粒層中埋入上述顆粒狀聚合物的一部分而成的結構，上述顆粒狀聚合物的數均粒徑相對于上述耐熱性顆粒層的厚度的比為1.0以上且5.0以下。
23、如果顆粒狀聚合物的數均粒徑相對于耐熱性顆粒層的厚度的比為上述下限值以上，則在功能層的厚度方向表面，顆粒狀聚合物相對于耐熱性顆粒的表面變得更容易突出，因此能夠發揮進一步良好的濕黏合性。另一方面，如果顆粒狀聚合物的數均粒徑相對于耐熱性顆粒層的厚度的比為上述上限值以下，則顆粒狀聚合物的黏合點變多，因此能夠發揮良好的濕黏合性并且能夠更加抑制充放電時金屬在電極上析出。
24、另外，在本說明書中，“耐熱性顆粒層的厚度”能夠通過本說明書的實施例中記載的方法進行測定。
25、此外，功能層中的“顆粒狀聚合物的數均粒徑”根據下述的方法得到。首先，使用截面拋光儀(cross?section?polisher)將帶功能層的間隔件(層疊體)在層疊方向上切斷。接著，使用場發射型掃描電子顯微鏡(fe-sem)從垂直于層疊體剖面的方向觀察其剖面，根據得到的圖像，測定20個顆粒狀聚合物的粒徑，計算其平均值。將計算的平均值作為功能層中的顆粒狀聚合物的數均粒徑。
26、[8]本發明是一種電化學元件用層疊體，其是在基材上層疊上述[6]或[7]的電化學元件用功能層而成的。
27、如果是這樣的電化學元件用層疊體，則能夠抑制充放電時金屬在電極上析出。此外，如果是這樣的電化學元件用層疊體，則能夠提高具有該電化學元件用層疊體的電化學元件的循環特性。
28、[9]本發明是一種電化學元件，其具有上述[8]的電化學元件用層疊體。
29、如果是這樣的電化學元件，則能夠發揮優異的循環特性。
30、發明效果
31、根據本發明，能夠提供一種電化學元件功能層用組合物，其能夠形成濕黏合性優異并且抑制充放電時金屬在電極上析出的功能層。此外，根據本發明，能夠提供一種電化學元件用功能層，其濕黏合性優異并且抑制充放電時金屬在電極上析出。進而，根據本發明，能夠提供一種層疊上述電化學元件用功能層而成的電化學元件用層疊體。而且，根據本發明，能夠提供一種具有上述電化學元件用層疊體的電化學元件。