JP2002158012A - Slurry mixture for manufacturing nonaqueous cell electrode - Google Patents

Slurry mixture for manufacturing nonaqueous cell electrode

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JP2002158012A
JP2002158012A JP2000353775A JP2000353775A JP2002158012A JP 2002158012 A JP2002158012 A JP 2002158012A JP 2000353775 A JP2000353775 A JP 2000353775A JP 2000353775 A JP2000353775 A JP 2000353775A JP 2002158012 A JP2002158012 A JP 2002158012A
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JP
Japan
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slurry composition
electrode
aqueous
derivative
active material
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Withdrawn
Application number
JP2000353775A
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Japanese (ja)
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Manabu Kazuhara
学 数原
Takashi Fukatsu
隆 深津
Hidemasa Ko
英昌 高
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Seimi Chemical Co Ltd
Original Assignee
Seimi Chemical Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slurry mixture for manufacturing a nonaqueous cell electrode with an excellent volume density, self-discharging property, and especially with an excellent charge-discharge cycle. SOLUTION: The slurry mixture for manufacturing a nonaqueous cell is a mixture of an electrode activator powder, a binder, and an aqueous medium, and the slurry mixture contains acetyleneglycol, or a derivative of the same.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、優れた特性を有す
るリチウムイオン電池などの非水系電池の電極体製造用
スラリー組成物、該スラリー組成物を使用した非水系電
池の電極体およびその製造方法に関する。
The present invention relates to a slurry composition for manufacturing an electrode body of a non-aqueous battery such as a lithium ion battery having excellent characteristics, an electrode body of a non-aqueous battery using the slurry composition, and a method of manufacturing the same. About.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、機器のポータブル化、コードレス
化が進むにつれ、小型、軽量でかつ高エネルギー密度を
有する非水電解液系の二次電池に対する需要が増大して
いる。非水電解液系の二次電池用の正極活物質には、L
iCoO2、LiNiO2、LiNi0.8Co0.22、L
iMn24、LiMnO2などのリチウムと遷移金属の
複合酸化物などが知られている。また、負極活物質には
炭素質材料、金属酸化物、リチウム遷移金属窒化物など
が知られている。
2. Description of the Related Art In recent years, as devices have become more portable and cordless, demand for non-aqueous electrolyte type secondary batteries having a small size, light weight and high energy density has been increasing. The positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery includes L
iCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , L
Composite oxides of lithium and a transition metal such as iMn 2 O 4 and LiMnO 2 are known. Further, as the negative electrode active material, carbonaceous materials, metal oxides, lithium transition metal nitrides, and the like are known.

【0003】なかでも、リチウムコバルト複合酸化物
(LiCoO2)を正極活物質として用い、リチウム合
金、グラファイト、カーボンファイバーなどのカーボン
を負極として用いたリチウム二次電池は、4V級の高い
電圧が得られるため、高エネルギー密度を有する電池と
して広く使用されている。
In particular, a lithium secondary battery using lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material and carbon such as a lithium alloy, graphite, and carbon fiber as a negative electrode can obtain a high voltage of 4V. Therefore, it is widely used as a battery having a high energy density.

【0004】しかしながら、非水系二次電池の場合、特
に、正極及び負極の電極層の単位体積当たりの容量密度
の更なる向上、あるいは、充放電のサイクル特性および
自己放電特性などの点でさらに優れた電極体が望まれて
いる。これまでは大面積の電極体を製造する方法とし
て、ポリフッ化ビニリデン等のバインダーと電極活物質
をN−メチルピロリドン等の有機溶媒中に分散してスラ
リー化したのち、このスラリー組成物をアルミ箔または
銅箔などの集電体箔に塗工し、有機溶媒を乾燥除去する
ことにより電極体を製造する方法が多く採用されてい
る。
[0004] However, non-aqueous secondary batteries, in particular, have further improved capacity densities per unit volume of the electrode layers of the positive electrode and the negative electrode, or are more excellent in terms of charge-discharge cycle characteristics and self-discharge characteristics. An electrode assembly is desired. Heretofore, as a method of manufacturing a large-area electrode body, a binder such as polyvinylidene fluoride and an electrode active material are dispersed in an organic solvent such as N-methylpyrrolidone to form a slurry, and then the slurry composition is formed of aluminum foil. Alternatively, a method of applying an electrode body to a current collector foil such as a copper foil and removing the organic solvent by drying is often used.

【0005】しかし、N−メチルピロリドンなどの有機
溶媒は沸点が高く乾燥除去に多くの熱エネルギーを必要
とするという問題、引火の危険性や人体への毒性がある
という問題から、電極体製造時の安全性、作業性の向上
できる溶媒による製造方法が望まれている。N−メチル
ピロリドン等の有機溶剤を用いずに電極活物質と有機ポ
リマーバインダーと水からなるスラリー組成物を集電体
箔に塗工して電極体を製造することも考えれるが、均一
塗工性、密着性等が不満足なものであり、これらのいず
れをも十分に満足できる方法は知られていない。
However, organic solvents such as N-methylpyrrolidone have a high boiling point and require a large amount of heat energy for drying and removal, and there is a risk of ignition and toxicity to human bodies. Therefore, there is a demand for a production method using a solvent that can improve the safety and workability. It is also conceivable to apply a slurry composition comprising an electrode active material, an organic polymer binder and water to a current collector foil without using an organic solvent such as N-methylpyrrolidone to produce an electrode body. The properties and adhesion are unsatisfactory, and there is no known method capable of satisfying all of these properties.

【0006】一方、用途の拡大も含めた非水系二次電池
の需要の更なる増大につれて、電極の体積容量密度、質
量容量密度、充放電サイクル特性、安全性などに対して
はますます要求が高くなる一方であり、さらに高いレベ
ルのものが要求されている。
[0006] On the other hand, as the demand for non-aqueous secondary batteries further increases, including the expansion of applications, there is an increasing demand for electrode volume capacity density, mass capacity density, charge / discharge cycle characteristics, safety, etc. It is getting higher and higher levels are being demanded.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した非
水系電池の電極における特性である、容量密度、自己放
電特性、充放電サイクル特性に優れ、なかでも、特に充
放電サイクル耐久性に優れた非水系電池の電極体を、上
記した問題を有する有機溶媒の使用を必要としないで、
安全かつ作業性良く製造できるスラリー組成物、該スラ
リー組成物を使用した非水系電池の電極体、およびその
製造方法を提供する。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention is excellent in the capacity, self-discharge characteristics and charge / discharge cycle characteristics which are the characteristics of the above-mentioned non-aqueous battery electrode, and especially excellent in charge / discharge cycle durability. The electrode body of the non-aqueous battery, without using an organic solvent having the above-mentioned problems,
Provided are a slurry composition that can be manufactured safely and with good workability, an electrode body for a non-aqueous battery using the slurry composition, and a method for manufacturing the same.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成するために上記非水系電池の電極体の製造について
研究を重ねたところ、電極活物質粉末とバインダーと水
性媒体を含有するスラリー組成物を形成し、かかるスラ
リー組成物を集電体などに塗布して電極体を形成する場
合、この電極体製造用のスラリー組成物にアセチレング
リコールまたはその誘導体を含有させることにより、従
来に比べて顕著に特性の優れた電極体が得られることを
見出した。すなわち、上記非水系電池の電極体製造用の
スラリー組成物にアセチレングリコールまたはその誘導
体を含有させた場合には、水などの水性媒体を使用した
スラリーであっても、得られた電極体は、特に、充放電
サイクル特性が大きく向上し、また、電極体の表面均一
性および電極体製造時の作業性と安全性にも優れること
を見出した。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present inventor has conducted research on the production of an electrode body for the above non-aqueous battery. As a result, a slurry containing an electrode active material powder, a binder and an aqueous medium was obtained. When the composition is formed, and the slurry composition is applied to a current collector or the like to form an electrode body, by adding acetylene glycol or a derivative thereof to the slurry composition for producing the electrode body, a conventional composition can be obtained. It has been found that an electrode body having remarkably excellent characteristics can be obtained. That is, when acetylene glycol or a derivative thereof is contained in the slurry composition for producing an electrode body of the nonaqueous battery, even if the slurry is an aqueous medium such as water, the obtained electrode body is In particular, they have found that the charge-discharge cycle characteristics are greatly improved, and that the surface uniformity of the electrode body and the workability and safety during the manufacture of the electrode body are also excellent.

【0009】アセチレングリコールまたはその誘導体を
スラリー組成物に含有させることにより何故にこれらの
優れた効果が得られるかについては明確でないが、アセ
チレングリコールまたはその誘導体の存在は、上記水性
媒体を含む電極体製造用スラリー組成物の動的界面張力
を低下せしめ、金属表面の濡れ性が向上し、かつ粘度を
低下させる結果、スラリー組成物塗工時の空気の巻き込
みや泡の生成を防止し、電極活物質のスラリー組成物中
における分散性を向上せしめ、かつ、集電体と電極活物
質層との密着性が向上したためと思われる。事実、本発
明における電極体製造用スラリー組成物は、電極活物質
粉末の濃度が大きいにも拘らず、スラリー粘度が低下
し、電極体製造時における集電体へのスラリー組成物の
塗布が、均一かつ泡や筋むらのない平滑性の高い塗膜が
得られる。
Although it is not clear why these excellent effects are obtained by including acetylene glycol or a derivative thereof in the slurry composition, the presence of acetylene glycol or a derivative thereof depends on the presence of the above-mentioned electrode medium containing the aqueous medium. It lowers the dynamic interfacial tension of the slurry composition for production, improves the wettability of the metal surface, and lowers the viscosity.As a result, it prevents the entrainment of air and the generation of bubbles when applying the slurry composition, This is probably because the dispersibility of the substance in the slurry composition was improved, and the adhesion between the current collector and the electrode active material layer was improved. In fact, the slurry composition for manufacturing an electrode body in the present invention, despite the high concentration of the electrode active material powder, the viscosity of the slurry is reduced, and the application of the slurry composition to the current collector at the time of manufacturing the electrode body, A uniform and highly smooth coating film without bubbles and uneven lines can be obtained.

【0010】かくして、本発明は、電極活物質粉末とバ
インダーと水性媒体を含有する非水系電池の電極体製造
用スラリー組成物であって、該スラリー組成物がアセチ
レングリコールまたはその誘導体を含有することを特徴
とするスラリー組成物を提供する。
Thus, the present invention provides a slurry composition for producing an electrode body of a non-aqueous battery comprising an electrode active material powder, a binder and an aqueous medium, wherein the slurry composition contains acetylene glycol or a derivative thereof. A slurry composition is provided.

【0011】また、本発明は、少なくとも電極活物質粉
末とバインダーと水性媒体を含有するスラリー組成物で
あって、該スラリー組成物がアセチレングリコールまた
はその誘導体を含有するスラリー組成物を集電体に担持
し、前記水性媒体を除去することを特徴とする非水系電
池用電極体およびその製造方法を提供する。また、本発
明は上記非水系電池用電極体が組み込まれた非水系電池
を提供する。
The present invention also provides a slurry composition containing at least an electrode active material powder, a binder and an aqueous medium, wherein the slurry composition contains acetylene glycol or a derivative thereof as a current collector. Provided are an electrode body for a non-aqueous battery, which carries the aqueous medium and removes the aqueous medium, and a method for producing the same. Further, the present invention provides a non-aqueous battery in which the above-mentioned electrode body for a non-aqueous battery is incorporated.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下に、本発明について、さらに
詳しく説明をする。本発明に使用されるアセチレングリ
コールとは、アセチレン結合と、アルキンの三重結合に
隣接する2個の炭素原子に各々1個の水酸基を有する化
合物を意味する。また、その誘導体とは、該水酸基をエ
ーテル結合またはエステル結合により種々の基を置換ま
たは付加させた化合物を意味する。本発明のアセチレン
グリコールまたはその誘導体は、分子中の水素原子の一
個以上をハロゲン原子に置換されていてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail. The acetylene glycol used in the present invention means a compound having an acetylene bond and one hydroxyl group at each of two carbon atoms adjacent to the triple bond of alkyne. In addition, the derivative means a compound in which the hydroxyl group is substituted or added with various groups by an ether bond or an ester bond. The acetylene glycol or a derivative thereof of the present invention may have one or more hydrogen atoms in the molecule substituted with a halogen atom.

【0013】本発明におけるアセチレングリコールとし
ては下式(1)で表される化合物が好ましく挙げられ
る。
The acetylene glycol in the present invention is preferably a compound represented by the following formula (1).

【化3】 ただし、式(1)中のR1、R2、R3、R4は、相互に独
立して炭素数1〜20のアルキル基または水素原子を示
す。
Embedded image However, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the formula (1) each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrogen atom.

【0014】本発明におけるアセチレングリコールおよ
びその誘導体としては、好ましくは、下式(2)で表さ
れる化合物が、動的表面張力低減効果が大きい好適な例
として挙げられる。
As the acetylene glycol and its derivative in the present invention, a compound represented by the following formula (2) is preferably cited as a preferred example having a large dynamic surface tension reducing effect.

【化4】 ただし、式(2)中の記号は、下記の意味を示す。 m、n:相互に独立して、0,1または2である。 p、q:相互に独立して、0〜30、かつp+qの和は
0〜40である。 A1、A2:相互に独立して−CH2CH2−、−CH2
2CH2−または−CH2CH2CH2CH2−である。
Embedded image However, the symbols in the formula (2) have the following meanings. m, n: 0, 1, or 2 independently of each other. p, q: 0-30 independently of each other, and the sum of p + q is 0-40. A 1, A 2: -CH 2 independently of one another CH 2 -, - CH 2 C
H 2 CH 2 — or —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —.

【0015】本発明者の研究によると、上記式(2)の
化合物について、mまたはnが3以上であると電極体製
造用のスラリー組成物への溶解性が低下したり、化合物
自体の製造が困難となるので好ましくない。m、nは、
特に好ましくはいずれも1である。また、p、qは、相
互に独立して、0〜8が特に好ましく、また、その和
(p+q)は1〜10が特に好ましい。
According to the study of the present inventor, when m or n is 3 or more, the solubility of the compound of the formula (2) in the slurry composition for producing an electrode body is reduced, or the compound itself is produced. Is not preferred because it becomes difficult. m and n are
Particularly preferably, all are 1. Further, p and q are particularly preferably independently 0 to 8 and the sum (p + q) is particularly preferably 1 to 10.

【0016】式(2)において、アセチレングリコール
誘導体は、アセチレングリコールに対して、多くの場
合、アルキレンオキシドを付加させることにより製造さ
れるので通常は異なるpおよびqを有する混合物として
得られる。例えば、p=3、q=3の化合物、p=4、
q=4の化合物およびp=3、q=4の化合物の混合物
が例示される。このように、混合物で通常製造されるた
め、pおよびqは各分子中では整数であるが、混合物で
はそれらの平均値として表される。
In the formula (2), the acetylene glycol derivative is usually obtained by adding an alkylene oxide to acetylene glycol, and thus is usually obtained as a mixture having different p and q. For example, a compound with p = 3, q = 3, p = 4,
A mixture of a compound having q = 4 and a compound having p = 3 and q = 4 is exemplified. Thus, p and q are integers in each molecule since they are usually produced in a mixture, but are represented as an average of their values in a mixture.

【0017】上記式(2)に含まれるアセチレングリコ
ールまたはその誘導体の好ましい例としては、m=n=
1、A1、A2がいずれも−CH2CH2−、p+q=10
の化合物、m=n=1、A1、A2がいずれも−CH2
2−、p+q=1.5の化合物、m=n=2、A1、A
2がいずれも−CH2CH2−、p+q=3.5の化合
物、m=n=1、A1、A2がいずれも−CH2CH2CH
2−、p+q=5の化合物などが挙げられる。
Preferred examples of acetylene glycol or a derivative thereof contained in the above formula (2) include m = n =
1, A 1 and A 2 are each —CH 2 CH 2 —, p + q = 10
Wherein m = n = 1, A 1 and A 2 are each —CH 2 C
H 2 −, compound of p + q = 1.5, m = n = 2, A 1 , A
2 are both -CH 2 CH 2 -, p + q = compounds of 3.5, m = n = 1, A 1, also A 2 are both -CH 2 CH 2 CH
2- , p + q = 5 and the like.

【0018】本発明において、アセチレングリコールま
たはその誘導体のスラリー組成物中における含有量は2
0〜5000ppmが好ましい。アセチレングリコール
またはその誘導体の含有量が20ppm未満であると上
記した添加効果が小さくなるので好ましくない。また含
有量が5000ppmを超えると添加効果が飽和すると
ともにコストが大きくなり、また、プレス後の電極層の
密度が低下する場合があるので好ましくない。特に好ま
しい含有量は20〜1000ppmである。
In the present invention, the content of acetylene glycol or a derivative thereof in the slurry composition is 2%.
0 to 5000 ppm is preferred. If the content of acetylene glycol or a derivative thereof is less than 20 ppm, the above-described effect of addition is undesirably reduced. On the other hand, if the content exceeds 5000 ppm, the effect of addition is saturated and the cost is increased, and the density of the electrode layer after pressing may be undesirably reduced. A particularly preferred content is 20 to 1000 ppm.

【0019】本発明において、アセチレングリコールま
たはその誘導体が含有されるスラリー組成物は、電極活
物質粉末、バインダーおよび水性媒体を含有する。電極
活物質としては、非水系電池としてリチウム二次電池の
正極の場合には、リチウムを挿入、脱離することのでき
る、LiCoO2、LiCo0.8Ni0.22、LiMn 2
4などのリチウム遷移金属複合酸化物が好ましく挙げ
られる。
In the present invention, acetylene glycol or
Or a slurry composition containing the derivative thereof,
Contains substance powder, binder and aqueous medium. electrode
Active materials include lithium secondary batteries as non-aqueous batteries.
In the case of a positive electrode, lithium can be inserted and removed.
LiCoOTwo, LiCo0.8Ni0.2OTwo, LiMn Two
OFourPreferred are lithium transition metal composite oxides such as
Can be

【0020】また、非水系電池としてリチウム二次電池
の負極の場合には、リチウムを挿入、脱離することので
きる材料が使用される。例えばリチウム金属、リチウム
合金、炭素材料、周期表14、15族の金属を主体とし
た酸化物、炭素化合物、炭化ケイ素化合物、酸化ケイ素
化合物、硫化チタン、炭化ホウ素化合物などが好ましく
挙げられる。炭素材料としては、種々の熱分解条件で有
機物を熱分解したものや人造黒鉛、天然黒鉛、土壌黒
鉛、膨張黒鉛、鱗片状黒鉛などを使用できる。また、酸
化物としては、酸化スズを主体とする化合物が使用でき
る。なかでも炭素材料、金属、金属または金属酸化物、
リチウム遷移金属窒化物が好ましい。
In the case of a negative electrode of a lithium secondary battery as a non-aqueous battery, a material capable of inserting and removing lithium is used. For example, a lithium metal, a lithium alloy, a carbon material, an oxide mainly composed of a metal belonging to Groups 14 and 15 of the periodic table, a carbon compound, a silicon carbide compound, a silicon oxide compound, a titanium sulfide, and a boron carbide compound are preferable. As the carbon material, those obtained by thermally decomposing organic substances under various thermal decomposition conditions, artificial graphite, natural graphite, soil graphite, expanded graphite, flaky graphite, and the like can be used. As the oxide, a compound mainly composed of tin oxide can be used. Among them, carbon materials, metals, metals or metal oxides,
Lithium transition metal nitrides are preferred.

【0021】上記した正極および負極の電極活物質粉末
の平均粒径は、電池の用途にもよるが、3〜30μmが
好ましく、なかでも、5〜15μmが好適である。ま
た、スラリー組成物中の電極活物質の含有量は、20〜
60質量%が好ましく、特には30〜40質量%が好適
である。
The average particle diameter of the above-mentioned positive and negative electrode active material powders is preferably 3 to 30 μm, and more preferably 5 to 15 μm, although it depends on the use of the battery. The content of the electrode active material in the slurry composition is 20 to
It is preferably 60% by mass, and particularly preferably 30 to 40% by mass.

【0022】スラリー組成物に含有されるバインダーと
しては、好ましくは、ポリテトラフルオロエチレン水性
ディスパージョン、ポリフッ化ビニリデン水性ディスパ
ージョン、カルボキシメチルセルロース、スチレン−ブ
タジエン共重合体水性ラテックス、(メタ)アクリル酸
エステル−スチレンージブニルベンゼン共重合体水性ラ
テックス、アクリロニトリル−ブタジエン−メタクリル
酸−メタクリル酸メチル共重合体水性ラテックス、ポリ
アクリル酸塩などの水溶性バインダー、水性ラテック
ス、ポリマー水性ディスパージョン等の単独または混合
物が用いられる。バインダーは電極活物質粉末100質
量部に対し、好ましくは、2〜15質量部、特に2〜1
2質量部含有するのが好適である。
The binder contained in the slurry composition is preferably an aqueous dispersion of polytetrafluoroethylene, an aqueous dispersion of polyvinylidene fluoride, carboxymethyl cellulose, an aqueous latex of a styrene-butadiene copolymer, a (meth) acrylate ester -Styrene dibunylbenzene copolymer aqueous latex, acrylonitrile-butadiene-methacrylic acid-methyl methacrylate copolymer aqueous latex, water-soluble binder such as polyacrylate, aqueous latex, polymer aqueous dispersion alone or mixture Is used. The binder is preferably 2 to 15 parts by mass, particularly 2 to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the electrode active material powder.
It is preferable to contain 2 parts by mass.

【0023】本発明における水性媒体は、水媒体または
水を好ましくは50重量%以上、特に好ましくは70重
量%以上含む媒体を意味する。かかる水性媒体に含まれ
る水以外の媒体としては、水と相溶性を有する媒体が好
ましい。かかる媒体としては、メタノール、エタノー
ル、イソプロパノールなどの低沸点のアルコール、N−
メチルピロリドンなどの有機媒体が好ましい。水性媒体
は、それ単独でもよいが、分離しない範囲で非水溶性の
有機溶媒を含んでいてもよい。本発明における水性媒体
は電極体の製造時の作業性からは水のみの使用が好まし
い。スラリー組成物柱における水性媒体の含有量は、ス
ラリー組成物中 1〜30質量%が好ましい。
The aqueous medium in the present invention means an aqueous medium or a medium containing water, preferably at least 50% by weight, particularly preferably at least 70% by weight. As a medium other than water contained in the aqueous medium, a medium compatible with water is preferable. Examples of such a medium include low-boiling alcohols such as methanol, ethanol, and isopropanol;
Organic media such as methylpyrrolidone are preferred. The aqueous medium may be used alone, or may contain a water-insoluble organic solvent as long as it does not separate. As the aqueous medium in the present invention, it is preferable to use only water from the viewpoint of workability during production of the electrode body. The content of the aqueous medium in the slurry composition column is preferably 1 to 30% by mass in the slurry composition.

【0024】上記スラリー組成物には、さらに含フッ素
界面活性剤を含有させることが好ましい。含フッ素界面
活性剤を含有させることにより、アセチレングリコール
またはその誘導体のもたらす動的表面張力がさらに相乗
的に低下し、必要とされるアセチレングリコールまたは
その誘導体の含有量を低下させることができる。かかる
含フッ素界面活性剤は、分子内にフルオロアルキル基、
好ましくはパーフルオロアルキル基と親水性官能基とを
有する構造を有する。好ましい含フッ素界面活性剤とし
ては、特にノニオン系、アニオン系が好適であり、具体
的には「サーフロン(SURFLON)」S−381、
S−145、KH−20、S−113(いずれもセイミ
ケミカル社商品名)、[ゾニール(ZONYL)]FS
O−100,FSN−100,FSO,FSN(いずれ
もデュポン社商品名)、「フロラ―ド(FLUORA
D)FC−143,FC−430,FC=431(いず
れも3M社商品名)が例示される。含フッ素界面活性剤
のスラリー組成物中の含有量は、アセチレングリコール
またはその誘導体100質量部に対して、好ましくは1
〜100質量部、特には5〜30質量部が好ましい。
The slurry composition preferably further contains a fluorine-containing surfactant. By including a fluorine-containing surfactant, the dynamic surface tension provided by acetylene glycol or a derivative thereof can be further synergistically reduced, and the required content of acetylene glycol or a derivative thereof can be reduced. Such a fluorinated surfactant has a fluoroalkyl group in the molecule,
It preferably has a structure having a perfluoroalkyl group and a hydrophilic functional group. As the preferred fluorine-containing surfactant, nonionic and anionic surfactants are particularly suitable, and specifically, “SUFLON” S-381,
S-145, KH-20, S-113 (all are trade names of Seimi Chemical Co.), [ZONYL] FS
O-100, FSN-100, FSO, FSN (all trade names of DuPont), "Fluorad (FLUORA)
D) FC-143, FC-430, FC = 431 (all are 3M company names). The content of the fluorinated surfactant in the slurry composition is preferably 1 to 100 parts by mass of acetylene glycol or a derivative thereof.
-100 parts by mass, particularly preferably 5-30 parts by mass.

【0025】さらに、本発明のスラリー組成物には、必
要に応じて、他の成分、例えば、アセチレンブラック、
黒鉛、ケッチエンブラックなどのカーボン系導電助材な
どを添加することもでき、これにより非水系電池の性能
を上げることができる。その場合、電極活物質100質
量部に対して、好ましくは、3〜10質量部含有するこ
とが好ましい。
Further, the slurry composition of the present invention may further contain, if necessary, other components, for example, acetylene black,
Carbon-based conductive additives such as graphite and ketchen black can also be added, thereby improving the performance of the non-aqueous battery. In that case, the content is preferably 3 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the electrode active material.

【0026】本発明において、上記スラリー組成物中に
おける固形分は、電極活物質粉末、バインダー及び必要
に応じて含有される、含フッ素界面活性剤およびカーボ
ン系導電助剤などからなるが、かかる固形分の含有量
は、好ましくは、30〜60質量%である。また、スラ
リー組成物の粘度は塗工形式にも依存するが、塗工する
ための粘度と塗工密度から好ましくは0.2〜5Pa/
sである。
In the present invention, the solid content in the slurry composition comprises the electrode active material powder, a binder and, if necessary, a fluorine-containing surfactant and a carbon-based conductive additive. Content is preferably 30 to 60% by mass. Although the viscosity of the slurry composition also depends on the coating method, it is preferably 0.2 to 5 Pa / from the viscosity for coating and the coating density.
s.

【0027】本発明において、上記スラリー組成物から
非水系電池の電極体を製造する場合、電極体を形成する
集電体に上記スラリー組成物を塗布などにより担持せし
めることにより製造される。好ましくは、上記スラリー
組成物を集電体に塗工し、水性媒体を乾燥する製造方法
が挙げられる。
In the present invention, when the electrode body of a non-aqueous battery is manufactured from the above slurry composition, the electrode body is manufactured by applying the slurry composition to a current collector forming the electrode body by coating or the like. Preferably, a production method in which the slurry composition is applied to a current collector and the aqueous medium is dried is exemplified.

【0028】集電体としては、金属箔、金属多孔シー
ト、金属網などが使用され、正極の場合は、アルミニウ
ム箔、ステンレス箔などが使用され、一方、負極の場合
は銅箔、ニッケル箔などが使用される。かかる集電体に
対して、上記スラリー組成物をドクターブレード、ロー
ルスター、カーテンコーターなどの手段により塗布され
る。本発明では、かかる塗布工程において、上記したよ
うに、集電体へのスラリー組成物の塗布が、空気の巻き
込みや泡の生成を生じることなく、均一かつ泡や筋むら
のない平滑性の高い塗膜が得られる特長を有する。得ら
れた電極層を形成する塗膜は、次いで、好ましくは、乾
燥により水性媒体を除去した後、好ましくは、ロールプ
レスなどで圧密化を行い、電極体が製造される。
As the current collector, a metal foil, a metal porous sheet, a metal mesh or the like is used. For the positive electrode, an aluminum foil or a stainless steel foil is used. On the other hand, for the negative electrode, a copper foil, a nickel foil or the like is used. Is used. The above-mentioned slurry composition is applied to such a current collector by means such as a doctor blade, a roll star, and a curtain coater. In the present invention, in the application step, as described above, the application of the slurry composition to the current collector does not cause entrainment of air or generation of bubbles, and has a high smoothness without uniformity and without bubbles and uneven lines. It has the feature that a coating film can be obtained. Next, the coating film for forming the obtained electrode layer is preferably subjected to drying to remove the aqueous medium, and then preferably subjected to consolidation by a roll press or the like to produce an electrode body.

【0029】本発明により製造された電極体を使用して
非水系電池として、例えば、リチウム二次電池を構成す
る場合、セパレータとしては、多孔質ポリエチレン、多
孔質ポリプロピレンのフィルムなどが好ましく使用され
る。また、電池の電解質溶液の溶媒としては、エーテル
類、エステル類などの種々の溶媒が使用できるが、なか
でも炭酸エステルが好ましい。この場合、炭酸エステル
は環状および鎖状のいずれもが使用できる。環状炭酸エ
ステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート(EC)などが例示される。好ましい鎖状炭
酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート
(EMC)、メチルプロピルカーボネート、メチルイソ
プロピルカーボネートなどが例示される。電解質溶液の
溶媒として、炭酸エステルは、単独又は2種以上を混合
して使用できる。また、他の溶媒と混合して使用しても
よい。また、鎖状炭酸エステルと環状炭酸エステルを併
用すると、放電特性、サイクル耐久性、充放電効率が改
良できる場合がある。
When a non-aqueous battery, for example, a lithium secondary battery is constructed using the electrode body produced according to the present invention, a porous polyethylene or porous polypropylene film is preferably used as a separator. . Various solvents such as ethers and esters can be used as the solvent for the electrolyte solution of the battery, and among them, carbonate is preferable. In this case, both cyclic and chain carbonates can be used. Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate and ethylene carbonate (EC). Preferred chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate and the like. As the solvent for the electrolyte solution, carbonate esters can be used alone or in combination of two or more. Moreover, you may mix and use it with another solvent. In addition, when a chain carbonate and a cyclic carbonate are used in combination, discharge characteristics, cycle durability, and charge / discharge efficiency can be sometimes improved.

【0030】また、電解質溶液を構成する溶媒として
は、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重
合体(例えばアトケム社製:商品名カイナー)あるいは
フッ化ビニリデン−パーフルオロプロピルビニルエーテ
ル共重合体を含むゲルポリマー電解質を使用することも
できる。
As a solvent constituting the electrolyte solution, a gel polymer containing a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (for example, manufactured by Atochem Co., Ltd., trade name: Kynar) or a vinylidene fluoride-perfluoropropyl vinyl ether copolymer is used. An electrolyte can also be used.

【0031】非水系電池としてのリチウム二次電池にお
いては、電解質溶液を構成する溶質としては、ClO4
−、CF3SO3−、BF4−、PF6−、AsF6−、S
bF6−、CF3CO2−、(CF3SO22N−などをア
ニオンとするリチウム塩のいずれか1種以上が好ましく
使用される。かかる溶質は、上記溶媒またはポリマー電
解質に対して、0.2〜2.0mol/l(リットル)
の濃度で含有されるのが好ましい。この範囲を逸脱する
と、イオン伝導度が低下し、電解質の電気伝導度が低下
する。なかでも、溶質の濃度は、0.5〜1.5mol
/lが特に好ましい。
In a lithium secondary battery as a non-aqueous battery, the solute constituting the electrolyte solution is ClO 4
−, CF 3 SO 3 −, BF 4 −, PF 6 −, AsF 6 −, S
Any one or more of lithium salts having anion such as bF 6 —, CF 3 CO 2 —, (CF 3 SO 2 ) 2 N— are preferably used. Such a solute is 0.2 to 2.0 mol / l (liter) based on the solvent or the polymer electrolyte.
Is preferably contained at a concentration of Outside of this range, the ionic conductivity decreases and the electrical conductivity of the electrolyte decreases. Among them, the concentration of solute is 0.5-1.5 mol
/ L is particularly preferred.

【0032】本発明により製造される非水系電池しての
リチウム電池の形状には特に制約はない。シート状、フ
イルム状、折り畳み状、巻回型有底円筒形、ボタン形な
どが用途に応じて選択される。
The shape of the lithium battery as a non-aqueous battery produced according to the present invention is not particularly limited. A sheet shape, a film shape, a folded shape, a rolled bottomed cylindrical shape, a button shape, and the like are selected according to the application.

【0033】また、本発明の非水系電池として、主にリ
チウム二次電池について説明をしてきたが、本発明の非
水系電池は、これに限られることなく、リチウム一次電
池や他の非水系の一次または二次電池、さらには名称は
異なっても充放電機能など実質上電池と同様に機能す
る、例えば、非水系電気二重層キャパシタにも同様に適
用でき、本発明はこれらをも技術範囲に含むものであ
る。
Although the lithium secondary battery has been mainly described as the non-aqueous battery of the present invention, the non-aqueous battery of the present invention is not limited to this, but may be a lithium primary battery or another non-aqueous battery. Primary or secondary batteries, and even though they have different names, function substantially the same as batteries, such as charge / discharge functions.For example, the present invention can be similarly applied to non-aqueous electric double layer capacitors. Including.

【0034】すなわち、例えば、非水系電気二重層キャ
パシタは、活性炭などの高比表面積の炭素質材料などの
無機微粉体からなる電極活物質とカルボキシメチルセル
ロース等のバインダーと水性媒体とを含むスラリー組成
物を金属集電体に塗工することにより形成される正極お
よび負極を有するもので、充放電機能を有し、電池と実
質上同様に機能する。上記炭素質材料としては、活性
炭、ポリアセン、メソフェーズカーボンなどが例示され
る。かかる炭素質材料に加えて導電性賦与のためアセチ
レンブラック、ケッチェンブラックなどの高導電性の炭
素質粉末が添加できる。
That is, for example, a non-aqueous electric double layer capacitor is a slurry composition comprising an electrode active material comprising an inorganic fine powder such as a carbonaceous material having a high specific surface area such as activated carbon, a binder such as carboxymethyl cellulose, and an aqueous medium. Has a positive electrode and a negative electrode formed by applying the compound on a metal current collector, has a charge / discharge function, and functions substantially the same as a battery. Examples of the carbonaceous material include activated carbon, polyacene, and mesophase carbon. In addition to such a carbonaceous material, a highly conductive carbonaceous powder such as acetylene black or Ketjen black can be added to impart conductivity.

【0035】上記の炭素質材料は黒鉛粉末と異なり、水
性媒体を相当量吸着する結果、スラリー組成物中の炭素
質材料の含有量は10〜30質量%が好ましい。また、
炭素質材料の比表面積は300〜3000m2/gが好
ましい。バインダーおよび水性媒体としては、上述した
リチウム電池について記載したのと同じバインダーおよ
び水性媒体が使用できる。正極および負極集電体は、例
えば、リチウム電池における正極の集電体と同じアルミ
ニウム箔などが特に好ましく使用できる。
The carbonaceous material described above differs from graphite powder in that a considerable amount of an aqueous medium is adsorbed. As a result, the content of the carbonaceous material in the slurry composition is preferably from 10 to 30% by mass. Also,
The specific surface area of the carbonaceous material is preferably from 300 to 3000 m 2 / g. As the binder and the aqueous medium, the same binder and aqueous medium as described for the lithium battery described above can be used. As the positive and negative electrode current collectors, for example, the same aluminum foil as the positive electrode current collector in a lithium battery can be particularly preferably used.

【0036】[0036]

【実施例】以下に実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらの実施例に限定されない。なお、
下記において、例1〜例3は、実施例であり、例4およ
び例5は、比較例である。なお、実施例においては、特
に断りのない限り、「部」および含有量についての
「%」は、いずれも質量基準である。
EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition,
In the following, Examples 1 to 3 are Examples, and Examples 4 and 5 are Comparative Examples. In the examples, unless otherwise specified, “parts” and “%” for content are based on mass.

【0037】[例1]オートクレーブにメタクリル酸メ
チル175g、スチレン55g、ジビニルベンゼン5
g、純水200gを加え、攪拌しつつ80℃に加熱し、
重合させた。更に1,3−ブタジエン350g、スチレ
ン100g、ジビニルベンゼン5g、ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム25g、純水1500g、アゾビ
スブチロニトリル15gを仕込み重合させ、モノマー消
費量が99.8%に達した時点で冷却により反応を停止
し、未反応モノマーを除去し、アルカリでpHを7にす
ることにより、バインダーポリマーA(以下、バインダ
ーポリマーAという。)を有するポリマーラテックスを
得た。ポリマーの粒径は0.26μmであった。
Example 1 In an autoclave, 175 g of methyl methacrylate, 55 g of styrene, and 5 parts of divinylbenzene
g, 200 g of pure water, and heated to 80 ° C. while stirring,
Polymerized. Further, 350 g of 1,3-butadiene, 100 g of styrene, 5 g of divinylbenzene, 25 g of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1500 g of pure water, and 15 g of azobisbutyronitrile were charged and polymerized, and when the monomer consumption reached 99.8%. The reaction was stopped by cooling, the unreacted monomer was removed, and the pH was adjusted to 7 with alkali to obtain a polymer latex having a binder polymer A (hereinafter, referred to as binder polymer A). The particle size of the polymer was 0.26 μm.

【0038】また、アセチレングリコール誘導体{構造
式CH3−CH(CH3)−CH2−C(CH3)((O−
CH2CH2p−OH)−C≡C−C(CH3)((O−
CH2CH2q−OH)−CH2−CH(CH3)−CH3
で表され、p、qはそれぞれ種々の値を有する混合物で
あり、p+q=3.5}をイソプロパノールに溶解せし
めて1質量%溶液(溶液B)とした。
An acetylene glycol derivative {structural formula CH 3 —CH (CH 3 ) —CH 2 —C (CH 3 ) ((O—
CH 2 CH 2) p -OH) -C≡C-C (CH 3) ((O-
CH 2 CH 2) q -OH) -CH 2 -CH (CH 3) -CH 3
Where p and q are mixtures having various values, and p + q = 3.5 ° was dissolved in isopropanol to prepare a 1% by mass solution (solution B).

【0039】平均粒径6.1μmのメソフェーズカーボ
ンマイクロビーズ(MCMB)2800℃焼成品95質
量部、バインダーポリマーAを3質量部含有するラテッ
クス、およびカルボキシメチルセルロースナトリウム塩
2質量部、エチルアルコール3質量部、および純水65
質量部を混合し、さらに溶液Bを添加し、全体をボール
ミルにて混合することにより負極体製造用のスラリー組
成物を得た。該スラリー組成物中のアセチレングリコー
ル誘導体の含有量は150ppmであった。
95 parts by mass of mesophase carbon microbeads (MCMB) having an average particle size of 6.1 μm and calcined at 2800 ° C., a latex containing 3 parts by mass of binder polymer A, 2 parts by mass of sodium salt of carboxymethyl cellulose, and 3 parts by mass of ethyl alcohol , And pure water 65
Parts by mass were mixed, and further, solution B was added, and the whole was mixed with a ball mill to obtain a slurry composition for manufacturing a negative electrode body. The content of the acetylene glycol derivative in the slurry composition was 150 ppm.

【0040】上記のスラリー組成物を用い、銅箔(厚さ
18μm)にドクターブレードを用いて片面塗工した。
塗工面には筋などの発生は無く、平滑な塗工面が得られ
た。また、密着性も良好であった。塗工物を10時間乾
燥後、ロールプレス圧延することによりリチウム電池用
の負極体シートを作製した。圧延後の負極体の厚みと電
極層の単位面積当たりの質量から電極層の密度を測定し
たところ1.36g/cm3であった。
Using the above slurry composition, copper foil (18 μm thick) was coated on one side with a doctor blade.
There were no streaks on the coated surface, and a smooth coated surface was obtained. The adhesion was also good. The coated product was dried for 10 hours, and then roll-pressed to produce a negative electrode sheet for a lithium battery. When the density of the electrode layer was measured from the thickness of the negative electrode body after rolling and the mass per unit area of the electrode layer, it was 1.36 g / cm 3 .

【0041】上記で得られた負極について、リチウム電
池の負極体としての性能を評価するために、以下のよう
にして、リチウム金属を対極とするコイン型リチウム電
池による単極耐久試験を行った。
The negative electrode obtained above was subjected to a single-electrode durability test using a coin-type lithium battery having lithium metal as a counter electrode in order to evaluate the performance of the negative electrode body of the lithium battery as follows.

【0042】すなわち、上記負極体シートを円形に打ち
抜いたものを120℃で3時間真空乾燥して負極に用
い、金属リチウム箔(厚さ200μm)を対極に用い、
対極集電体にニッケル箔(厚さ20μm)を使用し、セ
パレータには厚さ25μmの多孔質ポリプロピレンシー
トを用い、さらに電解液には、濃度1MのLiPF6
EC+DEC(1:1)溶液を使用し、SUS304製
の負極キャップ、SUS316L製の正極ケースを用い
てコイン型リチウム電池(直径20mm、厚さ3mm)
をアルゴングローブボックス内で組み立てた。
That is, the above-mentioned negative electrode sheet was circularly punched, vacuum-dried at 120 ° C. for 3 hours and used as a negative electrode, and a metallic lithium foil (thickness 200 μm) was used as a counter electrode.
A nickel foil (20 μm thick) was used for the counter electrode current collector, a 25 μm thick porous polypropylene sheet was used for the separator, and a 1 M LiPF 6 /
Using an EC + DEC (1: 1) solution, a coin-type lithium battery (diameter 20 mm, thickness 3 mm) using a SUS304 negative electrode cap and a SUS316L positive electrode case
Was assembled in an argon glove box.

【0043】かかるコイン型リチウム電池に対して、2
5℃にて負極活物質1gにつき40mAの負荷電流にて
0.01Vまで10時間定電流定電圧で充電し、負極活
物質1gにつき40mAの負荷電流で1.5Vまで放電
して充放電サイクル試験を30回行なった。その結果、
30回充放電サイクル後の容量維持率は82%であっ
た。
For such a coin-type lithium battery, 2
Charge / discharge cycle test by charging at a constant current and constant voltage for 10 hours to 0.01 V at a load current of 40 mA per 1 g of the negative electrode active material at 5 ° C. and discharging to 1.5 V at a load current of 40 mA per 1 g of the negative electrode active material Was performed 30 times. as a result,
The capacity retention rate after 30 charge / discharge cycles was 82%.

【0044】[例2]オートクレーブにメタクリル酸メ
チル175g、スチレン55g、ジビニルベンゼン5
g、純水200gを加え、攪拌しつつ80℃に加熱し、
重合させた。更に1,3−ブタジエン350g、スチレ
ン100g、ジビニルベンゼン5g、ドデシルベンゼン
スルホン酸ナトリウム25g、純水1500g、アゾビ
スブチロニトリル15gを仕込み重合させ、モノマー消
費量が99.8%に達した時点で冷却により反応を停止
し、未反応モノマーを除去し、アルカリでpHを7に
し、バインダーポリマーAを有するポリマーラテックス
を得た。ポリマーの粒径は0.26μmであった。
[Example 2] In an autoclave, 175 g of methyl methacrylate, 55 g of styrene, and 5 of divinylbenzene were added.
g, 200 g of pure water, and heated to 80 ° C. while stirring,
Polymerized. Further, 350 g of 1,3-butadiene, 100 g of styrene, 5 g of divinylbenzene, 25 g of sodium dodecylbenzenesulfonate, 1500 g of pure water, and 15 g of azobisbutyronitrile were charged and polymerized, and when the monomer consumption reached 99.8%. The reaction was stopped by cooling, the unreacted monomer was removed, the pH was adjusted to 7 with alkali, and a polymer latex having binder polymer A was obtained. The particle size of the polymer was 0.26 μm.

【0045】また、アセチレングリコール誘導体{構造
式CH3−CH(CH3)−CH2−C(CH3)((O−
CH2CH2p−OH)−C≡C−C(CH3)((O−
CH2CH2q−OH)−CH2−CH(CH3)−CH3
で表され、p、qはそれぞれ種々の値を有する混合物で
あり、p+q=3.5}をイソプロパノールに溶解せし
めて1質量%溶液(溶液B)とした。
Further, an acetylene glycol derivative {structural formula CH 3 —CH (CH 3 ) —CH 2 —C (CH 3 ) ((O—
CH 2 CH 2) p -OH) -C≡C-C (CH 3) ((O-
CH 2 CH 2) q -OH) -CH 2 -CH (CH 3) -CH 3
Where p and q are mixtures having various values, and p + q = 3.5 ° was dissolved in isopropanol to prepare a 1% by mass solution (solution B).

【0046】平均粒径8.2μmのLiCoO292質
量部、アセチレンブラック5質量部、バインダーポリマ
ーAを2質量部含有するラテックス、およびカルボキシ
メチルセルロースナトリウム塩2質量部、エチルアルコ
ール4質量部、および純水60質量部を混合し、さらに
溶液Bと「サーフロンS−381」(セイミケミカル社
製ノニオン系含フッ素界面活性剤の商品名)を添加し、
全体をボールミルにて混合することにより正極体製造用
のスラリー組成物を得た。該スラリー組成物中のアセチ
レングリコール誘導体の含有量は100ppmであっ
た。また、サーフロンS−381の含量は50ppmで
あった。
92 parts by mass of LiCoO 2 having an average particle size of 8.2 μm, 5 parts by mass of acetylene black, a latex containing 2 parts by mass of binder polymer A, 2 parts by mass of sodium salt of carboxymethylcellulose, 4 parts by mass of ethyl alcohol, and 60 parts by mass of water were mixed, and further, solution B and “Surflon S-381” (trade name of nonionic fluorine-containing surfactant manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.) were added,
The whole was mixed with a ball mill to obtain a slurry composition for producing a positive electrode body. The content of the acetylene glycol derivative in the slurry composition was 100 ppm. The content of Surflon S-381 was 50 ppm.

【0047】上記のスラリー組成物を用い、アルミニウ
ム箔(厚さ20μm)にドクターブレードを用いて片面
塗工した。塗工面には筋などの発生は無く、平滑な塗工
面が得られた。また、密着性も良好であった。塗工物を
120℃で1時間乾燥後、ロ―ルプレス圧延することに
よりリチウム電池用の正極体シートを作製した。圧延後
の正極体の厚みと電極層の単位面積当たりの質量から電
極層の密度を測定したところ3.15g/cm3であっ
た。
Using the above slurry composition, aluminum foil (thickness: 20 μm) was coated on one side with a doctor blade. There were no streaks on the coated surface, and a smooth coated surface was obtained. The adhesion was also good. The coated material was dried at 120 ° C. for 1 hour and roll-pressed to prepare a positive electrode sheet for a lithium battery. When the density of the electrode layer was measured from the thickness of the positive electrode body after rolling and the mass per unit area of the electrode layer, it was 3.15 g / cm 3 .

【0048】上記で得られた正極について、リチウムイ
オン電池の正極体としての性能を評価するために、以下
のようにして、リチウム金属を対極とするコイン型リチ
ウム電池による単極耐久試験を行った。
The positive electrode obtained above was subjected to a single-electrode durability test using a coin-type lithium battery having lithium metal as a counter electrode in order to evaluate the performance as a positive electrode body of a lithium ion battery. .

【0049】すなわち、上記の正極体シートを円形に打
ち抜いたものを120℃で5時間真空乾燥して正極に用
い、金属リチウム箔(厚さ200μm)を負極に用い、
負極集電体にニッケル箔(厚さ20μm)を使用し、セ
パレータには厚さ25μmの多孔質ポリプロピレンシー
トを用い、さらに電解液には、濃度1MのLiPF6
EC+DEC(1:1)溶液(LiPF6を溶質とする
ECとDECとの質量比(1:1)の混合溶液、以下も
これに準じる)を使用し、SUS304製の負極キャッ
プ、SUS316L製の正極ケースを用いてコイン型リ
チウム電池(直径20mm、厚さ3mm)をアルゴング
ローブボックス内で組み立てた。
That is, the above-mentioned positive electrode sheet was punched out in a circular shape, vacuum-dried at 120 ° C. for 5 hours and used as a positive electrode, and a metallic lithium foil (thickness 200 μm) was used as a negative electrode.
A nickel foil (20 μm thick) was used for the negative electrode current collector, a 25 μm thick porous polypropylene sheet was used for the separator, and a 1 M LiPF 6 /
An EC + DEC (1: 1) solution (a mixed solution of LiPF 6 as a solute at a mass ratio of EC and DEC (1: 1); the same applies hereinafter) was used, and a negative electrode cap made of SUS304 and a positive electrode made of SUS316L were used. Using the case, a coin-type lithium battery (diameter 20 mm, thickness 3 mm) was assembled in an argon glove box.

【0050】かかるコイン型リチウム電池に対して、2
5℃にて正極活物質1gにつき75mAの負荷電流で
4.3Vまで定電流充電し、正極活物質1gにつき75
mAの負荷電流にて2.5Vまで定電流放電して充放電
サイクル試験を30回行なった。その結果、30回充放
電サイクル後の容量維持率は92%であった。
For such a coin-type lithium battery, 2
The battery was charged at a constant current of 4.3 V with a load current of 75 mA per 1 g of the positive electrode active material at 5 ° C.
A constant current discharge was performed to 2.5 V at a load current of mA to perform a charge / discharge cycle test 30 times. As a result, the capacity retention after 30 charge / discharge cycles was 92%.

【0051】[例3]例1において、負極製造時に使用
したスラリー組成物中に、アセチレングリコール誘導体
に加えて、さらに、「サーフロンS−381」(セイミ
ケミカル社製ノニオン系含フッ素界面活性剤の商品名)
を濃度が100ppmとなるように添加した他は例1と
同様に電池を製作し、充放電サイクル試験を行った結
果、30サイクル目の容量維持率は86%であった。
Example 3 In Example 1, in addition to the acetylene glycol derivative, “Surflon S-381” (a nonionic fluorine-containing surfactant manufactured by Seimi Chemical Co., Ltd.) was added to the slurry composition used in the production of the negative electrode. Product name)
Was prepared in the same manner as in Example 1 except that was added so that the concentration became 100 ppm, and a charge / discharge cycle test was conducted. As a result, the capacity retention ratio at the 30th cycle was 86%.

【0052】[例4]例1において、アセチレングリコ
ール誘導体を添加しなかった他は例1と同様にして負極
製造用スラリー組成物を調製し、これを使用して例1と
同様にして負極体を得た。負極体表面には、一部に筋の
発生が認められた。得られた負極体について、例1と同
様にしてコイン型リチウム電池を使用して充放電サイク
ル耐久性試験を行った結果、30回充放電サイクル後の
容量維持率は78%であった。
[Example 4] A slurry composition for producing a negative electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that no acetylene glycol derivative was added. I got Streaks were partially observed on the surface of the negative electrode body. The obtained negative electrode body was subjected to a charge / discharge cycle durability test using a coin-type lithium battery in the same manner as in Example 1, and as a result, the capacity retention after 30 charge / discharge cycles was 78%.

【0053】[例5]例2において、アセチレングリコ
ール誘導体およびサーフロン381を添加しなかった他
は例2と同様にして正極製造用スラリー組成物を調製
し、これを使用して例2と同様にして正極体を得た。正
極体表面には、一部に筋の発生が認められた。得られた
正極体について、例2と同様にしてコイン型リチウム電
池を使用して充放電サイクル耐久性試験を行った結果、
30回充放電サイクル後の容量維持率は86%であっ
た。
Example 5 A slurry composition for producing a positive electrode was prepared in the same manner as in Example 2 except that the acetylene glycol derivative and Surflon 381 were not added. Thus, a positive electrode body was obtained. Streaks were partially observed on the surface of the positive electrode body. The obtained positive electrode body was subjected to a charge / discharge cycle durability test using a coin-type lithium battery in the same manner as in Example 2, and as a result,
The capacity retention after 30 charge / discharge cycles was 86%.

【0054】[例6]比表面積1600m2/g、平均
粒径7μmの高純度活性炭粉末85質量部、ケッチェン
ブラック12質量部およびバインダーポリマーAを2質
量部含有するラテックス、およびカルボキシメチルセル
ロースナトリウム塩2質量部、エチルアルコール4質量
部、および純水60質量部を混合し、さらに溶液Bを添
加し、全体をボールミルにて混合することによりキャパ
シタ電極体製造用のスラリー組成物を得た。該スラリー
組成物中のアセチレングリコール誘導体の含有量は25
0ppmであった。このスラリー組成物を、幅10c
m、厚さ29μmのエッチングされたアルミニウム箔の
片面に塗布して電極層を形成し、120℃で2時間乾燥
後プレス圧延して厚さ100μmの電極体を作製した。
Example 6 Latex containing 85 parts by mass of high-purity activated carbon powder having a specific surface area of 1600 m 2 / g and an average particle size of 7 μm, 12 parts by mass of Ketjen black and 2 parts by mass of binder polymer A, and sodium carboxymethylcellulose 2 parts by mass, 4 parts by mass of ethyl alcohol, and 60 parts by mass of pure water were mixed, further, solution B was added, and the whole was mixed by a ball mill to obtain a slurry composition for manufacturing a capacitor electrode body. The content of the acetylene glycol derivative in the slurry composition is 25
It was 0 ppm. This slurry composition was applied to a width of 10c.
m, an electrode layer was formed by applying it to one side of an etched aluminum foil having a thickness of 29 μm, dried at 120 ° C. for 2 hours, and then press-rolled to produce an electrode body having a thickness of 100 μm.

【0055】上記の電極体から有効電極面積4cm×6
cmの2枚の電極体を得てこれを正極体及び負極体と
し、厚さ160μmのガラス繊維マット製セパレータを
介して電極層が対面するように対向させた。その後、1
90℃で5時間真空乾燥して不純物を除去した。次い
で、窒素グローブボックス中で1.2mol/lの(C
253(CH3)NBF4のプロピレンカーボネート溶
液を電解液として真空含浸させて、電解液が含浸した素
子を作製し電気二重層キャパシタを作製した。
From the above electrode body, an effective electrode area of 4 cm × 6
cm of the electrode body were obtained, and these were used as a positive electrode body and a negative electrode body, and were placed so as to face each other with a 160 μm-thick glass fiber mat separator interposed therebetween. Then 1
Vacuum drying was performed at 90 ° C. for 5 hours to remove impurities. Then, in a nitrogen glove box, 1.2 mol / l of (C
A propylene carbonate solution of 2 H 5 ) 3 (CH 3 ) NBF 4 was used as an electrolytic solution in vacuum impregnation to produce an element impregnated with the electrolytic solution to produce an electric double layer capacitor.

【0056】この電気二重層キャパシタの初期の放電容
量及び内部抵抗を測定した後、45℃の恒温槽中で0〜
2.8Vの間で2Aの定電流による充放電を2000サ
イクル繰り返し、2000サイクル後の放電容量及び内
部抵抗を測定し、前後の性能変化を観察することによ
り、電気二重層キャパシタの長期的な作動信頼性を加速
的に評価した。初期容量は6.29F、初期内部抵抗は
0.28Ωであり、サイクル試験後の容量は6.22
F、内部抵抗は0.30Ωであった。
After measuring the initial discharge capacity and internal resistance of the electric double layer capacitor, the electric discharge was measured in a thermostat at 45 ° C.
The charge and discharge with a constant current of 2 A between 2.8 V is repeated 2,000 cycles, the discharge capacity and internal resistance after 2,000 cycles are measured, and the performance change before and after is observed. Reliability was evaluated at an accelerated rate. The initial capacity was 6.29 F, the initial internal resistance was 0.28Ω, and the capacity after the cycle test was 6.22.
F, the internal resistance was 0.30Ω.

【0057】[0057]

【発明の効果】本発明によれば、非水系電池の電極にお
ける特性である、容量密度、自己放電特性、充放電サイ
クル特性に優れ、なかでも、特に充放電サイクル耐久性
に優れ、かつ製造時においても安全性が高く、集電体へ
の均一な塗布性などにも優れた非水系電池の電極体を製
造できるスラリー組成物が提供される。
According to the present invention, the electrode of a non-aqueous battery has excellent characteristics such as capacity density, self-discharge characteristics, and charge-discharge cycle characteristics. The present invention also provides a slurry composition which is highly safe and can produce an electrode body of a non-aqueous battery excellent in uniformity of application to a current collector and the like.

フロントページの続き (72)発明者 高 英昌 神奈川県茅ヶ崎市茅ヶ崎三丁目2番10号 セイミケミカル株式会社内 Fターム(参考) 5H029 AJ03 AJ04 AJ05 AK03 AL01 AL02 AL06 AL12 CJ02 CJ08 CJ22 DJ08 EJ11 HJ01 HJ02 5H050 AA07 AA08 AA09 BA17 CA08 CA09 CB01 CB02 CB07 DA04 DA09 DA11 EA22 FA17 GA02 GA10 GA22 HA01 HA02 Continued on the front page (72) Inventor Hidemasa Taka 3-2-10 Chigasaki, Chigasaki-shi, Kanagawa F-term (reference) in Seimi Chemical Co., Ltd. 5H029 AJ03 AJ04 AJ05 AK03 AL01 AL02 AL06 AL12 CJ02 CJ08 CJ22 DJ08 EJ11 HJ01 HJ02 5H050 AA07 AA08 AA09 BA17 CA08 CA09 CB01 CB02 CB07 DA04 DA09 DA11 EA22 FA17 GA02 GA10 GA22 HA01 HA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電極活物質粉末とバインダーと水性媒体を
含有する非水系電池用の電極体製造用スラリー組成物で
あって、該スラリー組成物がアセチレングリコールまた
はその誘導体を含有することを特徴とするスラリー組成
物。
1. A slurry composition for producing an electrode body for a non-aqueous battery comprising an electrode active material powder, a binder and an aqueous medium, wherein the slurry composition contains acetylene glycol or a derivative thereof. Slurry composition.
【請求項2】アセチレングリコールまたはその誘導体が
式(1)で表される化合物である請求項1に記載のスラ
リー組成物。 【化1】 ただし、式中のR1、R2、R3、R4は、相互に独立して
炭素数1〜20のアルキル基または水素原子を示す。
2. The slurry composition according to claim 1, wherein the acetylene glycol or a derivative thereof is a compound represented by the formula (1). Embedded image However, R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 in the formula each independently represent an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms or a hydrogen atom.
【請求項3】アセチレングリコールまたはその誘導体が
式(2)で表される化合物である請求項1に記載のスラ
リー組成物。 【化2】 ただし、式中の記号は下記の意味を示す。 m、n:相互に独立して0,1または2である。 p、q:相互に独立して0〜30、かつp+qは0〜4
0である。 A1、A2:相互に独立して−CH2CH2−、−CH2
2CH2−または−CH2CH2CH2CH2−である。
3. The slurry composition according to claim 1, wherein the acetylene glycol or a derivative thereof is a compound represented by the formula (2). Embedded image However, the symbols in the formula have the following meanings. m, n: 0, 1, or 2 independently of each other. p and q: 0 to 30 independently of each other, and p + q is 0 to 4
0. A 1, A 2: -CH 2 independently of one another CH 2 -, - CH 2 C
H 2 CH 2 — or —CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 —.
【請求項4】スラリー組成物中におけるアセチレングリ
コールまたはその誘導体の含有量が20〜2000pp
mである請求項1〜3のいずれか一つに記載のスラリー
組成物。
4. A slurry composition wherein the content of acetylene glycol or a derivative thereof is from 20 to 2000 pp.
The slurry composition according to any one of claims 1 to 3, wherein m is m.
【請求項5】前記スラリー組成物中に、含フッ素界面活
性剤を含有する請求項1〜4のいずれか一つに記載のス
ラリー組成物。
5. The slurry composition according to claim 1, wherein the slurry composition contains a fluorine-containing surfactant.
【請求項6】電極活物質が正極用電極活物質であり、か
つリチウムを挿入・脱離可能なリチウム遷移金属複合酸
化物である請求項1〜5のいずれか一つに記載のスラリ
ー組成物。
6. The slurry composition according to claim 1, wherein the electrode active material is a positive electrode electrode active material and a lithium transition metal composite oxide capable of inserting and removing lithium. .
【請求項7】電極活物質が負極用電極活物質であり、か
つリチウムを挿入・脱離可能な炭素質粉末、金属酸化物
粉末、金属粉末及びリチウム遷移金属チッ化物のいずれ
かである請求項1〜5のいずれか一つに記載のスラリー
組成物。
7. An electrode active material for a negative electrode, wherein the electrode active material is one of a carbonaceous powder, a metal oxide powder, a metal powder and a lithium transition metal nitride capable of inserting and removing lithium. 6. The slurry composition according to any one of 1 to 5.
【請求項8】請求項1〜7のいずれか一つに記載のスラ
リー組成物が集電体に担持され、水性媒体が除去された
非水系電池用電極体。
8. An electrode assembly for a non-aqueous battery, wherein the slurry composition according to claim 1 is supported on a current collector and an aqueous medium is removed.
【請求項9】請求項1〜7のいずれか一つに記載のスラ
リー組成物を集電体に塗工し、水性媒体を乾燥する非水
系電池用電極体の製造方法。
9. A method for producing an electrode assembly for a non-aqueous battery, comprising applying the slurry composition according to claim 1 to a current collector and drying an aqueous medium.
【請求項10】請求項8に記載された非水系電池用電極
体が組み込まれた非水系電池。
10. A non-aqueous battery in which the electrode for a non-aqueous battery according to claim 8 is incorporated.
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