JP2014107073A - Conductive primer composition for forming nonaqueous secondary battery electrode, nonaqueous secondary battery electrode using the same, and nonaqueous secondary battery - Google Patents

Conductive primer composition for forming nonaqueous secondary battery electrode, nonaqueous secondary battery electrode using the same, and nonaqueous secondary battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive primer composition for forming a nonaqueous secondary battery that is excellent in charge/discharge cycle characteristics, which is excellent in reduced resistance at a contact interface with a mixture layer.SOLUTION: A conductive primer composition for forming a nonaqueous secondary battery electrode contains: graphite particles (A) comprising lamellate natural graphite having an average particle size of 1-50 μm; carbon black (B) having an average particle size of 0.01-0.3 μm; an amphoteric resin type dispersion agent (C) obtained by neutralizing at least a part of a carboxyl group in a copolymer formed by the copolymerization of the following monomer, with a basic compound; a binder (D); and an aqueous liquid medium (E).

Description

本発明は、非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物、及びその組成物を用いて得られる電極、並びにその電極を用いて得られる二次電池に関する。   The present invention relates to a conductive primer composition for forming a non-aqueous secondary battery electrode, an electrode obtained using the composition, and a secondary battery obtained using the electrode.

近年、デジタルカメラや携帯電話のような小型携帯型電子機器が広く用いられるようになってきた。これらの電子機器には、容積を最小限にし、かつ重量を軽くすることが常に求められてきており、搭載される電池においても、小型、軽量かつ大容量の電池の実現が求められている。又、自動車搭載用等の大型二次電池においても、従来の鉛蓄電池に代えて、軽量で高出力性能を有する大型電池の実現が望まれている。   In recent years, small portable electronic devices such as digital cameras and mobile phones have been widely used. These electronic devices have always been required to minimize the volume and reduce the weight, and the batteries to be mounted are also required to be small, light, and have a large capacity. In addition, in large-sized secondary batteries for use in automobiles or the like, it is desired to realize a large-sized battery that is lightweight and has high output performance instead of the conventional lead-acid battery.

そのような要求に応えるため、リチウムイオン二次電池などの二次電池の開発、例えば、電極の形成に使用される合材インキの開発が活発に行われている。電極の更なる高性能化のため、下地層の形成に使用される導電性プライマー組成物を導入する試みもされている。導電性プライマー組成物を導入する目的としては、合材層と箔状集電体の間に下地層を積層することで、合材層の接触界面抵抗を低減して、電池を形成した際に内部抵抗を低減することが挙げられる。   In order to meet such demands, development of secondary batteries such as lithium ion secondary batteries, for example, development of composite inks used for forming electrodes has been actively conducted. Attempts have been made to introduce a conductive primer composition used for forming an underlayer for further improving the performance of the electrode. The purpose of introducing the conductive primer composition is to form a battery by reducing the contact interface resistance of the composite layer by laminating a base layer between the composite layer and the foil-like current collector. It is possible to reduce internal resistance.

特許文献1には、電極の活物質層と集電体間に下地層を使用し、密着性を向上させた電極が示されている。しかしながら、上記下地層は、導電材料を含有していないため得られる電極の導電性が著しく低下する問題点を有している。
特許文献2には、水溶性ポリマーを含有した電極用下地層が示されている。しかしながら、上記下地層は、特許文献1同様、導電材料を含有していないため得られる電極の導電性が著しく低下する問題点を有している。
特許文献3には、導電材料と硫黄原子を含む化合物を含有した電極用下地層が示されている。しかしながら、実施例の導電材料にはカーボンブラックしか記載がなく、カーボンブラックだけでは合材層との接触界面抵抗の低減効果は低い。
特許文献4には、フッ素系高分子とカーボンブラックを含有する電極用下地層が示されている。しかしながら、特許文献3と同様、導電材料としてカーボンブラックしか用いておらず、カーボンブラックだけでは合材層との接触界面抵抗の低減効果は低い。
特許文献5には、炭素質成分としてグラファイトまたはカーボンブラックを含有する電極用下地層が示されている。しかしながら、該文献にはグラファイト種類の特定が無く、実施例で用いられているグラファイトのKS−6(TIMCAL(株)製)は人造黒鉛のため、得られる下地層の表面の平滑性は十分でない。
特許文献6には、平均粒子径が0.5μm以下の導電性フィラーを含む電極用下地層が示されている。しかしながら、平均粒子径が0.5μm以下の導電性フィラーだけでは、得られる下地層の表面の平滑性は十分でない。
特許文献7には、電気二重層キャパシタ用電極において葉状黒鉛やカーボンブラックを含む導電性下地層が示されている。しかしながら、これらの導電性フィラーを混合しただけでは、得られた下地層においてフィラー間の接点が不十分なために導電性が不十分であり、また、下地層の表面平滑性も悪いため合材層との密着性の改善が必要である。
このように従来の下地層では、電池性能に影響の大きい接触界面抵抗の低減効果が不十分であり、そのためにはさらなる導電性の向上が望まれている。また、合材層と集電体間の密着性の向上も検討はなされているものの未だ不十分であり、改善が望まれている。
Patent Document 1 discloses an electrode in which a base layer is used between an electrode active material layer and a current collector to improve adhesion. However, since the base layer does not contain a conductive material, there is a problem that the conductivity of the obtained electrode is remarkably lowered.
Patent Document 2 discloses an electrode underlayer containing a water-soluble polymer. However, like the patent document 1, the said base layer has the problem that the electroconductivity of the electrode obtained since it does not contain a conductive material falls remarkably.
Patent Document 3 discloses an electrode base layer containing a conductive material and a compound containing a sulfur atom. However, only the carbon black is described as the conductive material of the example, and the effect of reducing the contact interface resistance with the composite layer is low only with the carbon black.
Patent Document 4 discloses an electrode underlayer containing a fluorine-based polymer and carbon black. However, as in Patent Document 3, only carbon black is used as the conductive material, and the effect of reducing the contact interface resistance with the composite layer is low only with carbon black.
Patent Document 5 discloses an electrode underlayer containing graphite or carbon black as a carbonaceous component. However, the literature does not specify the type of graphite, and the graphite KS-6 (manufactured by TIMCAL Co., Ltd.) used in the examples is artificial graphite, so the surface of the resulting underlayer is not sufficiently smooth. .
Patent Document 6 discloses an electrode underlayer containing a conductive filler having an average particle diameter of 0.5 μm or less. However, only the conductive filler having an average particle diameter of 0.5 μm or less does not provide sufficient smoothness of the surface of the resulting underlayer.
Patent Document 7 discloses a conductive underlayer containing foliar graphite and carbon black in an electric double layer capacitor electrode. However, just mixing these conductive fillers results in insufficient conductivity because the contact between the fillers is insufficient in the obtained underlayer, and the surface smoothness of the underlayer is also poor. It is necessary to improve the adhesion to the layer.
As described above, in the conventional underlayer, the effect of reducing the contact interface resistance, which has a great influence on the battery performance, is insufficient. For this purpose, further improvement in conductivity is desired. Moreover, although improvement of the adhesion between the composite material layer and the current collector has been studied, it is still insufficient and improvement is desired.

特開平10−149810号公報JP-A-10-149810 特開平11−339771号公報JP 11-339771 A 特開2000−123823号公報JP 2000-123823 A 特許第3229740号公報Japanese Patent No. 3229740 特開2001−52710号公報JP 2001-52710 A 特許第3478077号公報Japanese Patent No. 3478077 特開2005−136401号公報JP 2005-136401 A

本発明の目的は、充放電サイクル特性に優れる非水系二次電池を形成するための非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物であって、合材層と集電体間の界面接触抵抗を低減することができ、さらに、密着性が良好で導電性の高い下地層を形成できる導電性プライマー組成物を提供することである。   An object of the present invention is a non-aqueous secondary battery electrode-forming conductive primer composition for forming a non-aqueous secondary battery having excellent charge / discharge cycle characteristics, and an interface contact between a composite material layer and a current collector It is an object to provide a conductive primer composition that can reduce resistance and that can form an underlayer with good adhesion and high conductivity.

本発明は、高電位、高エネルギー密度でサイクル特性に優れた非水系二次電池を得るために検討した結果、集電体と合材層(活物質層)との間に、両性分散剤により均一に分散された葉状天然黒鉛粒子とカーボンブラックを使用した導電性プライマー組成物を用いることにより、密着性、導電性の良好な下地層を得られることを見いだしたものである。   The present invention has been studied to obtain a non-aqueous secondary battery having a high potential, a high energy density and excellent cycle characteristics. As a result, an amphoteric dispersant is used between the current collector and the composite material layer (active material layer). It has been found that by using a conductive primer composition using uniformly dispersed leaf-like natural graphite particles and carbon black, an undercoat layer having good adhesion and conductivity can be obtained.

すなわち本発明は、平均粒子径1〜50μmの葉状天然黒鉛からなる黒鉛粒子(A)、平均粒子径0.01〜0.3μmのカーボンブラック(B)、下記単量体を共重合してなる共重合体中のカルボキシル基の少なくとも一部を塩基性化合物で中和してなる両性樹脂型分散剤(C)、バインダー(D)、および水性液状媒体(E)を含有する、非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物に関する。
芳香環を有するエチレン性不飽和単量体(c1):5〜70重量%
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(c2):15〜60重量%
アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(c3):1〜80重量%
前記(c1)〜(c3)以外のエチレン性不飽和単量体(c4):0〜79重量%
(但し、前記(c1)〜(c4)の合計を100重量%とする)
That is, the present invention is obtained by copolymerizing graphite particles (A) made of leaf-like natural graphite having an average particle size of 1 to 50 μm, carbon black (B) having an average particle size of 0.01 to 0.3 μm, and the following monomers. Non-aqueous secondary containing an amphoteric resin type dispersant (C) obtained by neutralizing at least a part of carboxyl groups in a copolymer with a basic compound, a binder (D), and an aqueous liquid medium (E) The present invention relates to a conductive primer composition for battery electrode formation.
Ethylenically unsaturated monomer having an aromatic ring (c1): 5 to 70% by weight
Ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group (c2): 15 to 60% by weight
Ethylenically unsaturated monomer having an amino group (c3): 1 to 80% by weight
Ethylenically unsaturated monomers (c4) other than (c1) to (c3): 0 to 79% by weight
(However, the total of (c1) to (c4) is 100% by weight)

また、本発明は、葉状黒鉛粒子(A)、カーボンブラック(B)の合計100重量%中、葉状黒鉛粒子(A)の割合が60〜99重量%、カーボンブラック(B)の割合が1〜40重量%であることを特徴とする前記非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物に関する。 In the present invention, the total amount of the foliar graphite particles (A) and the carbon black (B) is 100% by weight. The conductive primer composition for forming a non-aqueous secondary battery electrode is 40% by weight.

さらに本発明は、前記非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物から形成されてなる二次電池電極下地層に関する。   Furthermore, this invention relates to the secondary battery electrode base layer formed from the said conductive primer composition for non-aqueous secondary battery electrode formation.

さらに本発明は、集電体上に、前記非水系二次電池電極下地層、および合材層が積層されてなることを特徴とする非水系二次電池電極に関する。 Furthermore, the present invention relates to a non-aqueous secondary battery electrode, wherein the non-aqueous secondary battery electrode base layer and the composite material layer are laminated on a current collector.

さらに本発明は、合材層が、両性樹脂型分散剤(C)を含有する合材インキから形成されてなることを特徴とする前記非水系二次電池電極に関する。   Furthermore, the present invention relates to the nonaqueous secondary battery electrode, wherein the composite layer is formed from a composite ink containing an amphoteric resin type dispersant (C).

さらに本発明は、正極と負極と電解液とを具備する二次電池であって、正極もしくは負極の少なくとも一方が、前記非水系二次電池電極である非水系二次電池に関する。   Furthermore, the present invention relates to a non-aqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein at least one of the positive electrode or the negative electrode is the non-aqueous secondary battery electrode.

葉状天然黒鉛粒子とカーボンブラックと両性樹脂型分散剤の利用により、本発明の非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物を得ることができた。本発明の電極形成用導電性プライマー組成物は両性分散剤によりフィラーガ均一に分散されたことにより、集電体と合材層の密着性を改善し、集電体と合材層との界面接触抵抗も低減できる下地層を形成することができるばかりでなく、下地層の導電ネットワークが良好になり導電性が改善出来るため、充放電サイクル特性に優れる非水系二次電池を提供できる。   By using the leaf-like natural graphite particles, carbon black, and the amphoteric resin type dispersant, the conductive primer composition for forming a non-aqueous secondary battery electrode of the present invention could be obtained. The conductive primer composition for electrode formation of the present invention is uniformly dispersed by the amphoteric dispersant to improve the adhesion between the current collector and the composite material layer, and the interface contact between the current collector and the composite material layer Not only can a base layer that can reduce resistance be formed, but also the conductive network of the base layer can be improved and the conductivity can be improved, so that a non-aqueous secondary battery having excellent charge / discharge cycle characteristics can be provided.

まず、非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物を形成する葉状天然黒鉛からなる黒鉛粒子(A)について説明する。黒鉛粒子は一般にカーボンブラック(B)と比較して粒子径が1μm以上と大きい。黒鉛粒子としては、天然黒鉛粒子と人造黒鉛粒子が挙げられ、天然黒鉛がより滑らかで軟らかい表面を有していることが知られている。そのため、界面接触を低減させる観点では天然黒鉛が好ましい。天然黒鉛粒子は、葉状、球状、土状等が挙げられ、天然黒鉛の中でも、表面の平滑性の観点からアスペクト比の高い葉状黒鉛が好ましい。   First, the graphite particles (A) made of leaf-like natural graphite forming the conductive primer composition for forming a non-aqueous secondary battery electrode will be described. Graphite particles generally have a particle size as large as 1 μm or more compared to carbon black (B). Examples of the graphite particles include natural graphite particles and artificial graphite particles, and it is known that natural graphite has a smoother and softer surface. Therefore, natural graphite is preferable from the viewpoint of reducing interfacial contact. Examples of natural graphite particles include leaf-like, spherical, earth-like, etc. Among natural graphite, leaf-like graphite having a high aspect ratio is preferable from the viewpoint of surface smoothness.

葉状黒鉛粒子(A)は、平均粒子径1〜50μmが好ましく、平均粒子径3〜40μmがより好ましい。なお、ここでいう平均粒子径とは、反射型電子顕微鏡(SEM)を用いて、500〜1000倍に適宜拡大した画像から、10〜50個の粒子の直径(面方向の最大径と最小径の平均値)を平均することで得られる。なお、葉状黒鉛粒子(A)の厚みは問わないが、下地層の表面平滑性および導電性の観点から0.01〜2μmであることが好ましい。 The foliar graphite particles (A) preferably have an average particle size of 1 to 50 μm, more preferably an average particle size of 3 to 40 μm. In addition, the average particle diameter here is a diameter of 10 to 50 particles (maximum diameter and minimum diameter in the surface direction) from an image appropriately enlarged 500 to 1000 times using a reflection electron microscope (SEM). (Average value) is obtained by averaging. The thickness of the foliar graphite particles (A) is not limited, but is preferably 0.01 to 2 μm from the viewpoint of surface smoothness and conductivity of the underlayer.

葉状黒鉛粒子(A)は、例えば、塊状の天然黒鉛を粉砕することや、天然黒鉛の層間化合物のへき開面に沿って、層間剥離を行なうことにより得ることができる。粉砕による場合、例えば、ボールミルなどを用いての乾式粉砕法により、葉状黒鉛を得ることができる。 The foliar graphite particles (A) can be obtained, for example, by pulverizing massive natural graphite or by performing delamination along the cleavage plane of the intercalation compound of natural graphite. In the case of pulverization, for example, foliar graphite can be obtained by a dry pulverization method using a ball mill or the like.

葉状黒鉛粒子(A)は、前記の層間化合物のへき開面を利用する方法でも得られることができる。具体的には、例えば、天然黒鉛を硫酸と硝酸との混酸で処理して得られる黒鉛と硫酸との層間化合物を、または天然黒鉛を硫酸中で電気的に酸化して得られる黒鉛と硫酸との層間化合物等を加熱膨張させて得られる膨張黒鉛を、結晶構造のへき開面を剥離させる方法などで得られる。前記膨張黒鉛は、へき開面の層間が広がっているため、へき開面に沿って容易に層間剥離をし、平滑な粒子表面、すなわち葉状黒鉛粒子が得られる。   The foliar graphite particles (A) can also be obtained by a method utilizing the cleavage plane of the intercalation compound. Specifically, for example, an intercalation compound of graphite and sulfuric acid obtained by treating natural graphite with a mixed acid of sulfuric acid and nitric acid, or graphite and sulfuric acid obtained by electrically oxidizing natural graphite in sulfuric acid. The expanded graphite obtained by heating and expanding the intercalation compound or the like can be obtained by a method of peeling the cleavage plane of the crystal structure. In the expanded graphite, since the interlayer of the cleavage plane is spread, delamination is easily performed along the cleavage plane, and a smooth particle surface, that is, foliar graphite particles can be obtained.

葉状黒鉛粒子(A)は特に限定されないが、市販のものとして例えば、中越黒鉛(株)製のCX−3000、FBF、BF、CBR、SSC−3000、SSC−600、SSC−3、SSC、CX−600、CPF−8、CPF−3、CPB−6S、CPB−3、96E、96L、96L−3、90L−3、CPC、S−87、K−3、CF−80、CF−48、CF−32、CP−150、CP−100、CP、HF−80、HF−48、HF−32、SC−120、SC−80、SC−60、SC−32、富士黒鉛工業(株)製の、UF−2、CBF−1、CBF−3、CPF−3、96L、COP,FAC−1、FAC−2、FGB、CSP−2、CF−2、SECカーボン(株)製のSNO−20、SNO−10、SNO−5、SNE−20、SNE−10、SNE−5、日本黒鉛工業(株)製のCSSP、CSPE、CSP、CP、CB−150、CB−100、ACP、ACB−150、SP−10、SP−20、J−SP、SP−270、HOP、CMX、UP−5、UP−10、UP−20、伊藤黒鉛工業(株)のZ−5F、CNP−7、CNP−15、CNP−35、Z−100、Z+80、Z−25、Z−50、X−10、X−20、が挙げられる。   Although the foliar graphite particles (A) are not particularly limited, for example, commercially available products such as CX-3000, FBF, BF, CBR, SSC-3000, SSC-600, SSC-3, SSC, CX manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd. -600, CPF-8, CPF-3, CPB-6S, CPB-3, 96E, 96L, 96L-3, 90L-3, CPC, S-87, K-3, CF-80, CF-48, CF -32, CP-150, CP-100, CP, HF-80, HF-48, HF-32, SC-120, SC-80, SC-60, SC-32, manufactured by Fuji Graphite Industry Co., Ltd. UF-2, CBF-1, CBF-3, CPF-3, 96L, COP, FAC-1, FAC-2, FGB, CSP-2, CF-2, SNO-20, SNO manufactured by SEC Carbon Co., Ltd. -10, SNO-5, S E-20, SNE-10, SNE-5, Nippon Graphite Industries Co., Ltd. CSSP, CSPE, CSP, CP, CB-150, CB-100, ACP, ACB-150, SP-10, SP-20, J-SP, SP-270, HOP, CMX, UP-5, UP-10, UP-20, Z-5F, CNP-7, CNP-15, CNP-35, Z-100 from Ito Graphite Industries Co., Ltd. , Z + 80, Z-25, Z-50, X-10, X-20.

次に、カーボンブラック(B)について説明する。カーボンブラック(B)は黒鉛粒子(A)同士を繋ぐ導電ネットワークの役割を果たす。カーボンブラック(B)としては、気体もしくは液体の原料を反応炉中で連続的に熱分解し製造するファーネスブラック、特にエチレン重油を原料としたケッチェンブラック、原料ガスを燃焼させて、その炎をチャンネル鋼底面にあて急冷し析出させたチャンネルブラック、ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰り返すことにより得られるサーマルブラック、特にアセチレンガスを原料とするアセチレンブラックなどの各種のものを単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。また、通常行われている酸化処理されたカーボンブラックや、中空カーボン等も使用できる。   Next, carbon black (B) will be described. Carbon black (B) serves as a conductive network that connects the graphite particles (A). Carbon black (B) is a furnace black produced by continuously pyrolyzing a gas or liquid raw material in a reaction furnace, in particular ketjen black using ethylene heavy oil as a raw material, burning a raw material gas, Channel black deposited on the bottom of the channel steel and rapidly deposited, thermal black obtained by periodically repeating combustion and thermal decomposition using gas, especially acetylene black using acetylene gas as a raw material alone Alternatively, two or more types can be used in combination. Ordinarily oxidized carbon black, hollow carbon and the like can also be used.

カーボンブラック(B)の平均一次粒子径は、0.01〜0.3μmが好ましい。より好ましくは、0.03〜0.2μmここで、平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)を用いて、1万倍〜10万倍に適宜拡大した画像から、10〜50個の粒子の直径を平均することで得られる。   The average primary particle size of carbon black (B) is preferably 0.01 to 0.3 μm. More preferably, the average primary particle diameter is 0.03 to 0.2 μm, and the average primary particle diameter is 10 to 50 from an image appropriately magnified 10,000 to 100,000 times using a transmission electron microscope (TEM). It is obtained by averaging the diameter of the particles.

カーボンブラックの比表面積は、値が大きいほど、カーボンブラック粒子どうしの接触点が増えるため、電極の内部抵抗を下げるのに有利となる。具体的には、窒素の吸着量から求められる比表面積(BET)で、20m/g以上、1500m/g以下、好ましくは50m/g以上、1500m/g以下、更に好ましくは100m/g以上、1500m/g以下のものを使用することが望ましい。比表面積が20m/gを下回るカーボンブラックを用いると、十分な導電性を得ることが難しくなる場合があり、1500m/gを超えるカーボンブラックは、市販材料での入手が困難となる場合がある。 As the specific surface area of carbon black increases, the number of contact points between the carbon black particles increases, which is advantageous in reducing the internal resistance of the electrode. Specifically, the specific surface area (BET) determined from the adsorption amount of nitrogen is 20 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, preferably 50 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, more preferably 100 m 2. / G or more and 1500 m 2 / g or less are desirable. When carbon black having a specific surface area of less than 20 m 2 / g is used, it may be difficult to obtain sufficient conductivity, and carbon black of more than 1500 m 2 / g may be difficult to obtain from commercially available materials. is there.

市販のカーボンブラックとしては、例えば、トーカブラック#4300、#4400、#4500、#5500等(東海カーボン(株)製、ファーネスブラック)、プリンテックスL等(デグサ(株)製、ファーネスブラック)、Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULTRA等、Conductex SC ULTRA、Conductex 975ULTRA等、PUER BLACK100、115、205等(コロンビヤン(株)製、ファーネスブラック)、#2350、#2400B、#2600B、#30050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#5400B等(三菱化学(株)製、ファーネスブラック)、MONARCH1400、1300、900、VulcanXC−72R、BlackPearls2000等(キャボット(株)製、ファーネスブラック)、Ensaco250G、Ensaco260G、Ensaco350G、SuperP−Li(TIMCAL(株)製)、ケッチェンブラックEC−300J、EC−600JD(アクゾ(株)製)、デンカブラック、デンカブラックHS−100、FX−35(電気化学工業(株)製、アセチレンブラック)等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上を組み合わせて用いても良い。   Examples of commercially available carbon blacks include Toka Black # 4300, # 4400, # 4500, # 5500 (Tokai Carbon Co., Ltd., Furnace Black), Printex L, etc. (Degussa Co., Ltd., Furnace Black), Raven 7000, 5750, 5250, 5000 ULTRA III, 5000 ULTRA, etc., Conductex SC ULTRA, Conductex 975 ULTRA, etc., PUER BLACK100, 115, 205, etc. (Columbian Co., Ltd., Furnace Black), # 2350, # 2400B, # 2600B, # 2600B, # 50 3030B, # 3230B, # 3350B, # 3400B, # 5400B, etc. (Mitsubishi Chemical Corporation, Furnace Black), MONARCH1400, 1300, 900, Vu lcanXC-72R, BlackPearls2000, etc. (Cabot Corporation, Furnace Black), Ensaco250G, Ensaco260G, Ensaco350G, SuperP-Li (manufactured by TIMCAL Corporation), Ketjen Black EC-300J, EC-600JD (Akzo Corporation) ), Denka Black, Denka Black HS-100, FX-35 (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., acetylene black) and the like, but are not limited to these, and two or more types may be used in combination. good.

次に、本発明における両性樹脂型分散剤(C)について説明する。
本発明における両性樹脂型分散剤(C)は、芳香環を有するエチレン性不飽和単量体(c1)と、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(c2)と、アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(c3)と、を必須成分とする共重合体中のカルボキシル基の少なくとも一部を塩基性化合物で中和したものである。
Next, the amphoteric resin type dispersant (C) in the present invention will be described.
The amphoteric resin type dispersant (C) in the present invention includes an ethylenically unsaturated monomer (c1) having an aromatic ring, an ethylenically unsaturated monomer (c2) having a carboxyl group, and an ethylene having an amino group. Is obtained by neutralizing at least a part of the carboxyl group in the copolymer containing the basic unsaturated monomer (c3) as an essential component with a basic compound.

本発明における両性樹脂型分散剤(C)を構成するエチレン性不飽和単量体とは、特に断らない限り、1分子中に1つのエチレン性不飽和基を有する単量体のことを示す。   The ethylenically unsaturated monomer constituting the amphoteric resin type dispersant (C) in the present invention means a monomer having one ethylenically unsaturated group in one molecule unless otherwise specified.

まず、芳香環を有するエチレン性不飽和単量体(c1)について説明する。
本発明で使用する芳香環を有するエチレン性不飽和単量体(c1)としては、スチレン、α−メチルスチレンもしくはベンジル(メタ)アクリレートを例示することが出来る。
First, the ethylenically unsaturated monomer (c1) having an aromatic ring will be described.
Examples of the ethylenically unsaturated monomer (c1) having an aromatic ring used in the present invention include styrene, α-methylstyrene, and benzyl (meth) acrylate.

つぎに、カルボキシル基を有するエチレン性不飽和化合物(c2)について説明する。
本発明で使用する単量体(c2)は、カルボキシル基含有不飽和化合物としてはマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、または、これらのアルキルもしくはアルケニルモノエステル、フタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、イソフタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、テレフタル酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、コハク酸β−(メタ)アクリロキシエチルモノエステル、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸等を例示することが出来る。特にメタクリル酸、アクリル酸が好ましい。
Next, the ethylenically unsaturated compound (c2) having a carboxyl group will be described.
The monomer (c2) used in the present invention is, as a carboxyl group-containing unsaturated compound, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, or an alkyl or alkenyl monoester thereof, phthalic acid β- (meth) Acryloxyethyl monoester, isophthalic acid β- (meth) acryloxyethyl monoester, terephthalic acid β- (meth) acryloxyethyl monoester, succinic acid β- (meth) acryloxyethyl monoester, acrylic acid, methacrylic acid And crotonic acid, cinnamic acid, and the like. In particular, methacrylic acid and acrylic acid are preferable.

つぎに、アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(c3)について説明する。
本発明で使用するアミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(c3)は、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン等が挙げられる。
Next, the ethylenically unsaturated monomer (c3) having an amino group will be described.
The ethylenically unsaturated monomer (c3) having an amino group used in the present invention includes dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, methylethylaminoethyl (meth) acrylate, dimethylaminostyrene, diethylamino Examples include styrene.

つぎに、前記(c1)〜(c3)以外のその他の単量体(c4)について説明する。
(メタ)アクリレート系化合物としては、アルキル系(メタ)アクリレート、アルキレングリコール系(メタ)アクリレートがある。
Next, the monomer (c4) other than the above (c1) to (c3) will be described.
Examples of (meth) acrylate compounds include alkyl (meth) acrylates and alkylene glycol (meth) acrylates.

更に具体的に例示すると、アルキル系(メタ)アクリレートとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜22のアルキル(メタ)アクリレートがあり、極性の調節を目的とする場合には好ましくは炭素数2〜10、さらに好ましくは炭素数2〜8のアルキル基を有するアルキル基含有アクリレートまたは対応するメタクリレートが挙げられる。   More specifically, examples of the alkyl-based (meth) acrylate include alkyl (meth) acrylate having 1 to 22 carbon atoms such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate. ) When there is an acrylate and the purpose is to adjust the polarity, an alkyl group-containing acrylate having an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms, or a corresponding methacrylate is preferable.

また、アルキレングリコール系(メタ)アクリレートとしては、例えば、ジエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート等、末端に水酸基を有し、ポリオキシアルキレン鎖を有するモノアクリレートまたは対応するモノメタアクリレート等、
メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等、末端にアルコキシ基を有し、ポリオキシアルキレン鎖を有するモノアクリレートまたは対応するモノメタアクリレート等、
フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート等、末端にフェノキシまたはアリールオキシ基を有するポリオキシアルキレン系アクリレートまたは対応するメタアクリレートがある。
Examples of the alkylene glycol (meth) acrylate include diethylene glycol mono (meth) acrylate and polyethylene glycol mono (meth) acrylate, which are monoacrylates having a hydroxyl group at the terminal and having a polyoxyalkylene chain, or corresponding monometas. Acrylate, etc.
Methoxyethylene glycol (meth) acrylate, methoxydiethylene glycol (meth) acrylate, etc., monoacrylate having an alkoxy group at the terminal and having a polyoxyalkylene chain or the corresponding monomethacrylate,
There are polyoxyalkylene-based acrylates having a phenoxy or aryloxy group at the terminal, such as phenoxyethylene glycol (meth) acrylate, or corresponding methacrylates.

上記以外の水酸基含有不飽和化合物としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼンなどが挙がられる。   Examples of hydroxyl-containing unsaturated compounds other than the above include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycerol mono (meth) acrylate, 4-hydroxyvinylbenzene And so on.

上記以外の窒素含有不飽和化合物としては、(メタ)アクリルアミド、N−メチロール(メタ)アクリルアミド、N−メトキシメチル−(メタ)アクリルアミド等のモノアルキロール(メタ)アクリルアミド、
N,N−ジ(メチロール)アクリルアミド、N−メチロール−N−メトキシメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジ(メトキシメチル)アクリルアミド等のジアルキロール(メタ)アクリルアミド等のアクリルアミド系不飽和化合物を例示できる。
Nitrogen-containing unsaturated compounds other than the above include monoalkylol (meth) acrylamides such as (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide, N-methoxymethyl- (meth) acrylamide,
Examples thereof include acrylamide-type unsaturated compounds such as N, N-di (methylol) acrylamide, N-methylol-N-methoxymethyl (meth) acrylamide, and dialalkylol (meth) acrylamide such as N, N-di (methoxymethyl) acrylamide. .

更にその他の不飽和化合物としては、パーフルオロメチルメチル(メタ)アクリレート、パーフルオロエチルメチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロブチルエチル(メタ)アクリレート、2−パーフルオロヘキシルエチル(メタ)アクリレート等の炭素数1〜20のパーフルオロアルキル基を有するパーフルオロアルキルアルキル(メタ)アクリレート類;
パーフルオロブチルエチレン、パーフルオロヘキシルエチレン、パーフルオロオクチルエチレン、パーフルオロデシルエチレン等のパーフルオロアルキル、アルキレン類等のパーフルオロアルキル基含有ビニルモノマー、ビニルトリクロルシラン、ビニルトリス(βメトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、γ-(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のシラノール基含有ビニル化合物及びその誘導体などを挙げることができ、これらの群から複数用いることができる。
Furthermore, as other unsaturated compounds, perfluoromethylmethyl (meth) acrylate, perfluoroethylmethyl (meth) acrylate, 2-perfluorobutylethyl (meth) acrylate, 2-perfluorohexylethyl (meth) acrylate, etc. Perfluoroalkyl alkyl (meth) acrylates having a C 1-20 perfluoroalkyl group;
Perfluoroalkyl such as perfluorobutylethylene, perfluorohexylethylene, perfluorooctylethylene, perfluorodecylethylene, and perfluoroalkyl group-containing vinyl monomers such as alkylene, vinyltrichlorosilane, vinyltris (βmethoxyethoxy) silane, vinyl Examples thereof include silanol group-containing vinyl compounds such as triethoxysilane and γ- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane and derivatives thereof, and a plurality of them can be used from these groups.

脂肪酸ビニル化合物としては、酢酸ビニル、酪酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ヘキサン酸ビニル、カプリル酸ビニル、ラウリル酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等が挙げられる。   Examples of the fatty acid vinyl compound include vinyl acetate, vinyl butyrate, vinyl propionate, vinyl hexanoate, vinyl caprylate, vinyl laurate, vinyl palmitate, and vinyl stearate.

アルキルビニルエーテル化合物としては、ブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等が挙げられる。   Examples of the alkyl vinyl ether compound include butyl vinyl ether and ethyl vinyl ether.

α−オレフィン化合物としては、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン等が挙げられる。   Examples of the α-olefin compound include 1-hexene, 1-octene, 1-decene, 1-dodecene, 1-tetradecene, 1-hexadecene and the like.

ビニル化合物としては、酢酸アリル、アリルアルコール、アリルベンゼン、シアン化アリル等のアリル化合物、シアン化ビニル、ビニルシクロヘキサン、ビニルメチルケトン、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、クロロスチレン、などが挙げられる。 Examples of vinyl compounds include allyl compounds such as allyl acetate, allyl alcohol, allylbenzene, and allyl cyanide, vinyl cyanide, vinylcyclohexane, vinyl methyl ketone, styrene, α-methylstyrene, 2-methylstyrene, and chlorostyrene. Can be mentioned.

エチニル化合物としては、アセチレン、エチニルベンゼン、エチニルトルエン、1−エチニル−1−シクロヘキサノール等が挙げられる。これらは単独もしくは2種類以上を併用して使用することもできる。   Examples of the ethynyl compound include acetylene, ethynylbenzene, ethynyltoluene, 1-ethynyl-1-cyclohexanol and the like. These can be used alone or in combination of two or more.

本発明で用いられる両性樹脂型分散剤(C)中の共重合体を構成する単量体の比率は、単量体(c1)〜(c4)の合計を100重量%とした場合に、
芳香環を有するエチレン性不飽和単量体(c1)が5〜70重量%、
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(c2)が15〜60重量%、
アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(c3)が1〜80重量%、
前記(c1)〜(c3)以外のその他の単量体(d4)が0〜79重量%である。
好ましくは、(c1):20〜70重量%、(c2):15〜45重量%、(c3):1〜70重量%、(c4):0〜50重量%である。
より好ましくは、(d1):30〜70重量%、(d2):15〜35重量%、(d3):1〜40重量%、(d4):0〜40重量%である。
The ratio of the monomers constituting the copolymer in the amphoteric resin type dispersant (C) used in the present invention is such that the total of the monomers (c1) to (c4) is 100% by weight,
5 to 70% by weight of the ethylenically unsaturated monomer (c1) having an aromatic ring,
15 to 60% by weight of an ethylenically unsaturated monomer (c2) having a carboxyl group,
1 to 80% by weight of an ethylenically unsaturated monomer having an amino group (c3),
The other monomer (d4) other than (c1) to (c3) is 0 to 79% by weight.
Preferably, (c1): 20 to 70% by weight, (c2): 15 to 45% by weight, (c3): 1 to 70% by weight, and (c4): 0 to 50% by weight.
More preferably, they are (d1): 30-70 weight%, (d2): 15-35 weight%, (d3): 1-40 weight%, (d4): 0-40 weight%.

芳香環を有するエチレン性不飽和単量体(c1)由来の芳香環、及びアミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(c3)由来のアミノ基が、後述する活物質(A)や炭素材料(B)への主たる吸着部位となると推測している。   An aromatic ring derived from an ethylenically unsaturated monomer (c1) having an aromatic ring and an amino group derived from an ethylenically unsaturated monomer (c3) having an amino group are an active material (A) or a carbon material described later. Presumed to be the main adsorption site to (B).

カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(c2)は、共重合体の中和物を水性液状媒体に溶解ないし分散させる機能を担う。
そして、葉状黒鉛粒子(A)、炭素材料(B)、および活物質(F)に、芳香環やアミノ基を介してコポリマーが吸着し、中和され、イオン化されたカルボキシル基の電荷反発により、葉状黒鉛粒子(A)、炭素材料(B)、および活物質(F)の水性液状媒体中における分散状態を安定に保つことができるようになったものと考察される。
The ethylenically unsaturated monomer (c2) having a carboxyl group has a function of dissolving or dispersing a neutralized copolymer in an aqueous liquid medium.
Then, the foliar graphite particles (A), the carbon material (B), and the active material (F) are adsorbed with the copolymer via the aromatic ring or amino group, neutralized, and by charge repulsion of the ionized carboxyl group, It is considered that the dispersed state of the foliar graphite particles (A), the carbon material (B), and the active material (F) in the aqueous liquid medium can be stably maintained.

上記単量体(c1)〜(c4)を共重合してなるコポリマーの分子量は特に制限はないが、両性樹脂型分散剤(C)の固形分20%水溶液における粘度が、好ましくは5〜100,000mPa・sであり、さらに好ましくは10〜50,000mPa・sである。所定範囲の粘度より低く、両性樹脂型分散剤(C)の分子量が小さすぎる場合、あるいは所定範囲の粘度より高く、両性樹脂型分散剤(C)の分子量が大きすぎる場合には、葉状黒鉛粒子(A)、炭素材料(B)、および活物質(F)の分散不良を引き起こす可能性がある。
尚、本発明における粘度とは、B型粘度計を用いて25℃の条件下で測定した値である。
The molecular weight of the copolymer obtained by copolymerizing the monomers (c1) to (c4) is not particularly limited, but the viscosity of the amphoteric resin dispersant (C) in a 20% solid content aqueous solution is preferably 5 to 100. 000 mPa · s, more preferably 10 to 50,000 mPa · s. When the molecular weight of the amphoteric resin type dispersant (C) is lower than the predetermined range and the molecular weight of the amphoteric resin type dispersant (C) is higher than the predetermined range, the foliar graphite particles There is a possibility of causing poor dispersion of (A), the carbon material (B), and the active material (F).
In addition, the viscosity in this invention is the value measured on 25 degreeC conditions using the B-type viscosity meter.

上記コポリマーは、カルボキシル基含有不飽和化合物(c2)を共重合してなるが、コポリマーにおけるアニオン性官能基を有する単量体の構成比率を酸価で表すと下記のようであることが好ましい。即ち、使用するコポリマーの酸価が、50mgKOH/g以上400mgKOH/g以下の範囲であることが好ましく、更には、酸価が80mgKOH/g以上300mgKOH/g以下の範囲であることが好ましい。
本発明で使用するコポリマーの酸価が上記した範囲よりも低いと分散体の分散安定性が低下し、粘度が増加する傾向がある。また、本発明で使用するコポリマーの酸価が上記した範囲より高いと、顔料表面に対するコポリマーの付着力が低下し、分散体の保存安定性が低下する傾向がある。
尚、本発明におけるコポリマーの酸価は、JIS K 0070の電位差滴定法に準拠し、測定した酸価(mgKOH/g)を固形分換算した値である。
The copolymer is obtained by copolymerizing the carboxyl group-containing unsaturated compound (c2), and it is preferable that the constituent ratio of the monomer having an anionic functional group in the copolymer is represented by the acid value as follows. That is, the acid value of the copolymer used is preferably in the range of 50 mgKOH / g to 400 mgKOH / g, and the acid value is preferably in the range of 80 mgKOH / g to 300 mgKOH / g.
When the acid value of the copolymer used in the present invention is lower than the above range, the dispersion stability of the dispersion tends to decrease and the viscosity tends to increase. Moreover, when the acid value of the copolymer used in the present invention is higher than the above range, the adhesion of the copolymer to the pigment surface tends to decrease, and the storage stability of the dispersion tends to decrease.
In addition, the acid value of the copolymer in the present invention is a value obtained by converting the measured acid value (mgKOH / g) into a solid content according to the potentiometric titration method of JIS K0070.

両性樹脂型分散剤(C)は、種々の製造方法で得ることができる。
例えば、上記単量体(c1)〜(c4)を、水と共沸し得る有機溶剤中で重合する。その後、水に代表される水性液状媒体と中和剤とを加えてカルボキシル基の少なくとも一部を中和し、共沸可能な溶剤を留去し、両性樹脂型分散剤(C)の水溶液ないし水性分散液を得ることができる。
重合時の有機溶剤としては、水と共沸するものであれば良いが、コポリマーに対し溶解性の高いものが良く、好ましくはエタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノールであり、さらに好ましくは1−ブタノールである。
The amphoteric resin dispersant (C) can be obtained by various production methods.
For example, the monomers (c1) to (c4) are polymerized in an organic solvent that can be azeotroped with water. Thereafter, an aqueous liquid medium typified by water and a neutralizing agent are added to neutralize at least a part of the carboxyl groups, the azeotropic solvent is distilled off, and an aqueous solution of the amphoteric resin dispersant (C) or An aqueous dispersion can be obtained.
The organic solvent at the time of polymerization is not particularly limited as long as it is azeotropic with water, but is preferably highly soluble in the copolymer, preferably ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 1-butanol is preferred.

あるいは、親水性有機溶剤中で共重合し、水とアミンを加えて中和し水性化し、前記するが、親水性有機溶剤は留去せず、親水性有機溶剤と水とを含む水性液状媒体に、両性樹脂型分散剤(C)が溶解ないし分散した液を得ることができる。
この場合、用いられる親水性有機溶剤としては、コポリマーに対し溶解性の高いものが良く、好ましくはグリコールエーテル類、ジオール類、さらに好ましくは(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル、炭素数3〜6のアルカンジオール類が良い。
Alternatively, it is copolymerized in a hydrophilic organic solvent, neutralized by adding water and an amine to make it aqueous, and as described above, the hydrophilic organic solvent is not distilled off, and an aqueous liquid medium containing the hydrophilic organic solvent and water In addition, a solution in which the amphoteric resin dispersant (C) is dissolved or dispersed can be obtained.
In this case, the hydrophilic organic solvent used is preferably one having high solubility in the copolymer, preferably glycol ethers, diols, more preferably (poly) alkylene glycol monoalkyl ethers having 3 to 6 carbon atoms. Alkanediols are good.

コポリマーの中和に使用される中和剤である塩基性化合物としては、下記のものが挙げられる。
例えば、アンモニア水、ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミン、水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤を使用することができる。上記したようなコポリマーは、水性液媒体中に、分散又は溶解される。
The following are mentioned as a basic compound which is a neutralizing agent used for neutralization of a copolymer.
For example, inorganic alkaline agents such as ammonia water, various organic amines such as dimethylaminoethanol, diethanolamine, and triethanolamine, and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, lithium hydroxide, and potassium hydroxide can be used. . The copolymer as described above is dispersed or dissolved in an aqueous liquid medium.

次に、バインダー(D)について説明する。バインダー(D)は、黒鉛粒子(A)やカーボンブラック(B)を結着させ、さらに下地層を形成した際、下地層と箔状集電体間、及び合材層と下地層間を密着させるために使用されるものであり、それら粒子を溶媒中へ分散させる効果は小さいものである。     Next, the binder (D) will be described. When the binder (D) binds the graphite particles (A) and carbon black (B) and further forms an underlayer, the binder layer and the foil-like current collector, and the composite material layer and the underlayer are in close contact with each other. Therefore, the effect of dispersing the particles in the solvent is small.

バインダー(D)としては、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、カルボキシメチルセルロース等のセルロース樹脂、スチレン−ブタジエンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴム、ポリアニリンやポリアセチレン等の導電性樹脂等、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、及びテトラフルオロエチレン等のフッ素原子を含む高分子化合物が挙げられる。また、これらの樹脂の変性物、混合物、又は共重合体でも良い。これらバインダーは、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。
また、バインダーとしては環境面の配慮から水媒体のものが好ましく、水媒体のバインダーの形態としては、水溶性型、エマルション型、ハイドロゾル型等が挙げられ、適宜選択することができる。
As the binder (D), for example, acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, formaldehyde resin, silicon resin, fluororesin, carboxymethylcellulose and other cellulose Examples include resins, synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber and fluororubber, conductive resins such as polyaniline and polyacetylene, and polymer compounds containing fluorine atoms such as polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, and tetrafluoroethylene. Further, a modified product, a mixture, or a copolymer of these resins may be used. These binders can be used alone or in combination.
The binder is preferably an aqueous medium from the viewpoint of the environment, and examples of the aqueous medium binder include a water-soluble type, an emulsion type, and a hydrosol type, and can be appropriately selected.

葉状黒鉛粒子(A)、およびカーボンブラック(B)を使用する割合は、葉状黒鉛粒子(A)、カーボンブラック(B)の合計100重量%中、黒鉛粒子(A)の割合が60〜99重量%が好ましく、65〜95重量%がより好ましい。また、カーボンブラック(B)の割合は、1〜40重量%が好ましく、5〜35重量%がより好ましい。
カーボンブラック(B)の割合が上記の範囲よりも低いと導電性が低下し、下地層を形成した際に、合材層との接触抵抗が増加する懸念があり、一方、カーボンブラック(B)の割合が上記の範囲よりも高いと、下地層を形成した際に、合材層との密着性が低下するおそれがある。また、下地層を形成した際の界面の平滑性を高めるため、カーボンブラック(B)と比較して黒鉛粒子(A)の割合を高めるほうが好ましい。
黒鉛粒子(A)およびカーボンブラック(B)の割合が、それぞれ上記範囲にあると、合材層との接触抵抗低減化と密着性に特に優れる下地層を形成することができ、好ましい。
両性樹脂型分散剤(C)を使用する割合は、葉状黒鉛粒子(A)とカーボブラック(B)の合計100重量%に対し、1重量%から100重量%が好ましく、2重量%〜50重量%がより好ましい。両性樹脂型分散剤(C)の割合が上記範囲よりも低いと、分散体の安定性が低下し、粘度が増加する懸念がある。一方、両性樹脂型分散剤(C)の割合が上記範囲よりも高いと、葉状黒鉛粒子(A)とカーボブラック(B)の充填率が低くなり、導電性が劣るおそれがある。
バインダー(D)を使用する割合は、葉状黒鉛粒子(A)とカーボブラック(B)の合計100重量%に対し、1重量%から200重量%が好ましく、2重量%〜100重量%がより好ましい。バインダー(D)の割合が上記範囲よりも低いと、箔状集電体や合材層との密着性が低下する懸念がある。一方、バインダー(D)の割合が上記範囲よりも高いと、葉状黒鉛粒子(A)とカーボブラック(B)の充填率が低くなり、導電性が劣るおそれがある。
The ratio of using the foliar graphite particles (A) and the carbon black (B) is such that the ratio of the graphite particles (A) is 60 to 99 wt% in the total 100 wt% of the foliar graphite particles (A) and the carbon black (B). % Is preferable, and 65 to 95% by weight is more preferable. Moreover, 1 to 40 weight% is preferable and, as for the ratio of carbon black (B), 5-35 weight% is more preferable.
When the proportion of carbon black (B) is lower than the above range, the conductivity is lowered, and there is a concern that contact resistance with the composite layer increases when the underlayer is formed. On the other hand, carbon black (B) If the ratio is higher than the above range, the adhesion with the composite layer may be lowered when the underlayer is formed. Moreover, in order to improve the smoothness of the interface when the underlayer is formed, it is preferable to increase the ratio of the graphite particles (A) as compared with the carbon black (B).
When the ratio of the graphite particles (A) and the carbon black (B) is in the above-mentioned range, it is possible to form an underlayer that is particularly excellent in reducing contact resistance with the composite layer and in adhesion.
The proportion of the amphoteric resin type dispersant (C) used is preferably 1% by weight to 100% by weight and preferably 2% by weight to 50% by weight with respect to 100% by weight of the total of the foliar graphite particles (A) and carbo black (B) % Is more preferable. When the ratio of the amphoteric resin type dispersant (C) is lower than the above range, there is a concern that the stability of the dispersion is lowered and the viscosity is increased. On the other hand, when the ratio of the amphoteric resin type dispersant (C) is higher than the above range, the filling rate of the foliar graphite particles (A) and the carbo black (B) is lowered, and the conductivity may be inferior.
The ratio of using the binder (D) is preferably 1% by weight to 200% by weight and more preferably 2% by weight to 100% by weight with respect to the total 100% by weight of the foliar graphite particles (A) and the carbon black (B). . When the ratio of the binder (D) is lower than the above range, there is a concern that the adhesion with the foil-like current collector or the composite material layer is lowered. On the other hand, when the ratio of the binder (D) is higher than the above range, the filling rate of the foliar graphite particles (A) and the carbo black (B) is lowered, and the conductivity may be inferior.

つぎに、水性液状媒体(E)について説明する。
本発明に使用する水性液状媒体(E)としては、水を使用することが好ましいが、必要に応じて、例えば、集電体への塗工性向上のために、水と相溶する液状媒体を使用しても良い。
水と相溶する液状媒体としては、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類等が挙げられ、水と相溶する範囲で使用しても良い。
Next, the aqueous liquid medium (E) will be described.
As the aqueous liquid medium (E) used in the present invention, it is preferable to use water, but if necessary, for example, a liquid medium compatible with water in order to improve the coating property to the current collector. May be used.
Liquid media compatible with water include alcohols, glycols, cellosolves, amino alcohols, amines, ketones, carboxylic acid amides, phosphoric acid amides, sulfoxides, carboxylic acid esters, and phosphoric acid esters , Ethers, nitriles and the like, and may be used as long as they are compatible with water.

さらに、導電性プライマー組成物には、成膜助剤、消泡剤、レベリング剤、分散剤、防腐剤、pH調整剤、粘性調整剤などを必要に応じて配合できる。   Furthermore, the conductive primer composition can contain a film forming aid, an antifoaming agent, a leveling agent, a dispersing agent, a preservative, a pH adjusting agent, a viscosity adjusting agent and the like as required.

本発明で得られる導電性プライマー組成物の適正粘度は、導電性プライマー組成物の塗工方法によるが、一般には、10mPa・s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい。本発明で得られる導電性プライマー組成物は集電体上に塗工・乾燥し、二次電池電極下地層を得ることができる。   The proper viscosity of the conductive primer composition obtained in the present invention depends on the method for applying the conductive primer composition, but generally it is preferably 10 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less. The conductive primer composition obtained in the present invention can be applied to a current collector and dried to obtain a secondary battery electrode underlayer.

(プライマー組成物の作製方法)
黒鉛粒子(A)とカーボンブラック(B)は平均粒子径が大きいため、あらかじめ、水、分散樹脂を用いて分散粒径が0.1〜50μmに分散して使用するのが好ましい。分散樹脂としては、両性樹脂型分散剤(C)が好ましい。ここでいう分散粒径とは、得られた分散体の体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、50%となるところの粒子径(D50)であり、一般的な粒度分布計、例えば、動的光散乱方式の粒度分布計(日機装(株)製「マイクロトラックUPA」)等で測定される。
黒鉛粒子(A)とカーボンブラック(B)は同時に分散してもよいし、別々に分散した黒鉛粒子分散体と、カーボンブラック分散体とを混合してもよい。また、一方を分散した分散体に、さらに他方を加えて分散してもよい。
(Method for producing primer composition)
Since graphite particles (A) and carbon black (B) have a large average particle diameter, it is preferable to use them in advance by dispersing the dispersion particle diameter in the range of 0.1 to 50 μm using water and a dispersion resin. As the dispersion resin, an amphoteric resin type dispersant (C) is preferable. The dispersed particle size referred to here is the particle size (D50) that becomes 50% when the volume fraction of the particles is integrated from the finer particle size distribution in the volume particle size distribution of the obtained dispersion. ) And measured with a general particle size distribution meter, for example, a dynamic light scattering type particle size distribution meter (“Microtrac UPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).
The graphite particles (A) and the carbon black (B) may be dispersed simultaneously, or a separately dispersed graphite particle dispersion and a carbon black dispersion may be mixed. Moreover, you may disperse | distribute by adding the other to the dispersion which disperse | distributed one.

導電性プライマー組成物を得る際に用いられる装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機、混合機が使用できる。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類;エム・テクニック(株)製「クレアミックス」、若しくはPRIMIX社「フィルミックス」等のホモジナイザー類;ペイントコンディショナー(レッドデビル(株)製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス(株)製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ(株)製「DCPミル」等)、若しくはコボールミル等のメディア型分散機;湿式ジェットミル(ジーナス(株)製「ジーナスPY」、スギノマシン(株)製「スターバースト」、ナノマイザー(株)製「ナノマイザー」等)、エム・テクニック(株)製「クレアSS−5」、若しくは奈良機械(株)製「MICROS」等のメディアレス分散機;または、その他ロールミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、分散機としては、分散機からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい。
As an apparatus used for obtaining the conductive primer composition, a disperser or a mixer that is usually used for pigment dispersion or the like can be used.
For example, mixers such as dispersers, homomixers, or planetary mixers; homogenizers such as “CLEARMIX” manufactured by M Technique Co., Ltd. or “FILMIX” manufactured by PRIMIX; paint conditioner (manufactured by Red Devil Corporation) , Ball mill, sand mill (“Dynomill” manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd.), attritor, pearl mill (“DCP mill” manufactured by Eirich Co., Ltd.), or coball mill; wet type jet mill (Genus "Genus PY" manufactured by Co., Ltd., "Starburst" manufactured by Sugino Machine Co., Ltd., "Nanomizer" manufactured by Nanomizer Co., Ltd.), "Claire SS-5" manufactured by M Technique Co., Ltd. ) Medialess dispersers such as “MICROS” manufactured by; or Other roll mill and the like, but not limited thereto. Moreover, as the disperser, it is preferable to use a disperser that has been subjected to a metal contamination prevention treatment from the disperser.

例えば、メディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。そして、メディアとしては、ガラスビーズ、または、ジルコニアビーズ、若しくはアルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。また、ロールミルを使用する場合についても、セラミック製ロールを用いることが好ましい。分散装置は、1種のみを使用しても良いし、複数種の装置を組み合わせて使用しても良い。また、強い衝撃で粒子が割れたり、潰れたりしやすい正または負極活物質の場合は、メディア型分散機よりは、ロールミルやホモジナイザー等のメディアレス分散機が好ましい。   For example, when using a media-type disperser, a disperser in which the agitator and vessel are made of a ceramic or resin disperser, or the surface of the metal agitator and vessel is treated with tungsten carbide spraying or resin coating. Is preferably used. As the media, it is preferable to use glass beads, ceramic beads such as zirconia beads or alumina beads. Moreover, also when using a roll mill, it is preferable to use a ceramic roll. Only one type of dispersion device may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination. Further, in the case of a positive or negative electrode active material in which particles are easily broken or crushed by a strong impact, a medialess disperser such as a roll mill or a homogenizer is preferable to a media type disperser.

(合材層)
本発明における、非水系二次電池電極下地層上に設けられる合材層は、合材インキによって形成される。合材インキは、活物質(F)とバインダー(D)とを含有する。
活物質(F)について説明する。リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。
例えば、Fe、Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、MnO、V、V13、TiO等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リチウム系材料、TiS、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。
また、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用することもできる。また、上記の無機化合物や有機化合物を混合して用いてもよい。
(Mixed material layer)
In the present invention, the composite material layer provided on the non-aqueous secondary battery electrode base layer is formed of composite material ink. The composite ink contains an active material (F) and a binder (D).
The active material (F) will be described. The positive electrode active material for the lithium ion secondary battery is not particularly limited, but metal oxides capable of doping or intercalating lithium ions, metal compounds such as metal sulfides, and conductive polymers are used. be able to.
Examples thereof include transition metal oxides such as Fe, Co, Ni, and Mn, composite oxides with lithium, and inorganic compounds such as transition metal sulfides. Specifically, transition metal oxide powders such as MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , layered structure lithium nickelate, lithium cobaltate, lithium manganate, spinel structure lithium manganate, etc. Examples thereof include composite oxide powders of lithium and transition metals, lithium iron phosphate materials that are phosphate compounds having an olivine structure, transition metal sulfide powders such as TiS 2 and FeS, and the like.
In addition, conductive polymers such as polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, and polythiophene can also be used. Moreover, you may mix and use said inorganic compound and organic compound.

リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能なものであれば特に限定されない。例えば、金属Li、その合金であるスズ合金、シリコン合金、鉛合金等の合金系、LiFe、LiFe、LiWO、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の導電性高分子系、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が挙げられる。これら負極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。 The negative electrode active material for the lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can be doped or intercalated with lithium ions. For example, metal Li, alloys thereof such as tin alloy, silicon alloy, lead alloy, Li X Fe 2 O 3 , Li X Fe 3 O 4 , Li X WO 2 , lithium titanate, lithium vanadate, silicon Metal oxides such as lithium oxide, conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene, amorphous carbonaceous materials such as soft carbon and hard carbon, artificial graphite such as highly graphitized carbon materials, or natural Examples thereof include carbonaceous powders such as graphite, carbon black, mesophase carbon black, resin-fired carbon materials, air-growth carbon fibers, and carbon fibers. These negative electrode active materials can be used alone or in combination.

これら活物質(F)の大きさは、0.05〜100μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、0.1〜50μmの範囲内である。そして、合材インキ中の電極活物質(F)の分散粒径は、0.05〜30μmであることが好ましい。ここでいう分散粒径とは、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、50%となるところの粒子径(D50)であり、一般的な粒度分布計、例えば、動的光散乱方式の粒度分布計(日機装(株)製「マイクロトラックUPA」)等で測定される。   The size of these active materials (F) is preferably in the range of 0.05 to 100 μm, and more preferably in the range of 0.1 to 50 μm. And it is preferable that the dispersed particle diameter of the electrode active material (F) in compound-material ink is 0.05-30 micrometers. The dispersed particle size referred to here is a particle size (D50) that is 50% when the volume ratio of the particles is integrated from the fine particle size distribution in the volume particle size distribution. A particle size distribution meter such as a dynamic light scattering type particle size distribution meter (“Microtrack UPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

つぎに、バインダー(D)について説明する。
本発明に使用するバインダー(D)は、合材層を形成する際に活物質(F)を集電体に結着させるために使用されるものである。バインダー(D)としては、導電性プライマー組成物で用いられるバインダー(D)と同様な材料を用いることができる。バインダーの形態としては、集電体への密着の観点からエマルション型が好ましい。ここでのエマルション型とは、バインダーが水性液状溶媒に溶解せず、水性液状溶媒中で粒子状に分散している状態を指す。
Next, the binder (D) will be described.
The binder (D) used in the present invention is used for binding the active material (F) to the current collector when the composite material layer is formed. As the binder (D), the same material as the binder (D) used in the conductive primer composition can be used. The form of the binder is preferably an emulsion type from the viewpoint of adhesion to the current collector. The emulsion type here refers to a state in which the binder is not dissolved in the aqueous liquid solvent but is dispersed in the form of particles in the aqueous liquid solvent.

さらに、合材インキには、導電性を高めるために導電材料(G)を用いることができる。導電材料(G)としては炭素材料であることが好ましく、前述のカーボンブラック(B)のほかに、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー)、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。導電性プライマー組成物を得る際と同様、導電材料(G)を用いる際には、水、分散樹脂を用いて分散粒径で0.1〜10μmに分散して使用するのが好ましい。分散樹脂としては、水溶性セルロース系樹脂、水溶性アクリル系樹脂、水溶性スチレン/アクリル系樹脂、水溶性ポリエステル樹脂、水溶性ウレタン樹脂等が好ましく、両性分散剤(C)であることがより好ましい。ここでいう分散粒径とは、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、50%となるところの粒子径(D50)であり、一般的な粒度分布計、例えば、動的光散乱方式の粒度分布計(日機装(株)製「マイクロトラックUPA」)等で測定される。   Furthermore, a conductive material (G) can be used for the composite ink in order to increase conductivity. The conductive material (G) is preferably a carbon material, and in addition to the carbon black (B) described above, conductive carbon fibers (carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon fibers), fullerene, etc. alone or 2 More than one type can be used in combination. As in the case of obtaining the conductive primer composition, when the conductive material (G) is used, it is preferably used by dispersing it in a dispersed particle size of 0.1 to 10 μm using water and a dispersion resin. The dispersion resin is preferably a water-soluble cellulose resin, a water-soluble acrylic resin, a water-soluble styrene / acrylic resin, a water-soluble polyester resin, a water-soluble urethane resin, or the like, and more preferably an amphoteric dispersant (C). . The dispersed particle size referred to here is a particle size (D50) that is 50% when the volume ratio of the particles is integrated from the fine particle size distribution in the volume particle size distribution. A particle size distribution meter such as a dynamic light scattering type particle size distribution meter (“Microtrack UPA” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

さらに、合材インキには、成膜助剤、消泡剤、レベリング剤、分散剤、防腐剤、pH調整剤、粘性調整剤などを必要に応じて配合できる。
合材インキの作成方法は特に限定されないが、上述の分散機等を用いることができる。
Furthermore, a film forming aid, an antifoaming agent, a leveling agent, a dispersant, a preservative, a pH adjuster, a viscosity adjuster, and the like can be blended in the composite ink as necessary.
The method for producing the composite ink is not particularly limited, and the above-described disperser or the like can be used.

塗工方法によるが、固形分30〜90重量%の範囲で、合材インキの粘度は、100mPa・s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい。
塗工可能な粘度範囲内において、活物質(F)はできるだけ多く含まれることが好ましく、例えば、合材インキ固形分に占める活物質(F)の割合は、80重量%以上、99重量%以下が好ましい。
導電材料(G)を含む場合、合材インキ固形分に占める導電材料(G)の割合は、0.1〜15重量%であることが好ましい。
バインダーを含む場合、合材インキ固形分に占めるバインダーの割合は、0.1〜15重量%であることが好ましい。
Although it depends on the coating method, the viscosity of the composite ink is preferably 100 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less in the range of 30 to 90% by weight of the solid content.
The active material (F) is preferably contained as much as possible within the viscosity range that can be applied. For example, the proportion of the active material (F) in the solid content of the composite ink is 80% by weight or more and 99% by weight or less. Is preferred.
When the conductive material (G) is included, the proportion of the conductive material (G) in the solid material ink solid content is preferably 0.1 to 15% by weight.
When the binder is included, the ratio of the binder to the solid material ink solid content is preferably 0.1 to 15% by weight.

<電極>
本発明の導電性プライマー組成物を箔状集電体上に塗工・乾燥して下地層を形成し、該下地層上に、合材インキから形成される合材層を設け、非水系二次電池電極を得ることができる。
<Electrode>
The conductive primer composition of the present invention is coated and dried on a foil-like current collector to form a base layer, and a composite layer formed from a composite ink is provided on the base layer, and a non-aqueous two-component composition is provided. A secondary battery electrode can be obtained.

(集電体)
電極に使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、各種二次電池にあったものを適宜選択することができる。
例えば、集電体の材質としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はステンレス等の金属や合金が挙げられる。リチウムイオン電池の場合、特に正極材料としてはアルミニウムが、負極材料としては銅が、それぞれ好ましい。
又、形状としては、一般的には平板上の箔が用いられるが、表面を粗面化したものや、多孔質の発泡状のもの、穴あき箔状のもの、及びメッシュ状の集電体も使用できる。
(Current collector)
The material and shape of the current collector used for the electrode are not particularly limited, and those suitable for various secondary batteries can be appropriately selected.
For example, examples of the material for the current collector include metals and alloys such as aluminum, copper, nickel, titanium, and stainless steel. In the case of a lithium ion battery, aluminum is particularly preferable as the positive electrode material, and copper is preferable as the negative electrode material.
In general, foil on a flat plate is used as the shape, but the surface is roughened, porous foam, perforated foil, and mesh current collector. Can also be used.

集電体上に導電性プライマー組成物を塗工する方法、および、当該導電性プライマー組成物により形成された下地層上に合材インキを塗工する方法としては、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。
具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、ナイフコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法または静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できるが、特にこれらに限定されるものではない。
又、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。下地層の厚みは、一般的には0.1〜10μmであり、好ましくは0.5〜5μmである。合材層の厚みは、一般的には1〜500μmであり、好ましくは10〜300μmである。
There is no particular limitation on the method for applying the conductive primer composition on the current collector and the method for applying the mixed ink on the base layer formed from the conductive primer composition, and there are no known methods. Can be used.
Specific examples include die coating method, dip coating method, roll coating method, doctor coating method, knife coating method, spray coating method, gravure coating method, screen printing method or electrostatic coating method, and the like. Examples of methods that can be used include standing drying, blower dryers, hot air dryers, infrared heaters, and far-infrared heaters, but are not particularly limited thereto.
Moreover, you may perform the rolling process by a lithographic press, a calender roll, etc. after application | coating. The thickness of the underlayer is generally from 0.1 to 10 μm, preferably from 0.5 to 5 μm. The thickness of the composite layer is generally 1 to 500 μm, preferably 10 to 300 μm.

<二次電池>
正極もしくは負極の少なくとも一方に上記の電極を用い、非水系二次電池を得ることができる。
二次電池としては、リチウムイオン二次電池の他、ナトリウム二次電池、マグネシウム二次電池、リチウムイオンキャパシター等が挙げられ、それぞれの二次電池で従来から知られている、非水系電解液やセパレーター等を適宜用いることができる。
<Secondary battery>
A non-aqueous secondary battery can be obtained by using the above electrode for at least one of a positive electrode and a negative electrode.
Secondary batteries include lithium ion secondary batteries, sodium secondary batteries, magnesium secondary batteries, lithium ion capacitors, and the like. Conventionally known non-aqueous electrolytes for each secondary battery, A separator etc. can be used suitably.

(電解液)
リチウムイオン二次電池の場合を例にとって説明する。電解液としては、リチウムを含んだ電解質を非水系の溶剤に溶解したものを用いる。
電解質としては、LiBF、LiClO、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、Li(CFSON、LiCSO、Li(CFSOC、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN、又はLiBPh等が挙げられるがこれらに限定されない。
(Electrolyte)
A case of a lithium ion secondary battery will be described as an example. As the electrolytic solution, an electrolyte containing lithium dissolved in a non-aqueous solvent is used.
As the electrolyte, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 3 C , LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl , LiHF 2, LiSCN, or LiBPh 4 etc. but are not limited to.

非水系の溶剤としては特に限定はされないが、例えば、
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、エチルメチルカーボネート、及びジエチルカーボネート等のカーボネート類;
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、及びγ−オクタノイックラクトン等のラクトン類;
テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,2−メトキシエタン、1,2−エトキシエタン、及び1,2−ジブトキシエタン等のグライム類;
メチルフォルメート、メチルアセテート、及びメチルプロピオネート等のエステル類;
ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等のスルホキシド類;並びに、
アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。又これらの溶剤は、それぞれ単独で使用しても良いが、2種以上を混合して使用しても良い。
The non-aqueous solvent is not particularly limited.
Carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate;
Lactones such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and γ-octanoic lactone;
Glymes such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,2-methoxyethane, 1,2-ethoxyethane, and 1,2-dibutoxyethane;
Esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate;
Sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and
Nitriles such as acetonitrile are exemplified. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

さらに上記電解液を、ポリマーマトリクスに保持しゲル状とした高分子電解質とすることもできる。ポリマーマトリクスとしては、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するアクリレート系樹脂、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリホスファゼン系樹脂、及びポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリシロキサン等が挙げられるがこれらに限定されない。   Furthermore, the electrolyte solution may be a polymer electrolyte that is held in a polymer matrix and made into a gel. Examples of the polymer matrix include, but are not limited to, an acrylate resin having a polyalkylene oxide segment, a polyphosphazene resin having a polyalkylene oxide segment, and a polysiloxane having a polyalkylene oxide segment.

(セパレーター)
セパレーターとしては、例えば、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリアミド不織布及びそれらに親水性処理を施したものが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
(separator)
Examples of the separator include, but are not limited to, a polyethylene nonwoven fabric, a polypropylene nonwoven fabric, a polyamide nonwoven fabric and those obtained by subjecting them to a hydrophilic treatment.

(電池構造・構成)
本発明の組成物を用いたリチウムイオン二次電池の構造については特に限定されないが、通常、正極及び負極と、必要に応じて設けられるセパレータとから構成され、ペーパー型、円筒型、コイン型、ボタン型、積層型等、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。
(Battery structure / configuration)
The structure of the lithium ion secondary battery using the composition of the present invention is not particularly limited, but is usually composed of a positive electrode and a negative electrode, and a separator provided as necessary, a paper type, a cylindrical type, a coin type, Various shapes can be formed according to the purpose of use, such as a button type and a laminated type.

以下に、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。尚、実施例および比較例における「部」は「重量部」を表す。   EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. However, the following examples do not limit the scope of rights of the present invention. In the examples and comparative examples, “part” represents “part by weight”.

(分散剤合成例1)
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、n−ブタノール200.0部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を110℃に加熱して、スチレン100.0部、アクリル酸60.0部、ジメチルアミノエチルメタクリレート40.0部、およびV−601(和光純薬製)12.0部の混合物を2時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、さらに110℃で3時間反応させた後、V−601(和光純薬製)0.6部を添加し、さらに110℃で1時間反応を続けて、共重合体(1)溶液を得た。共重合体(1)の重量平均分子量は約1万、酸価は219.1(mgKOH/g)であった。
さらに、室温まで冷却した後、ジメチルアミノエタノール74.2部添加し中和した。これは、アクリル酸を100%中和する量である。さらに、水を400部添加して水性化した後、100℃まで加熱し、ブタノールを水と共沸させてブタノールを留去した。
水で希釈し、不揮発分20%の両性樹脂型分散剤(1)の水溶液ないし水性分散体を得た。また、不揮発分20%の両性樹脂型分散剤(1)の水溶液の粘度は、40mPa・sであった。
(Dispersant synthesis example 1)
A reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer was charged with 200.0 parts of n-butanol and replaced with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel was heated to 110 ° C., and a mixture of 100.0 parts of styrene, 60.0 parts of acrylic acid, 40.0 parts of dimethylaminoethyl methacrylate, and 12.0 parts of V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) The polymerization reaction was carried out dropwise over 2 hours. After completion of the dropwise addition, the mixture was further reacted at 110 ° C. for 3 hours, 0.6 parts of V-601 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added, and the reaction was further continued at 110 ° C. for 1 hour to obtain a copolymer (1) solution. Got. The weight average molecular weight of the copolymer (1) was about 10,000, and the acid value was 219.1 (mgKOH / g).
Further, after cooling to room temperature, 74.2 parts of dimethylaminoethanol was added for neutralization. This is the amount that neutralizes 100% of acrylic acid. Furthermore, after adding 400 parts of water and making it aqueous, it heated to 100 degreeC, butanol was azeotroped with water, and butanol was distilled off.
Dilution with water gave an aqueous solution or dispersion of an amphoteric resin dispersant (1) with a nonvolatile content of 20%. Moreover, the viscosity of the aqueous solution of the amphoteric resin type dispersant (1) having a nonvolatile content of 20% was 40 mPa · s.

(分散剤合成例2〜20)
表1に示す配合組成で、合成例1と同様の方法で合成し、合成例2〜20の分散剤を得た。
(Dispersant Synthesis Examples 2 to 20)
The compounding compositions shown in Table 1 were synthesized in the same manner as in Synthesis Example 1 to obtain dispersants of Synthesis Examples 2-20.

Figure 2014107073

St:スチレン
AA:アクリル酸
BzMA:ベンジルメタクリレート
DM:ジメチルアミノエチルメタクリレート
BMA:メタクリル酸ブチル
Figure 2014107073

St: Styrene AA: Acrylic acid BzMA: Benzyl methacrylate DM: Dimethylaminoethyl methacrylate BMA: Butyl methacrylate

<実施例1:導電性プライマー組成物(1−1)>
黒鉛粒子(A)として葉状黒鉛CPB−3(中越黒鉛(株)製、平均粒子径18μm)を7部、分散剤として、合成例1(固形分濃度20%)を4.1部、水58.9部をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて5時間分散を行い、黒鉛粒子分散体(1−1)を得た。
次に、カーボンブラック(B)としてアセチレンブラック(デンカブラックHS−100、平均粒子径48nm)1.5部、分散剤として、合成例1(固形分濃度20%)を0.9部、水12.6部をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて5時間分散を行い、カーボンブラック分散体(1−1)を得た。
得られた黒鉛粒子分散体(1−1)70.0部とカーボンブラック分散体(1−1)15.0部に対して、バインダーとして水溶性セルロース樹脂のCMCダイセル1120(カルボキシメチルセルロース、ダイセルファインケム(株)製、固形分100%)1.5部、水50部を混合して、導電性プライマー組成物(1−1)を作製した。
<Example 1: Conductive primer composition (1-1)>
7 parts of graphite flake CPB-3 (manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd., average particle diameter 18 μm) as graphite particles (A), 4.1 parts of Synthesis Example 1 (solid content concentration 20%), 58 parts of water 9 parts were mixed in a mixer, and further placed in a sand mill and dispersed for 5 hours to obtain a graphite particle dispersion (1-1).
Next, 1.5 parts of acetylene black (Denka Black HS-100, average particle size 48 nm) as carbon black (B), 0.9 parts of Synthesis Example 1 (solid content concentration 20%) as water, 12 parts of water 6 parts were put in a mixer and mixed, and further placed in a sand mill and dispersed for 5 hours to obtain a carbon black dispersion (1-1).
CMC Daicel 1120 (carboxymethylcellulose, Daicel Finechem) of water-soluble cellulose resin as a binder with respect to 70.0 parts of the obtained graphite particle dispersion (1-1) and 15.0 parts of carbon black dispersion (1-1) Co., Ltd., 100% solid content) 1.5 parts and 50 parts of water were mixed to prepare a conductive primer composition (1-1).

<実施例1〜24:導電性プライマー組成物1−2〜1−15、2〜10>
表2、3に示すように組成物の種類や比率を変えた以外は実施例1の導電性プライマー組成物(1−1)と同様にして、導電性プライマー組成物を得た。
<Examples 1 to 24: conductive primer compositions 1-2 to 1-15, 2 to 10>
As shown in Tables 2 and 3, a conductive primer composition was obtained in the same manner as the conductive primer composition (1-1) of Example 1 except that the type and ratio of the composition were changed.

<比較例1〜12:導電性プライマー組成物1−16〜1−20、11〜17>
表2、3に示すように組成物の種類や比率を変えた以外は実施例1の導電性プライマー組成物(1−1)と同様にして、導電性プライマー組成物を得た。
<Comparative Examples 1-12: Conductive primer composition 1-16-1-20, 11-17>
As shown in Tables 2 and 3, a conductive primer composition was obtained in the same manner as the conductive primer composition (1-1) of Example 1 except that the type and ratio of the composition were changed.

Figure 2014107073
Figure 2014107073

Figure 2014107073

・FBF :葉状黒鉛(中越黒鉛(株)製、平均粒子径8μm)
・CNP−15:葉状黒鉛(伊藤黒鉛(株)製、平均粒子径15μm)
・Z−100:葉状黒鉛(伊藤黒鉛(株)製、平均粒子径60μm)
・SG−BH8:球状黒鉛(伊藤黒鉛(株)製、平均粒子径8μm)
・SPG:人造黒鉛(SECカーボン(株)製、平均粒子径10μm)
・#2600:カーボンブラック(三菱化学(株)製、平均粒子径13nm)
・W−168:エマルション型アクリル樹脂(トーヨーケム(株)製、固形分50%)
Figure 2014107073

FBF: foliated graphite (manufactured by Chuetsu Graphite Co., Ltd., average particle size 8 μm)
CNP-15: foliated graphite (manufactured by Ito Graphite Co., Ltd., average particle size 15 μm)
Z-100: foliated graphite (manufactured by Ito Graphite Co., Ltd., average particle size 60 μm)
SG-BH8: Spherical graphite (manufactured by Ito Graphite Co., Ltd., average particle size 8 μm)
SPG: artificial graphite (manufactured by SEC Carbon Co., Ltd., average particle size 10 μm)
# 2600: Carbon black (Mitsubishi Chemical Corporation, average particle size 13 nm)
W-168: Emulsion type acrylic resin (Toyochem Co., Ltd., solid content 50%)

(導電性プライマーの分散度の判定)
導電性プライマーの分散度は、グラインドゲージによる判定(JISK5600−2−5に準ず)より求めた。評価結果を表5に示す。表中の数字は粗大粒子の大きさを示し、数値が小さいほど分散性に優れ、均一な分散体であることを示している。
(Determination of degree of dispersion of conductive primer)
The degree of dispersion of the conductive primer was determined by determination with a grind gauge (in accordance with JISK5600-2-5). The evaluation results are shown in Table 5. The numbers in the table indicate the size of the coarse particles. The smaller the value, the better the dispersibility and the more uniform the dispersion.

<リチウムイオン二次電池正極用合材インキの作製>
[リチウムイオン二次電池正極用合材インキ(1)]
正極活物質としてLiNi1/3Mn1/3Co1/3 45部、導電材料としてデンカブラックHS−100を2.5部、バインダーとしてPVDF(ポリフッ化ビニリデン)2.5部、NMP(N−メチルピロリドン)50部を混合して、リチウムイオン二次電池正極用合材インキ(1)を作製した。
[リチウムイオン二次電池正極用合材インキ(2)]
正極活物質としてLiFePO 45部、導電材料としてデンカブラックHS−100を2.5部、バインダーとしてCMC(ダイセル1120:カルボキシメチルセルロース)0.5部、PTFE(ポリテトラフルオロエチレン30−J:三井・デュポンフロロケミカル社製、60%水系分散体)3.5部、水48.5部を混合して、リチウムイオン二次電池正極用合材インキ(2)を作製した。
[リチウムイオン二次電池正極用合材インキ(3)]
正極活物質としてLiFePO 45部、導電材料としてデンカブラックHS−100を2.5部、合成例1の両性樹脂型分散剤の水溶液2.5部、バインダーとしてPTFE(ポリテトラフルオロエチレン30−J:三井・デュポンフロロケミカル社製、60%水系分散体)3.5部、水46.5部を混合して、リチウムイオン二次電池正極用合材インキ(3)を作製した。
<Preparation of mixed ink for positive electrode of lithium ion secondary battery>
[Composite ink for lithium ion secondary battery positive electrode (1)]
45 parts LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 as a positive electrode active material, 2.5 parts Denka Black HS-100 as a conductive material, 2.5 parts PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder, NMP ( 50 parts of (N-methylpyrrolidone) was mixed to prepare a composite ink (1) for a lithium ion secondary battery positive electrode.
[Composite ink for lithium ion secondary battery positive electrode (2)]
45 parts of LiFePO 4 as a positive electrode active material, 2.5 parts of Denka Black HS-100 as a conductive material, 0.5 part of CMC (Daicel 1120: carboxymethylcellulose) as a binder, PTFE (polytetrafluoroethylene 30-J: Mitsui A mixture ink (2) for a positive electrode of a lithium ion secondary battery was prepared by mixing 3.5 parts of DuPont Fluorochemical Co., Ltd., 60% aqueous dispersion) and 48.5 parts of water.
[Composite ink for lithium ion secondary battery positive electrode (3)]
45 parts of LiFePO 4 as a positive electrode active material, 2.5 parts of Denka Black HS-100 as a conductive material, 2.5 parts of an aqueous solution of the amphoteric resin-type dispersant of Synthesis Example 1, PTFE (polytetrafluoroethylene 30-J as a binder) : Mitsui / DuPont Fluoro Chemical Co., Ltd., 60% aqueous dispersion) 3.5 parts and 46.5 parts of water were mixed to prepare a mixture ink (3) for a lithium ion secondary battery positive electrode.

<リチウムイオン二次電池正極、および評価用コイン型電池の作製>
実施例1の導電性プライマー組成物(1−1)を集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥して下地層の厚みが2μmとなるよう調整した。さらに、リチウムイオン二次電池正極用合材インキを下地層上に塗布した後、減圧加熱乾燥した。さらに、ロールプレスによる圧延処理を行い、厚みが70μmとなる正極を作製し、密着性を以下の方法にて評価した。
<Preparation of Lithium Ion Secondary Battery Positive Electrode and Evaluation Coin Type Battery>
After applying the conductive primer composition (1-1) of Example 1 onto a 20 μm-thick aluminum foil serving as a current collector using a doctor blade, it was dried under reduced pressure and dried to a thickness of 2 μm. Adjusted as follows. Further, a mixture ink for a positive electrode of a lithium ion secondary battery was applied on the underlayer, and then dried by heating under reduced pressure. Furthermore, the rolling process by a roll press was performed, the positive electrode from which thickness becomes 70 micrometers was produced, and adhesiveness was evaluated with the following method.

次に、得られた正極を、直径16mmに打ち抜き作用極と、金属リチウム箔対極と、作用極及び対極の間に挿入されるセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)と、電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを1:1(体積比)の割合で混合した混合溶媒にLiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水系電解液)とからなる評価用コイン型電池を作製した。コイン型電池の作製はアルゴンガス置換したグロ−ブボックス内で行い、コイン型電池作製後、所定の電池特性評価を行った。 Next, the obtained positive electrode was punched into a diameter of 16 mm, a working electrode, a metallic lithium foil counter electrode, a separator (porous polypropylene film) inserted between the working electrode and the counter electrode, and an electrolytic solution (ethylene carbonate and diethyl carbonate). A coin-type battery for evaluation consisting of a non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent in which the ratio of 1: 1 was mixed at a ratio of 1: 1 (volume ratio) was prepared. The coin-type battery was manufactured in a glove box substituted with argon gas, and a predetermined battery characteristic evaluation was performed after the coin-type battery was manufactured.

(電極の密着性)
上記で作製した電極に、ナイフを用いて電極表面から集電体に達する深さまでの切込みを2mm間隔で縦横それぞれ6本の碁盤目の切込みを入れた。この切り込みに粘着テープを貼り付けて直ちに引き剥がし、活物質の脱落の程度を目視判定で判定した。評価基準を下記に示す。
○:「剥離なし(実用上問題のないレベル)」
○△:「わずかに剥離(問題はあるが使用可能レベル)」
△:「半分程度剥離」
×:「ほとんどの部分で剥離」
(Electrode adhesion)
Using the knife, the incision from the surface of the electrode to the depth reaching the current collector was cut into 6 grids in the vertical and horizontal directions at intervals of 2 mm. An adhesive tape was applied to the cut and immediately peeled off, and the degree of the active material falling off was determined by visual judgment. The evaluation criteria are shown below.
○: “No peeling (practical level)”
○ △: “Slightly peeled (problem but usable level)”
Δ: “About half peel”
×: “Peeling at most parts”

(充放電保存特性)
得られたコイン型電池について、充放電装置(北斗電工(株)製SM−8)を用い、充放電測定を行った。
充電電流1.9mAにて充電終止電圧4.3Vまで定電流充電を続けた。電池の電圧が4.3Vに達した後、放電電流1.9 mAで放電終止電圧2.8Vに達するまで定電流放電を行った。これらの充電・放電サイクルを1サイクルとして5サイクルの充電・放電を繰り返し、5サイクル目の放電容量を初回放電容量とした。(初回放電容量を維持率100%とする)。
(Charge / discharge storage characteristics)
About the obtained coin-type battery, charging / discharging measurement was performed using the charging / discharging apparatus (Hokuto Denko Co., Ltd. SM-8).
The constant current charging was continued up to a charging end voltage of 4.3 V at a charging current of 1.9 mA. After the battery voltage reached 4.3V, constant current discharge was performed at a discharge current of 1.9 mA until the discharge end voltage reached 2.8V. These charge / discharge cycles are defined as one cycle, and 5 cycles of charge / discharge are repeated, and the discharge capacity at the fifth cycle is defined as the initial discharge capacity. (The initial discharge capacity is assumed to be 100% maintenance rate).

次に、5サイクル目までと同様に充電を行った後、60℃恒温槽にて100時間保存後に、放電電流1mAで放電終止電圧2.8Vに達するまで定電流放電を行い、放電容量の変化率を算出した(100%に近いほど良好)。
◎:「変化率が98%以上。特に優れている。」
○:「変化率が95%以上、98%未満。優れている。」
○△:「変化率が90%以上、95%未満。全く問題なし。」
△:「変化率が85%以上、90%未満。問題はあるが使用可能なレベル。」
×:「変化率が85%未満。実用上問題あり、使用不可。」
Next, after charging in the same way as the 5th cycle, after storing for 100 hours in a constant temperature bath at 60 ° C., constant current discharge is performed at a discharge current of 1 mA until the discharge end voltage reaches 2.8 V, and the change in discharge capacity The rate was calculated (the closer to 100%, the better).
A: “Change rate is 98% or more. Particularly excellent.”
○: “Change rate is 95% or more and less than 98%. Excellent”
○ △: “Change rate is 90% or more and less than 95%. No problem at all”
Δ: “Change rate is 85% or more and less than 90%.
×: “Change rate is less than 85%.

また、使用する活物質が、LiFePOの場合は、充電電流1 mA、充電終止電圧4.2V、放電電流1 mA,放電終止電圧2.0Vとした以外は、LiNi1/3Mn1/3Co1/3の場合と同様に充放電保存特性を測定出来る。
さらに、負極電極用の活物質として人造黒鉛を使用する場合(後述)は、充電電流0.85mA(0.1C相当)、充電終止電圧0.1V、放電電流0.85 mA,放電終止電圧2.0Vとした以外は、LiNi1/3Mn1/3Co1/3の場合と同様に充放電保存特性を測定出来る。
In addition, when the active material used is LiFePO 4 , LiNi 1/3 Mn 1/3 except that the charging current is 1 mA, the charging end voltage is 4.2 V, the discharging current is 1 mA, and the discharging end voltage is 2.0 V. The charge / discharge storage characteristics can be measured as in the case of Co 1/3 O 2 .
Further, when artificial graphite is used as an active material for the negative electrode (described later), a charging current of 0.85 mA (corresponding to 0.1 C), a charging end voltage of 0.1 V, a discharging current of 0.85 mA, a discharging end voltage of 2 The charge / discharge storage characteristics can be measured in the same manner as LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 except that the voltage is 0.0 V.

実施例2〜12、16〜22、比較例1〜4、6〜11で得られた導電性プライマー組成物を用い、表4に示すように導電性プライマー組成物及び、正極二次電池電極用合材インキの組み合せを変えた以外は実施例1と同様にして、正極二次電池電極を得、同様に評価した。 Using the conductive primer compositions obtained in Examples 2-12, 16-22, and Comparative Examples 1-4, 6-11, as shown in Table 4, for conductive primer compositions and positive electrode secondary battery electrodes A positive electrode secondary battery electrode was obtained and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the combination of the mixture inks was changed.

<リチウムイオン二次電池負極用合材インキ、および評価用コイン型電池の作製>
[リチウムイオン二次電池負極用合材インキ(4)]
負極活物質として人造黒鉛90部、導電材料としてデンカブラックHS−100を2部、バインダーとしてPVDF(ポリフッ化ビニリデン)8部、NMP(N−メチルピロリドン)100部を混合して、リチウムイオン二次電池負極用合材インキを作製した。
<Production of Lithium Ion Secondary Battery Negative Electrode Ink and Evaluation Coin Type Battery>
[Lithium ion secondary battery negative electrode ink (4)]
90 parts of artificial graphite as a negative electrode active material, 2 parts of Denka Black HS-100 as a conductive material, 8 parts of PVDF (polyvinylidene fluoride) as a binder, and 100 parts of NMP (N-methylpyrrolidone) are mixed, and lithium ion secondary A composite ink for battery negative electrode was prepared.

実施例13〜15、23、24、および比較例5、12で得られた導電性プライマー組成物を集電体となる厚さ20μmの銅箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥して下地層の厚みが2μmとなるよう調整した。さらに、リチウムイオン二次電池負極用合材インキ(4)を下地層上に塗布した後、減圧加熱乾燥した。さらに、ロールプレスによる圧延処理を行い、減圧加熱乾燥して電極の厚みが70μmとなるよう調整し、正極の場合と同様に評価した。なお、充放電保持特性は、負極を作用極、金属リチウム箔を対極とした評価用コイン型電池を用いて評価した。   After applying the conductive primer compositions obtained in Examples 13 to 15, 23, and 24 and Comparative Examples 5 and 12 onto a copper foil having a thickness of 20 μm as a current collector using a doctor blade, heating under reduced pressure was performed. It dried and adjusted so that the thickness of a base layer might be set to 2 micrometers. Furthermore, after applying the mixture ink (4) for lithium ion secondary battery negative electrodes on a base layer, it dried under reduced pressure heating. Furthermore, the rolling process by a roll press was performed, and it adjusted so that the thickness of an electrode might be set to 70 micrometers by drying under reduced pressure, and evaluated similarly to the case of a positive electrode. The charge / discharge retention characteristics were evaluated using an evaluation coin-type battery having a negative electrode as a working electrode and a metal lithium foil as a counter electrode.

表4に示すように、本発明の導電性プライマー組成物を用いた場合、導電性プライマー組成物が均一に分散されているため、形成される下地層の表面が平滑なことによる合材層との接触抵抗の低下や、下地層内の導電ネットワークが良好なため、良好な電池充放電保存特性が得られると考えられる。
一方、比較例では、形成される下地層の表面の平滑性が維持できず、密着性が低下し、その結果十分な電池充放電特性が得られず、下地層を形成することで特性を損ねてしまう場合も見られてしまった。また、比較例では、得られる下地層の導電炭素粒子同士が最密に充填出来ていないためか、導電ネットワークが十分でないために電池充放電特性が低下してしまったと考えられる。
As shown in Table 4, when the conductive primer composition of the present invention is used, the conductive primer composition is uniformly dispersed. It is considered that good battery charge / discharge storage characteristics can be obtained because of a low contact resistance and a good conductive network in the underlayer.
On the other hand, in the comparative example, the smoothness of the surface of the underlying layer to be formed cannot be maintained, the adhesion is lowered, and as a result, sufficient battery charge / discharge characteristics cannot be obtained, and the characteristics are impaired by forming the underlying layer. It was also seen if you end up. Moreover, in the comparative example, it is thought that the battery charge / discharge characteristics were deteriorated because the conductive carbon particles of the obtained underlayer could not be packed closely or the conductive network was not sufficient.

Figure 2014107073
Figure 2014107073

Claims (6)

平均粒子径1〜50μmの葉状天然黒鉛からなる黒鉛粒子(A)、平均粒子径0.01〜0.3μmのカーボンブラック(B)、下記単量体を共重合してなる共重合体中のカルボキシル基の少なくとも一部を塩基性化合物で中和してなる両性樹脂型分散剤(C)、バインダー(D)、および水性液状媒体(E)を含有する、非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物。
芳香環を有するエチレン性不飽和単量体(c1):5〜70重量%
カルボキシル基を有するエチレン性不飽和単量体(c2):15〜60重量%
アミノ基を有するエチレン性不飽和単量体(c3):1〜80重量%
前記(c1)〜(c3)以外のエチレン性不飽和単量体(c4):0〜79重量%
(但し、前記(c1)〜(c4)の合計を100重量%とする)
In a copolymer obtained by copolymerizing graphite particles (A) made of leaf-like natural graphite having an average particle size of 1 to 50 μm, carbon black (B) having an average particle size of 0.01 to 0.3 μm, and the following monomers: Conductive material for forming a non-aqueous secondary battery electrode containing an amphoteric resin type dispersant (C) obtained by neutralizing at least a part of a carboxyl group with a basic compound, a binder (D), and an aqueous liquid medium (E) Primer composition.
Ethylenically unsaturated monomer having an aromatic ring (c1): 5 to 70% by weight
Ethylenically unsaturated monomer having a carboxyl group (c2): 15 to 60% by weight
Ethylenically unsaturated monomer having an amino group (c3): 1 to 80% by weight
Ethylenically unsaturated monomers (c4) other than (c1) to (c3): 0 to 79% by weight
(However, the total of (c1) to (c4) is 100% by weight)
さらに本発明は、葉状黒鉛粒子(A)、カーボンブラック(B)の合計100重量%中、葉状黒鉛粒子(A)の割合が60〜99重量%、カーボンブラック(B)の割合が1〜40重量%であることを特徴とする請求項1記載の非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物。 Further, in the present invention, the proportion of the leaf-like graphite particles (A) is 60 to 99% by weight and the proportion of the carbon black (B) is 1 to 40 in the total 100% by weight of the leaf-like graphite particles (A) and the carbon black (B). The conductive primer composition for forming a nonaqueous secondary battery electrode according to claim 1, wherein the composition is wt%. 請求項1または2記載の非水系二次電池電極形成用導電性プライマー組成物から形成されてなる二次電池電極下地層。   The secondary battery electrode base layer formed from the conductive primer composition for non-aqueous secondary battery electrode formation of Claim 1 or 2. 集電体上に、請求項3記載の非水系二次電池電極下地層、および合材層が積層されてなることを特徴とする非水系二次電池電極。 A non-aqueous secondary battery electrode, wherein the non-aqueous secondary battery electrode base layer and the composite material layer according to claim 3 are laminated on a current collector. 合材層が、両性樹脂型分散剤(C)を含有する合材インキから形成されてなることを特徴とする請求項4記載の非水系二次電池電極。   The non-aqueous secondary battery electrode according to claim 4, wherein the composite layer is formed from a composite ink containing an amphoteric resin type dispersant (C). 正極と負極と電解液とを具備する二次電池であって、正極もしくは負極の少なくとも一方が、請求項4または5記載の非水系二次電池電極である非水系二次電池。
A non-aqueous secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the non-aqueous secondary battery electrode according to claim 4 or 5.
JP2012258131A 2012-11-27 2012-11-27 Non-aqueous secondary battery electrode forming conductive primer composition, non-aqueous secondary battery electrode using the same, and non-aqueous secondary battery Active JP6044300B2 (en)

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