JP2016162681A - Electrode precursor - Google Patents

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小川 賢
Masaru Ogawa
賢 小川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode whose shape change is sufficiently suppressed even after charge/discharge cycle is repeated.SOLUTION: Disclosed is an electrode precursor containing an electrode active material. This electrode precursor further includes a polymer and layered double hydroxy compound.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、電極前駆体に関する。より詳しくは、電池を構成する電極の材料として好適に用いることができる電極前駆体に関する。 The present invention relates to an electrode precursor. More specifically, the present invention relates to an electrode precursor that can be suitably used as a material for an electrode constituting a battery.

近年、小型携帯機器から自動車等大型用途まで多くの産業において、電池の重要性が急速に高まっており、主にその容量、エネルギー密度や二次電池化の面において優位性を持つ新たな電池系が種々開発・改良されている。
これら多様な電池の中で、亜鉛種を負極活物質とする亜鉛負極が、電池の普及とともに古くから研究されてきた。亜鉛負極を用いる電池としては、一次電池、二次電池(蓄電池)、空気電池等が挙げられ、例えば、正極活物質に空気中の酸素を用いる空気・亜鉛電池、正極活物質にニッケル含有化合物を用いるニッケル・亜鉛電池、正極活物質にマンガン含有化合物を用いるマンガン・亜鉛電池や亜鉛イオン電池、正極活物質に酸化銀を使用する銀・亜鉛電池等が研究及び開発され、特に、空気・亜鉛一次電池、マンガン・亜鉛一次電池、銀・亜鉛一次電池は実用化され、広く世界で使用されている。
このように、亜鉛は一次電池としては広く流通しているが、二次電池利用されていない。その原因は、デンドライトによる短絡が生じやすいことと、充放電サイクルにより電極の形態がかわっていくシェイプチェンジが生じることである。これらの作用によって二次電池として構成しても寿命が短く、他の電池系よりも性能が劣っていた。
In recent years, the importance of batteries has increased rapidly in many industries, from small portable devices to large-scale applications such as automobiles. New battery systems that have advantages mainly in terms of capacity, energy density, and secondary battery use. Have been developed and improved.
Among these various batteries, a zinc negative electrode using a zinc species as a negative electrode active material has been studied for a long time with the spread of batteries. Examples of the battery using the zinc negative electrode include a primary battery, a secondary battery (storage battery), an air battery, and the like. For example, an air / zinc battery using oxygen in the air as the positive electrode active material, and a nickel-containing compound as the positive electrode active material. Research and development of nickel / zinc batteries used, manganese / zinc batteries and zinc ion batteries using manganese-containing compounds as the positive electrode active material, and silver / zinc batteries using silver oxide as the positive electrode active material, especially air / zinc primary Batteries, manganese / zinc primary batteries, and silver / zinc primary batteries have been put into practical use and are widely used in the world.
Thus, although zinc is widely distributed as a primary battery, secondary batteries are not used. The cause is that a short circuit is likely to occur due to dendrites, and a shape change occurs in which the form of the electrode changes depending on the charge / discharge cycle. Even if it constituted as a secondary battery by these effects | actions, the lifetime was short and the performance was inferior to other battery systems.

このような課題に対し、多くの技術開発がなされており、その中の1つとして、半透膜等を用いて亜鉛がデンドライト状に成長することを抑制する技術が検討されている。例えば、亜鉛陰極の対極面にアルカリ土類金属の水酸化物層を形成し、亜鉛酸イオンを透過させない半透膜で前記水酸化物層の外側を包被した陰極群と、電解液吸収体と陽極とで亜鉛アルカリ2次電池を構成し、かつ電池全体の電解液量を陰極の放電容量1AH当り約2.3〜4.0mlの範囲に規制した亜鉛アルカリ二次電池が開示されている(例えば、特許文献1参照。)。また、亜鉛を活物質とする負極の表面に、酸化マグネシウムの多孔質の層を密着せしめた亜鉛アルカリ二次電池が開示されている(例えば、特許文献2参照。)。更に、正極と、亜鉛及び亜鉛化合物の少なくとも一方を負極活物質として含む負極と、上記負極ないし負極活物質上に形成されたイオン交換樹脂を含む被膜と、アルカリ水溶液を電解液として含む電解質とを有し、上記負極、被膜及び電解質からなる群より選ばれる少なくとも1種のものが、亜鉛の標準電極電位より貴であり且つ亜鉛の融点より低い融点を有する金属、該金属を含む酸化物、該金属を含む塩、及び、該金属を含むイオンからなる群より選ばれる少なくとも1種のものを含むアルカリ二次電池が開示されている(例えば、特許文献3参照。)。そして、アルカリ水溶液中で実質的な溶解度を示さず、かつ電池の充放電反応の電位範囲で酸化・還元反応を伴わない水酸化物被覆された亜鉛アルカリ二次電池用の亜鉛負極活物質が開示されている(例えば、特許文献4参照。)。 Many technologies have been developed for such problems, and as one of them, a technique for suppressing the growth of zinc in a dendrite shape using a semipermeable membrane or the like has been studied. For example, a cathode group in which an alkaline earth metal hydroxide layer is formed on the counter electrode surface of a zinc cathode, and the outer side of the hydroxide layer is covered with a semipermeable membrane that does not allow zincate ions to pass through, and an electrolyte absorber. A zinc-alkali secondary battery is disclosed in which a zinc-alkaline secondary battery is constituted by the anode and the anode, and the amount of the electrolyte in the entire battery is regulated within a range of about 2.3 to 4.0 ml per 1 AH discharge capacity of the cathode. (For example, refer to Patent Document 1). Further, a zinc alkaline secondary battery in which a porous layer of magnesium oxide is adhered to the surface of a negative electrode using zinc as an active material is disclosed (for example, see Patent Document 2). Furthermore, a positive electrode, a negative electrode including at least one of zinc and a zinc compound as a negative electrode active material, a coating including an ion exchange resin formed on the negative electrode or the negative electrode active material, and an electrolyte including an alkaline aqueous solution as an electrolyte. And at least one selected from the group consisting of the negative electrode, the coating, and the electrolyte is a metal that is nobler than the standard electrode potential of zinc and has a melting point lower than the melting point of zinc, an oxide containing the metal, An alkaline secondary battery including a salt containing a metal and at least one selected from the group consisting of ions containing the metal is disclosed (for example, see Patent Document 3). Also disclosed is a zinc negative electrode active material for a zinc-alkali secondary battery coated with a hydroxide that does not exhibit substantial solubility in an alkaline aqueous solution and does not undergo oxidation / reduction reactions in the potential range of the charge / discharge reaction of the battery. (For example, refer to Patent Document 4).

ところで、イオン伝導性マトリックスや固体電解質等を電池の電極の構成材料、電解質、又は、セパレーターに適用する技術が開示されている(例えば、特許文献5〜11参照。)。
また、亜鉛−アルミニウム−ハイドロタルサイトを、ニッケル・亜鉛二次電池の負極材料として用いることが開示されている(例えば、非特許文献1参照。)。
By the way, the technique which applies an ion conductive matrix, a solid electrolyte, etc. to the constituent material of a battery electrode, an electrolyte, or a separator is disclosed (for example, refer patent documents 5-11).
Further, it is disclosed that zinc-aluminum-hydrotalcite is used as a negative electrode material for a nickel / zinc secondary battery (see, for example, Non-Patent Document 1).

特開昭52−88739号公報JP 52-88739 A 特開昭57−163963号公報JP-A-57-163963 特開2013−54877号公報JP 2013-54877 A 特開平5−144431号公報JP-A-5-144431 特表2002−505506号公報Special Table 2002-505506 特開2000−67920号公報JP 2000-67920 A 特開2005−228541号公報JP 2005-228541 A 特許第4781263号明細書Japanese Patent No. 4781263 特表2010−520095号公報Special table 2010-520095 gazette 特開2000−123633号公報JP 2000-123633 A 特開2005−235674号公報JP 2005-235664 A

「ジャーナル オブ パワー ソーシズ(Journal of Power Sources)」、2013年、第224巻、p.80−85“Journal of Power Sources”, 2013, Vol. 224, p. 80-85

上記のとおり、亜鉛負極を用いる場合の課題を解決するための種々の技術が提案されているが、従来の発明では、亜鉛負極のシェイプチェンジを充分に抑制できているとはいえない。電極のシェイプチェンジは、亜鉛負極だけでなく、リチウムやカドミウムを活物質とする電極でも発生する問題であり、これらの電極において、充放電サイクルを繰り返した後も電極のシェイプチェンジを充分に抑制し、電池を更に長寿命化させるための工夫の余地があった。 As described above, various techniques for solving the problem in the case of using a zinc negative electrode have been proposed, but it cannot be said that the conventional invention sufficiently suppresses the shape change of the zinc negative electrode. Electrode shape change is a problem that occurs not only with zinc negative electrodes but also with electrodes that use lithium or cadmium as an active material. In these electrodes, electrode shape change is sufficiently suppressed even after repeated charge and discharge cycles. There is room for further improvement in battery life.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、充放電サイクルを繰り返した後もシェイプチェンジが充分に抑制された電極を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said present condition, and it aims at providing the electrode by which shape change was fully suppressed after repeating a charging / discharging cycle.

本発明者は、電極のシェイプチェンジを抑制する方法について種々検討し、電極の材料となる電極前駆体に着目した。そして、活物質に加え、更にポリマーと層状複水化合物とを含ませた電極前駆体を用いて電極を形成すると、得られる電極のシェイプチェンジが効果的に抑制され、電池を長寿命化させることができることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 The inventor of the present invention has studied various methods for suppressing the shape change of the electrode, and has paid attention to an electrode precursor as a material for the electrode. And, when an electrode is formed using an electrode precursor containing a polymer and a layered double water compound in addition to the active material, the shape change of the resulting electrode is effectively suppressed, and the battery life is extended. As a result, the present inventors have arrived at the present invention.

すなわち本発明は、電極活物質を含む電極前駆体であって、上記電極前駆体は、更にポリマーと層状複水化合物とを含むことを特徴とする電極前駆体である。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
That is, this invention is an electrode precursor containing an electrode active material, Comprising: The said electrode precursor is an electrode precursor characterized by including a polymer and a layered double water compound further.
The present invention is described in detail below.
A combination of two or more preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

<電極前駆体>
本発明の電極前駆体は、活物質に加え、更にポリマーと層状複水化合物とを含むことを特徴とする。層状複水化合物は、金属水酸化物層が積み重なった層状構造を有しており、層間に隙間(細孔)を有している。亜鉛種、リチウム種又はカドミウム種を活物質とする電池では、充放電の過程でこれら活物質の金属種が溶解(イオン化)と析出(化合物化)とを繰り返している。イオン化した金属種は自由に移動ができるようになり、イオン化した金属種がもとの場所から移動して析出することで電極のシェイプチェンジが生じる。これに対し、電極前駆体に層状複水化合物を加えることで、金属種が層状複水化合物の層間に隙間(細孔)に充填され、これにより、金属種がイオン化した際の移動が制限される結果、電極のシェイプチェンジが抑制されることになる。また、充放電を繰り返した場合でも金属種と活物質層に含まれるバインダー成分との分離が抑制され、バインダー成分が活物質層中で偏在して内部抵抗を上昇させる不具合も抑制することができる。
本発明の電極前駆体は、活物質、ポリマー及び層状複水化合物をそれぞれ1種含んでいてもよく、2種以上含んでいてもよい。
また本発明の電極前駆体は、活物質、ポリマー及び層状複水化合物を含む限り、その他の成分を含んでいてもよい。
<Electrode precursor>
The electrode precursor of the present invention is characterized by further containing a polymer and a layered double water compound in addition to the active material. The layered double water compound has a layered structure in which metal hydroxide layers are stacked, and has gaps (pores) between the layers. In a battery using zinc species, lithium species or cadmium species as an active material, the metal species of these active materials are repeatedly dissolved (ionized) and precipitated (compounded) in the process of charging and discharging. The ionized metal species can move freely, and the ionized metal species move from the original location and precipitate, thereby causing an electrode shape change. On the other hand, by adding a layered double water compound to the electrode precursor, the metal species are filled in gaps (pores) between the layers of the layered double water compound, thereby restricting movement when the metal species are ionized. As a result, the electrode shape change is suppressed. In addition, even when charging and discharging are repeated, separation of the metal species and the binder component contained in the active material layer is suppressed, and a problem that the binder component is unevenly distributed in the active material layer to increase internal resistance can be suppressed. .
The electrode precursor of the present invention may contain one kind of active material, polymer and layered double water compound, respectively, or may contain two or more kinds.
The electrode precursor of the present invention may contain other components as long as it contains an active material, a polymer, and a layered double water compound.

本発明の電極前駆体が含む層状複水化合物としては、下記式(1);
[M 1−x (OH)](An−x/n・mHO (1)
(Mは、Mg、Fe、Zn、Ca、Li、Ni、Co、Cuのいずれかを表す。Mは、Al、Fe、Mnのいずれかを表す。An−は、1〜3価のアニオンを表す。mは0以上の数である。nは、1〜3の数である。xは、0.20〜0.40の数である。)で表されるハイドロタルサイトが好ましく、これを150℃〜900℃で焼成することにより脱水した化合物、層間内の陰イオンを分解させた化合物、層間内の陰イオンを水酸化物イオン等に交換した化合物も好適に用いることができる。また、天然鉱物であるMgAl(OH)16CO・mHO等も好適に用いることができる。
上記層状複水化合物には、水酸基、アミノ基、カルボキシル基、シラノール基等の官能基を持つ化合物が配位していてもよい。
上記式(1)においてAn−で表される1〜3価のアニオンとしては、CO 2−、OH、PO 3−、Fe(CN) 3−等が挙げられる。
As the layered double water compound contained in the electrode precursor of the present invention, the following formula (1);
[M 1 1-x M 2 x (OH) 2 ] (A n− ) x / n · mH 2 O (1)
(M 1 are, Mg, Fe, Zn, Ca , Li, Ni, Co, .M 2 represent either a Cu are, .A n-is representing Al, Fe, one of Mn, 1 to 3-valent M is a number of 0 or more, n is a number of 1 to 3, and x is a number of 0.20 to 0.40). Further, a compound dehydrated by firing at 150 ° C. to 900 ° C., a compound obtained by decomposing an anion in the interlayer, and a compound in which the anion in the interlayer is exchanged with a hydroxide ion or the like can be suitably used. . Further, it is possible to use Mg 6 Al 2 (OH) 16 CO 3 · mH 2 O , etc. is also suitably a natural mineral.
The layered double water compound may be coordinated with a compound having a functional group such as a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, or a silanol group.
The monovalent to trivalent anion represented by A n- in the above formula (1), CO 3 2-, OH -, PO 4 3-, Fe (CN) 6 3- , and the like.

本発明の電極前駆体中の層状複水化合物の含有量は、電極前駆体が含む活物質、層状複水化合物及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、0.1〜30質量%であることが好ましい。このような割合で含むことで、電極のシェイプチェンジを抑制する効果をより充分に発揮することができる。より好ましくは、層状複水化合物及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、0.5〜10質量%であり、更に好ましくは、1〜5質量%である。
なお、本発明の電極前駆体を用いて形成される電極が、後述する、活物質層中の活物質濃度が集電体から遠くなるに従って小さくなるような分布を有するものである場合、層状複水化合物の含有量が上記より多い電極前駆体も集電体から離れた位置の活物質層を形成する材料として用いることができる。そのような電極前駆体中の層状複水化合物の含有量は、電極前駆体が含む活物質、層状複水化合物及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、30〜90質量%であることが好ましい。層状複水化合物の含有量が90質量%より多くなる(相対的に活物質の割合が少なくなる)と、活物質層としての機能が小さくなり、ほぼセパレーターとしての機能のみとなるため、活物質層の材料として考えた場合、層状複水化合物の含有量は90質量%以下とするのがよい。
したがって、活物質層中の活物質濃度が分布をもたない活物質層、又は、活物質濃度が分布をもつ場合の集電体に近い位置の活物質層を形成する電極前駆体中の層状複水化合物の含有量は、上記0.1〜30質量%等の範囲であることが好ましく、活物質濃度が分布をもつ場合の集電体から遠い位置の活物質層を形成する電極前駆体中の層状複水化合物の含有量は、30〜70質量%であることが好ましい。
The content of the layered double water compound in the electrode precursor of the present invention is 0.1 to 30% by weight with respect to 100% by weight in total of the active material, layered double water compound and polymer (solid content) included in the electrode precursor. % Is preferred. By including in such a ratio, the effect of suppressing the electrode shape change can be more fully exhibited. More preferably, it is 0.5-10 mass% with respect to a total of 100 mass% of a layered double water compound and a polymer (solid content), More preferably, it is 1-5 mass%.
Note that when the electrode formed using the electrode precursor of the present invention has a distribution in which the active material concentration in the active material layer, which will be described later, decreases as the distance from the current collector decreases, a layered composite is formed. An electrode precursor having a higher content of water compound than the above can also be used as a material for forming the active material layer at a position away from the current collector. The content of the layered double water compound in such an electrode precursor is 30 to 90% by weight with respect to a total of 100% by weight of the active material, the layered double water compound and the polymer (solid content) included in the electrode precursor. Preferably there is. When the content of the layered double water compound is more than 90% by mass (relatively the active material ratio is reduced), the function as the active material layer is reduced, and only the function as a separator is obtained. When considered as the material of the layer, the content of the layered double water compound is preferably 90% by mass or less.
Therefore, an active material layer in which the active material concentration in the active material layer has no distribution, or a layered state in the electrode precursor that forms an active material layer at a position close to the current collector when the active material concentration has a distribution. The content of the double water compound is preferably in the range of 0.1 to 30% by mass and the like, and an electrode precursor that forms an active material layer at a position far from the current collector when the active material concentration has a distribution. The content of the layered double water compound is preferably 30 to 70% by mass.

本発明の電極前駆体が含むポリマーとしては、ポリエチレンやポリプロピレン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリスチレン等に代表される芳香族基含有ポリマー;アルキレングリコール等に代表されるエーテル基含有ポリマー;ポリビニルアルコールやポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸塩)等に代表される水酸基含有ポリマー;ポリアミド、ナイロン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドンやN−置換ポリアクリルアミド等に代表されるアミド結合含有ポリマー;ポリマレイミド等に代表されるイミド結合含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリメチレングルタル酸等に代表されるカルボキシル基含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸塩、ポリマレイン酸塩、ポリイタコン酸塩、ポリメチレングルタル酸塩等に代表されるカルボン酸塩含有ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のハロゲン含有ポリマー;エポキシ樹脂等のエポキシ基が開環することにより結合したポリマー;スルホン酸塩部位含有ポリマー;ARB(Aは、N又はPを表す。Bは、ハロゲンアニオンやOH等のアニオンを表す。R、R、Rは、同一又は異なって、炭素数1〜7のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルキルカルボキシル基、芳香環基を表す。R、R、Rは、結合して環構造を形成してもよい。)で表される基が結合したポリマーに代表される第四級アンモニウム塩や第四級ホスホニウム塩含有ポリマー;陽イオン・陰イオン交換膜等に使用されるイオン交換性重合体;天然ゴム;スチレンブタジエンゴム(SBR)等に代表される人工ゴム;セルロース、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース(例えば、ヒドロキシエチルセルロース)、カルボキシメチルセルロース、キチン、キトサン、アルギン酸(塩)等に代表される糖類;ポリエチレンイミンに代表されるアミノ基含有ポリマー;カルバメート基部位含有ポリマー;カルバミド基部位含有ポリマー;エポキシ基部位含有ポリマー;複素環、及び/又は、イオン化した複素環部位含有ポリマー;ポリマーアロイ;ヘテロ原子含有ポリマー;低分子量界面活性剤などが挙げられる。これらのポリマーは、電極前駆体のバインダーとしてはたらく。 Examples of the polymer contained in the electrode precursor of the present invention include hydrocarbon group-containing polymers such as polyethylene and polypropylene; aromatic group-containing polymers represented by polystyrene; ether group-containing polymers represented by alkylene glycol; polyvinyl alcohol, Hydroxyl group-containing polymers typified by poly (α-hydroxymethyl acrylate); amide bond-containing polymers typified by polyamide, nylon, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, N-substituted polyacrylamide, etc .; typified by polymaleimide, etc. Imide bond-containing polymers; carboxyl group-containing polymers represented by poly (meth) acrylic acid, polymaleic acid, polyitaconic acid, polymethyleneglutaric acid, etc .; poly (meth) acrylate, polymaleate, polyitaconate, poly Carboxylate-containing polymers such as methylene glutarate; halogen-containing polymers such as polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; polymers bonded by opening of epoxy groups such as epoxy resins; sulfones AR 1 R 2 R 3 B (A represents N or P. B represents an anion such as a halogen anion or OH −, and R 1 , R 2 , and R 3 are the same or different. And represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkyl carboxyl group, or an aromatic ring group, and R 1 , R 2 , and R 3 may combine to form a ring structure. Quaternary ammonium salt and quaternary phosphonium salt-containing polymers represented by polymers with attached groups; ions used in cation / anion exchange membranes, etc. Exchangeable polymer; natural rubber; artificial rubber represented by styrene butadiene rubber (SBR), etc .; cellulose, cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose (for example, hydroxyethyl cellulose), carboxymethyl cellulose, chitin, chitosan, alginic acid (salt), etc. Saccharides represented; Amino group-containing polymers represented by polyethyleneimine; Carbamate group site-containing polymers; Carbamide group site-containing polymers; Epoxy group site-containing polymers; Heterocycles and / or ionized heterocyclic site-containing polymers; Polymers Alloy; heteroatom-containing polymer; low molecular weight surfactant and the like. These polymers serve as binders for the electrode precursor.

本発明の電極前駆体が含むポリマーとしては、上記のものの中でも、ハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基及びエーテル基からなる群より選択される少なくとも1種を有するポリマーが好ましい。カルボキシル基の代りにカルボン酸塩を有するポリマーも好ましい。より好ましくは、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素含有ポリマーである。フッ素含有ポリマーを用いると、活物質、層状複水化合物及びポリマーを混練して電極前駆体を調製する際に、ポリマーの繊維化が促進され、その結果、電極前駆体を用いて製造した活物質層中での亜鉛種の移動が阻害されることで、電極のシェイプチェンジを抑制する効果がより充分に発揮される。 Among the above polymers, the polymer contained in the electrode precursor of the present invention is preferably a polymer having at least one selected from the group consisting of halogen atoms, carboxyl groups, hydroxyl groups and ether groups. Polymers having a carboxylate instead of a carboxyl group are also preferred. More preferred are fluorine-containing polymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene. When a fluorine-containing polymer is used, when the electrode precursor is prepared by kneading the active material, the layered double water compound and the polymer, the fiberization of the polymer is promoted, and as a result, the active material produced using the electrode precursor By inhibiting the movement of the zinc species in the layer, the effect of suppressing the electrode shape change is more fully exhibited.

ポリマーはその構成単位に該当するモノマーより、ラジカル重合、ラジカル(交互)共重合、アニオン重合、アニオン(交互)共重合、カチオン重合、カチオン(交互)共重合、グラフト重合、グラフト(交互)共重合、リビング重合、リビング(交互)共重合、分散重合、乳化重合、懸濁重合、開環重合、環化重合、光、紫外線や電子線照射による重合、メタセシス重合、電解重合等により得ることができる。これらポリマーが官能基を有する場合には、それを主鎖及び/又は側鎖に有していても良く、架橋剤との結合部位として存在しても良い。これらポリマーは、1種を用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
上記ポリマーは、上記層状複水化合物や、それ以外の有機架橋剤化合物により、エステル結合、アミド結合、イオン結合、ファンデルワールス結合、アゴスチック相互作用、水素結合、アセタール結合、ケタール結合、エーテル結合、ペルオキシド結合、炭素−炭素結合、炭素−窒素結合、炭素−酸素結合、炭素−硫黄結合、カルバメート結合、チオカルバメート結合、カルバミド結合、チオカルバミド結合、オキサゾリン部位含有結合、トリアジン結合等を介して、架橋されていてもよい。
Polymer is radical polymerization, radical (alternate) copolymerization, anion polymerization, anion (alternate) copolymerization, cationic polymerization, cationic (alternate) copolymerization, graft polymerization, graft (alternate) copolymerization from monomers corresponding to the structural unit. , Living polymerization, living (alternate) copolymerization, dispersion polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, ring-opening polymerization, cyclization polymerization, polymerization by light, ultraviolet ray or electron beam irradiation, metathesis polymerization, electrolytic polymerization, etc. . When these polymers have a functional group, they may be present in the main chain and / or side chain, and may exist as a binding site with a crosslinking agent. These polymers may be used alone or in combination of two or more.
The polymer is an ester bond, an amide bond, an ionic bond, a van der Waals bond, an agostic interaction, a hydrogen bond, an acetal bond, a ketal bond, an ether bond, by the layered double water compound or other organic crosslinking agent compound, Crosslinking via peroxide bond, carbon-carbon bond, carbon-nitrogen bond, carbon-oxygen bond, carbon-sulfur bond, carbamate bond, thiocarbamate bond, carbamide bond, thiocarbamide bond, oxazoline moiety-containing bond, triazine bond, etc. May be.

上記ポリマーは、重量平均分子量が、200〜7000000であることが好ましい。これにより、電極前駆体のイオン伝導性や可とう性等を調節することができる。ポリマーの重量平均分子量は、より好ましくは、400〜6500000であり、更に好ましくは、500〜5000000である。
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
The polymer preferably has a weight average molecular weight of 200 to 7000000. Thereby, the ion conductivity, flexibility, etc. of an electrode precursor can be adjusted. The weight average molecular weight of the polymer is more preferably 400 to 6500000, and still more preferably 500 to 5000000.
The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).

上記電極前駆体におけるポリマーの割合としては、電極前駆体が含む活物質、層状複水化合物及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、0.01〜10質量%であることが好ましい。より好ましくは、0.1〜6質量%であり、更に好ましくは、1〜5質量%である。 The ratio of the polymer in the electrode precursor is preferably 0.01 to 10% by mass with respect to 100% by mass in total of the active material, the layered double water compound and the polymer (solid content) included in the electrode precursor. . More preferably, it is 0.1-6 mass%, More preferably, it is 1-5 mass%.

本発明の電極前駆体が含む電極活物質は、亜鉛種、リチウム種又はカドミウム種を含むことが好ましい。本発明の電極前駆体は、これらの金属種を活物質として含む場合に生じる電極のシェイプチェンジを効果的に抑制することができる。なお、ここで、金属種とは、金属単体又は金属化合物を意味する。
リチウム種、カドミウム種としては、それぞれ金属リチウム単体、金属カドミウム単体が挙げられ、亜鉛種としては、下記のものが挙げられる。
本発明の電極前駆体が含む電極活物質は、亜鉛種を含むものであることが好ましい。
The electrode active material included in the electrode precursor of the present invention preferably contains zinc species, lithium species or cadmium species. The electrode precursor of the present invention can effectively suppress electrode shape change that occurs when these metal species are included as an active material. Here, the metal species means a metal simple substance or a metal compound.
Examples of the lithium species and cadmium species include metal lithium alone and metal cadmium alone, and examples of zinc species include the following.
The electrode active material included in the electrode precursor of the present invention preferably contains a zinc species.

本発明の電極前駆体が含む亜鉛種としては、金属亜鉛単体の他、亜鉛含有化合物は、活物質として用いることができるものであればよく、例えば、酸化亜鉛(JIS K1410(2006年)に規定する1種/2種/3種)や、水酸化亜鉛・硫化亜鉛・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩・亜鉛ハロゲン化合物・亜鉛カルボキシラート化合物・亜鉛合金・亜鉛固溶体・ホウ酸亜鉛・リン酸亜鉛・リン酸水素亜鉛・ケイ酸亜鉛・アルミン酸亜鉛・炭酸化合物・炭酸水素化合物・硝酸化合物・硫酸化合物等に代表される周期表の第1族〜第17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する亜鉛(合金)化合物、有機亜鉛化合物、亜鉛化合物塩等が挙げられる。
これらの中でも、酸化亜鉛(JIS K1410(2006年)に規定する1種/2種/3種)、水酸化亜鉛、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩、亜鉛ハロゲン化合物、亜鉛カルボキシラート化合物、亜鉛合金、亜鉛固溶体、ホウ酸亜鉛、リン酸亜鉛、ケイ酸亜鉛、アルミン酸亜鉛、炭酸亜鉛、周期表の第1族〜第17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する亜鉛(合金)化合物がより好ましい。上記亜鉛合金は、(アルカリ)乾電池や空気電池に使用される亜鉛合金であってもよい。上記亜鉛含有化合物は、1種でも2種以上でも使用することができる。
As the zinc species contained in the electrode precursor of the present invention, the zinc-containing compound may be any material that can be used as an active material in addition to metal zinc alone. For example, zinc oxide (specified in JIS K1410 (2006)). 1 type / 2 types / 3 types), zinc hydroxide, zinc sulfide, tetrahydroxyzinc alkali metal salt, tetrahydroxyzinc alkaline earth metal salt, zinc halogen compound, zinc carboxylate compound, zinc alloy, zinc solid solution, Zinc borate / zinc phosphate / zinc hydrogen phosphate / zinc silicate / zinc aluminate / carbonate compounds / hydrogen carbonate compounds / nitric acid compounds / sulfuric acid compounds Examples include zinc (alloy) compounds, organic zinc compounds, zinc compound salts, and the like having at least one element selected from the group consisting of elements.
Among these, zinc oxide (1 type / 2 types / 3 specified in JIS K1410 (2006)), zinc hydroxide, tetrahydroxy zinc alkali metal salt, tetrahydroxy zinc alkaline earth metal salt, zinc halogen compound, Zinc carboxylate compound, zinc alloy, zinc solid solution, zinc borate, zinc phosphate, zinc silicate, zinc aluminate, zinc carbonate, selected from the group consisting of elements belonging to groups 1 to 17 of the periodic table More preferred are zinc (alloy) compounds having at least one element. The zinc alloy may be a zinc alloy used in an (alkali) dry battery or an air battery. The zinc-containing compound can be used alone or in combination of two or more.

上記活物質として用いる亜鉛種は、平均粒子径が0.1〜200μmのものが好ましい。このような平均粒子径のものを用いることで、電解液が電極全体に均一に染み込みやすく、かつ電気化学反応を生じる表面積を大きく得ることができる。亜鉛種の平均粒子径は、より好ましくは、0.2 〜100μmであり、更に好ましくは、0.5〜10μmである。
亜鉛種の平均粒子径は、粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
The zinc species used as the active material preferably has an average particle size of 0.1 to 200 μm. By using a material having such an average particle size, it is possible to obtain a large surface area in which the electrolytic solution can easily soak into the entire electrode and cause an electrochemical reaction. The average particle size of the zinc species is more preferably 0.2 to 100 μm, and still more preferably 0.5 to 10 μm.
The average particle size of the zinc species can be measured using a particle size distribution measuring device.

本発明の電極前駆体が活物質として含む金属種の割合は、電極前駆体が含む活物質、層状複水化合物及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、50〜99.9質量%であることが好ましい。活物質の割合がこのような範囲であると、電極前駆体を用いて形成される電極が、電池容量の点でもより充分なものとなる。より好ましくは、電極前駆体が含む活物質、層状複水化合物及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、55〜99.5質量%であり、更に好ましくは、60〜99質量%である。 The ratio of the metal seed | species which the electrode precursor of this invention contains as an active material is 50-99.9 mass with respect to a total of 100 mass% of the active material, layered double water compound, and polymer (solid content) which an electrode precursor contains. % Is preferred. When the proportion of the active material is in such a range, the electrode formed using the electrode precursor becomes more sufficient in terms of battery capacity. More preferably, it is 55 to 99.5% by mass, and more preferably 60 to 99% by mass with respect to 100% by mass in total of the active material, layered double water compound and polymer (solid content) contained in the electrode precursor. It is.

本発明の電極前駆体は、これを用いて作成した蓄電池で水含有電解液を使用した場合に生じるおそれのある水の分解副反応を抑制するために、元素の単体又はこれらの元素を構成元素とする化合物を含ませたものであってもよい。特定の元素としては、Al、B、Ba、Bi、Br、C、Ca、Cd、Ce、Cl、Cu、Eu、F、Ga、Hg、In、La、Mg、Mn、N、Nb、Nd、Ni、P、Pb、S、Sb、Sc、Si、Sm、Sn、Sr、Ti、Tl、Y、Zr等が挙げられる。 The electrode precursor of the present invention is a simple element of element or a constituent element of these elements in order to suppress water decomposition side reaction that may occur when a water-containing electrolyte is used in a storage battery prepared using the electrode precursor. May be included. Specific elements include Al, B, Ba, Bi, Br, C, Ca, Cd, Ce, Cl, Cu, Eu, F, Ga, Hg, In, La, Mg, Mn, N, Nb, Nd, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Si, Sm, Sn, Sr, Ti, Tl, Y, Zr, etc. are mentioned.

本発明の電極前駆体は、更に導電助剤を含むことが好ましい。導電助剤を含むことで、電極前駆体を用いて形成される活物質層の導電性が高くなり、活物質層に含まれる活物質を有効に利用して電池の容量を更に高めることができる。
上記導電助剤としては、例えば、導電性カーボン、導電性セラミックス、亜鉛・亜鉛末・亜鉛合金・(アルカリ)(蓄)乾電池や空気電池に使用される亜鉛(以下、纏めて金属亜鉛とも称する)、銅・真鍮・ニッケル・銀・ビスマス・インジウム・鉛・錫等の金属等の1種又は2種以上を用いることができる。
The electrode precursor of the present invention preferably further contains a conductive additive. By including a conductive additive, the conductivity of the active material layer formed using the electrode precursor is increased, and the capacity of the battery can be further increased by effectively using the active material contained in the active material layer. .
Examples of the conductive assistant include conductive carbon, conductive ceramics, zinc / zinc powder / zinc alloy / (alkali) (storage) zinc used in dry batteries and air batteries (hereinafter also referred to as metal zinc). One kind or two or more kinds of metals such as copper, brass, nickel, silver, bismuth, indium, lead, and tin can be used.

上記導電性カーボンとしては、天然黒鉛・人造黒鉛等の黒鉛、グラッシーカーボン、アモルファス炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、カーボンナノフォーム、活性炭、グラフェン、ナノグラフェン、グラフェンナノリボン、フラーレン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相法炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、金属によりコートしたカーボン、カーボンコートした金属、ファイバー状カーボン、ホウ素含有カーボン、窒素含有カーボン、多層/単層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、バルカン、アセチレンブラック、酸素含有官能基を導入することにより親水処理したカーボン、SiCコートカーボン、分散・乳化・懸濁・マイクロサスペンジョン重合等により表面処理したカーボン、マイクロカプセルカーボン等が挙げられる。 Examples of the conductive carbon include graphite such as natural graphite and artificial graphite, glassy carbon, amorphous carbon, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, carbon nanofoam, activated carbon, graphene, nanographene, graphene nanoribbon, fullerene, carbon black, Graphitized carbon black, ketjen black, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbon fiber, mesocarbon microbead, carbon coated with metal, carbon coated metal, fibrous carbon, boron-containing carbon, nitrogen-containing carbon, multilayer / Single-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, Vulcan, acetylene black, carbon treated by introducing oxygen-containing functional groups, SiC-coated carbon, expressed by dispersion / emulsion / suspension / microsuspension polymerization, etc. Treated carbon, microcapsules carbon.

上記導電性セラミックスとしては、例えば、酸化亜鉛と共に焼成したBi、Co、Nb、及び、Yから選ばれる少なくとも1種を含有する化合物等が挙げられる。 Examples of the conductive ceramic include a compound containing at least one selected from Bi, Co, Nb, and Y fired with zinc oxide.

上記導電助剤の中でも、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、グラフェン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、ファイバー状カーボン、多層/単層カーボンナノチューブ、バルカン、アセチレンブラック、酸素含有官能基を導入することにより親水処理したカーボン、金属亜鉛、銅・真鍮・ニッケル・銀・ビスマス・インジウム・鉛・錫等の金属が好ましい。なお、金属亜鉛はアルカリ(蓄)電池や空気電池のような実電池に使用されるものであってもよく、表面を他元素やカーボン等で処理されたものであってもよいし、合金化されていてもよい。固溶体であってもよい。上記導電助剤は、1種でも2種以上でも使用することができる。 Among the above conductive aids, graphite such as natural graphite and artificial graphite, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, graphene, carbon black, graphitized carbon black, ketjen black, vapor-grown carbon fiber, pitch-based carbon fiber , Mesocarbon microbeads, fibrous carbon, multi-walled / single-walled carbon nanotubes, Vulcan, acetylene black, carbon treated with hydrophilicity by introducing oxygen-containing functional groups, metallic zinc, copper, brass, nickel, silver, bismuth, indium -Metals such as lead and tin are preferred. In addition, the metal zinc may be used for an actual battery such as an alkaline (storage) battery or an air battery, or may have a surface treated with other elements or carbon, or may be alloyed. May be. It may be a solid solution. The said conductive support agent can be used by 1 type, or 2 or more types.

上記金属亜鉛は活物質としても働くことが可能である。言い換えれば、電池の使用の過程で、導電助剤である金属亜鉛は酸化還元反応をおこなって活物質としても機能する。なお、同様に、電池の使用の過程で、活物質である亜鉛含有化合物から生成する金属亜鉛は導電助剤としても機能する。負極等の電極の調製段階で合剤として加える金属亜鉛及び亜鉛含有化合物は、電池の使用の過程では、活物質かつ導電助剤として実質的に機能する。 The metallic zinc can also act as an active material. In other words, in the process of using the battery, metallic zinc, which is a conductive additive, performs a redox reaction and functions as an active material. Similarly, in the process of using the battery, metallic zinc produced from a zinc-containing compound as an active material also functions as a conductive additive. Metal zinc and a zinc-containing compound added as a mixture in the preparation stage of an electrode such as a negative electrode substantially function as an active material and a conductive aid in the process of using the battery.

上記導電助剤には、水含有電解液を使用した場合の水の分解副反応を抑制するため、上述した特定の元素と同様の元素の単体又はこれらの元素を構成元素とする化合物を含ませたものであってもよい。導電性カーボンを導電助剤の一つとして使用する場合には、特定の元素としては、Al、B、Ba、Bi、C、Ca、Cd、Ce、Cu、F、Ga、In、La、Mg、Mn、N、Nb、Nd、Ni、P、Pb、S、Sb、Sc、Si、Sn、Ti、Tl、Y、Zrが好ましい。 In order to suppress the water decomposition side reaction when the water-containing electrolyte is used, the conductive auxiliary agent contains a single element of the same element as the specific element described above or a compound containing these elements as constituent elements. It may be. When conductive carbon is used as one of the conductive assistants, specific elements include Al, B, Ba, Bi, C, Ca, Cd, Ce, Cu, F, Ga, In, La, and Mg. Mn, N, Nb, Nd, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Si, Sn, Ti, Tl, Y, Zr are preferable.

上記導電助剤の電極前駆体中の含有割合は、電極前駆体中の活物質100質量%に対して、0.0001〜100質量%であることが好ましい。導電助剤の含有割合がこのような範囲であると、活物質層を含んで構成される電極を電池に用いた場合に、より良好な電池性能を発揮する。より好ましくは、0.0005〜60質量%であり、更に好ましくは、0.001〜40質量%である。
なお、電極前駆体の成分として金属亜鉛を使用する場合には、金属亜鉛は活物質ではなく、導電助剤として考えて計算する。また、亜鉛種を活物質とする本発明の電極前駆体では、亜鉛含有化合物である酸化亜鉛や水酸化亜鉛等から電池の使用の過程で生成する金属亜鉛は、系中で導電助剤としての機能も果たすことになるが、電極前駆体や電極(亜鉛負極)調製時には0価の金属亜鉛ではないため、ここでは導電助剤と考えず、活物質と考えて計算する。すなわち、上記活物質、導電助剤の好ましい含有割合は、電極前駆体や電極(亜鉛負極)調製時における亜鉛含有化合物は活物質として考え、金属亜鉛は導電助剤として考えて計算する。
It is preferable that the content rate in the electrode precursor of the said conductive support agent is 0.0001-100 mass% with respect to 100 mass% of active materials in an electrode precursor. When the content ratio of the conductive auxiliary is in such a range, better battery performance is exhibited when an electrode including an active material layer is used for a battery. More preferably, it is 0.0005-60 mass%, More preferably, it is 0.001-40 mass%.
In addition, when using metallic zinc as a component of an electrode precursor, metallic zinc is considered not as an active material but as a conductive additive. Further, in the electrode precursor of the present invention using zinc species as an active material, metallic zinc produced in the process of battery use from zinc oxide or zinc hydroxide, which is a zinc-containing compound, is used as a conductive aid in the system. Although the function is also fulfilled, since it is not zero-valent metal zinc at the time of preparing the electrode precursor or the electrode (zinc negative electrode), it is not considered as a conductive additive here, but is calculated as an active material. That is, a preferable content ratio of the active material and the conductive auxiliary agent is calculated by considering the zinc-containing compound at the time of preparing the electrode precursor and the electrode (zinc negative electrode) as an active material and zinc metal as a conductive auxiliary agent.

本発明の電極前駆体は、溶媒を含んでいてもよい。電極前駆体が含む溶剤としては、水、エタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、ブタノール、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン等が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。
電極前駆体の溶剤の含有量は、電極前駆体全体100質量%に対して、0.001〜2質量%であることが好ましい。より好ましくは、0.01〜1質量%である。
The electrode precursor of the present invention may contain a solvent. Examples of the solvent contained in the electrode precursor include water, ethanol, acetone, isopropyl alcohol, butanol, butyl acetate, N-methylpyrrolidone, and the like, and one or more of these can be used.
It is preferable that content of the solvent of an electrode precursor is 0.001-2 mass% with respect to 100 mass% of the whole electrode precursor. More preferably, it is 0.01-1 mass%.

本発明の電極前駆体は、亜鉛種、ポリマー、層状複水化合物、溶媒以外のその他の成分を1種又は2種以上含んでいてもよい。
その他の成分は、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、導電性セラミックス等が挙げられる。その他の成分は、イオン伝導性を補助する等の働きが可能である。
The electrode precursor of the present invention may contain one or more other components other than zinc species, polymers, layered double water compounds, and solvents.
Other components are not particularly limited, and examples thereof include alumina, silica, and conductive ceramics. Other components can function to assist ionic conductivity.

<電極>
本発明はまた、集電体と活物質層とを含んで構成される電極であって、上記活物質層は、上述した本発明の電極前駆体を用いて形成される電極でもある。
上述したとおり、本発明の電極前駆体を用いて形成される電極は、シェイプチェンジが抑制されたものであり、この電極を用いることで、電池を長寿命化させることができる。
<Electrode>
The present invention is also an electrode including a current collector and an active material layer, and the active material layer is also an electrode formed using the above-described electrode precursor of the present invention.
As described above, the electrode formed using the electrode precursor of the present invention has a shape change suppressed, and the use of this electrode can extend the life of the battery.

本発明の電極が含む活物質層は、厚みが0.5mm以上であることが好ましい。本発明の電極は、シェイプチェンジが効果的に抑制されたものであり、このような効果は、シェイプチェンジが発生しやすい活物質層の厚い電極を形成した場合により顕著に発揮される。活物質層の厚みは、0.7mm以上であることがより好ましい。更に好ましくは、1.0mm以上である。また、活物質層の厚みが厚すぎると、活物質層が集電体から脱落するおそれがあるため、活物質層の厚みは、50mm以下であることが好ましい。
なお、ここでいう活物質層の厚みは、活物質層全体の厚みを意味し、複数の活物質層が積層された構造の活物質層の場合、それら積層された複数の活物質層全体の厚みを意味する。
活物質層の厚みは、マイクロメータにより測定することができる。
The active material layer included in the electrode of the present invention preferably has a thickness of 0.5 mm or more. In the electrode of the present invention, the shape change is effectively suppressed, and such an effect is remarkably exhibited when an electrode having a thick active material layer in which the shape change is likely to occur is formed. The thickness of the active material layer is more preferably 0.7 mm or more. More preferably, it is 1.0 mm or more. In addition, if the thickness of the active material layer is too thick, the active material layer may fall off from the current collector. Therefore, the thickness of the active material layer is preferably 50 mm or less.
The thickness of the active material layer here means the thickness of the entire active material layer. In the case of an active material layer having a structure in which a plurality of active material layers are stacked, the thickness of the plurality of stacked active material layers is the same. It means thickness.
The thickness of the active material layer can be measured with a micrometer.

本発明の電極は、本発明の電極前駆体を用いて活物質層が形成されたものである限り、電極の構造は特に制限されないが、集電体に接する側から集電体とは反対の活物質層の表面側に向けて、活物質層中に含まれる、層状複水化合物に対する活物質の重量比が小さくなるように層状複水化合物及び活物質が分布していることが好ましい。
このように、電極活物質層中において、集電体に近いほど活物質の割合が多く、集電体から遠い活物質層表面に近づくほど層状複水化合物の割合が多くなるように分布していると、活物質層中の活物質のうち充放電に活用されるものの割合が多くなって電池の容量が高くなり、また、シェイプチェンジを抑制する効果もより充分に発揮されることになる。更に、充放電を繰り返した後でも活物質である金属種とバインダー成分であるポリマーとの分離を抑制し、バインダー成分の偏在による内部抵抗の上昇もより充分に抑制することができる。
ここで、集電体に接する側から集電体とは反対の活物質層の表面側に向けて、活物質層中に含まれる層状複水化合物に対する活物質の重量比が少なくなるように分布している形態には、集電体に接する側から集電体とは反対の活物質層の表面側に向けて、活物質層中における層状複水化合物に対する活物質の重量比が連続的に少なくなるように分布している形態(第1の形態)だけでなく、活物質層が、複数の層から構成されており、集電体に接する側から集電体とは反対側に向けて、層状複水化合物に対する活物質の重量比が少なくなってゆくように複数の層が積層されている形態(第2の形態)であってもよく、第1の形態と第2の形態とを組み合わせたものであってもよい。
第2の形態の場合、活物質層中の隣接する2層のうち集電体とは反対側の層のほうが層状複水化合物に対する活物質の重量比が大きくなっているような層が存在しない限り、活物質層を構成する層の中に、隣接する2層の層状複水化合物に対する活物質の重量比が同じである層を含んでいてもよい。第1の形態と第2の形態との組合せの場合も同様である。
The structure of the electrode of the electrode of the present invention is not particularly limited as long as the active material layer is formed using the electrode precursor of the present invention, but it is opposite to the current collector from the side in contact with the current collector. It is preferable that the layered double water compound and the active material are distributed toward the surface side of the active material layer so that the weight ratio of the active material to the layered double water compound contained in the active material layer decreases.
Thus, in the electrode active material layer, the proportion of the active material increases as it is closer to the current collector, and the proportion of the layered double water compound increases as it approaches the surface of the active material layer farther from the current collector. If so, the proportion of the active material in the active material layer that is utilized for charging / discharging increases, the battery capacity increases, and the effect of suppressing shape change is more fully exhibited. Furthermore, even after repeated charge and discharge, separation of the metal species as the active material and the polymer as the binder component can be suppressed, and an increase in internal resistance due to the uneven distribution of the binder component can be more sufficiently suppressed.
Here, the active material layer is distributed so that the weight ratio of the active material to the layered double water compound contained in the active material layer decreases from the side in contact with the current collector to the surface side of the active material layer opposite to the current collector. In the embodiment, the weight ratio of the active material to the layered double water compound in the active material layer is continuously increased from the side in contact with the current collector to the surface side of the active material layer opposite to the current collector. The active material layer is composed of a plurality of layers in addition to the form (first form) distributed so as to decrease from the side in contact with the current collector toward the side opposite to the current collector. In addition, a form (second form) in which a plurality of layers are laminated so that the weight ratio of the active material to the layered double water compound is decreased, and the first form and the second form are included. It may be a combination.
In the case of the second form, there is no layer in which the weight ratio of the active material to the layered double water compound is larger in the layer opposite to the current collector among the two adjacent layers in the active material layer As long as the layer constituting the active material layer includes a layer in which the weight ratio of the active material to the two adjacent layered double water compounds is the same. The same applies to the combination of the first form and the second form.

上記第2の形態の場合、積層する活物質層の数を多くするほど層状複水化合物に対する活物質の重量比の分布を細かく調整することが可能となるが、活物質の製造工程が多くなり、煩雑なものとなる。層状複水化合物に対する活物質の重量比の分布をもたせることの効果と、活物質層の製造のしやすさの両方を考慮すると、積層する活物質層の数は、2〜20層であることが好ましい。より好ましくは、3〜10層である。 In the case of the second embodiment, it is possible to finely adjust the distribution of the weight ratio of the active material to the layered double water compound as the number of active material layers to be laminated increases, but the manufacturing process of the active material increases. It becomes complicated. Considering both the effect of having a distribution of the weight ratio of the active material to the layered double water compound and the ease of production of the active material layer, the number of active material layers to be stacked should be 2 to 20 layers. Is preferred. More preferably, it is 3 to 10 layers.

上記第2の形態の場合、積層する活物質層の厚みの比は特に制限されないが、積層される層のうち、最も薄い層の厚みと最も厚い層の厚みとの比が1/100〜1(1/1)であることが好ましい。この比を外れる薄い層があると、当該層を有することの効果が発揮されなくなり、この比を外れる厚い層があると、活物質層全体に対する当該層の影響が大きくなりすぎ、活物質層に層状複水化合物に対する活物質の重量比の分布をもたせることの効果が充分に発揮できなくなる。最も薄い層の厚みと最も厚い層の厚みとの比は、より好ましくは、1/50〜4/5であり、更に好ましくは、1/20〜3/4である。
活物質層の厚みは、マイクロメータにより測定することができる。
In the case of the second embodiment, the ratio of the thickness of the active material layer to be stacked is not particularly limited, but the ratio of the thickness of the thinnest layer to the thickness of the thickest layer among the stacked layers is 1/100 to 1. (1/1) is preferable. If there is a thin layer that deviates from this ratio, the effect of having the layer will not be exhibited, and if there is a thick layer that deviates from this ratio, the influence of the layer on the entire active material layer becomes too great, and the active material layer The effect of providing a weight ratio distribution of the active material to the layered double water compound cannot be sufficiently exhibited. The ratio of the thickness of the thinnest layer to the thickness of the thickest layer is more preferably 1/50 to 4/5, and still more preferably 1/20 to 3/4.
The thickness of the active material layer can be measured with a micrometer.

上記活物質層は、層状複水化合物に対する活物質の重量比が最も高い層中の活物質の濃度(質量%)に対する、該重量比が最も低い層中の活物質の濃度が90〜10%であることが好ましい。活物質の濃度がこのような割合を満たすように活物質層中での活物質濃度に差を設けると、活物質層中の活物質の有効利用率が高くなり、電極の容量をより大きくすることができる。層状複水化合物に対する活物質の重量比が最も高い層中の活物質の濃度に対する、該重量比が最も低い層中の活物質の濃度は、より好ましくは、85〜20%であり、更に好ましくは、70〜30%である。
なお、層状複水化合物に対する活物質の重量比が最も高い層又は最も低い層が、1つの活物質層の中に活物質の濃度分布を有する層である場合(上記第1の形態の場合)、「層状複水化合物に対する活物質の重量比が最も高い層中の活物質の濃度」は、集電体側から活物質層全体の厚みの10%分の層中の活物質濃度の平均とし、「層状複水化合物に対する活物質の重量比が最も低い層中の活物質の濃度」は、集電体とは反対の活物質層の表面側から活物質層全体の厚みの10%分の層中の活物質濃度の平均とする。
In the active material layer, the concentration of the active material in the layer having the lowest weight ratio is 90 to 10% with respect to the concentration (mass%) of the active material in the layer having the highest weight ratio of the active material to the layered double water compound. It is preferable that If the active material concentration in the active material layer is different so that the concentration of the active material satisfies such a ratio, the effective utilization rate of the active material in the active material layer is increased and the capacity of the electrode is further increased. be able to. The concentration of the active material in the layer having the lowest weight ratio to the concentration of the active material in the layer having the highest weight ratio of the active material to the layered double water compound is more preferably 85 to 20%, and still more preferably. Is 70-30%.
When the layer having the highest or lowest weight ratio of the active material to the layered double water compound is a layer having an active material concentration distribution in one active material layer (in the case of the first embodiment). , “The concentration of the active material in the layer having the highest weight ratio of the active material to the layered double water compound” is the average of the active material concentration in the layer for 10% of the total thickness of the active material layer from the current collector side, “The concentration of the active material in the layer having the lowest weight ratio of the active material to the layered double water compound” is a layer corresponding to 10% of the total thickness of the active material layer from the surface side of the active material layer opposite to the current collector The average of the active material concentration in it.

本発明の電極を構成する集電体としては、(電解)銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、(パンチング)鋼板、導電性を付与した不織布;Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等を添加した(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・不織布;Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等によりメッキされた(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・不織布;銀;アルカリ(蓄)電池や空気亜鉛電池に集電体や容器として使用される材料等が挙げられる。 Current collectors constituting the electrode of the present invention include (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloys such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass , Punching brass, nickel foil, corrosion resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punching nickel, metallic zinc, corrosion resistant metallic zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel sheet, non-woven fabric imparted with conductivity; Ni・ Zinc, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, brass, etc. (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), copper alloy such as foamed copper, punched copper, brass, brass foil, brass mesh (Expanded metal), foamed brass, punched brass, nickel foil, corrosion resistant nickel, nickel mesh Pand Metal), Punched Nickel, Metallic Zinc, Corrosion Resistant Metal Zinc, Zinc Foil, Zinc Mesh (Expanded Metal), (Punched) Steel Sheet, Nonwoven Fabric; Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, Brass Plated (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, brass and other copper alloys, brass foil, brass mesh (expanded metal), foamed brass, punched brass, nickel foil, corrosion-resistant nickel, Nickel mesh (expanded metal), punched nickel, metallic zinc, corrosion-resistant metal zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punched) steel sheet, non-woven fabric; silver; current collectors for alkaline (storage) batteries and air zinc batteries Examples include materials used as containers.

本発明の電極は、本発明の電極前駆体を集電体上に塗工・圧着・接着・圧電・圧延・延伸・溶融等して活物質を含む活物質層を形成する工程を含む製造方法により製造することができる。本発明の電極が、2層以上の活物質層が積層された構造のものである場合、活物質層を形成する工程を2回以上行うことで電極を製造することができる。 The electrode of the present invention is a production method comprising a step of forming an active material layer containing an active material by coating, pressing, adhering, piezoelectric, rolling, stretching, melting, etc. the electrode precursor of the present invention on a current collector Can be manufactured. When the electrode of the present invention has a structure in which two or more active material layers are laminated, the electrode can be produced by performing the step of forming the active material layer twice or more.

<電池>
上述したとおり、本発明の電極は、シェイプチェンジが効果的に抑制されたものであり、この電極を用いることで、電池を長寿命化させることができる。このような本発明の電極を用いて構成される電池もまた、本発明の1つである。
<Battery>
As described above, in the electrode of the present invention, the shape change is effectively suppressed, and the use of this electrode can extend the life of the battery. A battery constructed using such an electrode of the present invention is also one aspect of the present invention.

本発明の電池が、亜鉛種を活物質とする亜鉛負極として本発明の電極を含む電池である場合、正極活物質としては、一次電池や二次電池の正極活物質として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、酸素(酸素が正極活物質となる場合、正極は、酸素の還元や水の酸化が可能なペロブスカイト型化合物、コバルト含有化合物、鉄含有化合物、銅含有化合物、マンガン含有化合物、白金含有化合物等より構成される空気極となる)、オキシ水酸化ニッケル、水酸化ニッケル、コバルト含有水酸化ニッケル等のニッケル化合物、酸化銀などが挙げられる。これらの中でも、正極活物質が酸素であることが好ましい。
上述したとおり、本発明の電極は、活物質の厚みを厚くした場合でも、活物質層中の活物質を有効に利用することができるため、容量を大きくするために負極活物質の厚みを厚くすることが求められる亜鉛空気電池の負極として用いられることが好適である。したがって、本発明の電池が空気亜鉛電池であることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
また、本発明の電極を負極として使用した電池の形態としては、一次電池、充放電が可能な二次電池、メカニカルチャージ(亜鉛負極の機械的な交換)の利用、本発明の負極と上述したような正極活物質より構成される正極とは別の第3極の利用等、いずれの形態であっても良い。
When the battery of the present invention is a battery including the electrode of the present invention as a zinc negative electrode having a zinc species as an active material, a positive electrode active material that is usually used as a positive electrode active material of a primary battery or a secondary battery is used. Although not particularly limited, for example, oxygen (when oxygen is a positive electrode active material, the positive electrode is a perovskite type compound capable of reducing oxygen or oxidizing water, a cobalt-containing compound, an iron-containing compound, a copper-containing compound) And nickel compounds such as nickel oxyhydroxide, nickel hydroxide, and cobalt-containing nickel hydroxide, and silver oxide. Among these, it is preferable that a positive electrode active material is oxygen.
As described above, since the electrode of the present invention can effectively use the active material in the active material layer even when the thickness of the active material is increased, the thickness of the negative electrode active material is increased in order to increase the capacity. It is suitable to be used as a negative electrode of a zinc-air battery that is required to do. Therefore, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the battery of the present invention is an air zinc battery.
Moreover, as a form of the battery using the electrode of the present invention as a negative electrode, a primary battery, a secondary battery capable of charging / discharging, use of mechanical charge (mechanical replacement of a zinc negative electrode), the negative electrode of the present invention and the above-mentioned are described. Any form such as utilization of a third electrode different from the positive electrode composed of such a positive electrode active material may be used.

本発明の電池に用いる電解液としては、蓄電池の電解液として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、イオン性液体、フッ素含有カーボネート類、フッ素含有エーテル類、ポリエチレングリコール類、フッ素含有ポリエチレングリコール類等が挙げられる。上記有機溶剤系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。水系電解液としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、硫酸亜鉛水溶液、硝酸亜鉛水溶液、リン酸亜鉛水溶液、酢酸亜鉛水溶液等などが挙げられる。これらの中でも、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液といったアルカリ性電解質が好ましい。上記水系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。水系電解液は、上記有機溶剤系電解液を含んでいてもよい。 As the electrolytic solution used in the battery of the present invention, those commonly used as an electrolytic solution for a storage battery can be used, and are not particularly limited. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxy Methane, diethoxymethane, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, diethoxyethane, dimethyl sulfoxide, sulfolane, acetonitrile, benzonitrile, ionic liquid, fluorine-containing carbonates, fluorine-containing ethers, polyethylene glycols, fluorine-containing polyethylene glycol And the like. The organic solvent electrolyte can be used alone or in combination of two or more. Examples of the aqueous electrolyte include potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, zinc sulfate aqueous solution, zinc nitrate aqueous solution, zinc phosphate aqueous solution and zinc acetate aqueous solution. Among these, alkaline electrolytes such as an aqueous potassium hydroxide solution, an aqueous sodium hydroxide solution, and an aqueous lithium hydroxide solution are preferable. The aqueous electrolyte solution can be used alone or in combination of two or more. The aqueous electrolyte solution may contain the organic solvent electrolyte solution.

本発明の電池としては、更に、セパレーターを使用することもできる。セパレーターとは、正極と負極を隔離し、電解液を保持して正極と負極との間のイオン伝導性を確保する部材である。セパレーターとして特に制限はないが、不織布、濾紙、ポリエチレンやポリプロピレン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン部位含有ポリマー、ポリフッ化ビニリデン部位含有ポリマー、セルロース、フィブリル化セルロース、ビスコースレイヨン、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール含有ポリマー、セロファン、ポリスチレン等の芳香環部位含有ポリマー、ポリアクリロニトリル部位含有ポリマー、ポリアクリルアミド部位含有ポリマー、ポリハロゲン化ビニル部位含有ポリマー、ポリアミド部位含有ポリマー、ポリイミド部位含有ポリマー、ナイロン等のエステル部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸塩部位含有ポリマー、ポリイソプレノールやポリ(メタ)アリルアルコール等の水酸基含有ポリマー、ポリカーボネート等のカーボネート基含有ポリマー、ポリエステル等のエステル基含有ポリマー、ポリウレタン等のカルバメートやカルバミド基部位含有ポリマー、寒天、ゲル化合物、有機無機ハイブリッド(コンポジット)化合物、イオン交換膜性ポリマー、環化ポリマー、スルホン酸塩含有ポリマー、第四級アンモニウム塩含有ポリマー、第四級ホスホニウム塩ポリマー、環状炭化水素基含有ポリマー、エーテル基含有ポリマー、セラミックス等の無機物等が挙げられる。セパレータはこれらのうちの1種であってもよく、2種以上であってもよい。 As the battery of the present invention, a separator can also be used. The separator is a member that separates the positive electrode and the negative electrode and holds the electrolyte solution to ensure ionic conductivity between the positive electrode and the negative electrode. There is no particular limitation as a separator, but non-woven fabric, filter paper, polymers containing hydrocarbon moieties such as polyethylene and polypropylene, polymers containing polytetrafluoroethylene moieties, polymers containing polyvinylidene fluoride, cellulose, fibrillated cellulose, viscose rayon, cellulose acetate , Hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol-containing polymer, cellophane, polystyrene-containing aromatic ring site-containing polymer, polyacrylonitrile site-containing polymer, polyacrylamide site-containing polymer, polyhalogenated vinyl site-containing polymer, polyamide site-containing polymer, polyimide Site-containing polymer, ester site-containing polymer such as nylon, poly (meth) acrylic acid site-containing polymer, poly (meth) a Rylate site-containing polymer, hydroxyl group-containing polymer such as polyisoprenol and poly (meth) allyl alcohol, carbonate group-containing polymer such as polycarbonate, ester group-containing polymer such as polyester, carbamate and carbamide group site-containing polymer such as polyurethane, Agar, gel compound, organic-inorganic hybrid (composite) compound, ion exchange membrane polymer, cyclized polymer, sulfonate-containing polymer, quaternary ammonium salt-containing polymer, quaternary phosphonium salt polymer, cyclic hydrocarbon group-containing polymer And inorganic substances such as ether group-containing polymers and ceramics. One of these may be sufficient as a separator, and 2 or more types may be sufficient as it.

本発明の電極前駆体は、上述の構成よりなり、シェイプチェンジが抑制された電極を形成することができるため、亜鉛種を活物質とする亜鉛負極、中でも、厚みのある活物質層を形成する亜鉛空気電池の亜鉛負極を形成する材料に好適に用いることができる。 Since the electrode precursor of the present invention has the above-described configuration and can form an electrode in which shape change is suppressed, a zinc negative electrode having a zinc species as an active material, particularly, a thick active material layer is formed. It can use suitably for the material which forms the zinc negative electrode of a zinc air battery.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。 The present invention will be described in more detail with reference to the following examples. However, the present invention is not limited to these examples. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “mass%”.

実施例1〜5、比較例1
60%濃度のポリテトラフルオロエチレン水分散液(ポリフロン D−210C、ダイキン社製)とハイドロタルサイトと酸化亜鉛(平均粒子径1μm)とを下記表に示す質量比で混錬して電極前駆体A〜Fを調製し、錫メッキされたパンチング鋼板に圧延によって圧着して厚さ2mmの層を有する亜鉛極とした。この亜鉛極表面に、アニオン伝導膜としてテトラフルオロエチレンとハイドロタルサイトを固形分重量比率1:1で混練して作成した厚さ0.3mmの膜を配置し、アニオン伝導膜一体型の亜鉛極を作製した。この一体型亜鉛極を作用極に配置し、対極にニッケル電極、参照極に水銀電極を用い、酸化亜鉛を飽和させた8M濃度のKOH水溶液を電解液として、3極構成の電池セルを構成した。
充放電電流を30mA/cmとし、亜鉛負極に搭載された酸化亜鉛の重量から算出される理論容量の50%を用いた充放電反応を測定した。200サイクル経過後のシェイプチェンジ評価として、電極外周部の活物質厚みに対する電極中央部の厚みが、30%以下であった構成を“○”、シェイプチェンジによって電極面内で活物質が移動し、膜厚比が30%以上になったものを“×”として評価した。結果を表1に示す。
実施例5では、活物質である酸化亜鉛に対してハイドロタルサイトの割合が多く、充電時に亜鉛の生成を阻害し、かつ、放電時に集電体から電気的に絶縁した亜鉛を形成しやすい傾向があったために評価結果としては×としたが、活物質層の組成に分布を持たせる場合に、集電体から離れた位置の活物質層を形成する材料として充分に活用することが可能である。
Examples 1-5, Comparative Example 1
A 60% concentration polytetrafluoroethylene aqueous dispersion (Polyflon D-210C, manufactured by Daikin), hydrotalcite, and zinc oxide (average particle size 1 μm) were kneaded at a mass ratio shown in the following table to obtain an electrode precursor. A to F were prepared and pressed onto a tinned punched steel sheet by rolling to obtain a zinc electrode having a layer having a thickness of 2 mm. A 0.3 mm thick membrane prepared by kneading tetrafluoroethylene and hydrotalcite at a solid content weight ratio of 1: 1 as an anion conductive membrane is disposed on the surface of the zinc electrode. Was made. The integrated zinc electrode is disposed on the working electrode, a nickel electrode is used as the counter electrode, a mercury electrode is used as the reference electrode, and an 8M-concentrated KOH aqueous solution saturated with zinc oxide is used as an electrolyte to form a three-electrode battery cell. .
The charge / discharge reaction was measured using a charge / discharge current of 30 mA / cm 2 and 50% of the theoretical capacity calculated from the weight of zinc oxide mounted on the zinc negative electrode. As a shape change evaluation after 200 cycles, the structure in which the thickness of the electrode central portion with respect to the active material thickness of the electrode outer peripheral portion was 30% or less was “◯”, and the active material moved within the electrode surface by the shape change. A film thickness ratio of 30% or more was evaluated as “x”. The results are shown in Table 1.
In Example 5, the proportion of hydrotalcite is large with respect to zinc oxide which is an active material, which tends to inhibit the formation of zinc during charging and to form electrically insulated zinc from the current collector during discharging. However, when the distribution of the composition of the active material layer is given, it can be used as a material for forming the active material layer at a position away from the current collector. is there.

Figure 2016162681
Figure 2016162681

実施例6
表1の電極前駆体Aを圧延して厚さ1mmとしたものと電極前駆体Eを圧延して厚さ1mmとしたものとを張り合わせ、更に電極前駆体Eから形成された層の上に、厚さ0.3mmの実施例1記載のアニオン伝導膜を張り合わせ、電極前駆体Aから形成された層の側を錫メッキされたパンチング鋼板に張り付けて負極とした。
実施例1と同様の三極セル構成において、充放電試験を試みたところ、200サイクル以上クーロン効率が95%以上を維持した。
Example 6
The electrode precursor A of Table 1 was rolled to a thickness of 1 mm and the electrode precursor E was rolled to a thickness of 1 mm, and further, on the layer formed from the electrode precursor E, The anion conductive membrane described in Example 1 having a thickness of 0.3 mm was pasted together, and the layer formed from the electrode precursor A was pasted on a tin-plated punched steel sheet to form a negative electrode.
When a charge / discharge test was attempted in the same tripolar cell configuration as in Example 1, the Coulomb efficiency was maintained at 95% or more for 200 cycles or more.

実施例7
表1の電極前駆体Eに、更に導電助剤として天然黒鉛を電極前駆体Eの全質量に対して1質量%添加して混練した。得られた電極前駆体を圧延して厚さ2mmとしたものを、実施例1と同様に錫メッキされたパンチング鋼板に張り付けて亜鉛極を形成した。
これに対して、実施例1と同様の充放電試験を試みたところ、天然黒鉛の添加によって充放電効率が上昇し、200サイクル後においても95%以上のクーロン効率が得られた。
Example 7
To the electrode precursor E of Table 1, 1% by mass of natural graphite as a conductive auxiliary was added to the total mass of the electrode precursor E and kneaded. The obtained electrode precursor was rolled to a thickness of 2 mm and attached to a tinned punched steel plate in the same manner as in Example 1 to form a zinc electrode.
On the other hand, when a charge / discharge test similar to that of Example 1 was attempted, the charge / discharge efficiency was increased by the addition of natural graphite, and a Coulomb efficiency of 95% or more was obtained even after 200 cycles.

Claims (8)

電極活物質を含む電極前駆体であって、
該電極前駆体は、更にポリマーと層状複水化合物とを含む
ことを特徴とする電極前駆体。
An electrode precursor containing an electrode active material,
The electrode precursor further comprises a polymer and a layered double water compound.
前記電極活物質は、亜鉛種、リチウム種又はカドミウム種を含むことを特徴とする請求項1に記載の電極前駆体。 The electrode precursor according to claim 1, wherein the electrode active material includes a zinc species, a lithium species, or a cadmium species. 前記ポリマーは、ハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基及びエーテル基からなる群より選択される少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1又は2に記載の電極前駆体。 The electrode precursor according to claim 1 or 2, wherein the polymer contains at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a carboxyl group, a hydroxyl group, and an ether group. 前記ポリマーは、フッ素含有ポリマーを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電極前駆体。 The electrode precursor according to claim 1, wherein the polymer includes a fluorine-containing polymer. 前記電極前駆体は、更に導電助剤を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電極前駆体。 The electrode precursor according to claim 1, wherein the electrode precursor further contains a conductive additive. 集電体と活物質層とを含んで構成される電極であって、
該活物質層は、請求項1〜5のいずれかに記載の電極前駆体を用いて形成される
ことを特徴とする電極。
An electrode comprising a current collector and an active material layer,
This active material layer is formed using the electrode precursor in any one of Claims 1-5, The electrode characterized by the above-mentioned.
前記電極は、集電体に接する側から集電体とは反対の活物質層の表面側に向けて、活物質層中に含まれる、層状複水化合物に対する活物質の重量比が小さくなるように層状複水化合物及び活物質が分布していることを特徴とする請求項6に記載の電極。 In the electrode, the weight ratio of the active material to the layered double water compound contained in the active material layer decreases from the side in contact with the current collector toward the surface of the active material layer opposite to the current collector. The layered double water compound and the active material are distributed in the electrode. 請求項6又は7に記載の電極を用いて構成されることを特徴とする電池。 A battery comprising the electrode according to claim 6 or 7.
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