JP2016021391A - Conductive material fluid dispersion for electrochemical devices, slurry for electrochemical device positive electrodes, positive electrode for electrochemical devices, and electrochemical device - Google Patents

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伸幸 後藤
邦博 後藤
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邦博 後藤
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純 三上
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a conductive material fluid dispersion for electrochemical devices, which allows a conductive material to disperse well, and allows an electrochemical device to exhibit a superior output characteristic.SOLUTION: A conductive material fluid dispersion for electrochemical devices, comprises: a conductive material; an ethylene-vinyl alcohol-based polymer; and a pyrrolidone-based solvent. The conductive material fluid dispersion includes 1-9 pts.mass of the ethylene-vinyl alcohol-based polymer to 100 pts.mass of the conductive material.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電気化学素子用導電材分散液、電気化学素子正極用スラリー、電気化学素子用正極および電気化学素子に関するものである。   The present invention relates to a conductive material dispersion for an electrochemical element, a slurry for an electrochemical element positive electrode, a positive electrode for an electrochemical element, and an electrochemical element.

リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタおよび電気二重層キャパシタなどの電気化学素子は、小型で軽量、且つ、エネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。ここで、例えばリチウムイオン二次電池用の電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層とを備えている。そして、電極合材層、例えば正極合材層は、通常、正極活物質に加え、導電性を向上させるための導電材、これらの成分を結着するための結着材を分散媒中に含んでなる正極用スラリーを集電体上に塗布し、乾燥させることにより形成されている。   Electrochemical elements such as lithium ion secondary batteries, lithium ion capacitors, and electric double layer capacitors are small and light, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are used in a wide range of applications. . Here, for example, an electrode for a lithium ion secondary battery usually includes a current collector and an electrode mixture layer formed on the current collector. In addition to the positive electrode active material, the electrode mixture layer, for example, the positive electrode mixture layer usually contains a conductive material for improving conductivity and a binder for binding these components in the dispersion medium. The positive electrode slurry is applied on a current collector and dried.

ここで、電気化学素子の性能向上を達成すべく、従来から正極用スラリー等の電極用スラリーを改良する試みがなされている。具体的には、凝集し易いカーボンブラックなどの導電材の分散性を改良して電気化学素子の性能を向上させるべく、導電材、分散剤、および分散媒を予混合してなる導電材分散液と、電極活物質とを併せて電極用スラリーとし、当該電極用スラリーを用いて電極を形成する技術が提案されている。   Here, attempts have been made to improve electrode slurries such as positive electrode slurries in order to achieve improved performance of electrochemical devices. Specifically, a conductive material dispersion liquid obtained by premixing a conductive material, a dispersant, and a dispersion medium in order to improve the dispersibility of a conductive material such as carbon black that easily aggregates and improve the performance of an electrochemical device. And an electrode active material are combined to form an electrode slurry, and a technique for forming an electrode using the electrode slurry has been proposed.

例えば、特許文献1では、導電材としてのカーボンブラックと、分散剤としての特定の性状を有するポリビニルアルコール樹脂と、分散媒としてのN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を含む導電材分散液であって、カーボンブラックのBET比表面積とポリビニルアルコール樹脂の添加量が特定の関係を有し、さらにポリビニルアルコール樹脂のカーボンブラックに対する添加量を特定の範囲内とした分散液をリチウムイオン二次電池の電極合材層の形成に用いることが提案されている。そして、特許文献1では、この導電材分散液はカーボンブラックの分散性と貯蔵安定性に優れ、当該分散液に電極活物質を加えた電極用スラリーを用いて、表面抵抗の低い電極合材層を形成することができると報告されている。   For example, in Patent Document 1, a conductive material dispersion containing carbon black as a conductive material, a polyvinyl alcohol resin having specific properties as a dispersant, and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium. In addition, a dispersion having a specific relationship between the BET specific surface area of the carbon black and the addition amount of the polyvinyl alcohol resin, and further adding the addition amount of the polyvinyl alcohol resin to the carbon black within a specific range is used for the lithium ion secondary battery. It has been proposed to be used for forming an electrode mixture layer. And in patent document 1, this electrically conductive material dispersion liquid is excellent in the dispersibility and storage stability of carbon black, and uses the electrode slurry which added the electrode active material to the said dispersion liquid, and an electrode compound-material layer with low surface resistance. Has been reported to be able to form.

また例えば、特許文献2では、導電材としてのカーボンブラックと、分散剤としてのポリビニルアセタール樹脂と、分散媒としてのNMPと含む導電材分散液をリチウムイオン二次電池の電極合材層の形成に用いることが提案されている。そして、特許文献2では、この導電材分散液はカーボンブラックの分散性と貯蔵安定性に優れ、当該分散液に電極活物質を加えた電極用スラリーを用いることで、内部抵抗の低減が可能な電極合材層を形成することができると報告されている。   Further, for example, in Patent Document 2, a conductive material dispersion containing carbon black as a conductive material, polyvinyl acetal resin as a dispersant, and NMP as a dispersion medium is used to form an electrode mixture layer of a lithium ion secondary battery. It has been proposed to use. And in patent document 2, this electrically conductive material dispersion liquid is excellent in the dispersibility and storage stability of carbon black, and internal resistance can be reduced by using the slurry for electrodes which added the electrode active material to the said dispersion liquid. It has been reported that an electrode mixture layer can be formed.

特許第5454725号Patent No. 5454725 特開2011−184664号公報JP 2011-184664 A

しかしながら、上記従来の技術では、導電材分散液および電極用スラリー中における導電材の分散性が不十分な場合があり、加えて、経時による粘度変化により導電材の分散性が損なわれる虞があった。そして、このような導電材分散液および電極用スラリーを用いて形成される電極合材層中では、好適な導電材間のネットワークが形成され難く、当該電極合材層を備える電極を用いた電気化学素子では、十分な出力特性が得られなかった。
したがって、上記従来の技術には、導電材の分散性を確保し、電気化学素子の出力特性を向上させるという点において未だ改善の余地があった。
However, in the above conventional technique, the dispersibility of the conductive material in the conductive material dispersion and the electrode slurry may be insufficient, and in addition, the dispersibility of the conductive material may be impaired due to a change in viscosity over time. It was. In the electrode mixture layer formed using such a conductive material dispersion and the electrode slurry, it is difficult to form a suitable network between the conductive materials, and the electric power using the electrode including the electrode mixture layer is used. With chemical elements, sufficient output characteristics could not be obtained.
Therefore, the above conventional technology still has room for improvement in terms of ensuring the dispersibility of the conductive material and improving the output characteristics of the electrochemical element.

そこで、本発明は、導電材を良好に分散させ、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子用導電材分散液を提供することを目的とする。
また、本発明は、導電材を良好に分散させ、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子正極用スラリーを提供することを目的とする。
更に、本発明は、導電材が良好に分散した正極合材層を備え、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子用正極、および出力特性に優れる電気化学素子を提供することを目的とする。
Then, an object of this invention is to provide the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements which can disperse | distribute a electrically conductive material favorably and can exhibit the output characteristic excellent in the electrochemical element.
Another object of the present invention is to provide a slurry for a positive electrode for an electrochemical element that can disperse a conductive material well and exhibit excellent output characteristics for the electrochemical element.
Furthermore, the present invention provides a positive electrode for an electrochemical element that includes a positive electrode mixture layer in which a conductive material is well dispersed and can exhibit excellent output characteristics in an electrochemical element, and an electrochemical element that has excellent output characteristics. The purpose is to provide.

本発明者らは、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、分散媒としてピロリドン系溶媒を使用した導電材分散液において、分散剤としてエチレン−ビニルアルコール系重合体(共重合体)を特定の配合割合で用いることで、導電材の分散性および保存安定性を優れたものとすることができると共に、この導電材分散液を用いて製造した電気化学素子の出力特性を高めることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have intensively studied for the purpose of solving the above problems. Then, the present inventors use an ethylene-vinyl alcohol-based polymer (copolymer) as a dispersant in a specific blending ratio in a conductive material dispersion using a pyrrolidone-based solvent as a dispersion medium. It was found that the dispersibility and storage stability of the electroconductive material can be made excellent, and the output characteristics of the electrochemical device produced using this conductive material dispersion can be improved, and the present invention has been completed. .

即ち、この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の電気化学素子用導電材分散液は、導電材、エチレン−ビニルアルコール系重合体、およびピロリドン系溶媒を含み、前記導電材100質量部当たり、前記エチレン−ビニルアルコール系重合体を1質量部以上9質量部以下含むことを特徴とする。このように、分散媒としてピロリドン系溶媒を使用した導電材分散液においてエチレン−ビニルアルコール系重合体を特定量使用すれば、導電材分散液中での導電材の分散性および保存安定性を高めつつ、導電材分散液を用いて製造した電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることができる。   That is, the present invention aims to advantageously solve the above-mentioned problems, and the conductive material dispersion for an electrochemical element of the present invention comprises a conductive material, an ethylene-vinyl alcohol polymer, and a pyrrolidone solvent. 1 to 9 parts by mass of the ethylene-vinyl alcohol polymer per 100 parts by mass of the conductive material. Thus, if a specific amount of ethylene-vinyl alcohol polymer is used in a conductive material dispersion using a pyrrolidone solvent as a dispersion medium, the dispersibility and storage stability of the conductive material in the conductive material dispersion are improved. On the other hand, the electrochemical device manufactured using the conductive material dispersion can exhibit excellent output characteristics.

ここで、本発明の電気化学素子用導電材分散液は、前記エチレン−ビニルアルコール系重合体のケン化度が96.0モル%以上であることが好ましい。ケン化度が96.0〜100モル%であるエチレン−ビニルアルコール系重合体を用いれば、導電材分散液の保存安定性を更に優れたものとすることができるからである。
なお、エチレン−ビニルアルコール系重合体のケン化度は、核磁器共鳴(NMR)法により求めることができる。
Here, in the conductive material dispersion for an electrochemical element of the present invention, the saponification degree of the ethylene-vinyl alcohol polymer is preferably 96.0 mol% or more. This is because if an ethylene-vinyl alcohol polymer having a saponification degree of 96.0 to 100 mol% is used, the storage stability of the conductive material dispersion can be further improved.
The saponification degree of the ethylene-vinyl alcohol polymer can be determined by a nuclear ceramic resonance (NMR) method.

そして、本発明の電気化学素子用導電材分散液は、前記エチレン−ビニルアルコール系重合体のエチレン含有率が40モル%以上50モル%以下であることが好ましい。エチレン含有率が40〜50モル%であるエチレン−ビニルアルコール系重合体は、高い導電材分散能を有するからである。
なお、エチレン−ビニルアルコール系重合体のエチレン含有率は、核磁器共鳴(NMR)法により求めることができる。
And as for the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements of this invention, it is preferable that the ethylene content rate of the said ethylene-vinyl alcohol-type polymer is 40 mol% or more and 50 mol% or less. This is because an ethylene-vinyl alcohol polymer having an ethylene content of 40 to 50 mol% has a high conductive material dispersibility.
The ethylene content of the ethylene-vinyl alcohol polymer can be determined by a nuclear ceramic resonance (NMR) method.

また、本発明の電気化学素子用導電材分散液は、さらにフッ素樹脂を含むことが好ましい。フッ素樹脂を使用することで、導電材分散液から形成される電極合材層と集電体の密着性が確保され、電気化学素子の出力特性などの電気的特性を更に向上させることができるからである。   Moreover, it is preferable that the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements of the present invention further contains a fluororesin. By using a fluororesin, the adhesion between the electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion and the current collector can be secured, and the electrical characteristics such as the output characteristics of the electrochemical element can be further improved. It is.

くわえて、本発明の電気化学素子用導電材分散液は、前記導電材100質量部当たり、前記フッ素樹脂を10質量部以上200質量部以下含むことが好ましい。フッ素樹脂の配合量を導電材100質量部当たり10〜200質量部とすることで、導電材分散液から形成される電極合材層と集電体の密着性を十分に向上させつつ、電気化学素子の出力特性などの電気的特性を高いレベルで確保することができるからである。   In addition, the conductive material dispersion for an electrochemical element of the present invention preferably contains 10 parts by mass or more and 200 parts by mass or less of the fluororesin per 100 parts by mass of the conductive material. By setting the blending amount of the fluororesin to 10 to 200 parts by mass per 100 parts by mass of the conductive material, the adhesion between the electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion and the current collector is sufficiently improved, and electrochemical This is because electrical characteristics such as output characteristics of the element can be secured at a high level.

さらに、本発明の電気化学素子用導電材分散液において、前記フッ素樹脂の10質量%N−メチル−2−ピロリドン溶液の粘度は10mPa・s以上1800mPa・s以下であることが好ましい。10質量%NMP溶液の粘度が10〜1800mPa・sであるフッ素樹脂を用いることで、導電材分散液から形成される電極合材層と集電体の密着性を更に向上させることができると共に、エチレン−ビニルアルコール系重合体の導電材分散能が確保される。その結果、電気化学素子の出力特性などの電気的特性を高いレベルで確保することができるからである。
なお、フッ素樹脂の10質量%NMP溶液の粘度は、B型粘度計を用いて、温度25℃、回転速度60rpm、回転時間60秒の条件で測定することができる。
Furthermore, in the conductive material dispersion for an electrochemical element of the present invention, the viscosity of the 10 mass% N-methyl-2-pyrrolidone solution of the fluororesin is preferably 10 mPa · s or more and 1800 mPa · s or less. By using a fluororesin having a viscosity of 10 mass% NMP solution of 10 to 1800 mPa · s, it is possible to further improve the adhesion between the electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion and the current collector, The conductive material dispersibility of the ethylene-vinyl alcohol polymer is ensured. As a result, electrical characteristics such as output characteristics of the electrochemical element can be secured at a high level.
In addition, the viscosity of the 10 mass% NMP solution of a fluororesin can be measured using a B-type viscometer under the conditions of a temperature of 25 ° C., a rotation speed of 60 rpm, and a rotation time of 60 seconds.

また、本発明の電気化学素子正極用スラリーは、上述の何れかの電気化学素子用導電材分散液および正極活物質を含むことを特徴とする。上述したいずれかの導電材分散液を用いて調製された正極用スラリー中では、導電材が良好に分散しており、しかも当該正極用スラリーは保存安定性に優れるため、導電材の良好な分散状態を長期に亘って維持することができる。また、当該正極用スラリーを用いて調製した正極を使用すれば、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることができる。   Moreover, the slurry for electrochemical element positive electrodes of this invention is characterized by including one of the above-mentioned electroconductive element dispersions for electrochemical elements and a positive electrode active material. In the positive electrode slurry prepared using any of the conductive material dispersions described above, the conductive material is well dispersed, and the positive electrode slurry is excellent in storage stability. The state can be maintained for a long time. Moreover, if the positive electrode prepared using the said slurry for positive electrodes is used, the output characteristic excellent in the electrochemical element can be exhibited.

また、本発明の電気化学素子用正極は、上述の電気化学素子正極用スラリーを用いて調製した正極合材層を、集電体上に備えることを特徴とする。上述の正極用スラリーから形成された正極合材層を備える正極は、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることができる。   Moreover, the positive electrode for electrochemical devices of this invention is equipped with the positive electrode compound-material layer prepared using the above-mentioned slurry for positive electrodes of electrochemical devices on a collector. A positive electrode including a positive electrode mixture layer formed from the above-described positive electrode slurry can exhibit excellent output characteristics in an electrochemical element.

また、本発明の電気化学素子は、上述の電気化学素子用正極を備えることを特徴とする。上述の電気化学素子用正極を備える電気化学素子は、優れた出力特性を発揮する。   Moreover, the electrochemical element of this invention is provided with the above-mentioned positive electrode for electrochemical elements. An electrochemical element provided with the above-mentioned positive electrode for an electrochemical element exhibits excellent output characteristics.

本発明によれば、導電材を良好に分散させ、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子用導電材分散液を提供することができる。
また、本発明によれば、導電材を良好に分散させ、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子正極用スラリーを提供することができる。
更に、本発明によれば、導電材が良好に分散した電極合材層を備え、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子用正極、および出力特性に優れる電気化学素子を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrically conductive material can be disperse | distributed favorably and the electrically conductive element dispersion liquid for electrochemical elements which can exhibit the output characteristic excellent in the electrochemical element can be provided.
Moreover, according to this invention, the slurry for electrochemical element positive electrodes which can disperse | distribute a electrically conductive material favorably and can exhibit the output characteristic excellent in the electrochemical element can be provided.
Furthermore, according to the present invention, the positive electrode for an electrochemical element that has an electrode mixture layer in which a conductive material is well dispersed and can exhibit excellent output characteristics in an electrochemical element, and electrochemical that has excellent output characteristics An element can be provided.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
ここで、本発明の電気化学素子用導電材分散液は、電気化学素子電極用スラリー、好ましくは電気化学素子正極用スラリーを製造する際の材料として用いられる。そして、本発明の電気化学素子正極用スラリーは、本発明の電気化学素子用導電材分散液を用いて形成される。加えて、本発明の電気化学素子用正極は、本発明の電気化学素子正極用スラリーを用いて形成された正極合材層を備えることを特徴とする。また、本発明の電気化学素子は、本発明の電気化学素子用正極を備えることを特徴とする。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
Here, the electroconductive element-use conductive material dispersion liquid of the present invention is used as a material for producing an electrochemical element electrode slurry, preferably an electrochemical element positive electrode slurry. And the slurry for electrochemical element positive electrodes of this invention is formed using the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements of this invention. In addition, the positive electrode for electrochemical devices of the present invention is characterized by including a positive electrode mixture layer formed using the slurry for positive electrodes of electrochemical devices of the present invention. Moreover, the electrochemical element of this invention is equipped with the positive electrode for electrochemical elements of this invention, It is characterized by the above-mentioned.

(電気化学素子用導電材分散液)
本発明の電気化学素子用導電材分散液は、ピロリドン系溶媒中に、導電材およびエチレン−ビニルアルコール系重合体を含み、任意にフッ素樹脂を更に含有する。そして、本発明の電気化学素子用導電材分散液は、エチレン−ビニルアルコール系重合体の配合量が、導電材100質量部当たり、1〜9質量部であることを特徴とする。
このように、エチレン−ビニルアルコール系重合体を特定量含む導電材分散液は、導電材の分散性に優れ、さらに、経時による粘度変化が抑制され優れた導電材の分散状態を長期に亘り維持することができる。また、当該導電材分散液を用いて形成された電極合材層を備える電極は、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることができる。
(Conductive material dispersion for electrochemical devices)
The conductive material dispersion for an electrochemical element of the present invention contains a conductive material and an ethylene-vinyl alcohol polymer in a pyrrolidone solvent, and optionally further contains a fluororesin. And the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements of the present invention is characterized in that the blending amount of the ethylene-vinyl alcohol polymer is 1 to 9 parts by mass per 100 parts by mass of the electrically conductive material.
As described above, the conductive material dispersion containing a specific amount of the ethylene-vinyl alcohol polymer is excellent in the dispersibility of the conductive material, and further, the viscosity change with time is suppressed, and the excellent conductive material dispersion state is maintained for a long time. can do. Moreover, the electrode provided with the electrode compound-material layer formed using the said electrically-conductive material dispersion liquid can exhibit the output characteristic excellent in the electrochemical element.

<導電材>
導電材は、電極合材層中で電極活物質同士の電気的接触を確保するためのものである。そして、本発明の導電材分散液に用いる導電材としては、特に限定されることなく、カーボンブラック(例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック(登録商標)、ファーネスブラックなど)、単層または多層カーボンナノチューブ(多層カーボンナノチューブにはカップスタック型が含まれる)、カーボンナノホーン、気相成長炭素繊維、ポリマー繊維を焼成後に破砕して得られるミルドカーボン繊維、単層または多層グラフェン、ポリマー繊維からなる不織布を焼成して得られるカーボン不織布シートなどの導電性炭素材料、並びに各種金属のファイバー又は箔などを用いることができる。これらは一種単独で、または、二種以上を組み合わせて用いることができる。これらの中でも、化学的安定性に優れるという点で、導電性炭素材料が好ましい。また、近接する導電性炭素材料同士の接触頻度を高め、安定した導電パスを形成しつつ高効率での電子授受を達成して、優れた導電性を発現させる観点からは、カーボンブラックや、繊維状又はシート状である導電性炭素材料がより好ましい。
ここで、本発明において導電性炭素材料が「繊維状」であるとは、透過型電子顕微鏡(TEM)で測定した導電性炭素材料のアスペクト比が10以上であることをいい、繊維状導電性炭素材料としては、例えば、上述した単層または多層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、気相成長炭素繊維、ミルドカーボン繊維などが挙げられる。
また、本発明において導電性炭素材料が「シート状」であるとは、導電性炭素材料が平面状に広がる構造を有することをいい、シート状導電性炭素材料としては、例えば、上述した単層または多層グラフェン、カーボン不織布シートなどが挙げられる。なお、平面状に広がる構造を有するシート状導電性炭素材料には、繊維状導電性炭素材料は含まれないものとする。
<Conductive material>
The conductive material is for ensuring electrical contact between the electrode active materials in the electrode mixture layer. The conductive material used in the conductive material dispersion of the present invention is not particularly limited, and carbon black (for example, acetylene black, ketjen black (registered trademark), furnace black, etc.), single-walled or multi-walled carbon nanotubes (Multi-walled carbon nanotubes include cup-stacked types), carbon nanohorns, vapor-grown carbon fibers, milled carbon fibers obtained by crushing polymer fibers after firing, single-layer or multilayer graphene, and nonwoven fabrics made of polymer fibers A conductive carbon material such as a carbon non-woven sheet obtained as well as various metal fibers or foils can be used. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among these, a conductive carbon material is preferable because it is excellent in chemical stability. Also, from the viewpoint of increasing the contact frequency between adjacent conductive carbon materials, achieving highly efficient electron transfer while forming a stable conductive path, and exhibiting excellent conductivity, carbon black and fibers A conductive carbon material that is in the form of a sheet or a sheet is more preferable.
Here, in the present invention, that the conductive carbon material is “fibrous” means that the aspect ratio of the conductive carbon material measured by a transmission electron microscope (TEM) is 10 or more, and the fibrous conductivity. Examples of the carbon material include the single-walled or multi-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, vapor-grown carbon fibers, and milled carbon fibers described above.
Further, in the present invention, the conductive carbon material being “sheet-like” means that the conductive carbon material has a structure spreading in a plane, and the sheet-like conductive carbon material includes, for example, the single layer described above. Or a multilayer graphene, a carbon nonwoven fabric sheet, etc. are mentioned. The sheet-like conductive carbon material having a structure extending in a planar shape does not include a fibrous conductive carbon material.

カーボンブラックの平均粒子径は、好ましくは10nm以上、より好ましくは15nm以上、更に好ましくは20nm以上であり、好ましくは100nm以下、より好ましくは70nm以下、更に好ましくは50nm以下である。カーボンブラックの平均粒子径が上述の範囲内であれば、導電材であるカーボンブラックの分散性を一層向上させつつ導電材分散液の保存安定性を高めると共に、電気化学素子の出力特性を更に向上させることができる。
なお、本発明において「カーボンブラックの平均粒子径」は、TEMを用いて無作為に選択されたカーボンブラック粒子100個の粒子径(個々の粒子の外縁上の2点を結ぶ線分の長さのうち、最大の長さ)を測定して求めることができる。
The average particle size of carbon black is preferably 10 nm or more, more preferably 15 nm or more, still more preferably 20 nm or more, preferably 100 nm or less, more preferably 70 nm or less, and even more preferably 50 nm or less. If the average particle size of the carbon black is within the above range, the storage stability of the conductive material dispersion is improved while further improving the dispersibility of the conductive material carbon black, and the output characteristics of the electrochemical device are further improved. Can be made.
In the present invention, the “average particle diameter of carbon black” means the particle diameter of 100 carbon black particles randomly selected using TEM (the length of a line segment connecting two points on the outer edge of each particle). Can be obtained by measuring the maximum length).

導電材の比表面積は、好ましくは20m/g以上、より好ましくは35m/g以上であり、好ましくは1000m/g以下、より好ましくは800m/g以下、更に好ましくは500m/g以下、特に好ましくは100m/g以下、最も好ましくは60m/g以下である。導電材の比表面積が上述の範囲内であれば、導電材の分散性を一層向上させつつ導電材分散液の保存安定性を高めると共に、電気化学素子の出力特性を更に向上させることができる。
なお、本発明において「導電材の比表面積」とは、窒素吸着法によるBET比表面積のことであり、ASTM D3037−81に準拠して測定することができる。
The specific surface area of the conductive material is preferably 20 m 2 / g or more, more preferably 35 m 2 / g or more, preferably 1000 m 2 / g or less, more preferably 800 m 2 / g or less, and still more preferably 500 m 2 / g. Hereinafter, it is particularly preferably 100 m 2 / g or less, most preferably 60 m 2 / g or less. If the specific surface area of the conductive material is within the above range, the storage stability of the conductive material dispersion can be improved while further improving the dispersibility of the conductive material, and the output characteristics of the electrochemical device can be further improved.
In the present invention, the “specific surface area of the conductive material” is a BET specific surface area by a nitrogen adsorption method, and can be measured in accordance with ASTM D3037-81.

導電材の密度は、好ましくは0.01g/cm以上、より好ましくは0.02g/cm以上であり、好ましくは0.5g/cm以下、より好ましくは0.3g/cm以下、更に好ましくは0.2g/cm以下である。導電材の密度が上述の範囲内であれば、導電材分散液調製時における導電材の飛散が抑制され、作業性を確保することができる。また導電材分散液の保存安定性、電極用スラリーの塗工性および電気化学素子の出力特性を更に向上させることができる。
なお、本発明において「導電材の密度」とは、かさ密度のことであり、JIS Z 8901に準拠して測定することができる。
The density of the conductive material is preferably 0.01 g / cm 3 or more, more preferably 0.02 g / cm 3 or more, preferably 0.5 g / cm 3 or less, more preferably 0.3 g / cm 3 or less. More preferably, it is 0.2 g / cm 3 or less. When the density of the conductive material is within the above range, scattering of the conductive material during preparation of the conductive material dispersion is suppressed, and workability can be ensured. Further, the storage stability of the conductive material dispersion, the coating properties of the electrode slurry, and the output characteristics of the electrochemical device can be further improved.
In the present invention, the “density of the conductive material” is a bulk density and can be measured according to JIS Z 8901.

<エチレン−ビニルアルコール系重合体>
エチレン−ビニルアルコール系重合体(EVOH)は、式:−CH−CH−で表されるエチレン構造単位と、式:−CH−CH(OH)−で表されるビニルアルコール構造単位を主たる繰り返し単位とする共重合体であり、本発明の導電材分散液において、導電材を分散させる分散剤として機能しうる。なお、EVOH中、全繰り返し単位の数に占めるエチレン構造単位の数の割合(エチレン含有率)とビニルアルコール構造単位の数の割合の合計は、好ましくは80モル%以上、より好ましくは90モル%以上、特に好ましくは100モル%である。
なお、EVOHは、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Ethylene-vinyl alcohol polymer>
The ethylene-vinyl alcohol polymer (EVOH) comprises an ethylene structural unit represented by the formula: —CH 2 —CH 2 — and a vinyl alcohol structural unit represented by the formula: —CH 2 —CH (OH) —. It is a copolymer having a main repeating unit, and can function as a dispersant for dispersing the conductive material in the conductive material dispersion of the present invention. In EVOH, the total of the ratio of the number of ethylene structural units (ethylene content) to the number of all repeating units and the ratio of the number of vinyl alcohol structural units is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol%. As described above, it is particularly preferably 100 mol%.
In addition, EVOH may be used independently and may use 2 or more types together.

EVOHの製造方法は特に限定されないが、EVOHは、エチレンと脂肪酸ビニルエステルとの共重合体を、アルカリ触媒等によってケン化することによって得られる。エチレンと共重合する脂肪酸ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどが挙げられ、酢酸ビニルが好ましい。またケン化の方法は特に限定されない。
なお、EVOHは、エチレンと脂肪酸ビニルエステルとの共重合体を、アルカリ触媒等によってケン化した後に既知の手法で変性されていてもよい。
Although the production method of EVOH is not particularly limited, EVOH is obtained by saponifying a copolymer of ethylene and a fatty acid vinyl ester with an alkali catalyst or the like. Examples of the fatty acid vinyl ester copolymerized with ethylene include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl pivalate, and vinyl acetate is preferred. Further, the saponification method is not particularly limited.
EVOH may be modified by a known method after saponifying a copolymer of ethylene and a fatty acid vinyl ester with an alkali catalyst or the like.

EVOHのケン化度(即ち、脂肪酸ビニルエステル構造単位が加水分解(ケン化)された割合)は、導電材分散液の保存安定性を向上させる観点から、96.0モル%以上100%以下であることが好ましく、97.0モル%以上100%以下であることがより好ましい。   EVOH saponification degree (that is, the ratio of hydrolysis (saponification) of fatty acid vinyl ester structural units) is from 96.0 mol% to 100% from the viewpoint of improving the storage stability of the conductive material dispersion. Preferably, it is 97.0 mol% or more and 100% or less.

EVOHのエチレン含有率は、40モル%以上であることが好ましく、42モル%以上であることがより好ましく、43モル%以上であることが更に好ましく、そして、50モル%以下であることが好ましく、48モル%以下であることがより好ましく、45モル%以下であることが更に好ましい。エチレン含有率が上述の範囲内であることで、EVOHが有する導電材分散能を更に良好に発揮させることができる。   The ethylene content of EVOH is preferably 40 mol% or more, more preferably 42 mol% or more, further preferably 43 mol% or more, and preferably 50 mol% or less. 48 mol% or less, more preferably 45 mol% or less. When the ethylene content is in the above range, the conductive material dispersibility of EVOH can be more satisfactorily exhibited.

そして、本発明の導電材分散液は、導電材100質量部当たり、EVOHを1質量部以上9質量部以下含むことが必要であり、好ましくは5質量部以上、より好ましくは7質量部以上含む。EVOHの配合量が導電材100質量部当たり1質量部未満であると、導電材を良好に分散させることができない。そして、その結果、導電材分散液を用いて形成した電極合材層内において、導電材の分散性が低下し、好適な導電材間のネットワークが形成されずに出力特性などの電気的特性が低下する。一方、EVOHの配合量が導電材100質量部当たり9質量部超であると、導電材分散液の粘度の増加などに起因してEVOHの配合量の増加に見合う分散性の向上効果が得られなくなると共に、導電材分散液から形成された電極合材層を備える電極を有する電気化学素子において、内部抵抗が上昇し、出力特性などの電気的特性が低下する。   The conductive material dispersion of the present invention needs to contain 1 to 9 parts by mass of EVOH per 100 parts by mass of the conductive material, preferably 5 parts by mass or more, more preferably 7 parts by mass or more. . A conductive material cannot be disperse | distributed favorably as the compounding quantity of EVOH is less than 1 mass part per 100 mass parts of electrically conductive material. As a result, in the electrode mixture layer formed using the conductive material dispersion liquid, the dispersibility of the conductive material is reduced, and electrical characteristics such as output characteristics are obtained without forming a suitable network between the conductive materials. descend. On the other hand, when the blending amount of EVOH is more than 9 parts by mass per 100 parts by mass of the conductive material, an effect of improving dispersibility commensurate with the increase in the blending amount of EVOH due to an increase in the viscosity of the conductive material dispersion liquid can be obtained. In addition, in an electrochemical element having an electrode including an electrode mixture layer formed from a conductive material dispersion, internal resistance increases and electrical characteristics such as output characteristics decrease.

<フッ素樹脂>
本発明の導電材分散液は、任意にフッ素樹脂を含有してもよい。結着材として機能しうるフッ素樹脂を使用することで、当該導電材分散液から形成される電極合材層と集電体の密着性が確保され、出力特性などの電気化学素子の電気的特性を向上させることができる。
なお、上記EVOHも結着性を発揮するが、上述した通り、分散性および電気的特性の双方を確保する観点からは、EVOHの配合量には限界がある。そこで、本発明の導電材分散液では、EVOH以外に結着材として機能しうるフッ素樹脂を使用することで、電極合材層と集電体の密着性を確保することが好ましい。
<Fluorine resin>
The conductive material dispersion of the present invention may optionally contain a fluororesin. By using a fluororesin that can function as a binder, the adhesion between the electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion and the current collector is secured, and the electrical characteristics of the electrochemical device such as output characteristics Can be improved.
In addition, although the said EVOH also exhibits binding property, as mentioned above, there is a limit to the blending amount of EVOH from the viewpoint of securing both dispersibility and electrical characteristics. Therefore, in the conductive material dispersion of the present invention, it is preferable to secure the adhesion between the electrode mixture layer and the current collector by using a fluororesin that can function as a binder in addition to EVOH.

フッ素樹脂は、フッ素含有単量体単位を含む重合体である。なお、本明細書において「単量体単位を含む」とは、「その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の繰り返し単位が含まれている」ことを意味する。
具体的には、フッ素樹脂としては、1種類以上のフッ素含有単量体の単独重合体または共重合体や、1種類以上のフッ素含有単量体とフッ素を含有しない単量体(以下、「フッ素非含有単量体」と称する。)との共重合体が挙げられる。
なお、フッ素樹脂におけるフッ素含有単量体単位の割合は、通常70質量%以上、好ましくは80質量%以上である。また、フッ素樹脂におけるフッ素非含有単量体単位の割合は、通常30質量%以下、好ましくは20質量%以下である。
A fluororesin is a polymer containing a fluorine-containing monomer unit. In the present specification, “comprising a monomer unit” means “a repeating unit derived from a monomer is contained in a polymer obtained using the monomer”.
Specifically, as the fluororesin, a homopolymer or copolymer of one or more fluorine-containing monomers, one or more fluorine-containing monomers and a monomer not containing fluorine (hereinafter referred to as “ And a copolymer with a "non-fluorine-containing monomer").
In addition, the ratio of the fluorine-containing monomer unit in a fluororesin is 70 mass% or more normally, Preferably it is 80 mass% or more. Moreover, the ratio of the fluorine-free monomer unit in the fluororesin is usually 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less.

ここで、フッ素含有単量体単位を形成し得るフッ素含有単量体としては、フッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、三フッ化塩化ビニル、フッ化ビニル、パーフルオロアルキルビニルエーテルなどが挙げられる。これらの中でも、フッ素含有単量体としては、フッ化ビニリデンが好ましい。   Here, examples of the fluorine-containing monomer that can form a fluorine-containing monomer unit include vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, vinyl trifluoride chloride, vinyl fluoride, and perfluoroalkyl vinyl ether. It is done. Among these, as the fluorine-containing monomer, vinylidene fluoride is preferable.

また、フッ素非含有単量体単位を形成し得るフッ素非含有単量体としては、フッ素含有単量体と共重合可能なフッ素を含まない単量体、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテンなどの1−オレフィン;スチレン、α−メチルスチレン、p−t−ブチルスチレン、ビニルトルエン、クロロスチレンなどの芳香族ビニル化合物;(メタ)アクリロニトリルなどの不飽和ニトリル化合物;(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシルなどの(メタ)アクリル酸エステル化合物;(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−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドなどの(メタ)アクリルアミド化合物;(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、マレイン酸などのカルボキシル基を含有するビニル化合物;アリルグリシジルエーテル、(メタ)アクリル酸グリシジルなどのエポキシ基含有不飽和化合物;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル、(メタ)アクリル酸ジエチルアミノエチルなどのアミノ基含有不飽和化合物;スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸などのスルホン酸基含有不飽和化合物;3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパン硫酸などの硫酸基含有不飽和化合物;(メタ)アクリル酸−3−クロロ−2−リン酸プロピル、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンリン酸などのリン酸基含有不飽和化合物などが挙げられる。   Examples of the fluorine-free monomer that can form a fluorine-free monomer unit include a fluorine-free monomer copolymerizable with the fluorine-containing monomer, such as ethylene, propylene, and 1-butene. 1-olefin; aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, pt-butylstyrene, vinyltoluene, chlorostyrene; unsaturated nitrile compounds such as (meth) acrylonitrile; methyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylic acid ester compounds such as (meth) butyl acrylate and (meth) acrylic acid 2-ethylhexyl; (meth) such as (meth) acrylamide, N-methylol (meth) acrylamide and N-butoxymethyl (meth) acrylamide Acrylamide compounds; (meth) acrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, crotonic acid, Vinyl compounds containing carboxyl groups such as oleic acid; epoxy group-containing unsaturated compounds such as allyl glycidyl ether and glycidyl (meth) acrylate; amino such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and diethylaminoethyl (meth) acrylate Group-containing unsaturated compounds; sulfonic acid group-containing unsaturated compounds such as styrene sulfonic acid, vinyl sulfonic acid and (meth) allyl sulfonic acid; sulfate group-containing unsaturated compounds such as 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfuric acid; ) Phosphoric acid group-containing unsaturated compounds such as acrylic acid-3-chloro-2-phosphate and 3-allyloxy-2-hydroxypropanephosphoric acid.

そして、フッ素樹脂としては、フッ素含有単量体としてフッ化ビニリデンを用いた重合体およびフッ素含有単量体としてフッ化ビニルを用いた重合体が好ましく、フッ素含有単量体としてフッ化ビニリデンを用いた重合体がより好ましい。
具体的には、フッ素樹脂としては、フッ化ビニリデンの単独重合体(ポリフッ化ビニリデン)、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体およびポリフッ化ビニルが好ましく、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)がより好ましい。
なお、上述したフッ素樹脂は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
As the fluororesin, a polymer using vinylidene fluoride as a fluorine-containing monomer and a polymer using vinyl fluoride as a fluorine-containing monomer are preferable, and vinylidene fluoride is used as the fluorine-containing monomer. More preferred is a polymer.
Specifically, as the fluororesin, a homopolymer of vinylidene fluoride (polyvinylidene fluoride), a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, and polyvinyl fluoride are preferable, and polyvinylidene fluoride (PVDF) is more preferable. preferable.
In addition, the fluororesin mentioned above may be used independently and may use 2 or more types together.

ここで、フッ素樹脂が10質量%の濃度でNMPに溶解した溶液の粘度は、好ましくは10mPa・s以上、より好ましくは100mPa・s以上であり、好ましくは1800mPa・s以下、より好ましくは1300mPa・s以下、更に好ましくは500mPa・s以下である。フッ素樹脂の10質量%NMP溶液の粘度が10mPa・s以上であることで、導電材分散液から形成される電極合材層と集電体との密着性を向上させることができ、1800mPa・s以下であることで、導電材分散液の粘度が過剰に上昇することにより導電材の分散性が損なわれることもない。そして、フッ素樹脂の10質量%NMP溶液の粘度が上述の範囲内であることにより、当該フッ素樹脂を用いた導電材分散液から形成された電極合材層を備える電極を有する電気化学素子の、出力特性などの電気的特性を向上させることができる。   Here, the viscosity of the solution in which the fluororesin is dissolved in NMP at a concentration of 10% by mass is preferably 10 mPa · s or more, more preferably 100 mPa · s or more, preferably 1800 mPa · s or less, more preferably 1300 mPa · s. s or less, more preferably 500 mPa · s or less. When the viscosity of the 10 mass% NMP solution of the fluororesin is 10 mPa · s or more, the adhesion between the electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion and the current collector can be improved, and 1800 mPa · s. By being below, the dispersibility of a conductive material is not impaired by the viscosity of a conductive material dispersion rising excessively. And when the viscosity of the 10 mass% NMP solution of fluororesin is in the above-mentioned range, the electrochemical element having an electrode comprising an electrode mixture layer formed from a conductive material dispersion using the fluororesin, Electrical characteristics such as output characteristics can be improved.

ここで、上述したフッ素樹脂の製造方法は特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法などのいずれの方法も用いることができる。
また、重合方法としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができる。また、重合開始剤としては、既知の重合開始剤を用いることができる。
Here, the manufacturing method of the fluororesin mentioned above is not specifically limited, For example, any methods, such as solution polymerization method, suspension polymerization method, block polymerization method, and emulsion polymerization method, can be used.
As the polymerization method, addition polymerization such as ionic polymerization, radical polymerization, living radical polymerization and the like can be used. Moreover, as a polymerization initiator, a known polymerization initiator can be used.

そして、フッ素樹脂は、分散媒に分散された分散液または溶解された溶液の状態で導電材分散液の調製に使用される。導電材分散液の調製に使用するフッ素樹脂の分散媒としては、フッ素樹脂を均一に分散または溶解し得るものであれば、特に制限されず、水や有機溶媒を用いることができ、有機溶媒を用いることが好ましい。なお、有機溶媒としては、特に限定されることなく、本発明の導電材分散液の分散媒として用いるピロリドン系溶媒を用いることができる。   The fluororesin is used for the preparation of a conductive material dispersion in the state of a dispersion or a solution dissolved in a dispersion medium. The dispersion medium of the fluororesin used for the preparation of the conductive material dispersion is not particularly limited as long as the fluororesin can be uniformly dispersed or dissolved, and water or an organic solvent can be used. It is preferable to use it. In addition, as an organic solvent, it does not specifically limit, The pyrrolidone type solvent used as a dispersion medium of the electrically conductive material dispersion liquid of this invention can be used.

そして、本発明の導電材分散液は、導電材100質量部当たり、フッ素樹脂を好ましくは10質量部以上含み、好ましくは200質量部以下、より好ましくは120質量部以下、更に好ましくは50質量部以下含む。フッ素樹脂の配合量が導電材100質量部当たり10質量部以上であることで、導電材分散液から形成される電極合材層と集電体との密着性を向上させることができる。一方、フッ素樹脂の配合量が導電材100質量部当たり200質量部以下であることで、当該導電材分散液から形成された電極合材層を備える電極を有する電気化学素子において、フッ素樹脂量が過剰となることに起因する内部抵抗の上昇が抑制され、出力特性などの電気的特性を確保することができる。加えて、導電材分散液の粘度が過剰に高粘度とならず、電極用スラリーの調製が容易であり、また、電極用スラリーの集電体上への塗工性が向上する。さらに、導電材分散液中での導電材の分散性を確保することができる。
なお、本発明の導電材分散液は、EVOHの量とフッ素樹脂の量の合計中、フッ素樹脂の量が占める割合は、好ましくは65質量%以上、より好ましくは70質量%以上であり、好ましくは95質量%以下、より好ましくは90質量%以下である。EVOHとフッ素樹脂の合計量中のフッ素樹脂の割合が上述の範囲内であることで、EVOHおよびフッ素樹脂により得られる結着能と、EVOHにより得られる導電材分散能のバランスが良好となり、導電材の分散性、導電材分散液の保存安定性、そして当該導電材分散液から形成された電極合材層を備える電極を有する電気化学素子の、出力特性などの電気的特性を更に向上させることができる。
The conductive material dispersion of the present invention preferably contains 10 parts by mass or more, preferably 200 parts by mass or less, more preferably 120 parts by mass or less, and still more preferably 50 parts by mass, per 100 parts by mass of the conductive material. Includes: When the blending amount of the fluororesin is 10 parts by mass or more per 100 parts by mass of the conductive material, the adhesion between the electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion and the current collector can be improved. On the other hand, in the electrochemical element having an electrode including an electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion, the amount of the fluororesin is less than 200 parts by mass per 100 parts by mass of the conductive material. An increase in internal resistance due to excess is suppressed, and electrical characteristics such as output characteristics can be ensured. In addition, the viscosity of the conductive material dispersion does not become excessively high, and the preparation of the electrode slurry is easy, and the coating property of the electrode slurry on the current collector is improved. Furthermore, the dispersibility of the conductive material in the conductive material dispersion can be ensured.
In the conductive material dispersion of the present invention, the proportion of the amount of fluororesin in the total amount of EVOH and fluororesin is preferably 65% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, preferably Is 95% by mass or less, more preferably 90% by mass or less. Since the ratio of the fluororesin in the total amount of EVOH and fluororesin is within the above range, the balance between the binding ability obtained by EVOH and fluororesin and the dispersibility of the conductive material obtained by EVOH becomes good, and the conductivity To further improve the electrical characteristics such as output characteristics of an electrochemical device having an electrode having an electrode mixture layer formed from the conductive material dispersion, the storage stability of the conductive material dispersion, and the conductive material dispersion Can do.

<ピロリドン系溶媒>
本発明の導電材分散液において、分散媒としてピロリドン系溶媒を用いる。ピロリドン系溶媒は、EVOHの溶解度が高いため、EVOHの導電材分散能を十分に発揮させることができるからである。具体的なピロリドン系溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)が挙げられる。これらの中でも、フッ素樹脂の溶解性の観点からNMPが好ましい。
なお、これらのピロリドン系溶媒は、単独で使用してもよいし、2種以上を混合して使用してもよい。
<Pyrrolidone solvent>
In the conductive material dispersion of the present invention, a pyrrolidone solvent is used as a dispersion medium. This is because the pyrrolidone-based solvent has a high solubility of EVOH, so that the conductive material dispersibility of EVOH can be sufficiently exhibited. Specific examples of the pyrrolidone solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP). Among these, NMP is preferable from the viewpoint of solubility of the fluororesin.
These pyrrolidone solvents may be used alone or in combination of two or more.

<導電材分散液の調製方法>
上述の導電材、EVOH、任意のフッ素樹脂、およびピロリドン系溶媒を混合して導電材分散液を得るにあたり、混合方法には特に制限は無く、例えば、ディスパー、ミル、ニーダーなどの一般的な混合装置を用いることができる。例えば、ディスパーを使用する場合には、1000rpm以上5000rpm以下で、5分以上60分以下攪拌することが好ましい。
また、導電材分散液を得るにあたり、混合手順も特に制限はなく、例えば、(A)ピロリドン系溶媒にEVOHを溶解後、導電材を添加し、上述の混合装置および混合条件で混合してもよいし、(B)導電材、EVOHおよびピロリドン系溶媒を上述の混合装置および混合条件で一括混合してもよい。これらの中でも、(A)の混合手順が好ましい。
更に、フッ素樹脂を導電材分散液に添加する場合は、導電材の分散性および、導電材分散液の保存安定性を一層向上させる観点から、導電材、EVOHおよびピロリドン系溶媒を例えば上述の混合装置および混合条件で予混合した後に、フッ素樹脂を添加することが好ましい。そして、フッ素樹脂を添加後、例えば上述の混合装置および混合条件でさらに混合することが好ましい。フッ素樹脂の添加に先んじて、導電材、EVOHおよびピロリドン系溶媒を混合することで、分散剤としてのEVOHを優先して導電材に吸着させることができ、EVOHの導電材分散能を十分に発揮させることができるからである。なお、フッ素樹脂は、電気化学素子正極用スラリーの調製段階で添加してもよい。
そして、得られる導電材分散液のTI値(チクソトロピックインデックス値)は、0.80以上であることが好ましく、0.95以上であることがより好ましく、3.50以下であることが好ましく、2.0以下であることがより好ましい。TI値が上述の範囲内であれば、電極用スラリーの塗工性が向上し、電気化学素子の出力特性などの電気的特性を一層高めることができる。
ここで、TI値は、B型粘度計を用いて、温度25℃、回転速度60rpm、回転時間60秒の条件で測定される導電材分散液の粘度η60に対する、回転速度を6rpmとした以外はη60と同様にして測定される導電材分散液の粘度η6の比(η6/η60)として求めることができる。
<Method for preparing conductive material dispersion>
When the conductive material, EVOH, an arbitrary fluororesin, and a pyrrolidone-based solvent are mixed to obtain a conductive material dispersion, the mixing method is not particularly limited. For example, general mixing such as disper, mill, kneader, etc. An apparatus can be used. For example, when using a disper, it is preferable to stir at 1000 rpm to 5000 rpm for 5 minutes to 60 minutes.
Further, in obtaining the conductive material dispersion liquid, the mixing procedure is not particularly limited. For example, (A) EVOH is dissolved in a pyrrolidone solvent, and then the conductive material is added and mixed using the above-described mixing apparatus and mixing conditions. Alternatively, (B) the conductive material, EVOH, and pyrrolidone-based solvent may be mixed together using the above-described mixing apparatus and mixing conditions. Among these, the mixing procedure (A) is preferable.
Further, when a fluororesin is added to the conductive material dispersion, the conductive material, EVOH and pyrrolidone solvent are mixed, for example, from the viewpoint of further improving the dispersibility of the conductive material and the storage stability of the conductive material dispersion. It is preferable to add a fluororesin after premixing with an apparatus and mixing conditions. And after adding a fluororesin, it is preferable to further mix, for example with the above-mentioned mixing apparatus and mixing conditions. Prior to the addition of fluororesin, by mixing conductive material, EVOH and pyrrolidone solvent, EVOH as a dispersant can be preferentially adsorbed on the conductive material, and EVOH's conductive material dispersibility is fully demonstrated. It is because it can be made. In addition, you may add a fluororesin in the preparation stage of the slurry for electrochemical element positive electrodes.
The TI value (thixotropic index value) of the obtained conductive material dispersion is preferably 0.80 or more, more preferably 0.95 or more, and preferably 3.50 or less, More preferably, it is 2.0 or less. If the TI value is within the above range, the coating property of the electrode slurry can be improved, and the electrical characteristics such as the output characteristics of the electrochemical element can be further enhanced.
Here, the TI value is obtained by using a B-type viscometer, except that the rotation speed is 6 rpm with respect to the viscosity η60 of the conductive material dispersion measured at a temperature of 25 ° C., a rotation speed of 60 rpm, and a rotation time of 60 seconds. It can be determined as the ratio (η6 / η60) of the viscosity η6 of the conductive material dispersion measured in the same manner as η60.

(電気化学素子正極用スラリー)
本発明の電気化学素子正極用スラリーは、上述した電気化学素子用導電材分散液および正極活物質を含む。即ち、導電材と、EVOHと、正極活物質と、ピロリドン系溶媒と、任意にフッ素樹脂とを含む。
このように、上述した電気化学素子用導電材分散液を含む二次電池正極用スラリーから形成される電極合材層は、その中で導電材が良好に分散しているため、好適な導電材間のネットワークが形成される。また、当該電極合材層では、内部抵抗の増加が抑制されている。従って、そのような電極合材層を備える正極を有する電気化学素子は、出力特性などの電気的特性に優れる。
(Slurry for electrochemical element positive electrode)
The slurry for an electrochemical element positive electrode of the present invention contains the above-described conductive material dispersion for an electrochemical element and a positive electrode active material. That is, it contains a conductive material, EVOH, a positive electrode active material, a pyrrolidone-based solvent, and optionally a fluororesin.
As described above, the electrode mixture layer formed from the slurry for the secondary battery positive electrode containing the above-described electroconductive element-use conductive material dispersion liquid has a preferable conductive material because the conductive material is well dispersed therein. A network between them is formed. Moreover, in the said electrode compound-material layer, the increase in internal resistance is suppressed. Therefore, an electrochemical device having a positive electrode including such an electrode mixture layer is excellent in electrical characteristics such as output characteristics.

<正極活物質>
電気化学素子正極用スラリーに配合する正極活物質としては、特に限定されることなく、既知の正極活物質を用いることができる。
例えばリチウムイオン二次電池に用いられる正極活物質としては、特に限定されることなく、リチウム含有コバルト酸化物(LiCoO)、マンガン酸リチウム(LiMn)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO)、Co−Ni−Mnのリチウム含有複合酸化物、Ni−Mn−Alのリチウム含有複合酸化物、Ni−Co−Alのリチウム含有複合酸化物、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)、オリビン型リン酸マンガンリチウム(LiMnPO)、Li1+xMn2−x(0<X<2)で表されるリチウム過剰のスピネル化合物、Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O、LiNi0.5Mn1.5等が挙げられる。
また例えばリチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタに用いられる正極活物質としては、特に限定されることなく、炭素の同素体が挙げられる。炭素の同素体の具体例としては、活性炭、ポリアセン、カーボンウィスカ及びグラファイト等が挙げられ、これらの粉末または繊維を使用することができる。
<Positive electrode active material>
As a positive electrode active material mix | blended with the slurry for electrochemical element positive electrodes, it is not specifically limited, A known positive electrode active material can be used.
For example, a positive electrode active material used for a lithium ion secondary battery is not particularly limited, and lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2). ), Co—Ni—Mn lithium-containing composite oxide, Ni—Mn—Al lithium-containing composite oxide, Ni—Co—Al lithium-containing composite oxide, olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), olivine Type lithium lithium phosphate (LiMnPO 4 ), Li 1 + x Mn 2−x O 4 (0 <X <2), an excess lithium spinel compound, Li [Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56 ] O 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 and the like.
Further, for example, a positive electrode active material used for a lithium ion capacitor or an electric double layer capacitor is not particularly limited, and includes an allotrope of carbon. Specific examples of the allotrope of carbon include activated carbon, polyacene, carbon whisker, and graphite, and these powders or fibers can be used.

上述した中でも、リチウムイオン二次電池において電池容量などを向上させる観点からは、正極活物質としてリチウム含有コバルト酸化物(LiCoO)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO)、Co−Ni−Mnのリチウム含有複合酸化物、Ni−Co−Alのリチウム含有複合酸化物、Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]OまたはLiNi0.5Mn1.5を用いることが好ましい。
なお、正極活物質の粒径は、特に限定されることなく、従来使用されている正極活物質と同様とすることができる。
そして、本発明の電気化学素子正極用スラリーは、導電材100質量部当たり、正極活物質を好ましくは1000質量部以上、より好ましくは2000質量部以上含み、好ましくは10000質量部以下、より好ましくは5000質量部以下含む。
Among the above, from the viewpoint of improving battery capacity and the like in a lithium ion secondary battery, lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ), and Co—Ni—Mn are used as the positive electrode active material. Lithium-containing composite oxide, lithium-containing composite oxide of Ni—Co—Al, Li [Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56 ] O 2 or LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 Is preferably used.
The particle size of the positive electrode active material is not particularly limited, and can be the same as that of a positive electrode active material conventionally used.
The slurry for an electrochemical device positive electrode of the present invention preferably contains 1000 parts by mass or more, more preferably 2000 parts by mass or more, preferably 10,000 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or more of the positive electrode active material per 100 parts by mass of the conductive material. Including 5000 parts by mass or less.

<その他の成分>
電気化学素子正極用スラリーには、上記成分の他に、例えば、フッ素樹脂以外の結着材、粘度調整剤、補強材、酸化防止剤、電解液の分解を抑制する機能を有する電解液添加剤などの成分を混合してもよい。これらの他の成分は、公知のものを使用することができる。また、これらの他の成分は、上述した本発明の電気化学素子用導電材分散液に配合してもよい。
<Other ingredients>
In addition to the above-described components, the electrochemical element positive electrode slurry includes, for example, a binder other than a fluororesin, a viscosity modifier, a reinforcing material, an antioxidant, and an electrolyte additive having a function of suppressing decomposition of the electrolyte You may mix components, such as. As these other components, known ones can be used. Moreover, you may mix | blend these other components with the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements of this invention mentioned above.

<電気化学素子正極用スラリーの調製方法>
導電材分散液に対して、上述の正極活物質と、任意に、その他の成分および追加の分散媒とを混合して電気化学素子正極用スラリーを得るにあたり、混合方法には特に制限は無く、例えば、ディスパー、ミル、ニーダーなどの一般的な混合装置を用いることができる。例えば、ディスパーを使用する場合には、1000rpm以上5000rpm以下で、5分以上120分以下攪拌することが好ましい。
<Method for preparing slurry for electrochemical element positive electrode>
In the conductive material dispersion, the above-described positive electrode active material, and optionally, other components and an additional dispersion medium are mixed to obtain a slurry for an electrochemical device positive electrode. For example, a general mixing apparatus such as a disper, a mill, or a kneader can be used. For example, when using a disper, it is preferable to stir at 1000 rpm to 5000 rpm for 5 minutes to 120 minutes.

(電気化学素子用正極)
本発明の電気化学素子用正極は、本発明の電気化学素子正極用スラリーを使用して製造することができる。
そして、本発明の電気化学素子用正極は、集電体と、集電体上に形成された正極合材層とを備え、正極合材層には、少なくとも、正極活物質と、導電材と、EVOHとが含まれている。なお、正極合材層中に含まれている正極活物質、導電材およびEVOHは、本発明の電気化学素子用導電材分散液および電気化学素子正極用スラリー中に含まれていたものであり、それら各成分の好適な存在比は、本発明の電気化学素子用導電材分散液および電気化学素子正極用スラリー中の各成分の好適な存在比と同じである。
(Positive electrode for electrochemical devices)
The positive electrode for electrochemical devices of the present invention can be produced using the slurry for positive electrodes of electrochemical devices of the present invention.
And the positive electrode for electrochemical devices of the present invention comprises a current collector and a positive electrode mixture layer formed on the current collector. The positive electrode mixture layer includes at least a positive electrode active material, a conductive material, and And EVOH. In addition, the positive electrode active material, the conductive material, and EVOH contained in the positive electrode mixture layer are those contained in the electrochemical device conductive material dispersion and the electrochemical device positive electrode slurry of the present invention, A suitable abundance ratio of each of these components is the same as a preferred abundance ratio of each component in the electroconductive element conductive material dispersion and the electrochemical element positive electrode slurry of the present invention.

そして、上述した電気化学素子正極用スラリーから形成される正極合材層は、その中で導電材が良好に分散しているため、好適な導電材間のネットワークが形成される。また、当該正極合材層は、内部抵抗の上昇が抑制されている。従って、そのような正極合材層を備える本発明の電気化学素子用正極を有する電気化学素子は、出力特性などの電気的特性に優れる。   And since the electrically conductive material is disperse | distributing favorable in the positive mix layer formed from the slurry for electrochemical element positive electrodes mentioned above, the network between suitable electrically conductive materials is formed. In addition, the positive electrode mixture layer is suppressed from increasing in internal resistance. Therefore, the electrochemical device having the positive electrode for an electrochemical device of the present invention having such a positive electrode mixture layer is excellent in electrical characteristics such as output characteristics.

<電気化学素子用正極の製造方法>
本発明の電気化学素子用正極の製造方法は、本発明の電気化学素子正極用スラリーを、集電体の少なくとも一方の面に塗布し、乾燥して正極合材層を形成する工程を含む。より詳細には、当該製造方法は、電気化学素子正極用スラリーを集電体の少なくとも一方の面に塗布する工程(塗布工程)と、集電体の少なくとも一方の面に塗布された電気化学素子正極用スラリーを乾燥して集電体上に正極合材層を形成する工程(乾燥工程)とを含む。
<Method for producing positive electrode for electrochemical device>
The manufacturing method of the positive electrode for electrochemical devices of this invention includes the process of apply | coating the slurry for electrochemical device positive electrodes of this invention to at least one surface of a collector, and drying, and forming a positive mix layer. More specifically, the manufacturing method includes a step of applying the electrochemical device positive electrode slurry to at least one surface of the current collector (application step), and an electrochemical device applied to at least one surface of the current collector. And a step of drying the positive electrode slurry to form a positive electrode mixture layer on the current collector (drying step).

[塗布工程]
上記電気化学素子正極用スラリーを集電体上に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。具体的には、塗布方法としては、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などを用いることができる。この際、電気化学素子正極用スラリーを集電体の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。塗布後乾燥前の集電体上のスラリー膜の厚みは、乾燥して得られる正極合材層の厚みに応じて適宜に設定しうる。
[Coating process]
The method for coating the electrochemical device positive electrode slurry on the current collector is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, as a coating method, a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method, or the like can be used. At this time, the electrochemical device positive electrode slurry may be applied to only one surface of the current collector, or may be applied to both surfaces. The thickness of the slurry film on the current collector after application and before drying can be appropriately set according to the thickness of the positive electrode mixture layer obtained by drying.

ここで、電気化学素子正極用スラリーを塗布する集電体としては、電気導電性を有し、かつ、電気化学的に耐久性のある材料が用いられる。具体的には、集電体としては、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる集電体を用い得る。この際、アルミニウムとアルミニウム合金とを組み合わせて用いてもよく、種類が異なるアルミニウム合金を組み合わせて用いてもよい。アルミニウムおよびアルミニウム合金は耐熱性を有し、電気化学的に安定であるため、優れた集電体材料である。   Here, as the current collector on which the slurry for the electrochemical device positive electrode is applied, a material having electrical conductivity and electrochemical durability is used. Specifically, a current collector made of aluminum or an aluminum alloy can be used as the current collector. At this time, aluminum and an aluminum alloy may be used in combination, or different types of aluminum alloys may be used in combination. Aluminum and aluminum alloys are excellent current collector materials because they have heat resistance and are electrochemically stable.

[乾燥工程]
集電体上の電気化学素子正極用スラリーを乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。このように集電体上の電気化学素子正極用スラリーを乾燥することで、集電体上に正極合材層を形成し、集電体と正極合材層とを備える電気化学素子用正極を得ることができる。
[Drying process]
The method for drying the slurry for the electrochemical device positive electrode on the current collector is not particularly limited, and a known method can be used, for example, drying with hot air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, infrared rays, electron beam, etc. And a drying method by irradiation. Thus, by drying the slurry for the electrochemical device positive electrode on the current collector, a positive electrode composite material layer is formed on the current collector, and the positive electrode for an electrochemical device comprising the current collector and the positive electrode composite material layer is provided. Can be obtained.

なお、乾燥工程の後、金型プレスまたはロールプレスなどを用い、正極合材層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、正極合材層と集電体との密着性を向上させることができる。
さらに、正極合材層が硬化性の重合体を含む場合は、正極合材層の形成後に前記重合体を硬化させることが好ましい。
Note that after the drying step, the positive electrode mixture layer may be subjected to pressure treatment using a die press or a roll press. By the pressure treatment, the adhesion between the positive electrode mixture layer and the current collector can be improved.
Furthermore, when the positive electrode mixture layer contains a curable polymer, the polymer is preferably cured after the positive electrode mixture layer is formed.

(電気化学素子)
本発明の電気化学素子は、特に限定されることなく、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタであり、好ましくはリチウムイオン二次電池である。そして、本発明の電気化学素子は、本発明の電気化学素子用正極を備えることを特徴とする。このような電気化学素子は、出力特性などの電気的特性に優れる。
(Electrochemical element)
The electrochemical device of the present invention is not particularly limited, and is a lithium ion secondary battery, a lithium ion capacitor or an electric double layer capacitor, preferably a lithium ion secondary battery. And the electrochemical element of this invention is equipped with the positive electrode for electrochemical elements of this invention, It is characterized by the above-mentioned. Such an electrochemical element is excellent in electrical characteristics such as output characteristics.

ここで、以下では、本発明の電気化学素子の一例としてのリチウムイオン二次電池の構成について説明する。このリチウムイオン二次電池は、通常、上記本発明の電気化学素子用正極に加え、負極、電解液、セパレーターを備える。以下、上記各構成について説明する。   Here, below, the structure of the lithium ion secondary battery as an example of the electrochemical element of this invention is demonstrated. This lithium ion secondary battery usually includes a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator in addition to the positive electrode for an electrochemical element of the present invention. Hereafter, each said structure is demonstrated.

<負極>
リチウムイオン二次電池の負極としては、リチウムイオン二次電池用負極として用いられる既知の負極を用いることができる。具体的には、負極としては、例えば、金属リチウムの薄板よりなる負極や、負極合材層を集電体上に形成してなる負極を用いることができる。
なお、集電体としては、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金等の金属材料からなるものを用いることができる。また、負極合材層としては、負極活物質と結着材とを含む層を用いることができる。更に、結着材としては、特に限定されず、任意の既知の材料を用いうる。
<Negative electrode>
As a negative electrode of a lithium ion secondary battery, a known negative electrode used as a negative electrode for a lithium ion secondary battery can be used. Specifically, as the negative electrode, for example, a negative electrode made of a thin plate of metallic lithium or a negative electrode formed by forming a negative electrode mixture layer on a current collector can be used.
In addition, as a collector, what consists of metal materials, such as iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, a tantalum, gold | metal | money, platinum, can be used. As the negative electrode mixture layer, a layer containing a negative electrode active material and a binder can be used. Furthermore, the binder is not particularly limited, and any known material can be used.

<電解液>
電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。支持電解質としては、例えば、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどが挙げられる。なかでも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF、LiClO、CFSOLiが好ましく、LiPFが特に好ましい。なお、電解質は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。通常は、解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節することができる。
<Electrolyte>
As the electrolytic solution, an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used. For example, a lithium salt is used as the supporting electrolyte. Examples of the lithium salt include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi, and the like. Among them, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li are preferable, and LiPF 6 is particularly preferable because it is easily dissolved in a solvent and exhibits a high degree of dissociation. In addition, electrolyte may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. Usually, the lithium ion conductivity tends to increase as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, so that the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、メチルエチルカーボネート(EMC)等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類;などが好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いのでカーボネート類を用いることが好ましく、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物を用いることが更に好ましい。
なお、電解液中の電解質の濃度は適宜調整することができ、例えば0.5〜15質量%することが好ましく、2〜13質量%とすることがより好ましく、5〜10質量%とすることが更に好ましい。また、電解液には、既知の添加剤、例えばフルオロエチレンカーボネートやエチルメチルスルホンなどを添加してもよい。
The organic solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte. For example, dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), Carbonates such as butylene carbonate (BC) and methyl ethyl carbonate (EMC); esters such as γ-butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethyl sulfoxide Etc. are preferably used. Moreover, you may use the liquid mixture of these solvents. Among them, it is preferable to use carbonates because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region, and it is more preferable to use a mixture of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate.
In addition, the density | concentration of the electrolyte in electrolyte solution can be adjusted suitably, for example, it is preferable to set it as 0.5-15 mass%, it is more preferable to set it as 2-13 mass%, and it shall be 5-10 mass%. Is more preferable. Further, known additives such as fluoroethylene carbonate and ethyl methyl sulfone may be added to the electrolytic solution.

<セパレーター>
セパレーターとしては、特に限定されることなく、例えば特開2012−204303号公報に記載のものを用いることができる。これらの中でも、セパレーター全体の膜厚を薄くすることができ、これにより、リチウムイオン二次電池内の電極活物質の比率を高くして体積あたりの容量を高くすることができるという点より、ポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル)の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
<Separator>
As a separator, it does not specifically limit, For example, the thing of Unexamined-Japanese-Patent No. 2012-204303 can be used. Among these, the thickness of the entire separator can be reduced, thereby increasing the ratio of the electrode active material in the lithium ion secondary battery and increasing the capacity per volume. A microporous membrane made of a resin of the type (polyethylene, polypropylene, polybutene, polyvinyl chloride) is preferable.

<リチウムイオン二次電池の製造方法>
本発明に従うリチウムイオン二次電池は、例えば、正極と、負極とを、セパレーターを介して重ね合わせ、これを必要に応じて電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口することにより製造することができる。二次電池の内部の圧力上昇、過充放電等の発生を防止するために、必要に応じて、ヒューズ、PTC素子等の過電流防止素子、エキスパンドメタル、リード板などを設けてもよい。二次電池の形状は、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、何れであってもよい。
<Method for producing lithium ion secondary battery>
The lithium ion secondary battery according to the present invention includes, for example, a positive electrode and a negative electrode that are overlapped via a separator and wound into a battery container according to the battery shape as necessary. It can manufacture by inject | pouring electrolyte solution into and sealing. In order to prevent an increase in pressure inside the secondary battery, overcharge / discharge, and the like, a fuse, an overcurrent prevention element such as a PTC element, an expanded metal, a lead plate, and the like may be provided as necessary. The shape of the secondary battery may be any of, for example, a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, and a flat shape.

以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
実施例および比較例において、導電材分散液の粘度およびTI値、導電材分散液中の導電材の分散性、導電材分散液の保存安定性、およびリチウムイオン二次電池の出力特性は、それぞれ以下の方法を使用して評価した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In the following description, “%” and “part” representing amounts are based on mass unless otherwise specified.
In the examples and comparative examples, the viscosity and TI value of the conductive material dispersion, the dispersibility of the conductive material in the conductive material dispersion, the storage stability of the conductive material dispersion, and the output characteristics of the lithium ion secondary battery are respectively Evaluation was made using the following method.

<導電材分散液の粘度>
調製直後の導電材分散液の粘度η1を、B型粘度計を用いて、温度25℃、回転速度60rpm、回転時間60秒で測定し、下記基準で評価した。導電材分散液の粘度が小さい程、導電材分散液を含む正極用スラリーの調製が容易となり、また得られる正極用スラリーの集電体への塗工性に優れる。
A:η1が400mPa・s未満である。
B:η1が400mPa・s以上500mPa・s未満である。
C:η1が500mPa・s以上600mPa・s未満である。
D:η1が600mPa・s以上である。
<導電材分散液のTI値>
調製直後の導電材分散液について、B型粘度計を用いて、温度25℃、回転速度6rpm、回転時間60秒の条件で粘度η6を測定し、上述のη1をη60として、TI値(η6/η60)を算出した。
<導電材分散液中の導電材の分散性>
光散乱式の粒度分布計(島津製作所社製、SALD)を用いて調製直後の導電材分散液中の導電材の分散粒子径を測定し、体積平均粒子径D50を求めた。そして下記基準で導電材の分散性を評価した。体積平均粒子径D50が小さいほど、導電材が凝集しておらず、導電材分散液中の導電材の分散性が良好であることを示す。
A:体積平均粒子径D50が5μm未満である。
B:体積平均粒子径D50が5μm以上10μm未満である。
C:体積平均粒子径D50が10μm以上である。
<導電材分散液の保存安定性>
得られた導電材分散液を、25℃環境下で30日間保管後、そのまま上述のη1と同様にして、粘度η2を測定し、粘度変化Δη(%)=(|η1−η2|/η1)×100を求めた。そして下記基準で導電材分散液の保存安定性を評価した。粘度変化Δηが小さいほど、導電材分散液の粘度が安定であり、導電材の分散状態を良好に維持することができることを示す。
A:粘度変化Δηが10%未満である。
B:粘度変化Δηが10%以上30%未満である。
C:粘度変化Δηが30%以上である。
<リチウムイオン二次電池の出力特性>
作製したラミネート型リチウムイオン二次電池を、25℃環境下、電流140mAで電圧が4.2Vになるまで定電流充電し、電圧4.2Vで充電電流が14mAになるまで定電圧充電を行った。続いて、電流140mAで電池電圧が3Vになるまで定電流放電を行い、初期容量とした。
初期容量を測定したラミネート型リチウムイオン二次電池を、25℃環境下、0.2Cで電池電圧が4.2Vになるまで定電流充電し、電圧4.2Vで充電電流が0.02Cになるまで定電圧充電を行った。続いて、電流2Cで電池電圧が3.0Vになるまで定電流放電を行い、2C容量とした。{(2C容量)/(初期容量)}×100(%)の値を出力特性とし、下記基準で評価を行った。この値が高いほど、初期出力特性に優れ、すなわち内部抵抗が小さいことを意味する。
A:出力特性が90%以上である。
B:出力特性が87%以上90%未満である。
C:出力特性が84%以上87%未満である。
D:出力特性が80%以上84%未満である。
E:出力特性が80%未満である。
<Viscosity of conductive material dispersion>
The viscosity η1 of the conductive material dispersion immediately after preparation was measured at a temperature of 25 ° C., a rotation speed of 60 rpm, and a rotation time of 60 seconds using a B-type viscometer, and evaluated according to the following criteria. The smaller the viscosity of the conductive material dispersion, the easier the preparation of the positive electrode slurry containing the conductive material dispersion, and the better the coating property of the resulting positive electrode slurry on the current collector.
A: η1 is less than 400 mPa · s.
B: η1 is 400 mPa · s or more and less than 500 mPa · s.
C: η1 is 500 mPa · s or more and less than 600 mPa · s.
D: η1 is 600 mPa · s or more.
<TI value of conductive material dispersion>
For the conductive material dispersion immediately after the preparation, the viscosity η6 was measured using a B-type viscometer under the conditions of a temperature of 25 ° C., a rotation speed of 6 rpm, and a rotation time of 60 seconds. The above η1 was η60, and the TI value (η6 / η60) was calculated.
<Dispersibility of conductive material in conductive material dispersion>
Using a light scattering type particle size distribution meter (manufactured by Shimadzu Corporation, SALD), the dispersed particle size of the conductive material in the conductive material dispersion immediately after preparation was measured, and the volume average particle size D50 was determined. And the dispersibility of the electrically conductive material was evaluated according to the following criteria. As the volume average particle diameter D50 is smaller, the conductive material is not aggregated, and the dispersibility of the conductive material in the conductive material dispersion is better.
A: Volume average particle diameter D50 is less than 5 μm.
B: The volume average particle diameter D50 is 5 μm or more and less than 10 μm.
C: Volume average particle diameter D50 is 10 μm or more.
<Storage stability of conductive material dispersion>
The obtained conductive material dispersion was stored in a 25 ° C. environment for 30 days, and the viscosity η2 was measured in the same manner as in the above η1, and the viscosity change Δη (%) = (| η1-η2 | / η1) X100 was determined. Then, the storage stability of the conductive material dispersion was evaluated according to the following criteria. It shows that the smaller the viscosity change Δη is, the more stable the viscosity of the conductive material dispersion liquid is, and the better the dispersion state of the conductive material can be maintained.
A: Viscosity change Δη is less than 10%.
B: The viscosity change Δη is 10% or more and less than 30%.
C: Viscosity change Δη is 30% or more.
<Output characteristics of lithium ion secondary battery>
The manufactured laminated lithium ion secondary battery was charged at a constant current at a current of 140 mA until the voltage reached 4.2 V in a 25 ° C. environment, and was charged at a voltage of 4.2 V until the charging current reached 14 mA. . Subsequently, constant current discharge was performed until the battery voltage became 3 V at a current of 140 mA to obtain an initial capacity.
The laminated lithium ion secondary battery whose initial capacity was measured was charged at a constant current until the battery voltage was 4.2 V at 0.2 C in an environment of 25 ° C., and the charging current was 0.02 C at a voltage of 4.2 V. Until constant voltage charging. Subsequently, constant current discharge was performed until the battery voltage reached 3.0 V at a current of 2 C, to obtain a 2 C capacity. A value of {(2C capacity) / (initial capacity)} × 100 (%) was used as an output characteristic, and evaluation was performed according to the following criteria. The higher this value, the better the initial output characteristics, that is, the smaller the internal resistance.
A: The output characteristic is 90% or more.
B: Output characteristics are 87% or more and less than 90%.
C: The output characteristic is 84% or more and less than 87%.
D: The output characteristic is 80% or more and less than 84%.
E: The output characteristic is less than 80%.

(実施例1)
<電気化学素子用導電材分散液の調製>
プラスチック容器に、EVOH1(エチレン含有率44モル%、ケン化度98.5モル%のエチレン−ビニルアルコール系重合体)を8部、ピロリドン系溶媒としてのNMPを固形分濃度が5%となるように投入し、振とうによってEVOH1をNMPに溶解させた。次いで、このEVOH1のNMP溶液と、導電材としてのカーボンブラックα(電気化学工業(株)製、HS−100、アセチレンブラック、平均粒子径:48nm、比表面積:39m/g、密度:0.15g/cm)100部と、溶媒としてのNMPとを混合し固形分濃度14%に調製した。次いで、ディスパー(IKA製)を用いて2000rpmで30分間攪拌した。
Example 1
<Preparation of conductive material dispersion for electrochemical device>
In a plastic container, 8 parts of EVOH1 (ethylene-vinyl alcohol polymer having an ethylene content of 44 mol% and a saponification degree of 98.5 mol%) and NMP as a pyrrolidone solvent to a solid content concentration of 5% The EVOH 1 was dissolved in NMP by shaking. Then, this NMP solution of EVOH1 and carbon black α (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., HS-100, acetylene black, average particle size: 48 nm, specific surface area: 39 m 2 / g, density: 0.00. 15 g / cm 3 ) 100 parts and NMP as a solvent were mixed to prepare a solid concentration of 14%. Subsequently, it stirred for 30 minutes at 2000 rpm using the disper (made by IKA).

ついで上記攪拌後に、フッ素樹脂としてのPVDF1(アルケマ社製、KYNAR(登録商標)741、10%NMP溶液の粘度:300mPa・s)を固形分相当で20部、溶媒としてのNMPを添加し、固形分濃度15%に調製した。次いでディスパーを用いて2000rpmで30分間攪拌し、カーボンブラックと、EVOH1と、PVDF1と、NMPとを含有する導電材分散液を調製した。調製直後の導電材分散液の粘度およびTI値を測定し、また導電材分散液中の導電材の分散性、導電材分散液の保存安定性を評価した。結果を表1に示す。   Then, after the above stirring, PVDF1 as a fluororesin (manufactured by Arkema Co., Ltd., KYNAR (registered trademark) 741, viscosity of 10% NMP solution: 300 mPa · s) was added in an amount of 20 parts by solid content, NMP as a solvent was added, The concentration was adjusted to 15%. Subsequently, it stirred for 30 minutes at 2000 rpm using the disper, and prepared the electrically conductive material dispersion containing carbon black, EVOH1, PVDF1, and NMP. The viscosity and TI value of the conductive material dispersion immediately after preparation were measured, and the dispersibility of the conductive material in the conductive material dispersion and the storage stability of the conductive material dispersion were evaluated. The results are shown in Table 1.

<正極用スラリーおよび正極の製造>
得られた導電材分散液に正極活物質としてのLiCoO2000部を添加し、ディスパーを用いて2500rpmで30分間撹拌することで正極用スラリーを得た。
この正極用スラリーを、コンマコーターで、集電体である厚さ18μmのアルミニウム箔の上に塗布量が20mg/cmとなるように塗布した。その後、正極用スラリーが塗布されたアルミ箔を、雰囲気温度120℃で30分乾燥して、正極原反を得た。得られた正極原反をロールプレス機にて密度が3.8g/cmとなるようにプレスし、正極(正極合材層の厚みが53μm)を得た。
<Production of slurry for positive electrode and positive electrode>
To the obtained conductive material dispersion, 2000 parts of LiCoO 2 as a positive electrode active material was added, and stirred at 2500 rpm for 30 minutes using a disper to obtain a positive electrode slurry.
This positive electrode slurry was applied with a comma coater onto an aluminum foil having a thickness of 18 μm, which was a current collector, so that the amount applied was 20 mg / cm 2 . Thereafter, the aluminum foil coated with the positive electrode slurry was dried at an ambient temperature of 120 ° C. for 30 minutes to obtain a positive electrode original fabric. The obtained positive electrode original fabric was pressed with a roll press so that the density was 3.8 g / cm 2 to obtain a positive electrode (the thickness of the positive electrode mixture layer was 53 μm).

<負極用スラリーおよび負極の製造>
負極活物質として人造黒鉛(平均粒子径:24.5μm、黒鉛層間距離(X線回折法による(002)面の面間隔(d値)):0.354nm)96部と、粘度調整剤としてのカルボキシメチルセルロースの1.5%水溶液(日本製紙社製、「MAC350」)を固形分相当で1.0部とをディスパーで混合し、さらにイオン交換水を固形分濃度が45%となるように加え、混合分散した。次に結着材としてのスチレン−ブタジエン共重合体(日本ゼオン(株)製、BM−400B)をさらに固形分相当で3.0部混合して最終固形分濃度が40%の負極用スラリーを得た。
この負極用スラリーを、コンマコーターで、集電体である厚さ18μmの銅箔の上に塗布量が9mg/cmとなるように塗布した。その後、負極用スラリーが塗布された銅箔を、雰囲気温度120℃で30分間乾燥して、負極原反を得た。得られた負極原反をロールプレス機にて密度が1.6g/cmとなるようにプレスし、負極(負極合材層の厚みが56μm)を得た。
<Manufacture of slurry for negative electrode and negative electrode>
Artificial graphite (average particle diameter: 24.5 μm, graphite interlayer distance (interval of (002) plane (d value) by X-ray diffraction (d value)): 0.354 nm) 96 parts as negative electrode active material, and viscosity adjusting agent A 1.5% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd., “MAC350”) is mixed with 1.0 part corresponding to the solid content with a disper, and ion-exchanged water is added so that the solid content concentration is 45%. , Mixed and dispersed. Next, a styrene-butadiene copolymer (manufactured by ZEON Co., Ltd., BM-400B) as a binder is further mixed with 3.0 parts corresponding to the solid content to obtain a slurry for negative electrode having a final solid content concentration of 40%. Obtained.
This negative electrode slurry was applied with a comma coater on a 18 μm-thick copper foil as a current collector so that the amount applied was 9 mg / cm 2 . Thereafter, the copper foil coated with the negative electrode slurry was dried at an ambient temperature of 120 ° C. for 30 minutes to obtain a negative electrode raw material. The obtained negative electrode original fabric was pressed with a roll press so that the density was 1.6 g / cm 3 to obtain a negative electrode (the thickness of the negative electrode mixture layer was 56 μm).

<セパレーターの用意>
単層のポリプロピレン製セパレーター(幅65mm、長さ500mm、厚さ25μm、乾式法により製造、気孔率55%)を、5cm×5cmの正方形に切り抜いた。
<Preparation of separator>
A single-layer polypropylene separator (width 65 mm, length 500 mm, thickness 25 μm, produced by a dry method, porosity 55%) was cut into a 5 cm × 5 cm square.

<リチウムイオン二次電池の製造>
電池の外装として、アルミ包材外装を用意した。上記で得られた正極を、4cm×4cmの正方形に切り出し、集電体側の表面がアルミ包材外装に接するように配置した。正極の正極合材層の面上に、上記で得られた正方形のセパレーターを配置した。さらに、上記で得られた負極を、4.2cm×4.2cmの正方形に切り出し、これをセパレーター上に、負極合材層側の表面がセパレーターに向かい合うように配置した。更に、ビニレンカーボネートを2.0%含有する、濃度1.0MのLiPF溶液を充填した。このLiPF溶液の溶媒はエチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合溶媒(EC/EMC=3/7(体積比))である。さらに、アルミニウム包材の開口を密封するために、150℃でヒートシールをしてアルミニウム外装を閉口し、ラミネート型のリチウムイオン二次電池を製造した。得られたリチウムイオン二次電池について出力特性を評価した。結果を表1に示す。
<Manufacture of lithium ion secondary batteries>
An aluminum packaging exterior was prepared as the battery exterior. The positive electrode obtained above was cut into a 4 cm × 4 cm square and arranged so that the current collector-side surface was in contact with the aluminum packaging exterior. The square separator obtained above was disposed on the surface of the positive electrode mixture layer of the positive electrode. Furthermore, the negative electrode obtained above was cut into a square of 4.2 cm × 4.2 cm, and this was placed on the separator so that the surface on the negative electrode mixture layer side faces the separator. Further, a LiPF 6 solution having a concentration of 1.0 M and containing 2.0% of vinylene carbonate was charged. The solvent of this LiPF 6 solution is a mixed solvent (EC / EMC = 3/7 (volume ratio)) of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC). Furthermore, in order to seal the opening of the aluminum packaging material, heat sealing was performed at 150 ° C. to close the aluminum exterior, and a laminate type lithium ion secondary battery was manufactured. The output characteristics of the obtained lithium ion secondary battery were evaluated. The results are shown in Table 1.

(実施例2、11、12)
PVDF1に替えて、それぞれ、以下のPVDF2、PVDF3、PVDF4を使用した以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
PVDF2:アルケマ社製、KYNAR740、10%NMP溶液の粘度:400mPa・s
PVDF3:クレハ社製、W#1700、10%NMP溶液の粘度:1750mPa・s
PVDF4:クレハ社製、W#1300、10%NMP溶液の粘度:900mPa・s
(Examples 2, 11, and 12)
A conductive material dispersion, a positive electrode slurry, a negative electrode slurry, a positive electrode, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were used in the same manner as in Example 1 except that the following PVDF2, PVDF3, and PVDF4 were used instead of PVDF1. Manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
PVDF2: manufactured by Arkema, KYNAR740, viscosity of 10% NMP solution: 400 mPa · s
PVDF3: manufactured by Kureha, W # 1700, viscosity of 10% NMP solution: 1750 mPa · s
PVDF4: manufactured by Kureha, W # 1300, viscosity of 10% NMP solution: 900 mPa · s

(実施例3〜5)
エチレン−ビニルアルコール系重合体としてのEVOH1に替えて、それぞれ、以下のEVOH2、EVOH3、EVOH4を使用した以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
EVOH2:エチレン含有率44モル%、ケン化度96モル%
EVOH3:エチレン含有率42モル%、ケン化度98.5モル%
EVOH4:エチレン含有率48モル%、ケン化度98.5モル%
(Examples 3 to 5)
In place of EVOH1 as the ethylene-vinyl alcohol polymer, the following EVOH2, EVOH3, and EVOH4 were used, respectively, except that the conductive material dispersion, the positive electrode slurry, the negative electrode slurry, A positive electrode, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were manufactured. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
EVOH2: ethylene content 44 mol%, saponification degree 96 mol%
EVOH3: ethylene content 42 mol%, saponification degree 98.5 mol%
EVOH4: ethylene content 48 mol%, saponification degree 98.5 mol%

(実施例6、7)
EVOH1、PVDF1の配合量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Examples 6 and 7)
A conductive material dispersion, a positive electrode slurry, a negative electrode slurry, a positive electrode, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the blending amounts of EVOH1 and PVDF1 were changed as shown in Table 1. . Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例8)
ピロリドン系溶媒としてのNMPに替えて、NEPを使用した以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 8)
A conductive material dispersion, a positive electrode slurry, a negative electrode slurry, a positive electrode, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that NEP was used instead of NMP as the pyrrolidone solvent. . Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例9、10、13)
PVDF1の配合量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Examples 9, 10, and 13)
Except having changed the compounding quantity of PVDF1 like Table 1, it carried out similarly to Example 1, and manufactured the electrically conductive material dispersion liquid, the slurry for positive electrodes, the slurry for negative electrodes, the positive electrode, the negative electrode, and the lithium ion secondary battery. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(実施例14)
導電材としてのカーボンブラックαに替えて、カーボンブラックβ(電気化学工業(株)製、デンカブラック、粉状品、平均粒子径:35nm、比表面積:68m/g、密度0.04g/cm)を使用した以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Example 14)
Instead of carbon black α as a conductive material, carbon black β (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., Denka Black, powdered product, average particle size: 35 nm, specific surface area: 68 m 2 / g, density 0.04 g / cm 3 ) A conductive material dispersion, a positive electrode slurry, a negative electrode slurry, a positive electrode, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that 3 ) was used. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1、2)
EVOH1の配合量を表1のように変更した以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1 and 2)
A conductive material dispersion, a positive electrode slurry, a negative electrode slurry, a positive electrode, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of EVOH 1 was changed as shown in Table 1. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
導電材分散液の調製時に、フッ素樹脂としてのPVDF1(20部)に替えてEVOH1(20部)を投入した(すなわち、EVOH1の配合量を28部とした)以外は、実施例1と同様にして、導電材分散液、正極用スラリー、負極用スラリー、正極、負極およびリチウムイオン二次電池を製造した。そして、実施例1と同様にして各種評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
When preparing the conductive material dispersion, EVOH1 (20 parts) was added in place of PVDF1 (20 parts) as the fluororesin (that is, the EVOH1 content was 28 parts). Thus, a conductive material dispersion, a positive electrode slurry, a negative electrode slurry, a positive electrode, a negative electrode, and a lithium ion secondary battery were produced. Various evaluations were performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

表1より、実施例1〜14および比較例1〜3より、実施例1〜14では、導電材の分散性と保存安定性に優れた導電材分散液が得られ、また、当該導電材分散液を用いて得られる正極合材層を備える正極は、リチウムイオン二次電池に優れた出力特性を発揮させることができることがわかる。
また、表1の実施例1、3〜5より、使用するEVOHのケン化度、エチレン含有率を変更することで、導電材分散液中の導電材の分散性および導電材分散液の保存安定性をより向上させ得ることがわかる。
さらに、表1の実施例1、2、11、12より、使用するフッ素樹脂の10質量%NMP溶液の粘度を変更することで、導電材分散液の粘度をより低下させ得り、そして導電材分散液中の導電材の分散性、およびリチウムイオン二次電池の出力特性をより向上させ得ることがわかる。
加えて、表1の実施例1、6、7、9、10、13より、使用するEVOH、PVDFの量を変更することで、導電材分散液の粘度をより低下させ得り、そして導電材分散液中の導電材の分散性およびリチウムイオン二次電池の出力特性をより向上させ得ることがわかる。
そして、表1の実施例1、8より、ピロリドン系溶媒としてNEPを用いた場合でも、導電材分散液の粘度、導電材の分散性、導電材分散液の保存安定性、およびリチウムイオン二次電池の出力特性を優れたものとできることがわかる。
また、表1の実施例1、14より、導電材の種類を変更することで、導電材分散液の粘度をより低下させ得り、そして導電材分散液中の導電材の分散性、導電材分散液の保存安定性、およびリチウムイオン二次電池の出力特性をより向上させ得ることがわかる。
From Table 1, from Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 3, in Examples 1 to 14, a conductive material dispersion excellent in the dispersibility and storage stability of the conductive material was obtained. It turns out that the positive electrode provided with the positive electrode compound material layer obtained using a liquid can exhibit the output characteristic excellent in the lithium ion secondary battery.
Further, from Examples 1 and 3 to 5 in Table 1, by changing the saponification degree of EVOH to be used and the ethylene content, the dispersibility of the conductive material in the conductive material dispersion and the storage stability of the conductive material dispersion It can be seen that the property can be further improved.
Furthermore, from Examples 1, 2, 11, and 12 of Table 1, the viscosity of the conductive material dispersion can be further reduced by changing the viscosity of the 10 mass% NMP solution of the fluororesin used, and the conductive material It can be seen that the dispersibility of the conductive material in the dispersion and the output characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved.
In addition, by changing the amount of EVOH and PVDF used from Examples 1, 6, 7, 9, 10, and 13 in Table 1, the viscosity of the conductive material dispersion can be further reduced, and the conductive material It can be seen that the dispersibility of the conductive material in the dispersion and the output characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved.
From Examples 1 and 8 in Table 1, even when NEP is used as the pyrrolidone solvent, the viscosity of the conductive material dispersion, the dispersibility of the conductive material, the storage stability of the conductive material dispersion, and the lithium ion secondary It can be seen that the output characteristics of the battery can be made excellent.
Moreover, from Examples 1 and 14 in Table 1, the viscosity of the conductive material dispersion can be further reduced by changing the type of the conductive material, and the dispersibility of the conductive material in the conductive material dispersion, the conductive material It can be seen that the storage stability of the dispersion and the output characteristics of the lithium ion secondary battery can be further improved.

本発明によれば、導電材を良好に分散させ、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子用導電材分散液を提供することができる。
また、本発明によれば、導電材を良好に分散させ、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子正極用スラリーを提供することができる。
更に、本発明によれば、導電材が良好に分散した電極合材層を備え、電気化学素子に優れた出力特性を発揮させることが可能な電気化学素子用正極、および出力特性に優れる電気化学素子を提供することができる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrically conductive material can be disperse | distributed favorably and the electrically conductive element dispersion liquid for electrochemical elements which can exhibit the output characteristic excellent in the electrochemical element can be provided.
Moreover, according to this invention, the slurry for electrochemical element positive electrodes which can disperse | distribute a electrically conductive material favorably and can exhibit the output characteristic excellent in the electrochemical element can be provided.
Furthermore, according to the present invention, the positive electrode for an electrochemical element that has an electrode mixture layer in which a conductive material is well dispersed and can exhibit excellent output characteristics in an electrochemical element, and electrochemical that has excellent output characteristics An element can be provided.

Claims (9)

導電材、エチレン−ビニルアルコール系重合体、およびピロリドン系溶媒を含み、
前記導電材100質量部当たり、前記エチレン−ビニルアルコール系重合体を1質量部以上9質量部以下含む、電気化学素子用導電材分散液。
A conductive material, an ethylene-vinyl alcohol polymer, and a pyrrolidone solvent;
A conductive material dispersion for an electrochemical element, comprising 1 to 9 parts by mass of the ethylene-vinyl alcohol polymer per 100 parts by mass of the conductive material.
前記エチレン−ビニルアルコール系重合体のケン化度が96.0モル%以上である、請求項1に記載の電気化学素子用導電材分散液。   The conductive material dispersion for an electrochemical element according to claim 1, wherein the saponification degree of the ethylene-vinyl alcohol polymer is 96.0 mol% or more. 前記エチレン−ビニルアルコール系重合体のエチレン含有率が40モル%以上50モル%以下である、請求項1または2に記載の電気化学素子用導電材分散液。   The conductive material dispersion for an electrochemical element according to claim 1 or 2, wherein the ethylene content of the ethylene-vinyl alcohol polymer is 40 mol% or more and 50 mol% or less. さらにフッ素樹脂を含む、請求項1〜3の何れかに記載の電気化学素子用導電材分散液。   Furthermore, the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements in any one of Claims 1-3 containing a fluororesin. 前記導電材100質量部当たり、前記フッ素樹脂を10質量部以上200質量部以下含む、請求項4に記載の電気化学素子用導電材分散液。   5. The conductive material dispersion for an electrochemical element according to claim 4, comprising 10 to 200 parts by mass of the fluororesin per 100 parts by mass of the conductive material. 前記フッ素樹脂の10質量%N−メチル−2−ピロリドン溶液の粘度が10mPa・s以上1800mPa・s以下である、請求項4または5に記載の電気化学素子用導電材分散液。   6. The conductive material dispersion for an electrochemical element according to claim 4, wherein the 10 mass% N-methyl-2-pyrrolidone solution of the fluororesin has a viscosity of 10 mPa · s to 1800 mPa · s. 請求項1〜6の何れかに記載の電気化学素子用導電材分散液および正極活物質を含む、電気化学素子正極用スラリー。   The slurry for electrochemical element positive electrodes containing the electrically conductive material dispersion liquid for electrochemical elements in any one of Claims 1-6, and a positive electrode active material. 請求項7に記載の電気化学素子正極用スラリーを用いて調製した正極合材層を、集電体上に備える、電気化学素子用正極。   A positive electrode for an electrochemical device comprising a positive electrode mixture layer prepared using the slurry for an electrochemical device positive electrode according to claim 7 on a current collector. 請求項8に記載の電気化学素子用正極を備える電気化学素子。   An electrochemical device comprising the positive electrode for an electrochemical device according to claim 8.
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