JP2016046226A - Composite particle for electrochemical element electrode, electrochemical element electrode, electrochemical element, and method for manufacturing composite particle for electrochemical element electrode and electrochemical element electrode - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide composite particles for an electrochemical element electrode capable of producing an electrode having low weight per unit area and high thickness accuracy, at low costs.SOLUTION: The composite particles for the electrochemical element electrode is obtained by performing a step for obtaining coagulated particles by adding a non-miscible solvent, a surface active agent and coagulated liquid to a slurry containing an electrode active material and binding resin while the slurry is being agitated, and a step for filtering the coagulated particles, then drying them.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極、電気化学素子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び電気化学素子電極の製造方法に関するものである。   The present invention relates to a composite particle for an electrochemical element electrode, an electrochemical element electrode, an electrochemical element, a method for producing a composite particle for an electrochemical element electrode, and a method for producing an electrochemical element electrode.

小型で軽量であり、エネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可能な特性を活かして、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ及びリチウムイオンキャパシタなどの電気化学素子は、その需要を急速に拡大している。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が比較的大きいことから、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどのモバイル分野で利用されている。一方、電気二重層キャパシタは急速な充放電が可能なので、パーソナルコンピュータ等のメモリーバックアップ小型電源として利用されている他、電気二重層キャパシタは電気自動車等の補助電源としての応用が期待されている。さらに、リチウムイオン二次電池と電気二重層キャパシタの長所を生かしたリチウムイオンキャパシタは、電気二重層キャパシタよりエネルギー密度、出力密度ともに高いことから電気二重層キャパシタが適用される用途、および電気二重層キャパシタの性能では仕様を満たせなかった用途への適用が検討されている。これらのうち、特に、リチウムイオン二次電池では近年ハイブリッド電気自動車、電気自動車などの車載用途のみならず、電力貯蔵用途にまでその応用が検討されている。   The demand for electrochemical devices such as lithium-ion secondary batteries, electric double-layer capacitors, and lithium-ion capacitors is rapidly expanding by taking advantage of the small size, light weight, high energy density, and the ability to repeatedly charge and discharge. doing. Lithium ion secondary batteries have a relatively high energy density and are used in mobile fields such as mobile phones and notebook personal computers. On the other hand, since the electric double layer capacitor can be rapidly charged and discharged, the electric double layer capacitor is expected to be used as an auxiliary power source for an electric vehicle or the like in addition to being used as a memory backup small power source for a personal computer or the like. Furthermore, the lithium ion capacitor that takes advantage of the lithium ion secondary battery and the electric double layer capacitor has higher energy density and output density than the electric double layer capacitor. Application to applications that could not meet the specifications for capacitor performance is being considered. Among these, in particular, lithium ion secondary batteries have been studied for application not only to in-vehicle applications such as hybrid electric vehicles and electric vehicles, but also to power storage applications.

これら電気化学素子への期待が高まる一方で、これら電気化学素子には、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、高容量化、機械的特性や生産性の向上など、より一層の改善が求められている。このような状況において、電気化学素子用電極に関してもより生産性の高い製造方法が求められている。   While expectations for these electrochemical devices have increased, these electrochemical devices have further improvements such as lower resistance, higher capacity, and improved mechanical properties and productivity as applications expand and develop. It has been demanded. Under such circumstances, there is a demand for a more productive manufacturing method for electrochemical element electrodes.

電気化学素子用電極は、通常、電極活物質と、必要に応じて用いられる導電材とを結着樹脂で結着することにより形成された電極活物質層を集電体上に積層してなるものである。電気化学素子用電極には、電極活物質、結着樹脂、導電材等を含む塗布電極用スラリーを集電体上に塗布し、溶剤を熱などにより除去する方法で製造される塗布電極があるが、結着樹脂などのマイグレーションにより、均一な電気化学素子の製造が困難であった。また、この方法はコスト高で作業環境が悪くなり、また、製造装置が大きくなる傾向があった。   An electrode for an electrochemical element is usually formed by laminating an electrode active material layer formed by binding an electrode active material and a conductive material used as necessary with a binder resin on a current collector. Is. An electrode for an electrochemical element includes a coated electrode manufactured by a method in which a slurry for a coated electrode containing an electrode active material, a binder resin, a conductive material, etc. is coated on a current collector and the solvent is removed by heat or the like. However, it has been difficult to produce a uniform electrochemical device due to migration of a binder resin or the like. In addition, this method has a high cost and a poor working environment, and the manufacturing apparatus tends to be large.

それに対して、複合粒子を得て粉体成形することにより均一な電極活物質層を有する電気化学素子を得ることが提案されている。このような電極活物質層を形成する方法として、例えば特許文献1には、電極活物質、結着樹脂及び分散媒を含む複合粒子用スラリーを噴霧、乾燥することにより複合粒子を得て、この複合粒子を用いてプレス成形等の乾式成形を行うことにより電極活物質層を形成する方法が開示されている。   On the other hand, it has been proposed to obtain an electrochemical element having a uniform electrode active material layer by obtaining composite particles and powder molding. As a method of forming such an electrode active material layer, for example, Patent Document 1 discloses composite particles obtained by spraying and drying a slurry for composite particles containing an electrode active material, a binder resin, and a dispersion medium. A method of forming an electrode active material layer by performing dry molding such as press molding using composite particles is disclosed.

ところで、近年高出力用の電気化学素子(電池)においては、電極活物質層を形成する際に複合粒子の目付け量を低目付け量とした低目付電極が求められている。この場合に加圧成形装置に少量の複合粒子を安定的に定量供給することが求められる。しかし、噴霧乾燥により得られる複合粒子は成形ロール等の加圧成形部に対して複合粒子を定量供給するための定量フィーダーのホッパー内、あるいは複合粒子製造過程における複合粒子梱包工程の定量フィーダーのホッパー内において時折ブリッジ、ラットホールといった種々のホッパートラブルを起こす恐れがあるため、低目付で厚み精度の高い電極を作製することが困難であった。
また、上記の噴霧乾燥では噴霧した液滴が乾燥する前に噴霧乾燥器の壁面に付着する場合があり、高い収率で複合粒子を回収することが困難な場合があった。
By the way, in recent years, high-power electrochemical elements (batteries) have been required to have a low basis weight electrode in which the basis weight of composite particles is low when forming an electrode active material layer. In this case, it is required to stably and quantitatively supply a small amount of composite particles to the pressure molding apparatus. However, the composite particles obtained by spray drying are used in the hopper of a quantitative feeder for quantitatively supplying the composite particles to a pressure forming part such as a molding roll, or in the quantitative feeder hopper of the composite particle packing process in the composite particle manufacturing process. Since various hopper troubles such as a bridge and a rat hole may occur in the inside, it is difficult to produce an electrode with a low basis weight and a high thickness accuracy.
In the above spray drying, the sprayed droplets may adhere to the wall surface of the spray dryer before drying, and it may be difficult to recover the composite particles with a high yield.

また、特許文献2においては、アルギン酸を分散剤として用い、二流体ノズルにより液滴化、凝固させることにより造粒することが記載されている。   In Patent Document 2, it is described that granulation is performed by using alginic acid as a dispersant and forming droplets and solidifying them with a two-fluid nozzle.

しかし、特許文献2において造粒される粒子は、粗粉が多く含まれ、特許文献2の方法により電気化学素子電極用の複合粒子を造粒しても、低目付で厚み精度の高い電極を作製することは困難であった。また、工程も複雑になり製造コストも高くなる欠点があった。   However, the particles granulated in Patent Document 2 contain a lot of coarse powder. Even if the composite particles for electrochemical element electrodes are granulated by the method of Patent Document 2, an electrode having a low basis weight and high thickness accuracy can be obtained. It was difficult to produce. In addition, the process is complicated and the manufacturing cost is high.

特許4929792号公報Japanese Patent No. 4929792 特許5185534号公報Japanese Patent No. 5185534

本発明の目的は、低目付で厚み精度の高い電極を安価な製造コストで作製することができる電気化学素子電極用複合粒子、この電気化学素子電極用複合粒子を用いた電気化学素子電極及び電気化学素子を提供すること、並びに上記電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び上記電気化学素子電極の製造方法を提供することである。   An object of the present invention is to provide a composite particle for an electrochemical element electrode capable of producing an electrode having a low basis weight and a high thickness accuracy at a low production cost, an electrochemical element electrode using the composite particle for an electrochemical element electrode, and an electric It is to provide a chemical element, and to provide a method for producing the composite particle for an electrochemical element electrode and a method for producing the electrochemical element electrode.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討の結果、電極活物質等を含むスラリーを攪拌している中に、スラリーと非混和性の溶媒等を添加することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor achieved the above object by adding a solvent immiscible with the slurry while stirring the slurry containing the electrode active material and the like. The present inventors have found that this can be done and have completed the present invention.

即ち、本発明によれば、
(1) 電極活物質、結着樹脂を含んでなるスラリーを撹拌している中に、前記スラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤および凝固液を添加することにより凝固粒子を得る工程及び前記凝固粒子を濾過し、その後乾燥する工程により得られる電気化学素子電極用複合粒子、
(2) 前記結着樹脂は粒子状であり、前記スラリーはさらに水溶性高分子を含む(1)に記載の電気化学素子電極用複合粒子、
(3) 前記水溶性高分子が、水溶性アルギン酸誘導体、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系高分子、カラギーナン、寒天、ゼラチン、グルコマンナン、ペクチン、カードラン、ジェランガム、ポリアクリルアミド、ポリスルホン酸及びポリアクリル酸誘導体の少なくとも1種を含む(2)記載の電気化学素子電極用複合粒子、
(4) 多価金属塩を200〜2000ppm含み、前記多価金属塩は、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、バリウム塩、銅塩、アンモニウムミョウバン、鉄塩から選ばれる少なくとも1種の多価金属塩を含む(1)〜(3)のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子、
(5) (1)〜(4)のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子を含んでなる電極活物質層を集電体上に積層してなることを特徴とする電気化学素子電極、
(6) (5)に記載の電気化学素子電極を備える電気化学素子、
(7) (1)〜(4)のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子を得るための電気化学素子電極用複合粒子の製造方法であって、前記電極活物質、前記結着樹脂を含んでなる前記スラリーを撹拌している中に、前記スラリーと前記非混和性の溶媒、前記界面活性剤および前記凝固液を添加させる工程を含む電気化学素子電極用複合粒子の製造方法、
(8) (1)〜(4)のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子を含む電極材料を集電体上に加圧成形することにより電極活物質層を得る工程を含む電気化学素子電極の製造方法、
が提供される。
That is, according to the present invention,
(1) A step of obtaining coagulated particles by adding a solvent, a surfactant and a coagulating liquid that are immiscible with the slurry while stirring a slurry comprising an electrode active material and a binder resin; and Composite particles for electrochemical element electrodes obtained by filtering the solidified particles and then drying,
(2) The binder resin is in the form of particles, and the slurry further includes a water-soluble polymer, the composite particles for an electrochemical element electrode according to (1),
(3) The water-soluble polymer is a water-soluble alginic acid derivative, a cellulose polymer such as carboxymethyl cellulose, carrageenan, agar, gelatin, glucomannan, pectin, curdlan, gellan gum, polyacrylamide, polysulfonic acid and polyacrylic acid derivative. The composite particle for an electrochemical element electrode according to (2), comprising at least one of the following:
(4) 200-2000 ppm of polyvalent metal salt, wherein the polyvalent metal salt is at least one polyvalent metal selected from calcium salt, magnesium salt, aluminum salt, barium salt, copper salt, ammonium alum, iron salt The composite particle for an electrochemical element electrode according to any one of (1) to (3), comprising a salt,
(5) An electrochemical element electrode comprising an electrode active material layer comprising the composite particles for an electrochemical element electrode according to any one of (1) to (4) laminated on a current collector ,
(6) An electrochemical element comprising the electrochemical element electrode according to (5),
(7) A method for producing a composite particle for an electrochemical element electrode according to any one of (1) to (4), wherein the electrode active material and the binder resin are used. A method for producing composite particles for an electrochemical element electrode, comprising the step of adding the slurry and the immiscible solvent, the surfactant, and the coagulation liquid while stirring the slurry comprising
(8) Electrochemistry including a step of obtaining an electrode active material layer by press-molding an electrode material comprising the composite particles for electrochemical element electrodes according to any one of (1) to (4) on a current collector Device electrode manufacturing method,
Is provided.

本発明の電気化学素子電極用複合粒子及び電気化学素子電極用複合粒子の製造方法によれば、低目付で厚み精度の高い電極を作製することができる。また、低目付で厚み精度の高い電気化学素子電極及び電気化学素子電極の製造方法を提供することができる。また、この電気化学素子電極を用いた電気化学素子を提供することができる。   According to the composite particle for electrochemical element electrode and the method for producing the composite particle for electrochemical element electrode of the present invention, an electrode with low basis weight and high thickness accuracy can be produced. In addition, it is possible to provide an electrochemical element electrode having a low basis weight and a high thickness accuracy and a method for producing the electrochemical element electrode. Moreover, the electrochemical element using this electrochemical element electrode can be provided.

本発明に用いるロール加圧成形装置の概略図である。It is the schematic of the roll press molding apparatus used for this invention.

以下、本発明の電気化学素子電極用複合粒子について説明する。本発明の電気化学素子電極用複合粒子(以下、「複合粒子」ということがある。)は、電極活物質、結着樹脂を含んでなるスラリーを撹拌している中に、前記スラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤および凝固液を添加することにより凝固粒子を得る工程及び前記凝固粒子を濾過し、その後乾燥する工程により得られる。   Hereinafter, the composite particle for an electrochemical element electrode of the present invention will be described. The composite particle for an electrochemical device electrode of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “composite particle”) is immiscible with the slurry while stirring the slurry containing the electrode active material and the binder resin. It is obtained by a step of obtaining coagulated particles by adding a neutral solvent, a surfactant and a coagulating liquid, and a step of filtering the coagulated particles and then drying.

なお、以下において、「正極活物質」とは正極用の電極活物質を意味し、「負極活物質」とは負極用の電極活物質を意味する。また、「正極活物質層」とは正極に設けられる電極活物質層を意味し、「負極活物質層」とは負極に設けられる電極活物質層を意味する。   In the following, “positive electrode active material” means an electrode active material for positive electrode, and “negative electrode active material” means an electrode active material for negative electrode. The “positive electrode active material layer” means an electrode active material layer provided on the positive electrode, and the “negative electrode active material layer” means an electrode active material layer provided on the negative electrode.

(凝固粒子を得る工程)
凝固粒子を得る工程においては、電極活物質、結着樹脂を含んでなるスラリーを撹拌している中に、前記スラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤および凝固液を添加することにより凝固粒子を得る。
(Step of obtaining solidified particles)
In the step of obtaining the coagulated particles, the slurry comprising the electrode active material and the binder resin is stirred, and the coagulated particles are added by adding a solvent immiscible with the slurry, a surfactant and a coagulating liquid. Get.

(電極活物質)
電気化学素子がリチウムイオン二次電池である場合の正極活物質としては、リチウムイオンをドープ及び脱ドープ可能な活物質が用いられ、無機化合物からなるものと有機化合物からなるものとに大別される。
(Electrode active material)
When the electrochemical device is a lithium ion secondary battery, the positive electrode active material is an active material that can be doped and dedoped with lithium ions, and is broadly classified into an inorganic compound and an organic compound. The

無機化合物からなる正極活物質としては、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、リチウムと遷移金属とのリチウム含有複合金属酸化物などが挙げられる。上記の遷移金属としては、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo等が使用される。   Examples of the positive electrode active material made of an inorganic compound include transition metal oxides, transition metal sulfides, lithium-containing composite metal oxides of lithium and transition metals, and the like. Examples of the transition metal include Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Mo.

遷移金属酸化物としては、MnO、MnO2、V25、V613、TiO2、Cu223、非晶質V2O−P25、MoO3、V25、V613等が挙げられ、中でもサイクル安定性と容量からMnO、V25、V613、TiO2が好ましい。遷移金属硫化物としては、TiS2、TiS3、非晶質MoS2、FeS等が挙げられる。リチウム含有複合金属酸化物としては、層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、スピネル構造を有するリチウム含有複合金属酸化物、オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物などが挙げられる。 Transition metal oxides include MnO, MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O—P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O. 5 , V 6 O 13 and the like. Among them, MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 and TiO 2 are preferable from the viewpoint of cycle stability and capacity. The transition metal sulfide, TiS 2, TiS 3, amorphous MoS 2, FeS, and the like. Examples of the lithium-containing composite metal oxide include a lithium-containing composite metal oxide having a layered structure, a lithium-containing composite metal oxide having a spinel structure, and a lithium-containing composite metal oxide having an olivine structure.

層状構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としてはリチウム含有コバルト酸化物(LiCoO2)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO2)、Co−Ni−Mnのリチウム複合酸化物、Ni−Mn−Alのリチウム複合酸化物、Ni−Co−Alのリチウム複合酸化物等が挙げられる。スピネル構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としてはマンガン酸リチウム(LiMn24)やMnの一部を他の遷移金属で置換したLi[Mn3/21/2]O4(ここでMは、Cr、Fe、Co、Ni、Cu等)等が挙げられる。オリビン型構造を有するリチウム含有複合金属酸化物としてはLiXMPO4(式中、Mは、Mn,Fe,Co,Ni,Cu,Mg,Zn,V,Ca,Sr,Ba,Ti,Al,Si,B及びMoから選ばれる少なくとも1種、0≦X≦2)であらわされるオリビン型燐酸リチウム化合物が挙げられる。 The lithium-containing composite metal oxide having a layered structure includes lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ), Co—Ni—Mn lithium composite oxide, and Ni—Mn—Al lithium. Examples thereof include composite oxides and lithium composite oxides of Ni—Co—Al. Examples of the lithium-containing composite metal oxide having a spinel structure include lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) and Li [Mn 3/2 M 1/2 ] O 4 in which a part of Mn is substituted with another transition metal (here, M may be Cr, Fe, Co, Ni, Cu or the like. Li x MPO 4 (wherein, M is Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mg, Zn, V, Ca, Sr, Ba, Ti, Al, and the like) is a lithium-containing composite metal oxide having an olivine structure. An olivine type lithium phosphate compound represented by at least one selected from Si, B, and Mo, 0 ≦ X ≦ 2) may be mentioned.

有機化合物としては、例えば、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレンなどの導電性高分子を用いることもできる。電気伝導性に乏しい、鉄系酸化物は、還元焼成時に炭素源物質を存在させることで、炭素材料で覆われた正極活物質として用いてもよい。また、これら化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。正極活物質は、上記の無機化合物と有機化合物の混合物であってもよい。   As the organic compound, for example, a conductive polymer such as polyacetylene or poly-p-phenylene can be used. An iron-based oxide having poor electrical conductivity may be used as a positive electrode active material covered with a carbon material by allowing a carbon source material to be present during reduction firing. These compounds may be partially element-substituted. The positive electrode active material may be a mixture of the above inorganic compound and organic compound.

電気化学素子がリチウムイオンキャパシタである場合の正極活物質としては、リチウムイオンと、例えばテトラフルオロボレートのようなアニオンとを可逆的に担持できるものであればよい。具体的には、炭素の同素体を好ましく用いることができ、電気二重層キャパシタで用いられる電極活物質が広く使用できる。炭素の同素体の具体例としては、活性炭、ポリアセン(PAS)、カーボンウィスカ、カーボンナノチューブ及びグラファイト等が挙げられる。   In the case where the electrochemical element is a lithium ion capacitor, the positive electrode active material may be any material that can reversibly carry lithium ions and anions such as tetrafluoroborate. Specifically, carbon allotropes can be preferably used, and electrode active materials used in electric double layer capacitors can be widely used. Specific examples of the allotrope of carbon include activated carbon, polyacene (PAS), carbon whisker, carbon nanotube, and graphite.

また、電気化学素子がリチウムイオン二次電池である場合の負極活物質としては電気化学素子の負極において電子の受け渡しをできる物質が挙げられる。電気化学素子がリチウムイオン二次電池である場合の負極活物質としては、通常、リチウムを吸蔵及び放出できる物質を用いることができる。   In addition, examples of the negative electrode active material in the case where the electrochemical element is a lithium ion secondary battery include a substance that can transfer electrons in the negative electrode of the electrochemical element. As the negative electrode active material in the case where the electrochemical device is a lithium ion secondary battery, a material that can occlude and release lithium can be usually used.

リチウムイオン二次電池に好ましく用いられる負極活物質の例としては、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ、ピッチ系炭素繊維等の炭素質材料;ポリアセン等の導電性高分子;ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の金属又はこれらの合金;前記金属又は合金の酸化物又は硫酸塩;金属リチウム;Li−Al、Li−Bi−Cd、Li−Sn−Cd等のリチウム合金;リチウム遷移金属窒化物;シリコン等が挙げられる。また、負極活物質として、当該負極活物質の粒子の表面に、例えば機械的改質法によって導電材を付着させたものを用いてもよい。また、負極活物質は、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。
また、電気化学素子がリチウムイオンキャパシタである場合に好ましく用いられる負極活物質としては、上記炭素で形成された負極活物質が挙げられる。
Examples of negative electrode active materials preferably used for lithium ion secondary batteries include: carbonaceous materials such as amorphous carbon, graphite, natural graphite, mesocarbon microbeads, pitch-based carbon fibers; conductive polymers such as polyacene; silicon, Metals such as tin, zinc, manganese, iron, nickel or alloys thereof; oxides or sulfates of the metals or alloys; metal lithium; lithium alloys such as Li—Al, Li—Bi—Cd, Li—Sn—Cd Lithium transition metal nitride; silicon and the like. Further, as the negative electrode active material, a material obtained by attaching a conductive material to the surface of the negative electrode active material particles by, for example, a mechanical modification method may be used. Moreover, a negative electrode active material may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.
Moreover, as a negative electrode active material preferably used when an electrochemical element is a lithium ion capacitor, the negative electrode active material formed with the said carbon is mentioned.

電極活物質層における電極活物質の含有量は、リチウムイオン二次電池の容量を大きくでき、また、電極の柔軟性、及び、集電体と電極活物質層との結着性を向上させることができる観点から、好ましくは90〜99.9重量%、より好ましくは95〜99重量%である。   The content of the electrode active material in the electrode active material layer can increase the capacity of the lithium ion secondary battery, and improve the flexibility of the electrode and the binding property between the current collector and the electrode active material layer. From the viewpoint of being able to achieve, it is preferably 90 to 99.9% by weight, more preferably 95 to 99% by weight.

電極活物質の体積平均粒子径は、スラリーを調製する際の結着樹脂の配合量を少なくすることができ、電池の容量の低下を抑制できる観点、および、スラリーを適正な粘度に調製することが容易になり、均一な電極を得ることができる観点から、好ましくは1〜50μm、より好ましくは2〜30μmである。   The volume average particle size of the electrode active material can reduce the blending amount of the binder resin when preparing the slurry, can suppress the decrease in the capacity of the battery, and prepare the slurry to an appropriate viscosity. From the viewpoint of facilitating the process and obtaining a uniform electrode, the thickness is preferably 1 to 50 μm, more preferably 2 to 30 μm.

(結着樹脂)
本発明に用いる結着樹脂としては、上述の電極活物質を相互に結着させることができる物質であれば特に限定はない。結着樹脂としては、溶媒に分散する性質のある分散型結着樹脂を好ましく用いることができる。
(Binder resin)
The binder resin used in the present invention is not particularly limited as long as it is a substance capable of binding the above-described electrode active materials to each other. As the binder resin, a dispersion type binder resin having a property of being dispersed in a solvent can be preferably used.

分散型結着樹脂として、例えば、シリコン系重合体、フッ素含有重合体、共役ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン等の高分子化合物が挙げられ、好ましくはフッ素含有重合体、共役ジエン系重合体およびアクリレート系重合体、より好ましくは共役ジエン系重合体およびアクリレート系重合体が挙げられる。これらの重合体は、それぞれ単独で、または2種以上混合して、分散型結着樹脂として用いることができる。   Examples of the dispersion-type binder resin include high molecular compounds such as silicon polymers, fluorine-containing polymers, conjugated diene polymers, acrylate polymers, polyimides, polyamides, polyurethanes, and preferably fluorine-containing polymers. Conjugated diene polymers and acrylate polymers, more preferably conjugated diene polymers and acrylate polymers. These polymers can be used alone or in combination of two or more as a dispersion-type binder resin.

フッ素含有重合体は、フッ素原子を含む単量体単位を含有する重合体である。フッ素含有重合体の具体例としては、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体、エチレン・テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン・クロロトリフルオロエチレン共重合体、パーフルオロエチレン・プロペン共重合体が挙げられる。中でも、PVDFを含むことが好ましい。   The fluorine-containing polymer is a polymer containing a monomer unit containing a fluorine atom. Specific examples of the fluorine-containing polymer include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene / perfluoroalkyl vinyl ether copolymer, ethylene / tetrafluoroethylene copolymer, and ethylene / chlorotrifluoroethylene copolymer. Examples thereof include a polymer and a perfluoroethylene / propene copolymer. Among these, it is preferable to include PVDF.

共役ジエン系重合体は、共役ジエン系単量体の単独重合体もしくは共役ジエン系単量体を含む単量体混合物を重合して得られる共重合体、またはそれらの水素添加物である。共役ジエン系単量体として、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などを用いることが好ましく、電極とした際における柔軟性を向上させることができ、割れに対する耐性を高いものとすることができる点で1,3−ブタジエンを用いることがより好ましい。また、単量体混合物においてはこれらの共役ジエン系単量体を2種以上含んでもよい。   The conjugated diene polymer is a homopolymer of a conjugated diene monomer or a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a conjugated diene monomer, or a hydrogenated product thereof. As conjugated diene monomers, 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2-chloro-1,3-butadiene, substituted linear conjugated pentadiene It is preferable to use alkenyl, substituted and side chain conjugated hexadienes, etc., and 1,3-butadiene is used in that it can improve flexibility when used as an electrode and can have high resistance to cracking. It is more preferable. Further, the monomer mixture may contain two or more of these conjugated diene monomers.

共役ジエン系重合体が、上述した共役ジエン系単量体と、これと共重合可能な単量体との共重合体である場合、かかる共重合可能な単量体としては、たとえば、α,β−不飽和ニトリル化合物や酸成分を有するビニル化合物などが挙げられる。   When the conjugated diene polymer is a copolymer of the above conjugated diene monomer and a monomer copolymerizable therewith, examples of the copolymerizable monomer include α, Examples thereof include β-unsaturated nitrile compounds and vinyl compounds having an acid component.

共役ジエン系重合体の具体例としては、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの共役ジエン系単量体単独重合体;カルボキシ変性されていてもよいスチレン・ブタジエン共重合体(SBR)などの芳香族ビニル系単量体・共役ジエン系単量体共重合体;アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)などのシアン化ビニル系単量体・共役ジエン系単量体共重合体;水素化SBR、水素化NBR等が挙げられる。   Specific examples of conjugated diene polymers include conjugated diene monomer homopolymers such as polybutadiene and polyisoprene; aromatic vinyl monomers such as carboxy-modified styrene-butadiene copolymer (SBR). Monomer / conjugated diene monomer copolymer; vinyl cyanide monomer / conjugated diene monomer copolymer such as acrylonitrile / butadiene copolymer (NBR); hydrogenated SBR, hydrogenated NBR, etc. Is mentioned.

共役ジエン系重合体中における共役ジエン系単量体単位の割合は、好ましくは20〜60重量%であり、より好ましくは30〜55重量%である。共役ジエン系単量体単位の割合が多すぎると、結着樹脂を含む複合粒子を用いて電極を製造した場合に、耐電解液性が低下する傾向がある。共役ジエン系単量体単位の割合が少なすぎると、複合粒子と集電体との十分な密着性が得られない傾向がある。   The ratio of the conjugated diene monomer unit in the conjugated diene polymer is preferably 20 to 60% by weight, and more preferably 30 to 55% by weight. When the ratio of the conjugated diene monomer unit is too large, the resistance to the electrolytic solution tends to be lowered when an electrode is produced using composite particles containing a binder resin. When the ratio of the conjugated diene monomer unit is too small, there is a tendency that sufficient adhesion between the composite particles and the current collector cannot be obtained.

アクリレート系重合体は、一般式(I):CH2=CR1−COOR2(式中、R1は水素原子またはメチル基を、R2はアルキル基またはシクロアルキル基を表す。R2はさらにエーテル基、水酸基、リン酸基、アミノ基、カルボキシル基、フッ素原子、またはエポキシ基を有していてもよい。)で表される化合物〔(メタ)アクリル酸エステル〕由来の単量体単位を含む重合体、具体的には、一般式(I)で表される化合物の単独重合体、または前記一般式(I)で表される化合物を含む単量体混合物を重合して得られる共重合体である。一般式(I)で表される化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸イソプロピル、(メタ)アクリル酸n−ブチル、(メタ)アクリル酸イソブチル、(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソペンチル、(メタ)アクリル酸イソオクチル、(メタ)アクリル酸イソボニル、(メタ)アクリル酸イソデシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ステアリル、および(メタ)アクリル酸トリデシル等の(メタ)アクリル酸アルキルエステル;(メタ)アクリル酸ブトキシエチル、(メタ)アクリル酸エトキシジエチレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシジプロピレングリコール、(メタ)アクリル酸メトキシポリエチレングリコール、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリル等のエーテル基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸−2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル、2−(メタ)アクリロイロキシエチル−2−ヒドロキシエチルフタル酸等の水酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタル酸等のカルボン酸含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸パーフロロオクチルエチル等のフッ素基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸リン酸エチル等のリン酸基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有(メタ)アクリル酸エステル;(メタ)アクリル酸ジメチルアミノエチル等のアミノ基含有(メタ)アクリル酸エステル;等が挙げられる。 The acrylate polymer has the general formula (I): CH 2 ═CR 1 —COOR 2 (wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, R 2 represents an alkyl group or a cycloalkyl group. R 2 further represents A monomer unit derived from a compound represented by an ether group, a hydroxyl group, a phosphate group, an amino group, a carboxyl group, a fluorine atom, or an epoxy group. A polymer comprising, specifically, a homopolymer of a compound represented by the general formula (I), or a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing the compound represented by the general formula (I) It is a coalescence. Specific examples of the compound represented by the general formula (I) include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, and (meth) acrylate n. -Butyl, isobutyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, isopentyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, (meth) (Meth) acrylic acid alkyl esters such as isodecyl acrylate, lauryl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and tridecyl (meth) acrylate; butoxyethyl (meth) acrylate, ethoxydiethylene glycol (meth) acrylate , (Meth) acrylic acid methoxydipropylene Recall, (meth) acrylic acid methoxypolyethylene glycol, (meth) acrylic acid phenoxyethyl, (meth) acrylic acid tetrahydrofurfuryl ether group-containing (meth) acrylic acid ester; (meth) acrylic acid-2-hydroxyethyl, Hydroxyl-containing (meth) acrylic such as (meth) acrylic acid-2-hydroxypropyl, (meth) acrylic acid-2-hydroxy-3-phenoxypropyl, 2- (meth) acryloyloxyethyl-2-hydroxyethylphthalic acid Acid ester; 2- (meth) acryloyloxyethylphthalic acid, carboxylic acid-containing (meth) acrylic acid ester such as 2- (meth) acryloyloxyethylphthalic acid; Fluorine such as perfluorooctylethyl (meth) acrylate Group-containing (meth) acrylic acid ester; Phosphoric acid group-containing (meth) acrylic acid esters such as ethyl phosphate; Epoxy group-containing (meth) acrylic acid esters such as glycidyl (meth) acrylate; Amino group content such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate ( (Meth) acrylic acid ester; and the like.

なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」は「アクリル」及び「メタクリル」を意味する。また、「(メタ)アクリロイル」は「アクリロイル」及び「メタクリロイル」を意味する。   In the present specification, “(meth) acryl” means “acryl” and “methacryl”. “(Meth) acryloyl” means “acryloyl” and “methacryloyl”.

これら(メタ)アクリル酸エステルは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、(メタ)アクリル酸アルキルエステルが好ましく、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、および(メタ)アクリル酸n−ブチルやアルキル基の炭素数が6〜12である(メタ)アクリル酸アルキルエステルがより好ましい。これらを選択することにより、電解液に対する膨潤性を低くすることが可能となり、サイクル特性を向上させることができる。   These (meth) acrylic acid esters can be used alone or in combination of two or more. Among these, (meth) acrylic acid alkyl ester is preferable, and (meth) acrylic acid methyl, (meth) acrylic acid ethyl, and (meth) acrylic acid n-butyl and the alkyl group have 6 to 12 carbon atoms. (Meth) acrylic acid alkyl ester is more preferred. By selecting these, it becomes possible to reduce the swellability with respect to the electrolytic solution, and to improve the cycle characteristics.

また、アクリレート系重合体が、上述した一般式(I)で表される化合物と、これと共重合可能な単量体との共重合体である場合、かかる共重合可能な単量体としては、たとえば、2つ以上の炭素−炭素二重結合を有するカルボン酸エステル類、芳香族ビニル系単量体、アミド系単量体、オレフィン類、ジエン系単量体、ビニルケトン類、及び複素環含有ビニル化合物などのほか、α,β−不飽和ニトリル化合物や酸成分を有するビニル化合物が挙げられる。   Further, when the acrylate polymer is a copolymer of the compound represented by the general formula (I) described above and a monomer copolymerizable therewith, as the copolymerizable monomer, For example, carboxylic acid esters having two or more carbon-carbon double bonds, aromatic vinyl monomers, amide monomers, olefins, diene monomers, vinyl ketones, and heterocyclic rings In addition to vinyl compounds, α, β-unsaturated nitrile compounds and vinyl compounds having an acid component are mentioned.

上記共重合可能な単量体の中でも、電極を製造した際に変形しにくく強度が強いものとすることができ、また、電極活物質層と集電体との十分な密着性が得られる点で、芳香族ビニル系単量体を用いることが好ましい。芳香族ビニル系単量体としては、スチレン等が挙げられる。   Among the above copolymerizable monomers, it is difficult to be deformed when an electrode is produced, and it can be strong, and sufficient adhesion between the electrode active material layer and the current collector can be obtained. It is preferable to use an aromatic vinyl monomer. Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene.

なお、芳香族ビニル系単量体の割合が多すぎると電極活物質層と集電体との十分な密着性が得られない傾向がある。また、芳香族ビニル系単量体の割合が少なすぎると、電極を製造した際に耐電解液性が低下する傾向がある。   If the ratio of the aromatic vinyl monomer is too large, sufficient adhesion between the electrode active material layer and the current collector tends not to be obtained. Moreover, when the ratio of an aromatic vinyl-type monomer is too small, there exists a tendency for electrolyte solution resistance to fall, when manufacturing an electrode.

アクリレート系重合体中における(メタ)アクリル酸エステル単位の割合は、電極とした際における柔軟性を向上させることができ、割れに対する耐性を高いものとする観点から、好ましくは50〜95重量%であり、より好ましくは60〜90重量%である。   The proportion of the (meth) acrylic acid ester unit in the acrylate polymer is preferably 50 to 95% by weight from the viewpoint of improving the flexibility when used as an electrode and increasing the resistance to cracking. Yes, more preferably 60 to 90% by weight.

分散型結着樹脂を構成する重合体に用いられる、前記α,β−不飽和ニトリル化合物としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、及びα−ブロモアクリロニトリルなどが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて用いることができる。これらのなかでも、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルがより好ましい。   Examples of the α, β-unsaturated nitrile compound used in the polymer constituting the dispersion-type binder resin include acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, α-bromoacrylonitrile, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable, and acrylonitrile is more preferable.

分散型結着樹脂中におけるα,β−不飽和ニトリル化合物単位の割合は、好ましくは0.1〜40重量%、より好ましくは0.5〜30重量%、さらに好ましくは1〜20重量%である。分散型結着樹脂中にα,β−不飽和ニトリル化合物単位を含有させると、電極を製造した際に変形しにくく強度が強いものとすることができる。また、分散型結着樹脂中にα,β−不飽和ニトリル化合物単位を含有させると、複合粒子を含む電極活物質層と集電体との密着性を十分なものとすることができる。   The proportion of the α, β-unsaturated nitrile compound unit in the dispersion-type binder resin is preferably 0.1 to 40% by weight, more preferably 0.5 to 30% by weight, still more preferably 1 to 20% by weight. is there. When an α, β-unsaturated nitrile compound unit is contained in the dispersion-type binder resin, it is difficult to be deformed when the electrode is manufactured, and the strength can be increased. Further, when an α, β-unsaturated nitrile compound unit is contained in the dispersion-type binder resin, the adhesion between the electrode active material layer containing composite particles and the current collector can be made sufficient.

なお、α,β−不飽和ニトリル化合物単位の割合が多すぎると電極活物質層と集電体との十分な密着性が得られない傾向がある。また、α,β−不飽和ニトリル化合物単位の割合が少なすぎると、電極を製造した際に耐電解液性が低下する傾向がある。   If the proportion of α, β-unsaturated nitrile compound units is too large, sufficient adhesion between the electrode active material layer and the current collector tends not to be obtained. On the other hand, if the proportion of the α, β-unsaturated nitrile compound unit is too small, the resistance to the electrolytic solution tends to decrease when the electrode is produced.

前記酸成分を有するビニル化合物としては、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、及びフマル酸などが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、あるいは2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、アクリル酸、メタクリル酸、およびイタコン酸が好ましく、接着力が良くなる点でメタクリル酸がより好ましい。   Examples of the vinyl compound having an acid component include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid are preferable, and methacrylic acid is more preferable in terms of improving adhesive strength.

分散型結着樹脂中における酸成分を有するビニル化合物単位の割合は、スラリーとした際における安定性が向上する観点から、好ましくは0.5〜10重量%、より好ましくは1〜8重量%、さらに好ましくは2〜7重量%である。   The proportion of the vinyl compound unit having an acid component in the dispersion-type binder resin is preferably 0.5 to 10% by weight, more preferably 1 to 8% by weight, from the viewpoint of improving the stability when the slurry is made. More preferably, it is 2 to 7% by weight.

なお、酸成分を有するビニル化合物単位の割合が多すぎると、スラリーの粘度が高くなり、取扱いが困難になる傾向がある。また、酸成分を有するビニル化合物単位の割合が少なすぎるとスラリーの安定性が低下する傾向がある。   In addition, when there are too many ratios of the vinyl compound unit which has an acid component, there exists a tendency for the viscosity of a slurry to become high and for handling to become difficult. Moreover, when there is too little ratio of the vinyl compound unit which has an acid component, there exists a tendency for stability of a slurry to fall.

分散型結着樹脂の形状は、特に限定はないが、粒子状であることが好ましい。粒子状であることにより、結着性が良く、また、製造した電極の容量の低下や充放電の繰り返しによる劣化を抑えることができる。粒子状の結着樹脂としては、例えば、ラテックスのごとき結着樹脂の粒子が水に分散した状態のものや、このような分散液を乾燥して得られる粉末状のものが挙げられる。   The shape of the dispersion-type binder resin is not particularly limited, but is preferably particulate. By being particulate, the binding property is good, and it is possible to suppress deterioration of the capacity of the manufactured electrode and deterioration due to repeated charge and discharge. Examples of the particulate binder resin include those in which the binder resin particles such as latex are dispersed in water, and powders obtained by drying such a dispersion.

分散型結着樹脂の平均粒子径は、スラリーとした際における安定性を良好なものとしながら、得られる電極の強度及び柔軟性が良好となる点から、好ましくは0.001〜10μm、より好ましくは10〜5000nm、さらに好ましくは50〜1000nmである。   The average particle size of the dispersion-type binder resin is preferably 0.001 to 10 μm, more preferably from the viewpoint that the strength and flexibility of the obtained electrode are good while making the stability when slurry is good. Is 10 to 5000 nm, more preferably 50 to 1000 nm.

また、本発明に用いる結着樹脂の製造方法は特に限定されず、乳化重合法、懸濁重合法、分散重合法または溶液重合法等の公知の重合法を採用することができる。中でも、乳化重合法で製造することが、結着樹脂の粒子径の制御が容易であるので好ましい。また、本発明に用いる結着樹脂は、2種以上の単量体混合物を段階的に重合することにより得られるコアシェル構造を有する粒子であっても良い。   The method for producing the binder resin used in the present invention is not particularly limited, and a known polymerization method such as an emulsion polymerization method, a suspension polymerization method, a dispersion polymerization method, or a solution polymerization method can be employed. Among these, it is preferable to produce by an emulsion polymerization method because the particle diameter of the binder resin can be easily controlled. Further, the binder resin used in the present invention may be particles having a core-shell structure obtained by stepwise polymerization of a mixture of two or more monomers.

本発明の複合粒子中における結着樹脂の配合量は、得られる電極活物質層と集電体との密着性が十分に確保でき、かつ、電気化学素子の内部抵抗を低くすることができる観点から、電極活物質100重量部に対して、乾燥重量基準で好ましくは0.1〜20重量部、より好ましくは0.5〜10重量部、さらに好ましくは1〜5重量部である。   The blending amount of the binder resin in the composite particles of the present invention is a viewpoint that the adhesion between the obtained electrode active material layer and the current collector can be sufficiently secured and the internal resistance of the electrochemical element can be lowered. Therefore, the amount is preferably 0.1 to 20 parts by weight, more preferably 0.5 to 10 parts by weight, still more preferably 1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the electrode active material.

(水溶性高分子)
本発明に用いるスラリーは、水溶性高分子を含むことが好ましい。本発明に用いる水溶性高分子とは、25℃において、高分子0.5gを100gの純水に溶解させた場合の未溶解分が10.0重量%未満の高分子をいう。
(Water-soluble polymer)
The slurry used in the present invention preferably contains a water-soluble polymer. The water-soluble polymer used in the present invention refers to a polymer having an undissolved content of less than 10.0% by weight when 25 g of polymer is dissolved in 100 g of pure water at 25 ° C.

このようなアニオン性の水溶性高分子としては、アルギン酸;アルギン酸のアルカリ金属塩(アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム等)及びアルギン酸アンモニウム等の水溶性アルギン酸誘導体;ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース及びカルボキシメチルセルロース等のセルロース系高分子;ポリアクリル酸、ポリアクリル酸誘導体、ポリスルホン酸系ポリマー、ポリアクリルアミド、寒天、ゼラチン、カラギーナン、グルコマンナン、ペクチン、カードラン、ジェランガム等が挙げられる。これらのなかでも、凝固させやすく、球状の複合粒子が得られる観点及び凝固後に複合粒子同士が互着し難い観点から、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸、水溶性アルギン酸誘導体、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸誘導体が好ましく、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、アルギン酸、水溶性アルギン酸誘導体がより好ましく、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸、アルギン酸またはアルギン酸のアルカリ金属塩(アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム等)がさらに好ましい。   Examples of such an anionic water-soluble polymer include alginic acid; alkali metal salts of alginic acid (sodium alginate, potassium alginate, etc.) and water-soluble alginic acid derivatives such as ammonium alginate; hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, carboxymethylcellulose, etc. Cellulosic polymers: polyacrylic acid, polyacrylic acid derivatives, polysulfonic acid polymers, polyacrylamide, agar, gelatin, carrageenan, glucomannan, pectin, curdlan, gellan gum and the like. Among these, carboxymethyl cellulose, alginic acid, water-soluble alginic acid derivatives, polyacrylic acid, and polyacrylic acid derivatives are easy to coagulate, from the viewpoint of obtaining spherical composite particles and from the viewpoint that composite particles are difficult to adhere to each other after coagulation. Preferably, carboxymethylcellulose, polyacrylic acid, alginic acid, and a water-soluble alginic acid derivative are more preferable, and carboxymethylcellulose, polyacrylic acid, alginic acid, or an alkali metal salt of alginic acid (sodium alginate, potassium alginate, etc.) is more preferable.

上記これらのアニオン性水溶性高分子は、1種を単独で用いることも、2種以上を組み合わせて用いることもでき、さらに、上記同一種類(範疇)のアニオン性水溶性高分子の中でも異なる構造の高分子を2種以上組み合わせて用いることもできる。   These anionic water-soluble polymers can be used singly or in combination of two or more, and moreover, different structures among the same kind (category) of anionic water-soluble polymers. Two or more of these polymers can be used in combination.

スラリー中における水溶性高分子の添加量は、強固に凝固し、粒子形状が良好である観点から、電極活物質100重量部に対して、固形分換算量で好ましくは0.4〜10重量部、より好ましくは0.7〜5重量部、さらに好ましくは1〜2重量部である。水溶性高分子の添加量が多すぎると得られる複合粒子中に不溶分が多くなり電池としたときの抵抗が大きくなる。また、水溶性高分子の添加量が少なすぎると、凝固粒子が得難くなったり、得られる複合粒子がもろくなる場合がある。   The addition amount of the water-soluble polymer in the slurry is preferably 0.4 to 10 parts by weight in terms of solid content with respect to 100 parts by weight of the electrode active material from the viewpoint of solidifying solidly and having a good particle shape. More preferably, it is 0.7-5 weight part, More preferably, it is 1-2 weight part. If the amount of the water-soluble polymer added is too large, the resulting composite particles will have a large amount of insoluble matter, which will increase the resistance of the battery. If the amount of the water-soluble polymer added is too small, it may be difficult to obtain coagulated particles or the resulting composite particles may be fragile.

また、水溶性高分子を非水溶性多糖高分子繊維と組み合わせて用いてもよく、そうすることで、複合粒子の補強効果が得られる。ここで、非水溶性多糖高分子繊維としては、多糖高分子のナノファイバーを用いることが好ましく、多糖高分子のナノファイバーのなかでも柔軟性を有し、かつ、繊維の引張強度が大きいため複合粒子の補強効果が高く、粒子強度を向上させることができる観点、および、導電材の分散性が良好となる観点から、セルロースナノファイバー、キチンナノファイバー、キトサンナノファイバーなどの生物由来のバイオナノファイバーから選ばれる単独又は任意の混合物を使用するのがより好ましい。これらのなかでも、セルロースナノファイバーを使用するのがさらに好ましく、竹、針葉樹、広葉樹、綿を原料とするセルロースナノファイバーを使用するのが特に好ましい。   In addition, a water-soluble polymer may be used in combination with a water-insoluble polysaccharide polymer fiber, whereby the reinforcing effect of the composite particles can be obtained. Here, as the water-insoluble polysaccharide polymer fiber, it is preferable to use polysaccharide polymer nanofibers, which are flexible among the polysaccharide polymer nanofibers and have a high tensile strength. From the viewpoint of high particle reinforcing effect, improved particle strength, and good dispersibility of conductive material, from bio-derived bio-nanofibers such as cellulose nanofiber, chitin nanofiber, chitosan nanofiber, etc. It is more preferred to use a single selected or arbitrary mixture. Among these, it is more preferable to use cellulose nanofibers, and it is particularly preferable to use cellulose nanofibers made from bamboo, conifers, hardwoods, and cotton.

(導電材)
本発明に用いるスラリーは、必要に応じて導電材を含んでいてもよい。必要に応じて用いられる導電材としては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック(アクゾノーベル ケミカルズ ベスローテン フェンノートシャップ社の登録商標)、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、グラフェンなどの導電性カーボンが好ましく用いられる。これらの中でも、アセチレンブラックがより好ましい。導電材の平均粒子径は、特に限定されないが、より少ない使用量で十分な導電性を発現させる観点から、電極活物質の平均粒子径よりも小さいものが好ましく、好ましくは0.001〜10μm、より好ましくは0.005〜5μm、さらに好ましくは0.01〜1μmである。
(Conductive material)
The slurry used for this invention may contain the electrically conductive material as needed. Conductive carbon such as furnace black, acetylene black, and ketjen black (registered trademark of Akzo Nobel Chemicals Bethloten Fennaut Shap), carbon nanotubes, carbon nanohorns, and graphene is preferably used as the conductive material used as necessary. It is done. Among these, acetylene black is more preferable. The average particle diameter of the conductive material is not particularly limited, but is preferably smaller than the average particle diameter of the electrode active material, preferably 0.001 to 10 μm, from the viewpoint of expressing sufficient conductivity with a smaller amount of use. More preferably, it is 0.005-5 micrometers, More preferably, it is 0.01-1 micrometer.

導電材を添加する場合における導電材の配合量は、電極活物質100重量部に対して、好ましくは1〜10重量部、より好ましくは1〜5重量部である。   The amount of the conductive material in the case of adding the conductive material is preferably 1 to 10 parts by weight, more preferably 1 to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material.

(スラリーの製造)
本発明で用いるスラリーは、電極活物質、結着樹脂、必要に応じて添加される水溶性高分子及び導電材を含有する。スラリーは、電極活物質、結着樹脂、必要に応じて添加される水溶性高分子及び導電材を、溶媒に分散又は溶解させることにより調製することができる。なお、この場合において、結着樹脂が溶媒に分散されたものである場合には、溶媒に分散させた状態で添加することができる。
(Manufacture of slurry)
The slurry used in the present invention contains an electrode active material, a binder resin, a water-soluble polymer added as necessary, and a conductive material. The slurry can be prepared by dispersing or dissolving an electrode active material, a binder resin, a water-soluble polymer added as necessary, and a conductive material in a solvent. In this case, when the binder resin is dispersed in a solvent, it can be added in a state dispersed in a solvent.

スラリーを得るために用いる溶媒としては、水を用いることが好ましいが、水と有機溶媒との混合溶媒を用いてもよい。この場合に用いることができる有機溶媒としては、たとえば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のアルキルケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル類;ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等のアミド類;等が挙げられる。有機溶媒を用いる場合には、アルコール類が好ましい。これにより、スラリーの粘度や流動性を調整することができ、生産効率を向上させることができる。   As a solvent used for obtaining the slurry, water is preferably used, but a mixed solvent of water and an organic solvent may be used. Examples of the organic solvent that can be used in this case include alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol, and propyl alcohol; alkyl ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane, and diglyme; diethylformamide, dimethyl Amides such as acetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone; and the like. When using an organic solvent, alcohols are preferred. Thereby, the viscosity and fluidity | liquidity of a slurry can be adjusted and production efficiency can be improved.

また、複合粒子用スラリーの粘度は、複合粒子の造粒の生産性を向上させる観点から、室温において、好ましくは10〜3,000mPa・s、より好ましくは30〜1,500mPa・s、さらに好ましくは50〜1,000mPa・sである。   The viscosity of the slurry for composite particles is preferably 10 to 3,000 mPa · s, more preferably 30 to 1,500 mPa · s, more preferably at room temperature, from the viewpoint of improving the productivity of granulation of the composite particles. Is 50 to 1,000 mPa · s.

なお、本明細書において記載する粘度は25℃、せん断速度10s-1における粘度である。ブルックフィールドデジタル粘度計DV−II+Proを用いることで測定が可能である。 In addition, the viscosity described in this specification is a viscosity at 25 ° C. and a shear rate of 10 s −1 . Measurement is possible using a Brookfield digital viscometer DV-II + Pro.

スラリーを調製する際に使用する溶媒の量は、スラリー中に結着樹脂を均一に分散させる観点から、スラリーの固形分濃度が、好ましくは1〜40重量%、より好ましくは2〜20重量%となる量である。   From the viewpoint of uniformly dispersing the binder resin in the slurry, the amount of the solvent used when preparing the slurry is preferably 1 to 40% by weight, more preferably 2 to 20% by weight, based on the solid content concentration of the slurry. This is the amount.

電極活物質、結着樹脂、必要に応じて添加される水溶性高分子及び導電材等を溶媒に分散又は溶解する方法又は順番は、特に限定されず、例えば、溶媒に電極活物質、結着樹脂、水溶性高分子および導電材を添加し混合する方法、溶媒に水溶性高分子を溶解した後、電極活物質及び導電材を添加して混合し、最後に溶媒に分散させた結着樹脂(例えば、ラテックス)を添加して混合する方法、溶媒に分散させた結着樹脂に電極活物質および導電材を添加して混合し、この混合物に溶媒に溶解させた水溶性高分子を添加して混合する方法等が挙げられる。   The method or order of dispersing or dissolving the electrode active material, the binder resin, the water-soluble polymer and the conductive material added as necessary in the solvent is not particularly limited, and for example, the electrode active material, the binder in the solvent A method in which a resin, a water-soluble polymer and a conductive material are added and mixed, a binder resin in which a water-soluble polymer is dissolved in a solvent, an electrode active material and a conductive material are added and mixed, and finally dispersed in a solvent (For example, latex) is added and mixed. An electrode active material and a conductive material are added to and mixed with a binder resin dispersed in a solvent, and a water-soluble polymer dissolved in the solvent is added to the mixture. And the like.

また、混合装置としては、たとえば、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー等を用いることができる。混合は、好ましくは室温〜80℃で、10分〜数時間行う。   Moreover, as a mixing apparatus, a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a crusher, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a homomixer, a planetary mixer, etc. can be used, for example. The mixing is preferably performed at room temperature to 80 ° C. for 10 minutes to several hours.

(スラリーと非混和性の溶媒)
スラリーと非混和性の液体としては、スラリーと混和しない液体であれば特に限定されないが、スラリーの溶媒として水を用いた場合の液体としては、ブタン、ブテン、ペンタン、ペンテン、ヘキサン、シクロヘキサン、ノルマルヘキサン、ヘキセン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ベンゼン、トルエン、キシレン等の炭素数4から10の炭化水素、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル類、酢酸エチル等のエステル類等が挙げられる。製造工程を考慮すると、これらの中でも常圧常温で液体でありかつ沸点の低いもの(具体的にはシクロヘキサン、ノルマルヘキサン等)がより好ましい。ここで、スラリーと非混和性の溶媒はスラリーを攪拌している中に添加されると、電極活物質等を取り込んだ液滴を形成し、この液滴はスラリー中で分散する。
(Slurry and immiscible solvent)
The liquid that is immiscible with the slurry is not particularly limited as long as it is a liquid that is immiscible with the slurry, but the liquid when water is used as the solvent of the slurry includes butane, butene, pentane, pentene, hexane, cyclohexane, normal Examples include hydrocarbons having 4 to 10 carbon atoms such as hexane, hexene, heptane, octane, nonane, decane, benzene, toluene and xylene, ethers such as tetrahydrofuran, diethyl ether and diisopropyl ether, and esters such as ethyl acetate. . In view of the production process, among these, those which are liquid at normal pressure and normal temperature and have a low boiling point (specifically, cyclohexane, normal hexane, etc.) are more preferable. Here, when the solvent immiscible with the slurry is added while the slurry is being stirred, droplets incorporating the electrode active material and the like are formed, and the droplets are dispersed in the slurry.

スラリーを攪拌している中に添加するスラリーと非混和性の溶媒の量は、スラリー溶媒100重量部に対して、好ましくは1〜50重量部、より好ましくは5〜30重量部である。   The amount of the solvent immiscible with the slurry to be added while stirring the slurry is preferably 1 to 50 parts by weight, more preferably 5 to 30 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the slurry solvent.

(界面活性剤)
界面活性剤としては、攪拌中のスラリー内で、スラリーと非混和性の液体により形成される液滴を安定化させることができるものであれば特に限定されない。界面活性剤としては、アニオン性、カチオン性、ノニオン性、ノニオニックアニオン等の両性の界面活性剤が挙げられるが、中でもアニオン性またはノニオン性界面活性剤が好ましい。界面活性剤の配合量は、特に限定されないが、複合粒子中において、電極活物質100重量部に対して好ましくは0〜50重量部、より好ましくは0.1〜10重量部、さらに好ましくは0.5〜5重量部となる量である。
(Surfactant)
The surfactant is not particularly limited as long as it can stabilize the droplets formed by the liquid immiscible with the slurry in the stirring slurry. Examples of the surfactant include amphoteric surfactants such as anionic, cationic, nonionic, and nonionic anions. Among these, anionic or nonionic surfactants are preferable. The compounding amount of the surfactant is not particularly limited, but in the composite particles, it is preferably 0 to 50 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight, and still more preferably 0 to 100 parts by weight of the electrode active material. .5 to 5 parts by weight.

(凝固液)
凝固液としては、スラリー中に含まれる水溶性高分子が凝固する低pHの酸性液、もしくは、多価金属塩水溶液、またはカチオン性ポリマー水溶液を用いることが可能であり、特に多価金属塩水溶液、またはカチオン性ポリマー水溶液を用いることが好ましい。
(Coagulation liquid)
As the coagulation liquid, it is possible to use a low pH acidic liquid in which the water-soluble polymer contained in the slurry coagulates, a polyvalent metal salt aqueous solution, or a cationic polymer aqueous solution. Alternatively, an aqueous cationic polymer solution is preferably used.

多価金属塩の水溶液としては、スラリーを凝固させやすく、球状の複合粒子が得られる観点、及び凝固後に複合粒子同士が互いに結着しにくい観点から、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、バリウム塩、銅塩、アンモニウムミョウバン、鉄塩等を含む水溶液が好ましく、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、硝酸アルミニウム、塩化バリウム、塩化マグネシウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硫酸アルミニウム、鉄ミョウバン等の無機塩類の水溶液がより好ましく、塩化カルシウム、硫酸マグネシウム、硫酸亜鉛、硫酸銅、硝酸アルミニウム、塩化バリウム、塩化第二鉄、硫酸第二鉄の水溶液がさらに好ましく、塩化カルシウム、硫酸マグネシウムの水溶液が特に好ましい。また、ある特定の水溶性高分子が凝固しやすい溶媒を凝固液として用いることで凝固粒子の互着を抑制することが可能である。また、熱応答性が高く、熱で凝固し、冷却しても不可逆な水溶性高分子を用いた場合には、80℃以上の熱水を用いても良く、凝固後の水洗を省略することが可能となる。水溶性高分子としてアニオン性水溶性高分子を用いる場合には酸性の凝固液を用いてもよい。その場合、pHの値が5以下であることが好ましく、揮発性の酸性液で凝固させると凝固液成分の除去が容易となる。   As an aqueous solution of a polyvalent metal salt, a calcium salt, a magnesium salt, an aluminum salt, a barium salt are used from the viewpoint of easily coagulating the slurry and obtaining spherical composite particles, and from the viewpoint of difficult binding of the composite particles to each other after solidification An aqueous solution containing copper salt, ammonium alum, iron salt, etc. is preferable, calcium chloride, magnesium sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, aluminum nitrate, barium chloride, magnesium chloride, ferric chloride, ferric sulfate, aluminum sulfate, More preferred are aqueous solutions of inorganic salts such as iron alum, and more preferred are aqueous solutions of calcium chloride, magnesium sulfate, zinc sulfate, copper sulfate, aluminum nitrate, barium chloride, ferric chloride, and ferric sulfate, calcium chloride, magnesium sulfate. The aqueous solution is particularly preferable. Moreover, it is possible to suppress the co-adhesion of the solidified particles by using, as the coagulation liquid, a solvent in which a specific water-soluble polymer is easily coagulated. In addition, when water-soluble polymers that are highly heat-responsive, solidify by heat, and are irreversible even when cooled, hot water at 80 ° C. or higher may be used, and washing after water is omitted. Is possible. When an anionic water-soluble polymer is used as the water-soluble polymer, an acidic coagulating liquid may be used. In that case, the pH value is preferably 5 or less, and when coagulated with a volatile acidic liquid, the coagulating liquid component can be easily removed.

凝固液として多価金属塩水溶液を用いた場合に得られる複合粒子は、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、バリウム塩、銅塩、アンモニウムミョウバン、鉄塩から選ばれる少なくとも1種の多価金属塩を含有することが好ましい。また、多価金属塩の含有量は、電極活物質層と集電体との密着性が良好となる観点から、好ましくは200〜2000ppm、より好ましくは300〜2000ppm、さらに好ましくは300〜1500ppm、特に好ましくは300〜1000ppmである。多価金属塩の含有量が多すぎても少なすぎても、電極活物質層と集電体との密着性が不十分となる。尚、ここに記載した多価金属塩の含有量は電極活物質由来の多価金属塩の量を除いたものを指す。また、アルギン酸などの水溶性高分子を金属塩で凝固させると、金属塩とゲル状の膜を形成しており、その厚みが1〜500nmの厚みで複合粒子表面および粒子内部の電極活物質間に存在している。このゲルの膜存在により、粒子の補強効果が得られる   The composite particles obtained when an aqueous polyvalent metal salt solution is used as the coagulating liquid are at least one polyvalent metal salt selected from calcium salt, magnesium salt, aluminum salt, barium salt, copper salt, ammonium alum, and iron salt It is preferable to contain. Further, the content of the polyvalent metal salt is preferably 200 to 2000 ppm, more preferably 300 to 2000 ppm, and still more preferably 300 to 1500 ppm, from the viewpoint of improving the adhesion between the electrode active material layer and the current collector. Especially preferably, it is 300-1000 ppm. If the content of the polyvalent metal salt is too much or too little, the adhesion between the electrode active material layer and the current collector becomes insufficient. In addition, content of the polyvalent metal salt described here points out the thing remove | excluding the quantity of the polyvalent metal salt derived from an electrode active material. In addition, when a water-soluble polymer such as alginic acid is coagulated with a metal salt, a gel-like film is formed with the metal salt, and the thickness is 1 to 500 nm between the surface of the composite particle and the electrode active material inside the particle. Exists. The presence of this gel film provides a reinforcing effect on the particles.

また、カチオン性ポリマー水溶液としては、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリビニルピリジン、ポリアミンスルホン、ポリアリルアミン、ポリアクリルアミド、ポリジアリルメチルアミン、ポリアミドアミン、ポリアクリル(メタクリル)酸エステル、ポリアミノアルキルアクリルアミド、ポリエポキシアミン、ポリアミドポリアミン、ポリエステルポリアミン、キトサン、ジアリルアンモニウムクロリド二酸化硫黄共重合体、ジアリルメチルエチルアンモニウムエチルサルフェイト・二酸化硫黄共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体、ジシアンジアミド・ホルマリン縮合物、ポリアルキレンポリアミン・ジシアンジアミド縮合物の高分子及びこれらの塩、更に、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリビニルピリジニウムクロライド、ポリメタクリル酸エステルメチルクロライド等の4級アンモニウム塩等の4級アンモニウム塩の水溶液を用いることが好ましく、ポリエチレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアミンスルホン、ポリアリルアミン、ポリアクリルアミド、ポリジアリルメチルアミン、ポリアミドアミン、ポリアクリル(メタクリル)酸エステル、ポリアミノアルキルアクリルアミド、ポリアミドポリアミン、ポリエステルポリアミン、ジアリルアンモニウムクロリド二酸化硫黄共重合体、ジアリルメチルエチルアンモニウムエチルサルフェイト・二酸化硫黄共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体、ジシアンジアミド・ホルマリン縮合物、ポリアルキレンポリアミン・ジシアンジアミド縮合物の高分子及びこれらの塩、更に、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロライド、ポリアクリル(メタクリル)酸エステルメチルクロライド等の4級アンモニウム塩等の4級アンモニウム塩の水溶液を用いることがより好ましく、ポリエチレンイミン、ポリアクリルアミド、ポリアクリル(メタクリル)酸エステル、ポリアクリル(メタクリル)酸エステルメチルクロライド等の4級アンモニウム塩等の4級アンモニウム塩、ジアリルアンモニウムクロリド二酸化硫黄共重合体、ジアリルメチルエチルアンモニウムエチルサルフェイト・二酸化硫黄共重合体、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド・アクリルアミド共重合体の水溶液を用いることがさらに好ましい。   Examples of cationic polymer aqueous solutions include polyethyleneimine, polyvinylamine, polyvinylpyridine, polyaminesulfone, polyallylamine, polyacrylamide, polydiallylmethylamine, polyamidoamine, polyacrylic acid ester, polyaminoalkylacrylamide, and polyepoxyamine. , Polyamide polyamine, polyester polyamine, chitosan, diallylammonium chloride sulfur dioxide copolymer, diallylmethylethylammonium ethyl sulfate / sulfur dioxide copolymer, diallyldimethylammonium chloride / acrylamide copolymer, dicyandiamide / formalin condensate, polyalkylene Polymers of polyamine / dicyandiamide condensates and salts thereof, and polydiallyldimethyla It is preferable to use aqueous solutions of quaternary ammonium salts such as quaternary ammonium salts such as monium chloride, polyvinylpyridinium chloride, polymethacrylate methyl chloride, polyethyleneimine, polyvinylamine, polyaminesulfone, polyallylamine, polyacrylamide, polydiallyl. Methylamine, polyamidoamine, polyacrylic (methacrylic acid) ester, polyaminoalkylacrylamide, polyamide polyamine, polyester polyamine, diallylammonium chloride sulfur dioxide copolymer, diallylmethylethylammonium ethyl sulfate / sulfur dioxide copolymer, diallyldimethylammonium Chloride / acrylamide copolymer, dicyandiamide / formalin condensate, polyalkylene poly More preferably, an aqueous solution of a quaternary ammonium salt such as a quaternary ammonium salt such as poly (diallyldimethylammonium chloride) or polyacrylic (methacrylic acid) methyl chloride is used. , Quaternary ammonium salts such as quaternary ammonium salts such as polyethylenimine, polyacrylamide, polyacrylic (methacrylic) ester, polyacrylic (methacrylic) methyl chloride, diallylammonium chloride sulfur dioxide copolymer, diallylmethylethylammonium More preferably, an aqueous solution of ethyl sulfate / sulfur dioxide copolymer or diallyldimethylammonium chloride / acrylamide copolymer is used.

カチオン性ポリマー水溶液に含まれるカチオン性ポリマーは、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。   The cationic polymer contained in the cationic polymer aqueous solution may be used alone or in combination of two or more at any ratio.

また、アルギン酸などの水溶性高分子を金属塩もしくはカチオン性ポリマーで凝固させると、金属塩もしくはカチオン性ポリマーとゲル状の膜を形成しており、その厚みが1nm〜500nmの厚みで複合粒子表面および粒子内部の活物質間に存在している。このゲルの膜存在により、粒子の補強効果が得られる   Moreover, when a water-soluble polymer such as alginic acid is coagulated with a metal salt or a cationic polymer, a gel-like film is formed with the metal salt or the cationic polymer, and the surface of the composite particle has a thickness of 1 nm to 500 nm. And exist between the active materials inside the particles. The presence of this gel film provides a reinforcing effect on the particles.

凝固液として、カチオン性ポリマー水溶液を用いる場合のカチオン性ポリマーの濃度は、スラリーの液滴を強固に凝固させることができ、得られる複合粒子の形状が良好となる観点から、好ましくは0.4〜20wt%、より好ましくは0.5〜15wt%、さらに好ましくは1.0〜10wt%である。カチオン性ポリマーの濃度が高すぎると、電極活物質層と集電体との接着性が悪化する。また、カチオン性ポリマーの濃度が低すぎると、液滴としたスラリーが凝固しなかったり、得られる複合粒子がもろくなる虞がある。   The concentration of the cationic polymer in the case of using the cationic polymer aqueous solution as the coagulation liquid is preferably 0.4 from the viewpoint that the droplets of the slurry can be solidified firmly and the shape of the resulting composite particles is good. It is -20 wt%, More preferably, it is 0.5-15 wt%, More preferably, it is 1.0-10 wt%. If the concentration of the cationic polymer is too high, the adhesion between the electrode active material layer and the current collector is deteriorated. On the other hand, if the concentration of the cationic polymer is too low, the slurry as droplets may not solidify or the resulting composite particles may be brittle.

(スラリーへの各成分の添加方法)
スラリーを撹拌している中に、スラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤及び凝固液を添加する方法、及び順序は本発明の目的を損なわない限り特に限定されないが、スラリーを攪拌している中に、スラリーと非混和性の溶媒及び界面活性剤を添加し、その後凝固液を添加することが好ましい。また、スラリーと非混和性の溶媒及び界面活性剤は、スラリーを撹拌している中に一括して添加しても、分割添加もしくは連続添加してもよい。分割添加または連続添加する場合、添加量は均等にすることも、または一定にすることもでき、液滴の形成度合い応じて変更することもできる。
(Method of adding each component to the slurry)
While the slurry is being stirred, the method and order of adding the solvent immiscible with the slurry, the surfactant and the coagulating liquid are not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired, but the slurry is being stirred. It is preferable to add a solvent immiscible with the slurry and a surfactant, and then add a coagulating liquid. The solvent and surfactant immiscible with the slurry may be added all at once while the slurry is being stirred, or may be added in portions or continuously. In the case of divided addition or continuous addition, the addition amount can be uniform or constant, and can be changed according to the degree of droplet formation.

また、スラリーの撹拌条件は、スラリーとの非混和性溶媒により複合粒子液滴が形成されていれば特に限定されない。   Moreover, the stirring conditions of the slurry are not particularly limited as long as the composite particle droplets are formed by a non-miscible solvent with the slurry.

また、スラリーを攪拌せずにスラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤および凝固液を添加すると、個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子の割合が大きくなるため、複合粒子の流動性が悪化し、電極活物質層形成の際に複合粒子の供給装置におけるホッパートラブルが起きやすくなる。また、得られる電極の厚み精度が悪化する。   In addition, if the solvent, surfactant, and coagulating liquid that are immiscible with the slurry are added without stirring the slurry, the proportion of particles of 40 μm or less increases in the particle size distribution in terms of number. This deteriorates, and hopper troubles easily occur in the composite particle supply apparatus when the electrode active material layer is formed. Moreover, the thickness accuracy of the obtained electrode deteriorates.

上述のように、電極活物質、結着樹脂を含んでなるスラリーを撹拌している中に、スラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤および凝固液を添加することにより、スラリー中に凝固粒子が生成する。即ち、スラリーに用いられる溶媒と、スラリーと非混和性の溶媒との混和性を利用することにより液滴を得ることができ、この液滴から凝固粒子を得ることができる。   As described above, while stirring the slurry comprising the electrode active material and the binder resin, the solidified particles are added to the slurry by adding a solvent immiscible with the slurry, a surfactant, and a coagulating liquid. Produces. That is, droplets can be obtained by utilizing the miscibility of the solvent used for the slurry and the solvent immiscible with the slurry, and solidified particles can be obtained from the droplets.

(凝固液からの分離及び乾燥)
上記のようにして凝固粒子は、濾過等を行うことにより凝固液から分離される。また、凝固液から分離された凝固粒子を乾燥することにより、本発明の複合粒子を得ることができる。
(Separation from coagulation liquid and drying)
As described above, the coagulated particles are separated from the coagulated liquid by filtration or the like. Moreover, the composite particles of the present invention can be obtained by drying the coagulated particles separated from the coagulation liquid.

スラリー中で得られた凝固粒子を、スラリーから分離する方法としては、濾過等が挙げられる。   Examples of a method for separating the solidified particles obtained in the slurry from the slurry include filtration.

濾過の方法としては格別な制限はなく、自然濾過、加圧濾過、減圧濾過を採用することができる。また、濾過フィルターを用いる濾過、掻き取り濾過、ふるい分け濾過等を採用することもできる。また、ふるい分け濾過を行う場合には、凝固粒子を含むスラリー中で所定の目開きの篩を用いて濾過を行ってもよい。   There is no particular limitation on the filtration method, and natural filtration, pressure filtration, and vacuum filtration can be employed. Further, filtration using a filtration filter, scraping filtration, sieving filtration, or the like may be employed. Moreover, when performing sieving filtration, you may filter using the sieve of a predetermined opening in the slurry containing a coagulated particle.

また、凝固液から分離された凝固粒子の乾燥方法としては、特に制限はないが、例えば、温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法などが挙げられる。乾燥時間は好ましくは5分〜30分であり、乾燥温度は、用いる材料の耐熱性にもよるが、例えば30〜180℃である。乾燥温度が高すぎると、複合粒子同士が互着し粗大粒子となることがある。   The method for drying the coagulated particles separated from the coagulation liquid is not particularly limited. For example, drying with hot air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, or drying by irradiation with (far) infrared rays or electron beams. Etc. The drying time is preferably 5 to 30 minutes, and the drying temperature is, for example, 30 to 180 ° C., although depending on the heat resistance of the material used. If the drying temperature is too high, the composite particles may adhere to each other and become coarse particles.

また、凝固液から分離された凝固粒子に水を加えて再攪拌し、さらに濾過等を行う水洗工程を所定回数行ってもよい。この場合には、水洗工程を経た凝固粒子を真空乾燥等により乾燥させる。   In addition, a water washing step of adding water to the coagulated particles separated from the coagulation liquid, re-stirring, and performing filtration or the like may be performed a predetermined number of times. In this case, the solidified particles that have undergone the water washing step are dried by vacuum drying or the like.

(複合粒子の物性)
本発明の複合粒子の形状は、流動性が良好で、電極活物質層形成の際に複合粒子の供給装置におけるホッパートラブルを防止できる観点、ホッパーからの複合粒子の供給が良好であり、厚み精度の良い電極を得ることができる観点から実質的に球形であることが好ましい。すなわち、複合粒子の短軸径をls、長軸径をll、la=(ls+ll)/2としたとき、(ll−ls)×100/laで表される球形度(%)が好ましくは15%以下、より好ましくは13%以下、さらに好ましくは12%以下、最も好ましくは10%以下である。ここで、短軸径lsおよび長軸径llは、透過型電子顕微鏡または走査型電子顕微鏡の写真像から測定することができる。球形度が大きすぎると、複合粒子の流動性が悪化し、ホッパートラブルが起きやすくなる。また、電極の目付精度が悪化し、厚み精度のよい電極が得難くなる。
(Physical properties of composite particles)
The shape of the composite particles of the present invention is good in fluidity, can prevent hopper troubles in the composite particle supply device when forming the electrode active material layer, the composite particles are supplied from the hopper, and the thickness accuracy From the viewpoint of obtaining a good electrode, it is preferably substantially spherical. That is, when the minor axis diameter of the composite particle is ls, the major axis diameter is ll, and la = (ls + ll) / 2, the sphericity (%) represented by (ll−ls) × 100 / la is preferably 15 % Or less, more preferably 13% or less, still more preferably 12% or less, and most preferably 10% or less. Here, the minor axis diameter ls and the major axis diameter ll can be measured from a photographic image of a transmission electron microscope or a scanning electron microscope. When the sphericity is too large, the fluidity of the composite particles is deteriorated, and hopper trouble is likely to occur. In addition, the basis weight accuracy of the electrode deteriorates, and it becomes difficult to obtain an electrode with good thickness accuracy.

本発明の複合粒子の粒子径は、複合粒子の流動性が良好で、ホッパートラブルが起きにくく、さらに、厚み精度の高い均一な電極を得ることができる観点から、レーザー光回折法を用いた粒子径測定により得られる個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子が全体の50%以下であることが好ましい。なお、粒子径分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置(たとえば、SALD−3100;島津製作所製やマイクロトラックMT−3200II;日機装株式会社製)にて測定することにより得られる。   The particle diameter of the composite particles of the present invention is a particle using a laser light diffraction method from the viewpoint that the fluidity of the composite particles is good, hopper troubles are less likely to occur, and a uniform electrode with high thickness accuracy can be obtained. In the particle size distribution in terms of the number obtained by diameter measurement, it is preferable that particles of 40 μm or less are 50% or less of the whole. The particle size distribution can be obtained by measuring with a laser diffraction particle size distribution measuring device (for example, SALD-3100; manufactured by Shimadzu Corporation or Microtrac MT-3200II; manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子の割合が多すぎると、複合粒子の流動性が悪化し、ホッパートラブルが起きやすくなる。また、得られる電極の厚み精度が悪化する。   If the proportion of particles of 40 μm or less is too large in the particle size distribution in terms of number, the fluidity of the composite particles is deteriorated, and hopper troubles are likely to occur. Moreover, the thickness accuracy of the obtained electrode deteriorates.

また、本発明の複合粒子の粒子径は、レーザー光回折法を用いた粒子径測定により得られる体積換算の粒子径分布において累積50%径(D50径)は、好ましくは50〜160μm、より好ましくは50〜130μm、さらに好ましくは50〜110μmである。   The particle diameter of the composite particles of the present invention is preferably 50 to 160 μm, more preferably 50 to 160 μm in cumulative 50% diameter (D50 diameter) in a volume-converted particle diameter distribution obtained by particle diameter measurement using a laser light diffraction method. Is 50 to 130 μm, more preferably 50 to 110 μm.

また、本発明の複合粒子の圧縮度は、複合粒子の流動性が良好であるため電極活物質層形成の際に複合粒子の供給装置におけるホッパートラブルを防止できる観点、ホッパーからの複合粒子の供給が良好であり、厚み精度の良い電極が得ることができる観点から、15%以下であることが好ましい。複合粒子の圧縮度が大きすぎると、複合粒子の流動性が悪くなるため、ホッパートラブルが起きやすくなり、また、得られる電極の厚み精度が悪化する。   In addition, since the compressibility of the composite particles of the present invention is such that the fluidity of the composite particles is good, it is possible to prevent hopper troubles in the composite particle supply device when forming the electrode active material layer, and supply of composite particles from the hopper Is preferably 15% or less from the viewpoint of obtaining an electrode with good thickness accuracy. If the compression degree of the composite particles is too large, the fluidity of the composite particles is deteriorated, so that a hopper trouble is likely to occur, and the thickness accuracy of the obtained electrode is deteriorated.

なお、圧縮度は、例えば、ホソカワミクロン社製パウダテスタ−PT−S型等の粉体物性測定装置を用いて測定することができる。   The degree of compression can be measured using a powder physical property measuring apparatus such as a powder tester-PT-S type manufactured by Hosokawa Micron Corporation.

(電気化学素子電極)
本発明の電気化学素子電極は、上述の複合粒子を含む電極活物質層を集電体上に積層してなる電極である。集電体の材料としては、たとえば、金属、炭素、導電性高分子などを用いることができ、好適には金属が用いられる。金属としては、通常、銅、アルミニウム、白金、ニッケル、タンタル、チタン、ステンレス鋼、その他の合金等が使用される。これらの中で導電性、耐電圧性の面から、銅、アルミニウム又はアルミニウム合金を使用するのが好ましい。また、高い耐電圧性が要求される場合には特開2001−176757号公報等で開示される高純度のアルミニウムを好適に用いることができる。集電体は、フィルム又はシート状であり、その厚みは、使用目的に応じて適宜選択されるが、好ましくは1〜200μm、より好ましくは5〜100μm、さらに好ましくは10〜50μmである。
(Electrochemical element electrode)
The electrochemical element electrode of the present invention is an electrode formed by laminating an electrode active material layer containing the above composite particles on a current collector. As a material for the current collector, for example, metal, carbon, conductive polymer, and the like can be used, and metal is preferably used. As the metal, copper, aluminum, platinum, nickel, tantalum, titanium, stainless steel, other alloys and the like are usually used. Among these, it is preferable to use copper, aluminum, or an aluminum alloy in terms of conductivity and voltage resistance. In addition, when high voltage resistance is required, high-purity aluminum disclosed in JP 2001-176757 A can be suitably used. The current collector is in the form of a film or a sheet, and the thickness thereof is appropriately selected according to the purpose of use, but is preferably 1 to 200 μm, more preferably 5 to 100 μm, and still more preferably 10 to 50 μm.

電極活物質層を集電体上に積層する際には、複合粒子を含んでなる電気化学素子電極材料をシート状に成形し、次いで集電体上に積層してもよいが、集電体上で複合粒子を含んでなる電気化学素子電極材料を直接加圧成形する方法が好ましい。加圧成形する方法としては、例えば、一対のロールを備えたロール式加圧成形装置を用い、集電体をロールで送りながら、振動フィーダーやスクリューフィーダー等の供給装置で複合粒子をロール式加圧成形装置に供給することで、集電体上に電極活物質層を成形するロール加圧成形法や、複合粒子を集電体上に散布し、複合粒子をブレード等でならして厚みを調整し、次いで加圧装置で成形する方法、複合粒子を金型に充填し、金型を加圧して成形する方法などが挙げられる。これらのなかでも、ロール加圧成形法が好ましい。特に、本発明の複合粒子は、高い流動性を有しているため、その高い流動性により、ロール加圧成形による成形が可能であり、これにより、生産性の向上が可能となる。   When laminating the electrode active material layer on the current collector, the electrochemical element electrode material containing composite particles may be formed into a sheet and then laminated on the current collector. A method in which an electrochemical element electrode material containing composite particles is directly pressure-molded is preferable. As a method of pressure molding, for example, a roll type pressure molding apparatus having a pair of rolls is used, and the composite particles are rolled by a feeding device such as a vibration feeder or a screw feeder while feeding the current collector by the roll. By supplying to the pressure forming device, roll press molding method for forming the electrode active material layer on the current collector, or by dispersing the composite particles on the current collector and smoothing the composite particles with a blade etc. Examples include a method of adjusting and then molding with a pressurizing apparatus, a method of filling composite particles into a mold, and pressurizing and molding the mold. Among these, the roll pressure molding method is preferable. In particular, since the composite particles of the present invention have high fluidity, they can be molded by roll press molding due to the high fluidity, thereby improving productivity.

ロール加圧成形を行う際のロール温度は、均一な電極を作成するためには、好ましくは10〜100℃、より好ましくは20〜60℃、さらに好ましくは20〜50℃である。また、電極活物質層と集電体との密着性を十分なものとすることができる観点から、好ましくは25〜200℃、より好ましくは50〜150℃、さらに好ましくは80〜120℃である。均一な電極を作成するのに好ましい温度領域と、密着性を高めるために好ましい温度領域とが重なり合わない場合は、多段階でロール加圧することで、それらを両立させることが可能である。また、ロール加圧成形時のロール間のプレス線圧は、電極活物質の破壊を防ぐ観点から、好ましくは10〜1000kN/m、より好ましくは200〜900kN/m、さらに好ましくは300〜600kN/mである。また、ロール加圧成形時の成形速度は、好ましくは0.1〜20m/分、より好ましくは4〜10m/分である。   The roll temperature at the time of roll pressing is preferably 10 to 100 ° C, more preferably 20 to 60 ° C, and still more preferably 20 to 50 ° C in order to produce a uniform electrode. Moreover, from a viewpoint which can make adhesiveness of an electrode active material layer and an electrical power collector sufficient, Preferably it is 25-200 degreeC, More preferably, it is 50-150 degreeC, More preferably, it is 80-120 degreeC. . When a preferable temperature region for producing a uniform electrode and a preferable temperature region for improving adhesion do not overlap, it is possible to make them compatible by roll pressing in multiple stages. Moreover, the press linear pressure between rolls at the time of roll press molding is preferably 10 to 1000 kN / m, more preferably 200 to 900 kN / m, and still more preferably 300 to 600 kN / m, from the viewpoint of preventing destruction of the electrode active material. m. Moreover, the molding speed at the time of roll pressure molding is preferably 0.1 to 20 m / min, more preferably 4 to 10 m / min.

また、成形した電気化学素子電極の厚みのばらつきを無くし、電極活物質層の密度を上げて高容量化を図るために、必要に応じてさらに後加圧を行ってもよい。後加圧の方法は、ロールによるプレス工程が好ましい。ロールプレス工程では、2本の円柱状のロールをせまい間隔で平行に上下にならべ、それぞれを反対方向に回転させて、その間に電極をかみこませることにより加圧する。この際においては、必要に応じて、ロールは加熱又は冷却等、温度調節してもよい。
また、電極活物質層の接着強度や導電性を高めるために、集電体表面に中間層を形成してもよく、中でも、導電性接着剤層を形成するのが好ましい。
Further, post-pressurization may be further performed as necessary in order to eliminate variations in the thickness of the formed electrochemical element electrode and increase the density of the electrode active material layer to increase the capacity. The post-pressing method is preferably a pressing process using a roll. In the roll pressing step, two cylindrical rolls are arranged vertically in parallel with a narrow interval, each is rotated in the opposite direction, and pressure is applied by interposing an electrode therebetween. In this case, the temperature of the roll may be adjusted as necessary, such as heating or cooling.
Moreover, in order to improve the adhesive strength and electroconductivity of an electrode active material layer, you may form an intermediate | middle layer in the collector surface, and it is preferable to form a conductive adhesive layer especially.

電極活物質層の密度は、特に制限されないが、通常は0.30〜10g/cm3、好ましくは0.35〜8.0g/cm3、より好ましくは0.40〜6.0g/cm3である。また、電極活物質層の厚みは、特に制限されないが、通常は5〜1000μm、好ましくは20〜500μm、より好ましくは30〜300μmである。 The density of the electrode active material layer is not particularly limited, but is usually 0.30 to 10 g / cm 3 , preferably 0.35 to 8.0 g / cm 3 , more preferably 0.40 to 6.0 g / cm 3. It is. The thickness of the electrode active material layer is not particularly limited, but is usually 5 to 1000 μm, preferably 20 to 500 μm, more preferably 30 to 300 μm.

(電気化学素子)
本発明の電気化学素子は、上述のようにして得られる正極、負極、セパレーターおよび電解液を備え、正極または負極のうちの少なくとも一方に本発明の電気化学素子電極を用いる。電気化学素子としては、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ等が挙げられる。
(Electrochemical element)
The electrochemical element of the present invention includes the positive electrode, the negative electrode, the separator and the electrolytic solution obtained as described above, and uses the electrochemical element electrode of the present invention for at least one of the positive electrode and the negative electrode. Examples of the electrochemical element include a lithium ion secondary battery and a lithium ion capacitor.

(セパレーター)
セパレーターとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や、芳香族ポリアミド樹脂を含んでなる微孔膜または不織布;無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート;などを用いることができる。具体例を挙げると、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)、及びこれらの混合物あるいは共重合体等の樹脂からなる微多孔膜;ポリエチレンテレフタレート、ポリシクロオレフィン、ポリエーテルスルフォン、ポリアミド、ポリイミド、ポリイミドアミド、ポリアラミド、ポリシクロオレフィン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン等の樹脂からなる微多孔膜;ポリオレフィン系の繊維を織ったもの又はその不織布;絶縁性物質粒子の集合体等が挙げられる。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、リチウムイオン二次電池内の活物質比率を上げて体積あたりの容量を上げることができるため、ポリオレフィン系の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
(separator)
As the separator, for example, a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene, or a microporous film or nonwoven fabric containing an aromatic polyamide resin; a porous resin coat containing an inorganic ceramic powder; Specific examples include microporous membranes made of polyolefin resins (polyethylene, polypropylene, polybutene, polyvinyl chloride), and resins such as mixtures or copolymers thereof; polyethylene terephthalate, polycycloolefin, polyether sulfone, polyamide, Examples thereof include a microporous film made of a resin such as polyimide, polyimide amide, polyaramid, polycycloolefin, nylon, and polytetrafluoroethylene; a polyolefin fiber woven or non-woven fabric thereof; an aggregate of insulating substance particles, and the like. Among these, since the film thickness of the entire separator can be reduced and the active material ratio in the lithium ion secondary battery can be increased to increase the capacity per volume, a microporous film made of polyolefin resin is used. preferable.

セパレーターの厚さは、リチウムイオン二次電池においてセパレーターによる内部抵抗を小さくすることができる観点、および、リチウムイオン二次電池を製造する際の作業性に優れる観点から、好ましくは0.5〜40μm、より好ましくは1〜30μm、さらに好ましくは1〜25μmである。   The thickness of the separator is preferably 0.5 to 40 μm from the viewpoint of reducing the internal resistance due to the separator in the lithium ion secondary battery and excellent workability when manufacturing the lithium ion secondary battery. More preferably, it is 1-30 micrometers, More preferably, it is 1-25 micrometers.

(電解液)
リチウムイオン二次電池用の電解液としては、例えば、非水溶媒に支持電解質を溶解した非水電解液が用いられる。支持電解質としては、リチウム塩が好ましく用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiSbF6、LiAlCl4、LiClO4、CF3SO3Li、C49SO3Li、CF3COOLi、(CF3CO)2NLi、(CF3SO22NLi、(C25SO2)NLiなどが挙げられる。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF6、LiClO4、CF3SO3Liが好ましい。これらは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。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 an electrolytic solution for a lithium ion secondary battery, for example, a nonaqueous electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in a nonaqueous solvent is used. As the supporting electrolyte, a lithium salt is preferably used. 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 these, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li that are easily soluble in a solvent and exhibit a high degree of dissociation are preferable. One of these may be used alone, or two or more of these may be used in combination at any ratio. Since the lithium ion conductivity increases as the supporting electrolyte having a higher degree of dissociation is used, the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of the supporting electrolyte.

電解液における支持電解質の濃度は、支持電解質の種類に応じて、0.5〜2.5モル/Lの濃度で用いることが好ましい。支持電解質の濃度が低すぎても高すぎても、イオン伝導度が低下する可能性がある。   The concentration of the supporting electrolyte in the electrolytic solution is preferably used at a concentration of 0.5 to 2.5 mol / L depending on the type of the supporting electrolyte. If the concentration of the supporting electrolyte is too low or too high, the ionic conductivity may decrease.

非水溶媒としては、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。非水溶媒の例を挙げると、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(MEC)などのカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類;1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフランなどのエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物類;支持電解質としても使用されるイオン液体などが挙げられる。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いので、カーボネート類が好ましい。非水溶媒は、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。一般に、非水溶媒の粘度が低いほどリチウムイオン伝導度が高くなり、誘電率が高いほど支持電解質の溶解度が上がるが、両者はトレードオフの関係にあるので、溶媒の種類や混合比によりリチウムイオン伝導度を調節して使用するのがよい。また、非水溶媒は全部あるいは一部の水素をフッ素に置き換えたものを併用あるいは全量用いてもよい。   The non-aqueous solvent is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte. Examples of non-aqueous solvents include carbonates such as dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), methyl ethyl carbonate (MEC); Examples include 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; and ionic liquids used also as supporting electrolytes. Among these, carbonates are preferable because they have a high dielectric constant and a wide stable potential region. A non-aqueous solvent may be used individually by 1 type, and may be used combining two or more types by arbitrary ratios. In general, the lower the viscosity of the non-aqueous solvent, the higher the lithium ion conductivity, and the higher the dielectric constant, the higher the solubility of the supporting electrolyte, but since both are in a trade-off relationship, the lithium ion conductivity depends on the solvent type and mixing ratio. It is recommended to adjust the conductivity. In addition, the nonaqueous solvent may be used in combination or in whole or in a form in which all or part of hydrogen is replaced with fluorine.

また、電解液には添加剤を含有させてもよい。添加剤としては、例えば、ビニレンカーボネート(VC)などのカーボネート系;エチレンサルファイト(ES)などの含硫黄化合物;フルオロエチレンカーボネート(FEC)などのフッ素含有化合物が挙げられる。
添加剤は、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。
Moreover, you may contain an additive in electrolyte solution. Examples of the additive include carbonates such as vinylene carbonate (VC); sulfur-containing compounds such as ethylene sulfite (ES); and fluorine-containing compounds such as fluoroethylene carbonate (FEC).
An additive may be used individually by 1 type and may be used combining two or more types by arbitrary ratios.

なお、リチウムイオンキャパシタ用の電解液としては、上述のリチウムイオン二次電池に用いることができる電解液と同様のものを用いることができる。   In addition, as an electrolyte solution for lithium ion capacitors, the same electrolyte solution that can be used for the above-described lithium ion secondary battery can be used.

(電気化学素子の製造方法)
リチウムイオン二次電池やリチウムイオンキャパシタ等の電気化学素子の具体的な製造方法としては、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、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口する方法が挙げられる。さらに、必要に応じてエキスパンドメタル;ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子;リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電を防止してもよい。リチウムイオン二次電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型など、何れであってもよい。電池容器の材質は、電池内部への水分の侵入を阻害するものであればよく、金属製、アルミニウムなどのラミネート製など特に限定されない。
(Method for producing electrochemical element)
As a specific method for producing an electrochemical element such as a lithium ion secondary battery or a lithium ion capacitor, for example, a positive electrode and a negative electrode are overlapped via a separator, and this is wound or folded according to the shape of the battery. Examples of the method include putting the battery in a battery container, injecting an electrolyte into the battery container, and sealing. Further, if necessary, an expanded metal; an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element; a lead plate or the like may be inserted to prevent an increase in pressure inside the battery or overcharge / discharge. The shape of the lithium ion secondary battery may be any of a coin type, a button type, a sheet type, a cylindrical type, a square type, a flat type, and the like. The material of the battery container is not particularly limited as long as it inhibits the penetration of moisture into the battery, and is not particularly limited, such as a metal or a laminate such as aluminum.

本発明によれば、低目付で厚み精度の高い電極を作製することができる電気化学素子電極用複合粒子、この電気化学素子電極用複合粒子を用いた電気化学素子電極及び電気化学素子、並びに上記電気化学素子電極用複合粒子の製造方法及び上記電気化学素子電極の製造方法を提供することができる。   According to the present invention, a composite particle for an electrochemical element electrode capable of producing an electrode having a low basis weight and a high thickness accuracy, an electrochemical element electrode and an electrochemical element using the composite particle for an electrochemical element electrode, and the above The manufacturing method of the composite particle for electrochemical element electrodes and the manufacturing method of the said electrochemical element electrode can be provided.

以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨及び均等の範囲を逸脱しない範囲において任意に変更して実施できる。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、重量基準である。   EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the following examples, and may be arbitrarily changed without departing from the gist and equivalent scope of the present invention. Can be implemented. In the following description, “%” and “parts” representing amounts are based on weight unless otherwise specified.

実施例及び比較例において、粒子径分布の測定及び複合粒子に含まれる多価金属塩の量の測定、並びに電極厚み精度、目付ムラ、収率及びピール強度の評価はそれぞれ以下のように行った。   In Examples and Comparative Examples, measurement of particle size distribution and measurement of the amount of polyvalent metal salt contained in the composite particles, and evaluation of electrode thickness accuracy, basis weight unevenness, yield, and peel strength were performed as follows. .

<粒子径分布の測定>
複合粒子の粒子径分布の測定は、乾式レーザー回折・散乱式粒度分布測定装置(日機装株式会社製:マイクロトラックMT−3200II)を用いて行った。
<Measurement of particle size distribution>
The particle size distribution of the composite particles was measured using a dry laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring apparatus (manufactured by Nikkiso Co., Ltd .: Microtrac MT-3200II).

<複合粒子中の多価金属塩の含有量測定>
実施例及び比較例で得られた複合粒子 約0.01gを白金るつぼに秤量し、このるつぼと空のるつぼをヒーターで加熱し、煙が出なくなったら、るつぼに蓋をして800℃の電気炉に2時間入れて灰化した。続いて、硝酸0.2mLと超純水約7mLを添加後、ヒーターで加熱し、灰分を溶解させた。10mLに定容後、ICP−AES(SIIナノテクノロジー社製:SPS−5100)を用いて、複合粒子に含まれる多価金属塩(2価及び3価の金属塩)量の総和を測定した。なお、電極活物質に由来する金属量は除いた。
<Measurement of content of polyvalent metal salt in composite particles>
About 0.01 g of the composite particles obtained in the examples and comparative examples are weighed in a platinum crucible, and the crucible and the empty crucible are heated with a heater. It was ashed for 2 hours in the furnace. Subsequently, 0.2 mL of nitric acid and about 7 mL of ultrapure water were added and then heated with a heater to dissolve ash. After the constant volume of 10 mL, the total amount of polyvalent metal salts (divalent and trivalent metal salts) contained in the composite particles was measured using ICP-AES (manufactured by SII Nanotechnology, Inc .: SPS-5100). The amount of metal derived from the electrode active material was excluded.

<電極厚み精度>
実施例及び比較例において作製した電極(リチウムイオン二次電池負極)を、幅方向(TD方向)の中央から両端にかけて均等に5cm間隔で3点、長さ方向(MD方向)に均等に10cm間隔で5点膜厚測定を行い、膜厚の平均値A及び平均値から最も離れた値Bを求めた。そして、平均値A及び最も離れた値Bから、下記式(1)にしたがって、厚みムラを算出し、下記基準にて成形性を評価した。結果を表1に示した。厚みムラが小さいほど、厚みの均一性に優れ、電極の厚み精度が良好であると判断できる。
厚みムラ(%)=(|A−B|)×100/A …(1)
A:厚みムラが2.5%未満
B:厚みムラが2.5%以上、5.0%未満
C:厚みムラが5.0%以上、7.5%未満
D:厚みムラが7.5%以上、10%未満
E:厚みムラが10%以上
<Electrode thickness accuracy>
Electrodes (lithium ion secondary battery negative electrodes) produced in the examples and comparative examples were equally spaced at 3 points from the center in the width direction (TD direction) to both ends, and evenly spaced by 10 cm in the length direction (MD direction). The film thickness was measured at 5 points, and the average value A of the film thickness and the value B farthest from the average value were obtained. Then, from the average value A and the farthest value B, thickness unevenness was calculated according to the following formula (1), and formability was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1. It can be judged that the smaller the thickness unevenness, the better the thickness uniformity and the better the thickness accuracy of the electrode.
Unevenness of thickness (%) = (| A−B |) × 100 / A (1)
A: Thickness variation is less than 2.5% B: Thickness variation is 2.5% or more and less than 5.0% C: Thickness variation is 5.0% or more and less than 7.5% D: Thickness variation is 7.5 % Or more and less than 10% E: thickness unevenness is 10% or more

<目付ムラ>
実施例及び比較例において作製した電極(リチウムイオン二次電池負極)を、幅方向(TD方向)10cm、長さ方向(MD方向)1mにカットし、カットした電極について、TD方向に均等に3点、及びMD方向に均等に5点の合計15点(=3点×5点)を円状に2cm2打ち抜き重量測定を行い、打ち抜いた電極から集電箔の重さを差し引いたものを目付とし、その平均値A及び平均値から最も離れた値Bを求めた。そして、平均値A及び最も離れた値Bから、下記式(2)にしたがって、目付ムラを算出し、下記基準にて成形性を評価した。結果を表1に示した。目付ムラが小さいほど電極の均一性に優れていると判断できる。
目付ムラ(%)=(|A−B|)×100/A …(2)
A:目付ムラが5%未満
B:目付ムラが5%以上、10%未満
C:目付ムラが10%以上、15%未満
D:目付ムラが15%以上
E:電極層に穴が開いている
<Unevenness of basis weight>
The electrodes (lithium ion secondary battery negative electrodes) produced in the examples and comparative examples were cut in the width direction (TD direction) 10 cm and the length direction (MD direction) 1 m, and the cut electrodes were equally 3 in the TD direction. A total of 15 points (= 3 points x 5 points) in the MD direction and 5 points are measured in a circular shape by measuring the weight of 2 cm 2 and subtracting the weight of the current collector foil from the punched electrode. And an average value A and a value B farthest from the average value were obtained. Then, the basis weight unevenness was calculated from the average value A and the farthest value B according to the following formula (2), and the moldability was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1. It can be determined that the uniformity of the electrode is better as the basis weight unevenness is smaller.
Unevenness per unit area (%) = (| A−B |) × 100 / A (2)
A: Unevenness per unit area is less than 5% B: Unevenness per unit area is 5% or more and less than 10% C: Unevenness per unit area is 10% or more and less than 15% D: Unevenness per unit area is 15% or more E: There is a hole in the electrode layer

<収率>
実施例および比較例において、スラリーの固形分(重量)をA、乾燥工程後回収された複合粒子から残留溶媒量を差し引いた重量をBとしたとき、収率RをR=B/A×100(%)とし、下記の基準にて収率の評価を行った。結果を表1に示した。
A:収率が95%以上
B:収率が85%以上、95%未満
C:収率が75%以上、85%未満
D:収率が75%未満
<Yield>
In Examples and Comparative Examples, when the solid content (weight) of the slurry is A and the weight obtained by subtracting the residual solvent amount from the composite particles recovered after the drying step is B, the yield R is R = B / A × 100. (%), And the yield was evaluated according to the following criteria. The results are shown in Table 1.
A: Yield is 95% or more B: Yield is 85% or more and less than 95% C: Yield is 75% or more and less than 85% D: Yield is less than 75%

<ピール強度>
実施例及び比較例において作製した電極(リチウムイオン二次電池負極)を、幅1cm×長さ10cmの矩形状にカットした。カットした電極を、電極活物質層面を上にして固定し、電極活物質層の表面にセロハンテープを貼り付けた後、試験片の一端からセロハンテープを50mm/分の速度で180°方向に引き剥がしたときの応力を測定した。この応力の測定を10回行い、平均値をピール強度とした。ピール強度を下記基準にて評価し、結果を表1に示した。なお、ピール強度が大きいほど、電極活物質層内における密着性、及び電極活物質層と集電体との間の密着性が良好であることを示す。
A:ピール強度が15N/m以上
B:ピール強度が7N/m以上、15N/m未満
C:ピール強度が3N/m以上、7N/m未満
D:ピール強度が3N/m未満
E:評価不能
<Peel strength>
The electrode (lithium ion secondary battery negative electrode) produced in the examples and comparative examples was cut into a rectangular shape having a width of 1 cm and a length of 10 cm. The cut electrode is fixed with the electrode active material layer side up, and a cellophane tape is applied to the surface of the electrode active material layer, and then the cellophane tape is pulled from one end of the test piece in a 180 ° direction at a speed of 50 mm / min. The stress when peeled was measured. This stress was measured 10 times, and the average value was defined as the peel strength. The peel strength was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 1. In addition, it shows that the adhesiveness in an electrode active material layer and the adhesiveness between an electrode active material layer and a collector are so favorable that peel strength is large.
A: Peel strength is 15 N / m or more B: Peel strength is 7 N / m or more and less than 15 N / m C: Peel strength is 3 N / m or more and less than 7 N / m D: Peel strength is less than 3 N / m E: Unevaluable

(実施例1)
(結着樹脂の製造)
攪拌機付き5MPa耐圧容器に、スチレン62部、1,3−ブタジエン34部、メタクリル酸3部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム4部、イオン交換水150部、連鎖移動剤としてt−ドデシルメルカプタン0.4部および重合開始剤として過硫酸カリウム0.5部を入れ、十分に攪拌した後、50℃に加温して重合を開始した。重合転化率が96%になった時点で冷却し反応を停止して、粒子状の結着樹脂S(スチレン・ブタジエン共重合体;以下、「SBR」と略記することがある。)を得た。
Example 1
(Manufacture of binder resin)
In a 5 MPa pressure vessel with a stirrer, 62 parts of styrene, 34 parts of 1,3-butadiene, 3 parts of methacrylic acid, 4 parts of sodium dodecylbenzenesulfonate, 150 parts of ion-exchanged water, 0.4 part of t-dodecyl mercaptan as a chain transfer agent Then, 0.5 part of potassium persulfate was added as a polymerization initiator, and after sufficiently stirring, the mixture was heated to 50 ° C. to initiate polymerization. When the polymerization conversion rate reached 96%, the reaction was stopped by cooling to obtain particulate binder resin S (styrene / butadiene copolymer; hereinafter abbreviated as “SBR”). .

(複合粒子用スラリーの作製)
攪拌翼を有する内容積500mlの容器に、負極活物質としてグラファイト(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)を97.7部、上記粒子状の結着樹脂Sを固形分換算量で1.6部、水溶性高分子としてアルギン酸ナトリウムの1.0%水溶液(アルギテックスLL;株式会社 キミカ社製)を固形分換算量で0.7部混合し、さらに全体の固形分濃度が3.5%となるようにイオン交換水を加え、均一に混合分散してスラリーを得た。
(Preparation of slurry for composite particles)
Graphite (average particle diameter: 24.5 μm, graphite interlayer distance (interval of (002) plane by X-ray diffraction (d value)): 0.354 nm as a negative electrode active material in a container having an internal volume of 500 ml having a stirring blade ), 97.7 parts of the above-mentioned particulate binder resin S in terms of solid content, and a 1.0% aqueous solution of sodium alginate as a water-soluble polymer (Argitex LL; manufactured by Kimika Co., Ltd.) Was mixed in an amount of 0.7% in terms of solid content, and ion-exchanged water was added so that the total solid content concentration was 3.5%, and the mixture was uniformly mixed and dispersed to obtain a slurry.

(凝固粒子の作製)
次に上記容器内において、攪拌機の回転速度を800rpmとして上記スラリーを撹拌させながら、界面活性剤としてのアルキルジフェニルオキシドジスルホネート(ダウファックス(登録商標)2A1、ダウ・ケミカル社製)を固形分換算量で1.6部、スラリーと非混和性の溶媒としてのシクロヘキサンを264部添加し、電極活物質としてのグラファイト等を取り込んだシクロヘキサン液滴を分散状態とした。その後、2%塩化カルシウム水溶液を304部滴下させ、シクロヘキサン液滴表面を固化させて凝固粒子を得た。続いて、凝固粒子を含有したスラリー液を400メッシュのSUS製金網で濾過し、複合粒子を分離した。
(Preparation of solidified particles)
Next, in the container, the alkyl diphenyl oxide disulfonate (Dowfax (registered trademark) 2A1, manufactured by Dow Chemical Co., Ltd.) as a surfactant is converted into solid content while stirring the slurry with the rotation speed of the stirrer set at 800 rpm. 1.6 parts by weight, 264 parts of cyclohexane as a solvent immiscible with the slurry were added, and cyclohexane droplets incorporating graphite as an electrode active material were dispersed. Thereafter, 304 parts of a 2% calcium chloride aqueous solution was dropped to solidify the cyclohexane droplet surface to obtain solidified particles. Subsequently, the slurry liquid containing the coagulated particles was filtered through a 400 mesh SUS metal mesh to separate the composite particles.

次に、分取した凝固粒子にイオン交換水を加えて再スラリー化し、10分間攪拌を行った後、再度濾過をする水洗工程を行った。この水洗工程を2回繰り返し行ってから凝固粒子を濾過分離して、湿潤した凝固粒子を得た。湿潤した凝固粒子を温度40℃で真空乾燥し、目開き500μmのふるいで軟凝集をほぐして複合粒子を得た。この複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の49%であった。また、多価金属塩の含有量は610ppmであった。   Next, ion-exchanged water was added to the collected solidified particles to reslurry, and after stirring for 10 minutes, a water washing step of filtering again was performed. After repeating this water washing step twice, the coagulated particles were separated by filtration to obtain wet coagulated particles. The wet coagulated particles were vacuum-dried at a temperature of 40 ° C., and soft aggregation was loosened with a sieve having an opening of 500 μm to obtain composite particles. In the particle size distribution in terms of the number of the composite particles, the number of particles of 40 μm or less was 49% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 610 ppm.

(リチウムイオン二次電池負極の作製)
リチウムイオン二次電池負極の製造は、図1に示すロール加圧成形装置を用いて行った。ここで、図1に示すようにロール加圧成形装置2は、ホッパー4と、ホッパー4に定量フィーダー16を介して供給された複合粒子6を導電性接着剤層付集電箔8に圧縮する一対のロール(10A,10B)からなるプレ成形ロール10、プレ成形ロール10により形成されたプレ成形体をさらにプレスする一対のロール(12A,12B)からなる成形ロール12、および一対のロール(14A,14B)からなる成形ロール14を備えている。
(Preparation of negative electrode for lithium ion secondary battery)
The negative electrode of the lithium ion secondary battery was manufactured using the roll press molding apparatus shown in FIG. Here, as shown in FIG. 1, the roll press-molding apparatus 2 compresses the hopper 4 and the composite particles 6 supplied to the hopper 4 through the quantitative feeder 16 into the current collector foil 8 with the conductive adhesive layer. A pre-molding roll 10 comprising a pair of rolls (10A, 10B), a molding roll 12 comprising a pair of rolls (12A, 12B) for further pressing a pre-molded body formed by the pre-molding roll 10, and a pair of rolls (14A) , 14B).

まず、ロール加圧成形装置2において50℃に加熱されたロール径50mmφの一対のプレ成形ロール10(ロール10A,10B)上に導電性接着剤層付集電箔8を設置した。ここで、導電性接着剤層付集電箔8は、導電性接着剤を銅集電体上にダイコーターで塗布、乾燥することで得た導電性接着剤層付銅集電箔である。次に、定量フィーダー16を介して、前記プレ成形ロール10の上部に設けられたホッパー4に複合粒子6として上記にて得られた複合粒子を供給した。プレ成形ロール10の上部に設けられたホッパー内の前記複合粒子6の堆積量がある一定高さになったところで、10m/分の速度でロール加圧成形装置2を稼働させ、前記プレ成形ロール10で複合粒子6を加圧成形し、前記導電性接着剤層付銅集電箔上に負極活物質層のプレ成形体を形成した。その後、前記ロール加圧成形装置2のプレ成形ロール10の下流に設けられ、100℃に加熱された二対の300mmφ成形ロール12、14で前記負極活物質層がプレ成形された電極をプレスし、前記電極の表面を均すとともに電極密度を高めた。このままロール加圧成形装置2を連続して10分間稼働し、リチウムイオン二次電池負極を約100m作製した。   First, the collector foil 8 with a conductive adhesive layer was installed on a pair of pre-molded rolls 10 (rolls 10A and 10B) having a roll diameter of 50 mmφ heated to 50 ° C. in the roll pressure molding apparatus 2. Here, the collector foil 8 with a conductive adhesive layer is a copper collector foil with a conductive adhesive layer obtained by applying a conductive adhesive on a copper collector with a die coater and drying. Next, the composite particles obtained above were supplied as composite particles 6 to the hopper 4 provided on the upper part of the pre-molding roll 10 via the quantitative feeder 16. When the accumulated amount of the composite particles 6 in the hopper provided on the upper part of the pre-molding roll 10 reaches a certain height, the roll press-molding apparatus 2 is operated at a speed of 10 m / min, and the pre-molding roll The composite particles 6 were pressure molded at 10 to form a pre-formed body of the negative electrode active material layer on the copper current collector foil with the conductive adhesive layer. Thereafter, the electrode on which the negative electrode active material layer is pre-formed is pressed with two pairs of 300 mmφ forming rolls 12 and 14 provided downstream of the pre-forming roll 10 of the roll pressure forming apparatus 2 and heated to 100 ° C. The surface of the electrode was leveled and the electrode density was increased. In this state, the roll pressure forming apparatus 2 was continuously operated for 10 minutes to produce about 100 m of a lithium ion secondary battery negative electrode.

(実施例2)
凝固粒子を作製する際のスラリーの撹拌条件として、攪拌機の回転速度を1200rpmとした以外は、実施例1と同様に複合粒子の作製及びリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の50%であった。また、多価金属塩の含有量は840ppmであった。
(Example 2)
The composite particles and the negative electrode of the lithium ion secondary battery were prepared in the same manner as in Example 1 except that the stirring condition of the slurry for preparing the solidified particles was that the rotational speed of the stirrer was 1200 rpm. In the particle size distribution in terms of the number of the composite particles obtained, the number of particles of 40 μm or less was 50% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 840 ppm.

(実施例3)
凝固粒子を作製する際に添加するスラリーと非混和性の溶媒の種類をノルマルヘキサンに変更した以外は、実施例1と同様に複合粒子の作製及びリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の48%であった。また、多価金属塩の含有量は630ppmであった。
(Example 3)
A composite particle and a lithium ion secondary battery negative electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that the type of the solvent immiscible with the slurry added when preparing the solidified particles was changed to normal hexane. The number of particles of 40 μm or less in the particle size distribution in terms of the number of composite particles obtained was 48% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 630 ppm.

(実施例4)
凝固粒子を作製する際に添加する界面活性剤の種類をリニアアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウムに変更した以外は、実施例1と同様に複合粒子の作製及びリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の48%であった。また、多価金属塩の含有量は720ppmであった。
Example 4
A composite particle and a lithium ion secondary battery negative electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that the type of surfactant added when preparing the solidified particles was changed to sodium linear alkylbenzene sulfonate. The number of particles of 40 μm or less in the particle size distribution in terms of the number of composite particles obtained was 48% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 720 ppm.

(実施例5)
凝固粒子を作製する際に用いる凝固液の種類を2%硫酸アルミニウム水溶液に変更した以外は、実施例1と同様に複合粒子の作製及びリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の49%であった。また、多価金属塩の含有量は590ppmであった。
(Example 5)
A composite particle and a lithium ion secondary battery negative electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that the type of coagulation liquid used for preparing the coagulated particles was changed to a 2% aqueous solution of aluminum sulfate. In the particle size distribution in terms of the number of the composite particles obtained, the number of particles of 40 μm or less was 49% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 590 ppm.

(比較例1)
スラリーにシクロヘキサン、界面活性剤及び凝固液を添加する際に攪拌を行わなかった以外は、実施例1と同様に複合粒子の作製及びリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の98%であった。また、多価金属塩の含有量は820ppmであった。
(Comparative Example 1)
A composite particle and a lithium ion secondary battery negative electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that stirring was not performed when cyclohexane, a surfactant, and a coagulating liquid were added to the slurry. In the particle size distribution in terms of the number of the composite particles obtained, the particle size of 40 μm or less was 98% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 820 ppm.

(比較例2)
凝固粒子を作製する際にスラリーと非混和性の溶媒を用いなかった以外は、実施例1と同様に複合粒子の作製及びリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の98%であった。また、多価金属塩の含有量は910ppmであった。
(Comparative Example 2)
A composite particle and a lithium ion secondary battery negative electrode were prepared in the same manner as in Example 1 except that a solvent immiscible with the slurry was not used when preparing the solidified particles. In the particle size distribution in terms of the number of the composite particles obtained, the particle size of 40 μm or less was 98% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 910 ppm.

(比較例3)
凝固粒子を作製する際に界面活性剤を用いなかった以外は、実施例1と同様に複合粒子の作製及びリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の98%であった。また、多価金属塩の含有量は730ppmであった。
(Comparative Example 3)
A composite particle and a lithium ion secondary battery negative electrode were produced in the same manner as in Example 1 except that the surfactant was not used when producing the solidified particles. In the particle size distribution in terms of the number of the composite particles obtained, the particle size of 40 μm or less was 98% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 730 ppm.

(比較例4)
実施例1で用いたスラリーの固形分濃度を35%に変更した。スプレー乾燥機(大川原化工機社製)において回転円盤方式のアトマイザ(直径84mm)を用い、熱風温度150℃、粒子回収出口の温度を90℃として、このスラリーを255mL/分で供給し、回転数17,000rpmの条件で噴霧乾燥造粒を行い、複合粒子を得た。
(Comparative Example 4)
The solid content concentration of the slurry used in Example 1 was changed to 35%. Using a rotary disk type atomizer (84 mm in diameter) in a spray dryer (Okawara Kako Co., Ltd.), the hot air temperature is 150 ° C., the temperature of the particle recovery outlet is 90 ° C., and this slurry is supplied at 255 mL / min. Spray drying granulation was performed at 17,000 rpm to obtain composite particles.

得られた複合粒子の個数換算の粒子径分布において40μm以下の粒子は全体の74%であった。多価金属塩の含有量は19ppmであった。上記で得られた複合粒子を用いた以外は、実施例1と同様にリチウムイオン二次電池負極の作製を行った。   In the particle size distribution in terms of the number of the composite particles obtained, the particle size of 40 μm or less was 74% of the total. The content of the polyvalent metal salt was 19 ppm. A lithium ion secondary battery negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the composite particles obtained above were used.

Figure 2016046226
Figure 2016046226

表1に示すように、電極活物質、結着樹脂を含んでなるスラリーを撹拌している中に、前記スラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤および凝固液を添加することにより凝固粒子を得る工程及び前記凝固粒子を濾過し、その後乾燥する工程により得られる電気化学素子電極用複合粒子の収率は良好であり、この複合粒子を用いた電極の厚み精度、目付ムラ及びピール強度は良好であった。   As shown in Table 1, while stirring the slurry comprising the electrode active material and the binder resin, the coagulated particles were formed by adding a solvent, a surfactant and a coagulating liquid that were immiscible with the slurry. The yield of the composite particle for electrochemical device electrodes obtained by the step of obtaining and filtering the solidified particles and then drying is good, and the thickness accuracy, basis weight unevenness and peel strength of the electrode using the composite particles are good Met.

Claims (8)

電極活物質、結着樹脂を含んでなるスラリーを撹拌している中に、前記スラリーと非混和性の溶媒、界面活性剤および凝固液を添加することにより凝固粒子を得る工程及び
前記凝固粒子を濾過し、その後乾燥する工程
により得られる電気化学素子電極用複合粒子。
While stirring the slurry comprising the electrode active material and the binder resin, a step of obtaining solidified particles by adding a solvent immiscible with the slurry, a surfactant and a coagulating liquid; and Electrochemical element electrode composite particles obtained by filtration and then drying.
前記結着樹脂は粒子状であり、前記スラリーはさらに水溶性高分子を含む請求項1に記載の電気化学素子電極用複合粒子。   The composite particle for an electrochemical element electrode according to claim 1, wherein the binder resin is in the form of particles, and the slurry further contains a water-soluble polymer. 前記水溶性高分子が、水溶性アルギン酸誘導体、カルボキシメチルセルロース等のセルロース系高分子、カラギーナン、寒天、ゼラチン、グルコマンナン、ペクチン、カードラン、ジェランガム、ポリアクリルアミド、ポリスルホン酸及びポリアクリル酸誘導体の少なくとも1種を含む請求項2記載の電気化学素子電極用複合粒子。   The water-soluble polymer is at least one of water-soluble alginic acid derivatives, cellulosic polymers such as carboxymethylcellulose, carrageenan, agar, gelatin, glucomannan, pectin, curdlan, gellan gum, polyacrylamide, polysulfonic acid and polyacrylic acid derivatives. The composite particle for an electrochemical element electrode according to claim 2, comprising a seed. 多価金属塩を200〜2000ppm含み、前記多価金属塩は、カルシウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、バリウム塩、銅塩、アンモニウムミョウバン、鉄塩から選ばれる少なくとも1種の多価金属塩を含む請求項1〜3のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子。   The polyvalent metal salt contains 200 to 2000 ppm of polyvalent metal salt, and the polyvalent metal salt contains at least one polyvalent metal salt selected from calcium salt, magnesium salt, aluminum salt, barium salt, copper salt, ammonium alum, and iron salt. The composite particle for electrochemical element electrodes according to any one of claims 1 to 3. 請求項1〜4のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子を含んでなる電極活物質層を集電体上に積層してなることを特徴とする電気化学素子電極。   An electrochemical element electrode comprising an electrode active material layer comprising the composite particles for an electrochemical element electrode according to any one of claims 1 to 4 laminated on a current collector. 請求項5に記載の電気化学素子電極を備える電気化学素子。   An electrochemical device comprising the electrochemical device electrode according to claim 5. 請求項1〜4のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子を得るための電気化学素子電極用複合粒子の製造方法であって、
前記電極活物質、前記結着樹脂を含んでなる前記スラリーを撹拌している中に、前記スラリーと前記非混和性の溶媒、前記界面活性剤および前記凝固液を添加させる工程を含む電気化学素子電極用複合粒子の製造方法。
A method for producing a composite particle for an electrochemical element electrode for obtaining the composite particle for an electrochemical element electrode according to any one of claims 1 to 4,
An electrochemical device comprising a step of adding the slurry, the immiscible solvent, the surfactant, and the coagulating liquid while stirring the slurry comprising the electrode active material and the binder resin. A method for producing composite particles for an electrode.
請求項1〜4のいずれかに記載の電気化学素子電極用複合粒子を含む電極材料を集電体上に加圧成形することにより電極活物質層を得る工程を含む電気化学素子電極の製造方法。   The manufacturing method of an electrochemical element electrode including the process of obtaining an electrode active material layer by press-molding the electrode material containing the composite particle for electrochemical element electrodes in any one of Claims 1-4 on a collector .
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