JP2014200710A - Silicon simple substance-containing emulsion, microcapsule and active material particle, as well as production method of them - Google Patents

Silicon simple substance-containing emulsion, microcapsule and active material particle, as well as production method of them Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide spherical active material particles which include a carbon-coated silicon-based material and of which the dispersion in the particle size is restrained to a low level.SOLUTION: Mono-dispersed spherical active material particles are obtained by producing a W/O/W or S/O/W type emulsion including a silicon-based material inside thereof via a step to make the suspension pass through predetermined holes, subsequently producing microcapsules by polymerizing a monomer in the oil phase of the emulsion, and then carbonizing organic substances in the microcapsules.

Description

本発明はケイ素単体を含むエマルション、マイクロカプセル及び活物質粒子並びにこれらの製造方法に関する。   The present invention relates to an emulsion containing silicon alone, microcapsules and active material particles, and a method for producing them.

リチウムイオン二次電池は小型で大容量であるため、携帯電話やノート型パソコンなどの種々の機器の電池として用いられている。リチウムイオン二次電池は、必須の構成要素として正極及び負極の対の電極を備える。電極は活物質層及び該活物質層が表面に結着された集電体を有する。負極に含まれる活物質層は、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る材料である負極活物質を含む。近年、ケイ素単体や、ケイ素単体と二酸化ケイ素に不均化するSiO(0.3≦x≦1.6)などのケイ素系材料が負極活物質として有用であるとの知見が得られ、ケイ素系材料についての研究が盛んに行われている。 Lithium ion secondary batteries are small and have a large capacity, and are therefore used as batteries for various devices such as mobile phones and notebook computers. A lithium ion secondary battery includes a pair of electrodes of a positive electrode and a negative electrode as an essential component. The electrode includes an active material layer and a current collector on which the active material layer is bound. The active material layer included in the negative electrode includes a negative electrode active material that is a material capable of inserting and extracting lithium ions. In recent years, it has been found that silicon-based materials such as silicon alone and SiO x (0.3 ≦ x ≦ 1.6) disproportionated to silicon simple substance and silicon dioxide are useful as negative electrode active materials. There is a lot of research on system materials.

ケイ素系材料を好適な負極活物質として用いるために、ケイ素系材料をカーボンコーティングし、良好な導電性を付与する技術が知られている。ケイ素系材料をカーボンコーティングする方法としては、ケイ素系材料と炭素材とを機械的せん断力で密着させるメカニカルアロイング法や、ケイ素系材料に炭素含有ガスを化学蒸着させるCVD法などが挙げられる。特許文献1には、ケイ素単体を含む材料をCVD法でカーボンコーティングし負極活物質とする技術が開示されている。   In order to use a silicon-based material as a suitable negative electrode active material, a technique is known in which a silicon-based material is coated with carbon to give good conductivity. Examples of a method for carbon coating a silicon-based material include a mechanical alloying method in which the silicon-based material and the carbon material are adhered to each other with a mechanical shear force, and a CVD method in which a carbon-containing gas is chemically vapor-deposited on the silicon-based material. Patent Document 1 discloses a technique in which a material containing silicon alone is carbon-coated by a CVD method to form a negative electrode active material.

特開2011−192453号公報JP 2011-192453 A

しかしながら、従来のケイ素系材料のカーボンコーティング法で得られた活物質粒子を観察すると、カーボンコートの程度にムラが観察され、このムラを制御するのは実際上非常に困難であった。しかも、従来のカーボンコーティング法で得られる活物質の粒径は、ロット間はもちろんロット内であっても大きな分散が観察された。活物質の粒径の分散が大きいと、活物質全体の表面積が電極毎にばらつく原因となるし、電極毎の活物質の充填率がばらつく原因にもなる。その結果、電極毎の電池容量にばらつきが生じる。従来のカーボンコーティング法で得られる活物質の粒径の分散は、主にカーボンコーティング前のケイ素系材料の粒径の分散に依存する。そして、通常、ケイ素系材料はボールミルなどでの粉砕により調製されるため、ケイ素系材料の粒径に大きな分散が生じることを回避するのは困難であった。しかも、ケイ素系材料を含む活物質の形状を、活物質として作用するのに理想的な球状とすることは現実的に困難であった。   However, when the active material particles obtained by the conventional carbon coating method of silicon-based material are observed, unevenness is observed in the degree of carbon coating, and it is actually very difficult to control this unevenness. Moreover, a large dispersion was observed in the particle size of the active material obtained by the conventional carbon coating method, not only between lots but also within lots. If the dispersion of the particle size of the active material is large, the surface area of the entire active material may vary from electrode to electrode, and the filling rate of the active material from electrode to electrode may vary. As a result, the battery capacity varies from electrode to electrode. The dispersion of the particle size of the active material obtained by the conventional carbon coating method mainly depends on the dispersion of the particle size of the silicon-based material before the carbon coating. In general, since the silicon-based material is prepared by pulverization with a ball mill or the like, it is difficult to avoid a large dispersion in the particle size of the silicon-based material. Moreover, it has been practically difficult to make the shape of an active material containing a silicon-based material into an ideal sphere for acting as an active material.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、カーボンコーティングされたケイ素系材料を含み、粒径の分散を低く抑えた球状の活物質粒子を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide spherical active material particles that contain a carbon-coated silicon-based material and have low dispersion in particle size.

本発明者はケイ素系材料のカーボンコーティング法について鋭意検討を重ねた。そして、本発明者は思いがけず、ケイ素系材料のカーボンコーティング法としてエマルション及びマイクロカプセル製造技術を適用することを想起した。さらに、鋭意検討を重ねた結果、ケイ素系材料と重合性モノマーを用いたエマルション、このエマルションを原料とするマイクロカプセル、そして、このマイクロカプセルを原料とする活物質粒子を得るに至り、かかる活物質粒子の粒径の分散が低く抑えられることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventor has intensively studied a carbon coating method for silicon-based materials. The present inventors unexpectedly recalled the application of emulsion and microcapsule manufacturing techniques as a carbon coating method for silicon-based materials. Furthermore, as a result of extensive studies, an emulsion using a silicon-based material and a polymerizable monomer, a microcapsule using the emulsion as a raw material, and active material particles using the microcapsule as a raw material were obtained. The inventors have found that the dispersion of the particle size of the particles can be kept low, and have completed the present invention.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションは、ケイ素単体を含む内水相又はケイ素単体を含む固体相、重合性モノマーを含む油相、及び外水相からなることを特徴とする。   The W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention comprises an inner aqueous phase containing silicon alone or a solid phase containing silicon alone, an oil phase containing a polymerizable monomer, and an outer aqueous phase. Features.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの製造方法の一態様は、重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程、又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程のいずれかから選択される第1エマルション形成工程と、前記第1エマルション形成工程で得られた液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる第1孔通過工程と、前記第1孔通過工程を経た液を極性の連続相溶液に分散させる第2エマルション形成工程と、を有することを特徴とする。   One aspect of the method for producing a W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention is a W / O type emulsion forming step of adding a polar liquid containing silicon alone to an organic solvent containing a polymerizable monomer, or The first emulsion forming step selected from any of the S / O suspension forming steps in which silicon alone is dispersed in an organic solvent containing a polymerizable monomer, and the liquid obtained in the first emulsion forming step have pores. It has the 1st hole passage process which passes the said hole of a film | membrane or a partition, and the 2nd emulsion formation process which disperse | distributes the liquid which passed the said 1st hole passage process in a polar continuous phase solution, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの製造方法の他の態様は、重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程、又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程のいずれかから選択される第1エマルション形成工程と、前記第1エマルション形成工程で得られた液を極性の連続相溶液に分散させる第3エマルション形成工程と、前記第3エマルション形成工程で形成されたエマルション含有溶液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる第2孔通過工程と、を有することを特徴とする。   In another aspect of the method for producing a W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention, a W / O type emulsion is formed by adding a polar liquid containing silicon alone to an organic solvent containing a polymerizable monomer. The first emulsion forming step selected from either the step or the S / O type suspension forming step in which silicon alone is dispersed in an organic solvent containing a polymerizable monomer, and the liquid obtained in the first emulsion forming step is polar A third emulsion forming step for dispersing in the continuous phase solution, and a second hole passing step for allowing the emulsion-containing solution formed in the third emulsion forming step to pass through the pores of the membrane or partition wall having pores. It is characterized by that.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒の形状は、エマルションであるから当然に球状である。また、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションは、特定の範囲の孔径を有する膜又は隔壁を通過させて製造されることから、エマルション粒径の分散が低く抑えられている。   Since the shape of the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention is an emulsion, it is naturally spherical. Further, since the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention is produced by passing through a film or partition having a pore diameter in a specific range, dispersion of the emulsion particle size can be kept low. ing.

本発明のマイクロカプセルは、ケイ素単体を含有し、油相の主成分がポリマーであることを特徴とする。本発明のマイクロカプセルの製造方法は、上記W/O/W型又はS/O/W型エマルションに含まれる重合性モノマーを重合させる重合工程を有することを特徴とする。   The microcapsule of the present invention is characterized in that it contains silicon alone and the main component of the oil phase is a polymer. The method for producing a microcapsule according to the present invention is characterized by having a polymerization step of polymerizing a polymerizable monomer contained in the W / O / W type or S / O / W type emulsion.

本発明のマイクロカプセルは、球状で低分散の上記W/O/W型又はS/O/W型エマルションに含まれる重合性モノマーを重合させる重合工程を介して製造されることから、本発明のマイクロカプセルは球状であり、その粒径の分散も低く抑えられている。   Since the microcapsule of the present invention is produced through a polymerization step in which the polymerizable monomer contained in the spherical and low-dispersion W / O / W type or S / O / W type emulsion is polymerized, The microcapsule is spherical and its particle size dispersion is kept low.

本発明の活物質粒子は、ケイ素単体を含有し、球状であることを特徴とする。また、本発明の活物質粒子は、粒径が低分散、好ましくは単分散である。本発明の活物質粒子の製造方法は、上記マイクロカプセルを焼成する焼成工程を有することを特徴とする。   The active material particles of the present invention are characterized in that they contain silicon alone and are spherical. Further, the active material particles of the present invention are low-dispersion, preferably mono-dispersed in particle size. The method for producing active material particles of the present invention includes a firing step of firing the microcapsules.

本発明の活物質粒子は、球状で低分散の上記マイクロカプセルを焼成する焼成工程を介して製造されることから、本発明の活物質粒子は球状であり、その粒径の分散も低く抑えられている。   Since the active material particles of the present invention are manufactured through a firing step of firing the spherical and low-dispersion microcapsules, the active material particles of the present invention are spherical, and the dispersion of the particle size can be kept low. ing.

本発明の活物質粒子は、カーボンコーティングされたケイ素系材料を含み、粒径が低分散であって、球状である。本発明の活物質粒子は粒径の分散が抑えられているから、本発明の活物質粒子を例えば負極活物質として電極に用いた場合、電極毎の負極活物質全体の表面積のばらつきを低減できるし、電極毎の負極活物質の充填率のばらつきを低減できる。その結果、電極毎の電池容量のばらつきを抑制することができる。   The active material particles of the present invention contain a carbon-coated silicon-based material, have a low particle size, and are spherical. Since dispersion of the particle size of the active material particles of the present invention is suppressed, when the active material particles of the present invention are used as an anode active material, for example, in an electrode, it is possible to reduce variation in the surface area of the entire anode active material for each electrode. And the dispersion | variation in the filling rate of the negative electrode active material for every electrode can be reduced. As a result, variation in battery capacity for each electrode can be suppressed.

本発明のW/O/W型エマルションの光学顕微鏡写真である。写真右下のスケールの大きさは200μmである。It is an optical microscope photograph of the W / O / W type emulsion of the present invention. The scale at the bottom right of the photo is 200 μm. 本発明のマイクロカプセルの光学顕微鏡写真である。写真右下のスケールの大きさは100μmである。It is an optical microscope photograph of the microcapsule of this invention. The scale size in the lower right of the photo is 100 μm. 本発明のマイクロカプセルの走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the microcapsule of this invention. 本発明のマイクロカプセルの走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the microcapsule of this invention. 本発明のマイクロカプセルの走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the microcapsule of this invention. 本発明のマイクロカプセルの走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the microcapsule of this invention. 本発明のマイクロカプセルの走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the microcapsule of this invention. 本発明のマイクロカプセルの走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the microcapsule of this invention. 本発明のマイクロカプセルの走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the microcapsule of this invention. 本発明の活物質粒子の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the active material particle of this invention. 本発明の活物質粒子の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the active material particle of this invention. 本発明の活物質粒子の走査型電子顕微鏡写真である。It is a scanning electron micrograph of the active material particle of this invention. レーザー回折散乱式粒度分布測定装置による本発明のマイクロカプセル(焼成前)と本発明の活物質粒子(焼成後)の粒度分布の測定結果である。It is the measurement result of the particle size distribution of the microcapsule (before baking) of this invention and the active material particle (after baking) of this invention by the laser diffraction scattering type particle size distribution measuring apparatus.

以下に、本発明を実施するための形態を説明する。なお、特に断らない限り、本明細書に記載された数値範囲「a〜b」は、下限aおよび上限bをその範囲に含む。そして、これらの上限値および下限値、ならびに実施例中に列記した数値も含めてそれらを任意に組み合わせることで数値範囲を構成し得る。さらに数値範囲内から任意に選択した数値を上限、下限の数値とすることができる。本明細書中、例えば、(メタ)アクリル酸との表記は、アクリル酸及びメタアクリル酸のそれぞれを独立して意味する。   Below, the form for implementing this invention is demonstrated. Unless otherwise specified, the numerical range “ab” described herein includes the lower limit “a” and the upper limit “b”. The numerical range can be configured by arbitrarily combining these upper limit value and lower limit value and the numerical values listed in the examples. Furthermore, numerical values arbitrarily selected from the numerical value range can be used as upper and lower numerical values. In this specification, for example, the notation of (meth) acrylic acid means each of acrylic acid and methacrylic acid independently.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションは、ケイ素単体を含む内水相又はケイ素単体を含む固体相、重合性モノマーを含む油相、及び外水相からなることを特徴とする。   The W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention comprises an inner aqueous phase containing silicon alone or a solid phase containing silicon alone, an oil phase containing a polymerizable monomer, and an outer aqueous phase. Features.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの製造方法の一態様は、重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程、又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程のいずれかから選択される第1エマルション形成工程と、前記第1エマルション形成工程で得られた液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる第1孔通過工程と、前記第1孔通過工程を経た液を極性の連続相溶液に分散させる第2エマルション形成工程と、を有することを特徴とする。   One aspect of the method for producing a W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention is a W / O type emulsion forming step of adding a polar liquid containing silicon alone to an organic solvent containing a polymerizable monomer, or The first emulsion forming step selected from any of the S / O suspension forming steps in which silicon alone is dispersed in an organic solvent containing a polymerizable monomer, and the liquid obtained in the first emulsion forming step have pores. It has the 1st hole passage process which passes the said hole of a film | membrane or a partition, and the 2nd emulsion formation process which disperse | distributes the liquid which passed the said 1st hole passage process in a polar continuous phase solution, It is characterized by the above-mentioned.

また、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの製造方法の他の態様は、重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程、又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程のいずれかから選択される第1エマルション形成工程と、前記第1エマルション形成工程で得られた液を極性の連続相溶液に分散させる第3エマルション形成工程と、前記第3エマルション形成工程で形成されたエマルション含有溶液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる第2孔通過工程と、を有することを特徴とする。   In another aspect of the method for producing a W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention, a W / O type emulsion is formed by adding a polar liquid containing silicon alone to an organic solvent containing a polymerizable monomer. The first emulsion forming step selected from either the step or the S / O type suspension forming step in which silicon alone is dispersed in an organic solvent containing a polymerizable monomer, and the liquid obtained in the first emulsion forming step is polar A third emulsion forming step for dispersing in the continuous phase solution, and a second hole passing step for allowing the emulsion-containing solution formed in the third emulsion forming step to pass through the pores of the membrane or partition wall having pores. It is characterized by that.

以下、エマルションの製造方法に沿って本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションを説明する。   Hereinafter, the W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention will be described along the emulsion production method.

第1エマルション形成工程は、重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程、又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程のいずれかの工程である。   The first emulsion forming step is a W / O type emulsion forming step of adding a polar liquid containing silicon alone to an organic solvent containing a polymerizable monomer, or an S / O type suspension in which silicon simple substance is dispersed in an organic solvent containing a polymerizable monomer. Any of the forming steps.

ケイ素単体を含む極性液(以下、単に「極性液」という場合がある。)とは、W/O型エマルションのWに相当するものである。極性液はケイ素単体と水又はカーボン数3までのアルコール類(以下、単に「アルコール類」という。)とを必須の構成成分とし、重合性モノマーを含む有機溶媒と混和しない液である。極性液の組成は重合性モノマーを含む有機溶媒とエマルションを形成し、ケイ素単体を含む材料と水又はアルコール類とを含むものであれば、特に制限は無い。   The polar liquid containing silicon alone (hereinafter sometimes simply referred to as “polar liquid”) corresponds to W of the W / O emulsion. The polar liquid is a liquid which contains silicon alone and water or alcohols having up to 3 carbon atoms (hereinafter simply referred to as “alcohols”) as essential components and is not miscible with an organic solvent containing a polymerizable monomer. The composition of the polar liquid is not particularly limited as long as it forms an emulsion with an organic solvent containing a polymerizable monomer and contains a material containing silicon alone and water or alcohols.

ケイ素単体を含む材料(以下、ケイ素含有物ということがある。)としては、ケイ素単体、ケイ素単体と二酸化ケイ素に不均化するSiO(0.3≦x≦1.6)、並びにこれらを含む材料が挙げられる。極性液に必須のケイ素含有物の好適な配合量を例示すると、水100質量部に対し、ケイ素含有物1〜200質量部の範囲が好ましく、10〜150質量部の範囲がより好ましく、50〜120質量部の範囲がさらに好ましい。ケイ素含有物の平均粒径は、W/O型エマルション又はS/O型サスペンションを形成できる範囲内であれば特に制限は無い。好適なケイ素含有物の平均粒径を例示すると、1nm〜100μmの範囲内が好ましく、5nm〜10μmの範囲内がより好ましく、10nm〜5μmの範囲内が特に好ましい。ケイ素含有物の平均粒径は、光学又は電子顕微鏡、レーザー回折式粒度分布測定装置、ゼータ電位測定式粒度分布測定装置、デジタル画像解析式粒度分布測定装置などを用いて算出することができる。本明細書中で述べる他の物質の平均粒径についても、これらの装置を用いて算出すればよい。 As a material containing silicon simple substance (hereinafter sometimes referred to as silicon-containing material), silicon simple substance, SiO x (0.3 ≦ x ≦ 1.6) disproportionate to silicon simple substance and silicon dioxide, and these The material to include is mentioned. When the suitable compounding quantity of the silicon-containing substance essential for the polar liquid is exemplified, the range of 1 to 200 parts by mass of the silicon-containing substance is preferable with respect to 100 parts by mass of water, more preferably the range of 10 to 150 parts by mass. The range of 120 parts by mass is more preferable. The average particle size of the silicon-containing material is not particularly limited as long as it is within a range in which a W / O type emulsion or S / O type suspension can be formed. When the average particle diameter of a suitable silicon-containing material is exemplified, it is preferably in the range of 1 nm to 100 μm, more preferably in the range of 5 nm to 10 μm, and particularly preferably in the range of 10 nm to 5 μm. The average particle size of the silicon-containing material can be calculated using an optical or electron microscope, a laser diffraction particle size distribution measuring device, a zeta potential measurement particle size distribution measuring device, a digital image analysis particle size distribution measuring device, or the like. What is necessary is just to calculate the average particle diameter of the other substance described in this specification using these apparatuses.

アルコール類としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、i−プロパノール、エチレングリコール、グリセリン、プロパンジオールが例示できる。
極性液はケイ素単体と水又はアルコール類とを必須の構成成分とするが、これら以外に、界面活性剤や水溶性のW/Oエマルション安定剤を含んでいても良い。極性液における構成成分の配合量は、極性液が重合性モノマーを含む有機溶媒とエマルションを形成する範囲であれば特に限定されない。
Examples of alcohols include methanol, ethanol, n-propanol, i-propanol, ethylene glycol, glycerin, and propanediol.
The polar liquid contains silicon alone and water or alcohol as essential components, but in addition to these, a surfactant and a water-soluble W / O emulsion stabilizer may be included. The compounding quantity of the component in a polar liquid will not be specifically limited if the polar liquid is a range which forms an emulsion with the organic solvent containing a polymerizable monomer.

界面活性剤は極性液又は後述する重合性モノマーを含む有機溶媒のうち少なくともいずれか一方に含まれる。そして、界面活性剤は各エマルション又はサスペンション、すなわちW/O、S/O、W/O/W、S/O/Wの各相の界面に存在する。界面活性剤が極性液に含まれる場合の好適な配合量を例示すると、水100質量部に対し、界面活性剤0.001〜10質量部の範囲が好ましく、0.01〜5質量部の範囲がより好ましく、0.02〜2質量部の範囲がさらに好ましい。   The surfactant is contained in at least one of a polar liquid or an organic solvent containing a polymerizable monomer described later. The surfactant is present at each emulsion or suspension, that is, at the interface of each phase of W / O, S / O, W / O / W, and S / O / W. When the suitable compounding quantity in case surfactant is contained in a polar liquid is illustrated, the range of 0.001-10 mass parts of surfactant is preferable with respect to 100 mass parts of water, The range of 0.01-5 mass parts Is more preferable, and the range of 0.02 to 2 parts by mass is even more preferable.

界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は併用されても良い。   Examples of the surfactant include nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants. These surfactants may be used in combination.

非イオン性界面活性剤としては、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル、ポリオキシアルキレンソルビタンエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビット脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ポリオキシアルキレン変性オルガノポリシロキサンなどの公知のものが挙げられる。好ましい非イオン性界面活性剤としては、スパン85として知られるソルビタントリオレエート、テトラグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、モノステアリン酸ソルビタンが挙げられる。   Nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl ether, polyoxyalkylene sorbitan ether, polyoxyethylene fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbit fatty acid ester, polyoxyethylene alkylphenyl Examples include known ones such as ether, polyethylene glycol fatty acid ester, glycerin fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, and polyoxyalkylene-modified organopolysiloxane. Preferred nonionic surfactants include sorbitan trioleate known as span 85, tetraglycerin condensed ricinoleate, sorbitan monostearate.

陽イオン性界面活性剤としては、塩化アルキルトリメチルアンモニウム、塩化ジアルキルジメチルアンモニウム、塩化ステアリルジメチルベンジルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、カプリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ラウリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ミリスチン酸ジメチルアミノプロピルアミド、パルミチン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ステアリン酸ジメチルアミノプロピルアミド、ベヘニン酸ジメチルアミノプロピルアミド、オレイン酸ジメチルアミノプロピルアミドなどの公知のものが挙げられる。   Cationic surfactants include alkyltrimethylammonium chloride, dialkyldimethylammonium chloride, stearyldimethylbenzylammonium chloride, benzalkonium chloride, capric acid dimethylaminopropylamide, lauric acid dimethylaminopropylamide, myristic acid dimethylaminopropylamide. And known ones such as palmitic acid dimethylaminopropylamide, stearic acid dimethylaminopropylamide, behenic acid dimethylaminopropylamide, and oleic acid dimethylaminopropylamide.

陰イオン性界面活性剤としては、ラウリル硫酸ナトリウムのようなアルキル硫酸塩、α−オレフィンスルホン酸塩、モノアルキルリン酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム、グリココール酸ナトリウム、デオキシコール酸ナトリウムなどの公知のものが挙げられる。   Known anionic surfactants include alkyl sulfates such as sodium lauryl sulfate, α-olefin sulfonates, monoalkyl phosphate esters, sodium alkylbenzene sulfonate, sodium glycocholate, and sodium deoxycholate. Can be mentioned.

両性界面活性剤としては、アルキルジメチルアミノ酢酸ベタイン、アルキルアミドジメチルアミノ酢酸ベタイン、2−アルキル−N−カルボキシ−N−ヒドロキシイミダゾリニウムベタインなどの公知のものが挙げられる。   Examples of amphoteric surfactants include known ones such as alkyldimethylaminoacetic acid betaine, alkylamidodimethylaminoacetic acid betaine, and 2-alkyl-N-carboxy-N-hydroxyimidazolinium betaine.

水溶性のW/Oエマルション安定剤は極性液において必須の構成成分ではないが、水溶性のW/Oエマルション安定剤が極性液中に含まれる場合の好適な配合量を例示すると、水100質量部に対し、水溶性のW/Oエマルション安定剤0.001〜200質量部の範囲が好ましく、0.005〜150質量部の範囲がより好ましく、0.01〜120質量部の範囲がさらに好ましい。   The water-soluble W / O emulsion stabilizer is not an essential component in the polar liquid, but a suitable blending amount when the water-soluble W / O emulsion stabilizer is contained in the polar liquid is 100 masses of water. The water-soluble W / O emulsion stabilizer is preferably in the range of 0.001 to 200 parts by weight, more preferably in the range of 0.005 to 150 parts by weight, and still more preferably in the range of 0.01 to 120 parts by weight. .

水溶性のW/Oエマルション安定剤としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、ヘキシレングリコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等の水溶性溶剤、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリソルベート、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、でんぷん、ゼラチン等の水溶性ポリマー、アクリル酸、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、(メタ)アクリルアミド、フマルアミド、エタクリルアミド、N,N’−メチレンビスアクリロニトリル、2−(メタ)アクリロイルオキシエタンスルホン酸、2−(メタ)アクリロイルオキシプロパンスルホン酸、2−(メタ)アクリルアミド−2−アルキル−プロパンスルホン酸、ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリロイルオキシアルキルリン酸、ビニルホスホン酸等の水溶性の重合性モノマー、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩及び過硫化水素などの水溶性重合開始剤、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩、コロイダルシリカ、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、りん酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化第二鉄などのコロイド形成物が挙げられる。これらの水溶性のW/Oエマルション安定剤は併用されても良い。   Water-soluble W / O emulsion stabilizers include methanol, ethanol, ethylene glycol, propylene glycol, pentanediol, hexanediol, hexylene glycol, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, diethylene glycol diethyl ether Water-soluble solvents such as, polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, polysorbate, carboxymethylcellulose, hydroxymethylcellulose, starch, gelatin and other water-soluble polymers, acrylic acid, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid ester, (meth) acrylamide, Fumaramide, ethacrylamide, N, N′-methylenebisacrylonitrile, 2- (meth) acrylo Ruoxyethanesulfonic acid, 2- (meth) acryloyloxypropanesulfonic acid, 2- (meth) acrylamide-2-alkyl-propanesulfonic acid, vinylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, (meth) acryloyloxyalkylphosphoric acid, vinyl Water-soluble polymerizable monomers such as phosphonic acid, persulfates such as ammonium persulfate and potassium persulfate, and water-soluble polymerization initiators such as hydrogen persulfide, inorganic salts such as sodium chloride and sodium sulfate, colloidal silica, barium sulfate, Examples thereof include colloid-forming materials such as calcium sulfate, barium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, calcium phosphate, aluminum oxide, titanium oxide, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, and ferric hydroxide. These water-soluble W / O emulsion stabilizers may be used in combination.

ケイ素単体を含む固体相はケイ素含有物と同義であり、S/O型サスペンションのSに相当するものである。   The solid phase containing silicon alone is synonymous with the silicon-containing material and corresponds to S of the S / O suspension.

本発明の重合性モノマーは水又はアルコール類と混和しないものであれば特に限定されない。   The polymerizable monomer of the present invention is not particularly limited as long as it is not miscible with water or alcohols.

水又はアルコール類と混和しない重合性モノマーとしては、スチレン、ブロモスチレン、クロロスチレン、ビニルナフタレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、クロルスチレン、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼン、ジビニルジフェニルエーテルおよびジビニルジフェニルスルホン等のビニル芳香族化合物、塩化ビニル、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、クロロプレン等のオレフィン化合物、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート等のアクリル酸エステル類、酢酸ビニル等のビニルエステル、(メタ)アクリロニトリル等の不飽和ニトリルを挙げることができる。重合性モノマーは、単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。   Examples of polymerizable monomers that are immiscible with water or alcohols include styrene, bromostyrene, chlorostyrene, vinylnaphthalene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, t-butylstyrene, chlorostyrene, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, and vinyl toluene. , Vinyl aromatic compounds such as divinylbenzene, divinyltoluene, divinylxylene, divinylnaphthalene, trivinylbenzene, divinyldiphenyl ether and divinyldiphenylsulfone, vinyl chloride, 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3 -Olefin compounds such as butadiene, 1,3-pentadiene, chloroprene, acrylic esters such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate, vinyl such as vinyl acetate Ester, and (meth) unsaturated nitriles such as acrylonitrile. A polymerizable monomer may be used independently and 2 or more types may be used together.

好ましい重合性モノマーとしては、スチレン、ビニルナフタレン、α−メチルスチレン、p−メチルスチレン、t−ブチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレン、ジビニルナフタレン、トリビニルベンゼン、1,3−ブタジエン、イソプレン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、クロロプレンなどの炭素及び水素のみで構成される化合物が例示できる。炭素及び水素のみで構成されるこれらの重合性モノマーは、焼成工程を経た後の活物質粒子において不純物となり得る酸素、窒素、ハロゲンなどを含まないため好ましい。   Preferred polymerizable monomers include styrene, vinyl naphthalene, α-methyl styrene, p-methyl styrene, t-butyl styrene, vinyl toluene, divinyl benzene, divinyl toluene, divinyl xylene, divinyl naphthalene, trivinyl benzene, 1,3- Examples thereof include compounds composed only of carbon and hydrogen, such as butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, and chloroprene. These polymerizable monomers composed only of carbon and hydrogen are preferable because they do not contain oxygen, nitrogen, halogen, or the like that may become impurities in the active material particles after the firing step.

重合性モノマーを含む有機溶媒は、重合性モノマーのみを含むものでも良いが、界面活性剤、架橋剤、油溶性重合開始剤、増粘剤を含んでもよい。   The organic solvent containing a polymerizable monomer may contain only a polymerizable monomer, but may contain a surfactant, a crosslinking agent, an oil-soluble polymerization initiator, and a thickener.

界面活性剤は重合性モノマーを含む有機溶媒又は上述した極性液の少なくともいずれか一方に含まれる。重合性モノマーを含む有機溶媒に含まれる界面活性剤としては、上述した具体的な界面活性剤を単独又は複数採用できるが、重合性モノマーに対する溶解性の観点から非イオン性界面活性剤を採用するのが好ましい。好ましい非イオン性界面活性剤の具体例として、スパン85として知られるソルビタントリオレエート、テトラグリセリン縮合リシノレイン酸エステル、モノステアリン酸ソルビタンを挙げることができる。界面活性剤が重合性モノマーを含む有機溶媒中に含まれる場合の好適な配合量を例示すると、重合性モノマー100質量部に対し、界面活性剤0.01〜15質量部の範囲が好ましく、0.1〜10質量部の範囲がより好ましく、1〜8質量部の範囲がさらに好ましい。   The surfactant is contained in at least one of the organic solvent containing a polymerizable monomer and the polar liquid described above. As the surfactant contained in the organic solvent containing the polymerizable monomer, one or more of the above-mentioned specific surfactants can be employed, but a nonionic surfactant is employed from the viewpoint of solubility in the polymerizable monomer. Is preferred. Specific examples of preferred nonionic surfactants include sorbitan trioleate known as span 85, tetraglycerin condensed ricinoleic acid ester, and sorbitan monostearate. When a suitable compounding amount when the surfactant is contained in an organic solvent containing a polymerizable monomer is exemplified, the range of 0.01 to 15 parts by mass of the surfactant is preferable with respect to 100 parts by mass of the polymerizable monomer. The range of 1-10 mass parts is more preferable, and the range of 1-8 mass parts is further more preferable.

架橋剤は分子内に2個以上のオレフィンを有する化合物であって、エマルションの油相又はマイクロカプセルのポリマー層を安定化するためのものである。具体的な架橋剤としては、ジビニルベンゼン、ジビニルナフタレン、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、1,4−ブタンジオールジアクリレート、N,N−ジビニルアニリン、ジビニルエーテル、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、トリメチロールプロパントリアクリレートを例示できる。架橋剤は単独で用いられてもよいし、2種以上が併用されてもよい。架橋剤の配合量は特に限定されないが、重合性モノマー100質量部に対し、架橋剤0.01〜50質量部の範囲が好ましく、0.1〜30質量部の範囲がより好ましく、1〜15質量部の範囲がさらに好ましい。   The cross-linking agent is a compound having two or more olefins in the molecule, and is for stabilizing the oil phase of the emulsion or the polymer layer of the microcapsule. Specific crosslinking agents include divinylbenzene, divinylnaphthalene, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, 1,4-butanediol diacrylate, N, N-divinylaniline, divinyl ether, pentaerythritol triallyl ether, trimethylol. Propane triacrylate can be exemplified. A crosslinking agent may be used independently and 2 or more types may be used together. Although the compounding quantity of a crosslinking agent is not specifically limited, The range of 0.01-50 mass parts of crosslinking agents is preferable with respect to 100 mass parts of polymerizable monomers, The range of 0.1-30 mass parts is more preferable, 1-15 The range of parts by mass is more preferable.

油溶性重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスパレロニトリル、4,4′−アゾビス(4−シアノ吉草酸)、2,2′−アゾビス〔2−メチル−N−(2−ヒドロキシエチル)プロピオンアミド〕、2,2′−アゾビス(2−アミジノプロパン)二塩酸塩、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)、2,2′−アゾビスイソブチロニトリル、2,2′−アゾビス(2−メチルプロピオネート)等のアゾ化合物、並びに、ベンゾイルパーオキサイド、ラウロイルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシピバレート、ジ−イソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−t−ブチルパーオキシイソフタレート、1,1′,3,3′−テトラメチルブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート等の過酸化物を挙げることができる。油溶性重合開始剤の配合量は特に限定されないが、重合性モノマー100質量部に対し、油溶性重合開始剤0.01〜10質量部の範囲が好ましく、0.1〜5質量部の範囲がより好ましく、1〜3質量部の範囲がさらに好ましい。   Examples of the oil-soluble polymerization initiator include azobisisobutyronitrile, azobispereronitrile, 4,4′-azobis (4-cyanovaleric acid), 2,2′-azobis [2-methyl-N- (2 -Hydroxyethyl) propionamide], 2,2'-azobis (2-amidinopropane) dihydrochloride, 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobisisobutyro Azo compounds such as nitrile, 2,2'-azobis (2-methylpropionate), benzoyl peroxide, lauroyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, di-t-butyl peroxide, dicumyl peroxide, t- Butyl peroxy-2-ethylhexanoate, t-butyl peroxypivalate, di-isopropyl peroxydicarbonate And peroxides such as di-t-butylperoxyisophthalate, 1,1 ', 3,3'-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate Can do. Although the compounding quantity of an oil-soluble polymerization initiator is not specifically limited, The range of 0.01-10 mass parts of an oil-soluble polymerization initiator is preferable with respect to 100 mass parts of polymerizable monomers, and the range of 0.1-5 mass parts is preferable. More preferably, the range of 1-3 mass parts is further more preferable.

増粘剤は、エマルション又はサスペンションの油相の粘度を増加させ、エマルション又はサスペンションを安定化するための油溶性高分子である。具体的な増粘剤としては、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン‐ブタジエン共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリ酢酸ビニル、ポリ(メタ)アクリレート、ポリメチル(メタ)アクリレート、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル−α−メチルスチレン共重合体、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリエチレンカーボネートを例示できる。増粘剤の重量平均分子量は特に限定されないが、1万〜400万の範囲が好ましく、2.5万〜200万の範囲がより好ましい。増粘剤の配合量は特に限定されないが、重合性モノマー100質量部に対し、増粘剤0.001〜10質量部の範囲が好ましく、0.01〜5質量部の範囲がより好ましく、0.1〜2質量部の範囲がさらに好ましい。   A thickener is an oil-soluble polymer that increases the viscosity of the oil phase of the emulsion or suspension and stabilizes the emulsion or suspension. Specific thickeners include polystyrene, polyethylene, polypropylene, styrene-butadiene copolymer, polymethyl methacrylate, polyvinyl acetate, poly (meth) acrylate, polymethyl (meth) acrylate, polyester, polyvinyl chloride, polyacrylonitrile. And acrylonitrile-α-methylstyrene copolymer, styrene-divinylbenzene copolymer, and polyethylene carbonate. Although the weight average molecular weight of a thickener is not specifically limited, The range of 10,000-4 million is preferable and the range of 25,000-2 million is more preferable. Although the compounding quantity of a thickener is not specifically limited, The range of 0.001-10 mass parts of thickeners is preferable with respect to 100 mass parts of polymerizable monomers, The range of 0.01-5 mass parts is more preferable, 0 More preferably, the range is 1-2 parts by mass.

第1エマルション形成工程である、重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程は、撹拌装置又は超音波装置によって生じるせん断力存在下で行われる。第1エマルション形成工程で用いられる重合性モノマーを含む有機溶媒及び/又は極性液は加温されていても良い。   S / O type suspension in which silicon simple substance is dispersed in organic solvent containing polymerizable monomer or W / O type emulsion forming process in which polar liquid containing silicon simple substance is added to organic solvent containing polymerizable monomer in first emulsion forming process The forming step is performed in the presence of a shearing force generated by a stirring device or an ultrasonic device. The organic solvent and / or polar liquid containing the polymerizable monomer used in the first emulsion forming step may be heated.

撹拌装置又は超音波装置は、W/O型エマルション又はS/O型サスペンションを形成させるのに十分なせん断力を発生できるものであれば特に制限は無い。具体的な撹拌装置又は超音波装置としては、ホモミキサー、ホモジナイザー、ボルテックスミキサー、ナノマイザー、コロイドミル、高圧乳化機、超音波乳化機が挙げられる。   The stirring device or the ultrasonic device is not particularly limited as long as it can generate a shearing force sufficient to form a W / O emulsion or an S / O suspension. Specific examples of the stirring device or the ultrasonic device include a homomixer, a homogenizer, a vortex mixer, a nanomizer, a colloid mill, a high-pressure emulsifier, and an ultrasonic emulsifier.

重合性モノマーを含む有機溶媒と極性液との配合量は、W/O型エマルションを形成できる範囲内で適宜選択できる。好適な重合性モノマーを含む有機溶媒と極性液との配合量は、重合性モノマーを含む有機溶媒100質量部に対し、極性液1〜100質量部の範囲が好ましく、極性液5〜70質量部の範囲がより好ましく、極性液10〜50質量部の範囲が特に好ましい。極性液が100質量部を超えると、W/O型エマルションがO/W型エマルションに転相する恐れがある。   The compounding quantity of the organic solvent containing a polymerizable monomer and a polar liquid can be suitably selected within the range in which a W / O type emulsion can be formed. The blending amount of the organic solvent containing a suitable polymerizable monomer and the polar liquid is preferably in the range of 1 to 100 parts by weight of the polar liquid with respect to 100 parts by weight of the organic solvent containing the polymerizable monomer, and 5 to 70 parts by weight of the polar liquid. The range of 10 to 50 parts by mass of the polar liquid is particularly preferable. If the polar liquid exceeds 100 parts by mass, the W / O type emulsion may invert to the O / W type emulsion.

重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程は、重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素含有物を添加して行ってもよいし、ケイ素含有物に重合性モノマーを含む有機溶媒を添加して行っても良い。   The S / O suspension forming step of dispersing silicon alone in an organic solvent containing a polymerizable monomer may be performed by adding a silicon-containing material to an organic solvent containing a polymerizable monomer, or the polymerizable monomer may be added to the silicon-containing material. You may carry out by adding the organic solvent containing.

重合性モノマーを含む有機溶媒とケイ素含有物との配合量は、S/O型サスペンションを形成できる範囲内で適宜選択できる。好適な重合性モノマーを含む有機溶媒とケイ素含有物との配合量は、重合性モノマーを含む有機溶媒100質量部に対し、ケイ素含有物0.1〜100質量部の範囲が好ましく、ケイ素含有物1〜50質量部の範囲がより好ましく、ケイ素含有物5〜20質量部の範囲が特に好ましい。   The blending amount of the organic solvent containing the polymerizable monomer and the silicon-containing material can be appropriately selected within a range where an S / O type suspension can be formed. The blending amount of the organic solvent containing a suitable polymerizable monomer and the silicon-containing material is preferably in the range of 0.1 to 100 parts by mass of the silicon-containing material with respect to 100 parts by mass of the organic solvent containing the polymerizable monomer. The range of 1-50 mass parts is more preferable, and the range of 5-20 mass parts of silicon-containing materials is particularly preferable.

第1孔通過工程は、前記第1エマルション形成工程で得られた液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる工程である。   The first hole passing step is a step of allowing the liquid obtained in the first emulsion forming step to pass through the hole of the film or partition having holes.

孔を有する膜又は隔壁としては、SPG膜として知られるシラス多孔質ガラス製の多孔質膜、限外濾過処理に使用される膜、シリカアルミナ多孔質膜、ゼオライト多孔質膜、テフロン(登録商標)などの樹脂膜、金属カラム、若しくはこれらの隔壁、又は貫通孔型マイクロチャネルアレイ、マイクロリアクターなどが例示できる。膜又は隔壁の孔径の均一性は本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルション、マイクロカプセル、活物質粒子の粒径の分散に影響を及ぼすので、膜又は隔壁の孔径は均一であるのが好ましい。孔径の均一性、操作性などの観点からSPG膜が特に好ましい。   As a membrane or partition having pores, a porous membrane made of Shirasu porous glass known as an SPG membrane, a membrane used for ultrafiltration treatment, a silica alumina porous membrane, a zeolite porous membrane, Teflon (registered trademark) Examples thereof include a resin film such as, a metal column, or a partition wall thereof, a through-hole type microchannel array, a microreactor, or the like. Since the uniformity of the pore size of the membrane or partition affects the dispersion of the particle size of the W / O / W type or S / O / W type emulsion, microcapsule and active material particles of the present invention, the pore size of the membrane or partition is It is preferably uniform. An SPG film is particularly preferable from the viewpoint of uniformity of pore diameter, operability, and the like.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒径の大きさは、孔を有する膜又は隔壁の孔径に依存する。例えば、第1孔通過工程を経て後述する第2エマルション形成工程で形成されるエマルションの粒径の大きさは、概ね第1孔通過工程で用いた膜又は隔壁の孔径の3倍程度となる。そのため、孔を有する膜又は隔壁の孔径は、所望のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの径の大きさに応じて適宜選択すればよい。好適な膜又は隔壁の孔径を例示すると、0.05μm〜250μmの範囲が好ましく、0.5μm〜50μmの範囲がより好ましく、1μm〜40μmの範囲が特に好ましい。   The particle size of the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention depends on the pore size of the membrane or partition wall having pores. For example, the particle size of the emulsion formed in the second emulsion forming step, which will be described later through the first hole passing step, is about three times the pore size of the membrane or partition used in the first hole passing step. Therefore, the pore diameter of the membrane or partition having pores may be appropriately selected according to the desired size of the W / O / W type or S / O / W type emulsion. When the pore diameter of a suitable membrane or partition is exemplified, the range of 0.05 μm to 250 μm is preferable, the range of 0.5 μm to 50 μm is more preferable, and the range of 1 μm to 40 μm is particularly preferable.

第1孔通過工程は空気や窒素ガスなどによるガス加圧条件下又はシリンジによる加圧条件下で行われるのが好ましい。加圧条件は用いる液並びに膜又は隔壁の孔径に応じ、適宜決定すればよい。SPG膜を用いる際の好適な圧力を例示すると、1kPa〜5MPaの範囲内が好ましく、2kPa〜1MPaの範囲内がより好ましく、3kPa〜100kPaの範囲内が特に好ましい。   The first hole passing step is preferably performed under a gas pressurizing condition with air or nitrogen gas or under a pressurizing condition with a syringe. The pressurizing condition may be appropriately determined according to the liquid used and the pore size of the membrane or partition. If the suitable pressure at the time of using an SPG membrane is illustrated, the inside of the range of 1 kPa-5 MPa will be preferable, the inside of the range of 2 kPa-1 MPa will be more preferable, and the inside of the range of 3 kPa-100 kPa will be especially preferable.

第2エマルション形成工程は、第1孔通過工程を経た液を極性の連続相溶液に分散させる工程である。第1孔通過工程と第2エマルション形成工程は連続して実施されるのが好ましい。第2エマルション形成工程は連続相溶液が流動条件下又は撹拌条件下にあるのが好ましい。   A 2nd emulsion formation process is a process of disperse | distributing the liquid which passed through the 1st hole passage process to a polar continuous phase solution. The first hole passing step and the second emulsion forming step are preferably carried out continuously. In the second emulsion formation step, it is preferable that the continuous phase solution is under flow conditions or stirring conditions.

連続相溶液は水を必須の成分とするが、その他に、水溶性のエマルション安定剤、界面活性剤、水溶性重合禁止剤を含んでいても良い。   The continuous phase solution contains water as an essential component, but may further contain a water-soluble emulsion stabilizer, a surfactant, and a water-soluble polymerization inhibitor.

水溶性のエマルション安定剤としては、上述の水溶性のW/Oエマルション安定剤と同じものが挙げられる。水溶性のエマルション安定剤が連続相溶液に含まれる場合の好適な配合量を例示すると、水100質量部に対し、水溶性のエマルション安定剤0.001〜200質量部の範囲が好ましく、0.005〜150質量部の範囲がより好ましく、0.01〜120質量部の範囲がさらに好ましい。水溶性のエマルション安定剤は併用されても良い。特に、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリソルベート、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、でんぷん、ゼラチン等の水溶性ポリマーと、塩化ナトリウム、硫酸ナトリウム等の無機塩を併用するのが好ましい。   Examples of the water-soluble emulsion stabilizer are the same as the above-mentioned water-soluble W / O emulsion stabilizer. When the suitable compounding quantity in case a water-soluble emulsion stabilizer is contained in a continuous phase solution is illustrated, the range of 0.001-200 mass parts of water-soluble emulsion stabilizers is preferable with respect to 100 mass parts of water. The range of 005 to 150 parts by mass is more preferable, and the range of 0.01 to 120 parts by mass is more preferable. A water-soluble emulsion stabilizer may be used in combination. In particular, it is preferable to use a water-soluble polymer such as polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polysorbate, carboxymethyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, starch and gelatin together with an inorganic salt such as sodium chloride and sodium sulfate.

界面活性剤は、連続相溶液又は上述した重合性モノマーを含む有機溶媒の少なくともいずれか一方に含まれる。連続相溶液に含まれる界面活性剤としては上述の具体的な界面活性剤を単独又は複数採用できるが、連続相溶液に対する溶解性の観点から陽イオン性界面活性剤、陰イオン性界面活性剤、両性界面活性剤を採用するのが好ましく、特にラウリル硫酸ナトリウムなどの陰イオン性界面活性剤を採用するのが好ましい。界面活性剤が連続相溶液に含まれる場合の好適な配合量を例示すると、水100質量部に対し、界面活性剤0.001〜10質量部の範囲が好ましく、0.005〜1質量部の範囲がより好ましく、0.01〜0.5質量部の範囲がさらに好ましい。   The surfactant is contained in at least one of the continuous phase solution and the organic solvent containing the polymerizable monomer described above. As the surfactant contained in the continuous phase solution, one or more of the above-mentioned specific surfactants can be adopted, but from the viewpoint of solubility in the continuous phase solution, a cationic surfactant, an anionic surfactant, It is preferable to employ an amphoteric surfactant, and it is particularly preferable to employ an anionic surfactant such as sodium lauryl sulfate. When the suitable compounding quantity in case a surfactant is contained in a continuous phase solution is illustrated, the range of 0.001-10 mass parts of surfactant is preferable with respect to 100 mass parts of water, 0.005-1 mass part of The range is more preferable, and the range of 0.01 to 0.5 parts by mass is further preferable.

水溶性重合禁止剤としては、公知の亜硝酸塩類、亜硫酸塩類、ハイドロキノン類、アスコルビン酸類、アミン系化合物から適宜選択できる。具体的な水溶性重合禁止剤を例示すると、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、ハイドロキノン、スルホン化ナフトヒドロキノンアンモニウム塩、p−フェニレンジアミン、N−フェニル−N’−イソプロピル−p−フェニレンジアミンが挙げられる。水溶性重合禁止剤が連続相溶液に含まれる場合の好適な配合量を例示すると、水100質量部に対し、水溶性重合禁止剤0.001〜5質量部の範囲が好ましく、0.01〜1質量部の範囲がより好ましく、0.02〜0.5質量部の範囲がさらに好ましい。   The water-soluble polymerization inhibitor can be appropriately selected from known nitrites, sulfites, hydroquinones, ascorbic acids, and amine compounds. Specific water-soluble polymerization inhibitors include sodium nitrite, ammonium nitrite, hydroquinone, sulfonated naphthohydroquinone ammonium salt, p-phenylenediamine, and N-phenyl-N′-isopropyl-p-phenylenediamine. If the suitable compounding quantity in case a water-soluble polymerization inhibitor is contained in a continuous phase solution is illustrated, the range of 0.001-5 mass parts of water-soluble polymerization inhibitors is preferable with respect to 100 mass parts of water, 0.01- The range of 1 part by mass is more preferable, and the range of 0.02 to 0.5 part by mass is more preferable.

連続相溶液の量は本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションが得られる範囲であれば特に制限は無い。好適な連続相溶液の量を例示すると、重合性モノマーを含む有機溶媒100質量部に対し、連続相溶液10質量部以上が好ましく、連続相溶液50質量部以上がより好ましく、100〜10000質量部の範囲内が特に好ましい。   The amount of the continuous phase solution is not particularly limited as long as the W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention is obtained. When the quantity of a suitable continuous phase solution is illustrated, 10 mass parts or more of continuous phase solutions are preferable with respect to 100 mass parts of organic solvents containing a polymerizable monomer, 50 mass parts or more of continuous phase solutions are more preferable, 100-10000 mass parts The range of is particularly preferable.

第3エマルション形成工程は、孔通過工程前に、第1エマルション形成工程で得られた液を極性の連続相溶液に分散させW/O/W型又はS/O/W型エマルションを形成する工程である。第3エマルション形成工程の連続相溶液は、上述の第2エマルション形成工程で説明した連続相溶液と同じ構成成分を同じ量で用いればよい。第3エマルション形成工程は、第1エマルション形成工程と同様の撹拌装置又は超音波装置によるせん断力存在下で行われる。   The third emulsion forming step is a step of forming a W / O / W type or S / O / W type emulsion by dispersing the liquid obtained in the first emulsion forming step in a polar continuous phase solution before the hole passing step. It is. What is necessary is just to use the same component for the continuous phase solution of a 3rd emulsion formation process as the continuous phase solution demonstrated by the above-mentioned 2nd emulsion formation process in the same quantity. The third emulsion forming step is performed in the presence of a shearing force by the same stirring device or ultrasonic device as in the first emulsion forming step.

第2孔通過工程は、第3エマルション形成工程で形成されたW/O/W型又はS/O/W型エマルション含有溶液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる工程である。第2孔通過工程で用いる孔を有する膜又は隔壁及び第2孔通過工程の条件は、基本的に第1孔通過工程と同じである。ただし、第2孔通過工程を経て形成される本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの径の大きさは、第2孔通過工程で用いる膜又は隔壁の孔径に概ね等しい。   The second hole passing step is a step of allowing the W / O / W type or S / O / W type emulsion-containing solution formed in the third emulsion forming step to pass through the holes of the film or partition wall having holes. The film or partition having the holes used in the second hole passage step and the conditions of the second hole passage step are basically the same as those in the first hole passage step. However, the size of the diameter of the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention formed through the second hole passing step is roughly the same as the hole diameter of the membrane or partition used in the second hole passing step. equal.

第2孔通過工程は、極性の連続相溶液に分散したエマルションを通過させる工程なので、極性の連続相溶液が親水性の膜又は隔壁に直接接する。そうすると、親水性の膜又は隔壁にW/O/W型エマルションの内水相の成分又はS/O/W型エマルションの固体相成分が接すること、及びこれらの成分が親水性の膜又は隔壁に付着することはいずれも抑制される。そのため、第2孔通過工程で用いられる膜又は隔壁の孔が目詰まりする恐れはほとんど無い。   Since the second hole passing step is a step of passing the emulsion dispersed in the polar continuous phase solution, the polar continuous phase solution is in direct contact with the hydrophilic film or partition. Then, the component of the inner water phase of the W / O / W type emulsion or the solid phase component of the S / O / W type emulsion comes into contact with the hydrophilic film or partition, and these components contact the hydrophilic film or partition. Any adhesion is suppressed. Therefore, there is almost no risk of clogging of the holes of the film or partition used in the second hole passing step.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒径の分散をより低く抑えるには、孔通過工程にて孔径の均一性に優れた膜又は隔壁を用いるか、所望の分散が得られるまで繰り返し孔通過工程を行えばよい。そうすると、粒径が単分散のW/O/W型又はS/O/W型エマルションを得ることができる。   In order to suppress the dispersion of the particle size of the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention to a lower level, a film or a partition wall having excellent pore size uniformity is used in the hole passing step, or a desired The hole passing step may be repeated until dispersion is obtained. Then, a monodispersed W / O / W type or S / O / W type emulsion can be obtained.

なお、本発明において単分散とは、下式で算出される変動係数(CV)が15%以下のものをいう。
変動係数(CV(%))=(平均粒径の標準偏差/平均粒径)×100
In the present invention, monodispersion means a coefficient of variation (CV) calculated by the following formula of 15% or less.
Coefficient of variation (CV (%)) = (standard deviation of average particle diameter / average particle diameter) × 100

本発明のマイクロカプセルは、ケイ素単体を含有し油相の主成分がポリマーであることを特徴とする。油相にケイ素単体が含有される本発明のマイクロカプセルの場合は、油相のケイ素単体以外の主成分がポリマーであることを特徴とする。本発明のマイクロカプセルの製造方法は、本発明の製造方法で得られたW/O/W型又はS/O/W型エマルションの油相に含まれる重合性モノマーを重合させる重合工程を有することを特徴とする。すなわち、本発明のマイクロカプセルの組成は重合工程に供されるエマルションの組成に依存する。   The microcapsule of the present invention is characterized in that it contains silicon alone and the main component of the oil phase is a polymer. In the case of the microcapsule of the present invention in which the oil phase contains simple silicon, the main component other than the simple silicon in the oil phase is a polymer. The microcapsule production method of the present invention has a polymerization step of polymerizing a polymerizable monomer contained in the oil phase of the W / O / W type or S / O / W type emulsion obtained by the production method of the present invention. It is characterized by. That is, the composition of the microcapsules of the present invention depends on the composition of the emulsion subjected to the polymerization process.

重合工程は、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションを加熱することで開始される。重合工程は撹拌条件下で行われるのが好ましく、また、窒素又はアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行われるのが好ましい。重合工程は本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの製造方法から連続して行われるのが好ましい。ただし、本発明の製造方法で得られたW/O/W型又はS/O/W型エマルションを凍結乾燥し、外相の水を除去したものを重合工程に供しても良い。   The polymerization process is started by heating the W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention. The polymerization step is preferably performed under stirring conditions, and is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The polymerization step is preferably carried out continuously from the method for producing a W / O / W type or S / O / W type emulsion of the present invention. However, the W / O / W type or S / O / W type emulsion obtained by the production method of the present invention may be freeze-dried and the water from the outer phase removed to be subjected to the polymerization step.

加熱温度は重合性モノマーの重合が開始される温度であれば特に限定は無い。油相に油溶性重合開始剤が含まれていれば、油溶性重合開始剤が分解を開始する温度まで加熱するのが好ましい。好ましい加熱温度として60〜80℃の範囲が例示できる。   The heating temperature is not particularly limited as long as the polymerization of the polymerizable monomer is started. If an oil-soluble polymerization initiator is contained in the oil phase, it is preferable to heat to a temperature at which the oil-soluble polymerization initiator starts to decompose. The range of 60-80 degreeC can be illustrated as preferable heating temperature.

本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションは、重合工程を経て、ケイ素単体を含有し油相の主成分がポリマーのマイクロカプセルとなる。本発明のマイクロカプセルの形状はW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒形状と相似である。マイクロカプセルの粒径は原料として用いたW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒径よりも小さい。粒径の減少の程度は油相の量によって左右されるが、マイクロカプセルの粒径は原料として用いたW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒径の2/5〜4/5程度である。マイクロカプセルの粒径の変動係数は、W/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒径の変動係数と同等である。   The W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention becomes a microcapsule containing a silicon simple substance and a main component of an oil phase through a polymerization process. The shape of the microcapsules of the present invention is similar to the particle shape of a W / O / W type or S / O / W type emulsion. The particle size of the microcapsule is smaller than the particle size of the W / O / W type or S / O / W type emulsion used as a raw material. The degree of particle size reduction depends on the amount of oil phase, but the microcapsule particle size is 2 / 5-4 of the particle size of the W / O / W type or S / O / W type emulsion used as the raw material. / 5 or so. The variation coefficient of the particle size of the microcapsule is equivalent to the variation coefficient of the particle size of the W / O / W type or S / O / W type emulsion.

本発明の活物質粒子は、ケイ素単体を含有し、球状であることを特徴とする。また、本発明の活物質粒子は、ケイ素単体以外の主成分が炭素である。さらに、本発明の活物質粒子は、粒径が低分散、好ましくは単分散である。本発明の活物質粒子の製造方法は、本発明のマイクロカプセルを焼成する焼成工程を有することを特徴とする。すなわち、本発明の活物質粒子の組成は、焼成工程に供されるマイクロカプセルの組成に依存し、ひいてはマイクロカプセルの原料であるエマルションの組成に依存する。本発明の活物質粒子における炭素に対するケイ素単体の質量比(ケイ素単体/炭素)は特に限定されないが、1/100〜100の範囲が好ましく、1/50〜10の範囲がより好ましく、1/10〜1の範囲が特に好ましい。本発明の活物質粒子における炭素に対するケイ素単体の質量比を所望のものとするためには、第1エマルション形成工程で用いるケイ素単体と重合性モノマーの量を適宜調製すればよい。   The active material particles of the present invention are characterized in that they contain silicon alone and are spherical. In the active material particles of the present invention, the main component other than silicon alone is carbon. Furthermore, the active material particles of the present invention are low-dispersion, preferably monodisperse in particle size. The method for producing active material particles of the present invention includes a firing step of firing the microcapsules of the present invention. That is, the composition of the active material particles of the present invention depends on the composition of the microcapsules subjected to the firing step, and by extension, the composition of the emulsion that is the raw material of the microcapsules. The mass ratio of silicon simple substance to carbon in the active material particles of the present invention (silicon simple substance / carbon) is not particularly limited, but is preferably in the range of 1/100 to 100, more preferably in the range of 1/50 to 10, and 1/10. A range of ˜1 is particularly preferred. In order to obtain a desired mass ratio of silicon simple substance to carbon in the active material particles of the present invention, the amount of silicon simple substance and polymerizable monomer used in the first emulsion forming step may be appropriately adjusted.

焼成工程は、マイクロカプセルに含まれる有機物を加熱分解して炭素化する工程である。焼成工程により、マイクロカプセルに含まれる炭素及びケイ素以外の元素や水は概ね気体となって除去されるので、ケイ素単体がカーボンコートされた活物質粒子又はケイ素単体がカーボンマトリックスに分散した活物質粒子を得ることができる。加熱温度は500〜1500℃の範囲が好ましい。焼成工程は窒素又はアルゴンなどの不活性ガス雰囲気下で行われるのが好ましい。なお、焼成工程は重合工程を兼ねても良い。例えば、本発明の製造方法で得られたW/O/W型又はS/O/W型エマルションを凍結乾燥させたものを電気炉に仕込み、徐々に加熱温度を上昇させていけば、重合工程と焼成工程を連続して行うことができる。   The firing step is a step of thermally decomposing and carbonizing organic substances contained in the microcapsules. Since the elements and water other than carbon and silicon contained in the microcapsules are generally removed as a gas by the firing step, active material particles in which silicon alone is carbon-coated or active material particles in which silicon alone is dispersed in a carbon matrix Can be obtained. The heating temperature is preferably in the range of 500 to 1500 ° C. The firing step is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The firing process may also serve as a polymerization process. For example, if the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion obtained by the production method of the present invention is freeze-dried and charged in an electric furnace and the heating temperature is gradually increased, the polymerization step And a baking process can be performed continuously.

本発明の活物質粒子の形状は、原料として用いたマイクロカプセルの形状と概ね相似である。内部に水相を有するマイクロカプセルを焼成した活物質粒子の場合は、粒子表面に凹状の窪みが観察される場合もある。   The shape of the active material particles of the present invention is generally similar to the shape of the microcapsule used as a raw material. In the case of active material particles obtained by firing microcapsules having an aqueous phase therein, a concave depression may be observed on the particle surface.

活物質粒子の粒径の変動係数は、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒径の変動係数、及び本発明のマイクロカプセルの粒径の変動係数とほぼ等しい。   The variation coefficient of the particle size of the active material particles is almost equal to the variation coefficient of the particle size of the W / O / W type emulsion or the S / O / W emulsion of the present invention and the variation coefficient of the particle size of the microcapsule of the present invention. .

本発明の活物質粒子は球状であって、粒径が低分散であるため、好適な二次電池用活物質となる。本発明の活物質粒子がリチウムイオン二次電池の負極活物質として用いられる場合、活物質粒子中のケイ素単体は、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得るものとして作用する。本発明の活物質粒子を負極活物質として用いる場合には、本発明の活物質粒子を単独で用いるのが好ましいが、公知の負極活物質と組み合わせて用いても良い。   Since the active material particles of the present invention have a spherical shape and a low particle size, they are suitable secondary battery active materials. When the active material particles of the present invention are used as a negative electrode active material of a lithium ion secondary battery, the silicon simple substance in the active material particles acts as a material capable of occluding and releasing lithium ions. When the active material particles of the present invention are used as a negative electrode active material, the active material particles of the present invention are preferably used alone, but may be used in combination with a known negative electrode active material.

二次電池の負極は、集電体と、集電体の表面に結着させた負極活物質層を有する。   The negative electrode of the secondary battery has a current collector and a negative electrode active material layer bound to the surface of the current collector.

集電体は、リチウムイオン二次電池の放電又は充電の間、電極に電流を流し続けるための化学的に不活性な電子高伝導体をいう。集電体としては、銀、銅、金、アルミニウム、マグネシウム、タングステン、コバルト、亜鉛、ニッケル、鉄、白金、錫、インジウム、チタン、ルテニウム、タンタル、クロム、モリブデンから選ばれる少なくとも一種、並びにステンレス鋼などの金属材料を例示することができる。集電体は公知の保護層で被覆されていても良い。集電体は箔、シート、フィルム、線状、棒状、メッシュなどの形態をとることができる。そのため、集電体として、例えば銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、ステンレス箔などの金属箔を好適に用いることができる。集電体が箔、シート、フィルム形態の場合は、その厚みが10μm〜100μmの範囲内であることが好ましい。   The current collector refers to a chemically inert electronic high conductor that keeps a current flowing through an electrode during discharge or charging of a lithium ion secondary battery. As the current collector, at least one selected from silver, copper, gold, aluminum, magnesium, tungsten, cobalt, zinc, nickel, iron, platinum, tin, indium, titanium, ruthenium, tantalum, chromium, molybdenum, and stainless steel Examples of such a metal material can be given. The current collector may be covered with a known protective layer. The current collector can take the form of a foil, a sheet, a film, a linear shape, a rod shape, a mesh, or the like. Therefore, metal foils, such as copper foil, nickel foil, aluminum foil, stainless steel foil, can be used suitably as a collector. When the current collector is in the form of foil, sheet or film, the thickness is preferably in the range of 10 μm to 100 μm.

負極活物質層は負極活物質、及び必要に応じて結着剤を含む。   The negative electrode active material layer includes a negative electrode active material and, if necessary, a binder.

結着剤は活物質を集電体の表面に繋ぎ止める役割を果たすものである。結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、ポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド等のイミド系樹脂、アルコキシシリル基含有樹脂を例示することができる。負極活物質層中の結着剤の配合割合は、質量比で、負極活物質:結着剤=1:0.05〜1:0.5であるのが好ましい。結着剤が少なすぎると電極の成形性が低下し、また、結着剤が多すぎると電極のエネルギー密度が低くなるためである。   The binder plays a role of binding the active material to the surface of the current collector. Examples of the binder include fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and fluororubber, thermoplastic resins such as polypropylene and polyethylene, imide resins such as polyimide and polyamideimide, and alkoxysilyl group-containing resins. be able to. The blending ratio of the binder in the negative electrode active material layer is preferably a mass ratio of negative electrode active material: binder = 1: 0.05 to 1: 0.5. This is because when the amount of the binder is too small, the moldability of the electrode is lowered, and when the amount of the binder is too large, the energy density of the electrode is lowered.

リチウムイオン二次電池に用いられる正極は、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る正極活物質を有する。正極は、集電体と、集電体の表面に結着させた正極活物質層を有する。正極活物質層は正極活物質、並びに必要に応じて結着剤及び/又は導電助剤を含む。正極の集電体及び結着剤は負極で説明したものと同様のものを使用すればよい。導電助剤は公知のものを適宜使用すればよい。   A positive electrode used for a lithium ion secondary battery has a positive electrode active material capable of inserting and extracting lithium ions. The positive electrode has a current collector and a positive electrode active material layer bound to the surface of the current collector. The positive electrode active material layer includes a positive electrode active material and, if necessary, a binder and / or a conductive aid. The current collector and binder for the positive electrode may be the same as those described for the negative electrode. What is necessary is just to use a well-known thing as a conductive support agent suitably.

正極活物質としては、LiCoO、LiNiCoMn(0≦p≦1、0≦q≦1、0≦r≦1、p+q+r=1)、LiMnO、LiMnO、LiFePO、LiFeSOを基本組成とするリチウム含有金属酸化物あるいはそれぞれを1種または2種以上含む固溶体材料などが挙げられる。 Examples of positive electrode active materials include LiCoO 2 , LiNi p Co q Mn r O 2 (0 ≦ p ≦ 1, 0 ≦ q ≦ 1, 0 ≦ r ≦ 1, p + q + r = 1), Li 2 MnO 2 , Li 2 MnO 3. , LiFePO 4 , Li 2 FeSO 4 as a basic composition or a lithium-containing metal oxide or a solid solution material containing one or more of them.

集電体の表面に活物質層を形成させるには、ロールコート法、ディップコート法、ドクターブレード法、スプレーコート法、カーテンコート法などの従来から公知の方法を用いて、集電体の表面に活物質を塗布すればよい。具体的には、活物質、並びに必要に応じて結着剤及び導電助剤を含む活物質層形成用組成物を調製し、この組成物に適当な溶剤を加えてペースト状にしてから、集電体の表面に塗布後、乾燥する。溶剤としては、N−メチル−2−ピロリドン、メタノール、メチルイソブチルケトンを例示できる。電極密度を高めるべく、乾燥後のものを圧縮しても良い。   In order to form an active material layer on the surface of the current collector, the surface of the current collector can be formed using a conventionally known method such as a roll coating method, a dip coating method, a doctor blade method, a spray coating method, or a curtain coating method. What is necessary is just to apply | coat an active material to. Specifically, an active material layer-forming composition containing an active material and, if necessary, a binder and a conductive aid is prepared, and an appropriate solvent is added to the composition to make a paste, and then the collection is performed. After applying to the surface of the electric body, it is dried. Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, methanol, and methyl isobutyl ketone. In order to increase the electrode density, the dried product may be compressed.

リチウムイオン二次電池には必要に応じてセパレータが用いられる。セパレータは、正極と負極とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータとしては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン若しくはポリエチレンなどの合成樹脂を1種又は複数用いた多孔質膜、またはセラミックス製の多孔質膜が例示できる。   A separator is used in the lithium ion secondary battery as necessary. The separator separates the positive electrode and the negative electrode and allows lithium ions to pass while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. Examples of the separator include a porous film using one or more synthetic resins such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, and polyethylene, or a ceramic porous film.

正極および負極に必要に応じてセパレータを挟装させ電極体とする。正極の集電体および負極の集電体から外部に通ずる正極端子および負極端子までの間を、集電用リード等で接続した後に、電極体に電解液を加えてリチウムイオン二次電池とするとよい。リチウムイオン二次電池の形状は特に限定されるものでなく、円筒型、積層型、コイン型、ラミネート型等、種々の形状を採用することができる。   A separator is sandwiched between the positive electrode and the negative electrode as necessary to form an electrode body. After connecting the positive electrode current collector and the negative electrode current collector to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal leading to the outside with a current collecting lead or the like, an electrolyte is added to the electrode body to form a lithium ion secondary battery. Good. The shape of the lithium ion secondary battery is not particularly limited, and various shapes such as a cylindrical shape, a laminated shape, a coin shape, and a laminated shape can be employed.

リチウムイオン二次電池は、車両に搭載してもよい。車両は、その動力源の全部あるいは一部にリチウムイオン二次電池による電気エネルギーを使用している車両であればよく、たとえば、電気車両、ハイブリッド車両などであるとよい。車両にリチウムイオン二次電池を搭載する場合には、リチウムイオン二次電池を複数直列に接続して組電池とするとよい。リチウムイオン二次電池は、車両以外にも、パーソナルコンピュータ、携帯通信機器など、電池で駆動される各種の家電製品、オフィス機器、産業機器などが挙げられる。   The lithium ion secondary battery may be mounted on a vehicle. The vehicle may be a vehicle that uses electric energy from a lithium ion secondary battery for all or a part of its power source, and may be, for example, an electric vehicle or a hybrid vehicle. When a lithium ion secondary battery is mounted on a vehicle, a plurality of lithium ion secondary batteries may be connected in series to form an assembled battery. Examples of the lithium ion secondary battery include various home electric appliances, office equipment, industrial equipment, and the like driven by batteries, such as personal computers and portable communication devices, in addition to vehicles.

以上、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルション、マイクロカプセル及び活物質粒子、並びにこれらの製造方法の実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。本発明の要旨を逸脱しない範囲において、当業者が行い得る変更、改良等を施した種々の形態にて実施することができる。   As mentioned above, although embodiment of the W / O / W type | mold or S / O / W type | mold emulsion, microcapsule, active material particle, and these manufacturing method of this invention was described, this invention is limited to the said embodiment. It is not something. The present invention can be implemented in various forms without departing from the gist of the present invention, with modifications and improvements that can be made by those skilled in the art.

以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明する。なお、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. In addition, this invention is not limited to a following example.

(実施例1)
本発明のW/O/W型エマルションを以下のとおり製造した。
Example 1
The W / O / W emulsion of the present invention was produced as follows.

市販の粒径2μm以下のSiO(0.3≦x≦1.6)2.0g、過硫酸カリウム0.01g及び水2.0gを混合し、ケイ素単体を含む極性液とした。 Commercially available SiO x (0.3 ≦ x ≦ 1.6) 2.0 g having a particle size of 2 μm or less, 0.01 g of potassium persulfate and 2.0 g of water were mixed to obtain a polar liquid containing silicon alone.

スチレン12.6g、エチレングリコールジメタクリレート1.26g、2,2′−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.3g、ソルビタントリオレエート0.8g、重量平均分子量200万のポリスチレン0.075gを混合及び溶解し、重合性モノマーを含む有機溶媒とした。   12.6 g of styrene, 1.26 g of ethylene glycol dimethacrylate, 0.3 g of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile), 0.8 g of sorbitan trioleate, 0.075 g of polystyrene having a weight average molecular weight of 2 million It mixed and melt | dissolved and it was set as the organic solvent containing a polymerizable monomer.

水225g、ポリビニルピロリドン4.0g、ラウリル硫酸ナトリウム0.075g、硫酸ナトリウム0.2g、p−フェニレンジアミン0.1gを混合及び溶解し、極性の連続相溶液とした。   225 g of water, 4.0 g of polyvinylpyrrolidone, 0.075 g of sodium lauryl sulfate, 0.2 g of sodium sulfate and 0.1 g of p-phenylenediamine were mixed and dissolved to obtain a polar continuous phase solution.

重合性モノマーを含む有機溶媒とケイ素単体を含む極性液を混合した後、超音波乳化機を用いて150W、40kHzの条件下で超音波を発生させ、W/O型エマルションを形成させた。   After mixing an organic solvent containing a polymerizable monomer and a polar liquid containing silicon alone, ultrasonic waves were generated using an ultrasonic emulsifier under conditions of 150 W and 40 kHz to form a W / O type emulsion.

得られたW/O型エマルション含有液を、孔径10〜30μmのSPG膜を備えた窒素ガス加圧タイプのSPG膜乳化装置(SPGテクノ株式会社製)の分散相タンクに充填し、また、連続相溶液をSPG膜乳化装置の連続相容器に充填した。分散相タンクのW/O型エマルション含有液を6kPaの圧力で加圧し、SPG膜を通過させた。そして、SPG膜通過液を、500rpmの速度で撹拌中の連続相溶液に分散させて、W/O/W型エマルションを得た。光学顕微鏡で観察したところ、粒径25μm程度のW/O/W型エマルションを多数確認できた。得られたW/O/W型エマルションの光学顕微鏡写真を図1に示す。   The obtained W / O type emulsion-containing liquid is filled into a dispersed phase tank of a nitrogen gas pressure type SPG membrane emulsification apparatus (manufactured by SPG Techno Co., Ltd.) equipped with an SPG membrane having a pore diameter of 10 to 30 μm. The phase solution was filled into the continuous phase container of the SPG membrane emulsifier. The W / O emulsion-containing liquid in the dispersed phase tank was pressurized at a pressure of 6 kPa and passed through the SPG membrane. And the SPG membrane passage liquid was disperse | distributed to the continuous phase solution under stirring at the speed of 500 rpm, and the W / O / W type | mold emulsion was obtained. When observed with an optical microscope, many W / O / W emulsions having a particle size of about 25 μm were confirmed. An optical micrograph of the obtained W / O / W emulsion is shown in FIG.

本発明のマイクロカプセルを以下のとおり製造した。
得られたW/O/W型エマルション含有液を、窒素ガス雰囲気下、70℃に加温して、500rpmの速度で20時間撹拌した。その結果、W/O/W型エマルションの油相に含まれるスチレンが重合しポリスチレンとなったマイクロカプセルを得た。光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観察したところ、粒径19μm程度のマイクロカプセルを多数確認できた。
The microcapsules of the present invention were produced as follows.
The obtained W / O / W emulsion containing liquid was heated to 70 ° C. in a nitrogen gas atmosphere and stirred at a speed of 500 rpm for 20 hours. As a result, microcapsules in which styrene contained in the oil phase of the W / O / W emulsion was polymerized to form polystyrene were obtained. When observed with an optical microscope and a scanning electron microscope, many microcapsules having a particle size of about 19 μm were confirmed.

本マイクロカプセルの光学顕微鏡写真を図2に、走査型電子顕微鏡写真を図3〜図9に示す。マイクロカプセルの表面組成をエネルギー分散型X線分析装置で分析したところ、炭素:74%、酸素14%、ケイ素:12%であった。図5〜図9において、マイクロカプセル粒子表面の濃い部分がSiO(0.3≦x≦1.6)に相当し、薄い部分がポリスチレンに相当する。 An optical micrograph of the microcapsule is shown in FIG. 2, and scanning electron micrographs are shown in FIGS. When the surface composition of the microcapsule was analyzed by an energy dispersive X-ray analyzer, carbon was 74%, oxygen was 14%, and silicon was 12%. 5-9, the dark part of the microcapsule particle surface corresponds to SiO x (0.3 ≦ x ≦ 1.6), and the thin part corresponds to polystyrene.

本発明の活物質粒子を以下のとおり製造した。
2kWの高周波加熱炉を用いて、本発明のマイクロカプセルをAr雰囲気下600℃で20分間加熱焼成した。誘導加熱による熱が均一になるように、本発明のマイクロカプセルはカーボン坩堝内に収納され、さらにその坩堝が銅箔で包まれた状態で焼成された。
The active material particles of the present invention were produced as follows.
The microcapsules of the present invention were heated and fired at 600 ° C. for 20 minutes in an Ar atmosphere using a 2 kW high-frequency heating furnace. The microcapsules of the present invention were housed in a carbon crucible so that the heat generated by induction heating was uniform, and further fired in a state where the crucible was wrapped with copper foil.

得られた活物質粒子を走査型電子顕微鏡で観察したところ、ポリスチレンおよび架橋剤であるエチレングリコールジメタクリレートが炭化された、粒径2μm程度の炭化複合型SiO(0.3≦x≦1.6)活物質球状粒子を多数確認できた。焼成後の本発明の活物質粒子の走査型電子顕微鏡写真を図10〜図12に示す。 Observation of the obtained active material particles with a scanning electron microscope revealed that carbonized composite SiO x (0.3 ≦ x ≦ 1. 2) having a particle size of about 2 μm, carbonized with polystyrene and ethylene glycol dimethacrylate as a crosslinking agent. 6) Many active material spherical particles were confirmed. Scanning electron micrographs of the active material particles of the present invention after firing are shown in FIGS.

本発明のW/O/W型エマルション、マイクロカプセル及び活物質粒子の粒度分布をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置で測定し、それぞれの標準偏差、平均径及び変動係数(CV)を算出した。その結果を表1に示す。   The particle size distribution of the W / O / W emulsion, microcapsule and active material particle of the present invention was measured with a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device, and the standard deviation, average diameter and coefficient of variation (CV) were calculated. The results are shown in Table 1.

本発明のW/O/W型エマルション、マイクロカプセル及び活物質粒子はいずれも単分散であった。本発明のマイクロカプセル(焼成前)と本発明の活物質粒子(焼成後)の粒度分布の測定結果を図13に示す。   The W / O / W emulsion, microcapsule and active material particles of the present invention were all monodispersed. The measurement results of the particle size distribution of the microcapsules of the present invention (before firing) and the active material particles of the present invention (after firing) are shown in FIG.

なお、本発明のマイクロカプセルをAr又はN雰囲気下200℃〜500℃で1時間程度加熱して、マイクロカプセルに含まれる不純物や有機物の余分な置換基を除去することで活物質粒子としてもよい。この場合は活物質粒子に含まれる有機物のすべてが炭化されるわけではないが、該活物質粒子は炭化された上記実施例1の活物質粒子と同様の作用効果を示す。重合性モノマーを含む有機溶媒として炭素と水素からなるもののみを用いると得られる活物質粒子の粒径は焼成前のマイクロカプセルの粒径を維持することが可能となる。 In addition, the microcapsule of the present invention is heated at 200 ° C. to 500 ° C. for about 1 hour in an Ar or N 2 atmosphere to remove impurities and extra substituents of organic substances contained in the microcapsule, thereby obtaining active material particles. Good. In this case, not all organic substances contained in the active material particles are carbonized, but the active material particles exhibit the same effects as the carbonized active material particles of Example 1 described above. When only an organic solvent containing carbon and hydrogen is used as the organic solvent containing a polymerizable monomer, the particle diameter of the obtained active material particles can be maintained as that of the microcapsules before firing.

(実施例2)
エチレングリコールジメタクリレートをジビニルベンゼンに替えた以外は、実施例1と同様の方法で、本発明のW/O/W型エマルション、マイクロカプセル及び活物質粒子を製造した。
(Example 2)
A W / O / W emulsion, microcapsule and active material particles of the present invention were produced in the same manner as in Example 1 except that ethylene glycol dimethacrylate was replaced with divinylbenzene.

(実施例3)
実施例1と同様の方法でW/O型エマルション含有液を得た。
実施例1に記載の連続相溶液とW/O型エマルション含有液を混合した後、超音波乳化機を用いて150W、40kHzの条件下で超音波を発生させ、W/O/W型エマルションを形成させた。
得られたW/O/W型エマルション含有液を、孔径10〜30μmのSPG膜を備えた窒素ガス加圧タイプのSPG膜乳化装置(SPGテクノ株式会社製)の分散相タンクに充填した。分散相タンクのW/O/W型エマルション含有液を6kPaの圧力で加圧し、SPG膜を通過させ(第2孔通過工程に相当する。)、本発明のW/O/W型エマルションを得た。
以下、実施例1と同様の方法で、マイクロカプセル及び活物質粒子を製造した。
(Example 3)
A W / O emulsion-containing liquid was obtained in the same manner as in Example 1.
After mixing the continuous phase solution described in Example 1 and the W / O emulsion-containing liquid, ultrasonic waves were generated using an ultrasonic emulsifier under the conditions of 150 W and 40 kHz, and the W / O / W emulsion was obtained. Formed.
The obtained W / O / W type emulsion-containing liquid was filled in a dispersed phase tank of a nitrogen gas pressure type SPG membrane emulsifying apparatus (manufactured by SPG Techno Co., Ltd.) equipped with an SPG membrane having a pore diameter of 10 to 30 μm. The W / O / W type emulsion-containing liquid in the dispersed phase tank is pressurized at a pressure of 6 kPa and passed through the SPG membrane (corresponding to the second hole passing step) to obtain the W / O / W type emulsion of the present invention. It was.
Thereafter, microcapsules and active material particles were produced in the same manner as in Example 1.

(実施例4)
実施例1と同様の方法で本発明のW/O/W型エマルションを製造した。
W/O/W型エマルション含有液を-30℃で凍結させ、次いで真空乾燥させて、氷(外相の水)を除去した。得られた粒子を電気炉に仕込み、Ar雰囲気中、100℃に加熱し、2時間保持することで、油相のスチレンを重合させてマイクロカプセルを形成させた。重合後にさらに電気炉を600℃に昇温し、20分保持することで、マイクロカプセルを焼成し、活物質粒子を得た。
Example 4
A W / O / W emulsion of the present invention was produced in the same manner as in Example 1.
The W / O / W emulsion-containing liquid was frozen at −30 ° C. and then vacuum-dried to remove ice (external phase water). The obtained particles were charged into an electric furnace, heated to 100 ° C. in an Ar atmosphere, and held for 2 hours to polymerize styrene in the oil phase to form microcapsules. After the polymerization, the electric furnace was further heated to 600 ° C. and held for 20 minutes, whereby the microcapsules were fired to obtain active material particles.

なお、重合後の昇温を200℃〜500℃とし、1時間保持することで不純物や余分な置換基を除去した活物質粒子としてもよい。   In addition, it is good also as active material particle which removed the impurity and the extra substituent by making temperature rise after superposition | polymerization into 200 to 500 degreeC and hold | maintaining for 1 hour.

(実施例5)
本発明のS/O/W型エマルションを以下のとおり製造した。
市販の粒径2μm以下のSiO(0.3≦x≦1.6)2.0gを実施例1又は実施例2の重合性モノマーを含む有機溶媒に混合した後、超音波乳化機を用いて150W、40kHzの条件下で超音波を発生させ、S/O型エマルションを形成させた。
得られたS/O型エマルション含有液を、孔径10〜30μmのSPG膜を備えた窒素ガス加圧タイプのSPG膜乳化装置(SPGテクノ株式会社製)の分散相タンクに充填し、また、実施例1で用いたのと同等の連続相溶液をSPG膜乳化装置の連続相容器に充填した。分散相タンクのS/O型エマルション含有液を6kPaの圧力で加圧し、SPG膜を通過させた。そして、SPG膜通過液を、500rpmの速度で撹拌中の連続相溶液に分散させて、S/O/W型エマルションを得た。光学顕微鏡で観察したところ、粒径26μm程度のS/O/W型エマルションを多数確認できた。
(Example 5)
The S / O / W type emulsion of the present invention was produced as follows.
After mixing 2.0 g of commercially available SiO x (0.3 ≦ x ≦ 1.6) having a particle size of 2 μm or less into an organic solvent containing the polymerizable monomer of Example 1 or Example 2, an ultrasonic emulsifier was used. Then, ultrasonic waves were generated under conditions of 150 W and 40 kHz to form an S / O type emulsion.
The obtained S / O type emulsion-containing liquid is filled in a dispersed phase tank of a nitrogen gas pressure type SPG membrane emulsification apparatus (manufactured by SPG Techno Co., Ltd.) equipped with an SPG membrane having a pore diameter of 10 to 30 μm. A continuous phase solution equivalent to that used in Example 1 was filled into the continuous phase container of the SPG membrane emulsifier. The S / O type emulsion-containing liquid in the dispersed phase tank was pressurized at a pressure of 6 kPa and passed through the SPG membrane. And the SPG membrane passage liquid was disperse | distributed to the continuous phase solution under stirring at the speed of 500 rpm, and the S / O / W type | mold emulsion was obtained. When observed with an optical microscope, a large number of S / O / W emulsions having a particle size of about 26 μm were confirmed.

本発明のマイクロカプセルを以下のとおり製造した。
得られたS/O/W型エマルション含有液を、窒素ガス雰囲気下、70℃に加温して、500rpmの速度で20時間撹拌した。その結果、S/O/W型エマルションの油相に含まれるスチレンが重合しポリスチレンとなったマイクロカプセルを得た。光学顕微鏡及び走査型電子顕微鏡で観察したところ、粒径19μm程度のマイクロカプセルを多数確認できた。
本発明の活物質粒子を実施例1と同じ方法で製造した。
The microcapsules of the present invention were produced as follows.
The obtained S / O / W type emulsion-containing liquid was heated to 70 ° C. in a nitrogen gas atmosphere and stirred at a speed of 500 rpm for 20 hours. As a result, microcapsules in which styrene contained in the oil phase of the S / O / W emulsion was polymerized to become polystyrene were obtained. When observed with an optical microscope and a scanning electron microscope, many microcapsules having a particle diameter of about 19 μm were confirmed.
The active material particles of the present invention were produced in the same manner as in Example 1.

(応用実施例1)
実施例1の活物質粒子を用いて以下のとおりに電池を作製した。
実施例1の活物質粒子45質量部と、天然黒鉛粉末40質量部と、アセチレンブラック5質量部と、バインダー溶液33質量部とを混合してスラリーを調製した。バインダー溶液としては、ポリアミドイミド(PAI)樹脂をN-メチル−2−ピロリドンに30質量%の濃度で溶解させた溶液を用いた。このスラリーを、厚さ約20μmの電解銅箔(集電体)の表面にドクターブレードを用いて塗布し、銅箔上に負極活物質層を形成させた。その後、ロールプレス機により、集電体と負極活物質層を強固に密着接合させた。これを100℃で2時間真空乾燥し、負極活物質層の厚さが16μmの負極を形成した。
(Application Example 1)
A battery was fabricated as follows using the active material particles of Example 1.
A slurry was prepared by mixing 45 parts by mass of the active material particles of Example 1, 40 parts by mass of natural graphite powder, 5 parts by mass of acetylene black, and 33 parts by mass of the binder solution. As the binder solution, a solution in which polyamideimide (PAI) resin was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone at a concentration of 30% by mass was used. This slurry was applied to the surface of an electrolytic copper foil (current collector) having a thickness of about 20 μm by using a doctor blade to form a negative electrode active material layer on the copper foil. Thereafter, the current collector and the negative electrode active material layer were firmly and closely joined by a roll press. This was vacuum dried at 100 ° C. for 2 hours to form a negative electrode having a negative electrode active material layer thickness of 16 μm.

上記の手順で作製した負極を評価極として用い、リチウムイオン二次電池(ハーフセル)を作製した。対極は金属リチウム箔(厚さ500μm)とした。
対極をφ13mm、評価極をφ11mmに裁断し、セパレータ(ヘキストセラニーズ社製ガラスフィルター及びCelgard社製「Celgard2400」)を両極の間に挟装して電極体電池とした。この電極体電池を電池ケース(CR2032型コイン電池用部材、宝泉株式会社製)に収容した。エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを1:1(体積比)で混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液を、電池ケースに注入し、電池ケースを密閉してリチウムイオン二次電池を得た。
A lithium ion secondary battery (half cell) was produced using the negative electrode produced by the above procedure as an evaluation electrode. The counter electrode was a metal lithium foil (thickness 500 μm).
The counter electrode was cut to φ13 mm, the evaluation electrode was cut to φ11 mm, and a separator (Hoechst Celanese glass filter and Celgard “Celgard2400”) was sandwiched between the two electrodes to form an electrode body battery. This electrode body battery was accommodated in a battery case (CR2032 type coin battery member, manufactured by Hosen Co., Ltd.). A non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate mixed at 1: 1 (volume ratio) is injected into the battery case, the battery case is sealed, and lithium ions are sealed. A secondary battery was obtained.

(比較例1)
応用実施例1で用いた実施例1の活物質粒子を、市販の粒径2μm以下のSiOx(0.3≦x≦1.6)粉末に変更した以外は、応用実施例1と同様にして、リチウムイオン二次電池を得た。
(Comparative Example 1)
Except that the active material particles of Example 1 used in Application Example 1 were changed to commercially available SiOx (0.3 ≦ x ≦ 1.6) powder having a particle size of 2 μm or less, the same as Application Example 1 was performed. A lithium ion secondary battery was obtained.

<電池特性試験>
応用実施例1及び比較例1のリチウムイオン二次電池について、温度25℃、電流0.2mAの条件で充電した際の初期充電容量を測定し、続けて、電流0.2mAの条件で放電させた際の放電容量を測定した。初期効率(放電容量/充電容量×100(%))を算出し、その結果を表2に示す。
<Battery characteristics test>
For the lithium ion secondary batteries of Application Example 1 and Comparative Example 1, the initial charge capacity when charged under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a current of 0.2 mA was measured, and subsequently discharged under the conditions of a current of 0.2 mA. The discharge capacity was measured. The initial efficiency (discharge capacity / charge capacity × 100 (%)) was calculated, and the results are shown in Table 2.

応用実施例1及び比較例1のリチウムイオン二次電池を用い、温度25℃、電流0.2mAの条件下において1Vまで充電し、10分間休止した後、電流0.2mAの条件で0.01Vまで放電し、10分間休止するサイクルを50サイクル繰り返すサイクル試験を行った。そして1サイクル目の放電容量に対するNサイクル目の放電容量の割合である容量維持率を算出した。50サイクル目の容量維持率を表2に示す。   Using the lithium ion secondary batteries of Application Example 1 and Comparative Example 1, the battery was charged to 1 V under the conditions of a temperature of 25 ° C. and a current of 0.2 mA, paused for 10 minutes, and then 0.01 V under the conditions of a current of 0.2 mA. A cycle test was repeated in which 50 cycles of a 10 minute discharge and a 10 minute pause were repeated. Then, a capacity retention ratio that is a ratio of the discharge capacity at the Nth cycle to the discharge capacity at the first cycle was calculated. Table 2 shows the capacity retention ratio at the 50th cycle.

表2より、本発明の活物質粒子を電池に用いることで、初期効率が向上するとともに、サイクル特性が大幅に改善されたことがわかる。   From Table 2, it can be seen that by using the active material particles of the present invention for a battery, the initial efficiency was improved and the cycle characteristics were greatly improved.

以上のとおり、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションの粒の形状は、エマルションであるから当然に球状である。また、本発明のW/O/W型又はS/O/W型エマルションは、特定の範囲の孔径を有する膜又は隔壁を通過されて製造されることから、エマルション粒径の分散が低く抑えられている。本発明のマイクロカプセルは、球状で低分散の上記W/O/W型又はS/O/W型エマルションに含まれる重合性モノマーを重合させる重合工程を介して製造されることから、本発明のマイクロカプセルは球状であり、その粒径の分散も低く抑えられている。本発明の活物質粒子は、球状で低分散の上記マイクロカプセルを焼成する焼成工程を介して製造されることから、本発明の活物質粒子は球状であり、その粒径の分散も低く抑えられており単分散である。本発明の活物質粒子は粒径の分散が抑えられているから、本発明の活物質粒子を負極活物質として電極に用いた場合、電極毎の負極活物質全体の表面積のばらつきを低減できるし、電極毎の負極活物質の充填率のばらつきを低減できる。その結果、電極毎の電池容量のばらつきを抑制することができる。また、本発明の活物質粒子を電池に用いると、負極活物質を効果的に充填できるため活物質層の充填率を向上でき、ひいては電池の高容量化が可能となる。さらに、本発明の活物質粒子を電池に用いると、初期効率及び容量維持率が大幅に改善されるため、電池寿命を大幅に延ばすことが可能となった。   As described above, the shape of the particles of the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention is naturally spherical because it is an emulsion. In addition, since the W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion of the present invention is produced by passing through a membrane or partition having a specific range of pore sizes, dispersion of the emulsion particle size can be kept low. ing. Since the microcapsule of the present invention is produced through a polymerization step in which the polymerizable monomer contained in the spherical and low-dispersion W / O / W type or S / O / W type emulsion is polymerized, The microcapsule is spherical and its particle size dispersion is kept low. Since the active material particles of the present invention are manufactured through a firing step of firing the spherical and low-dispersion microcapsules, the active material particles of the present invention are spherical, and the dispersion of the particle size can be kept low. And monodisperse. Since the active material particles of the present invention have a suppressed particle size dispersion, when the active material particles of the present invention are used for an electrode as a negative electrode active material, variation in the surface area of the entire negative electrode active material for each electrode can be reduced. The variation in the filling rate of the negative electrode active material for each electrode can be reduced. As a result, variation in battery capacity for each electrode can be suppressed. Further, when the active material particles of the present invention are used in a battery, the negative electrode active material can be effectively filled, so that the filling rate of the active material layer can be improved, and thus the capacity of the battery can be increased. Furthermore, when the active material particles of the present invention are used in a battery, the initial efficiency and the capacity retention rate are greatly improved, so that the battery life can be greatly extended.

Claims (7)

重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程、又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程のいずれかから選択される第1エマルション形成工程と、
前記第1エマルション形成工程で得られた液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる第1孔通過工程と、
前記第1孔通過工程を経た液を極性の連続相溶液に分散させる第2エマルション形成工程と、
を有することを特徴とするW/O/W型又はS/O/W型エマルションの製造方法。
Select from either W / O type emulsion forming step of adding polar liquid containing silicon simple substance to organic solvent containing polymerizable monomer, or S / O type suspension forming step of dispersing silicon simple substance in organic solvent containing polymerizable monomer A first emulsion forming step,
A first hole passing step for allowing the liquid obtained in the first emulsion forming step to pass through the pores of the membrane or partition having pores;
A second emulsion forming step of dispersing the liquid that has passed through the first hole passing step in a polar continuous phase solution;
A method for producing a W / O / W-type or S / O / W-type emulsion, characterized by comprising:
重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を含む極性液を加えるW/O型エマルション形成工程、又は重合性モノマーを含む有機溶媒にケイ素単体を分散させるS/O型サスペンション形成工程のいずれかから選択される第1エマルション形成工程と、
前記第1エマルション形成工程で得られた液を極性の連続相溶液に分散させる第3エマルション形成工程と、
前記第3エマルション形成工程で形成されたエマルション含有溶液を、孔を有する膜又は隔壁の該孔を通過させる第2孔通過工程と、
を有することを特徴とするW/O/W型又はS/O/W型エマルションの製造方法。
Select from either W / O type emulsion forming step of adding polar liquid containing silicon simple substance to organic solvent containing polymerizable monomer, or S / O type suspension forming step of dispersing silicon simple substance in organic solvent containing polymerizable monomer A first emulsion forming step,
A third emulsion forming step for dispersing the liquid obtained in the first emulsion forming step in a polar continuous phase solution;
A second hole passage step of passing the emulsion-containing solution formed in the third emulsion formation step through the pores of the membrane or partition having pores;
A method for producing a W / O / W-type or S / O / W-type emulsion, characterized by comprising:
請求項1又は2に記載の製造方法で得られたW/O/W型又はS/O/W型エマルションに含まれる重合性モノマーを重合させる重合工程を有するマイクロカプセルの製造方法。   The manufacturing method of the microcapsule which has the superposition | polymerization process which polymerizes the polymerizable monomer contained in the W / O / W type | mold or S / O / W type | mold emulsion obtained by the manufacturing method of Claim 1 or 2. 請求項3に記載の製造方法で得られたマイクロカプセルを焼成する焼成工程を有する活物質粒子の製造方法。   The manufacturing method of the active material particle which has a baking process which bakes the microcapsule obtained by the manufacturing method of Claim 3. ケイ素単体を含む内水相又はケイ素単体を含む固体相、重合性モノマーを含む油相、及び外水相からなるW/O/W型又はS/O/W型エマルション。   A W / O / W type emulsion or S / O / W type emulsion comprising an inner aqueous phase containing silicon alone or a solid phase containing silicon alone, an oil phase containing a polymerizable monomer, and an outer aqueous phase. ケイ素単体を含有し、油相の主成分がポリマーであるマイクロカプセル。   A microcapsule containing simple silicon and the main component of the oil phase is a polymer. ケイ素単体を含有する球状の活物質粒子。   Spherical active material particles containing simple silicon.
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