JP2014072128A - Active material particle for power storage device positive electrode, positive electrode for power storage device using the same, power storage device, and method for manufacturing active material particle for power storage device positive electrode - Google Patents

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洋平 安藤
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豊 岸井
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慶裕 植谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an active material particle having high performance, which is excellent in rapid charge/discharge characteristics and has high energy density, and also to provide a battery positive electrode, a power storage device, and a method for manufacturing the active material particle.SOLUTION: An active material particle uses a conductive polymer as a base material and contains a conductive assistant. The active material particle for a power storage device positive electrode is put in a state where the conductive assistant is dispersed and included in a consecutive polymer base material.

Description

本発明は、蓄電デバイス正極用活物質粒子、それを用いた蓄電デバイス用正極並びに蓄電デバイス、および蓄電デバイス正極用活物質粒子の製造方法に関し、詳しくは急速充放電特性に優れ、高いエネルギー密度を有するる高性能な蓄電デバイス正極用活物質粒子、それを用いた蓄電デバイス用正極並びに蓄電デバイス、および蓄電デバイス正極用活物質粒子の製造方法に関するものである。   The present invention relates to active material particles for power storage device positive electrodes, positive electrodes for power storage devices and power storage devices using the same, and a method for producing active material particles for power storage device positive electrodes. The present invention relates to a high-performance active material particle for a power storage device positive electrode, a positive electrode for a power storage device and a power storage device using the same, and a method for producing the active material particle for a power storage device positive electrode.

近年、携帯型PC、携帯電話、携帯情報端末(PDA)等における電子技術の進歩、発展に伴い、これら電子機器の蓄電デバイスとして、繰り返し充放電することができる二次電池等が広く用いられている。このような二次電池等の電気化学的蓄電デバイスにおいては、電極として使用する材料の高容量化が望まれる。   In recent years, with the advancement and development of electronic technology in portable PCs, mobile phones, personal digital assistants (PDAs), secondary batteries that can be repeatedly charged and discharged are widely used as power storage devices for these electronic devices. Yes. In such an electrochemical storage device such as a secondary battery, it is desired to increase the capacity of a material used as an electrode.

蓄電デバイスの電極は、イオンの挿入・脱離が可能な機能を有する活物質を含有する。活物質のイオンの挿入・脱離は、いわゆるドーピング・脱ドーピングとも称され、一定の分子構造あたりのドーピング・脱ドーピング量をドープ率(またはドーピング率)と呼び、ドープ率が高い材料ほど、電池としては高容量化が可能となる。   The electrode of the electricity storage device contains an active material having a function capable of inserting and removing ions. The insertion / desorption of ions of the active material is also referred to as so-called doping / dedoping, and the amount of doping / dedoping per certain molecular structure is called the doping rate (or doping rate). As a result, the capacity can be increased.

電気化学的には、イオンの挿入・脱離の量が多い材料を電極として使用することにより、電池として高容量化が可能となる。より詳しく述べると、蓄電デバイスとして注目されるリチウム二次電池においては、リチウムイオンを挿入・脱離することができるグラファイト系の負極が用いられ、6つの炭素原子あたり1つ程度のリチウムイオンが挿入・脱離し高容量化が得られている。   Electrochemically, it is possible to increase the capacity of the battery by using a material having a large amount of ion insertion / extraction as an electrode. More specifically, lithium secondary batteries, which are attracting attention as power storage devices, use a graphite-based negative electrode that can insert and desorb lithium ions, and about one lithium ion is inserted per six carbon atoms. -Desorption and high capacity have been achieved.

このようなリチウム二次電池のなかでも、正極にマンガン酸リチウムやコバルト酸リチウムのようなリチウム含有遷移金属酸化物を用い、負極にリチウムイオンを挿入・脱離し得る炭素材料を用い、両電極を電解液中で対峙させたリチウム二次電池は、高エネルギー密度を有するようになるため、上述した電子機器の蓄電デバイスとして広く用いられている。   Among such lithium secondary batteries, a lithium-containing transition metal oxide such as lithium manganate or lithium cobaltate is used for the positive electrode, and a carbon material capable of inserting and removing lithium ions is used for the negative electrode. Lithium secondary batteries that face each other in an electrolytic solution have a high energy density, and thus are widely used as power storage devices for the electronic devices described above.

しかし、上記リチウム二次電池は、電気化学反応によって電気エネルギーを得る二次電池であって、上記電気化学反応の速度が小さいために、出力密度が低いという欠点がある。さらに、二次電池の内部抵抗が高いため、急速な放電は困難であるとともに、急速な充電も困難となっている。また、充放電に伴う電気化学反応によって電極や電解液が劣化するため、一般に寿命、すなわち、サイクル特性もよくない。   However, the lithium secondary battery is a secondary battery that obtains electric energy by an electrochemical reaction, and has a drawback that the output density is low because the speed of the electrochemical reaction is low. Furthermore, since the internal resistance of the secondary battery is high, rapid discharge is difficult and rapid charge is also difficult. Moreover, since an electrode and electrolyte solution deteriorate by the electrochemical reaction accompanying charging / discharging, generally a lifetime, ie, a cycling characteristic, is not good.

そこで、上記の問題を改善するため、ドーパントを有するポリアニリンのような導電性ポリマーを正極活物質に用いるリチウム二次電池も知られている(特許文献1参照)。   Therefore, in order to improve the above problem, a lithium secondary battery using a conductive polymer such as polyaniline having a dopant as a positive electrode active material is also known (see Patent Document 1).

しかしながら、一般に、導電性ポリマーを正極活物質として有する二次電池は、充電時には導電性ポリマーにアニオンがドープされ、放電時にはそのアニオンがポリマーから脱ドープされるアニオン移動型である。そのため、負極活物質にリチウムイオンを挿入・脱離し得る炭素材料等を用いたときは、充放電時にカチオンが両電極間を移動するカチオン移動型のロッキングチェア型二次電池を構成することができない。すなわち、ロッキングチェア型二次電池は電解液量が少なくてすむという利点を有するが、上記導電性ポリマーを正極活物質として有する二次電池はそれができず、蓄電デバイスの小型化に寄与することができない。   However, in general, a secondary battery having a conductive polymer as a positive electrode active material is an anion transfer type in which an anion is doped into the conductive polymer during charging and the anion is dedoped from the polymer during discharging. Therefore, when a carbon material that can insert and desorb lithium ions is used as the negative electrode active material, a cation-moving rocking chair type secondary battery in which cations move between both electrodes during charge and discharge cannot be configured. . That is, the rocking chair type secondary battery has the advantage that the amount of the electrolyte is small, but the secondary battery having the conductive polymer as the positive electrode active material cannot do so, and contributes to the miniaturization of the electricity storage device. I can't.

このような問題を解決するために、電解液を大量に必要とせず、電解液中のイオン濃度を実質的に変化させないとともに、これにより体積や重量あたりの容量密度、エネルギー密度の向上を目的とした、カチオン移動型の二次電池も提案されている。これは、ドーパントとしてポリビニルスルホン酸のようなポリマーアニオンを有する導電性ポリマーを用いて正極を構成し、負極にリチウム金属を用いているものである(特許文献2参照)。   In order to solve such problems, a large amount of electrolyte solution is not required, and the ion concentration in the electrolyte solution is not substantially changed, thereby improving the capacity density per volume, weight, and energy density. A cation migration type secondary battery has also been proposed. In this method, a positive electrode is formed using a conductive polymer having a polymer anion such as polyvinyl sulfonic acid as a dopant, and lithium metal is used for the negative electrode (see Patent Document 2).

特開平3−129679号公報Japanese Patent Laid-Open No. 3-129679 特開平1一132052号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11132052

しかしながら、上記二次電池は、性能において未だ充分ではない。すなわち、この電池は、正極にマンガン酸リチウムやコバルト酸リチウムのようなリチウム含有遷移金属酸化物を用いたリチウム二次電池に比べ、容量密度やエネルギー密度が低く、急速充放電特性も充分なものでない。   However, the secondary battery is not yet sufficient in performance. In other words, this battery has a lower capacity density and energy density and sufficient quick charge / discharge characteristics than a lithium secondary battery using a lithium-containing transition metal oxide such as lithium manganate or lithium cobaltate for the positive electrode. Not.

本発明は、従来のリチウム二次電池のような蓄電デバイスにおける上述した問題を解決するためになされたものであって、急速充放電特性に優れ、高いエネルギー密度を有する活物質粒子、電池正極、蓄電デバイスおよび活物質粒子の製造方法を提供することをその目的とする。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems in an electricity storage device such as a conventional lithium secondary battery, and is excellent in rapid charge / discharge characteristics and has high energy density, active material particles, battery positive electrode, It is an object of the present invention to provide an electricity storage device and a method for producing active material particles.

上記目的を達成するため、本発明は、導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子であって、上記導電助剤が導電性ポリマー母材中に分散し内包された状態になっている蓄電デバイス正極用活物質粒子を、第一の要旨とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an active material particle containing a conductive polymer as a base material and containing a conductive auxiliary agent, wherein the conductive auxiliary agent is dispersed and encapsulated in the conductive polymer base material. Let the active material particle for electrical storage device positive electrodes which become the 1st summary.

また、導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子を用いた電池正極であって、上記導電助剤が導電性ポリマー母材中に分散し内包された状態になっている蓄電デバイス用正極を、第二の要旨とする。   Also, a battery positive electrode using active material particles containing a conductive polymer as a base material and containing a conductive assistant, wherein the conductive assistant is dispersed and encapsulated in the conductive polymer base material. The positive electrode for devices is the second gist.

さらに、電解質層と、これを挟んで対向して設けられた正極と負極とを有する蓄電デバイスであって、上記正極が、導電性ポリマーからなる母材中に少なくとも導電助剤が分散し内包された活物質粒子を用いてなる蓄電デバイスを、第三の要旨とする。   Furthermore, an electricity storage device having an electrolyte layer and a positive electrode and a negative electrode provided to face each other with the electrolyte layer interposed therebetween, wherein at least a conductive additive is dispersed and encapsulated in a base material made of a conductive polymer. An electricity storage device using the active material particles is a third aspect.

そして、導電性ポリマーからなる母材中に少なくとも導電助剤が分散し内包された活物質粒子を製造する方法であって、少なくとも導電性ポリマーと導電助剤とを粉砕混合装置を用いてせん断処理する蓄電デバイス正極用活物質粒子の製造方法を、第四の要旨とする。   A method for producing active material particles in which at least a conductive additive is dispersed and encapsulated in a base material made of a conductive polymer, wherein at least the conductive polymer and the conductive aid are sheared using a pulverizing and mixing device. The manufacturing method of the active material particles for the electricity storage device positive electrode to be performed is a fourth gist.

すなわち、本発明者らは、急速充放電特性に優れ、高いエネルギー密度を有する高性能な蓄電デバイスを得るために鋭意検討を重ねた。その過程で、本発明者らは、活物質である導電性ポリマーに着目し、これについてさらに検討を重ねた。そして、各種実験の結果、導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子を用いることが、驚くべきほどに、高い急速充放電特性を実現できることを見出し、本発明に到達した。この理由は、必ずしも明らかではないが、導電助剤を活物質である導電性ポリマーに練り込むことにより粒子内部に導電パスが形成され、それよって急速充放電特性が向上したものであると推察される。   That is, the present inventors have intensively studied in order to obtain a high-performance power storage device having excellent rapid charge / discharge characteristics and a high energy density. In the process, the present inventors paid attention to a conductive polymer that is an active material, and further studied this. As a result of various experiments, the inventors have found that it is possible to realize surprisingly high rapid charge / discharge characteristics by using active material particles containing a conductive polymer as a base material and containing a conductive auxiliary agent, and reached the present invention. The reason for this is not necessarily clear, but it is presumed that a conductive path is formed inside the particles by kneading the conductive assistant into the conductive polymer as the active material, thereby improving the rapid charge / discharge characteristics. The

このように、導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子であって、上記導電助剤が導電性ポリマー母材中に分散し内包された状態になっている蓄電デバイス正極用活物質粒子であると、それを用いた蓄電デバイスは、急速充放電特性に優れ、高いエネルギー密度を有するようになる。   As described above, the active material particles containing a conductive polymer as a base material and containing a conductive auxiliary agent, wherein the conductive auxiliary agent is dispersed and encapsulated in the conductive polymer base material. When it is an active material particle, an electricity storage device using the particle has excellent rapid charge / discharge characteristics and a high energy density.

また、上記導電助剤が導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部である蓄電デバイス正極用活物質粒子であると、それを用いた蓄電デバイスは、より一層レート特性が向上し、急速充放電特性に優れるようになる。   In addition, when the conductive auxiliary agent is an active material particle for a power storage device positive electrode that is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer, the power storage device using the same further improves rate characteristics, Excellent rapid charge / discharge characteristics.

さらに、上記導電性ポリマーがポリアニリンである蓄電デバイス正極用活物質粒子であると、それを用いた蓄電デバイスは、より容量密度が向上するようになる。   Furthermore, when the conductive polymer is an active material particle for a power storage device positive electrode made of polyaniline, the power storage device using the power storage device has a higher capacity density.

そして、導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子を用いた電池正極であって、上記導電助剤が導電性ポリマー母材中に分散し内包された状態になっている蓄電デバイス用正極であると、それを用いた蓄電デバイスは、急速充放電特性に優れ、高いエネルギー密度を有するようになる。   A battery positive electrode using active material particles having a conductive polymer as a base material and containing a conductive auxiliary agent, wherein the conductive auxiliary agent is dispersed and encapsulated in the conductive polymer base material. When it is a positive electrode for a device, an electricity storage device using the positive electrode is excellent in rapid charge / discharge characteristics and has a high energy density.

また、上記導電助剤が導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部である蓄電デバイス用正極であると、それを用いた蓄電デバイスは、より一層レート特性が向上し、急速充放電特性に優れるようになる。   In addition, when the conductive auxiliary agent is a positive electrode for a power storage device having 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer, the power storage device using the same further improves rate characteristics, and quick charge / discharge Excellent characteristics.

さらに、上記導電性ポリマーがポリアニリンである蓄電デバイス用正極であると、それを用いた蓄電デバイスは、より容量密度が向上するようになる。   Furthermore, when the conductive polymer is a positive electrode for an electricity storage device in which polyaniline is used, the electricity storage device using the same further improves the capacity density.

そして、電解質層と、これを挟んで対向して設けられた正極と負極とを有する蓄電デバイスであって、上記正極が、導電性ポリマーからなる母材中に少なくとも導電助剤が分散し内包された活物質粒子を用いてなる蓄電デバイスであると、急速充放電特性に優れ、高いエネルギー密度を有するようになる。   An electrical storage device having an electrolyte layer and a positive electrode and a negative electrode provided to face each other with the electrolyte layer interposed therebetween, wherein the positive electrode is dispersed and encapsulated in a base material made of a conductive polymer. The power storage device using the active material particles is excellent in rapid charge / discharge characteristics and has a high energy density.

また、上記導電助剤の配合量が導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部である蓄電デバイスであると、より一層レート特性が向上し、急速充放電特性に優れるようになる。   Moreover, when it is an electrical storage device whose compounding quantity of the said conductive support agent is 1-30 weight part with respect to 100 weight part of conductive polymers, a rate characteristic improves further and it comes to be excellent in a quick charge / discharge characteristic.

さらに、上記導電性ポリマーがポリアニリンである蓄電デバイスであると、より容量密度が向上するようになる。   Furthermore, when the conductive polymer is a power storage device made of polyaniline, the capacity density is further improved.

導電性ポリマーからなる母材中に少なくとも導電助剤が分散し内包された活物質粒子を製造する方法であって、少なくとも導電性ポリマーと導電助剤とを粉砕混合装置を用いてせん断処理する蓄電デバイス正極用活物質粒子の製造方法を用いると、導電助剤が容易に導電性ポリマーに練り込まれ、これによって得られた蓄電デバイス正極用活物質粒子を用いた蓄電デバイスは、急速充放電特性に優れ、高いエネルギー密度を有するようになる。   A method for producing active material particles in which at least a conductive auxiliary agent is dispersed and encapsulated in a base material made of a conductive polymer, wherein at least the conductive polymer and the conductive auxiliary agent are sheared using a pulverization mixing device When the method for producing active material particles for device positive electrode is used, the conductive auxiliary agent is easily kneaded into the conductive polymer, and the electric storage device using the active material particles for electric storage device positive electrode obtained thereby has rapid charge / discharge characteristics. And has a high energy density.

本発明の蓄電デバイスの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the electrical storage device of this invention. (A)および(B)はそれぞれ実施例1、比較例1の正極断面を、高倍率で撮影した透過型電子顕微鏡(TEM)写真を示す。(A) And (B) shows the transmission electron microscope (TEM) photograph which image | photographed the positive electrode cross section of Example 1 and the comparative example 1, respectively with high magnification. (A)および(B)の鎖線で囲われた部分はそれぞれ実施例1、比較例1の正極断面を模式的に表した図を示す。小さな黒点は導電助剤、それより大きな実線で示された楕円形の粒子は導電性ポリマーで、(A)では導電性ポリマー中に導電助剤が分散した状態を示す。Portions surrounded by chain lines (A) and (B) are diagrams schematically showing positive electrode cross sections of Example 1 and Comparative Example 1, respectively. A small black dot indicates a conductive aid, and an elliptical particle indicated by a larger solid line indicates a conductive polymer. In (A), the conductive aid is dispersed in the conductive polymer. (A)および(B)は上記図3を示すためそれぞれ実施例1、比較例1の正極断面を、低倍率で撮影した透過型電子顕微鏡(TEM)写真を示す。(A) and (B) show the transmission electron microscope (TEM) photograph which image | photographed the positive electrode cross section of Example 1 and the comparative example 1 at low magnification, respectively, in order to show the said FIG.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する説明は、本発明の実施態様の一例であり、本発明は、以下の内容に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description described below is an example of embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following contents.

本発明の蓄電デバイス正極用活物質粒子(以下、単に「活物質粒子」と略すことがある)は、導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子であって、上記導電助剤が導電性ポリマー母材中に分散し内包された状態になっていることを特徴とする。そして、上記活物質粒子は、蓄電デバイス用正極に用いられ、例えば、図1に示すように、電解質層3と、これを挟んで対向して設けられた正極2と負極4とを有する蓄電デバイスの正極2として用いられる。図1において、符号1は正極集電体であり、符号5は負極集電体である。このような正極、電解質層、負極について、以下順に説明する。   The active material particles for an electricity storage device positive electrode of the present invention (hereinafter, sometimes simply abbreviated as “active material particles”) are active material particles having a conductive polymer as a base material and containing a conductive additive, The agent is characterized by being dispersed and encapsulated in a conductive polymer base material. And the said active material particle is used for the positive electrode for electrical storage devices, for example, as shown in FIG. 1, the electrical storage device which has the electrolyte layer 3, and the positive electrode 2 and the negative electrode 4 which were provided facing on both sides of this The positive electrode 2 is used. In FIG. 1, reference numeral 1 is a positive electrode current collector, and reference numeral 5 is a negative electrode current collector. Such a positive electrode, an electrolyte layer, and a negative electrode are demonstrated in order below.

<正極について>
上記のように、本発明の蓄電デバイス用正極は、上記活物質粒子を含有する。すなわち、本発明の正極は、導電性ポリマーからなる母材中に少なくとも導電助剤が分散し内包された活物質粒子を正極構成材料とする。
<About positive electrode>
As described above, the positive electrode for an electricity storage device of the present invention contains the active material particles. That is, the positive electrode of the present invention uses, as a positive electrode constituent material, active material particles in which at least a conductive additive is dispersed and encapsulated in a base material made of a conductive polymer.

〔活物質粒子について〕
まず、本発明の活物質粒子の母材となる導電性ポリマーについて説明する。導電性ポリマーとは、ポリマー主鎖の酸化反応または還元反応によって生成し、または消失する電荷の変化を補償するために、イオン種がポリマーに挿入し、またはポリマーから脱離することによって、ポリマー自身の導電性が変化する一群のポリマーをいう。
[About active material particles]
First, the conductive polymer that is the base material of the active material particles of the present invention will be described. A conductive polymer is a polymer itself that is inserted or desorbed from the polymer in order to compensate for the change in charge generated or lost by the oxidation or reduction reaction of the polymer main chain. A group of polymers whose electrical conductivity changes.

このようなポリマーにおいて、導電性が高い状態をドープ状態といい、低い状態を脱ドープ状態という。導電性を有するポリマーが酸化反応または還元反応によって導電性を失い、絶縁性(すなわち、脱ドープ状態)となっても、そのようなポリマーは、酸化還元反応によって再度、可逆的に導電性を有することができるので、このように脱ドープ状態にある絶縁性のポリマーも、本発明においては、導電性ポリマーの範疇に入れることとする。   In such a polymer, a state with high conductivity is referred to as a doped state, and a state with low conductivity is referred to as a dedope state. Even if a polymer having conductivity loses conductivity by an oxidation reaction or a reduction reaction and becomes insulative (that is, in a dedoped state), such a polymer is reversibly conductive again by the oxidation-reduction reaction. Therefore, the insulating polymer in such a dedope state is also included in the category of the conductive polymer in the present invention.

本発明の導電性ポリマーの好ましい例としては、無機酸アニオン、脂肪酸スルホン酸アニオン、芳香族スルホン酸アニオン、高分子スルホン酸アニオンおよびポリビニル硫酸アニオンからなる群から選ばれた少なくとも1つのプロトン酸アニオンをドーパントとして有するポリマーがあげられる。また、本発明において好ましい別の導電性ポリマーとしては、上記導電性ポリマーを脱ドープした脱ドープ状態のポリマーである。   Preferred examples of the conductive polymer of the present invention include at least one proton acid anion selected from the group consisting of an inorganic acid anion, a fatty acid sulfonate anion, an aromatic sulfonate anion, a polymer sulfonate anion, and a polyvinyl sulfate anion. The polymer which has as a dopant is mention | raise | lifted. Further, another conductive polymer preferable in the present invention is a polymer in a dedope state obtained by dedoping the conductive polymer.

上記導電性ポリマーの具体例としては、例えば、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリフラン、ポリセレノフェン、ポリイソチアナフテン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシド、ポリアズレン、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)等や、および前記の置換体高分子等の導電性ポリマー系材料、あるいは、ポリアセン、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、グラフェン等のカーボン系材料があげられる。なかでも、電気化学的容量の大きなポリアニリン、ポリアニリン誘導体、ポリピロール、およびポリピロール誘導体が好ましく用いられ、ポリアニリンおよびポリアニリン誘導体がさらに好ましく用いられる。   Specific examples of the conductive polymer include, for example, polyacetylene, polypyrrole, polyaniline, polythiophene, polyfuran, polyselenophene, polyisothianaphthene, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, polyazulene, and poly (3,4-ethylenedioxythiophene). And conductive polymer materials such as the above-described substituted polymers, or carbon materials such as polyacene, graphite, carbon nanotube, carbon nanofiber, and graphene. Of these, polyaniline, polyaniline derivatives, polypyrrole, and polypyrrole derivatives having a large electrochemical capacity are preferably used, and polyaniline and polyaniline derivatives are more preferably used.

本発明において、上記ポリアニリンとは、アニリンを電解重合させ、または化学酸化重合させて得られるポリマーをいい、ポリアニリンの誘導体とは、例えば、アニリンの誘導体を電解重合させ、または化学酸化重合させて得られるポリマーをいう。   In the present invention, the polyaniline means a polymer obtained by electrolytic polymerization or chemical oxidative polymerization of aniline, and the polyaniline derivative is obtained by electrolytic polymerization or chemical oxidative polymerization of an aniline derivative, for example. Refers to the polymer produced.

ここでアニリンの誘導体としてより詳しくは、アニリンの4位以外の位置にアルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アルキルアリール基、アリールアルキル基、アルコキシアルキル基等の置換基を少なくとも1つ有するものを例示することができる。好ましい具体例としては、例えば、o−メチルアニリン、o−エチルアニリン、o−フェニルアニリン、o−メトキシアニリン、o−エトキシアニリン等のo−置換アニリン、m−メチルアニリン、m−エチルアニリン、m−メトキシアニリン、m−エトキシアニリン、m−フェニルアニリン等のm−置換アニリンがあげられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。また本発明においては、4位に置換基を有するものでも、p−フェニルアミノアニリンは、酸化重合によってポリアニリンが得られるので、アニリン誘導体として好適に用いることができる。   More specifically, as a derivative of aniline, a substituent such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryl group, an aryloxy group, an alkylaryl group, an arylalkyl group, or an alkoxyalkyl group is provided at a position other than the 4-position of aniline. What has at least one can be illustrated. Preferable specific examples include, for example, o-substituted anilines such as o-methylaniline, o-ethylaniline, o-phenylaniline, o-methoxyaniline, o-ethoxyaniline, m-methylaniline, m-ethylaniline, m And m-substituted anilines such as -methoxyaniline, m-ethoxyaniline, m-phenylaniline and the like. These may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, p-phenylaminoaniline having a substituent at the 4-position can be suitably used as an aniline derivative because polyaniline is obtained by oxidative polymerization.

以下、本発明において、特に断らない限り「アニリンまたはその誘導体」を単に「アニリン」といい、また、「ポリアニリンおよびポリアニリン誘導体の少なくとも一方」を単に「ポリアニリン」という。したがって、導電性ポリマーを構成するポリマーがアニリン誘導体から得られる場合であっても、「導電性ポリアニリン」ということがある。   Hereinafter, unless otherwise specified, in the present invention, “aniline or a derivative thereof” is simply referred to as “aniline”, and “at least one of polyaniline and a polyaniline derivative” is simply referred to as “polyaniline”. Therefore, even when the polymer constituting the conductive polymer is obtained from an aniline derivative, it may be referred to as “conductive polyaniline”.

さらに、本発明の活物質粒子は、上記導電性ポリマー母材中に、導電助剤が分散し内包された状態になっている。そこで導電助剤について説明する。   Furthermore, the active material particles of the present invention are in a state in which a conductive additive is dispersed and encapsulated in the conductive polymer base material. Therefore, the conductive aid will be described.

上記導電助剤としては、蓄電デバイスの放電時に印加する電位によって性状の変化しない導電性材料であればよく、例えば、導電性炭素材料、金属材料等があげられ、なかでもアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラックや、炭素繊維、カーボンナノチューブ等の繊維状炭素材料が好ましく用いられる。特に好ましくは導電性カーボンブラックである。   The conductive auxiliary agent may be any conductive material whose properties do not change depending on the potential applied during the discharge of the electricity storage device, and examples thereof include conductive carbon materials and metal materials, among which acetylene black and ketjen black A conductive carbon black such as carbon fiber, or a fibrous carbon material such as carbon fiber or carbon nanotube is preferably used. Particularly preferred is conductive carbon black.

上記導電助剤は、上記導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部であることが好ましく、さらに好ましくは4〜20重量部であり、特に好ましくは8〜18重量部である。導電助剤の配合量がこの範囲内であれば、活物質としての形状や特性に異常なく調製でき、効果的にレート特性を向上させることができる。   It is preferable that the said conductive support agent is 1-30 weight part with respect to 100 weight part of said conductive polymers, More preferably, it is 4-20 weight part, Especially preferably, it is 8-18 weight part. When the blending amount of the conductive assistant is within this range, the shape and characteristics as the active material can be prepared without any abnormality, and the rate characteristics can be effectively improved.

本発明の活物質粒子は、例えば、上記導電性ポリマーと導電助剤と(必要に応じて溶媒や他の添加物と)を粉砕混合装置を用いてせん断処理することにより得られる。上記粉砕混合装置としては、例えば、乾式ボールミル、湿式ボールミル、ビーズミル、アトライター、JETミル微粒化装置等があげられ、好ましくは乾式ボールミルが用いられる。   The active material particles of the present invention can be obtained, for example, by subjecting the above-mentioned conductive polymer and conductive auxiliary agent (and a solvent or other additives as necessary) to a shearing treatment using a pulverizing and mixing device. Examples of the pulverizing and mixing apparatus include a dry ball mill, a wet ball mill, a bead mill, an attritor, a JET mill atomizer, and a dry ball mill is preferably used.

また、上記ボールミル法において使用する粉砕ボールの直径は、適切なせん断処理ができる点から、0.1〜10mmであることが好ましく、さらに好ましくは1〜7mmである。   In addition, the diameter of the pulverized ball used in the ball mill method is preferably 0.1 to 10 mm, more preferably 1 to 7 mm from the viewpoint that an appropriate shearing treatment can be performed.

また、本発明の活物質粒子のサイズは、メジアン径が0.001〜1000μmであることが好ましく、さらに好ましくは0.01〜100μmであり、特に好ましくは0.1〜20μmである。上記メジアン径は、例えば、動的光散乱式粒径分布測定装置等を用いて測定することができる。   The active material particles of the present invention preferably have a median diameter of 0.001 to 1000 μm, more preferably 0.01 to 100 μm, and particularly preferably 0.1 to 20 μm. The median diameter can be measured using, for example, a dynamic light scattering particle size distribution measuring apparatus.

なお、本発明の正極材料には、上記活物質粒子に加え、必要に応じて、バインダー、導電助剤、水等を適宜加えることができる。特に、バインダーとしても機能するアニオン性材料を有することが容量密度を向上させる点で好ましい。   In addition to the above active material particles, a binder, a conductive additive, water, and the like can be appropriately added to the positive electrode material of the present invention as necessary. In particular, it is preferable to have an anionic material that also functions as a binder in terms of improving the capacity density.

上記アニオン性材料としては、例えば、ポリマーアニオンや分子量の比較的大きなアニオン化合物、電解液に溶解性の低いアニオン化合物等があげられる。さらに詳細には、分子中にカルボキシル基を有する化合物が好ましく用いられ、特にポリマーであるポリカルボン酸が好ましく用いられる。上記アニオン性材料としてポリカルボン酸を用いた場合は、ポリカルボン酸がバインダーとしての機能を有するとともに、ドーパントとしても機能することから、蓄電デバイスの特性が向上する。   Examples of the anionic material include a polymer anion, an anion compound having a relatively large molecular weight, and an anion compound having low solubility in an electrolytic solution. More specifically, a compound having a carboxyl group in the molecule is preferably used, and a polycarboxylic acid which is a polymer is particularly preferably used. When polycarboxylic acid is used as the anionic material, since the polycarboxylic acid functions as a binder and also functions as a dopant, the characteristics of the electricity storage device are improved.

ポリカルボン酸としては、例えば、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニル安息香酸、ポリアリル安息香酸、ポリメタリル安息香酸、ポリマレイン酸、ポリフマル酸、ポリグルタミン酸およびポリアスパラギン酸等があげられ、ポリアクリル酸およびポリメタクリル酸が特に好ましく用いられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。   Examples of the polycarboxylic acid include polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyvinylbenzoic acid, polyallylbenzoic acid, polymethallylbenzoic acid, polymaleic acid, polyfumaric acid, polyglutamic acid, and polyaspartic acid. Methacrylic acid is particularly preferably used. These may be used alone or in combination of two or more.

上記ポリカルボン酸としては、分子中にカルボキシル基を有する化合物のカルボン酸をリチウム型にするものがあげられる。リチウム型への交換率は、好ましくは100%であるが、状況に応じては交換率は低くてもよく、好ましくは40%〜100%である。   As said polycarboxylic acid, what makes the carboxylic acid of the compound which has a carboxyl group in a molecule | numerator a lithium type is mention | raise | lifted. The exchange rate for the lithium type is preferably 100%, but the exchange rate may be low depending on the situation, and is preferably 40% to 100%.

上記アニオン性材料は、導電性ポリマー100重量部に対して、通常、1〜100重量部、好ましくは、2〜70重量部、最も好ましくは、5〜40重量部の範囲で用いられる。上記導電性ポリマーに対するアニオン性材料の量が少なすぎると、容量密度に優れる蓄電デバイスを得ることができない傾向にあり、他方、上記導電性ポリマーに対するアニオン性材料の量が多すぎても、結果として活物質材料が減り、容量密度の高い蓄電デバイスを得ることができない傾向にある。   The anionic material is usually used in an amount of 1 to 100 parts by weight, preferably 2 to 70 parts by weight, and most preferably 5 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer. If the amount of the anionic material with respect to the conductive polymer is too small, it tends to be impossible to obtain an electricity storage device with excellent capacity density. On the other hand, if the amount of the anionic material with respect to the conductive polymer is too large, as a result There is a tendency that the active material is reduced and an electricity storage device having a high capacity density cannot be obtained.

また、上記導電性ポリマーとともに用いられるバインダーとしては、上記アニオン性材料以外に、例えば、フッ化ビニリデン等があげられる。   In addition to the anionic material, examples of the binder used together with the conductive polymer include vinylidene fluoride.

また、本発明に係る正極材料に、必要に応じて適宜加えられる任意成分の導電助剤としては、前記活物質粒子に用いる導電助剤と同様のものがあげられる。蓄電デバイスの放電時に印加する電位によって性状の変化しない導電性材料であればよく、例えば、導電性炭素材料、金属材料等があげられ、なかでもアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の導電性カーボンブラックや、炭素繊維、カーボンナノチューブ等の繊維状炭素材料が好ましく用いられる。特に好ましくは導電性カーボンブラックである。   In addition, examples of the optional conductive assistant that is appropriately added to the positive electrode material according to the present invention include those similar to the conductive assistant used for the active material particles. Any conductive material whose properties do not change depending on the potential applied during the discharge of the electricity storage device, such as a conductive carbon material, a metal material, and the like, among them, conductive carbon black such as acetylene black and ketjen black, Fibrous carbon materials such as carbon fibers and carbon nanotubes are preferably used. Particularly preferred is conductive carbon black.

なお、ここでいう導電助剤は、前記した活物質粒子材料として導電性ポリマー母材に分散される活物質粒子用導電助剤とは別に用いる任意成分の導電助剤をいうが、活物質粒子用導電剤と同じ材料であっても異なっていてもよい。   In addition, although the conductive support agent here means the conductive support agent of the arbitrary components used separately from the conductive support agent for active material particles disperse | distributed to a conductive polymer base material as an active material particle material mentioned above, active material particle | grains The conductive material may be the same material or different.

上記任意成分の導電助剤は、上記導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部であることが好ましく、4〜20重量部であることが更に好ましく、8〜18重量部であることが特に好ましい。   The optional conductive assistant is preferably 1 to 30 parts by weight, more preferably 4 to 20 parts by weight, and 8 to 18 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer. Is particularly preferred.

<正極>
本発明の蓄電デバイス用正極は、上記導電性ポリマーと、アニオン性材料等との複合体からなることが好ましく、通常、多孔質シートに形成される。
<Positive electrode>
The positive electrode for an electricity storage device of the present invention is preferably composed of a composite of the above conductive polymer and an anionic material, and is usually formed on a porous sheet.

上記正極の厚みは、通常、1〜500μmであり、好ましくは10〜300μmである。上記正極の厚みは、例えば、先端形状が直径5mmの平板であるダイヤルゲージ(尾崎製作所社製)を用いて測定し、電極の面に対して10点の測定値の平均を求めることにより算出できる。なお、集電体上に正極(多孔質層)が設けられ複合化している場合には、その複合化物の厚みを上記と同様に測定して測定値の平均を求め、この値から集電体の厚みを差し引いて計算することにより正極の厚みが求められる。   The thickness of the positive electrode is usually 1 to 500 μm, preferably 10 to 300 μm. The thickness of the positive electrode can be calculated, for example, by measuring using a dial gauge (manufactured by Ozaki Mfg. Co., Ltd.), which is a flat plate having a tip shape of 5 mm in diameter, and calculating the average of 10 measured values with respect to the surface of the electrode. . In addition, when the positive electrode (porous layer) is provided on the current collector and composited, the thickness of the composite is measured in the same manner as described above, and the average of the measured values is obtained. From this value, the current collector is obtained. The thickness of the positive electrode is determined by subtracting the thickness of the positive electrode.

本発明の蓄電デバイス用正極は、例えば、つぎのようにして形成される。上記導電性ポリマーを含有する正極活物質粒子に、少なくとも導電助剤と、バインダーと、水とを加えて、充分に分散させてスラリーを調製する。そして、これを集電体上に塗布した後、水を蒸発させる等によって、上記スラリーをシート状に賦形する。これによって、集電体上に導電性ポリマーと、必要に応じて加えられるアニオン性材料等との混合物の層を有する複合体からなる正極(シート電極)を得ることができる。   The positive electrode for an electricity storage device of the present invention is formed, for example, as follows. A slurry is prepared by adding at least a conductive additive, a binder, and water to the positive electrode active material particles containing the conductive polymer and sufficiently dispersing the slurry. And after apply | coating this on a collector, the said slurry is shaped in a sheet form by evaporating water. Thereby, the positive electrode (sheet electrode) which consists of a composite body which has a layer of a mixture of a conductive polymer, an anionic material etc. which are added as needed on a collector can be obtained.

<電解質層>
先に述べた電解質層は、電解質により構成されるが、例えば、セパレータに電解液を含浸させてなるシートや、固体電解質からなるシートが好ましく用いられる。固体電解質からなるシートは、それ自体がセパレータを兼ねている。
<Electrolyte layer>
The electrolyte layer described above is composed of an electrolyte. For example, a sheet obtained by impregnating a separator with an electrolytic solution or a sheet made of a solid electrolyte is preferably used. The sheet made of the solid electrolyte itself also serves as a separator.

上記電解質は、溶質と、必要に応じて溶媒と各種添加剤とを含むものから構成される。上記溶質としては、例えば、リチウムイオンなどの金属イオンとこれに対する適宜のカウンターイオン、例えば、スルホン酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、ヘキサフルオロヒ素イオン、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドイオン、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドイオン、ハロゲンイオン等を組み合わせてなるものが好ましく用いられる。上記電解質の具体例としては、LiCF3SO3、LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAsF6、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、LiCl等をあげることができる。 The electrolyte is composed of a solute and, if necessary, a solvent and various additives. Examples of the solute include metal ions such as lithium ions and appropriate counter ions corresponding thereto, such as sulfonate ions, perchlorate ions, tetrafluoroborate ions, hexafluorophosphate ions, hexafluoroarsenic ions, bis A combination of (trifluoromethanesulfonyl) imide ion, bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide ion, halogen ion and the like is preferably used. Specific examples of the electrolyte include LiCF 3 SO 3 , LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiCl, and the like. Can do.

上記溶媒としては、例えば、カーボネート類、ニトリル類、アミド類、エーテル類等の少なくとも1種の非水溶媒、すなわち有機溶媒が用いられる。このような有機溶媒の具体例としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、アセトニトリル、プロピオニトリル、N,N'−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン等をあげることができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なお、溶媒に溶質が溶解したものを「電解液」ということがある。   As the solvent, for example, at least one non-aqueous solvent such as carbonates, nitriles, amides, ethers, that is, an organic solvent is used. Specific examples of such an organic solvent include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, acetonitrile, propionitrile, N, N'-dimethylacetamide, N-methyl-2- Examples include pyrrolidone, dimethoxyethane, diethoxyethane, and γ-butyrolactone. These may be used alone or in combination of two or more. In addition, what melt | dissolved the solute in the solvent may be called "electrolyte solution."

<セパレータ>
また、本発明においては、上述のように、セパレータを各種の態様で用いることができる。上記セパレータとしては、これを挟んで対向して配設される正極と負極の間の電気的な短絡を防ぐことができ、さらに、電気化学的に安定であり、イオン透過性が大きく、ある程度の機械強度を有する絶縁性の多孔質シートであればよい。従って、上記セパレータの材料としては、例えば、紙、不織布や、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド等の樹脂からなる多孔性のフィルムが好ましく用いられ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。
<Separator>
In the present invention, as described above, the separator can be used in various modes. As the separator, it is possible to prevent an electrical short circuit between the positive electrode and the negative electrode that are arranged to face each other across the separator. Furthermore, the separator is electrochemically stable, has a large ion permeability, and has a certain level. Any insulating porous sheet having mechanical strength may be used. Therefore, as the material of the separator, for example, a porous film made of paper, nonwoven fabric, or a resin such as polypropylene, polyethylene, or polyimide is preferably used, and these are used alone or in combination of two or more.

<負極>
先に述べた負極としては、金属またはイオンを挿入・脱離し得る負極物質(負極活物質)を用いて形成されたものが好ましい。上記負極活物質としては、金属リチウムや、酸化・還元時にリチウムイオンが挿入・脱離し得る炭素材料や遷移金属酸化物、シリコン、スズなどが好ましく用いられる。なお、負極の厚みは、正極の厚みに準ずることが好ましい。
<Negative electrode>
The negative electrode described above is preferably formed using a negative electrode material (negative electrode active material) capable of inserting / extracting metal or ions. As the negative electrode active material, metallic lithium, a carbon material in which lithium ions can be inserted / extracted during oxidation / reduction, a transition metal oxide, silicon, tin, or the like is preferably used. Note that the thickness of the negative electrode preferably conforms to the thickness of the positive electrode.

<正極集電体、負極集電体>
ここで図1における正極集電体1、負極集電体5について説明する。これら集電体の材料としては、例えば、ニッケル、アルミ、ステンレス、銅等の金属箔や、メッシュ等があげられる。なお、正極集電体と負極集電体とは、同じ材料で構成されていても、異なる材料で構成されていても差し支えない。
<Positive electrode current collector, negative electrode current collector>
Here, the positive electrode current collector 1 and the negative electrode current collector 5 in FIG. 1 will be described. Examples of materials for these current collectors include metal foils such as nickel, aluminum, stainless steel, and copper, and meshes. Note that the positive electrode current collector and the negative electrode current collector may be formed of the same material or different materials.

<蓄電デバイス>
つぎに、本発明の蓄電デバイス用正極を用いた蓄電デバイスについて説明する。本発明の蓄電デバイスとしては、例えば、図1に示すように、電解質層3と、これを挟んで対向して設けられた正極2と負極4とを有するものがあげられる。
<Power storage device>
Next, an electricity storage device using the positive electrode for an electricity storage device of the present invention will be described. As the electricity storage device of the present invention, for example, as shown in FIG. 1, there is a device having an electrolyte layer 3 and a positive electrode 2 and a negative electrode 4 provided to face each other with the electrolyte layer 3 interposed therebetween.

本発明の蓄電デバイス用正極を用いた蓄電デバイスは、上記負極等の材料を用いて、例えば、つぎのようにして作製することができる。すなわち、上記正極と負極との間にセパレータが配置されるように積層し、積層体を作製し、この積層体をアルミニウムラミネートパッケージ等の電池容器内に入れた後、真空乾燥する。つぎに、真空乾燥した電池容器内に電解液を注入し、電池容器であるパッケージを封口することにより、蓄電デバイスを作製することができる。なお、パッケージへの電解液注入等の電池の作製は、グローブボックス中、超高純度アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。   An electricity storage device using the positive electrode for an electricity storage device of the present invention can be produced, for example, as follows using the material such as the negative electrode. That is, lamination is performed such that a separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode, a laminate is produced, and the laminate is placed in a battery container such as an aluminum laminate package, and then vacuum dried. Next, an electrolytic solution is poured into a vacuum-dried battery container, and a package that is a battery container is sealed, whereby an electricity storage device can be manufactured. In addition, it is preferable to manufacture batteries, such as electrolyte solution injection | pouring to a package, in inert gas atmosphere, such as ultrapure argon gas, in a glove box.

本発明の蓄電デバイスは、上記ラミネートセル以外に、フィルム型、シート型、角型、円筒型、ボタン型等種々の形状に形成される。また、蓄電デバイスの正極電極サイズとしては、ラミネートセルであれば1辺が、1〜300mmであることが好ましく、特に好ましくは10〜50mmであり、負極の電極サイズは1〜400mmであることが好ましく、特に好ましくは10〜60mmである。負極の電極サイズは、正極電極サイズより、わずかに大きくすることが好ましい。   The electricity storage device of the present invention is formed into various shapes such as a film type, a sheet type, a square type, a cylindrical type, and a button type in addition to the laminate cell. Moreover, as a positive electrode size of an electrical storage device, in the case of a laminate cell, one side is preferably 1 to 300 mm, particularly preferably 10 to 50 mm, and a negative electrode size is 1 to 400 mm. It is preferably 10 to 60 mm. The electrode size of the negative electrode is preferably slightly larger than the positive electrode size.

また、本発明の蓄電デバイスは、電気二重層キャパシタのように、重量出力密度とサイクル特性に優れるとともに、従来の電気二重層キャパシタの重量エネルギー密度よりも非常に高い重量エネルギー密度を有する。そのため、本発明の蓄電デバイスは、キャパシタ的蓄電デバイスであると言える。   Moreover, the electricity storage device of the present invention is excellent in weight output density and cycle characteristics like an electric double layer capacitor, and has a weight energy density much higher than that of a conventional electric double layer capacitor. Therefore, it can be said that the electricity storage device of the present invention is a capacitor electricity storage device.

つぎに、実施例について比較例と併せて説明する。ただし、本発明は、これら実施例に限定されるものではない。   Next, examples will be described together with comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

まず、実施例,比較例となる蓄電デバイスの作製に先立ち、下記に示す各成分を調製・準備した。   First, prior to the production of electricity storage devices as examples and comparative examples, the following components were prepared and prepared.

<導電性ポリアニリン粉末の調製>
テトラフルオロホウ酸をドーパントとする導電性ポリアニリン(導電性ポリマー)の粉末を、下記のように調製した。すなわち、イオン交換水138gを入れた300mL容量のガラス製ビーカーに、42重量%濃度のテトラフルオロホウ酸水溶液(和光純薬工業社製、試薬特級)84.0g(0.402mol)を加え、磁気スターラーにて撹拌しながら、これにアニリン10.0g(0.107mol)を加えた。テトラフルオロホウ酸水溶液にアニリンを加えた当初は、アニリンは、テトラフルオロホウ酸水溶液に油状の液滴として分散していたが、その後、数分以内に水に溶解し、均一で透明なアニリン水溶液になった。このようにして得られたアニリン水溶液を低温恒温槽を用いて−4℃以下に冷却した。
<Preparation of conductive polyaniline powder>
Conductive polyaniline (conductive polymer) powder using tetrafluoroboric acid as a dopant was prepared as follows. That is, 84.0 g (0.402 mol) of a 42 wt% aqueous tetrafluoroboric acid solution (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., special grade reagent) was added to a 300 mL glass beaker containing 138 g of ion-exchanged water. While stirring with a stirrer, 10.0 g (0.107 mol) of aniline was added thereto. When aniline was first added to the tetrafluoroboric acid aqueous solution, the aniline was dispersed as oily droplets in the tetrafluoroboric acid aqueous solution. Became. The aniline aqueous solution thus obtained was cooled to −4 ° C. or lower using a low temperature thermostat.

つぎに、酸化剤として二酸化マンガン粉末(和光純薬工業社製、試薬1級)11.63g(0.134mol)を、上記アニリン水溶液中に少量ずつ加えて、ビーカー内の混合物の温度が−1℃を超えないようにした。このようにして、アニリン水溶液に酸化剤を加えることによって、アニリン水溶液は直ちに黒緑色に変化した。その後、しばらく撹拌を続けたとき、黒緑色の固体が生成し始めた。   Next, 11.63 g (0.134 mol) of manganese dioxide powder (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., reagent grade 1) as an oxidizing agent is added little by little to the aniline aqueous solution, and the temperature of the mixture in the beaker is −1. The temperature was not exceeded. Thus, by adding an oxidizing agent to the aniline aqueous solution, the aniline aqueous solution immediately turned black-green. Thereafter, when stirring was continued for a while, a black-green solid started to be formed.

このようにして、80分間かけて酸化剤を加えた後、生成した反応生成物を含む反応混合物を冷却しながら、さらに、100分間、撹拌した。その後、ブフナー漏斗と吸引瓶を用いて、得られた固体をNo.2濾紙にて吸引濾過して、粉末を得た。この粉末を約2mol/Lのテトラフルオロホウ酸水溶液中にて磁気スターラーを用いて撹拌洗浄した。ついで、アセトンにて数回、撹拌洗浄し、これを減圧濾過した。得られた粉末を室温(25℃)で10時間真空乾燥することにより、テトラフルオロホウ酸をドーパントとする導電性ポリアニリン(以下、単に「導電性ポリアニリン」という)12.5gを得た。この導電性ポリアニリンは鮮やかな緑色粉末であった。   Thus, after adding an oxidizing agent over 80 minutes, it stirred for further 100 minutes, cooling the reaction mixture containing the produced | generated reaction product. Then, using a Buchner funnel and a suction bottle, the obtained solid was No. The powder was obtained by suction filtration with 2 filter papers. The powder was stirred and washed in an aqueous solution of about 2 mol / L tetrafluoroboric acid using a magnetic stirrer. Then, the mixture was washed with stirring several times with acetone and filtered under reduced pressure. The obtained powder was vacuum-dried at room temperature (25 ° C.) for 10 hours to obtain 12.5 g of conductive polyaniline (hereinafter simply referred to as “conductive polyaniline”) having tetrafluoroboric acid as a dopant. The conductive polyaniline was a bright green powder.

(導電性ポリアニリン粉末の電導度)
上記導電性ポリアニリン粉末130mgを瑪瑙製乳鉢で粉砕した後、赤外スペクトル測定用KBr錠剤成形器を用い、75MPaの圧力下に10分間真空加圧成形して、直径13mm、厚み720μmの導電性ポリアニリンのディスクを得た。ファン・デル・ボー法による4端子法電導度測定にて測定した上記ディスクの電導度は、19.5S/cmであった。
(Conductivity of conductive polyaniline powder)
After pulverizing 130 mg of the conductive polyaniline powder in a smoked mortar, vacuum pressure molding was performed for 10 minutes under a pressure of 75 MPa using a KBr tablet molding machine for infrared spectrum measurement, and the conductive polyaniline having a diameter of 13 mm and a thickness of 720 μm Got the disc. The conductivity of the disk measured by the 4-terminal conductivity measurement by the Van der Boe method was 19.5 S / cm.

(脱ドープ状態の導電性ポリアニリン粉末の調製)
上記により得られたドープ状態である導電性ポリアニリン粉末を、2mol/L水酸化ナトリウム水溶液中に入れ、3Lセパラブルフラスコ中にて30分間撹拌し、中和反応によりドーパントのテトラフルオロホウ酸を脱ドープした。濾液が中性になるまで脱ドープしたポリアニリンを水洗した後、アセトン中で撹拌洗浄し、ブフナー漏斗と吸引瓶を用いて減圧濾過し、No.2濾紙上に、脱ドープしたポリアニリン粉末を得た。これを室温下、10時間真空乾燥して、茶色の脱ドープ状態のポリアニリン粉末を得た。
(Preparation of dedope conductive polyaniline powder)
The conductive polyaniline powder in the doped state obtained above is placed in a 2 mol / L aqueous sodium hydroxide solution and stirred in a 3 L separable flask for 30 minutes, and the tetrafluoroboric acid as a dopant is removed by a neutralization reaction. Doped. The dedoped polyaniline was washed with water until the filtrate became neutral, then stirred and washed in acetone, and filtered under reduced pressure using a Buchner funnel and a suction bottle to obtain a dedoped polyaniline powder on No. 2 filter paper. . This was vacuum-dried at room temperature for 10 hours to obtain a brown undoped polyaniline powder.

(還元脱ドープ状態のポリアニリン粉末の調製)
つぎに、フェニルヒドラジンのメタノール水溶液中に、この脱ドープ状態のポリアニリン粉末を入れ、撹拌下30分間還元処理を行った。ポリアニリン粉末の色は、還元により、茶色から灰色に変化した。反応後、メタノール洗浄、アセトン洗浄し、濾別後、室温下真空乾燥し、還元脱ドープ状態のポリアニリンを得た。
アセトンを溶媒として用いた、光散乱法による上記粒子のメディアン径は13μmであった。
(Preparation of polyaniline powder in reduced dedoped state)
Next, this dedope polyaniline powder was put into a methanol solution of phenylhydrazine and subjected to reduction treatment for 30 minutes with stirring. The color of the polyaniline powder changed from brown to gray by reduction. After the reaction, it was washed with methanol, washed with acetone, filtered, and vacuum dried at room temperature to obtain polyaniline in a reduced and dedoped state.
The median diameter of the particles by light scattering method using acetone as a solvent was 13 μm.

(還元脱ドープ状態のポリアニリン粉末の電導度)
上記還元脱ドープ状態のポリアニリン粉末130mgを瑪瑙製乳鉢で粉砕した後、赤外スペクトル測定用KBr錠剤成形器を用い、75MPaの圧力下に10分間真空加圧成形して、厚み720μmの還元脱ドープ状態のポリアニリンのディスクを得た。ファン・デル・ボー法による4端子法電導度測定にて測定した上記ディスクの電導度は、5.8×10-3S/cmであった。これより、ポリアニリン化合物は、イオンの挿入・脱離により導電性の変化する活物質化合物であるといえる。
(Conductivity of polyaniline powder in reduced and undoped state)
After pulverizing 130 mg of the above polyaniline powder in the reduced dedope state in a smoked mortar, vacuum reduced pressure molding was performed for 10 minutes under a pressure of 75 MPa using a KBr tablet molding machine for infrared spectrum measurement, and a reduced dedope having a thickness of 720 μm. A polyaniline disk in state was obtained. The electrical conductivity of the disk measured by the 4-terminal conductivity measurement by the Van der Boe method was 5.8 × 10 −3 S / cm. Thus, it can be said that the polyaniline compound is an active material compound whose conductivity is changed by ion insertion / extraction.

<ポリカルボン酸の準備>
ポリアクリル酸(和光純薬工業社製、重量平均分子量100万)4.4gをイオン交換水に溶解し、4.4重量%濃度の粘稠なポリアクリル酸水溶液20.5gを得た。ついで、得られたポリアクリル酸水溶液に、水酸化リチウム0.15gを加え、再度溶解させアクリル酸部位の50%がリチウムに置換したポリアクリル酸−ポリアクリル酸リチウム複合体溶液を調製した。
<Preparation of polycarboxylic acid>
4.4 g of polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., weight average molecular weight 1,000,000) was dissolved in ion-exchanged water to obtain 20.5 g of a 4.4% by weight viscous polyacrylic acid aqueous solution. Next, 0.15 g of lithium hydroxide was added to the obtained polyacrylic acid aqueous solution and dissolved again to prepare a polyacrylic acid-polylithium acrylate complex solution in which 50% of the acrylic acid sites were substituted with lithium.

<セパレータの準備>
不織布(宝泉社製、TF40−50(空孔率:55%))を準備した。
<Preparation of separator>
A nonwoven fabric (manufactured by Hosen Co., Ltd., TF40-50 (porosity: 55%)) was prepared.

<負極の準備>
厚み50μmの金属リチウム(本城金属社製、圧延型金属リチウム)を準備した。
<Preparation of negative electrode>
Metal lithium having a thickness of 50 μm (Honjo Metal Co., Ltd., rolled metal lithium) was prepared.

<電解液の準備>
1モル/dm3濃度のテトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)のエチレンカーボネート/ジメチルカーボネート溶液(キシダ化学社製)を準備した。
<Preparation of electrolyte>
An ethylene carbonate / dimethyl carbonate solution (manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) of 1 mol / dm 3 concentration of lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ) was prepared.

<タブ電極>
正極の電流取り出し用タブ電極として、厚み50μmのアルミ金属箔を準備し、負極の電流取り出し用タブ電極として、厚み50μmのニッケル金属箔を準備した。
<Tab electrode>
An aluminum metal foil with a thickness of 50 μm was prepared as a tab electrode for current extraction of the positive electrode, and a nickel metal foil with a thickness of 50 μm was prepared as a tab electrode for current extraction of the negative electrode.

<集電体>
正極用集電体として、厚み30μmのアルミ箔を準備し、負極用集電体として、厚み180μmのステンレスメッシュを準備した。
<Current collector>
An aluminum foil with a thickness of 30 μm was prepared as a current collector for positive electrode, and a stainless mesh with a thickness of 180 μm was prepared as a current collector for negative electrode.

準備した上記材料を用いて、まず正極を作製するための正極用スラリーを調製した。   First, a positive electrode slurry for preparing a positive electrode was prepared using the prepared material.

〔実施例1用スラリー〕
(活物質粒子を調製)
乾式ボールミル(フリッチュ社製、遊星型ボールミルP−6 5mmのジルコニアボールを使用)を用いて0.5gの導電助剤(電気化学工業社製、デンカブラック)と、上記得られたポリアニリン粉末4gを400rpmで処理することで、本発明に係る活物質粒子である、導電助剤含有ポリアニリン粒子を得た。
[Slurry for Example 1]
(Preparing active material particles)
Using a dry ball mill (Fritsch, planetary ball mill P-6 using 5 mm zirconia balls), 0.5 g of a conductive additive (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo) and 4 g of the polyaniline powder obtained above were used. By conducting the treatment at 400 rpm, conductive assistant-containing polyaniline particles, which are active material particles according to the present invention, were obtained.

(スラリー調製)
上記導電助剤含有ポリアニリン粒子4gに、さらに導電助剤(電気化学工業社製、デンカブラック)粉末0.5gと、水4gとを混合した後、これを前記ポリアクリル酸−ポリアクリル酸リチウム複合体溶液20.5g中に加え、スパチュラでよく練った後、超音波式ホモジナイザーにて5分間超音波処理を施し、その後フィルミックス40−40型(プライミックス社製)を用いて流動性を有するスラリーを得た。このスラリーをあわとり練太郎(シンキー社製)を用い、3分間脱泡操作を行った。
(Slurry preparation)
4 g of the conductive auxiliary agent-containing polyaniline particles are further mixed with 0.5 g of conductive auxiliary agent (Denka Black, Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 4 g of water, and then mixed with the polyacrylic acid-lithium lithium acrylate composite. Add to 20.5 g of body solution and knead well with a spatula, then sonicate for 5 minutes with an ultrasonic homogenizer, and then have fluidity using Fillmix 40-40 (Plymix) A slurry was obtained. This slurry was defoamed for 3 minutes using Awatori Nertaro (manufactured by Shinky Corporation).

〔比較例1用スラリー〕
実施例1用スラリー調製時に用いた、導電助剤含有ポリアニリン粒子4gに代えて、導電助剤が練り込まれていない前記ポリアニリン粉末4gを用いた以外は、実施例1用のスラリーの調製と同様にしてスラリーを調製した。
[Slurry for Comparative Example 1]
Similar to the preparation of the slurry for Example 1, except that 4 g of the polyaniline powder in which the conductive auxiliary agent was not kneaded was used instead of 4 g of the conductive auxiliary agent-containing polyaniline particles used at the time of preparing the slurry for Example 1. A slurry was prepared.

〔比較例2用スラリー〕
比較例1用スラリー調製時に用いた、導電助剤0.5gを、導電助剤1.0gに増量した以外は、比較例1用のスラリーの調製と同様にしてスラリーを調製した。
[Slurry for Comparative Example 2]
A slurry was prepared in the same manner as in the preparation of the slurry for Comparative Example 1, except that 0.5 g of the conductive assistant used in preparing the slurry for Comparative Example 1 was increased to 1.0 g of the conductive assistant.

〔実施例1、比較例1および2〕
つぎに、上記得られた実施例1用スラリーおよび比較例1および2用スラリー(脱泡スラリー)を、それぞれ卓上型自動塗工装置(テスター産業社製)を用い、マイクロメーター付きドクターブレ−ド式アプリケータによって、溶液塗工厚みを360μmに調整し、塗布速度10mm/秒にて、電気二重層キャパシタ用エッチングアルミニウム箔(宝泉社製、30CB)上に塗布した。ついで、温度150℃の乾燥機に20分間乾燥しポリアニリンシート電極を作製し、実施例1,比較例1および2の正極を得た。
[Example 1, Comparative Examples 1 and 2]
Next, the slurry for Example 1 and the slurry for Comparative Examples 1 and 2 (defoamed slurry) obtained above were respectively used in a table type automatic coating apparatus (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.), and a doctor blade with a micrometer. The coating thickness of the solution was adjusted to 360 μm with a type applicator, and the coating was applied onto an etching aluminum foil for an electric double layer capacitor (manufactured by Hosen Co., Ltd., 30CB) at a coating speed of 10 mm / second. Subsequently, it dried for 20 minutes with the dryer of temperature 150 degreeC, and produced the polyaniline sheet electrode, and the positive electrode of Example 1, Comparative Example 1 and 2 was obtained.

ここで、作製した正極において正極内の活物質粒子、導電助剤の分散状態を観察するため、正極の断面TEM測定を行った。正極内の空隙に包埋樹脂が行き渡るように正極を樹脂包埋した後に、超薄切片法により電極の断面を切り出し、その超薄切片を透過型電子顕微鏡(TEM:日立ハイテク社製、H−7650)を用いて観察することにより、図2〜4に示すような正極の断面像を得た。   Here, in order to observe the dispersion state of the active material particles and the conductive additive in the positive electrode in the produced positive electrode, a cross-sectional TEM measurement of the positive electrode was performed. After embedding the positive electrode in a resin so that the embedding resin spreads in the voids in the positive electrode, a cross section of the electrode is cut out by an ultrathin section method, and the ultrathin section is obtained by a transmission electron microscope (TEM: manufactured by Hitachi High-Tech, H- 7650), cross-sectional images of the positive electrode as shown in FIGS.

図2の(A)および(B)はそれぞれ実施例1、比較例1の正極断面の高倍率(25,000倍)でのTEM写真を示す。図3の(A)および(B)は、図2の(A)および(B)のTEM写真中の、実施例1、比較例1の正極を模式的に表した図である。小さな黒点は導電助剤であり、それより大きな粒子は活物質粒子である。   2A and 2B show TEM photographs at high magnification (25,000 times) of positive electrode cross sections of Example 1 and Comparative Example 1, respectively. 3A and 3B are diagrams schematically showing the positive electrodes of Example 1 and Comparative Example 1 in the TEM photographs of FIGS. 2A and 2B. Small black spots are conductive aids, and larger particles are active material particles.

図2および図3の(A)と(B)との対比から、実施例1の正極中の活物質粒子においては、導電助剤が導電性ポリマー中に分散し内包された状態になっていることが分かる。   From the comparison between FIGS. 2 and 3 (A) and (B), in the active material particles in the positive electrode of Example 1, the conductive auxiliary agent is dispersed and encapsulated in the conductive polymer. I understand that.

また、図4の(A)および(B)は、実施例1、比較例1の正極断面の低倍率(5,000倍)でのTEM写真を示す。低倍率においては、導電助剤が導電性ポリマー中に分散し内包された状態までは観察できないが、活物質粒子1つ1つの形が観察できる。なお、図2および図4に共通して見られる靄のような微細な球状粒子は、導電助剤(カーボンブラック)であって、導電性ポリマーではない。   4A and 4B show TEM photographs of the positive electrode cross sections of Example 1 and Comparative Example 1 at a low magnification (5,000 times). At low magnification, it is impossible to observe the state where the conductive auxiliary agent is dispersed and encapsulated in the conductive polymer, but the shape of each active material particle can be observed. Note that the fine spherical particles such as wrinkles commonly seen in FIGS. 2 and 4 are conductive assistants (carbon black) and not conductive polymers.

<蓄電デバイスの作製>
上記により得られた実施例1,比較例1および2の正極(ポリアニリンシート電極)と、その他準備した上記材料を用いて、蓄電デバイス(リチウム二次電池)であるラミネートセルの組立をつぎに示す。
<Production of electricity storage device>
Using the positive electrode (polyaniline sheet electrode) of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 obtained as described above and the other materials prepared above, an assembly of a laminate cell as an electricity storage device (lithium secondary battery) is shown below. .

電池の組立てはグローブボックス中、超高純度アルゴンガス雰囲気下にて行った(グローブボックス内の露点:−100℃)。   The battery was assembled in a glove box under an ultra-high purity argon gas atmosphere (dew point in the glove box: −100 ° C.).

また、ラミネートセル用正極の電極サイズは27mm×27mmとし、負極サイズは29mm×29mmとし、正極電極サイズより、わずかに大きくしてある。   Moreover, the electrode size of the positive electrode for laminate cells is 27 mm × 27 mm, the negative electrode size is 29 mm × 29 mm, which is slightly larger than the positive electrode size.

まず、正極用および負極用のタブ電極の金属箔は、対応する集電体にあらかじめスポット溶接機にてそれぞれ接続して用いた。ポリアニリンシート電極(正極)と、負極集電体として準備したステンレスメッシュと、セパレータとを80℃にて2時間、真空乾燥した。その後、露点−100℃のグローブボックスに入れ、グローブボックス内にて、準備した金属リチウム箔を集電体のステンレスメッシュに押しつけてめり込ませて、負極と集電体の複合体を作製した。   First, the metal foils of the positive electrode tab electrode and the negative electrode tab electrode were respectively connected to the corresponding current collectors beforehand using a spot welder. A polyaniline sheet electrode (positive electrode), a stainless mesh prepared as a negative electrode current collector, and a separator were vacuum-dried at 80 ° C. for 2 hours. Then, it puts into a glove box with a dew point of −100 ° C., and in the glove box, the prepared metal lithium foil was pressed against the stainless steel mesh of the current collector to form a composite of the negative electrode and the current collector. .

つぎに、グローブボックス内にて、この正極と負極の間にセパレータを挟み、これらを三方がヒートシールされたラミネートセルの中にセットし、正極と負極が正しく対向するように、またショートしないようにセパレータの位置も調整し、正極および負極用タブ部分にシール剤をセットした上で、電解液注入口を少し残して、タブ電極部分のヒートシールを行った。その後、所定量の電解液をマイクロピペットで吸引して、ラミネートセルの電解液注入口から所定量注入する。最後にラミネートセル上部の電解液注入口をヒートシールにて溶封し、ラミネートセルとして完成となる。   Next, in the glove box, put a separator between the positive electrode and the negative electrode, set them in a laminate cell that is heat-sealed on three sides, and make sure that the positive electrode and the negative electrode face each other correctly and do not short-circuit. The position of the separator was also adjusted, and a sealing agent was set on the positive electrode and negative electrode tab portions, and the tab electrode portion was heat-sealed leaving a little electrolyte inlet. Thereafter, a predetermined amount of electrolyte is sucked with a micropipette, and a predetermined amount is injected from the electrolyte solution inlet of the laminate cell. Finally, the electrolyte solution inlet at the top of the laminate cell is sealed by heat sealing to complete the laminate cell.

このようにして得られた各ラミネートセル(蓄電デバイス)を用い、下記の測定方法に従って、各種特性を測定・評価し、その結果を後記の〔表1〕に示した。   Various properties were measured and evaluated using each laminate cell (electric storage device) thus obtained according to the following measurement method, and the results are shown in Table 1 below.

<エネルギー密度(mWh/g)の測定>
各蓄電デバイスを、電池充放電装置(北斗電工社製、SD8)を用いて、25℃の環境下で、定電流一定電圧充電/定電流放電モードにてエネルギー密度測定を行った。充電終止電圧は3.8Vとし、定電流充電により電圧が3.8Vに到達した後は、3.8Vの定電圧充電を2分間行い、この後、放電終止電圧2.0Vまで定電流放電を行った。ポリアニリンの重量容量密度を150mAh/gとし、各蓄電デバイスの電極単位面積に含まれるポリアニリン量から全容量密度(mAh)を算出して、20時間で全容量を充放電するように設定した(0.05C)。
<Measurement of energy density (mWh / g)>
Each power storage device was subjected to energy density measurement in a constant current / constant voltage charge / constant current discharge mode in a 25 ° C. environment using a battery charging / discharging device (SD8 manufactured by Hokuto Denko). The end-of-charge voltage is 3.8 V. After the voltage reaches 3.8 V by constant current charging, constant voltage charging at 3.8 V is performed for 2 minutes, and then constant current discharge is performed until the end-of-discharge voltage is 2.0 V. went. The weight capacity density of polyaniline was set to 150 mAh / g, and the total capacity density (mAh) was calculated from the amount of polyaniline contained in the electrode unit area of each power storage device, and was set to charge / discharge the entire capacity in 20 hours (0 .05C).

<レート特性(%)の測定>
(10C/0.2Cのレート特性(%))
レート特性(%)は、電池充放電装置(北斗電工社製、SD8)を用いて定電流一定電圧充電/定電流放電モードにて、0.2Cでの充放電を行い放電容量を求め、さらに、10Cでの充放電を行い放電容量を求める。これを「10Cでの放電容量/0.2Cでの放電容量×100」により得られた値を、10C/0.2Cのレート特性(%)とした。
<Measurement of rate characteristics (%)>
(10C / 0.2C rate characteristics (%))
The rate characteristic (%) is obtained by charging / discharging at 0.2 C in a constant current / constant voltage charging / constant current discharging mode using a battery charging / discharging device (SD8, manufactured by Hokuto Denko), Charge and discharge at 10 C to obtain the discharge capacity. The value obtained by “discharge capacity at 10 C / discharge capacity at 0.2 C × 100” was defined as the rate characteristic (%) of 10 C / 0.2 C.

(100C/0.2Cのレート特性(%))
つぎに、上記10C/0.2Cのレート特性の測定において、10Cを100Cに代えて充放電を行い放電容量を求めた以外は同様にして放電容量を求め、これを「100Cでの放電容量/0.2Cでの放電容量×100」により得られた値を、100C/0.2Cのレート特性(%)とした。
(100C / 0.2C rate characteristics (%))
Next, in the measurement of the rate characteristics of 10C / 0.2C, the discharge capacity was obtained in the same manner except that charge / discharge was performed by replacing 10C with 100C, and this was calculated as “discharge capacity at 100C / The value obtained by “discharge capacity at 0.2 C × 100” was defined as the rate characteristic (%) of 100 C / 0.2 C.

なお、ここで「0.2C」とは、組み立てた二次電池を用いて、定電流充電もしくは放電して、5時間で充電もしくは放電終了となる電流値のことで、「10C」とは、定電流充電もしくは放電して、6分間で充電もしくは放電終了となる電流値のことを意味し、「100C」とは、定電流充電もしくは放電して、36秒で充電もしくは放電終了となる電流値のことを意味する。   Here, “0.2C” means a current value at which charging or discharging is completed after 5 hours of constant current charging or discharging using the assembled secondary battery, and “10C” is It means a current value at which charging or discharging ends in 6 minutes after constant current charging or discharging, and “100C” is a current value at which charging or discharging ends after 36 seconds of constant current charging or discharging. Means that.

上記表1の実施例1は、10C/0.2Cのレート特性において、80%もの高い値を示し、さらに100C/0.2Cという厳しい条件においても、34%という充放電維持率を示し、このことから、本発明の実施例品は高い充放電特性を有することが分かった。   Example 1 in Table 1 shows a value as high as 80% in the rate characteristics of 10C / 0.2C, and further shows a charge / discharge maintenance rate of 34% even under severe conditions of 100C / 0.2C. From the above, it was found that the examples of the present invention have high charge / discharge characteristics.

これに対し、活物質として導電助剤を内包しない導電性ポリアニリンを用いた比較例1および2においては、10C/0.2Cのレート特性はともに約50%しかなく、また100C/0.2Cのレート特性に至っては、ともに約10%程度という低い充放電維持率を示した。このことから、本発明の活物質粒子を用いた正極を用いると、得られる蓄電デバイスは高い充放電特性を有することが分かった。また、いずれの実施例および比較例も、高い重量エネルギー密度を示し、このことから、導電助剤が活物質粒子に内在していたとしても、変わらず高い重量エネルギー密度を有することが分かった。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2 using conductive polyaniline that does not include a conductive additive as an active material, the rate characteristics of 10C / 0.2C are both about 50%, and 100C / 0.2C. In terms of rate characteristics, both showed a low charge / discharge maintenance rate of about 10%. From this, it was found that when the positive electrode using the active material particles of the present invention was used, the obtained electricity storage device had high charge / discharge characteristics. In addition, all of Examples and Comparative Examples showed high weight energy density, and thus, it was found that even if the conductive auxiliary agent was inherent in the active material particles, it still had high weight energy density.

本発明の蓄電デバイスは、リチウム二次電池等の蓄電デバイスとして好適に使用できる。また、本発明の蓄電デバイスは、従来の二次電池と同様の用途に使用でき、例えば、携帯型PC、携帯電話、携帯情報端末(PDA)等の携帯用電子機器や、ハイブリッド電気自動車、電気自動車、燃料電池自動車等の駆動用電源に広く用いられる。   The electricity storage device of the present invention can be suitably used as an electricity storage device such as a lithium secondary battery. The power storage device of the present invention can be used for the same applications as conventional secondary batteries. For example, portable electronic devices such as portable PCs, mobile phones, and personal digital assistants (PDAs), hybrid electric vehicles, Widely used in power sources for driving automobiles, fuel cell vehicles and the like.

1 正極用集電体
2 正極
3 電解質層
4 負極
5 負極用集電体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Current collector for positive electrodes 2 Positive electrode 3 Electrolyte layer 4 Negative electrode 5 Current collector for negative electrodes

Claims (10)

導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子であって、上記導電助剤が導電性ポリマー母材中に分散し内包された状態になっていることを特徴とする蓄電デバイス正極用活物質粒子。   An active material particle having a conductive polymer as a base material and containing a conductive auxiliary agent, wherein the conductive auxiliary agent is dispersed and encapsulated in the conductive polymer base material. Active material particles. 上記導電助剤が導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部である請求項1記載の蓄電デバイス正極用活物質粒子。   The active material particles for an electricity storage device positive electrode according to claim 1, wherein the conductive auxiliary agent is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer. 上記導電性ポリマーがポリアニリンである請求項1または2記載の蓄電デバイス正極用活物質粒子。   The active material particle for an electricity storage device positive electrode according to claim 1 or 2, wherein the conductive polymer is polyaniline. 導電性ポリマーを母材とし導電助剤を含有する活物質粒子を用いた電池正極であって、上記導電助剤が導電性ポリマー母材中に分散し内包された状態になっていることを特徴とする蓄電デバイス用正極。   A battery positive electrode using active material particles comprising a conductive polymer as a base material and containing a conductive aid, wherein the conductive aid is dispersed and encapsulated in the conductive polymer base material. A positive electrode for an electricity storage device. 上記導電助剤が導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部である請求項4記載の蓄電デバイス用正極。   The positive electrode for an electricity storage device according to claim 4, wherein the conductive additive is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer. 上記導電性ポリマーがポリアニリンである請求項4または5記載の蓄電デバイス用正極。   The positive electrode for an electricity storage device according to claim 4 or 5, wherein the conductive polymer is polyaniline. 電解質層と、これを挟んで対向して設けられた正極と負極とを有する蓄電デバイスであって、上記正極が、導電性ポリマーからなる母材中に少なくとも導電助剤が分散し内包された活物質粒子を用いてなることを特徴とする蓄電デバイス。   An electricity storage device having an electrolyte layer and a positive electrode and a negative electrode provided to face each other with the electrolyte layer interposed therebetween, wherein the positive electrode is an active material in which at least a conductive additive is dispersed and encapsulated in a base material made of a conductive polymer. An electricity storage device comprising material particles. 上記導電助剤の配合量が導電性ポリマー100重量部に対して1〜30重量部である請求項7記載の蓄電デバイス。   The electricity storage device according to claim 7, wherein the compounding amount of the conductive assistant is 1 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive polymer. 上記導電性ポリマーがポリアニリンである請求項7または8記載の蓄電デバイス。   The electricity storage device according to claim 7 or 8, wherein the conductive polymer is polyaniline. 導電性ポリマーからなる母材中に少なくとも導電助剤が分散し内包された活物質粒子を製造する方法であって、少なくとも導電性ポリマーと導電助剤とを粉砕混合装置を用いてせん断処理することを特徴とする蓄電デバイス正極用活物質粒子の製造方法。

A method of producing active material particles in which at least a conductive additive is dispersed and encapsulated in a base material made of a conductive polymer, wherein at least the conductive polymer and the conductive aid are sheared using a pulverization and mixing device The manufacturing method of the active material particle for electrical storage device positive electrodes characterized by these.

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