JP2013030447A - Slurry for positive electrode - Google Patents

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Nobuyuki Fujiwara
伸行 藤原
Hironori Kitaguchi
博紀 北口
Yoshiharu Otsuka
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a slurry for a positive electrode, having high oxidation resistance for being resistant to oxidation of positive electrode reaction and allowing manufacture of a positive electrode excellent in adhesion and also electrical characteristics.SOLUTION: The slurry for a positive electrode is a slurry for a positive electrode of an electricity storage device and contains at least (A) a polymer particle having a repeating unit from a monomer having a fluorine atom, (B) an active material particle comprising a lithium atom-containing oxide and (C) a liquid medium. A ratio (Da/Db) of an average particle diameter (Da) of the (A) polymer particle to an average particle diameter (Db) of the (B) active material particle is 0.01 to 1.0 and the slurry has a spinnability of 30 to 80%.

Description

本発明は、重合体粒子と活物質粒子とを含有する正極用スラリーに関する。   The present invention relates to a slurry for a positive electrode containing polymer particles and active material particles.

近年、電子機器の駆動用電源として、電圧が高く、高いエネルギー密度を有する蓄電デバイスが要求されている。特にリチウムイオン電池、リチウムイオンキャパシタなどは、高電圧・高エネルギー密度の蓄電デバイスとして期待されている。
このような蓄電デバイスに使用される電極は、通常、活物質粒子と、電極バインダーとして機能する重合体粒子との混合物を集電体表面へ塗布・乾燥することにより製造される。電極に使用される重合体粒子に要求される特性としては、活物質粒子同士の結合能力および活物質粒子と集電体との結着能力や、電極を巻き取る工程における耐擦性、その後の裁断などによっても塗布された電極用組成物層(以下、単に「活物質層」ともいう。)から活物質の微粉などが発生しない粉落ち耐性などを挙げることができる。重合体粒子がこれらの種々の要求特性を満足することにより、得られる電極の折り畳み方法、捲回半径の設定などの蓄電デバイスの構造設計の自由度が高くなり、デバイスの小型化を達成することができる。なお、上記の活物質粒子同士の結合能力および活物質粒子と集電体との結着能力、ならびに粉落ち耐性については、性能の良否がほぼ比例関係にあることが経験上明らかになっている。従って本明細書では、以下、これらを包括して「密着性」という用語を用いて表す場合がある。
In recent years, a power storage device having a high voltage and a high energy density is required as a power source for driving electronic equipment. In particular, lithium ion batteries, lithium ion capacitors, and the like are expected as power storage devices with high voltage and high energy density.
The electrode used for such an electricity storage device is usually produced by applying and drying a mixture of active material particles and polymer particles functioning as an electrode binder onto the current collector surface. The properties required for the polymer particles used for the electrode include the binding ability between the active material particles and the binding ability between the active material particles and the current collector, the abrasion resistance in the step of winding the electrode, Examples thereof include resistance to falling off, in which fine powder of the active material is not generated from the electrode composition layer (hereinafter also simply referred to as “active material layer”) applied by cutting or the like. When the polymer particles satisfy these various required characteristics, the degree of freedom in designing the structure of the electricity storage device, such as the method of folding the obtained electrode and setting the winding radius, is increased, and the miniaturization of the device is achieved. Can do. In addition, it has been empirically clarified that the quality of the active material particles is substantially proportional to the ability to bind the active material particles, the binding ability between the active material particles and the current collector, and the powder-off resistance. . Therefore, in the present specification, hereinafter, the term “adhesiveness” may be used in a comprehensive manner.

活物質層に用いられる重合体粒子は、一般に非導電性であるため、電子の移動を妨げる傾向がある。このため、重合体粒子の使用割合を低減することは蓄電デバイスの電気的特性の向上の点では有効である。しかしながら、重合体粒子の使用割合を少なくすると前述の密着性が不足し、加工性が大幅に損なわれるため、実用的ではない。このため、重合体粒子の使用割合の低減には自ずと限界があり、電気的特性の向上とトレードオフの関係があった。
蓄電デバイスの電気的特性と、密着性とを同時に向上させるべく、たとえば特許文献1には、重合体粒子の粒子径をコントロールする技術が記載されている。特許文献2には、電極バインダーとして使用する重合体粒子の平均粒子径と、活物質粒子の平均粒子径との比をコントロールすることにより、密着性を向上させる技術が記載されている。
上記の問題点は、特に正極用スラリーにおいて顕著に現れる。すなわち、有機物からなる重合体粒子を正極に適応する場合には、正極反応の酸化性に耐え得る高度の耐酸化性が要求されることとなるため、含フッ素系有機重合体を使用することが有利である。しかしながら、フッ素原子を含有する有機重合体は、一般に、密着性に乏しいため、得られる電極の機械的強度および耐久性の確保がさらに困難となるのである。従って、上記の特許文献に記載された技術は、未だ正極に適用可能なレベルにあるものではない。
Since the polymer particles used for the active material layer are generally non-conductive, they tend to hinder the movement of electrons. For this reason, reducing the use ratio of the polymer particles is effective in improving the electrical characteristics of the electricity storage device. However, if the use ratio of the polymer particles is reduced, the above-mentioned adhesion is insufficient, and the workability is greatly impaired, which is not practical. For this reason, there is a limit in reducing the use ratio of the polymer particles, and there is a trade-off relationship between improvement of electrical characteristics.
For example, Patent Document 1 describes a technique for controlling the particle diameter of polymer particles in order to improve the electrical characteristics and adhesion of the electricity storage device at the same time. Patent Document 2 describes a technique for improving adhesion by controlling the ratio between the average particle diameter of polymer particles used as an electrode binder and the average particle diameter of active material particles.
The above-mentioned problems are particularly noticeable in the positive electrode slurry. In other words, when polymer particles made of organic substances are applied to the positive electrode, a high degree of oxidation resistance that can withstand the oxidation of the positive electrode reaction is required, and therefore it is necessary to use a fluorine-containing organic polymer. It is advantageous. However, since organic polymers containing fluorine atoms generally have poor adhesion, it is more difficult to ensure the mechanical strength and durability of the resulting electrode. Therefore, the techniques described in the above patent documents are not yet at a level applicable to the positive electrode.

ところで近年、環境などへの配慮から、従来の有機媒体に代えて分散媒として水を含有する電極用スラリー(以下、単に「水系スラリー」ともいう)の使用も検討され始めている。この水系スラリーを集電体の表面に塗布した後、乾燥機内で高温の空気を循環し、あるいは吹き付けて水分を蒸発させることにより、集電体の表面に活物質層を形成することができる。しかしながらこの方法によると、水分が蒸発する際に、水系スラリー中に含まれる重合体粒子が局在化して不動化するという問題があった。例えば、集電体と活物質層との界面における重合体粒子の割合が相対的に少なくなると、集電体と活物質層との密着性が著しく低下することになる。また、活物質層の集電体と接する面とは反対側に重合体粒子が偏在すると、活物質層への電解液の浸透が妨げられることになる。
このように水系スラリー中に含まれる重合体粒子が局在化して不動化した活物質層が形成されると、前述した密着性が著しく低下するだけでなく、蓄電デバイスの電気的特性を十分に発揮させることができない。従って、水系の正極用スラリーにおいて、正極を形成する際に重合体粒子の局在化が抑制された正極用スラリーが求められている。
Recently, in consideration of the environment and the like, the use of an electrode slurry containing water as a dispersion medium (hereinafter also simply referred to as “aqueous slurry”) instead of a conventional organic medium has begun to be studied. After this aqueous slurry is applied to the surface of the current collector, the active material layer can be formed on the surface of the current collector by circulating hot air in the dryer or spraying it to evaporate water. However, according to this method, there is a problem that when the water evaporates, the polymer particles contained in the aqueous slurry are localized and immobilized. For example, when the proportion of polymer particles at the interface between the current collector and the active material layer is relatively reduced, the adhesion between the current collector and the active material layer is significantly reduced. In addition, if the polymer particles are unevenly distributed on the side of the active material layer opposite to the surface in contact with the current collector, the penetration of the electrolytic solution into the active material layer is hindered.
Thus, when the active material layer in which the polymer particles contained in the aqueous slurry are localized and immobilized is formed, not only the above-described adhesion is remarkably lowered, but also the electrical characteristics of the electricity storage device are sufficiently improved. It cannot be demonstrated. Accordingly, there is a need for a positive electrode slurry in which localization of polymer particles is suppressed when forming a positive electrode in an aqueous positive electrode slurry.

特開2003−100298号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-1000029 特開平11−297313号公報JP-A-11-297313

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、その第1の目的は、正極反応の酸化性に耐える高度の耐酸化性を有するとともに、密着性に優れ、さらに電気的特性にも優れる正極を製造することが可能な正極用スラリーを提供することにある。
本発明の第2の目的は、水系スラリーとして用いた場合であっても、正極を形成する際の重合体粒子の局在化が抑制された正極用スラリーを提供することにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and its first object is to have a high degree of oxidation resistance capable of withstanding the oxidation property of the positive electrode reaction, excellent adhesion, and electrical characteristics. The object is to provide a positive electrode slurry capable of producing an excellent positive electrode.
A second object of the present invention is to provide a positive electrode slurry in which localization of polymer particles during formation of the positive electrode is suppressed even when used as an aqueous slurry.

本発明の上記目的および利点は、
少なくとも
(A)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体粒子、
(B)リチウム原子含有酸化物からなる活物質粒子、ならびに
(C)液状媒体
を含有する蓄電デバイスの正極用スラリーであって、
前記(A)重合体粒子の平均粒子径(Da)と前記(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)が0.01〜1.0であり、そして
スラリーの曳糸性が30〜80%であることを特徴とする、前記正極用スラリーによって達成される。
The above objects and advantages of the present invention are as follows:
Polymer particles having at least (A) a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom,
(B) An active material particle comprising a lithium atom-containing oxide, and (C) a slurry for a positive electrode of an electricity storage device containing a liquid medium,
The ratio (Da / Db) of the average particle diameter (Da) of the (A) polymer particles to the average particle diameter (Db) of the (B) active material particles is 0.01 to 1.0, and the slurry This is achieved by the positive electrode slurry, characterized in that the spinnability is 30 to 80%.

本発明の正極用スラリーによれば、耐酸化性に優れるとともに、高度の密着性を有し、電気的特性にも優れる正極を製造することができる。本発明の正極用スラリーは、水系スラリーとして用いた場合であっても、重合体粒子の局在化が抑制された正極を形成ことができる。
本発明の正極用スラリーを用いて製造された正極を備える蓄電デバイスは、電気的特性の一つである充放電レート特性が極めて良好である。
According to the positive electrode slurry of the present invention, it is possible to produce a positive electrode having excellent oxidation resistance, high adhesion, and excellent electrical characteristics. Even when the slurry for positive electrode of the present invention is used as an aqueous slurry, a positive electrode in which localization of polymer particles is suppressed can be formed.
An electricity storage device including a positive electrode manufactured using the positive electrode slurry of the present invention has extremely good charge / discharge rate characteristics, which is one of electrical characteristics.

実施例3で得られた重合体粒子のDSCチャート。2 is a DSC chart of polymer particles obtained in Example 3. 比較例2で得られた重合体粒子のDSCチャート。6 is a DSC chart of polymer particles obtained in Comparative Example 2. 比較例6で得られた重合体粒子のDSCチャート。6 is a DSC chart of polymer particles obtained in Comparative Example 6. 合成例4で得られた重合体粒子のDSCチャート。6 is a DSC chart of polymer particles obtained in Synthesis Example 4.

以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は、下記に記載された実施形態のみに限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において実施される各種の変型例も含むものとして理解されるべきである。
1.正極用スラリーに含有される各成分
本発明の正極用スラリーは、上記のとおり、
少なくとも
(A)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体粒子、
(B)リチウム原子含有酸化物からなる活物質粒子、ならびに
(C)液状媒体
を含有する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail. It should be understood that the present invention is not limited only to the embodiments described below, and includes various modified examples that are implemented without departing from the scope of the present invention.
1. Each component contained in the positive electrode slurry The positive electrode slurry of the present invention is as described above.
Polymer particles having at least (A) a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom,
(B) The active material particle which consists of a lithium atom containing oxide, and (C) liquid medium are contained.

1.1 (A)重合体粒子
本発明の正極用スラリーに含有される(A)重合体粒子は、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する。
上記フッ素原子を有する単量体としては、例えばフッ素原子を有するオレフィン化合物、フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステルなどを挙げることができる。フッ素原子を有するオレフィン化合物としては、例えばフッ化ビニリデン、四フッ化エチレン、六フッ化プロピレン、三フッ化塩化エチレン、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどを挙げることができる。フッ素原子を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば下記一般式(1)で表される化合物、(メタ)アクリル酸3[4〔1−トリフルオロメチル−2,2−ビス〔ビス(トリフルオロメチル)フルオロメチル〕エチニルオキシ〕ベンゾオキシ]2−ヒドロキシプロピルなどを挙げることができる。
1.1 (A) Polymer Particle The (A) polymer particle contained in the positive electrode slurry of the present invention has a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom.
Examples of the monomer having a fluorine atom include an olefin compound having a fluorine atom and a (meth) acrylic acid ester having a fluorine atom. Examples of the olefin compound having a fluorine atom include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluorochloroethylene, and perfluoroalkyl vinyl ether. Examples of the (meth) acrylic acid ester having a fluorine atom include a compound represented by the following general formula (1), (meth) acrylic acid 3 [4 [1-trifluoromethyl-2,2-bis [bis (tri Fluoromethyl) fluoromethyl] ethynyloxy] benzooxy] 2-hydroxypropyl and the like.

Figure 2013030447
Figure 2013030447

(一般式(1)中、Rは水素原子またはメチル基であり、Rはフッ素原子を含有する炭素数1〜18の炭化水素基である。)
上記一般式(1)中のRとしては、例えば炭素数1〜12のフッ化アルキル基、炭素数6〜16のフッ化アリール基、炭素数7〜18のフッ化アラルキル基などを挙げることができ、炭素数1〜12のフッ化アルキル基であることが好ましい。上記一般式(1)中のRの好ましい具体例としては、例えば2,2,2−トリフルオロエチル基、2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロプロパン−2−イル基、β−(パーフルオロオクチル)エチル基、2,2,3,3−テトラフルオロプロピル基、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチル基、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチル基、1H,1H,9H−パーフルオロ−1−ノニル基、1H,1H,11H−パーフルオロウンデシル基、パーフルオロオクチル基などを挙げることができる。フッ素原子を有する単量体としては、これらのうち、フッ素原子を有するオレフィン化合物が好ましく、特に好ましくはフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
上記フッ素原子を有する単量体は、1種のみを使用してもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
(In the general formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a C 1-18 hydrocarbon group containing a fluorine atom.)
Examples of R 2 in the general formula (1) include a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a fluorinated aryl group having 6 to 16 carbon atoms, and a fluorinated aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. It is preferably a fluorinated alkyl group having 1 to 12 carbon atoms. Preferable specific examples of R 2 in the general formula (1) include, for example, 2,2,2-trifluoroethyl group, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl group, 1,1,1, 3,3,3-hexafluoropropan-2-yl group, β- (perfluorooctyl) ethyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, 2,2,3,4,4,4- Hexafluorobutyl group, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl group, 1H, 1H, 9H-perfluoro-1-nonyl group, 1H, 1H, 11H-perfluoroundecyl group, perfluorooctyl group, etc. Can do. Among these, the monomer having a fluorine atom is preferably an olefin compound having a fluorine atom, particularly preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene. .
The monomer having a fluorine atom may be used alone or in combination of two or more.

本発明の正極用スラリーに含有される(A)重合体粒子は、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位のみを有していてもよく、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位のほかにその他の単量体に由来する繰り返し単位を有していてもよい。
ここで使用することのできるその他の単量体としては、例えば不飽和カルボン酸のアルキルエステル、不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステル、親水性単量体、架橋性単量体、α−オレフィン、芳香族ビニル化合物(ただし、前記の親水性単量体および架橋性単量体に該当するものを除く。以下同じ。)などを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
上記不飽和カルボン酸のアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸i−プロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸i−ブチル、(メタ)アクリル酸n−アミル、(メタ)アクリル酸i−アミル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸n−オクチル、(メタ)アクリル酸ノニル、(メタ)アクリル酸デシルなどを;
上記不飽和カルボン酸のアルキルエステルとしては、例えば(メタ)アクリル酸シクロヘキシルなどを、それぞれ挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
The polymer particles (A) contained in the positive electrode slurry of the present invention may have only a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom, or a repetition derived from a monomer having a fluorine atom. In addition to the unit, a repeating unit derived from another monomer may be included.
Examples of other monomers that can be used here include alkyl esters of unsaturated carboxylic acids, cycloalkyl esters of unsaturated carboxylic acids, hydrophilic monomers, crosslinkable monomers, α-olefins, and aromatics. Group vinyl compounds (excluding those corresponding to the aforementioned hydrophilic monomers and crosslinkable monomers; the same shall apply hereinafter), etc., and one or more selected from these may be used. be able to.
Examples of the alkyl ester of the unsaturated carboxylic acid include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, i-propyl (meth) acrylate, and (meth) acrylic acid n. -Butyl, i-butyl (meth) acrylate, n-amyl (meth) acrylate, i-amyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (meth) acryl N-octyl acid, nonyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, etc .;
Examples of the alkyl ester of the unsaturated carboxylic acid may include cyclohexyl (meth) acrylate, and one or more selected from these may be used.

上記親水性単量体としては、例えば不飽和カルボン酸、不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル、不飽和カルボン酸の多価アルコールエステル、α,β−不飽和ニトリル化合物、水酸基を有する芳香族ビニル化合物などを挙げることができる。これらの具体例としては、上記不飽和カルボン酸として、例えば(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などを;
上記不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステルとして、例えば(メタ)アクリル酸ヒドロキシメチル、(メタ)アクリル酸ヒドロキシエチルなどを;
上記不飽和カルボン酸の多価アルコールエステルとして、例えば(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸エチレングリコール、ジ(メタ)アクリル酸プロピレングリコール、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、トリ(メタ)アクリル酸トリメチロールプロパン、テトラ(メタ)アクリル酸ペンタエリスリトール、ヘキサ(メタ)アクリル酸ジペンタエリスリトールなどを;
上記α,β−不飽和ニトリル化合物として、例えばアクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニトリル、α−エチルアクリロニトリル、シアン化ビニリデンなどを;
上記水酸基を有する芳香族ビニル化合物として、例えばp−ヒドロキシスチレンなどを、それぞれ挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
(A)重合体粒子が、上記のうちの不飽和カルボン酸に由来する構成単位を有することにより、本発明の正極用バインダー組成物を用いた正極用スラリーの安定性が向上する点で好ましい。また、(A)重合体粒子がα,β−不飽和ニトリル化合物に由来する繰り返し単位を有することにより、ポリマーアロイ粒子の電解液に対する膨潤性をより向上させることができる。すなわち、ニトリル基の存在によって重合体鎖からなる網目構造に溶媒(媒体)が侵入し易くなって網目間隔が広がるため、溶媒和したリチウムイオンがこの網目構造をすり抜けて移動し易くなる。これにより、リチウムイオンの拡散性が向上すると考えられ、その結果、電極抵抗が低下してより良好な充放電特性を実現することができる点で好ましい。
Examples of the hydrophilic monomer include unsaturated carboxylic acids, hydroxyalkyl esters of unsaturated carboxylic acids, polyhydric alcohol esters of unsaturated carboxylic acids, α, β-unsaturated nitrile compounds, and aromatic vinyl compounds having a hydroxyl group. And so on. Specific examples thereof include, for example, (meth) acrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like as the unsaturated carboxylic acid;
Examples of the hydroxyalkyl ester of the unsaturated carboxylic acid include hydroxymethyl (meth) acrylate and hydroxyethyl (meth) acrylate;
Examples of the polyhydric alcohol ester of the unsaturated carboxylic acid include ethylene glycol (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, tri (Meth) acrylic acid trimethylolpropane, tetra (meth) acrylic acid pentaerythritol, hexa (meth) acrylic acid dipentaerythritol, etc .;
Examples of the α, β-unsaturated nitrile compound include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-ethylacrylonitrile, vinylidene cyanide and the like;
Examples of the aromatic vinyl compound having a hydroxyl group include p-hydroxystyrene, and one or more selected from these can be used.
(A) It is preferable at the point which the stability of the slurry for positive electrodes using the binder composition for positive electrodes of this invention improves because a polymer particle has the structural unit derived from unsaturated carboxylic acid among the above. Moreover, the swelling property with respect to the electrolyte solution of a polymer alloy particle can be improved more because (A) polymer particles have a repeating unit derived from an α, β-unsaturated nitrile compound. That is, the presence of the nitrile group makes it easier for the solvent (medium) to enter the network structure composed of polymer chains and the network interval is widened, so that the solvated lithium ions can easily move through the network structure. Thereby, it is thought that the diffusibility of lithium ion improves, As a result, electrode resistance falls and it is preferable at the point which can implement | achieve more favorable charge / discharge characteristics.

上記架橋性単量体は重合性二重結合を2つ以上有する単量体であり、例えば不飽和カルボン酸のアルケニルエステル、不飽和カルボン酸のビニルエステル、共役ジエン、炭素−炭素二通結合を2つ有する芳香族化合物などを挙げることができる。これらの具体例としては、上記不飽和カルボン酸のアルケニルエステルとして、例えば(メタ)アクリル酸アリル、ジ(メタ)アクリル酸エチレンなどを;
上記不飽和カルボン酸のビニルエステルとして例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルなどを;
上記共役ジエンとして、例えばブタジエン、イソプレン、クロロプレンなどを;
上記炭素−炭素二通結合を2つ有する芳香族化合物として、例えばジビニルベンゼンなどを、それぞれ挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
(A)重合体粒子が、上記のうちの共役ジエン化合物に由来する構成単位を有することにより、粘弾性特性に優れた強度の強い正極用バインダー組成物を製造することが容易となる。すなわち、共役ジエン化合物に由来する構成単位を有する重合体を使用すると、低Tgでありながら架橋構造を有する重合体粒子となるため、伸びと強度とのバランスが取れたバインダーとして機能し易くなり、その結果、密着性をより向上することができ、好ましい。
The crosslinkable monomer is a monomer having two or more polymerizable double bonds, such as an alkenyl ester of an unsaturated carboxylic acid, a vinyl ester of an unsaturated carboxylic acid, a conjugated diene, and a carbon-carbon double bond. The aromatic compound which has two can be mentioned. Specific examples of such alkenyl esters of unsaturated carboxylic acids include, for example, allyl (meth) acrylate, ethylene di (meth) acrylate, and the like;
Examples of the vinyl ester of the unsaturated carboxylic acid include vinyl acetate and vinyl propionate;
Examples of the conjugated diene include butadiene, isoprene, chloroprene and the like;
Examples of the aromatic compound having two carbon-carbon double bonds include divinylbenzene, and one or more selected from these can be used.
(A) When a polymer particle has the structural unit derived from the conjugated diene compound among the above, it becomes easy to manufacture the binder composition for positive electrodes excellent in viscoelastic property and strong. That is, when a polymer having a structural unit derived from a conjugated diene compound is used, it becomes a polymer particle having a cross-linked structure while having a low Tg, so that it easily functions as a binder having a balance between elongation and strength. As a result, the adhesiveness can be further improved, which is preferable.

さらに、上記α−オレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレンなどを;
上記芳香族ビニル化合物としては、例えばスチレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、クロルスチレンなどを、それぞれ挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。(A)重合体粒子が芳香族ビニル化合物に由来する構成単位を有することにより、正極用スラリーが導電付与剤を含有する場合に、これに対する親和性をより良好にすることができる点で好ましい。
なお、本明細書における「(メタ)アクリル酸〜」とは、「アクリル酸〜」および「メタクリル酸〜」の双方を包括する概念である。
Furthermore, examples of the α-olefin include ethylene and propylene;
Examples of the aromatic vinyl compound include styrene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, chlorostyrene, and the like, and one or more selected from these can be used. (A) When the polymer particle has a structural unit derived from an aromatic vinyl compound, when the positive electrode slurry contains a conductivity-imparting agent, it is preferable in that the affinity for this can be improved.
In the present specification, “(meth) acrylic acid” is a concept encompassing both “acrylic acid” and “methacrylic acid”.

本発明の電極用バインダー組成物に含有される(A)重合体粒子における各単量体に由来する繰り返し単位の好ましい含有割合は、(A)重合体粒子の全質量を基準として、それぞれ以下のとおりである。
フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位:好ましくは3質量%以上、より好ましくは5〜50質量%、さらに好ましくは15〜40質量%、特に好ましくは20〜30質量%;
不飽和カルボン酸のアルキルエステルおよび不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステルよりなる群から選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位:好ましくは95質量%以下、より好ましくは30〜90質量%、さらに好ましくは40〜85質量%;
親水性単量体に由来する繰り返し単位:好ましくは15質量%以下、より好ましくは2〜12質量%、さらに好ましくは4〜8質量%;
架橋性単量体に由来する繰り返し単位:好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下;そして
α−オレフィンおよび芳香族ビニル化合物よりなる群から選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位:好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、これを含有しないことがさらに好ましい。
本発明の電極用バインダー組成物に含有される(A)重合体粒子は、上記に例示したフッ素原子を有する単量体、不飽和カルボン酸のアルキルエステル、不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステル、親水性単量体、架橋性単量体、α−オレフィンおよび芳香族ビニル化合物以外の単量体に由来する繰り返し単位を含有しないことが好ましい。
The preferable content ratio of the repeating unit derived from each monomer in the (A) polymer particles contained in the binder composition for an electrode of the present invention is as follows based on the total mass of the (A) polymer particles. It is as follows.
Repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom: preferably 3% by mass or more, more preferably 5 to 50% by mass, still more preferably 15 to 40% by mass, particularly preferably 20 to 30% by mass;
Repeating units derived from at least one selected from the group consisting of alkyl esters of unsaturated carboxylic acids and cycloalkyl esters of unsaturated carboxylic acids: preferably 95% by mass or less, more preferably 30 to 90% by mass, and even more preferably Is 40 to 85% by mass;
Repeating unit derived from a hydrophilic monomer: preferably 15% by mass or less, more preferably 2-12% by mass, still more preferably 4-8% by mass;
Repeating unit derived from a crosslinkable monomer: preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less; and a repeating unit derived from at least one selected from the group consisting of α-olefins and aromatic vinyl compounds : Preferably it is 10 mass% or less, More preferably, it is 5 mass% or less, and it is still more preferable not to contain this.
The polymer particles (A) contained in the electrode binder composition of the present invention are the above-described monomer having a fluorine atom, an alkyl ester of an unsaturated carboxylic acid, a cycloalkyl ester of an unsaturated carboxylic acid, a hydrophilic It is preferable not to contain a repeating unit derived from a monomer other than a polymerizable monomer, a crosslinkable monomer, an α-olefin, and an aromatic vinyl compound.

1.1.1 ポリマーアロイ粒子
本発明の正極用スラリーに含有される(A)重合体粒子としては、上記のようなフッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体粒子をそのまま用いてもよいが、
フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Aと、
少なくともアルキルエステルおよび不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステルよりなる群から選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位を有する重合体Bと
を含有するポリマーアロイ粒子であることが、イオン導電性および耐酸化性と、密着性とを同時に発現することができることから好ましい。
「ポリマーアロイ」とは、「岩波 理化学辞典 第5版.岩波書店」における定義によれば、「2成分以上の高分子の混合あるいは化学結合により得られる多成分系高分子の総称」であって「異種高分子を物理的に混合したポリマーブレンド、異種高分子成分が共有結合で結合したブロックおよびグラフト共重合体、異種高分子が分子間力によって会合した高分子錯体、異種高分子が互いに絡み合ったIPN(Interpenetrating Polymer Network、相互侵入高分子網目)など」をいう。しかしながら、本発明の正極用バインダー組成物に含有されるポリマーアロイ粒子は、「異種高分子成分が共有結合によって結合していないポリマーアロイ」のうちのIPNからなる粒子であることが好ましい。
1.1.1 Polymer Alloy Particles As (A) polymer particles contained in the positive electrode slurry of the present invention, polymer particles having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom as described above are used as they are. You may use
A polymer A having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom;
It is a polymer alloy particle containing at least one polymer unit B having a repeating unit derived from at least one selected from the group consisting of an alkyl ester and a cycloalkyl ester of an unsaturated carboxylic acid. And the adhesiveness can be expressed at the same time.
“Polymer alloy” is a “generic name for multi-component polymers obtained by mixing or chemical bonding of two or more components” according to the definition in “Iwanami Physical and Chemical Dictionary 5th edition. Iwanami Shoten”. “Polymer blends physically mixed with different polymers, block and graft copolymers in which different polymer components are covalently bonded, polymer complexes in which different polymers are associated by intermolecular forces, and different polymers entangled with each other IPN (Interpenetrating Polymer Network, etc.). However, the polymer alloy particles contained in the positive electrode binder composition of the present invention are preferably particles made of IPN among the “polymer alloys in which different types of polymer components are not bonded by covalent bonds”.

ポリマーアロイ粒子を構成する重合体Aは、イオン導電性に優れるとともに、結晶性樹脂のハードセグメントが凝集して、主鎖にC−H…F−Cのような疑似架橋点を与えているものと考えられる。このためバインダー樹脂として重合体Aを単独で用いると、そのイオン導電性および耐酸化性は良好であるものの、密着性および柔軟性が不十分であるため密着性は低い。一方、ポリマーアロイ粒子を構成する重合体Bは、密着性および柔軟性には優れるものの、耐酸化性が低いから、これをバインダー樹脂として単独で正極に使用した場合には、充放電を繰り返すことにより酸化分解して変質するため、良好な充放電特性を得ることができない。
しかしながら、重合体Aおよび重合体Bを含有するポリマーアロイ粒子を使用することにより、イオン導電性および耐酸化性と、密着性とを同時に発現することができ、良好な充放電特性を有する正極を製造することが可能となった。ポリマーアロイ粒子が重合体Aと重合体Bのみからなる場合、より耐酸化性を向上させることができ、好ましい。
ポリマーアロイ粒子は、JIS K7121に準拠する示差走査熱量測定(DSC)によって測定した場合、−50〜250℃の温度範囲において吸熱ピークを1つしか有さないものであることが好ましい。この吸熱ピークの温度は、−30〜+30℃の範囲にあることがより好ましい。
ポリマーアロイ粒子を構成する重合体Aは、これが単独で存在する場合には、一般的に−50〜250℃に吸熱ピーク(融解温度)を有する。また、ポリマーアロイ粒子を構成する重合体Bは、重合体Aとは異なる吸熱ピーク(ガラス転移温度)を有することが一般的である。このため、粒子中における重合体Aおよび重合体Bが、例えばコア−シエル構造のように相分離して存在する場合、−50〜250℃において2つの吸熱ピークが観察されるはずである。しかし、−50〜250℃における吸熱ピークが1つのみである場合には、該粒子はポリマーアロイ粒子であると推定することができる。
さらに、ポリマーアロイ粒子の有する1つのみの吸熱ピークの温度が−30〜+30℃の範囲にある場合、該粒子は活物質層に対してより良好な柔軟性と粘着性とを付与することができ、従って密着性をより向上させることができることとなり、好ましい。
The polymer A constituting the polymer alloy particle is excellent in ionic conductivity, and the hard segment of the crystalline resin is aggregated to give the main chain a pseudo-crosslinking point such as C—H—F—C. it is conceivable that. For this reason, when the polymer A is used alone as the binder resin, its ionic conductivity and oxidation resistance are good, but the adhesion and flexibility are insufficient, and therefore the adhesion is low. On the other hand, although the polymer B constituting the polymer alloy particle is excellent in adhesion and flexibility, it has low oxidation resistance. Therefore, when this is used alone as a binder resin for a positive electrode, charge and discharge are repeated. Therefore, good charge / discharge characteristics cannot be obtained.
However, by using the polymer alloy particles containing the polymer A and the polymer B, it is possible to simultaneously exhibit ionic conductivity, oxidation resistance, and adhesion, and a positive electrode having good charge / discharge characteristics. It became possible to manufacture. When the polymer alloy particles are composed only of the polymer A and the polymer B, the oxidation resistance can be further improved, which is preferable.
The polymer alloy particles preferably have only one endothermic peak in the temperature range of −50 to 250 ° C. when measured by differential scanning calorimetry (DSC) according to JIS K7121. The temperature of this endothermic peak is more preferably in the range of -30 to + 30 ° C.
When the polymer A constituting the polymer alloy particles is present alone, it generally has an endothermic peak (melting temperature) at −50 to 250 ° C. In addition, the polymer B constituting the polymer alloy particles generally has an endothermic peak (glass transition temperature) different from that of the polymer A. For this reason, when the polymer A and the polymer B in the particles are present in phase separation as in, for example, a core-shell structure, two endothermic peaks should be observed at −50 to 250 ° C. However, when there is only one endothermic peak at −50 to 250 ° C., it can be estimated that the particles are polymer alloy particles.
Furthermore, when the temperature of only one endothermic peak of the polymer alloy particles is in the range of −30 to + 30 ° C., the particles can impart better flexibility and tackiness to the active material layer. Therefore, the adhesiveness can be further improved, which is preferable.

1.1.2 重合体A
本発明の正極用スラリーが好ましく含有するポリマーアロイ粒子は、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Aを含有する。このフッ素原子を有する単量体としては、上記のとおり、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンからなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
重合体Aは、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位のほかに、他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位をさらに有していてもよい。ここで、他の不飽和単量体としては、上記で説明した不飽和カルボン酸のアルキルエステル、不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステル、親水性単量体、架橋性単量体、α−オレフィンおよび芳香族ビニル化合物を使用することができる。
この重合体Aにおける、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、重合体Aの全質量に対して、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上である。この場合のフッ素原子を有する単量体は、そのすべてがフッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンから選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの単量体に由来する繰り返し単位の
重合体Aにおける各単量体に由来する繰り返し単位の好ましい含有割合は、重合体Aの全質量を基準として、それぞれ以下のとおりである。
重合体Aにおけるフッ化ビニリデンに由来する繰り返し単位:好ましくは50〜99質量%、より好ましくは80〜98質量%;
四フッ化エチレンに由来する繰り返し単位:好ましくは50質量%、より好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜20質量%;そして
六フッ化プロピレンに由来する繰り返し単位:好ましくは50質量%以下、より好ましくは1〜30質量%、さらに好ましくは2〜25質量。
重合体Aは、フッ化ビニリデン、四フッ化エチレンおよび六フッ化プロピレンからなる群から選ばれる少なくとも1種に由来する繰り返し単位のみからなるものであることが、最も好ましい。
1.1.2 Polymer A
The polymer alloy particles preferably contained in the positive electrode slurry of the present invention contain a polymer A having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom. As described above, the monomer having a fluorine atom is preferably at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, and propylene hexafluoride.
The polymer A may further have a repeating unit derived from another unsaturated monomer in addition to the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom. Here, as the other unsaturated monomer, the unsaturated carboxylic acid alkyl ester, unsaturated carboxylic acid cycloalkyl ester, hydrophilic monomer, crosslinkable monomer, α-olefin, and Aromatic vinyl compounds can be used.
The content ratio of the repeating unit derived from the monomer having a fluorine atom in the polymer A is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more with respect to the total mass of the polymer A. is there. In this case, the monomer having a fluorine atom is preferably at least one selected from vinylidene fluoride, ethylene tetrafluoride and propylene hexafluoride. The preferable content ratio of the repeating unit derived from each monomer in the polymer A of the repeating unit derived from these monomers is as follows based on the total mass of the polymer A.
Repeating units derived from vinylidene fluoride in the polymer A: preferably 50 to 99% by mass, more preferably 80 to 98% by mass;
Repeating units derived from tetrafluoroethylene: preferably 50% by weight, more preferably 1-30% by weight, even more preferably 2-20% by weight; and repeating units derived from hexafluoropropylene: preferably 50% by weight Hereinafter, more preferably 1 to 30% by mass, and still more preferably 2 to 25% by mass.
The polymer A is most preferably composed of only a repeating unit derived from at least one selected from the group consisting of vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene and hexafluoropropylene.

1.1.3 重合体B
本発明の電極用バインダー組成物が好ましく含有するポリマーアロイである(A)重合体粒子は、フッ素原子を有する単量体以外の共重合可能な他の不飽和単量体に由来する繰り返し単位を有する。この他の不飽和化合物としては、上記で説明した不飽和カルボン酸のアルキルエステル、不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステル、親水性単量体、架橋性単量体、α−オレフィンおよび芳香族ビニル化合物を使用することができる。
一般的に重合体Bのような成分は、密着性は良好であるが、イオン導電性および耐酸化性が不良であると考えられており、従来から正極には使用されてこなかった。しかし本発明は、このような重合体Bを、重合体Aと共にポリマーアロイ粒子として使用することにより、良好な密着性を維持しつつ、十分なイオン導電性および耐酸化性を発現することに成功したものである。
重合体Bにおける各単量体に由来する繰り返し単位の含有割合は、それぞれ以下のとおりである。以下はいずれも重合体Bの質量を100質量%としたときの値である。
不飽和カルボン酸のアルキルエステルおよび不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステルよりなる群から選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位:好ましくは50質量%以上、より好ましくは60〜95質量%;
親水性単量体に由来する繰り返し単位:好ましくは50質量%以下、より好ましくは5〜40質量%;
架橋性単量体に由来する繰り返し単位:好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下;そして
α−オレフィンおよび芳香族ビニル化合物よりなる群から選択される少なくとも1種に由来する繰り返し単位:好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、これを含有しないことがさらに好ましい。
重合体Bは、上記に例示した不飽和カルボン酸のアルキルエステル、不飽和カルボン酸のシクロアルキルエステル、親水性単量体、架橋性単量体、α−オレフィンおよび芳香族ビニル化合物以外の単量体に由来する繰り返し単位を含有しないことが好ましい。
1.1.3 Polymer B
The polymer particle (A) which is a polymer alloy preferably contained in the electrode binder composition of the present invention is a repeating unit derived from another copolymerizable unsaturated monomer other than a monomer having a fluorine atom. Have. Other unsaturated compounds include the above-described unsaturated carboxylic acid alkyl esters, unsaturated carboxylic acid cycloalkyl esters, hydrophilic monomers, crosslinkable monomers, α-olefins and aromatic vinyl compounds. Can be used.
In general, a component such as polymer B has good adhesion, but is considered to have poor ionic conductivity and oxidation resistance, and has not been used for positive electrodes. However, in the present invention, by using such a polymer B as a polymer alloy particle together with the polymer A, it has succeeded in developing sufficient ionic conductivity and oxidation resistance while maintaining good adhesion. It is a thing.
The content ratio of the repeating unit derived from each monomer in the polymer B is as follows. The following are values when the mass of the polymer B is 100% by mass.
Repeating units derived from at least one selected from the group consisting of alkyl esters of unsaturated carboxylic acids and cycloalkyl esters of unsaturated carboxylic acids: preferably 50% by mass or more, more preferably 60 to 95% by mass;
Repeating units derived from hydrophilic monomers: preferably 50% by mass or less, more preferably 5-40% by mass;
Repeating unit derived from a crosslinkable monomer: preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less; and a repeating unit derived from at least one selected from the group consisting of α-olefins and aromatic vinyl compounds : Preferably it is 20 mass% or less, More preferably, it is 10 mass% or less, and it is still more preferable not to contain this.
The polymer B is a monomer other than the alkyl ester of the unsaturated carboxylic acid exemplified above, the cycloalkyl ester of the unsaturated carboxylic acid, the hydrophilic monomer, the crosslinkable monomer, the α-olefin, and the aromatic vinyl compound. It is preferable not to contain a repeating unit derived from the body.

1.1.4 ポリマーアロイ粒子の調製
本発明の正極用スラリーに好ましく含有されるポリマーアロイ粒子は、上記のような構成をとるものである限り、その合成方法は特に限定されないが、例えば公知の乳化重合工程またはこれを適宜に組み合わせることによって、容易に合成することができる。
例えば先ず、フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体Aを、公知の方法によって合成し、次いで
該重合体Aに、重合体Bを構成するための単量体を加え、重合体Aからなる重合体粒子の編み目構造の中に、前記単量体を十分吸収させた後、重合体Aの編み目構造の中で、吸収させた単量体を重合して重合体Bを合成する方法により、ポリマーアロイを容易に製造することができる。このような方法によってポリマーアロイを製造する場合、重合体Aに、重合体Bの単量体を十分に吸収させることが必須である。吸収温度が低すぎる場合または吸収時間が短すぎる場合には単なるコアシェル型の重合体または表層の一部のみがIPN型の構造である重合体となり、本発明におけるポリマーアロイを得ることができない場合が多い。ただし、吸収温度が高すぎると重合系の圧力が高くなりすぎ、反応系のハンドリングおよび反応制御の面から不利となり、吸収時間を過度に長くしても、さらに有利な結果が得られるわけではない。
1.1.4 Preparation of Polymer Alloy Particles The polymer alloy particles preferably contained in the positive electrode slurry of the present invention are not particularly limited as long as they have the above-described configuration. It can be easily synthesized by an emulsion polymerization step or a combination thereof.
For example, first, a polymer A having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom is synthesized by a known method, and then a monomer for constituting the polymer B is added to the polymer A. After the monomer is sufficiently absorbed in the stitch structure of the polymer particles made of the polymer A, the absorbed monomer is polymerized in the stitch structure of the polymer A to obtain the polymer B. The polymer alloy can be easily produced by the synthesis method. When producing a polymer alloy by such a method, it is essential for the polymer A to sufficiently absorb the monomer of the polymer B. When the absorption temperature is too low or the absorption time is too short, only a core-shell type polymer or a part of the surface layer becomes a polymer having an IPN type structure, and the polymer alloy in the present invention may not be obtained. Many. However, if the absorption temperature is too high, the pressure of the polymerization system becomes too high, which is disadvantageous in terms of reaction system handling and reaction control, and even if the absorption time is excessively long, further advantageous results are not obtained. .

上記のような観点から、吸収温度は、30〜100℃とすることが好ましく、40〜80℃とすることがより好ましく;
吸収時間は、1〜12時間とすることが好ましく、2〜8時間とすることがより好ましい。このとき、吸収温度が低い場合には吸収時間を長くすることが好ましく、吸収温度が高い場合には短い吸収時間で十分である。吸収温度(℃)と吸収時間(h)を乗じた値が、おおむね120〜300(℃・h)、好ましくは150〜250(℃・h)の範囲となるような条件が適当である。
重合体Aの網目構造の中に重合体Bの単量体を吸収させる操作は、乳化重合に用いられる公知の媒体中、例えば水中で行うことが好ましい。
ポリマーアロイ中の重合体Aの含有量は、ポリマーアロイ100質量%中、3〜60質量%であることが好ましく、5〜55質量%であることがより好ましく、10〜50質量%であることがさらに好ましく、特に20〜40質量%であることが好ましい。ポリマーアロイが重合体Aを前記範囲で含有することにより、イオン導電性および耐酸化性と、密着性とのバランスがより良好となる。また、各単量体に由来する繰り返し単位の含有割合が上記の好ましい範囲にある重合体Bを用いた場合には、ポリマーアロイが重合体Aを前記範囲で含有することにより、該ポリマーアロイ全体の各繰り返し単位の含有割合を上述の好ましい範囲に設定することが可能となり、このことにより蓄電デバイスの充放電特性が良好となることが担保される。
From the above viewpoint, the absorption temperature is preferably 30 to 100 ° C, more preferably 40 to 80 ° C;
The absorption time is preferably 1 to 12 hours, and more preferably 2 to 8 hours. At this time, it is preferable to lengthen the absorption time when the absorption temperature is low, and a short absorption time is sufficient when the absorption temperature is high. The conditions are such that the value obtained by multiplying the absorption temperature (° C.) and the absorption time (h) is generally in the range of 120 to 300 (° C. · h), preferably 150 to 250 (° C. · h).
The operation of absorbing the monomer of the polymer B in the network structure of the polymer A is preferably performed in a known medium used for emulsion polymerization, for example, in water.
The content of the polymer A in the polymer alloy is preferably 3 to 60% by mass, more preferably 5 to 55% by mass, and 10 to 50% by mass in 100% by mass of the polymer alloy. Is more preferable, and 20 to 40% by mass is particularly preferable. When the polymer alloy contains the polymer A in the above range, the balance between the ionic conductivity and the oxidation resistance and the adhesion becomes better. Moreover, when the polymer B in which the content ratio of the repeating unit derived from each monomer is in the above preferred range is used, the polymer alloy contains the polymer A in the above range, so that the entire polymer alloy It is possible to set the content ratio of each repeating unit in the above-mentioned preferable range, and this ensures that the charge / discharge characteristics of the electricity storage device are good.

1.1.5 重合体の製造方法(乳化重合の条件)
本発明における重合体粒子の製造、すなわち、
フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体を1段階重合で合成する場合の該重合、
重合体Aの重合、ならびに
重合体Aの存在下における重合体Bの重合
は、それぞれ、公知の乳化剤(界面活性剤)、重合開始剤、分子量調整剤などの存在下で行うことができる。
上記乳化剤としては、例えば高級アルコールの硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、脂肪族スルホン酸塩、脂肪族カルボン酸塩、デヒドロアビエチン酸塩、ナフタレンスルホン酸・ホルマリン縮合物、非イオン性界面活性剤の硫酸エステル塩などのアニオン性界面活性剤;
ポリエチレングリコールのアルキルエステル、ポリエチレングリコールのアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールのアルキルエーテルなどのノニオン性界面活性剤;
パーフルオロブチルスルホン酸塩、パーフルオロアルキル基含有リン酸エステル、パーフルオロアルキル基含有カルボン酸塩、パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物などのフッ素系界面活性剤などを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上を使用することができる。
乳化剤の使用割合は、使用する単量体の合計((A)重合体粒子を1段階重合で合成する場合においては使用する単量体の合計、重合体Aの製造においては重合体Aを導く単量体の合計、重合体Aの存在下に重合体Bを重合する場合においては重合体Bを導く単量体の合計。以下同じ。)100質量部に対して、0.01〜10質量部とすることが好ましく、0.02〜5質量部とすることがさらに好ましい。
1.1.5 Production method of polymer (emulsion polymerization conditions)
Production of polymer particles in the present invention, that is,
The polymerization when a polymer having a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom is synthesized by one-step polymerization;
The polymerization of the polymer A and the polymerization of the polymer B in the presence of the polymer A can be performed in the presence of a known emulsifier (surfactant), a polymerization initiator, a molecular weight modifier, and the like, respectively.
Examples of the emulsifier include sulfate esters of higher alcohols, alkylbenzene sulfonates, alkyl diphenyl ether disulfonates, aliphatic sulfonates, aliphatic carboxylates, dehydroabietic acid salts, naphthalene sulfonic acid / formalin condensates, Anionic surfactants such as sulfate salts of ionic surfactants;
Nonionic surfactants such as alkyl esters of polyethylene glycol, alkyl phenyl ethers of polyethylene glycol, alkyl ethers of polyethylene glycol;
Fluorosurfactants such as perfluorobutyl sulfonate, perfluoroalkyl group-containing phosphate ester, perfluoroalkyl group-containing carboxylate, and perfluoroalkylethylene oxide adducts can be mentioned, and selected from these More than one kind can be used.
The proportion of the emulsifier used is the sum of the monomers used ((A) the sum of the monomers used when the polymer particles are synthesized by one-step polymerization, and the polymer A is derived in the production of the polymer A. In the case of polymerizing the polymer B in the presence of the polymer A in the presence of the polymer A, the sum of the monomers leading to the polymer B. The same shall apply hereinafter.) 0.01 to 10 masses per 100 mass parts Part, preferably 0.02 to 5 parts by mass.

上記重合開始剤としては、例えば過硫酸リチウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウムなどの水溶性重合開始剤;
クメンハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイル、t−ブチルハイドロパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3−テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、アゾビスイソブチロニトリル、1,1’−アゾビス(シクロヘキサンカルボニトリル)などの油溶性重合開始剤などを適宜選択して用いることができる。これらのうち、特に過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、クメンハイドロパーオキサイドまたはt−ブチルハイドロパーオキサイドを使用することが好ましい。重合開始剤の使用割合は特に制限されないが、単量体組成、重合反応系のpH、他の添加剤などの組み合わせなどを考慮して適宜設定される。
重合開始剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、0.3〜3質量部とすることが好ましい。
Examples of the polymerization initiator include water-soluble polymerization initiators such as lithium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate, and ammonium persulfate;
Cumene hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butyl hydroperoxide, acetyl peroxide, diisopropylbenzene hydroperoxide, 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, azobisisobutyronitrile, 1, Oil-soluble polymerization initiators such as 1′-azobis (cyclohexanecarbonitrile) can be appropriately selected and used. Of these, potassium persulfate, sodium persulfate, cumene hydroperoxide or t-butyl hydroperoxide is particularly preferably used. The ratio of the polymerization initiator used is not particularly limited, but is appropriately set in consideration of the monomer composition, the pH of the polymerization reaction system, a combination of other additives and the like.
The use ratio of the polymerization initiator is preferably 0.3 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the monomers used.

上記分子量調整剤としては、例えばn−ヘキシルメルカプタン、n−オクチルメルカプタン、t−オクチルメルカプタン、n−ドデシルメルカプタン、t−ドデシルメルカプタン、n−ステアリルメルカプタンなどのアルキルメルカプタン;
ジメチルキサントゲンジサルファイド、ジイソプロピルキサントゲンジサルファイドなどのキサントゲン化合物;
ターピノレン、テトラメチルチウラムジスルフィド、テトラエチルチウラムジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィドなどのチウラム化合物;
2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール、スチレン化フェノールなどのフェノール化合物;
アリルアルコールなどのアリル化合物;
ジクロルメタン、ジブロモメタン、四臭化炭素などのハロゲン化炭化水素化合物;
α−ベンジルオキシスチレン、α−ベンジルオキシアクリロニトリル、α−ベンジルオキシアクリルアミドなどのビニルエーテル化合物などのほか、
トリフェニルエタン、ペンタフェニルエタン、アクロレイン、メタアクロレイン、チオグリコール酸、チオリンゴ酸、2−エチルヘキシルチオグリコレート、α−メチルスチレンダイマーなどを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上を使用することができる。
分子量調節剤の使用割合は、使用する単量体の合計100質量部に対して、5質量部以下とすることが好ましい。
乳化重合は適当な水性媒体中で行うことが好ましく、特に水中で行うことが好ましい。この水性媒体中におけるモノマーの合計の含有割合は、10〜50質量%とすることができ、20〜40質量%とすることが好ましい。
乳化重合の条件としては、重合温度40〜85℃において重合時間2〜24時間とすることが好ましく、重合温度50〜80℃において重合時間3〜20時間とすることがさらに好ましい。
Examples of the molecular weight modifier include alkyl mercaptans such as n-hexyl mercaptan, n-octyl mercaptan, t-octyl mercaptan, n-dodecyl mercaptan, t-dodecyl mercaptan, n-stearyl mercaptan;
Xanthogen compounds such as dimethylxanthogen disulfide and diisopropylxanthogen disulfide;
Thiuram compounds such as terpinolene, tetramethylthiuram disulfide, tetraethylthiuram disulfide, tetramethylthiuram monosulfide;
Phenolic compounds such as 2,6-di-tert-butyl-4-methylphenol and styrenated phenol;
Allyl compounds such as allyl alcohol;
Halogenated hydrocarbon compounds such as dichloromethane, dibromomethane, carbon tetrabromide;
In addition to vinyl ether compounds such as α-benzyloxystyrene, α-benzyloxyacrylonitrile, α-benzyloxyacrylamide,
Examples include triphenylethane, pentaphenylethane, acrolein, methacrolein, thioglycolic acid, thiomalic acid, 2-ethylhexyl thioglycolate, α-methylstyrene dimer, and one or more selected from these are used. can do.
The use ratio of the molecular weight regulator is preferably 5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass in total of the monomers used.
The emulsion polymerization is preferably carried out in a suitable aqueous medium, particularly preferably in water. The total content of the monomers in the aqueous medium can be 10 to 50% by mass, and preferably 20 to 40% by mass.
The conditions for emulsion polymerization are preferably a polymerization time of 2 to 24 hours at a polymerization temperature of 40 to 85 ° C, and more preferably a polymerization time of 3 to 20 hours at a polymerization temperature of 50 to 80 ° C.

1.1.6 (A)重合体粒子のその他の特徴
(A)重合体粒子の平均粒子径(Da)は、50〜400nmの範囲にあることが好ましく、100〜250nmの範囲にあることがより好ましい。重合体粒子の平均粒子径が前記範囲にあると、(B)活物質粒子の表面へ(A)重合体粒子が十分に吸着することができるため、活物質粒子の移動に伴って重合体粒子も追随して移動することができる。その結果、粒子のうちのどちらかのみが単独でマイグレーションすることを抑制することができるから、電気特性の劣化を抑制することができる。重合体粒子の平均粒子径が前記範囲に満たない場合、粒子のマイグレーションによって電気特性が劣化するため好ましくない。一方、重合体粒子の平均粒子径が前記範囲を越えると、重合体粒子の添加量に対する表面積の割合が低くなるため、良好なバインダー特性を発現することができなくなる。その結果、密着性が低下するため、やはり好ましくない。
(A)重合体粒子の平均粒子径は、光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて行われる。このような粒度分布測定装置としては、たとえば、コールターLS230、LS100、LS13 320(以上、Beckman Coulter.Inc製)や、FPAR−1000(大塚電子(株)製)などを挙げることができる。これらの粒度分布測定装置は、重合体粒子の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とすることができる。従って、これらの粒度分布測定装置によって測定された粒度分布は、正極用スラリー中に含まれる重合体粒子の分散状態の指標とすることができる。なお、重合体粒子の平均粒子径は、正極用スラリーを遠心分離して活物質粒子を沈降させた後、その上澄み液を上記の粒度分布測定装置によって測定する方法によっても測定することができる。
本発明の正極用スラリーにおける(A)重合体粒子の使用割合は、後述の(B)活物質粒子100質量部に対して、0.1〜10質量部とすることが好ましく、0.5〜5質量部とすることがより好ましい。
1.1.6 (A) Other characteristics of polymer particles (A) The average particle diameter (Da) of the polymer particles is preferably in the range of 50 to 400 nm, and preferably in the range of 100 to 250 nm. More preferred. When the average particle diameter of the polymer particles is within the above range, (A) the polymer particles can be sufficiently adsorbed to the surface of the active material particles (B). Can follow and move. As a result, since only one of the particles can be prevented from migrating alone, deterioration of electrical characteristics can be suppressed. When the average particle diameter of the polymer particles is less than the above range, the electrical characteristics deteriorate due to the migration of the particles, which is not preferable. On the other hand, when the average particle diameter of the polymer particles exceeds the above range, the ratio of the surface area to the addition amount of the polymer particles becomes low, so that good binder characteristics cannot be expressed. As a result, the adhesiveness is lowered, which is not preferable.
(A) The average particle diameter of a polymer particle is performed using the particle size distribution measuring apparatus which makes a light scattering method a measurement principle. Examples of such a particle size distribution measuring apparatus include Coulter LS230, LS100, LS13320 (above, manufactured by Beckman Coulter. Inc.), FPAR-1000 (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.), and the like. These particle size distribution measuring devices are not intended to evaluate only the primary particles of the polymer particles, but can also evaluate the secondary particles formed by aggregation of the primary particles. Therefore, the particle size distribution measured by these particle size distribution measuring devices can be used as an indicator of the dispersion state of the polymer particles contained in the positive electrode slurry. The average particle diameter of the polymer particles can also be measured by a method of centrifuging the positive electrode slurry to precipitate the active material particles and measuring the supernatant with the above particle size distribution measuring apparatus.
The use ratio of (A) polymer particles in the positive electrode slurry of the present invention is preferably 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of (B) active material particles described later, 0.5 to More preferably 5 parts by mass.

1.2 (B)活物質粒子
上記正極用スラリーに含有される(B)活物質粒子を構成する材料は、リチウム原子含有酸化物である。本明細書における「酸化物」とは、酸素と、酸素よりも電気陰性度の小さい元素と、からなる化合物または塩を意味する概念であり、金属酸化物のほか、金属のリン酸塩、硝酸塩、ハロゲンオキソ酸塩、スルホン酸塩などをも包含する概念である。
本発明における(B)活物質粒子を構成する材料としては、下記一般式(B−1)
Li1+x (B−1)
(式(B−1)中、MはCo、NiおよびMnよりなる群から選択される少なくとも1種の金属原子であり;
はAlおよびSnよりなる群から選択される少なくとも1種の金属原子であり;
Oは酸素原子であり;
x、yおよびzは、それぞれ、0.10≧x≧0、4.00≧y≧0.85および2.00≧z≧0の範囲の数である。)
で表される複合金属酸化物、下記一般式(B−2)
Li1−x(XO) (B−2)
(式(B−2)中、MはMg、Ti、V、Nb、Ta、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、A1、Ga、GeおよびSnよりなる群から選択される金属のイオンの少なくとも一種であり;
Xは、Si、S、PおよびVよりなる群から選択される少なくとも一種であり;そしてxは数であり、0<x<1の関係を満たす。)
で表され、且つオリビン型結晶構造を有する化合物などを挙げることができ、これらよりなる群から選択される1種以上を使用することが好ましい。上記一般式(B−2)におけるxの値は、MおよびXの価数に応じて、式(1)全体の価数が0価となるように選択される。
1.2 (B) Active Material Particles The material constituting the (B) active material particles contained in the positive electrode slurry is a lithium atom-containing oxide. “Oxide” in the present specification is a concept that means a compound or salt composed of oxygen and an element having an electronegativity smaller than that of oxygen. In addition to metal oxides, metal phosphates and nitrates , Halogen oxo acid salts, sulfonic acid salts and the like.
As a material constituting the active material particles (B) in the present invention, the following general formula (B-1)
Li 1 + x M 1 y M 2 z O 2 (B-1)
(In Formula (B-1), M 1 is at least one metal atom selected from the group consisting of Co, Ni and Mn;
M 2 is at least one metal atom selected from the group consisting of Al and Sn;
O is an oxygen atom;
x, y and z are numbers in the range of 0.10 ≧ x ≧ 0, 4.00 ≧ y ≧ 0.85 and 2.00 ≧ z ≧ 0, respectively. )
A composite metal oxide represented by the following general formula (B-2)
Li 1-x M x (XO 4 ) (B-2)
(In the formula (B-2), M is a metal selected from the group consisting of Mg, Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, A1, Ga, Ge, and Sn. At least one kind of ions;
X is at least one selected from the group consisting of Si, S, P and V; and x is a number and satisfies the relationship 0 <x <1. )
And a compound having an olivine type crystal structure, and it is preferable to use one or more selected from the group consisting of these. The value of x in the general formula (B-2) is selected according to the valences of M and X so that the valence of the entire formula (1) becomes zero.

上記一般式(B−1)で表される複合金属酸化物としては、例えばLiCoO、LiNiO、LiNiCo1−y(y=0.01〜0.99)、LiMnO、LiMn、LiCoMnNi(x+y+z=1)などを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。これらのうち、LiCoO、LiMn、LiNiOおよびLiNi0.33Mn0.33Co0.33は電極電位が高く高効率であるため、高電圧および高エネルギー密度を有する蓄電デバイスを得ることができる。Li1+x は、固体内のLi拡散速度が速く、充放電レートに優れる点で特に好ましい。
上記一般式(B−2)で表され、且つオリビン構造を有する化合物は、金属元素Mの種類によって正極電位が異なる。従って、金属元素Mの種類を選択することにより、電池電圧を任意に設定することができる。オリビン構造を有するリチウム原子含有酸化物の代表的なものとしては、LiFePO、LiCoPO、Li0.90Ti0.05Nb0.05Fe0.30Co0.30Mn0.30POなどを挙げることができる。これらのうち、特にLiFePOは、原料となる鉄化合物の入手が容易であるとともに安価であるため、好ましい。また、上記の化合物中のFeイオンをCoイオン、NiイオンまたはMnイオンに置換した化合物も、上記各化合物と同じオリビン型の結晶構造を有するので、正極活物質として同様の効果を有する。
Examples of the composite metal oxide represented by the general formula (B-1) include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi y Co 1-y O 2 (y = 0.01 to 0.99), LiMnO 2 , LiMn. 2 O 4 , LiCo x Mn y Ni z O 2 (x + y + z = 1) and the like can be used, and one or more selected from these can be used. Among these, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2, and LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 have a high electrode potential and high efficiency, and therefore have a high voltage and high energy density. Can be obtained. Li 1 + x M 1 y M 2 z O 2 is particularly preferable in that the Li diffusion rate in the solid is high and the charge / discharge rate is excellent.
The compound represented by the general formula (B-2) and having an olivine structure has a positive electrode potential that varies depending on the type of the metal element M. Therefore, the battery voltage can be arbitrarily set by selecting the type of the metal element M. Typical examples of the lithium atom-containing oxide having an olivine structure include LiFePO 4 , LiCoPO 4 , Li 0.90 Ti 0.05 Nb 0.05 Fe 0.30 Co 0.30 Mn 0.30 PO 4, and the like. Can be mentioned. Among these, LiFePO 4 is particularly preferable because it is easy to obtain an iron compound as a raw material and is inexpensive. In addition, compounds obtained by substituting Fe ions in the above compounds with Co ions, Ni ions, or Mn ions have the same olivine type crystal structure as each of the above compounds, and thus have the same effect as the positive electrode active material.

(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)は、正極用スラリーに含有される(A)重合体粒子の平均粒子径(Da)と(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)は、0.01〜1.0となるように選択される。この値は、0.05〜0.5となるように選択されることが好ましい。平均粒子径(Db)および比(Da/Db)の値を上記の範囲に設定することにより、重合体粒子と活物質粒子とが接触する面積が適正な値となり、このことによって重合体粒子および活物質粒子のマイグレーションを、より確実に抑制することができることとなる。
(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)は、比(Da/Db)が上記の範囲内であって、活物質粒子の平均粒子径(Db)が0.1〜25μmであることが好ましく、0.4〜23μmであることがより好ましく、0.5〜20μmであることがさらに好ましい。
(B)活物質粒子が上記一般式(B−1)で表される複合金属酸化物である場合、活物質粒子の平均粒子径(Db)は、0.5〜25μmであることが好ましく、1〜23μmであることがより好ましく、特に2〜20μmであることが好ましい。
(B)活物質粒子が上記一般式(B−2)で表され、且つオリビン型結晶構造を有する化合物である場合、活物質粒子の平均粒子径(Db)は、0.1〜10μmであることが好ましく、0.4〜8μmであることがより好ましく、特に0.5〜7μmであることが好ましい。
(B) The average particle diameter (Db) of the active material particles is the average particle diameter (Da) of the polymer particles (A) and (B) the average particle diameter (Db) of the active material particles contained in the positive electrode slurry. The ratio (Da / Db) is selected to be 0.01 to 1.0. This value is preferably selected to be 0.05 to 0.5. By setting the values of the average particle diameter (Db) and the ratio (Da / Db) within the above ranges, the area in which the polymer particles and the active material particles are in contact with each other becomes an appropriate value. The migration of the active material particles can be more reliably suppressed.
(B) The average particle diameter (Db) of the active material particles is such that the ratio (Da / Db) is within the above range, and the average particle diameter (Db) of the active material particles is 0.1 to 25 μm. The thickness is preferably 0.4 to 23 μm, more preferably 0.5 to 20 μm.
(B) When the active material particles are a composite metal oxide represented by the general formula (B-1), the average particle diameter (Db) of the active material particles is preferably 0.5 to 25 μm, It is more preferably 1 to 23 μm, and particularly preferably 2 to 20 μm.
(B) When the active material particles are a compound represented by the above general formula (B-2) and having an olivine type crystal structure, the average particle diameter (Db) of the active material particles is 0.1 to 10 μm. It is preferable that it is 0.4-8 micrometers, and it is especially preferable that it is 0.5-7 micrometers.

活物質粒子の平均粒子径が前記範囲内であると、活物質粒子内におけるリチウムの拡散距離が短くなるので、充放電の際のリチウムの脱挿入に伴う抵抗を低減することができ、その結果、充放電特性がより向上する。さらに、正極用スラリーが後述の導電付与剤を含有する場合、活物質粒子の平均粒子径が前記範囲内であることにより、活物質粒子と導電付与剤との接触面積を十分に確保することができることとなり、正極の電子導電性が向上し、正極抵抗がより低下する。
ここで、活物質粒子の平均粒子径(Db)とは、レーザー回折法を測定原理とする粒度分布測定装置を用いて粒度分布を測定し、累積度数が体積百分率で50%となる粒子径(D50)の値である。このようなレーザー回折式粒度分布測定装置としては、例えばHORIBA LA−300シリーズ、HORIBA LA−920シリーズ(以上、(株)堀場製作所製)などを挙げることができる。この粒度分布測定装置は、活物質粒子の一次粒子だけを評価対象とするものではなく、一次粒子が凝集して形成された二次粒子をも評価対象とする。従って、この粒度分布測定装置によって得られた平均粒子径(Db)は、正極用スラリー中に含まれる活物質粒子の分散状態の指標とすることができる。
活物質粒子の平均粒子径(Db)は、正極用スラリーを遠心分離して活物質粒子を沈降させた後、その上澄み液を除去し、沈降した活物質粒子を上記の方法により測定することによっても測定することができる。
When the average particle diameter of the active material particles is within the above range, the diffusion distance of lithium in the active material particles is shortened, so that the resistance accompanying lithium desorption during charging and discharging can be reduced, and as a result The charge / discharge characteristics are further improved. Furthermore, when the positive electrode slurry contains a conductivity-imparting agent described later, the contact area between the active material particles and the conductivity-imparting agent can be sufficiently ensured by the average particle diameter of the active material particles being within the above range. As a result, the electronic conductivity of the positive electrode is improved and the positive electrode resistance is further reduced.
Here, the average particle diameter (Db) of the active material particles is a particle diameter (measured by using a particle size distribution measuring apparatus based on a laser diffraction method) and a cumulative frequency of 50% in terms of volume percentage ( D50). Examples of such a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus include HORIBA LA-300 series and HORIBA LA-920 series (manufactured by Horiba, Ltd.). This particle size distribution measuring apparatus does not only evaluate the primary particles of the active material particles, but also evaluates secondary particles formed by aggregation of the primary particles. Therefore, the average particle diameter (Db) obtained by this particle size distribution measuring apparatus can be used as an indicator of the dispersion state of the active material particles contained in the positive electrode slurry.
The average particle diameter (Db) of the active material particles is obtained by centrifuging the positive electrode slurry to settle the active material particles, then removing the supernatant, and measuring the precipitated active material particles by the above method. Can also be measured.

1.3 (C)液状媒体
本発明の正極用スラリーは、さらに(C)液状媒体を含有する。この(C)液状態体は、水系媒体または非水系媒体であることができる。
本発明の正極用スラリーは、上記のような(A)重合体粒子および(B)活物質粒子が液状媒体に分散されたスラリー状またはラテックス状であることが好ましい。
上記水系媒体は、水を含有する。水系媒体は、水以外に少量の非水媒体を含有することができる。このような非水媒体としては、例えばアミド化合物、炭化水素、アルコール、ケトン、エステル、アミン化合物、ラクトン、スルホキシド、スルホン化合物などを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。このような非水媒体の含有割合は、水系媒体の全部に対して好ましくは10質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下である。
1.3 (C) Liquid Medium The positive electrode slurry of the present invention further contains (C) a liquid medium. This (C) liquid state body can be an aqueous medium or a non-aqueous medium.
The positive electrode slurry of the present invention is preferably in the form of a slurry or latex in which the above (A) polymer particles and (B) active material particles are dispersed in a liquid medium.
The aqueous medium contains water. The aqueous medium can contain a small amount of a non-aqueous medium in addition to water. Examples of such a non-aqueous medium include amide compounds, hydrocarbons, alcohols, ketones, esters, amine compounds, lactones, sulfoxides, sulfone compounds, and the like, and one or more selected from these are used. can do. The content ratio of such a non-aqueous medium is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, based on the entire aqueous medium.

上記非水系媒体は、(A)重合体粒子および(B)活物質粒子を安定に分散しうるものであれば好適に使用することができる。非水系媒体の具体例としては、例えばn−オクタン、イソオクタン、ノナン、デカン、デカリン、ピネン、クロロドデカンなどの脂肪族炭化水素;
シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、メチルシクロペンタンなどの環状脂肪族炭化水素;
クロロベンゼン、クロロトルエン、エチルベンゼン、ジイソプロピルベンゼン、クメンなどの芳香族炭化水素;
メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、ベンジルアルコール、グリセリンなどのアルコール;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロペンタノン、イソホロンなどのケトン;
メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサンなどのエーテル;
γ−ブチロラクトン、δ−ブチロラクトンなどのラクトン;
β−ラクタムなどのラクタム;
ジメチルホルムアミド、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミドなどの鎖状または環状のアミド化合物;
メチレンシアノヒドリン、エチレンシアノヒドリン、3,3’−チオジプロピオニトリル、アセトニトリルなどの、ニトリル基を有する化合物;
ピリジン、ピロールなどの含窒素複素環化合物;
エチレングリコール、プロピレングリコールなどのグリコール化合物;
ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールエチルブチルエーテルなどのジエチレングリコールまたは誘導体;
ギ酸エチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、安息香酸メチル、酢酸メチル、アクリル酸メチルなどのエステルなどを挙げることができ、これらのうちから選択される1種以上を使用することができる。
The non-aqueous medium can be suitably used as long as it can stably disperse (A) polymer particles and (B) active material particles. Specific examples of the non-aqueous medium include aliphatic hydrocarbons such as n-octane, isooctane, nonane, decane, decalin, pinene, and chlorododecane;
Cycloaliphatic hydrocarbons such as cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, methylcyclopentane;
Aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, chlorotoluene, ethylbenzene, diisopropylbenzene, cumene;
Alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, benzyl alcohol, glycerin;
Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclopentanone, isophorone;
Ethers such as methyl ethyl ether, diethyl ether, tetrahydrofuran, dioxane;
lactones such as γ-butyrolactone and δ-butyrolactone;
lactams such as β-lactams;
Linear or cyclic amide compounds such as dimethylformamide, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylacetamide;
Compounds having a nitrile group, such as methylene cyanohydrin, ethylene cyanohydrin, 3,3′-thiodipropionitrile, acetonitrile;
Nitrogen-containing heterocyclic compounds such as pyridine and pyrrole;
Glycol compounds such as ethylene glycol and propylene glycol;
Diethylene glycol or derivatives such as diethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol ethyl butyl ether;
Examples thereof include esters such as ethyl formate, ethyl lactate, propyl lactate, methyl benzoate, methyl acetate, and methyl acrylate, and one or more selected from these can be used.

本発明における(C)液状媒体としては、水系媒体を使用することが好ましい。(C)液状媒体が水を含有することにより、本発明の正極用スラリーの安定性が良好となり、正極を再現性よく製造することが可能となる。水は、正極用スラリーで一般的に使用されている高沸点溶剤(たとえば、N−メチルピロリドンなど)と比較して蒸発速度が速く、媒体除去時間の短縮による生産性の向上、粒子のマイグレーションの抑制などを期待することができる。本発明における(C)液状媒体としては、非水媒体を含有せずに水のみからなる媒体を使用することが最も好ましい。   As the (C) liquid medium in the present invention, an aqueous medium is preferably used. (C) When the liquid medium contains water, the positive electrode slurry of the present invention has good stability, and the positive electrode can be produced with good reproducibility. Water has a higher evaporation rate than a high boiling point solvent (for example, N-methylpyrrolidone, etc.) generally used in a positive electrode slurry. We can expect suppression. As the liquid medium (C) in the present invention, it is most preferable to use a medium containing only water without containing a non-aqueous medium.

1.4 その他の成分
本発明の正極用スラリーは、前述した成分以外に、必要に応じてその他の成分を含有することができる、このようなその他の成分としては、例えば導電付与剤、非水系媒体、増粘剤などを挙げることができる。
1.4 Other Components The positive electrode slurry of the present invention can contain other components as necessary in addition to the components described above. Examples of such other components include a conductivity-imparting agent and a non-aqueous system. A medium, a thickener, etc. can be mentioned.

1.4.1 導電付与剤
上記導電付与剤の具体例としては、リチウムイオン二次電池においてはカーボンなどが;
ニッケル水素二次電池においては、正極では酸化コバルトが:
負極ではニッケル粉末、酸化コバルト、酸化チタン、カーボンなどが、それぞれ用いられる。上記両電池において、カーボンとしては、グラファイト、活性炭、アセチレンブラック、ファーネスブラック、黒鉛、炭素繊維、フラーレンなどを挙げることができる。これらの中でも、アセチレンブラックまたはファーネスブラックを好ましく使用することができる。導電付与剤の使用割合は、活物質粒子100質量部に対して、好ましくは20質量部以下であり、より好ましくは1〜15質量部であり、特に2〜10質量部であることが好ましい。
1.4.1 Conductivity-imparting agent Specific examples of the conductivity-imparting agent include carbon in a lithium ion secondary battery;
In nickel-metal hydride secondary batteries, cobalt oxide is the positive electrode:
For the negative electrode, nickel powder, cobalt oxide, titanium oxide, carbon and the like are used. In both the batteries, examples of carbon include graphite, activated carbon, acetylene black, furnace black, graphite, carbon fiber, and fullerene. Among these, acetylene black or furnace black can be preferably used. The use ratio of the conductivity-imparting agent is preferably 20 parts by mass or less, more preferably 1 to 15 parts by mass, and particularly preferably 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the active material particles.

1.4.2 増粘剤
上記正極用スラリーは、その塗工性を改善する観点から、増粘剤を含有することができる。増粘剤の具体例としては、例えばカルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース化合物;
上記セルロース化合物のアンモニウム塩またはアルカリ金属塩;
ポリ(メタ)アクリル酸、変性ポリ(メタ)アクリル酸などのポリカルボン酸;
上記ポリカルボン酸のアルカリ金属塩;
ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体などのポリビニルアルコール系(共)重合体;
(メタ)アクリル酸、マレイン酸およびフマル酸などの不飽和カルボン酸と、ビニルエステルとの共重合体の鹸化物などの水溶性ポリマーなどを挙げることができる。これらの中でも特に好ましい増粘剤としては、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩、ポリ(メタ)アクリル酸のアルカリ金属塩などである。
これら増粘剤の市販品としては、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩として、例えばCMC1120、CMC1150、CMC2200、CMC2280、CMC2450(以上、ダイセル化学工業(株)製)などを挙げることができる。
1.4.2 Thickener The positive electrode slurry may contain a thickener from the viewpoint of improving the coating property. Specific examples of the thickener include cellulose compounds such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxypropylcellulose;
An ammonium salt or an alkali metal salt of the cellulose compound;
Polycarboxylic acids such as poly (meth) acrylic acid, modified poly (meth) acrylic acid;
An alkali metal salt of the polycarboxylic acid;
Polyvinyl alcohol (co) polymers such as polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, and ethylene-vinyl alcohol copolymer;
Examples thereof include water-soluble polymers such as saponified products of copolymers of unsaturated carboxylic acids such as (meth) acrylic acid, maleic acid and fumaric acid and vinyl esters. Among these, particularly preferred thickeners include alkali metal salts of carboxymethyl cellulose and alkali metal salts of poly (meth) acrylic acid.
Examples of commercially available products of these thickeners include CMC1120, CMC1150, CMC2200, CMC2280, and CMC2450 (above, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) as alkali metal salts of carboxymethylcellulose.

正極用スラリーが増粘剤を含有する場合、増粘剤の使用割合としては、正極用スラリーに含有される活物質粒子100質量部に対して、好ましくは15質量%未満であり、より好ましくは0.1〜10質量%であり、さらに好ましくは0.5〜7.5質量%であり、特に1〜5質量%であることが好ましい。
正極用スラリーに用いる(B)活物質粒子が上記一般式(B−1)で表される複合金属酸化物である場合、増粘剤の使用割合としては、正極用スラリーに含有される活物質粒子100質量部に対して、好ましくは15質量%未満であり、より好ましくは0.05〜10質量%であり、さらに好ましくは0.1〜7.5質量%であり、特に0.2〜5質量%であることが好ましい。
正極用スラリーに用いる(B)活物質粒子が上記一般式(B−2)で表され、且つオリビン型結晶構造を有する化合物である場合、増粘剤の使用割合としては、正極用スラリーに含有される活物質粒子100質量部に対して、好ましくは15質量%未満であり、より好ましくは0.1〜10質量%であり、さらに好ましくは0.5〜7.5質量%であり、特に1〜5質量%であることが好ましい。
When the positive electrode slurry contains a thickener, the use ratio of the thickener is preferably less than 15% by mass, more preferably less than 15% by mass with respect to 100 parts by mass of the active material particles contained in the positive electrode slurry. It is 0.1-10 mass%, More preferably, it is 0.5-7.5 mass%, It is especially preferable that it is 1-5 mass%.
When the active material particle (B) used for the positive electrode slurry is a composite metal oxide represented by the above general formula (B-1), the active material contained in the positive electrode slurry may be used as a proportion of the thickener used. Preferably it is less than 15 mass% with respect to 100 mass parts of particle | grains, More preferably, it is 0.05-10 mass%, More preferably, it is 0.1-7.5 mass%, Especially 0.2- It is preferably 5% by mass.
When the active material particle (B) used for the positive electrode slurry is a compound represented by the general formula (B-2) and having an olivine type crystal structure, the use ratio of the thickener is contained in the positive electrode slurry. Preferably, it is less than 15% by weight, more preferably 0.1 to 10% by weight, still more preferably 0.5 to 7.5% by weight, based on 100 parts by weight of the active material particles. It is preferable that it is 1-5 mass%.

2.正極用スラリー
2.1 正極用スラリーの製造方法
本発明の正極用スラリーは、上記の各成分を含有するものである限り、どのような方法によって製造されたものであってもよい。
しかしながら、より良好な分散性および安定性を有する正極用スラリーを、より効率的且つ安価に製造するとの観点から、水性媒体中に(A)重合体粒子を乳化状態で含有するラテックスである正極用バインダー組成物を先ず調製し、次いでこれに(B)活物質粒子と、(C)液状媒体と、必要に応じて用いられる添加剤と、を混合することにより製造することができる。
2. 2. Slurry for positive electrode 2.1 Method for producing slurry for positive electrode The slurry for positive electrode of the present invention may be produced by any method as long as it contains the above-mentioned components.
However, from the viewpoint of more efficiently and cheaply producing a positive electrode slurry having better dispersibility and stability, the positive electrode slurry is a latex containing (A) polymer particles in an emulsified state in an aqueous medium. A binder composition can be prepared first, and then it can be produced by mixing (B) active material particles, (C) a liquid medium, and additives used as necessary.

2.1.1 正極用バインダー組成物
上記バインダー組成物としては、(A)重合体粒子を合成(重合)した後の重合反応混合物を、必要に応じて液性を調整した後、これをそのまま用いることができる。従って、正極用バインダー組成物は、上記のような重合体粒子のほか、乳化剤、重合開始剤またはその残滓、界面活性剤、中和剤などの他の成分を含有していてもよい。これら他の成分の含有割合としては、他の成分の合計重量が組成物の固形分重量に対する割合として、3重量%以下であることが好ましく、2重量%以下であることがより好ましい。
正極用バインダー組成物の固形分濃度(組成物中の水性媒体以外の成分の重量が、組成物の全重量に対して占める割合)としては、30〜50重量%であることが好ましく、35〜45重量%であることがより好ましい。
正極用バインダー組成物の液性としては、中性付近であることが好ましく、pH6.0〜8.5であることがより好ましく、特にpH7.0〜8.0であることが好ましい。組成物の液性の調整には、公知の水溶性の酸または塩基を用いることができる。酸としては、例えば塩酸、硝酸、硫酸、リン酸などを;
塩基としては、例えば水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア水などを、それぞれ挙げることができる。
2.1.1 Positive electrode binder composition As the above binder composition, (A) the polymerization reaction mixture after the synthesis (polymerization) of the polymer particles is adjusted as necessary, and then this is used as it is. Can be used. Therefore, the binder composition for positive electrodes may contain other components such as an emulsifier, a polymerization initiator or a residue thereof, a surfactant, and a neutralizer in addition to the polymer particles as described above. The content ratio of these other components is preferably 3% by weight or less, more preferably 2% by weight or less as a ratio of the total weight of the other components to the solid content weight of the composition.
The solid content concentration of the binder composition for the positive electrode (the ratio of the weight of components other than the aqueous medium in the composition to the total weight of the composition) is preferably 30 to 50% by weight. More preferably, it is 45% by weight.
The liquid property of the positive electrode binder composition is preferably near neutral, more preferably pH 6.0 to 8.5, and particularly preferably pH 7.0 to 8.0. For adjusting the liquidity of the composition, a known water-soluble acid or base can be used. Examples of the acid include hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid and the like;
Examples of the base include sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, and aqueous ammonia.

2.1.2 正極用バインダー組成物とその他の成分との混合
上記のような正極用バインダー組成物とその他の成分とを混合するためには、公知の手法による攪拌によって行うことができ、例えば攪拌機、脱泡機、ビーズミル、高圧ホモジナイザーなどを利用することができる。
正極用スラリーの調製(各成分の混合操作)は、少なくともその工程の一部を減圧下で行うことが好ましい。これにより、得られる正極層内に気泡が生じることを防止することができる。減圧の程度としては、絶対圧として、5.0×10〜5.0×10Pa程度とすることが好ましい。
正極用スラリーを製造するための混合撹拌としては、スラリー中に活物質粒子の凝集体が残らない程度に撹拌し得る混合機と、必要にして十分な分散条件とを選択する必要がある。分散の程度は粒ゲージにより測定可能であるが、少なくとも100μmより大きい凝集物がなくなるように混合分散することが好ましい。このような条件に適合する混合機としては、例えばボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、ホバートミキサーなどを例示することができる。
2.1.2 Mixing of the positive electrode binder composition and other components In order to mix the positive electrode binder composition and other components as described above, it can be carried out by stirring by a known method, for example, A stirrer, a defoamer, a bead mill, a high-pressure homogenizer, etc. can be used.
The preparation of the positive electrode slurry (mixing operation of each component) is preferably performed at least part of the process under reduced pressure. Thereby, it can prevent that a bubble arises in the positive electrode layer obtained. The degree of pressure reduction is preferably about 5.0 × 10 4 to 5.0 × 10 5 Pa as an absolute pressure.
As mixing and stirring for producing the positive electrode slurry, it is necessary to select a mixer that can stir to such an extent that no agglomerates of active material particles remain in the slurry and sufficient dispersion conditions as necessary. The degree of dispersion can be measured by a particle gauge, but it is preferable to mix and disperse so that aggregates larger than at least 100 μm are eliminated. Examples of the mixer that meets such conditions include a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, and a Hobart mixer.

2.2 正極用スラリーの特徴
分散媒体として水を含有する正極用スラリーを集電体の表面に塗布した後、形成された塗膜を乾燥する工程において、重合体粒子および活物質粒子のうちの少なくとも一方がマイグレーションすることが確認されている。すなわち、粒子が表面張力の作用を受けることによって塗膜の厚み方向に沿って移動するのである。より具体的には、重合体粒子および活物質粒子のうちの少なくとも一方が、塗膜面のうちの、集電体と接する面とは反対側、すなわち水が蒸発する気固界面側へと移動する。このようなマイグレーションが起こると、重合体粒子および活物質粒子の分布が塗膜の厚み方向で不均一となり、正極特性が悪化する、密着性が損なわれる、などの問題が発生する。例えば、バインダーとして機能する重合体粒子が活物質層の気固界面側へとブリード(移行)し、集電体と活物質層との界面における重合体粒子の量が相対的に少なくなると、活物質層への電解液の浸透が阻害されることにより十分な電気的特性が得られなくなるとともに、集電体と活物質層との結着性が不足して剥離してしまう。さらに、重合体粒子がブリードすることにより、活物質層表面の平滑性が損なわれてしまう。
しかしながら、正極用スラリーに含有される(A)重合体粒子の平均粒子径(Da)と(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)が0.01〜1.0の範囲にあり、そして
スラリーの曳糸性が30〜80%の範囲にあれば、
前述したような問題の発生を抑制することができ、良好な電気的特性と結着性とが両立した正極を容易に製造できることとなる。
比(Da/Db)の値が有する技術的意義については、上記「1.2 (B)活物質粒子」の項で説明した。
2.2 Characteristics of positive electrode slurry In the step of drying the formed coating film after applying the positive electrode slurry containing water as a dispersion medium to the surface of the current collector, At least one of them has been confirmed to migrate. That is, the particles move along the thickness direction of the coating film by receiving the action of surface tension. More specifically, at least one of the polymer particles and the active material particles moves to the side of the coating film surface opposite to the surface in contact with the current collector, that is, the gas-solid interface side where water evaporates. To do. When such migration occurs, the distribution of polymer particles and active material particles becomes non-uniform in the thickness direction of the coating film, causing problems such as deterioration of positive electrode characteristics and loss of adhesion. For example, when polymer particles functioning as a binder bleed (migrate) to the gas-solid interface side of the active material layer, and the amount of polymer particles at the interface between the current collector and the active material layer is relatively small, When the penetration of the electrolyte solution into the material layer is hindered, sufficient electrical characteristics cannot be obtained, and the binding property between the current collector and the active material layer is insufficient and the material layer is peeled off. Furthermore, the smoothness of the surface of the active material layer is impaired by bleeding of the polymer particles.
However, the ratio (Da / Db) of the average particle diameter (Da) of (A) polymer particles contained in the positive electrode slurry and the average particle diameter (Db) of (B) active material particles is 0.01 to 1. 0.0 and the spinnability of the slurry is in the range of 30-80%,
Occurrence of the problems as described above can be suppressed, and a positive electrode having both good electrical characteristics and binding properties can be easily manufactured.
The technical significance of the value of the ratio (Da / Db) has been described in the above section “1.2 (B) Active material particles”.

本発明の正極用スラリーは、その曳糸性が30〜80%の範囲にある。この値は、33〜79%であることが好ましく、35〜78%であることがより好ましい。曳糸性が前記範囲未満であると、正極用スラリーを集電体上へ塗布する際、レベリング性が不足するため、正極厚みの均一性を得難くなる場合がある。このような厚みが不均一な正極を使用すると、充放電反応の面内分布が発生するため、安定した電池性能の発現が困難となる。一方、曳糸性が前記範囲を超えると、正極用スラリーを集電体上に塗布する際、液ダレが起き易くなり、安定した品質の正極を得難いこととなる。そこで、曳糸性を前記範囲内とすることにより、これらの問題の発生を抑制することができ、良好な電気的特性と密着性とを両立させた正極を製造することが容易となるのである。
本明細書における「曳糸性」は、以下のようにして測定される。
まず、底部に直径5.2mmの開口部を有するザーンカップ(太佑機材(株)製、ザーンビスコシティーカップNo.5)を準備する。この開口部を閉じた状態で、ザーンカップに正極用スラリー40gを流し込む。その後、開口部を開放すると、開口部から正極用スラリーが流れ出す。ここで、開口部を開放した時をT、正極用スラリーの曳糸が終了した時をT、正極用スラリーの流出が終了した時をTとした場合に、本明細書における「曳糸性」は下記数式(1)から求めることができる。
曳糸性(%)=((T−T)/(T−T))×100 (1)
本発明の正極用スラリーは、その固形分濃度(スラリー中の媒体以外の成分の合計重量がスラリーの全重量に対して占める割合)が20〜85重量%であることが好ましく、20〜80重量%であることがより好ましく、30〜75重量%であることがさらに好ましい。
The positive electrode slurry of the present invention has a spinnability in the range of 30 to 80%. This value is preferably 33 to 79%, and more preferably 35 to 78%. When the spinnability is less than the above range, the leveling property is insufficient when the positive electrode slurry is applied onto the current collector, and it may be difficult to obtain the uniformity of the positive electrode thickness. When such a positive electrode having a non-uniform thickness is used, an in-plane distribution of charge / discharge reaction occurs, making it difficult to achieve stable battery performance. On the other hand, if the spinnability exceeds the above range, dripping tends to occur when the positive electrode slurry is applied onto the current collector, and it is difficult to obtain a positive electrode with stable quality. Therefore, by setting the spinnability within the above range, the occurrence of these problems can be suppressed, and it becomes easy to produce a positive electrode that achieves both good electrical characteristics and adhesion. .
The “threadability” in the present specification is measured as follows.
First, a Zahn cup (made by Dazai Equipment Co., Ltd., Zaan Biscocity Cup No. 5) having an opening with a diameter of 5.2 mm at the bottom is prepared. With this opening closed, 40 g of positive electrode slurry is poured into the Zahn cup. Thereafter, when the opening is opened, the positive electrode slurry flows out from the opening. Here, T 0 when opening the opening, the T A when the thread of the positive electrode slurry is completed, when the outflow of the positive electrode slurry is completed when the T B, "hauls herein "Thread property" can be obtained from the following mathematical formula (1).
Spinnability (%) = ((T A −T 0 ) / (T B −T 0 )) × 100 (1)
The positive electrode slurry of the present invention preferably has a solid content concentration (the ratio of the total weight of components other than the medium in the slurry to the total weight of the slurry) of 20 to 85% by weight, and 20 to 80% by weight. %, More preferably 30 to 75% by weight.

正極用スラリーに用いる(B)活物質粒子が上記一般式(B−1)で表される複合金属酸化物である場合、その固形分濃度(スラリー中の媒体以外の成分の合計重量がスラリーの全重量に対して占める割合)が20〜85重量%であることが好ましく、30〜80重量%であることがより好ましい。
正極用スラリーに用いる(B)活物質粒子が上記一般式(B−2)で表され、且つオリビン型結晶構造を有する化合物である場合、その固形分濃度(スラリー中の媒体以外の成分の合計重量がスラリーの全重量に対して占める割合)が20〜80重量%であることが好ましく、30〜75重量%であることがより好ましい。
When the active material particle (B) used for the positive electrode slurry is a composite metal oxide represented by the general formula (B-1), the solid content concentration (the total weight of components other than the medium in the slurry is The proportion of the total weight) is preferably 20 to 85% by weight, and more preferably 30 to 80% by weight.
When the active material particles (B) used for the positive electrode slurry are compounds represented by the above general formula (B-2) and having an olivine type crystal structure, the solid content concentration (total of components other than the medium in the slurry) The ratio of the weight to the total weight of the slurry is preferably 20 to 80% by weight, and more preferably 30 to 75% by weight.

3.正極
正極は、金属箔などの適宜の集電体の表面に、本発明の正極用スラリーを塗布して塗膜を形成し、次いで該塗膜を乾燥することにより、製造することができる。この用にして製造された正極は、集電体上に、前述の重合体粒子および活物質粒子、さらに必要に応じて添加した任意成分を含有する活物質層が結着されてなるものである。集電体の表面に前述した正極用スラリーから形成された層を有するこのような正極は、集電体と活物質層間と間の結着性に優れるとともに、電気的特性の一つである充放電レート特性が良好である。このような正極は蓄電デバイスの正極として好適である。
集電体は、導電性材料からなるものであれば特に制限されない。リチウムイオン二次電池においては、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレスなどの金属製の集電体が使用されるが、特に正極にアルミニウムを、負極に銅を用いた場合、本発明の正極用スラリーの効果が最もよく現れる。ニッケル水素二次電池における集電体としては、パンチングメタル、エキスパンドメタル、金網、発泡金属、網状金属繊維焼結体、金属メッキ樹脂板などが使用される。
集電体の形状および厚さは特に制限されないが、厚さ0.001〜0.5mm程度のシート状のものとすることが好ましい。
3. Positive electrode The positive electrode can be produced by applying the positive electrode slurry of the present invention on the surface of an appropriate current collector such as a metal foil to form a coating film, and then drying the coating film. The positive electrode produced for this purpose is formed by binding an active material layer containing the above-described polymer particles and active material particles, and optionally added optional components, on a current collector. . Such a positive electrode having a layer formed from the above-described positive electrode slurry on the surface of the current collector has excellent binding properties between the current collector and the active material layer, and is a charge that is one of the electrical characteristics. Discharge rate characteristics are good. Such a positive electrode is suitable as a positive electrode of an electricity storage device.
The current collector is not particularly limited as long as it is made of a conductive material. In a lithium ion secondary battery, a current collector made of metal such as iron, copper, aluminum, nickel, and stainless steel is used. In particular, when aluminum is used for the positive electrode and copper is used for the negative electrode, it is used for the positive electrode of the present invention. The effect of the slurry is most apparent. As the current collector in the nickel metal hydride secondary battery, a punching metal, an expanded metal, a wire mesh, a foam metal, a mesh metal fiber sintered body, a metal plated resin plate, or the like is used.
The shape and thickness of the current collector are not particularly limited, but it is preferable that the current collector has a sheet shape with a thickness of about 0.001 to 0.5 mm.

正極用スラリーの集電体への塗布方法についても特に制限はない。塗布は、例えばドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、浸漬法、ハケ塗り法などの適宜の方法によることができる。正極用スラリーの塗布量も特に制限されないが、液状媒体(水および任意的に使用される非水系媒体の双方を包含する概念である。)を除去した後に形成される活物質層の厚さが、0.005〜5mmとなる量とすることが好ましく、0.01〜2mmとなる量とすることがより好ましい。
塗布後の塗膜からの乾燥方法(液状媒体の除去方法)についても特に制限されず、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥;真空乾燥;(遠)赤外線、電子線などの照射による乾燥などによることができる。乾燥速度としては、応力集中によって活物質層に亀裂が入ったり、活物質層が集電体から剥離したりしない程度の速度範囲の中で、できるだけ早く液状媒体が除去できるように適宜に設定することができる。
There is no particular limitation on the method of applying the positive electrode slurry to the current collector. The coating can be performed by an appropriate method such as a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a dipping method, or a brush coating method. The coating amount of the positive electrode slurry is not particularly limited, but the thickness of the active material layer formed after removing the liquid medium (a concept including both water and a non-aqueous medium that is optionally used) is not limited. The amount is preferably 0.005 to 5 mm, and more preferably 0.01 to 2 mm.
There is no particular limitation on the drying method (liquid medium removing method) from the coated film after coating, for example, drying with warm air, hot air or low-humidity air; vacuum drying; Can be. The drying speed is appropriately set so that the liquid medium can be removed as quickly as possible within a speed range in which the active material layer does not crack due to stress concentration or the active material layer does not peel from the current collector. be able to.

さらに、乾燥後の集電体をプレスすることにより、活物質層の密度を高め、空孔率を調整することが好ましい。プレス方法としては、金型プレス、ロールプレスなどの方法が挙げられる。
プレス後の活物質層の空孔率は、10〜50%とすることが好ましい。この値は、15〜45%とすることがより好ましく、20〜40%とすることがさらに好ましい。
活物質層の空孔率が前記範囲にあることにより、集電体と活物質層との間の結着性が良好となり、粉落ち性に優れ、且つ電気的特性にも優れる正極が得られることとなる。さらに、活物質層の空孔率が前記範囲にあることにより、活物質層内部へ電解液が十分に染みこむことができ、活物質粒子表面と電解液が十分に接触することができる。その結果、活物質と電解液のリチウムイオンの授受が容易となり、良好な充放電特性が達成できる。
Furthermore, it is preferable to increase the density of the active material layer and adjust the porosity by pressing the current collector after drying. Examples of the pressing method include a mold press and a roll press.
The porosity of the active material layer after pressing is preferably 10 to 50%. This value is more preferably 15 to 45%, and further preferably 20 to 40%.
When the porosity of the active material layer is in the above range, the binding property between the current collector and the active material layer is improved, and a positive electrode having excellent powder falling properties and excellent electrical characteristics can be obtained. It will be. Furthermore, when the porosity of the active material layer is within the above range, the electrolytic solution can be sufficiently infiltrated into the active material layer, and the surface of the active material particles and the electrolytic solution can be sufficiently in contact with each other. As a result, transfer of lithium ions of the active material and the electrolytic solution becomes easy, and good charge / discharge characteristics can be achieved.

本発明における「活物質層の空孔率」とは、空孔の体積(活物質層の体積から固形分(活物質、導電助剤、結着剤など)が占める体積を除いた量)が活物質層全体の体積に占める割合である、すなわち、集電体の片面に、面積C(cm)、厚みD(μm)の活物質層を有する正極において、活物質層の質量がB(g)、水銀圧入法により測定された細孔容積がV(cm/g)である場合、下記数式(2)によって定義される値である。
活物質層の空孔率(%)=(V(cm/g)×B(g))/(C(cm)×D(μm)×10−4)×100 (2)
細孔容積は、例えば水銀ポロシメーターを用いた水銀圧入法などにより測定することができる。水銀ポロシメーターとしては、例えばQuantachrome社製の品名「PoreMaster」、(株)島津製作所社製の品名「オートポアIV」などを用いることができる。
プレス後の活物質層の密度は、1.5〜5.0g/cmとすることが好ましい。
In the present invention, the “porosity of the active material layer” refers to the volume of the pores (the amount excluding the volume occupied by the solid content (active material, conductive additive, binder, etc.) from the volume of the active material layer). In the positive electrode having an active material layer with an area C (cm 2 ) and a thickness D (μm) on one side of the current collector, the mass of the active material layer is B ( g) When the pore volume measured by mercury porosimetry is V (cm 3 / g), it is a value defined by the following mathematical formula (2).
Porosity (%) of active material layer = (V (cm 3 / g) × B (g)) / (C (cm 2 ) × D (μm) × 10 −4 ) × 100 (2)
The pore volume can be measured, for example, by a mercury intrusion method using a mercury porosimeter. As the mercury porosimeter, for example, a product name “PoreMaster” manufactured by Quantachrome, a product name “Autopore IV” manufactured by Shimadzu Corporation can be used.
The density of the active material layer after pressing is preferably 1.5 to 5.0 g / cm 3 .

本発明の正極用スラリーに含有される(B)活物質粒子が上記一般式(B−1)で表される複合金属酸化物である場合、この活物質層の密度は2.0〜4.5g/cmとすることが好ましく、2.5〜4.0g/cmとすることがより好ましく、3.0〜3.5g/cmとすることが最も好ましい。
(B)活物質粒子が上記一般式(B−2)で表され、且つオリビン型結晶構造を有する化合物である場合、活物質層の密度は1.5g/cm以上2.5g/cm未満であることが好ましく、1.6〜2.4g/cmであることがより好ましく、1.7〜2.2g/cmであることがさらに好ましく、1.8〜2.1g/cmであることが最も好ましい。
活物質層の密度が前記範囲にあることにより、集電体と活物質層との間の結着性が良好となり、粉落ち性に優れ、かつ電気的特性にも優れた正極が得られることとなる。活物質層の密度が前記範囲未満であると、活物質層における(A)重合体粒子が十分にバインダーとして機能せず、活物質層が凝集剥離するなどして粉落ち性が低下する。また、活物質層の密度が前記範囲を超えると、活物質層における重合体のバインダー機能が強すぎて活物質同士の接着が強固になりすぎる。その結果、集電体の柔軟性に活物質層が追随することができず、集電体と活物質層の界面が剥離する場合があり、好ましくない。
When the active material particle (B) contained in the positive electrode slurry of the present invention is a composite metal oxide represented by the general formula (B-1), the density of the active material layer is 2.0 to 4. is preferably set to 5 g / cm 3, more preferably to 2.5~4.0g / cm 3, and most preferably a 3.0~3.5g / cm 3.
(B) When the active material particles are a compound represented by the above general formula (B-2) and having an olivine type crystal structure, the density of the active material layer is 1.5 g / cm 3 or more and 2.5 g / cm 3. and is preferably less than, more preferably 1.6~2.4g / cm 3, more preferably from 1.7~2.2g / cm 3, 1.8~2.1g / cm 3 is most preferred.
When the density of the active material layer is within the above range, the binding property between the current collector and the active material layer is improved, and a positive electrode having excellent powdering properties and electrical characteristics can be obtained. It becomes. When the density of the active material layer is less than the above range, the (A) polymer particles in the active material layer do not sufficiently function as a binder, and the powder fallen property is deteriorated due to aggregation and peeling of the active material layer. When the density of the active material layer exceeds the above range, the binder function of the polymer in the active material layer is too strong and the adhesion between the active materials becomes too strong. As a result, the active material layer cannot follow the flexibility of the current collector, and the interface between the current collector and the active material layer may peel off, which is not preferable.

ただし、活物質層に含有される(A)重合体粒子がポリマーアロイ粒子である場合には、該活物質層の柔軟性がより優れたものとなるから、上記の密度をより高いものとしても本発明の効果を発現することが可能となる。活物質層に含有される(A)重合体粒子がポリマーアロイ粒子である場合における活物質層の密度は、1.5〜4.0g/cmとすることができ、1.6〜3.8g/cmとすることが好ましい。
本発明における「活物質層の密度」とは、活物質層の嵩密度を示す値であり、以下の測定方法から知ることができる。すなわち、集電体の片面に、面積C(cm)、厚みD(μm)の活物質層を有する正極において、集電体の質量がA(g)、蓄電デバイス用正極の質量がB(g)である場合、活物質層の密度は下記数式(3)によって定義される。
活物質層の密度(g/cm)=(B(g)−A(g))/(C(cm)×D(μm)×10−4) (3)
However, when the polymer particle (A) contained in the active material layer is a polymer alloy particle, the flexibility of the active material layer becomes more excellent. The effect of the present invention can be expressed. When the polymer particles (A) contained in the active material layer are polymer alloy particles, the density of the active material layer can be 1.5 to 4.0 g / cm 3, and 1.6 to 3 . 8 g / cm 3 is preferable.
The “density of the active material layer” in the present invention is a value indicating the bulk density of the active material layer, and can be known from the following measurement method. That is, in a positive electrode having an active material layer with an area C (cm 2 ) and a thickness D (μm) on one side of the current collector, the mass of the current collector is A (g), and the mass of the positive electrode for an electricity storage device is B ( In the case of g), the density of the active material layer is defined by the following mathematical formula (3).
Active material layer density (g / cm 3 ) = (B (g) −A (g)) / (C (cm 2 ) × D (μm) × 10 −4 ) (3)

4.蓄電デバイス
上記のような正極を用いて、蓄電デバイスを製造することができる。
蓄電デバイスは、前述した正極を備えるものであり、さらに電解液を含有し、セパレータなどの部品を用いて、常法に従って製造することができる。具体的な製造方法としては、例えば、負極と正極とをセパレータを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法が挙げられる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、適宜の形状であることができる。
電解液は、液状でもゲル状でもよく、負極活物質、正極活物質の種類に応じて、蓄電デバイスに用いられる公知の電解液の中から電池としての機能を効果的に発現するものを選択すればよい。
電解液は、電解質を適当な溶媒に溶解した溶液であることができる。
4). Electric storage device An electric storage device can be manufactured using the positive electrode as described above.
The electricity storage device includes the above-described positive electrode, further contains an electrolytic solution, and can be manufactured according to a conventional method using components such as a separator. As a specific manufacturing method, for example, a negative electrode and a positive electrode are overlapped via a separator, and this is wound into a battery container according to a battery shape, put into a battery container, an electrolyte is injected into the battery container, and sealing is performed. The method of doing is mentioned. The shape of the battery can be an appropriate shape such as a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, or a flat shape.
The electrolyte solution may be liquid or gel, and the one that effectively expresses the function as a battery is selected from the known electrolyte solutions used for the electricity storage device according to the type of the negative electrode active material and the positive electrode active material. That's fine.
The electrolytic solution can be a solution in which an electrolyte is dissolved in a suitable solvent.

上記電解質としては、リチウムイオン二次電池では、従来から公知のリチウム塩のいずれをも使用することができ、その具体例としては、例えばLiClO、LiBF、LiPF、LiCFCO、LiAsF、LiSbF、LiB10Cl10、LiAlCl、LiCl、LiBr、LiB(C、LiCFSO、LiCHSO、LiCSO、Li(CFSON、低級脂肪酸カルボン酸リチウムなどを例示することができる。ニッケル水素二次電池では、例えば従来公知の濃度が5モル/リットル以上の水酸化カリウム水溶液を使用することができる。
上記電解質を溶解するための溶媒は、特に制限されるものではないが、その具体例として、例えばプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネートなどのカーボネート化合物;
γ−ブチルラクトンなどのラクトン化合物;
トリメトキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフランなどのエーテル化合物;
ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド化合物などを挙げることができ、これらのうちから選択される一種以上を使用することができる。
電解液中の電解質の濃度としては、好ましくは0.5〜3.0モル/Lであり、より好ましくは0.7〜2.0モル/Lである。
As the electrolyte, in the lithium ion secondary battery, any conventionally known lithium salt can be used, and specific examples thereof include, for example, LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiCF 3 CO 2 , LiAsF. 6 , LiSbF 6 , LiB 10 Cl 10 , LiAlCl 4 , LiCl, LiBr, LiB (C 2 H 5 ) 4 , LiCF 3 SO 3 , LiCH 3 SO 3 , LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, lithium of lower fatty acid carboxylate etc. can be illustrated. In a nickel metal hydride secondary battery, for example, an aqueous potassium hydroxide solution having a conventionally known concentration of 5 mol / liter or more can be used.
The solvent for dissolving the electrolyte is not particularly limited, and specific examples thereof include carbonate compounds such as propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, and diethyl carbonate;
Lactone compounds such as γ-butyl lactone;
Ether compounds such as trimethoxymethane, 1,2-dimethoxyethane, diethyl ether, 2-ethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran;
Examples thereof include sulfoxide compounds such as dimethyl sulfoxide, and one or more selected from these can be used.
The concentration of the electrolyte in the electrolytic solution is preferably 0.5 to 3.0 mol / L, more preferably 0.7 to 2.0 mol / L.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
実施例、比較例中の「部」および「%」は、特に断らない限り重量基準である。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
“Parts” and “%” in Examples and Comparative Examples are based on weight unless otherwise specified.

合成例1
<セルロース誘導体の合成>
ウェルナー型破砕機に、濃度88%の2−プロパノール水溶液5,730mLを入れ、ここに、約2cm角に切ったパルプ片を絶乾質量として191g投入して高速で攪拌しながら破砕し、未破砕のパルプがなくなるまで十分攪拌してスラリーを得た。得られたスラリーを室温まで冷却した後、破砕機に水酸化ナトリウム28gを加えてアルカリセルロースとして再度10℃以下まで氷冷した。アルカリセルロースを含有する氷冷されたスラリーにモノクロロ酢酸67gを添加し、1分間攪拌した後、5℃に冷却して1.5時間静置した。その後、上記スラリーを、攪拌機および還流冷却器を装着した3つ口フラスコに入れ、湯浴で加熱して沸騰させ、沸点において3時間反応を行った。反応終了後、反応溶液を室温まで冷却し、80%メタノール水溶液で洗浄・ろ過を数回繰り返して塩素イオンを除去した。このとき、ろ液の一部をとり、ここに硝酸銀を滴下して塩化銀の沈殿の有無を調べ、沈殿が生じないことをもって、塩素イオンの除去を確認した。そして、反応生成物を乾燥することにより、ナトリウム塩タイプのカルボキシメチルセルロース(CMC−A)を得た。
Synthesis example 1
<Synthesis of cellulose derivative>
Put 5,730 mL of 88% 2-propanol aqueous solution into a Werner type crusher, put 191 g of pulp pieces cut into about 2 cm square as an absolute dry mass and crush them while stirring at high speed. The slurry was sufficiently stirred until there was no pulp left. After cooling the obtained slurry to room temperature, 28 g of sodium hydroxide was added to the crusher, and the mixture was cooled to 10 ° C. or lower again as alkali cellulose. 67 g of monochloroacetic acid was added to the ice-cooled slurry containing alkali cellulose, stirred for 1 minute, cooled to 5 ° C., and allowed to stand for 1.5 hours. Thereafter, the slurry was put into a three-necked flask equipped with a stirrer and a reflux condenser, heated in a hot water bath to boil, and reacted at the boiling point for 3 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature, washed with 80% aqueous methanol and filtered several times to remove chloride ions. At this time, a part of the filtrate was taken, and silver nitrate was added dropwise thereto to examine the presence or absence of silver chloride precipitation, and the removal of chlorine ions was confirmed by the fact that no precipitation occurred. And the sodium salt type carboxymethylcellulose (CMC-A) was obtained by drying a reaction product.

合成例2および3
上記合成例1において、水酸化ナトリウムおよびモノクロロ酢酸の添加量ならびにモノクロロ酢酸の添加・攪拌・冷却・静置後の沸点における反応時間をそれぞれ第1表のとおりとしたほかは合成例1と同様にして、カルボキシメチルセルロース(CMC−BおよびC)を、それぞれ得た。
Synthesis Examples 2 and 3
In Synthesis Example 1, the same as in Synthesis Example 1 except that the addition amount of sodium hydroxide and monochloroacetic acid and the reaction time at the boiling point after addition, stirring, cooling, and standing of monochloroacetic acid were as shown in Table 1. Thus, carboxymethyl cellulose (CMC-B and C) was obtained.

Figure 2013030447
Figure 2013030447

実施例1
<バインダー組成物の調製>
(1)重合体Aの合成
電磁式撹拌機を備えた内容積約6Lのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5Lおよび乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、単量体であるフッ化ビニリデン(VDF)70%および六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cmに達するまで仕込んだ。重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液25gを窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始した。重合中は内圧が20kg/cmに維持されるようVDF60.2%およびHFP39.8%からなる混合ガスを逐次圧入して、圧力を20kg/cmに維持した。また、重合が進行するに従って重合速度が低下するため、3時間経過後に、先と同じ重合開始剤溶液の同量を窒素ガスを使用して圧入し、さらに3時間反応を継続した。その後、反応液を冷却すると同時に撹拌を停止し、未反応の単量体を放出した後に反応を停止することにより、重合体Aの微粒子を40%含有する水系分散体を得た。
得られた重合体につき、19F−NMRにより分析した結果、各単量体の質量組成比はVDF/HFP=21/4であった。
Example 1
<Preparation of binder composition>
(1) Synthesis of Polymer A The interior of an autoclave having an internal volume of about 6 L equipped with an electromagnetic stirrer was sufficiently purged with nitrogen, and then charged with 2.5 L of deoxygenated pure water and 25 g of ammonium perfluorodecanoate as an emulsifier. The temperature was raised to 60 ° C. while stirring at 350 rpm. Next, a mixed gas composed of 70% of vinylidene fluoride (VDF) as a monomer and 30% of propylene hexafluoride (HFP) was charged until the internal pressure reached 20 kg / cm 2 . 25 g of Freon 113 solution containing 20% of diisopropyl peroxydicarbonate as a polymerization initiator was injected using nitrogen gas to initiate polymerization. During the polymerization, a mixed gas composed of 60.2% VDF and 39.8% HFP was sequentially injected so that the internal pressure was maintained at 20 kg / cm 2 to maintain the pressure at 20 kg / cm 2 . Further, since the polymerization rate decreased as the polymerization progressed, the same amount of the same polymerization initiator solution as that described above was injected using nitrogen gas after 3 hours, and the reaction was continued for 3 hours. Thereafter, the reaction liquid was cooled and the stirring was stopped at the same time. After the unreacted monomer was released, the reaction was stopped to obtain an aqueous dispersion containing 40% of polymer A fine particles.
As a result of analyzing the obtained polymer by 19 F-NMR, the mass composition ratio of each monomer was VDF / HFP = 21/4.

(2)ポリマーアロイ粒子の合成(重合体Bの重合)
容量7Lのセパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した後、上記(1)で得られた重合体Aの微粒子を含有する水系分散体1,600g(重合体A換算で25部に相当)、乳化剤「アデカリアソープSR1025」(商品名、(株)ADEKA製)0.5部、メタクリル酸メチル(MMA)30部、アクリル酸2−エチルヘキシル(EHA)40部およびメタクリル酸(MAA)5部ならびに水130部を順次仕込み、70℃で3時間攪拌し、重合体Aに単量体を吸収させた。次いで油溶性重合開始剤であるアゾビスイソブチロニトリル0.5部を含有するテトラヒドロフラン(THF)溶液20mLを添加し、75℃に昇温して3時間反応を行い、さらに85℃で2時間反応を行った。その後、冷却した後に反応を停止し、2.5N水酸化ナトリウム水溶液でpH7に調節することにより、重合体粒子を40%含有する水系分散体(バインダー組成物)を得た。
得られた水系分散体について、動的光散乱法を測定原理とする粒度分布測定装置(大塚電子(株)製、形式「FPAR−1000」)を用いて粒度分布を測定し、その粒度分布から最頻粒径を求めたところ、数平均粒子径は330nmであった。
(2) Synthesis of polymer alloy particles (polymerization of polymer B)
After fully replacing the inside of the 7 L separable flask with nitrogen, 1,600 g of an aqueous dispersion containing the fine particles of the polymer A obtained in the above (1) (corresponding to 25 parts in terms of the polymer A), Emulsifier “ADEKA rear soap SR1025” (trade name, manufactured by ADEKA Corporation) 0.5 part, methyl methacrylate (MMA) 30 parts, 2-ethylhexyl acrylate (EHA) 40 parts and methacrylic acid (MAA) 5 parts; 130 parts of water was sequentially added and stirred at 70 ° C. for 3 hours to allow the polymer A to absorb the monomer. Next, 20 mL of a tetrahydrofuran (THF) solution containing 0.5 part of azobisisobutyronitrile as an oil-soluble polymerization initiator was added, the temperature was raised to 75 ° C., and the reaction was performed for 3 hours, and further at 85 ° C. for 2 hours. Reaction was performed. Then, after cooling, the reaction was stopped, and the aqueous dispersion (binder composition) containing 40% polymer particles was obtained by adjusting the pH to 7 with a 2.5N aqueous sodium hydroxide solution.
For the obtained aqueous dispersion, the particle size distribution is measured using a particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd., type “FPAR-1000”) based on the dynamic light scattering method. When the mode particle size was determined, the number average particle size was 330 nm.

また、得られた水系分散体の約10gを直径8cmのテフロン(登録商標)シャーレへ取り、120℃で1時間乾燥して成膜した。得られた膜(重合体)のうちの1gを正確に秤り採り、これをTHF400mL中に浸積して50℃で3時間振とうした。次いで、THF相を300メッシュの金網で濾過して不溶分を分離した後、溶解分のTHFを蒸発除去して得た残存物の重量(Y(g))を測定した値から、下記数式(4)によってTHF不溶分を求めたところ、上記重合体粒子のTHF不溶分は85%であった。
THF不溶分(%)={(1−Y)/1}×100 (4)
さらに、得られた微粒子を示差走査熱量計(DSC)によって測定したところ、熔解温度Tmは観察されず、単一のガラス転移温度Tgが−2℃に観測されたことから、得られた重合体粒子はポリマーアロイ粒子であると考えられる。
Further, about 10 g of the obtained aqueous dispersion was taken into a Teflon (registered trademark) petri dish having a diameter of 8 cm and dried at 120 ° C. for 1 hour to form a film. 1 g of the obtained membrane (polymer) was accurately weighed, immersed in 400 mL of THF, and shaken at 50 ° C. for 3 hours. Next, the THF phase was filtered through a 300-mesh wire mesh to separate the insoluble matter, and the weight of the residue (Y (g)) obtained by evaporating and removing the dissolved THF was measured. When the THF-insoluble content was determined according to 4), the THF-insoluble content of the polymer particles was 85%.
THF insoluble matter (%) = {(1-Y) / 1} × 100 (4)
Furthermore, when the obtained fine particles were measured with a differential scanning calorimeter (DSC), the melting temperature Tm was not observed, and a single glass transition temperature Tg was observed at -2 ° C. The particles are considered to be polymer alloy particles.

<活物質粒子の調製>
市販のリン酸鉄リチウム(LiFePO)をめのう乳鉢で粉砕し、ふるいを用いて分級することにより、粒子径(D50値)が0.5μmである活物質粒子を調製した。
<Preparation of active material particles>
Commercially available lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) was pulverized in an agate mortar and classified using a sieve to prepare active material particles having a particle diameter (D50 value) of 0.5 μm.

<正極用スラリーの調製>
二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス(株)製、商品名「TKハイビスミックス 2P−03」)に、増粘剤としてセルロース誘導体(商品名「CMC1120」、カルボキシメチルセルロース、ダイセル化学工業(株)製)1部(固形分換算)、上記「活物質粒子の調製」で調製した活物質粒子100質量部、アセチレンブラック5部および水68部を投入し、60rpmで1時間攪拌を行った。次いで、上記「バインダー組成物の調製」で調製したバインダー組成物を、該組成物中に含有されるポリマー粒子が第2表に記載の量(部)となるように加え、さらに1時間攪拌してペーストを得た。得られたペーストに水を加えて固形分濃度を50%に調整した後、攪拌脱泡機((株)シンキー製、商品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、1,800rpmで5分間、さらに真空下(約5.0×10Pa)において1,800rpmで1.5分間攪拌混合することにより、正極用スラリーを調製した。
この正極用スラリーにおける(A)重合体粒子の平均粒子径(Da)と(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)0.7である。
−正極用スラリーの曳糸性の測定−
この正極用スラリーの曳糸性を、以下のようにして測定した。
先ず、容器の底辺に直径5.2mmの開口部が存在するザーンカップ(太佑機材(株)製、ザーンビスコシティーカップNo.5)を準備した。このザーンカップの開口部を閉じた状態で、上記で調製した正極用スラリーを40g流し込んだ。開口部を開放するとスラリーが流れ出した。このとき、開口部を開放した瞬間の時間をTとし、スラリーが流れ出る際に糸を曳くようにして流出し続けた時間を目視で測定し、この時間をTとした。さらに、糸を曳かなくなってからも測定を継続し、正極用スラリーが流れ出なくなるまでの時間Tを測定した。測定した各値T、TおよびTを上記数式(1)に代入して曳糸性を求めた。
<Preparation of slurry for positive electrode>
Biaxial planetary mixer (product name “TK Hibismix 2P-03” manufactured by PRIMIX Co., Ltd.) and cellulose derivative (product name “CMC1120”, carboxymethyl cellulose, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) as a thickener. 1 part (in terms of solid content), 100 parts by mass of the active material particles prepared in “Preparation of active material particles”, 5 parts of acetylene black, and 68 parts of water were added, and the mixture was stirred at 60 rpm for 1 hour. Next, the binder composition prepared in the above “Preparation of binder composition” is added so that the polymer particles contained in the composition are in the amount (parts) described in Table 2, and further stirred for 1 hour. To obtain a paste. After adding water to the obtained paste to adjust the solid content concentration to 50%, using a stirring defoamer (manufactured by Shinkey Co., Ltd., trade name “Awatori Netaro”) at 200 rpm for 2 minutes, A positive electrode slurry was prepared by stirring and mixing at 1,800 rpm for 5 minutes and further under vacuum (about 5.0 × 10 3 Pa) at 1,800 rpm for 1.5 minutes.
The ratio (Da / Db) of the average particle size (Da) of (A) polymer particles to the average particle size (Db) of (B) active material particles in this positive electrode slurry is 0.7.
-Measurement of spinnability of positive electrode slurry-
The spinnability of this positive electrode slurry was measured as follows.
First, a Zaan cup (Daisen Equipment Co., Ltd., Zaan Biscocity Cup No. 5) having an opening with a diameter of 5.2 mm at the bottom of the container was prepared. With the opening of the Zahn cup closed, 40 g of the positive electrode slurry prepared above was poured. When the opening was opened, the slurry flowed out. In this case, the time instant of opening the opening and T 0, the time continued to flow out so as to draw the yarn when the slurry flows measured visually, the time was T A. Moreover, to continue the measurement from no longer attracted yarn was measured time T B to the slurry for the positive electrode not flow out. The measured values T 0 , T A and T B were substituted into the above formula (1) to obtain the spinnability.

<正極および蓄電デバイスの製造および評価>
(1)正極の製造
アルミニウム箔からなる集電体の表面に、上記で調製した正極用スラリーを、乾燥後の膜厚が100μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥した。その後、膜(活物質層)の密度が第3表に記載の値になるようにロールプレス機によりプレス加工することにより、正極を得た。
(2)活物質層の空孔率の評価
上記「(1)正極の製造」で製造した正極について、Quantachrome社製、PoreMasterを用いて水銀圧入法によって細孔容積V(cm/g)を測定し、正極の質量を質量B(g)、面積をC(cm)および厚みをD(μm)とし、これらの値を上記数式(2)に代入することにより、活物質層の空孔率を算出した。
(3)正極のクラック率の評価
この正極を、幅2cm×長さ10cmの極板に切り出し、幅方向に直径2mmの丸棒に沿って正極板を折り曲げ回数100回にて繰り返し折り曲げ試験を行った。丸棒に沿った部分のクラックの大きさを目視により観察し計測し、クラック率を測定した。クラック率は、下記数式(5)によって定義した。
クラック率(%)={クラックの入った長さ(mm)÷極板全体の長さ(mm)}×100 (5)
ここで、柔軟性や密着性に優れた電極板はクラック率が低い。クラック率は0%であることが望ましいが、正極板と負極板とをセパレータを介して渦巻き状に捲回して極板群を製造する場合には、クラック率が20%までなら許容される。しかし、クラック率が20%より大きくなると、正極板が切れ易くなり極板群の製造が不可能となり、極板群の生産性が低下する。このことから、クラック率の閾値として20%までが良好な範囲であると考えられる。
クラック率の測定結果は第3表に示した。
<Manufacture and evaluation of positive electrode and electricity storage device>
(1) Production of positive electrode The positive electrode slurry prepared above was uniformly applied to the surface of a current collector made of aluminum foil by a doctor blade method so that the film thickness after drying was 100 μm. Dried for minutes. Then, the positive electrode was obtained by pressing with a roll press so that the density of a film | membrane (active material layer) might become the value as described in Table 3.
(2) Evaluation of porosity of active material layer For the positive electrode manufactured in “(1) Manufacturing of positive electrode”, the pore volume V (cm 3 / g) was measured by mercury intrusion using Quantachrome's PoreMaster. The positive electrode has a mass of B (g), an area of C (cm 2 ), and a thickness of D (μm). By substituting these values into the above formula (2), the pores of the active material layer The rate was calculated.
(3) Evaluation of the crack rate of the positive electrode This positive electrode was cut into a 2 cm wide × 10 cm long electrode plate, and the positive electrode plate was repeatedly bent at 100 times along a round bar having a diameter of 2 mm in the width direction. It was. The size of the crack along the round bar was visually observed and measured, and the crack rate was measured. The crack rate was defined by the following mathematical formula (5).
Crack rate (%) = {length with crack (mm) ÷ total length of electrode plate (mm)} × 100 (5)
Here, the electrode plate excellent in flexibility and adhesion has a low crack rate. The crack rate is preferably 0%. However, when the electrode plate group is manufactured by winding the positive electrode plate and the negative electrode plate in a spiral shape through a separator, the crack rate is allowed to be up to 20%. However, if the crack rate is larger than 20%, the positive electrode plate is easily cut and it becomes impossible to manufacture the electrode plate group, and the productivity of the electrode plate group is lowered. From this, it is considered that a good range is up to 20% as the threshold of the crack rate.
The measurement results of the crack rate are shown in Table 3.

(4)負極の製造
二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス(株)製、商品名「TKハイビスミックス 2P−03」)に、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)4部(固形分換算)、負極活物質としてグラファイト100部(固形分換算)、N−メチルピロリドン(NMP)80部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、さらにNMP20部を投入した後、撹拌脱泡機((株)シンキー製、製品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、さらに真空下において1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、負極用スラリーを調製した。
銅箔からなる集電体の表面に、上記で調製した負極用スラリーを、乾燥後の膜厚が150μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥した。その後、膜の密度が1.5g/cmとなるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、負極を得た。
(4) Manufacture of negative electrode As a negative electrode active material, a biaxial planetary mixer (product name "TK Hibismix 2P-03", manufactured by PRIMIX Corporation), 4 parts of polyvinylidene fluoride (PVDF) (solid content conversion), 100 parts of graphite (in terms of solid content) and 80 parts of N-methylpyrrolidone (NMP) were added and stirred at 60 rpm for 1 hour. Then, after further adding 20 parts of NMP, using a stirring defoaming machine (product name “Netaro Awatori” manufactured by Shinky Co., Ltd.) for 2 minutes at 200 rpm, then 5 minutes at 1,800 rpm and further vacuuming Below, the slurry for negative electrodes was prepared by stirring and mixing for 1.5 minutes at 1,800 rpm.
The negative electrode slurry prepared above was uniformly applied to the surface of the current collector made of copper foil by the doctor blade method so that the film thickness after drying was 150 μm, and dried at 120 ° C. for 20 minutes. Then, the negative electrode was obtained by pressing using a roll-press machine so that the density of a film | membrane may be 1.5 g / cm < 3 >.

(5)リチウムイオン電池セルの組立て
露点が−80℃以下となるようAr置換されたグローブボックス内で、上「(2)負極の製造」において製造した負極を直径16.16mmに打ち抜き成型したものを、2極式コインセル(宝泉(株)製、商品名「HSフラットセル」)上に載置した。次いで、直径24mmに打ち抜いたポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ(セルガード(株)製、商品名「セルガード#2400」)を載置し、さらに、空気が入らないように電解液を500μL注入した後、前記「(1)正極の製造」において製造した正極を直径15.95mmに打ち抜き成型したものを載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで閉めて封止することにより、リチウムイオン電池セル(蓄電デバイス)を組み立てた。
ここで使用した電解液は、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1(質量比)の溶媒に、LiPFを1モル/Lの濃度で溶解した溶液である。
(5) Assembly of lithium ion battery cell In a glove box substituted with Ar so that the dew point is -80 ° C. or lower, the negative electrode manufactured in “(2) Manufacturing of negative electrode” above is punched and molded to a diameter of 16.16 mm Was placed on a bipolar coin cell (trade name “HS Flat Cell” manufactured by Hosen Co., Ltd.). Next, a separator made of a polypropylene porous membrane punched to a diameter of 24 mm (product name “Celguard # 2400”, manufactured by Celgard Co., Ltd.) was placed, and after injecting 500 μL of electrolytic solution so that air did not enter, A lithium ion battery is manufactured by placing the positive electrode manufactured in the above-mentioned “(1) Manufacturing of positive electrode” by punching and molding the positive electrode to a diameter of 15.95 mm, and sealing the outer body of the two-pole coin cell with a screw. A cell (electric storage device) was assembled.
The electrolytic solution used here is a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / L in a solvent of ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate = 1/1 (mass ratio).

(6)蓄電デバイスの評価(充放電レート特性の評価)
上記で製造した蓄電デバイスにつき、定電流(0.2C)にて充電を開始し、電圧が4.2Vになった時点で引き続き定電圧(4.2V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)として、0.2Cでの充電容量を測定した。次いで、定電流(0.2C)にて放電を開始し、電圧が2.7Vになった時点を放電完了(カットオフ)とし、0.2Cでの放電容量を測定した。
次に、同じセルにつき、定電流(3C)にて充電を開始し、電圧が4.2Vになった時点で引き続き定電圧(4.2V)にて充電を続行し、電流値が0.01Cとなった時点を充電完了(カットオフ)として3Cでの充電容量を測定した。次いで、定電流(3C)にて放電を開始し、電圧が2.7Vになった時点を放電完了(カットオフ)とし、3Cでの放電容量を測定した。
上記の測定値を用いて、0.2Cでの充電容量に対する3Cでの充電容量の割合(百分率%)を計算することにより充電レート(%)を、
0.2Cでの放電容量に対する3Cでの放電容量の割合(百分率%)を計算することにより放電レート(%)を、それぞれ算出した。
充電レートおよび放電レートの双方がいずれもが80%以上のとき、充放電レート特性は良好であると評価することができる。
測定された充電レートおよび放電レートの値を、第3表にそれぞれ示した。
なお、測定条件において「1C」とは、ある一定の電気容量を有するセルを定電流放電して1時間で放電終了となる電流値のことを示す。たとえば「0.1C」とは、10時間かけて放電終了となる電流値のことであり、10Cとは0.1時間かけて放電完了となる電流値のことをいう。
(6) Evaluation of electricity storage device (Evaluation of charge / discharge rate characteristics)
About the electrical storage device manufactured above, charging is started at a constant current (0.2 C), and when the voltage reaches 4.2 V, charging is continued at a constant voltage (4.2 V). The charge capacity at 0.2C was measured with the time when the temperature reached 0.01C being regarded as completion of charge (cutoff). Next, discharge was started at a constant current (0.2 C), and when the voltage reached 2.7 V, the discharge was completed (cut off), and the discharge capacity at 0.2 C was measured.
Next, charging is started at a constant current (3C) for the same cell, and when the voltage reaches 4.2V, charging is continued at a constant voltage (4.2V). The charging capacity at 3C was measured with the time point of becoming the completion of charging (cutoff). Next, discharge was started at a constant current (3C), and when the voltage reached 2.7 V, the discharge was completed (cut off), and the discharge capacity at 3C was measured.
Using the above measured value, the charge rate (%) is calculated by calculating the ratio (percent%) of the charge capacity at 3C to the charge capacity at 0.2C.
The discharge rate (%) was calculated respectively by calculating the ratio (percent%) of the discharge capacity at 3C to the discharge capacity at 0.2C.
When both the charge rate and the discharge rate are 80% or more, it can be evaluated that the charge / discharge rate characteristics are good.
The measured charge rate and discharge rate values are shown in Table 3, respectively.
In the measurement conditions, “1C” indicates a current value at which discharge is completed in one hour after constant current discharge of a cell having a certain electric capacity. For example, “0.1 C” is a current value at which discharge is completed over 10 hours, and 10 C is a current value at which discharge is completed over 0.1 hours.

実施例2〜14および比較例1〜4
<バインダー組成物の調製>
上記実施例1の「(1)重合体Aの合成」において、単量体ガスの組成と乳化剤量を適宜に変更したほかは実施例1と同様にして、第2表に示す組成の重合体Aの微粒子を含有する水系分散体を調製し、該水系分散体の固形分濃度に応じて水を減圧除去または追加することにより、固形分濃度40%の水系分散体を得た。
次いで実施例1の「(2)ポリマーアロイ粒子の合成」において、上記の水系分散体を固形分換算で第2表に記載の量だけ用い、単量体の仕込み量(部)ならびに重合体Aに単量体を吸収させる際の温度および時間をそれぞれ第2表のとおりとし、さらに乳化剤の使用量を適宜変量することによって、第2表に記載の粒子径を有する重合体粒子を含有する水系分散体(バインダー組成物)を得た。ここで、実施例12および比較例2については、重合体Aに単量体を吸収させることなく、重合体Aの微粒子を含有する水系分散体に重合体Bを合成するための単量体を添加した直後に重合開始剤のTHF溶液を加え、昇温して重合を介した。
得られた微粒子について行ったTHF不溶分測定ならびにDSC測定の結果(ガラス転移温度Tg、融解温度Tmおよびポリマーアロイであるか否か)を、第2表に合わせて示した。
Examples 2-14 and Comparative Examples 1-4
<Preparation of binder composition>
A polymer having the composition shown in Table 2 in the same manner as in Example 1 except that the composition of the monomer gas and the amount of emulsifier were appropriately changed in “(1) Synthesis of Polymer A” in Example 1 above. An aqueous dispersion containing fine particles of A was prepared, and water was removed under reduced pressure or added according to the solid content concentration of the aqueous dispersion to obtain an aqueous dispersion having a solid content concentration of 40%.
Next, in “(2) Synthesis of polymer alloy particles” in Example 1, the above-mentioned aqueous dispersion was used in the amount shown in Table 2 in terms of solid content, and the monomer charge (parts) and polymer A were used. A water system containing polymer particles having the particle diameters shown in Table 2 by changing the temperature and time when the monomer is absorbed into each of them as shown in Table 2 and further varying the amount of emulsifier used as appropriate. A dispersion (binder composition) was obtained. Here, for Example 12 and Comparative Example 2, the monomer for synthesizing the polymer B in the aqueous dispersion containing the fine particles of the polymer A without causing the polymer A to absorb the monomer was used. Immediately after the addition, a THF solution of a polymerization initiator was added, and the temperature was raised via polymerization.
The results of the THF insoluble matter measurement and DSC measurement (glass transition temperature Tg, melting temperature Tm, and polymer alloy or not) performed on the obtained fine particles are shown in Table 2 together.

<活物質粒子の調製>
上記実施例1の「活物質粒子の調製」において、使用したふるいの目開きを適宜変更することにより、第2表に記載の粒子径(D50値)を有する活物質粒子を調製した。
<正極用スラリーの調製>
バインダー組成物および活物質粒子として、それぞれ上記で調製したものを第2表に記載した量だけ用い、さらに<正極用スラリーの調製>において第2表に記載した種類および量の増粘剤を使用したほかは、実施例1における「正極用スラリーの調製」と同様にして正極用スラリーを調製し、その曳糸性を測定した。曳糸性の値は第2表に示した。また、この正極用スラリーにおける(A)重合体粒子の平均粒子径(Da)と(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)も、合わせて第2表に示した。
<正極および蓄電デバイスの製造および評価>
上記で得た各材料を使用したほかは、実施例1と同様にして正極および蓄電デバイスを製造し、評価した。
評価結果は、第3表に示した。
<Preparation of active material particles>
In “Preparation of active material particles” in Example 1 above, active material particles having the particle diameters (D50 values) shown in Table 2 were prepared by appropriately changing the sieve openings used.
<Preparation of slurry for positive electrode>
As the binder composition and active material particles, those prepared above are used in the amounts shown in Table 2, and the thickeners of the type and amount shown in Table 2 are used in <Preparation of slurry for positive electrode>. The positive electrode slurry was prepared in the same manner as in “Preparation of positive electrode slurry” in Example 1, and the spinnability was measured. The values of the spinnability are shown in Table 2. The ratio (Da / Db) between the average particle diameter (Da) of the polymer particles (Da) and the average particle diameter (Db) of the active material particles (Da / Db) in this positive electrode slurry is also shown in Table 2. Indicated.
<Manufacture and evaluation of positive electrode and electricity storage device>
A positive electrode and an electricity storage device were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that each material obtained above was used.
The evaluation results are shown in Table 3.

実施例15および比較例5
<バインダー組成物の調製>
上記実施例1の「(1)重合体Aの合成」において、単量体ガスの組成を適宜に変更したほかは実施例1と同様にして、第2表に示す組成の重合体Aの微粒子を含有する水系分散体を得た。
次いで実施例1の「(2)ポリマーアロイ粒子の合成」において、上記の水系分散体を固形分換算で第2表に記載の量だけ用い、重合体(B)の単量体の仕込み量(部)をそれぞれ第2表のとおりとし、さらに乳化剤の使用量を変量することによって、第2表に記載の粒子径を有する重合体粒子を含有する水系分散体を得た。
さらに、溶媒としてN−メチルピロリドン(NMP)を使用して溶媒置換を行うことにより、バインダー組成物を得た。
比較例8のこのバインダー組成物においては、重合体は溶媒に溶解していた(従って、比(Da/Db)の値は0である。)。
Example 15 and Comparative Example 5
<Preparation of binder composition>
The fine particles of polymer A having the composition shown in Table 2 were the same as in Example 1 except that the composition of the monomer gas was changed appropriately in “(1) Synthesis of Polymer A” in Example 1 above. An aqueous dispersion containing was obtained.
Next, in “(2) Synthesis of polymer alloy particles” in Example 1, the above-mentioned aqueous dispersion was used in the amount shown in Table 2 in terms of solid content, and the charged amount of monomer of polymer (B) ( Part) was as shown in Table 2, and the amount of emulsifier used was further varied to obtain an aqueous dispersion containing polymer particles having the particle sizes shown in Table 2.
Furthermore, the binder composition was obtained by performing solvent substitution using N-methylpyrrolidone (NMP) as a solvent.
In this binder composition of Comparative Example 8, the polymer was dissolved in the solvent (thus, the value of the ratio (Da / Db) is 0).

<活物質粒子の調製>
上記実施例1の「活物質粒子の調製」において、使用したふるいの目開きを変更することにより、第2表に記載の粒子径(D50値)を有する活物質粒子を調製した。
<正極用スラリーの調製ならびに正極および蓄電デバイスの製造および評価>
二軸型プラネタリーミキサー(プライミクス(株)製、商品名「TKハイビスミックス 2P−03」)に、像粘剤としてセルロース誘導体(商品名「CMC1150」、カルボキシメチルセルロース、ダイセル化学工業(株)製)10部(固形分換算)、上記「活物質粒子の調製」で調製した活物質粒子100質量部、アセチレンブラック5部、上記「バインダー組成物の調製」で調製したバインダー組成物4部(固形分換算)およびNMP68部を投入し、60rpmで2時間攪拌してペーストを得た。得られたペーストにNMPを加えて固形分濃度を45%に調整した後、攪拌脱泡機((株)シンキー製、商品名「あわとり練太郎」)を使用して、200rpmで2分間、1,800rpmで5分間、さらに真空下において1,800rpmで1.5分間攪拌混合することにより、正極用スラリーを調製した。
上記の正極用スラリーを用いたほかは、実施例1における「正極および蓄電デバイスの製造および評価」と同様にして正極および蓄電デバイスを製造し、評価した。
評価結果は第3表に示した。
<Preparation of active material particles>
In “Preparation of active material particles” in Example 1 above, active material particles having particle diameters (D50 values) shown in Table 2 were prepared by changing the openings of the sieves used.
<Preparation of slurry for positive electrode and production and evaluation of positive electrode and power storage device>
Biaxial planetary mixer (product name “TK Hibismix 2P-03” manufactured by PRIMIX Co., Ltd.) and cellulose derivative (product name “CMC1150”, carboxymethyl cellulose, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 10 parts (in terms of solid content), 100 parts by mass of active material particles prepared in the above “Preparation of active material particles”, 5 parts of acetylene black, 4 parts of binder composition prepared in “Preparation of binder composition” (solid content) Conversion) and 68 parts of NMP were added and stirred at 60 rpm for 2 hours to obtain a paste. After adding NMP to the obtained paste to adjust the solid content concentration to 45%, using a stirring defoaming machine (manufactured by Shinky Co., Ltd., trade name “Awatori Netaro”), at 200 rpm for 2 minutes, A positive electrode slurry was prepared by stirring and mixing at 1,800 rpm for 5 minutes and further under vacuum at 1,800 rpm for 1.5 minutes.
A positive electrode and an electricity storage device were produced and evaluated in the same manner as in “Production and evaluation of positive electrode and electricity storage device” in Example 1, except that the above slurry for positive electrode was used.
The evaluation results are shown in Table 3.

実施例16
<バインダー組成物の調製>
容量7リットルのセパラブルフラスコに、水150部およびドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部を仕込み、セパラブルフラスコの内部を十分に窒素置換した。
一方、別の容器に、水60部、乳化剤としてエーテルサルフェート型乳化剤(商品名「アデカリアソープSR1025」、(株)ADEKA製)を固形分換算で0.8部ならびに単量体として2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート(TFEMA)20部、アクリロニトリル(AN)10部、メチルメタクリレート(MMA)25部、2−エチルヘキシルアクリレート(EHA)40部およびアクリル酸5部を加え、十分に攪拌して上記モノマーの混合物を含有するモノマー乳化液を調製した。
その後、上記セパラブルフラスコの内部の昇温を開始し、当該セパラブルフラスコの内部の温度が60℃に到達した時点で、重合開始剤として過硫酸アンモニウム0.5部を加えた。そして、セパラブルフラスコの内部の温度が70℃に到達した時点で、上記で調製したモノマー乳化液の添加を開始し、セパラブルフラスコの内部の温度を70℃に維持したままモノマー乳化液を3時間かけてゆっくりと添加した。その後、セパラブルフラスコの内部の温度を85℃に昇温し、この温度を3時間維持して重合反応を行った。3時間後、セパラブルフラスコを冷却して反応を停止した後、アンモニウム水を加えてpHを7.6に調整することにより、重合体粒子を30%含有する水系分散体(バインダー組成物)を得た。
上記で得られた水系分散体について、実施例1と同じようにして評価したところ、数平均粒子径は110nmであった。また、ガラス転移温度は−2℃に一つだけ観測された。
Example 16
<Preparation of binder composition>
In a 7-liter separable flask, 150 parts of water and 0.2 part of sodium dodecylbenzenesulfonate were charged, and the inside of the separable flask was sufficiently purged with nitrogen.
On the other hand, in another container, 60 parts of water, ether sulfate type emulsifier (trade name “Adekaria Soap SR1025”, manufactured by ADEKA Co., Ltd.) as an emulsifier, 0.8 parts in terms of solid content, and 2,2 , 2-trifluoroethyl methacrylate (TFEMA) 20 parts, acrylonitrile (AN) 10 parts, methyl methacrylate (MMA) 25 parts, 2-ethylhexyl acrylate (EHA) 40 parts and acrylic acid 5 parts, and stirred well A monomer emulsion containing a mixture of the above monomers was prepared.
Thereafter, the temperature inside the separable flask was started, and when the temperature inside the separable flask reached 60 ° C., 0.5 part of ammonium persulfate was added as a polymerization initiator. Then, when the temperature inside the separable flask reaches 70 ° C., the addition of the monomer emulsion prepared above is started, and the monomer emulsion is added while maintaining the temperature inside the separable flask at 70 ° C. Slowly added over time. Thereafter, the temperature inside the separable flask was raised to 85 ° C., and this temperature was maintained for 3 hours to carry out the polymerization reaction. After 3 hours, the separable flask was cooled to stop the reaction, and then the aqueous dispersion (binder composition) containing 30% polymer particles was prepared by adding ammonium water to adjust the pH to 7.6. Obtained.
When the aqueous dispersion obtained above was evaluated in the same manner as in Example 1, the number average particle diameter was 110 nm. Only one glass transition temperature was observed at -2 ° C.

<活物質粒子の調製>
上記実施例1の「活物質粒子の調製」において、使用したふるいの目開きを適宜変更することにより、第2表に記載の粒子径(D50値)を有する活物質粒子を調製した。
<正極用スラリーの調製ならびに正極および蓄電デバイスの製造および評価>
バインダー組成物および活物質粒子として、それぞれ上記で調製したものを用いたほかは、実施例1における「正極用スラリーの調製」および「正極および蓄電デバイスの製造および評価」と同様にして正極用スラリーを調製し、これを用いて正極および蓄電デバイスを製造し、評価した。
比(Da/Db)は第2表に、評価結果は第3表に、それぞれ示した。
<Preparation of active material particles>
In “Preparation of active material particles” in Example 1 above, active material particles having the particle diameters (D50 values) shown in Table 2 were prepared by appropriately changing the sieve openings used.
<Preparation of slurry for positive electrode and production and evaluation of positive electrode and power storage device>
A positive electrode slurry in the same manner as in “Preparation of positive electrode slurry” and “Preparation and evaluation of positive electrode and electricity storage device” in Example 1, except that the binder composition and the active material particles were each prepared above. Was prepared, and a positive electrode and an electricity storage device were produced and evaluated using the same.
The ratio (Da / Db) is shown in Table 2, and the evaluation results are shown in Table 3.

実施例17および18ならびに比較例6
<バインダー組成物の調製>
各単量体の種類および仕込み量(部)をそれぞれ第2表のとおりとしたほかは上記実施例16と同様にして、第2表に記載の数平均粒子径を有する重合体粒子を含有する水系分散体(バインダー組成物)をそれぞれ得た。
<活物質粒子の調製>
上記実施例1の「活物質粒子の調製」において、使用したふるいの目開きを適宜変更することにより、第2表に記載の粒子径(D50値)を有する活物質粒子を調製した。
<正極用スラリーの調製>
バインダー組成物および活物質粒子として、それぞれ上記で調製したものを第2表に記載した量だけ用いたほかは、実施例1における「正極用スラリーの調製」と同様にして正極用スラリーを調製した。
<正極および蓄電デバイスの製造および評価>
上記で得た各材料を使用したほかは、実施例1と同様にして正極および蓄電デバイスを製造し、評価した。
評価結果は、第3表に示した。
なお、実施例16〜18の<バインダー組成物の調製>において合成した重合体粒子は、「重合体B」ではなく本発明所定の重合体そのものであるが、第2表では表作成の便宜上「重合体B」の欄に記載した。
Examples 17 and 18 and Comparative Example 6
<Preparation of binder composition>
It contains polymer particles having the number average particle size described in Table 2 in the same manner as in Example 16 except that the type and amount (parts) of each monomer are as shown in Table 2. An aqueous dispersion (binder composition) was obtained.
<Preparation of active material particles>
In “Preparation of active material particles” in Example 1 above, active material particles having the particle diameters (D50 values) shown in Table 2 were prepared by appropriately changing the sieve openings used.
<Preparation of slurry for positive electrode>
A positive electrode slurry was prepared in the same manner as in “Preparation of positive electrode slurry” in Example 1, except that the binder composition and the active material particles were each prepared in the above amounts in the amounts shown in Table 2. .
<Manufacture and evaluation of positive electrode and electricity storage device>
A positive electrode and an electricity storage device were produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that each material obtained above was used.
The evaluation results are shown in Table 3.
The polymer particles synthesized in <Preparation of Binder Composition> in Examples 16 to 18 are not the “polymer B” but the polymer according to the present invention. It was described in the column of “Polymer B”.

Figure 2013030447
Figure 2013030447

Figure 2013030447
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Figure 2013030447
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Figure 2013030447
Figure 2013030447

第2表における各成分の略称は、それぞれ以下の意味である。
[重合体Aの単量体]
VDF:フッ化ビニリデン
HFP:六フッ化プロピレン
TFE:四フッ化エチレン
[重合体Bの単量体]
−(メタ)アクリル酸アルキルエステル−
MMA:メタクリル酸メチル
EHA:アクリル酸2−エチルヘキシル
−親水性単量体−
AN:アクリロニトリル
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
HEMA:アクリル酸−2−ヒドロキシエチル
−多官能性単量体−
DVB:ジビニルベンゼン
TMPTMA:トリメタクリル酸トリメチロールプロパン
AMA:メタクリル酸アリル
−含フッ素単量体−
TFEMA:メタクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル
TFEA:アクリル酸2,2,2−トリフルオロエチル
HFIPA:アクリル酸1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロイソプロピル
[溶媒]
NMP:N−メチルピロリドン
Abbreviations of each component in Table 2 have the following meanings.
[Monomer of Polymer A]
VDF: vinylidene fluoride HFP: propylene hexafluoride TFE: tetrafluoroethylene [monomer of polymer B]
-(Meth) acrylic acid alkyl ester-
MMA: Methyl methacrylate EHA: 2-ethylhexyl acrylate-hydrophilic monomer-
AN: Acrylonitrile AA: Acrylic acid MAA: Methacrylic acid HEMA: Acrylic acid-2-hydroxyethyl-polyfunctional monomer-
DVB: divinylbenzene TMPTMA: trimethylolpropane trimethacrylate AMA: allyl methacrylate-fluorinated monomer-
TFEMA: 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate TFEA: 2,2,2-trifluoroethyl acrylate HFIPA: 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate [solvent]
NMP: N-methylpyrrolidone

[ポリマーアロイであるか否か?]
○:ポリマーアロイである。
×:ポリマーアロイでない。
[活物質]
LiFeP:LiFePO
LiCoO:LiCoO
LiNiO:LiNiO
LiMnO:LiMn
LNMCO:LiNi0.33Mn0.33Co0.33
[増粘剤]
CMC1120、CMC1150、CMC2200、CMC2280およびCMC2450は、いずれもダイセル化学工業(株)製品の商品名であり、カルボキシメチルセルロースのアルカリ金属塩からなるセルロース誘導体である。
CMC−A、CMC−BおよびCMC−Cは、上記合成例1〜3でそれぞれ得たナトリウム塩タイプのカルボキシメチルセルロースである。
第2表における「−」の表記は、該当する成分を使用しなかったか、あるいは該当する操作を行わなかったことを示す。
[Is it a polymer alloy or not? ]
A: A polymer alloy.
X: Not a polymer alloy.
[Active material]
LiFeP: LiFePO 4
LiCoO: LiCoO 2
LiNiO: LiNiO 2
LiMnO: LiMn 2 O 4
LNMCO: LiNi 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2
[Thickener]
CMC1120, CMC1150, CMC2200, CMC2280 and CMC2450 are all trade names of products of Daicel Chemical Industries, Ltd., and are cellulose derivatives composed of an alkali metal salt of carboxymethylcellulose.
CMC-A, CMC-B, and CMC-C are sodium salt type carboxymethyl cellulose obtained in Synthesis Examples 1 to 3, respectively.
The notation “-” in Table 2 indicates that the corresponding component was not used or the corresponding operation was not performed.

上記第2表および第3表から明らかなように、実施例1〜18に示した本発明のバインダー組成物を用いて調製された正極用スラリーは、集電体と活物質層との間の結着性が良好であり、クラック率が低く、密着性に優れる正極を与えた。また、これらの正極を具備する蓄電デバイス(リチウムイオン電池)は、充放電レート特性が良好であった。
一方、比較例1、3および4のバインダー組成物からは密着性の良好な正極は得られず、クラック率に劣る正極した形成されなかった。比較例2および6のバインダー組成物から形成された正極は、密着性こそ良好であったが、良好な充放電特性を示す蓄電デバイスは得られなかった。比較例5は、非水系の分散媒体を使用した例であるが、重合体粒子が溶解してしまい、このため、正極の密着性および蓄電デバイスの充放電レート特性の双方が不良であった。
As is apparent from Tables 2 and 3 above, the positive electrode slurry prepared using the binder composition of the present invention shown in Examples 1 to 18 is between the current collector and the active material layer. A positive electrode having good binding properties, low crack rate, and excellent adhesion was obtained. Moreover, the electrical storage device (lithium ion battery) provided with these positive electrodes had favorable charge / discharge rate characteristics.
On the other hand, a positive electrode having good adhesion was not obtained from the binder compositions of Comparative Examples 1, 3, and 4, and a positive electrode having a poor crack rate was not formed. The positive electrodes formed from the binder compositions of Comparative Examples 2 and 6 had good adhesion, but no electricity storage device showing good charge / discharge characteristics was obtained. Comparative Example 5 is an example in which a non-aqueous dispersion medium was used, but the polymer particles were dissolved, so that both the adhesion of the positive electrode and the charge / discharge rate characteristics of the electricity storage device were poor.

上述のとおり、本発明における重合体粒子がポリマーアロイであることは、DSCチャートから推定した。
上記実施例3、比較例2および比較例6においてそれぞれ得られた重合体粒子のDSCチャートを、図1、2および3にそれぞれ示した。
また、下記の合成例4で合成した重合体粒子のDSCチャートを、図4に示した。
As described above, it was estimated from the DSC chart that the polymer particles in the present invention are polymer alloys.
DSC charts of the polymer particles obtained in Example 3, Comparative Example 2 and Comparative Example 6 are shown in FIGS. 1, 2 and 3, respectively.
Moreover, the DSC chart of the polymer particle synthesize | combined in the following synthesis example 4 was shown in FIG.

合成例4
上記実施例1の「(1)重合体Aの合成」において、単量体ガスの組成を変更したほかは実施例1と同様にして、フッ化ビニリデン(VDF)に由来する構成単位80%および六フッ化プロピレン(HFP)に由来する構成単位20%からなる組成の重合体Aの微粒子を含有する水系分散体を得た(これに引き続く「(2)ポリマーアロイ粒子の合成」は行わなかった。)。
Synthesis example 4
80% of structural units derived from vinylidene fluoride (VDF) in the same manner as in Example 1 except that the composition of the monomer gas was changed in “(1) Synthesis of Polymer A” in Example 1 above. An aqueous dispersion containing fine particles of polymer A composed of 20% of a structural unit derived from hexafluoropropylene (HFP) was obtained (the subsequent “(2) synthesis of polymer alloy particles” was not performed. .)

図2は重合体Aおよび重合体Bの混合物に、
図3は重合体Bのみの場合に、
図4は重合体Aのみの場合に、
それぞれ該当し、そして
図1が重合体Aおよび重合体Bからなるポリマーアロイ粒子に該当する。
図3には重合体Bのガラス転移温度Tgが、図4には重合体Aの熔解温度Tmが、それぞれ観測された。
図2(重合体Aに重合体Bの単量体を吸収させなかった場合)では、重合体Aの熔解温度Tmおよび重合体Bのガラス転移温度Tgが双方とも観測されたことから、本重合体粒子が重合体Aおよび重合体Bの混合物であると考えられるのに対して、
図1を見ると、重合体Aの熔解温度Tmおよび重合体Bのガラス転移温度Tgはいずれも観測されず、重合体AのTmとも重合体BのTgとも異なる温度に単一の新しいガラス転移温度Tgが発生していることから、この重合体粒子はポリマーアロイであるものと考えられる。
FIG. 2 shows a mixture of polymer A and polymer B.
FIG. 3 shows the case of polymer B only.
FIG. 4 shows the case of polymer A only.
1 corresponds to the polymer alloy particles composed of the polymer A and the polymer B, respectively.
In FIG. 3, the glass transition temperature Tg of the polymer B was observed, and in FIG. 4, the melting temperature Tm of the polymer A was observed.
In FIG. 2 (when polymer A does not absorb the monomer of polymer B), both melting temperature Tm of polymer A and glass transition temperature Tg of polymer B were observed. Whereas the coalesced particles are considered to be a mixture of polymer A and polymer B,
Referring to FIG. 1, neither the melting temperature Tm of polymer A nor the glass transition temperature Tg of polymer B is observed, and a single new glass transition at a temperature different from the Tm of polymer A and the Tg of polymer B. Since the temperature Tg is generated, this polymer particle is considered to be a polymer alloy.

本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。本発明は、実施形態で説明した構成と実質的に同一の構成(例えば、機能、方法および結果が同一の構成、あるいは目的および効果が同一の構成)を包含する。また本発明は、上記の実施形態で説明した構成の本質的でない部分を他の構成に置き換えた構成を包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成と同一の作用効果を奏する構成または同一の目的を達成することができる構成をも包含する。さらに本発明は、上記の実施形態で説明した構成に公知技術を付加した構成をも包含する。   The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. The present invention includes configurations that are substantially the same as the configurations described in the embodiments (for example, configurations that have the same functions, methods, and results, or configurations that have the same objects and effects). The present invention also includes a configuration in which a non-essential part of the configuration described in the above embodiment is replaced with another configuration. Furthermore, the present invention includes a configuration that achieves the same effects as the configuration described in the above embodiment or a configuration that can achieve the same object. Furthermore, the present invention includes a configuration obtained by adding a known technique to the configuration described in the above embodiment.

Claims (6)

少なくとも
(A)フッ素原子を有する単量体に由来する繰り返し単位を有する重合体粒子、
(B)リチウム原子含有酸化物からなる活物質粒子、ならびに
(C)液状媒体
を含有する蓄電デバイスの正極用スラリーであって、
前記(A)重合体粒子の平均粒子径(Da)と前記(B)活物質粒子の平均粒子径(Db)との比(Da/Db)が0.01〜1.0であり、そして
スラリーの曳糸性が30〜80%であることを特徴とする、前記正極用スラリー。
Polymer particles having at least (A) a repeating unit derived from a monomer having a fluorine atom,
(B) An active material particle comprising a lithium atom-containing oxide, and (C) a slurry for a positive electrode of an electricity storage device containing a liquid medium,
The ratio (Da / Db) of the average particle diameter (Da) of the (A) polymer particles to the average particle diameter (Db) of the (B) active material particles is 0.01 to 1.0, and the slurry The positive electrode slurry is characterized by having a spinnability of 30 to 80%.
前記(B)活物質粒子の平均粒子径が0.1〜25μmである、請求項1に記載の正極用スラリー。   The slurry for positive electrodes of Claim 1 whose average particle diameter of the said (B) active material particle is 0.1-25 micrometers. 前記(B)活物質粒子が、下記一般式(B−1)で表される複合金属酸化物である、請求項1または2に記載の正極用スラリー。
Li1+x (B−1)
(式(B−1)中、MはCo、NiおよびMnよりなる群から選択される少なくとも1種の金属原子であり;
はAlおよびSnよりなる群から選択される少なくとも1種の金属原子であり;
Oは酸素原子であり;
x、yおよびzは、それぞれ、0.10≧x≧0、4.00≧y≧0.85および2.00≧z≧0の範囲の数である。)
The positive electrode slurry according to claim 1 or 2, wherein the (B) active material particles are a composite metal oxide represented by the following general formula (B-1).
Li 1 + x M 1 y M 2 z O 2 (B-1)
(In Formula (B-1), M 1 is at least one metal atom selected from the group consisting of Co, Ni and Mn;
M 2 is at least one metal atom selected from the group consisting of Al and Sn;
O is an oxygen atom;
x, y and z are numbers in the range of 0.10 ≧ x ≧ 0, 4.00 ≧ y ≧ 0.85 and 2.00 ≧ z ≧ 0, respectively. )
前記(B)活物質粒子が、下記一般式(B−2)で表され、且つオリビン型結晶構造を有する化合物である、請求項1または2に記載の正極用スラリー。
Li1−x(XO) (B−2)
(式(B−2)中、MはMg、Ti、V、Nb、Ta、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、A1、Ga、GeおよびSnよりなる群から選択される金属のイオンの少なくとも一種であり;
Xは、Si、S、PおよびVよりなる群から選択される少なくとも一種であり;そしてxは数であり、0<x<1の関係を満たす。)
The positive electrode slurry according to claim 1 or 2, wherein the (B) active material particles are a compound represented by the following general formula (B-2) and having an olivine type crystal structure.
Li 1-x M x (XO 4 ) (B-2)
(In the formula (B-2), M is a metal selected from the group consisting of Mg, Ti, V, Nb, Ta, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, A1, Ga, Ge, and Sn. At least one kind of ions;
X is at least one selected from the group consisting of Si, S, P and V; and x is a number and satisfies the relationship 0 <x <1. )
集電体と、請求項1〜3のいずれか一項に記載された正極用スラリーを用いて形成された活物質層と、を有することを特徴とする、蓄電デバイスの正極。   It has an electrical power collector and the active material layer formed using the slurry for positive electrodes as described in any one of Claims 1-3, The positive electrode of the electrical storage device characterized by the above-mentioned. 請求項5に記載の正極を具備することを特徴とする、蓄電デバイス。   An electrical storage device comprising the positive electrode according to claim 5.
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