JP2017142917A - Mixture for nonaqueous electrolyte secondary battery electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery electrode including the same, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and electric equipment - Google Patents

Mixture for nonaqueous electrolyte secondary battery electrode, nonaqueous electrolyte secondary battery electrode including the same, nonaqueous electrolyte secondary battery including the same, and electric equipment Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the generation of bubbles in a simple and convenient manner when dispersing an electrode material, including an active material in water or solvent, and to provide a mixture for a nonaqueous electrolyte secondary battery electrode, which can suppress the biting of bubbles.SOLUTION: A mixture for nonaqueous electrolyte secondary battery electrode comprises: an active material for an electrode; a conductive assistant; a binding agent; and a defoaming agent. The binding agent includes a copolymer of vinyl alcohol and an ethylenic unsaturated carboxylic acid alkali metal neutralizer. The content of the defoaming agent is 0.001-1 mass% to a total mass of the active material for an electrode, the conductive assistant, the binding agent and the defoaming agent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、非水電解質二次電池電極用合剤に関する。また、本発明は、当該合剤を含む非水電解質二次電池用電極(正極及び負極)、並びに当該電極を備えた非水電解質二次電池及び電気機器にも関する。   The present invention relates to a mixture for a non-aqueous electrolyte secondary battery electrode. Moreover, this invention relates also to the electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries (a positive electrode and a negative electrode) containing the said mixture, the nonaqueous electrolyte secondary battery provided with the said electrode, and an electric equipment.

近年、ノートパソコン、スマートフォン、携帯ゲーム機器、PDA等の携帯電子機器の普及に伴い、これらの機器をより軽量化し、且つ、長時間の使用を可能とするため、電源として使用される二次電池の小型化及び高エネルギー密度化が要求されている。   In recent years, with the spread of portable electronic devices such as notebook computers, smartphones, portable game devices, PDAs, etc., secondary batteries used as a power source in order to reduce the weight of these devices and enable long-term use. There is a demand for downsizing and higher energy density.

非水電解質二次電池としては、従来、ニッケルーカドミウム電池、ニッケル−水素電池等が主流であったが、上記した小型化及び高エネルギー密度化の要請から、リチウムイオン二次電池の使用が増大する傾向にある。   Conventionally, nickel-cadmium batteries, nickel-hydrogen batteries, etc. have been mainstream as non-aqueous electrolyte secondary batteries, but the use of lithium ion secondary batteries has increased due to the above demands for miniaturization and high energy density. Tend to.

リチウムイオン二次電池の電極は、活物質、結着剤及び導電助剤を含む電極合剤を集電体に塗工・乾燥することで得られる。(例えば、特許文献1〜11及び非特許文献1参照)例えば、正極は、活物質としてLiCoOを、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)を、導電助剤としてカーボンブラックを、それぞれ分散媒に分散させた正極合剤のスラリーをアルミ箔(集電体)上に塗工・乾燥することで得られる。 The electrode of the lithium ion secondary battery can be obtained by applying and drying an electrode mixture containing an active material, a binder and a conductive additive on a current collector. (For example, refer to Patent Documents 1 to 11 and Non-Patent Document 1) For example, the positive electrode includes LiCoO 2 as an active material, polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and carbon black as a conductive aid, respectively. It is obtained by coating and drying the slurry of the positive electrode mixture dispersed on the aluminum foil (current collector).

一方、負極は、例えば、活物質として黒鉛(グラファイト)を、結着剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、PVDF、またはポリイミドを、導電助剤としてカーボンブラックを、それぞれ分散媒に分散させた負極合剤のスラリーを、銅箔(集電体)上に塗工・乾燥することで得られる。   On the other hand, the negative electrode includes, for example, graphite (graphite) as an active material, carboxymethyl cellulose (CMC), styrene butadiene rubber (SBR), PVDF, or polyimide as a binder, and carbon black as a conductive auxiliary agent. It is obtained by coating and drying the slurry of the negative electrode mixture dispersed on the copper foil (current collector).

特開平8−264180号公報JP-A-8-264180 特開平4−188559号公報Japanese Patent Laid-Open No. 4-188559 特開平10−284082号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-284082 特開平7−240201号公報JP-A-7-240201 特開平10−294112号公報JP 10-294112 A 国際公開2004/049475号International Publication No. 2004/049475 特開平10−302799号公報JP-A-10-302799 特開平5−21068号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-21068 特開平5−74461号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-74461 特開2006−156228号公報JP 2006-156228 A 特開2012−64574号公報JP 2012-64574 A

リチウム二次電池、p.132(株式会社オーム社、平成20年3月20日発行)Lithium secondary battery, p. 132 (Ohm Co., Ltd., issued on March 20, 2008)

電極用合剤は、例えば、活物質等の電極材料を媒質(例えば水または溶剤)に分散することで得られる(この場合、電極用合剤はスラリー状である)。電極用合剤に気泡のかみこみが有ると、電極作成時に均一な電極が得られない。このため、分散時にかみこんだ気泡は脱泡工程にて除去するが、真空脱泡や遠心分離脱泡などは、工程時間が長くなること、また、既存の設備がない場合は設備投資が必要となることからも、脱泡工程は製造負荷を高くする。   The electrode mixture is obtained, for example, by dispersing an electrode material such as an active material in a medium (for example, water or a solvent) (in this case, the electrode mixture is in a slurry form). If the electrode mixture contains air bubbles, a uniform electrode cannot be obtained at the time of electrode preparation. For this reason, air bubbles trapped at the time of dispersion are removed in the defoaming process, but vacuum defoaming and centrifugal defoaming increase the process time, and if there is no existing equipment, capital investment is required. Therefore, the defoaming step increases the production load.

本発明の目的は、活物質等の電極材料を水または溶剤へ分散する時に気泡の発生を簡便に抑制すること、さらには気泡のかみこみが抑制された非水電解質二次電池電極用合剤を提供すること、にある。   An object of the present invention is to easily suppress the generation of bubbles when an electrode material such as an active material is dispersed in water or a solvent, and further to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery electrode mixture in which entrapment of bubbles is suppressed. To provide.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、消泡剤を特定の量用いること、さらに好ましくは特定の消泡剤を用いること、により、電極材料を媒質に分散させる時に発生する気泡を抑制することができ、ひいては均一な電極を得られることを見出し、さらに検討を重ねて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 inventors have used a specific amount of an antifoaming agent, more preferably a specific antifoaming agent, to disperse an electrode material in a medium. It has been found that the generated bubbles can be suppressed, and as a result, a uniform electrode can be obtained, and further studies have been made to complete the present invention.

すなわち、本発明は、例えば以下の項に記載の主題を包含する。
項1.
電極用活物質と、導電助剤と、結着剤と、消泡剤とを含有し、
前記結着剤は、ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体を含んでおり、
前記消泡剤の含有割合は、前記電極用活物質、前記導電助剤、前記結着剤及び前記消泡剤の合計質量に対し0.001質量%以上1質量%以下である、
非水電解質二次電池電極用合剤。
項2.
前記消泡剤は、シリコーン系消泡剤及び界面活性剤系消泡剤からなる群より選ばれた少なくとも1種である項1記載の非水電解質二次電池電極用合剤。
項3.
ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との前記共重合体において、共重合組成比がモル比で95:5〜5:95である、項1または2に記載の非水電解質二次電池電極用合剤。
項4.
前記エチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物は、アクリル酸アルカリ金属中和物またはメタアクリル酸アルカリ金属中和物である、項1から3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池電極用合剤。
項5.
項1から4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池電極用合剤を集電体上に備えた、非水電解質二次電池用電極。
項6.
項5に記載の非水電解質二次電池用電極を備えた非水電解質二次電池。
項7.
項6に記載の非水電解質二次電池を備えた電気機器。
That is, the present invention includes, for example, the subject matters described in the following sections.
Item 1.
Contains an active material for electrodes, a conductive additive, a binder, and an antifoaming agent,
The binder includes a copolymer of vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid,
The content of the antifoaming agent is 0.001% by mass or more and 1% by mass or less based on the total mass of the electrode active material, the conductive additive, the binder, and the antifoaming agent.
Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture.
Item 2.
Item 2. The nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture according to Item 1, wherein the antifoaming agent is at least one selected from the group consisting of a silicone-based antifoaming agent and a surfactant-based antifoaming agent.
Item 3.
Item 3. The nonaqueous electrolyte according to Item 1 or 2, wherein the copolymer of vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid has a molar copolymer composition ratio of 95: 5 to 5:95. Secondary battery electrode mixture.
Item 4.
Item 4. The nonaqueous electrolyte secondary according to any one of Items 1 to 3, wherein the ethylenically unsaturated carboxylic acid alkali metal neutralized product is an alkali metal acrylate neutralized product or an alkali metal methacrylic acid alkali metal neutralized product. Battery electrode mixture.
Item 5.
An electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the mixture for a non-aqueous electrolyte secondary battery electrode according to any one of Items 1 to 4 on a current collector.
Item 6.
Item 6. A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the nonaqueous electrolyte secondary battery electrode according to Item 5.
Item 7.
Item 7. An electric device including the nonaqueous electrolyte secondary battery according to item 6.

本発明によれば、非水電解質二次電池電極用合剤製造時に消泡剤を特定量用いているので、気泡を好ましく抑制でき、脱泡工程が不要となる。また、当該合剤は気泡をかみこみにくい。このため、製造負荷が低く、また、均一性に優れた電極の作成が可能であり、電池特性に優れた非水電解質二次電池用電極および非水電解質二次電池を提供することができる。そのため、本発明に係る非水電解質二次電池は、従来の非水電解質二次電池と比べて低コスト化が可能となり、その利用用途を拡大することが可能となる。当該効果は、特定の消泡剤を特定量用いることにより、より一層好ましく奏される。   According to the present invention, since a specific amount of the antifoaming agent is used during the production of the nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture, air bubbles can be preferably suppressed and the defoaming step becomes unnecessary. In addition, the mixture is difficult to entrap bubbles. For this reason, it is possible to provide an electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and a nonaqueous electrolyte secondary battery that are low in production load and can be produced with excellent uniformity and excellent in battery characteristics. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be reduced in cost as compared with the conventional non-aqueous electrolyte secondary battery, and its usage can be expanded. The effect is more preferably achieved by using a specific amount of a specific antifoaming agent.

以下、本発明の実施形態に係る非水電解質二次電池電極用合剤、この合剤を含む非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池について説明する。   Hereinafter, a mixture for a nonaqueous electrolyte secondary battery electrode according to an embodiment of the present invention, a nonaqueous electrolyte secondary battery electrode containing the mixture, and a nonaqueous electrolyte secondary battery will be described.

<非水電解質二次電池電極用合剤>
本実施形態の非水電解質二次電池電極用合剤は、電極用活物質、導電助剤、結着剤及び消泡剤を含有し、当該結着剤はビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体を含む。
<Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture>
The nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture of the present embodiment contains an electrode active material, a conductive additive, a binder and an antifoaming agent, and the binder includes vinyl alcohol and an ethylenically unsaturated carboxylic acid. Copolymers with neutralized alkali metals are included.

(結着剤)
本実施形態において結着剤として用いられるビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体は、例えば、ビニルエステルとエチレン性不飽和カルボン酸エステルを主体とする単量体を重合触媒の存在下で重合し、ビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体とし、該共重合体を、アルカリ金属を含むアルカリの存在下、水性有機溶媒と水の混合溶媒中でケン化することにより得られる。
(Binder)
The copolymer of vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid used as the binder in this embodiment is, for example, a monomer mainly composed of vinyl ester and ethylenically unsaturated carboxylic acid ester. Is polymerized in the presence of a polymerization catalyst to form a vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer, and the copolymer is mixed with an aqueous organic solvent and water in the presence of an alkali containing an alkali metal. It is obtained by saponification.

前記ビニルエステルとしては、例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニルなどが挙げられるが、ケン化反応が進行しやすい観点から酢酸ビニルが好ましい。これらのビニルエステルは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the vinyl ester include vinyl acetate, vinyl propionate, and vinyl pivalate, and vinyl acetate is preferable from the viewpoint that the saponification reaction easily proceeds. These vinyl esters may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

前記エチレン性不飽和カルボン酸エステルとしては、例えばアクリル酸、メタクリル酸のメチルエステル、エチルエステル、n−プロピルエステル、iso−プロピルエステル、n−ブチルエステル、t−ブチルエステルなどが挙げられるが、ケン化反応が進行しやすい観点からアクリル酸メチル、メタクリル酸メチルが好ましい。これらのエチレン性不飽和カルボン酸エステルは、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid ester include acrylic acid, methacrylic acid methyl ester, ethyl ester, n-propyl ester, iso-propyl ester, n-butyl ester, and t-butyl ester. Methyl acrylate and methyl methacrylate are preferred from the viewpoint that the conversion reaction easily proceeds. One of these ethylenically unsaturated carboxylic acid esters may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

また、必要に応じて、ビニルエステル及びエチレン性不飽和カルボン酸エステルと共重合可能な他のエチレン性不飽和単量体や架橋剤を共重合することも可能である。   Moreover, it is also possible to copolymerize the other ethylenically unsaturated monomer and crosslinking agent which can be copolymerized with vinyl ester and ethylenically unsaturated carboxylic acid ester as needed.

本実施形態におけるケン化反応の一例として、酢酸ビニル/アクリル酸メチル共重合体が水酸化カリウム(KOH)により100%ケン化されたときのケン化反応を以下に示す。   As an example of the saponification reaction in this embodiment, the saponification reaction when the vinyl acetate / methyl acrylate copolymer is saponified 100% with potassium hydroxide (KOH) is shown below.

Figure 2017142917
Figure 2017142917

なお、上に示すように本実施形態に用いられるビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体は、ビニルエステルとエチレン性不飽和カルボン酸エステルをランダム共重合させて、モノマー由来のエステル部分をケン化させた物質であり、モノマー同士の結合はC−C共有結合である(以下、ビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体ケン化物と記載する場合がある。また、前記説明から明らかなように、ここでの「/」はランダム共重合していることを示す)。   As shown above, the copolymer of vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid used in this embodiment is obtained by random copolymerization of vinyl ester and ethylenically unsaturated carboxylic acid ester. , A substance obtained by saponifying an ester portion derived from a monomer, and a bond between the monomers is a C-C covalent bond (hereinafter referred to as a saponified product of vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer). Also, as is clear from the above explanation, “/” here indicates random copolymerization).

なお、特許文献11には、アルカリ陽イオンで置換されたポリアクリル酸とポリビニルアルコールとの架橋化合物が開示されているが、この架橋化合物は、ポリアクリル酸とポリビニルアルコールとがエステル結合によって架橋した構造を有している。従って、特許文献11に開示されているアルカリ陽イオンで置換されたポリアクリル酸とポリビニルアルコールとの袈橋化合物は、本実施形態に係るビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体とは全く異なる物質である。   Patent Document 11 discloses a cross-linking compound of polyacrylic acid substituted with an alkali cation and polyvinyl alcohol. This cross-linking compound is obtained by cross-linking polyacrylic acid and polyvinyl alcohol by an ester bond. It has a structure. Therefore, the bridged compound of polyacrylic acid substituted with an alkali cation and polyvinyl alcohol disclosed in Patent Document 11 includes vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid according to this embodiment. This is a completely different material from the copolymer of.

前記のビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体においては、ビニルエステルとエチレン性不飽和カルボン酸エステルのモル比は、95:5〜5:95が好ましく、95:5〜50:50がより好ましく、90:10〜55:45がさらに好ましく、85:15〜60:40がよりさらに好ましい。95:5〜5:95の範囲を逸脱するとケン化後得られる重合体は、結着剤としての保持力が不足するおそれがあるため好ましくない場合がある。   In the vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer, the molar ratio of the vinyl ester and the ethylenically unsaturated carboxylic acid ester is preferably 95: 5 to 5:95, and 95: 5 to 50:50. Is more preferable, 90:10 to 55:45 is more preferable, and 85:15 to 60:40 is still more preferable. If the ratio is outside the range of 95: 5 to 5:95, the polymer obtained after saponification may be insufficient because the holding power as a binder may be insufficient.

したがって、得られるビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との前記共重合体において、共重合組成比はモル比で95:5〜5:95が好ましく、95:5〜50:50がより好ましく、90:10〜55:45がさらに好ましく、85:15〜60:40がよりさらに好ましい。   Therefore, in the copolymer of the obtained vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid, the copolymer composition ratio is preferably 95: 5 to 5:95, and 95: 5 to 50: 50 is more preferable, 90:10 to 55:45 is more preferable, and 85:15 to 60:40 is still more preferable.

エチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物としては、アクリル酸アルカリ金属中和物またはメタアクリル酸アルカリ金属中和物が好ましい。   As the ethylenically unsaturated carboxylic acid alkali metal neutralized product, an alkali metal acrylate neutralized product or a methacrylic acid alkali metal neutralized product is preferable.

ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体の前駆体であるビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体は、粉末状で共重合体が得られる観点から、重合触媒を含み、分散剤を溶解させた水溶液中にビニルエステルおよびエチレン性不飽和カルボン酸エステルを主体とする単量体を懸濁させた状態で重合させて重合体粒子とする懸濁重合法により得られたものが好ましい。   From the viewpoint of obtaining a copolymer in the form of a powder, the vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer which is a precursor of a copolymer of vinyl alcohol and an alkali metal neutralized product of an ethylenically unsaturated carboxylic acid Suspension weight to be polymerized by polymerizing in a state in which a monomer mainly composed of vinyl ester and ethylenically unsaturated carboxylic acid ester is suspended in an aqueous solution containing a polymerization catalyst and in which a dispersant is dissolved. Those obtained by legal methods are preferred.

前記重合触媒としては、例えばベンゾイルパーオキシド、ラウリルパーオキシドなどの有機過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリルなどのアゾ化合物が挙げられるが、とりわけラウリルパーオキシドが好ましい。   Examples of the polymerization catalyst include organic peroxides such as benzoyl peroxide and lauryl peroxide, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile and azobisdimethylvaleronitrile, and lauryl peroxide is particularly preferable.

重合触媒の添加量は、単量体の総質量に対して、0.01〜5質量%が好ましく、0.05〜3質量%がより好ましく、0.1〜3質量%がさらに好ましい。0.01質量%未満では、重合反応が完結しない場合があり、5質量%を超えると得られるビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体の結着効果が十分でない場合がある。   0.01-5 mass% is preferable with respect to the total mass of a monomer, and, as for the addition amount of a polymerization catalyst, 0.05-3 mass% is more preferable, and 0.1-3 mass% is further more preferable. If it is less than 0.01% by mass, the polymerization reaction may not be completed, and if it exceeds 5% by mass, the binding effect of the copolymer of vinyl alcohol and neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid is sufficient. It may not be.

重合を行わせる際の前記分散剤は、使用する単量体の種類、量などにより適当な物質を選択すればよいが、具体的にはポリビニルアルコール(部分ケン化ポリビニルアルコール、完全ケン化ポリビニルアルコール)、ポリ(メタ)アクリル酸およびその塩、ポリビニルピロリドン、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどの水溶性高分子、リン酸カルシウム、珪酸マグネシムなどの水不溶性無機化合物などが挙げられる。これらの分散剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を組合せて使用してもよい。   The dispersant used for the polymerization may be selected from appropriate substances depending on the type and amount of the monomer used. Specifically, polyvinyl alcohol (partially saponified polyvinyl alcohol, fully saponified polyvinyl alcohol) may be used. ), Poly (meth) acrylic acid and salts thereof, water-soluble polymers such as polyvinylpyrrolidone, methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, and water-insoluble inorganic compounds such as calcium phosphate and magnesium silicate. These dispersants may be used alone or in combination of two or more.

分散剤の使用量は、使用する単量体の種類などにもよるが、単量体の総質量に対して、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜5質量%がより好ましい。   The amount of the dispersant used is preferably 0.01 to 10% by mass, more preferably 0.05 to 5% by mass, based on the total mass of the monomers, although it depends on the type of monomer used. .

さらに、前記分散剤の界面活性効果などを調整するため、アルカリ金属、アルカリ土類金属などの水溶性塩を添加することもできる。例えば塩化ナトリム、塩化カリウム、塩化カルシウム、塩化リチウム、無水硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、リン酸水素ニナトリウム、リン酸水素二力リウム、リン酸三ナトリウム及びリン酸三力リウムなどが挙げられ、これらの水溶性塩は、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。   Furthermore, water-soluble salts such as alkali metals and alkaline earth metals can be added in order to adjust the surface active effect of the dispersant. For example, sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, lithium chloride, anhydrous sodium sulfate, potassium sulfate, disodium hydrogen phosphate, dipotassium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, and tripotassium phosphate. A water-soluble salt may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

水溶性塩の使用量は、使用する分散剤の種類、量などにもよるが、分散剤水溶液の質量に対して通常0.01〜10質量%である。   The amount of the water-soluble salt used is usually 0.01 to 10% by mass with respect to the mass of the aqueous dispersant solution, although it depends on the type and amount of the dispersant used.

単量体を重合させる温度は、重合触媒の10時間半減期温度に対して−20〜+20℃が好ましく、−10〜+10℃がより好ましい。10時間半減期温度に対して−20℃未満では、重合反応が完結しない場合があり、+20℃を超えると、得られるビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体の結着効果が十分でない場合がある。例えば、ラウリルパーオキシドの10時間半減期温度は約62℃である。   The temperature at which the monomer is polymerized is preferably -20 to + 20 ° C, more preferably -10 to + 10 ° C with respect to the 10-hour half-life temperature of the polymerization catalyst. If the temperature is less than −20 ° C. with respect to the 10-hour half-life temperature, the polymerization reaction may not be completed, and if it exceeds + 20 ° C., a copolymer of vinyl alcohol and alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid obtained. The binding effect may not be sufficient. For example, the 10 hour half-life temperature of lauryl peroxide is about 62 ° C.

単量体を重合させる時間は、使用する重合触媒の種類、量、重合温度などにもよるが、通常数時間〜数十時間である。   The time for polymerizing the monomer is usually several hours to several tens of hours, although it depends on the type, amount, polymerization temperature and the like of the polymerization catalyst used.

重合反応終了後、共重合体は遠心分離、濾過などの方法により分離され、含水ケーキ状で得られる。得られた含水ケーキ状の共重合体はそのまま、もしくは必要に応じて乾燥し、ケン化反応に使用することができる。   After completion of the polymerization reaction, the copolymer is separated by a method such as centrifugation or filtration, and obtained in the form of a water-containing cake. The obtained water-containing cake-like copolymer can be used as it is or after drying if necessary and used for the saponification reaction.

本明細書における重合体の数平均分子量は、溶媒としてDMFを、標準試料としてポリスチレンを用い、GFCカラム(例えばShodex社製OHpak)を備えた分子量測定装置で求めた値である。このような分子量測定装置としては、例えばウォーターズ社製2695、RI検出器2414が挙げられる。   The number average molecular weight of the polymer in the present specification is a value determined with a molecular weight measuring apparatus equipped with a GFC column (for example, OHpak manufactured by Shodex) using DMF as a solvent and polystyrene as a standard sample. Examples of such a molecular weight measuring device include 2695 manufactured by Waters Co., Ltd. and RI detector 2414.

ケン化前の共重合体の数平均分子量は、10,000〜1,000,000が好ましく、50,000〜800,000がより好ましい。ケン化前の数平均分子量を10,000〜1,000,000の範囲内にすることで、結着剤としての結着力が向上する。従って、負極合剤が水系スラリーであっても、スラリーの厚塗りが容易になる。   The number average molecular weight of the copolymer before saponification is preferably 10,000 to 1,000,000, and more preferably 50,000 to 800,000. By setting the number average molecular weight before saponification within the range of 10,000 to 1,000,000, the binding force as a binder is improved. Therefore, even if the negative electrode mixture is an aqueous slurry, thick coating of the slurry becomes easy.

前記ケン化反応に使用するアルカリ金属を含むアルカリとしては、従来公知のものを使用することができるが、アルカリ金属水酸化物が好ましく、反応性が高いという観点より、水酸化ナトリウム及び水酸化カリウムが特に好ましい。   As the alkali containing an alkali metal used in the saponification reaction, conventionally known alkalis can be used, but alkali metal hydroxides are preferable, and sodium hydroxide and potassium hydroxide are preferred from the viewpoint of high reactivity. Is particularly preferred.

前記アルカリの量は、単量体のモル数に対して60〜140モル%が好ましく、80〜120モル%がより好ましい。60モル%より少ないアルカリ量ではケン化が不十分となる場合があり、140モル%を超えて使用してもそれ以上の効果が得られず経済的でない。   60-140 mol% is preferable with respect to the number-of-moles of a monomer, and, as for the quantity of the said alkali, 80-120 mol% is more preferable. If the amount of alkali is less than 60 mol%, saponification may be insufficient, and even if it exceeds 140 mol%, no further effect is obtained and it is not economical.

前記ケン化反応には水性有機溶媒と水との混合溶媒を用いることが好ましい。当該水性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノールなどの低級アルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、およびこれらの混合物などが挙げられるが、なかでも低級アルコール類が好ましく、優れた結着効果と機械的せん断に対して優れた耐性を有するビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体が得られることから、特にメタノール、エタノールが好ましい。   In the saponification reaction, it is preferable to use a mixed solvent of an aqueous organic solvent and water. Examples of the aqueous organic solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol and t-butanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and mixtures thereof. Lower alcohols are preferred, and in particular, methanol is obtained because a copolymer of vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid having excellent binding effect and excellent resistance to mechanical shearing is obtained. Ethanol is preferred.

前記水性有機溶媒と水の混合溶媒における水性有機溶媒:水の質量比は、3:7〜8:2が好ましく、3:7〜7:3がより好ましく、4:6〜6:4がさらに好ましい。3:7〜8:2の範囲を逸脱する場合、ケン化前の共重合体の溶媒親和性またはケン化後の共重合体の溶媒親和性が不足し、充分にケン化反応を進行させることができないおそれがある。水性有機溶媒が3:7の比率より少ない場合、結着剤としての結着力が低下するだけでなく、ケン化反応の際に著しく増粘するため工業的にビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体ケン化物を得ることが難しく、水性有機溶媒が8:2の比率より多い場合、得られるビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体ケン化物の水溶性が低下するので電極に使用すると、乾燥後の結着力が損なわれる場合がある。なお、含水ケーキ状の共重合体をそのままケン化反応に使用する場合、前記水性有機溶媒:水の質量比は、含水ケーキ状の共重合体中の水を含むものとする。   The mass ratio of the aqueous organic solvent: water in the mixed solvent of the aqueous organic solvent and water is preferably 3: 7 to 8: 2, more preferably 3: 7 to 7: 3, and further preferably 4: 6 to 6: 4. preferable. When deviating from the range of 3: 7 to 8: 2, the solvent affinity of the copolymer before saponification or the solvent affinity of the copolymer after saponification is insufficient, and the saponification reaction proceeds sufficiently. You may not be able to. When the amount of the aqueous organic solvent is less than 3: 7, not only the binding power as a binder is decreased, but also the viscosity is remarkably increased during the saponification reaction, so that the vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid is industrially used. When it is difficult to obtain a saponified ester copolymer, and the amount of the aqueous organic solvent is more than 8: 2, the water solubility of the saponified vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer is lowered, so that an electrode is obtained. When used for, the binding force after drying may be impaired. In addition, when using a water-containing cake-like copolymer as it is for a saponification reaction, the mass ratio of the said aqueous organic solvent: water shall contain the water in a water-containing cake-like copolymer.

ビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体をケン化させる温度は、単量体のモル比にもよるが、20〜60℃が好ましく、20〜50℃がより好ましい。20℃より低い温度でケン化させた場合、ケン化反応が完結しないおそれがあり、60℃を超える温度の場合、反応系内が増粘し撹拌不能となる場合がある。   The temperature at which the vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer is saponified depends on the molar ratio of the monomers, but is preferably 20 to 60 ° C, more preferably 20 to 50 ° C. When saponification is carried out at a temperature lower than 20 ° C., the saponification reaction may not be completed. When the temperature exceeds 60 ° C., the inside of the reaction system may increase in viscosity and be unable to be stirred.

ケン化反応の時間は、使用するアルカリの種類、量などにより異なるが、通常数時間程度で反応は終了する。   The saponification reaction time varies depending on the type and amount of alkali used, but the reaction is usually completed in about several hours.

ケン化反応が終了した時点で通常、ペーストないしスラリー状の共重合体ケン化物の分散体となる。遠心分離、濾過など従来公知の方法により固液分離し、メタノールなどの低級アルコールなどでよく洗浄して得られた含液共重合体ケン化物を乾燥することにより、球状単一粒子または球状粒子が凝集した凝集粒子として共重合体ケン化物、すなわちビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体を得ることができる。   When the saponification reaction is completed, a paste or slurry-like copolymer saponified dispersion is usually obtained. Solid liquid-liquid separation by a conventionally known method such as centrifugation or filtration, and drying the saponified liquid-containing copolymer obtained by washing well with a lower alcohol such as methanol, gives spherical single particles or spherical particles. A copolymer saponified product, that is, a copolymer of vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid can be obtained as agglomerated aggregated particles.

含液共重合体ケン化物を乾燥する条件は、特に限定されないが通常、常圧もしくは減圧下、30〜120℃の温度で乾燥することが好ましい。   The conditions for drying the saponified liquid-containing copolymer are not particularly limited, but usually it is preferably dried at a temperature of 30 to 120 ° C. under normal pressure or reduced pressure.

乾燥時間は、乾燥時の圧力、温度にもよるが通常数時間〜数十時間である。   The drying time is usually several hours to several tens of hours depending on the pressure and temperature during drying.

ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体の質量平均粒子径は、1〜200μmであることが好ましく、10〜100μmであることがより好ましい。1μm未満では結着効果が十分でなく、200μmを超えると水系増粘液が不均一になり結着効果が低下する場合がある。   The mass average particle diameter of the copolymer of vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid is preferably 1 to 200 μm, and more preferably 10 to 100 μm. If it is less than 1 μm, the binding effect is not sufficient, and if it exceeds 200 μm, the aqueous thickener becomes non-uniform and the binding effect may be reduced.

含液共重合体ケン化物を乾燥し、得られた共重合体ケン化物の質量平均粒子径が100μmを超える場合は、メカニカルミリング処理などの従来公知の粉砕方法にて粉砕することにより質量平均粒子径を10〜100μmに調整することができる。   When the liquid-containing copolymer saponified product is dried and the resulting copolymer saponified product has a mass-average particle diameter of more than 100 μm, it is pulverized by a conventionally known pulverization method such as mechanical milling. The diameter can be adjusted to 10 to 100 μm.

なお、本明細書において、重合体の質量平均粒子径値は、レーザ回折・散乱法により求められる体積平均粒子径値と同じである。つまり、当該方法で得られる体積平均粒子径値を質量平均粒子径値として用いる。   In the present specification, the mass average particle diameter value of the polymer is the same as the volume average particle diameter value obtained by the laser diffraction / scattering method. That is, the volume average particle diameter value obtained by the method is used as the mass average particle diameter value.

メカニカルミリング処理とは、衝撃・引張り・摩擦・圧縮・せん断等の外力を得られた共重合体ケン化物に与える方法で、そのための装置としては、転動ミル、振動ミル、遊星ミル、揺動ミル、水平ミル、アトライターミル、ジェットミル、摺潰機、ホモジナイザー、フルイダイザー、ペイントシェイカー、ミキサー等などが挙げられる。例えば、遊星ミルは、共重合体ケン化物とボールとを共に容器に入れ、自転と公転をさせることによって生じる力学的エネルギーにより、共重合体ケン化物末を粉砕又は混合させるものである。この方法によれば、ナノオーダーまで粉砕されることが知られている。   Mechanical milling is a method of applying external forces such as impact, tension, friction, compression, and shear to the saponified copolymer, and its equipment includes rolling mills, vibration mills, planetary mills, rocking Examples include a mill, a horizontal mill, an attritor mill, a jet mill, a grinder, a homogenizer, a fluidizer, a paint shaker, a mixer, and the like. For example, a planetary mill is one in which a copolymer saponified powder is pulverized or mixed by mechanical energy generated by putting a copolymer saponified product and a ball together in a container and causing rotation and revolution. According to this method, it is known that the material is pulverized to the nano order.

ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体であれば、結着力と結着持続性に優れる非水電解質二次電池負極用結着剤として機能し得る。理由としては、ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体は、集電体と負極活物質および活物質同士を強固に結着し、充放電の繰り返しに起因する負極活物質の体積変化によって集電体から負極合剤が剥離したり、負極活物質が脱落したりすることがないような結着持続性を有することで、負極活物質の容量を低下させることがないためであると考えられる。   A copolymer of vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid can function as a binder for a negative electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent binding power and binding durability. The reason is that the copolymer of the vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid strongly binds the current collector, the negative electrode active material, and the active material, and results from repeated charge and discharge. The capacity of the negative electrode active material is reduced by having a binding durability that prevents the negative electrode mixture from being peeled off from the current collector due to the volume change of the negative electrode active material or the negative electrode active material from dropping off. It is thought that this is because there is not.

本実施形態の非水電解質二次電池電極用合剤には、結着剤として、さらに他の水系結着剤を加えてもよい。この場合他の水系結着剤の添加量は、ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体と他の水系結着剤との合計質量に対して80質量%未満であることが好ましい。より好ましくは、70質量%未満である。すなわち、換言すれば、結着剤中におけるビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体の含有割合は、20質量%以上100質量%以下であることが好ましく、より好ましくは、30質量%以上100質量%以下である。   Another aqueous binder may be further added as a binder to the nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture of the present embodiment. In this case, the amount of the other aqueous binder added is less than 80% by mass based on the total mass of the copolymer of vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid and the other aqueous binder. It is preferable that More preferably, it is less than 70% by mass. That is, in other words, the content ratio of the copolymer of vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid in the binder is preferably 20% by mass or more and 100% by mass or less. Preferably, it is 30 mass% or more and 100 mass% or less.

他の水系結着剤の材料としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸塩などのアクリル樹脂、アルギン酸ナトリウム、ポリイミド(PI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアミド、ポリアミドイミド、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン酢酸共重合体(EVA)等の材料を一種単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。   Examples of other water-based binder materials include carboxymethylcellulose (CMC), polyacrylic acid, sodium polyacrylate, acrylic resin such as polyacrylate, sodium alginate, polyimide (PI), polytetrafluoroethylene ( Materials such as PTFE), polyamide, polyamideimide, styrene butadiene rubber (SBR), polyvinyl alcohol (PVA), ethylene acetate copolymer (EVA) may be used alone or in combination of two or more. .

上記の他の水系結着剤のうち、ポリアクリル酸ナトリウムに代表されるアクリル樹脂、アルギン酸ナトリウム、ポリイミドが好適に用いられ、アクリル樹脂が特に好適に用いられる。   Of the other aqueous binders, acrylic resins typified by sodium polyacrylate, sodium alginate, and polyimide are preferably used, and acrylic resins are particularly preferably used.

(消泡剤)
消泡剤としては、シリコーン系消泡剤及び界面活性剤系消泡剤を好ましく用いることができる。これらの消泡剤は、それぞれ単独で、または2種以上を混合して使用できる。つまり、シリコーン系及び界面活性剤系消泡剤からなる群より選択される少なくとも1種を好ましく用いることができる。また、消泡剤の形状も特に限定されず、オイル型、コンパウンド型、エマルジョン型、粉末型など任意のものが使用できる。
(Defoamer)
As the antifoaming agent, a silicone-based antifoaming agent and a surfactant-based antifoaming agent can be preferably used. These antifoaming agents can be used alone or in admixture of two or more. That is, at least one selected from the group consisting of silicone-based and surfactant-based antifoaming agents can be preferably used. Further, the shape of the antifoaming agent is not particularly limited, and any type such as an oil type, a compound type, an emulsion type, and a powder type can be used.

前記シリコーン系界面活性剤としては、側鎖修飾ポリジメチルシロキサン、両端修飾ポリジメチルシロキサン、一端修飾ポリジメチルシロキサン、および側鎖/両端修飾ポリジメチルシロキサンなどが挙げられる。   Examples of the silicone surfactant include side chain modified polydimethylsiloxane, both end modified polydimethylsiloxane, one end modified polydimethylsiloxane, and side chain / both end modified polydimethylsiloxane.

前記界面活性剤系消泡剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシプロピレンポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレン第2級アルコールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンステロールエーテル、ポリオキシエチレンラノリン誘導体、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンヒマシ油、水素化ヒマシ油、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、ポリグリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、プロピレングリコール脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、脂肪酸アルカノールアミド、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、ポリオキシエチレンアルキルアミン、アルキルアミン酸化物、アセチレングリコール、エトキシル化アセチレングリコール、アセチレンアルコールなどの非イオン性界面活性剤:脂肪族アミン塩、脂肪族第四級アンモニウム塩、ベンズアルコニウム塩、塩化ベンゼトニウム、ピリジニウム塩、イミダゾリニウム塩などのカチオン性界面活性剤:ポリオキシエチレンアルキルエーテル酢酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸塩、ラウリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルスルフェートの塩、脂肪族酸石けん、N−アシル−N−メチルグリシン塩、N−アシル−N−メチル−β−アラニン塩、N−アシルグルタメート、アシル化ペプチド、アルキルスルホン酸塩、アルキルベゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホスクシネート、アルキルスルホアセテート、α−オレフィンスルホネート、N−アシル−メチルタウリン、スルホン化油、高級アルコールスルフェート塩、第二級高級アルコールスルフェート塩、アルキルエーテルスルフェート、第二級高級アルコールエトキシスルフェート、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルスルフェート、モノグリスルフェート、脂肪族酸アルキルオールアミドスルフェート塩、アルキルエーテルホスフェート塩およびアルキルホスフェート塩などのアニオン性界面活性剤:カルボキシベタインタイプ、スルホベタインタイプ、アミノカルボン酸塩およびイミダゾリウムベタインなどの両性界面活性剤が挙げられる。   Examples of the surfactant-based antifoaming agent include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxypropylene polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene secondary alcohol ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, polyoxyethylene sterol ether, Polyoxyethylene lanolin derivative, polyoxyethylene polyoxypropylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl ester, polyoxyethylene glycerin fatty acid ester, polyoxyethylene castor oil, hydrogenated castor oil, polyoxyethylene sorbitol fatty acid ester, polyethylene glycol fatty acid ester , Fatty acid monoglyceride, polyglycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, polyoxyethylene sorbitan fatty acid ester Ter, propylene glycol fatty acid ester, sucrose fatty acid ester, fatty acid alkanolamide, polyoxyethylene alkylamide, polyoxyethylene fatty acid amide, polyoxyethylene alkylamine, alkylamine oxide, acetylene glycol, ethoxylated acetylene glycol, acetylene alcohol, etc. Nonionic surfactant: Cationic surfactant such as aliphatic amine salt, aliphatic quaternary ammonium salt, benzalkonium salt, benzethonium chloride, pyridinium salt, imidazolinium salt: polyoxyethylene alkyl ether acetic acid Salt, dodecylbenzenesulfonate, laurate, salt of polyoxyethylene alkyl ether sulfate, aliphatic acid soap, N-acyl-N-methylglycine salt, N-acyl- -Methyl-β-alanine salt, N-acyl glutamate, acylated peptide, alkyl sulfonate, alkyl bezene sulfonate, alkyl naphthalene sulfonate, dialkyl sulfosuccinate, alkyl sulfoacetate, α-olefin sulfonate, N-acyl-methyl taurine, sulfonated oil, higher alcohol sulfate salt, secondary higher alcohol sulfate salt, alkyl ether sulfate, secondary higher alcohol ethoxy sulfate, polyoxyethylene alkylphenyl ether sulfate, mono Anionic surfactants such as glycolate, aliphatic acid alkylolamide sulfate salt, alkyl ether phosphate salt and alkyl phosphate salt: carboxybetaine type, sulfobetaine tie , And amphoteric surfactants such as amino acid salt and imidazolium betaine.

前記消泡剤は合成したものでもよく、市販の製品を使用してもよい。前記市販の製品は、ビックケミー・ジャパン株式会社(例えばBYK093、BYK012等)、信越化学工業株式会社(例えばKS506等)、東レ・ダウコーニング株式会社、サンノプコ株式会社、旭化成工業株式会社、日本エマルジョン株式会社、共栄社化学株式会社などから入手したものでもよい。   The antifoaming agent may be synthesized or a commercially available product may be used. The commercially available products are: Big Chemie Japan Co., Ltd. (eg BYK093, BYK012 etc.), Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. (eg KS506 etc.), Toray Dow Corning Co., Ltd., San Nopco Co., Ltd., Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd. It may be obtained from Kyoeisha Chemical Co., Ltd.

(正極活物質)
正極活物質としては、本技術分野で使用される正極活物質が使用できる。例えば、リン酸鉄リチウム(LiFePO )、リン酸マンガンリチウム(LiMnPO)、リン酸コバルトリチウム(LiCoPO)、ピロリン酸鉄(LiFeP)、コバルト酸リチウム複合酸化物(LiCoO)、スピネル型マンガン酸リチウム複合酸化物(LiMn)、マンガン酸リチウム複合酸化物(LiMnO)、ニッケル酸リチウム複合酸化物(LiNiO)、ニオブ酸リチウム複合酸化物(LiNbO)、鉄酸リチウム複合酸化物(LiFeO)、マグネシウム酸リチウム複合酸化物(LiMgO)、カルシウム酸リチウム複合酸化物(LiCaO)、銅酸リチウム複合酸化物(LiCuO)、亜鉛酸リチウム複合酸化物(LiZnO)、モリブデン酸リチウム複合酸化物(LiMoO)、タンタル酸リチウム複合酸化物(LiTaO)、タングステン酸リチウム複合酸化物(LiWO)、リチウム−ニッケル−コバルト−アルミニウム複合酸化物(LiNi0.8Co0.15Al0.05)、リチウム−ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物(LiNi0.33Co0.33Mn0.33)、Li過剰系ニッケル−コバルト−マンガン複合酸化物(LiNiCoMn固溶体)、酸化マンガンニッケル(LiNi0.5Mn1.5O4)、酸化マンガン(MnO)、バナジウム系酸化物、硫黄系酸化物、シリケート系酸化物、等が好適に使用される。これら正極活物質は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Positive electrode active material)
As the positive electrode active material, a positive electrode active material used in this technical field can be used. For example, lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), lithium manganese phosphate (LiMnPO 4 ), lithium cobalt phosphate (LiCoPO 4 ), iron pyrophosphate (Li 2 FeP 2 O 7 ), lithium cobalt oxide composite oxide (LiCoO 2) ), Spinel type lithium manganate composite oxide (LiMn 2 O 4 ), lithium manganate composite oxide (LiMnO 2 ), lithium nickelate composite oxide (LiNiO 2 ), lithium niobate composite oxide (LiNbO 2 ), ferrate lithium composite oxide (LiFeO 2), magnesium lithium composite oxide (LiMgO 2), lithium composite oxide of calcium acid (LiCaO 2), cuprate lithium composite oxide (LiCuO 2), lithium zincate complex oxide (LiZnO 2 ), lithium molybdate Complex oxide (LiMoO 2 ), lithium tantalate complex oxide (LiTaO 2 ), lithium tungstate complex oxide (LiWO 2 ), lithium-nickel-cobalt-aluminum complex oxide (LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ), lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide (LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 ), Li-rich nickel-cobalt-manganese composite oxide (Li x Ni A Co n Mn c O 2 solid solution), nickel manganese oxide (LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4), manganese oxide (MnO 2 ), vanadium oxide, sulfur oxide, silicate oxide, etc. used. These positive electrode active materials can be used singly or in combination of two or more.

(負極活物質)
負極活物質としては、リチウムイオン二次電池で通常用いられる材料を用いることができる。例えば、Li、Na、C(例えば黒鉛等)、Mg、Al、Si、P、K、Ca、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、W、Pb、Bi、これらの元素を用いた合金、酸化物、カルコゲン化物、ハロゲン化物等を挙げることができる。これら負極活物質は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
(Negative electrode active material)
As a negative electrode active material, the material normally used with a lithium ion secondary battery can be used. For example, Li, Na, C (eg, graphite), Mg, Al, Si, P, K, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Y , Zr, Nb, Mo, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, W, Pb, Bi, alloys using these elements, oxides, chalcogenides, halides, and the like. These negative electrode active materials can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

これらのなかでも、放電プラトーの領域が0〜1V(対リチウム電位)の範囲内に観測できる観点から、Li、C、Mg、Al、Si、Ti、Zn、Ge、Ag、Cu、In、Sn及びPbよりなる群から選ばれた少なくとも一種以上の元素(単体又は合金)、あるいはこれらの元素を用いた合金又は酸化物が好ましい。さらにエネルギー密度の観点から、元素としては、Al、Si、Zn、Ge、Ag、Sn等が好ましく、合金としては、Si−Al、Al−Zn、Si−Mg、Al−Ge、Si−Ge、Si−Ag、Zn−Sn、Ge−Ag、Ge−Sn、Ge−Sb、Ag−Sn、Ag−Ge、Sn−Sb等の各組み合わせ等が好ましく、酸化物としては、SiO、SnO、SnO、CuO、LiTi12等が好ましい。 Among these, Li, C, Mg, Al, Si, Ti, Zn, Ge, Ag, Cu, In, Sn, from the viewpoint that the region of the discharge plateau can be observed within the range of 0 to 1 V (vs. lithium potential). And at least one element selected from the group consisting of Pb and Pb, or an alloy or oxide using these elements is preferred. Further, from the viewpoint of energy density, the element is preferably Al, Si, Zn, Ge, Ag, Sn, or the like, and the alloy is Si—Al, Al—Zn, Si—Mg, Al—Ge, Si—Ge, Each combination of Si—Ag, Zn—Sn, Ge—Ag, Ge—Sn, Ge—Sb, Ag—Sn, Ag—Ge, Sn—Sb, etc. is preferable, and examples of the oxide include SiO, SnO, and SnO 2. CuO, Li 4 Ti 5 O 12 and the like are preferable.

このうち、Si系材料(Siを含む材料)を用いることで、エネルギー密度だけでなく、高率放電特性を向上させることができるので、より好ましい。   Among these, it is more preferable to use a Si-based material (a material containing Si) because not only energy density but also high rate discharge characteristics can be improved.

なお、これらのリチウムを可逆的に吸蔵・放出することが可能な材料は、2種以上使用しても何ら問題ない。   In addition, even if it uses 2 or more types of materials which can occlude / release these lithium reversibly, there is no problem.

(導電助剤)
導電助剤は、導電性を有していれば、特に限定されることはない。例えば、金属、炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどの粉末が例示でき、このうち、電子導電性とリチウムとの安定性の観点から、球状、繊維状、針状、塊状などの炭素粉末が好ましい。球状の炭素粉末としては、アセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラック(KB)、黒鉛、サーマルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、チャンネルブラック、ローラーブラック、ディスクブラック、ソフトカーボン、ハードカーボン、グラフェン、アモルファスカーボンなどが挙げられる。繊維状の炭素粉末としては、カーボンナノチューブ(CNT)、カーボンナノファイバー(例えば、登録商標であるVGCFという名称の気相成長炭素繊維)、等が挙げられる。これらは一種単独で用いてもよいし、または二種以上を併用してもよい。
(Conductive aid)
A conductive support agent will not be specifically limited if it has electroconductivity. For example, powders such as metal, carbon, conductive polymer, and conductive glass can be exemplified. Of these, from the viewpoint of electronic conductivity and lithium stability, carbon powders such as spheres, fibers, needles, and blocks are used. Is preferred. Spherical carbon powders include acetylene black (AB), ketjen black (KB), graphite, thermal black, furnace black, lamp black, channel black, roller black, disk black, soft carbon, hard carbon, graphene, amorphous carbon Etc. Examples of the fibrous carbon powder include carbon nanotubes (CNT), carbon nanofibers (for example, vapor-grown carbon fiber named VGCF which is a registered trademark), and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.

炭素粉末の中でも、カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブを使用することが好ましく、カーボンナノファイバーである気相成長炭素繊維がより好ましい。カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブは、繊維状であることから、構造上、一個の炭素粉末に対して二個以上の活物質との接触が可能であり、電極内でより効率的な導電ネットワークを形成することができるため、電極の出力特性が向上し得る。   Among carbon powders, it is preferable to use carbon nanofibers or carbon nanotubes, and vapor grown carbon fibers that are carbon nanofibers are more preferable. Since carbon nanofibers or carbon nanotubes are in the form of fibers, structurally, one carbon powder can contact two or more active materials, forming a more efficient conductive network within the electrode. Therefore, the output characteristics of the electrode can be improved.

(合剤の調製)
少なくとも活物質、導電助剤、結着剤、及び消泡剤を混合することにより、電極用合剤が得られる。これらの混合に際しては、さらに媒質を加えることが好ましい。媒質としては、例えば水又は公知の溶剤(有機溶剤)を用いることができる。例えば、活物質に、導電助剤、結着剤、消泡剤、水(媒質)を加えて混合し、ペースト状のスラリーである電極用合剤を得ることができる。この場合、結着剤は、あらかじめ水に溶かして用いてもよいし、活物質と結着剤の粉末をあらかじめ混合し、その後に水を加え混合してもよい。
(Preparation of mixture)
By mixing at least an active material, a conductive additive, a binder, and an antifoaming agent, an electrode mixture can be obtained. In mixing these, it is preferable to further add a medium. As the medium, for example, water or a known solvent (organic solvent) can be used. For example, a conductive additive, a binder, an antifoaming agent, and water (medium) are added to the active material and mixed to obtain an electrode mixture that is a paste slurry. In this case, the binder may be dissolved in water in advance, or the active material and the binder powder may be mixed in advance, and then water may be added and mixed.

活物質の使用量についは、特に限定的ではないが、例えば、活物質、導電助剤および結着剤の合計質量に対して、50〜99.4質量%程度が好ましく、70〜99質量%程度がより好ましく、85〜98質量%程度がさらに好ましい。   The amount of the active material used is not particularly limited, but is preferably about 50 to 99.4% by mass, for example, 70 to 99% by mass with respect to the total mass of the active material, the conductive additive, and the binder. More preferably, the degree is more preferably about 85 to 98% by mass.

導電助剤の使用量については、特に限定的ではないが、例えば、活物質、導電助剤および結着剤の合計質量に対して、0.1〜20質量%程度が好ましく、0.5〜10質量%程度がより好ましく、2〜5質量%程度がさらに好ましい。導電助剤の使用量が0.1質量%未満であると、電極の導電性を十分に向上させることができないので好ましくない。導電助剤の使用量が20質量%を超えると、活物質の割合が相対的に減少するため電池の充放電時に高容量が得られにくいこと、活物質と比較して小さいため表面積が大きくなり使用する結着剤の量が増えること、また水を加えて混合する場合にはカーボンが水を弾くため均一分散することが難しいため活物質の凝集を招くこと、などの点で好ましくない。   About the usage-amount of a conductive support agent, although it is not specifically limited, For example, about 0.1-20 mass% is preferable with respect to the total mass of an active material, a conductive support agent, and a binder, 0.5- About 10 mass% is more preferable, and about 2-5 mass% is further more preferable. If the amount of the conductive aid used is less than 0.1% by mass, it is not preferable because the conductivity of the electrode cannot be sufficiently improved. If the amount of the conductive aid used exceeds 20% by mass, the active material ratio is relatively reduced, so that it is difficult to obtain a high capacity during charging / discharging of the battery, and the surface area increases because it is smaller than the active material. When the amount of the binder to be used is increased and mixing is performed by adding water, it is difficult to uniformly disperse the carbon because it repels water, which causes the aggregation of the active material.

導電助剤として繊維状の炭素であるカーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブを使用する場合、その使用量については、特に限定的ではないが、例えば、導電助剤全体の5〜100質量%が好ましく、30〜100質量%がより好ましい。カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブの使用量が5質量%未満では電極活物質と集電体の間に十分な導電経路が確保されず、特に高速充放電において十分な導電経路を形成することができない点から好ましくない。   When carbon nanofibers or carbon nanotubes, which are fibrous carbon, are used as the conductive aid, the amount used is not particularly limited, but for example, 5 to 100% by mass of the total conductive aid is preferable, and 30 -100 mass% is more preferable. When the amount of carbon nanofibers or carbon nanotubes used is less than 5% by mass, a sufficient conductive path is not ensured between the electrode active material and the current collector, and a sufficient conductive path cannot be formed particularly in high-speed charge / discharge. Is not preferable.

また、結着剤の使用量についても、特に限定的ではないが、例えば、活物質、導電助剤及び結着剤の合計質量に対して、0.5質量%以上30質量%以下であることが好ましく、2質量%以上20質量%以下であることがより好ましく、3質量%以上12質量%以下であることが更に好ましい。これは、結着剤が多すぎると活物質の割合が相対的に減少するため、電池の充放電時に高容量が得られにくく、逆に少なすぎると結着力が充分でないため、サイクル寿命特性が低下してしまう。   Further, the amount of the binder used is not particularly limited. For example, the amount used is 0.5% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the total mass of the active material, the conductive additive, and the binder. It is preferable that it is 2 mass% or more and 20 mass% or less, More preferably, it is 3 mass% or more and 12 mass% or less. This is because when the amount of the binder is too large, the proportion of the active material is relatively reduced, so that it is difficult to obtain a high capacity during charging / discharging of the battery. On the other hand, when the amount is too small, the binding force is not sufficient. It will decline.

消泡剤の使用量については、使用する消泡剤の種類などにもよるが、電極用活物質、導電助剤、結着剤及び消泡剤の合計質量に対し0.001質量%以上1質量%以下である。消泡剤の使用量が0.001質量%未満であれば、消泡効果が少なく泡が消えないため好ましくなく、消泡剤の使用量が1質量%を超えると、消泡効果はあるが、電極の結着強度の低下などから、電池動作に影響がでると考えられるため好ましくない。   About the usage-amount of an antifoamer, although based also on the kind of antifoamer to be used, etc., 0.001 mass% or more 1 with respect to the total mass of an active material for electrodes, a conductive support agent, a binder, and an antifoamer It is below mass%. If the use amount of the antifoaming agent is less than 0.001% by mass, the defoaming effect is small and the foam does not disappear, which is not preferable. If the use amount of the antifoaming agent exceeds 1% by mass, there is an antifoaming effect. This is not preferable because it is considered that the battery operation is affected by a decrease in the binding strength of the electrode.

媒質を加えて混合する場合、使用する媒質の量については、特に限定的ではないが、例えば、活物質、導電助剤および結着剤の合計質量に対して、40〜900質量%程度が好ましい。特に媒質が水の場合、水の量が40質量%未満であると、作製したスラリーの粘度が高くなるため、活物質、導電助剤、結着剤がそれぞれ均一分散できなくなるため好ましくない。また、水の量が900質量%を超えると、水の割合が多すぎてカーボン系の導電助剤を用いる場合カーボンが水を弾くため、均一分散することが難しく、活物質の凝集を招く可能性が高くなるため好ましくない。   When the medium is added and mixed, the amount of the medium to be used is not particularly limited, but for example, about 40 to 900% by mass is preferable with respect to the total mass of the active material, the conductive additive and the binder. . In particular, when the medium is water, it is not preferable that the amount of water is less than 40% by mass because the viscosity of the prepared slurry becomes high, and the active material, conductive additive, and binder cannot be uniformly dispersed. Also, if the amount of water exceeds 900% by mass, the proportion of water is too high, and when carbon-based conductive assistants are used, carbon repels water, making it difficult to uniformly disperse and possibly causing active material aggregation. This is not preferable because the property is increased.

なお、活物質が、炭素被覆が行われているような粉末である場合、或いは、カーボン系の導電助剤を用いる場合は、水系スラリーの合剤を作製する際、カーボンが水を弾くため、均一分散することが難しく、活物質の凝集を招く可能性が高くなる傾向ある。その場合は、スラリーに界面活性剤を添加することで、解決することができる。   In addition, when the active material is a powder that is coated with carbon, or when a carbon-based conductive additive is used, the carbon repels water when preparing a mixture of an aqueous slurry. It is difficult to uniformly disperse, and the possibility of causing aggregation of the active material tends to increase. In that case, it can be solved by adding a surfactant to the slurry.

その際の界面活性剤はサポニンやリン脂質、ペプチド、オクチルグルコシド、ドデシル硫酸ナトリウム、ポリオキシレンソルビタンモノラウラート、ポリオキシレンソルビタンモノオレエート、アルキルアリルポリオキシエチレンエーテル、ポリソルベート、デオキシコレート、トリトンなどが有効で、合剤全量に対して0.01〜0.1質量%程度を添加すればよい。   Surfactants at that time include saponins, phospholipids, peptides, octyl glucoside, sodium dodecyl sulfate, polyoxylen sorbitan monolaurate, polyoxylen sorbitan monooleate, alkylallyl polyoxyethylene ether, polysorbate, deoxycholate, triton, etc. What is necessary is just to add about 0.01-0.1 mass% with respect to the mixture whole quantity.

その他、増粘剤、防腐剤などを任意の量、添加してもよい。   In addition, any amount of thickener, preservative, etc. may be added.

<電極>
電極は、本技術分野で使用される手法を用いて作製することができる。例えば、上記の非水電解質二次電池電極用合剤を、集電体上に備えさせることにより、作製することができる。より具体的には、例えば当該電極用合剤を集電体上に塗布(及び必要に応じて乾燥)させることにより作製することができる。さらに、プレス機(例えばロールプレス機)により、合剤の塗膜を集電体に密着接合させてもよい。この場合、当該電極は、集電体上に当該合剤層(当該合剤を含む層)を備える、ということもできる。また、当該合剤層が塗膜である場合には、当該合剤塗膜を備える、ということもできる。
<Electrode>
The electrode can be produced using a technique used in this technical field. For example, it can be produced by providing the above-mentioned mixture for non-aqueous electrolyte secondary battery electrodes on a current collector. More specifically, for example, the electrode mixture can be produced by coating (and drying if necessary) on the current collector. Furthermore, the coating film of the mixture may be tightly bonded to the current collector by a press machine (for example, a roll press machine). In this case, it can also be said that the electrode includes the mixture layer (a layer containing the mixture) on the current collector. Moreover, when the said mixture layer is a coating film, it can also be said that the said mixture coating film is provided.

なお、特に限定はされないが、当該合剤層における活物質量は、5〜20mg/cm程度が好ましい。また、当該合剤層の密度は、1〜3g/cm程度が好ましい。 In addition, although it does not specifically limit, About 5-20 mg / cm < 2 > is preferable about the amount of active materials in the said mixture layer. Moreover, the density of the mixture layer is preferably about 1 to 3 g / cm 3 .

正極の集電体は、電子伝導性を有し、保持した正極材料に通電し得る材料であれば特に
限定されない。例えば、C、Ti、Cr、Mo、Ru、Rh、Ta、W、Os、Ir、Pt、Au、Al等の導電性物質、これら導電性物質の二種類以上を含有する合金( 例えば、ステンレス鋼)を使用し得る。電気伝導性が高く、電解液中の安定性と耐酸化性がよい観点から、集電体としてはC、Al、ステンレス鋼等が好ましく、さらに材料コストの観点からAlが好ましい。
The current collector of the positive electrode is not particularly limited as long as it is a material that has electronic conductivity and can conduct electricity to the held positive electrode material. For example, conductive materials such as C, Ti, Cr, Mo, Ru, Rh, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au, and Al, and alloys containing two or more of these conductive materials (for example, stainless steel ) Can be used. From the viewpoint of high electrical conductivity and good stability in the electrolyte and oxidation resistance, the current collector is preferably C, Al, stainless steel or the like, and more preferably Al from the viewpoint of material cost.

集電体の形状には、特に制約はないが、箔状基材、三次元基材などを用いることができ
る。なかでも、三次元基材(発泡メタル、メッシュ、織布、不織布、エキスパンド等)を用いると、集電体との密着性に欠けるようなバインダーであっても高い容量密度の電極が得られる。加えて、電池の高率充放電特性も良好になる。
Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of an electrical power collector, A foil-like base material, a three-dimensional base material, etc. can be used. In particular, when a three-dimensional base material (foamed metal, mesh, woven fabric, non-woven fabric, expanded, etc.) is used, an electrode with a high capacity density can be obtained even with a binder that lacks adhesion to the current collector. In addition, the high rate charge / discharge characteristics of the battery are also improved.

負極の集電体は、電子伝導性を有し、保持した負極材料に通電し得る材料であれば特に限定されない。例えば、C、Cu、Ni、Fe、V、Nb、Ti、Cr、Mo、Ru、Rh、Ta、W、Os、Ir、Pt、Au、AI等の導電性物質、これら導電性物質の二種類以上を含有する合金(例えば、ステンレス鋼)等を使用し得る。あるいは、FeにCuをめっきしたもの等であってもよい。電気伝導性が高く、電解液中の安定性と耐酸化性がよい観点から、集電体としては。Cu、Ni、ステンレス鋼等が好ましく、さらに材料コストの観点からCu、Niが好ましい。   The current collector of the negative electrode is not particularly limited as long as it is a material that has electronic conductivity and can conduct electricity to the held negative electrode material. For example, conductive materials such as C, Cu, Ni, Fe, V, Nb, Ti, Cr, Mo, Ru, Rh, Ta, W, Os, Ir, Pt, Au, AI, and two kinds of these conductive materials An alloy containing the above (for example, stainless steel) or the like can be used. Or what plated Cu to Fe etc. may be sufficient. As a current collector from the viewpoint of high electrical conductivity, good stability in the electrolyte and good oxidation resistance. Cu, Ni, stainless steel and the like are preferable, and Cu and Ni are more preferable from the viewpoint of material cost.

集電体の形状には、特に制約はないが、箔状基材、三次元基材などを用いることができる。なかでも、三次元基材(発泡メタル、メッシュ、織布、不織布、エキスバンド基材等)を用いると、集電体との密着性に欠けるような結着剤であっても高い容量密度の電極が得られる。加えて、電池の高率充放電特性も良好になる。   Although there is no restriction | limiting in particular in the shape of an electrical power collector, A foil-like base material, a three-dimensional base material, etc. can be used. In particular, when a three-dimensional base material (foamed metal, mesh, woven fabric, non-woven fabric, expanded base material, etc.) is used, even a binder that lacks adhesion to the current collector has a high capacity density. An electrode is obtained. In addition, the high rate charge / discharge characteristics of the battery are also improved.

<電池>
本実施形態の非水電解質二次電池用電極(正極及び/又は負極)を用い、非水電解質二次電池を製造することができる。この非水電解質二次電池用電極(正極及び/又は負極)を備えた非水電解質二次電池も、本発明に包含される(すなわち、本発明の一実施形態である)。
<Battery>
A nonaqueous electrolyte secondary battery can be produced using the nonaqueous electrolyte secondary battery electrode (positive electrode and / or negative electrode) of the present embodiment. A non-aqueous electrolyte secondary battery provided with this non-aqueous electrolyte secondary battery electrode (positive electrode and / or negative electrode) is also included in the present invention (that is, an embodiment of the present invention).

本実施形態の非水電解質二次電池のなかでもリチウムイオン二次電池は、リチウムイオンを含有する必要があることから、電解質塩としてはリチウム塩が好ましい。このリチウム塩としては特に制限されないが、具体例としては、ヘキサフルオロリン酸リチウム、過塩素酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、トリフルオロメタンスルホン酸イミドリチウムなどを挙げることができる。これらのリチウム塩は、1種単独又は2種以上混合して用いることができる。上記のリチウム塩は、電気的陰性度が高くイオン化しやすいことから、充放電サイクル特性に優れ、二次電池の充放電容量を向上させることができる。   Among the nonaqueous electrolyte secondary batteries of the present embodiment, the lithium ion secondary battery needs to contain lithium ions, and therefore, the electrolyte salt is preferably a lithium salt. The lithium salt is not particularly limited, and specific examples include lithium hexafluorophosphate, lithium perchlorate, lithium tetrafluoroborate, lithium trifluoromethanesulfonate, and lithium trifluoromethanesulfonate. . These lithium salts can be used singly or in combination of two or more. Since the above lithium salt has high electronegativity and is easily ionized, it has excellent charge / discharge cycle characteristics and can improve the charge / discharge capacity of the secondary battery.

上記電解質の溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン等を用いることができ、これらの溶媒を一種単独又は2種以上混合して用いることができる。特に、プロピレンカーボネート単体、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物、又はγ−ブチロラクトン単体が好適である。なお、上記エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物の混合比は、一方の成分が10体積%以上90体積%以下となる範囲で任意に調整することができる。   Examples of the solvent for the electrolyte include propylene carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and γ-butyrolactone, and these solvents can be used alone or in combination of two or more. In particular, propylene carbonate alone, a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate, or γ-butyrolactone alone is suitable. In addition, the mixing ratio of the mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate can be arbitrarily adjusted in a range where one component is 10% by volume or more and 90% by volume or less.

また、本実施形態のリチウムイオン二次電池の電解質は、固体電解質やイオン性液体であっても構わない。   Moreover, the electrolyte of the lithium ion secondary battery of this embodiment may be a solid electrolyte or an ionic liquid.

上述の構造のリチウムイオン二次電池によれば、寿命特性に優れるリチウムイオン二次電池として機能することができる。   According to the lithium ion secondary battery having the above-described structure, it can function as a lithium ion secondary battery having excellent life characteristics.

リチウムイオン二次電池の構造としては、特に限定されないが、積層式電池、捲回式電池などの既存の電池形態・構造に適用できる。   Although it does not specifically limit as a structure of a lithium ion secondary battery, It can apply to the existing battery forms and structures, such as a laminated type battery and a wound type battery.

<電気機器>
本実施形態の非水電解質二次電池(特に、本実施形態の負極を具備した非水電解質二次電池)は、寿命特性に優れており、様々な電気機器(電気を使用する乗り物を含む)の電源として利用することができる。
<Electrical equipment>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of this embodiment (particularly, the non-aqueous electrolyte secondary battery provided with the negative electrode of this embodiment) has excellent life characteristics, and various electrical devices (including vehicles that use electricity). Can be used as a power source.

電気機器としては、例えば、ポータブルテレビ、ノートパソコン、タブレット、スマートフォン、パソコンキーボード、パソコン用ディスプレイ、デスクトップ型パソコン、CRTモニター、パソコンラック、プリンター、一体型パソコン、ウェアラブルコンピュータ、ワープロ、マウス、ハードディスク、パソコン周辺機器、アイロン、冷房機器、冷蔵庫、温風ヒーター、ホットカーペット、衣類乾燥機、布団乾燥機、加湿器、除湿器、ウインドウファン、送風機、換気扇、洗浄機能付便座、カーナビ、懐中電灯、照明器具、携帯カラオケ機、マイク、空気清浄機、血圧計、コーヒーミル、コーヒーメーカー、こたつ、携帯電話、ゲーム機、音楽レコーダー、音楽プレーヤー、ディスクチェンジャー、ラジオ、シェーバー、ジューサー、シュレッダー、浄水器、食器乾燥機、カーコンポ、ステレオ、スピーカー、ヘッドホン、トランシーバー、ズボンプレッサー、掃除機、体脂肪計、体重計、ヘルスメーター、ムービープレーヤー、電気釜、電気かみそり、電気スタンド、電気ポット、電子ゲーム機、携帯ゲーム機、電子辞書、電子手帳、電磁調理器、電卓、電動カート、電動車椅子、電動工具、電動歯ブラシ、あんか、散髪器具、電話機、時計、インターホン、電撃殺虫器、ホットプレート、トースター、ドライヤー、電動ドリル、給湯器、パネルヒーター、粉砕機、はんだごて、ビデオカメラ、ファクシミリ、フードプロセッサー、マッサージ機、豆電球、ミキサー、ミシン、もちつき機、リモコン、冷水器、冷風器、泡だて器、電子楽器、オートバイ、おもちゃ類、芝刈り機、うき、自転車、自動車、ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車、鉄道、船、飛行機、非常用蓄電池などが挙げられる。   Examples of electrical equipment include portable TVs, notebook computers, tablets, smartphones, computer keyboards, computer displays, desktop computers, CRT monitors, computer racks, printers, integrated computers, wearable computers, word processors, mice, hard disks, computers Peripheral equipment, iron, cooling equipment, refrigerator, hot air heater, hot carpet, clothes dryer, futon dryer, humidifier, dehumidifier, window fan, blower, ventilation fan, toilet seat with cleaning function, car navigation system, flashlight, lighting equipment , Portable karaoke machine, microphone, air purifier, blood pressure monitor, coffee mill, coffee maker, kotatsu, mobile phone, game machine, music recorder, music player, disc changer, radio, shaver, juicer, shi Redder, water purifier, dish dryer, car component, stereo, speaker, headphones, walkie-talkie, trouser press, vacuum cleaner, body fat scale, weight scale, health meter, movie player, electric kettle, electric shaver, table lamp, electric kettle, Electronic game machines, portable game machines, electronic dictionaries, electronic notebooks, electromagnetic cookers, calculators, electric carts, electric wheelchairs, electric tools, electric toothbrushes, bean jam, haircut devices, telephones, clocks, intercoms, electric shock insecticides, hot plates , Toaster, dryer, electric drill, water heater, panel heater, pulverizer, soldering iron, video camera, facsimile, food processor, massage machine, miniature light bulb, mixer, sewing machine, mochi machine, remote control, water heater, air cooler, Bubbler, electronic musical instrument, motorcycle, toys, lawn mower , Float, bicycle, motor vehicles, hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, electric vehicles, rail, ship, airplane, such as an emergency storage battery, and the like.

以下、実施例により本実施形態を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Hereinafter, the present embodiment will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to these examples.

<結着剤の作製>
(製造例1)ビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体の合成
撹拌機、温度計、Nガス導入管、還流冷却機および滴下ロートを備えた容量2Lの反応槽に、水768g、無水硫酸ナトリウム12gを仕込み、N2ガスを吹き込んで系内を脱酸素した。続いて部分ケン化ポリビニルアルコール(ケン化度88%)1g、ラウリルパーオキシド1gを仕込み内温60℃まで昇温した後、アクリル酸メチル104g(1.209mol)および酢酸ビニル155g(1.802mol)の単量体を滴下ロートにより4時間かけて適下した後、内温65℃で2時間保持し反応を完結させた(用いたアクリル酸メチルと酢酸ビニルのモル比は約6:4)。その後、固形分を濾別することにより酢酸ビニル/アクリル酸メチル共重合体288g(10.4%含水)を得た。得られた重合体をDMFに溶解させた後メンブレンフィルター(ADVANTEC社製:孔径0.45μm)にてろ過を実施、GFCカラム(Shodex社製OHpak)を備えた分子量測定装置(ウォーターズ社製2695、RI検出器2414)により求めた数平均分子量は18.8万であった。
<Preparation of binder>
(Production Example 1) Synthesis of vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer In a reaction tank having a capacity of 2 L equipped with a stirrer, thermometer, N 2 gas introduction pipe, reflux condenser, and dropping funnel, 768 g of water Then, 12 g of anhydrous sodium sulfate was charged, and N2 gas was blown to deoxygenate the system. Subsequently, 1 g of partially saponified polyvinyl alcohol (saponification degree 88%) and 1 g of lauryl peroxide were charged and the temperature was raised to 60 ° C., followed by methyl acrylate 104 g (1.209 mol) and vinyl acetate 155 g (1.802 mol). The monomer was appropriately reduced with a dropping funnel over 4 hours, and was then held at an internal temperature of 65 ° C. for 2 hours to complete the reaction (the molar ratio of methyl acrylate and vinyl acetate used was about 6: 4). Then, 288 g (containing 10.4% water) of vinyl acetate / methyl acrylate copolymer was obtained by filtering the solid content. After the obtained polymer was dissolved in DMF, filtration was performed with a membrane filter (ADVANTEC: pore size 0.45 μm), and a molecular weight measurement apparatus (Waters 2695, manufactured by Shodex) was equipped with a GFC column (Shodex OHpak). The number average molecular weight determined by the RI detector 2414) was 188,000.

(製造例2)ビニルエステル/エチレン性不飽和カルボン酸エステル共重合体ケン化物の合成
上記同様の反応槽に、メタノール450g、水420g、水酸化ナトリウム132g(3.3mol)および製造例1で得られた含水共重合体288g(10.4%含水)を仕込み、撹拌下で30℃、3時間ケン化反応を行った。ケン化反応終了後、得られた共重合体ケン化物をメタノールで洗浄、濾過し、70℃で6時間乾燥させ、酢酸ビニル/アクリル酸メチル共重合体ケン化物(ビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体)193gを得た。酢酸ビニル/アクリル酸メチル共重合体ケン化物(ビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体)の質量平均粒子径は180μmであった。なお、当該平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所社製SALD−7100)により測定し、得られた体積平均粒子径を質量平均粒子径に読み替えた値である。
(Production Example 2) Synthesis of vinyl ester / ethylenically unsaturated carboxylic acid ester copolymer saponified product In the same reaction vessel as described above, 450 g of methanol, 420 g of water, 132 g (3.3 mol) of sodium hydroxide and obtained in Production Example 1 288 g (10.4% water content) of the obtained water-containing copolymer was charged, and a saponification reaction was performed with stirring at 30 ° C. for 3 hours. After completion of the saponification reaction, the obtained copolymer saponified product was washed with methanol, filtered, dried at 70 ° C. for 6 hours, and saponified vinyl acetate / methyl acrylate copolymer (a mixture of vinyl alcohol and sodium acrylate). 193 g of a copolymer was obtained. The saponified vinyl acetate / methyl acrylate copolymer (copolymer of vinyl alcohol and sodium acrylate) had a mass average particle diameter of 180 μm. In addition, the said average particle diameter is the value which measured with the laser diffraction type particle size distribution measuring apparatus (SALD-7100 by Shimadzu Corporation Corp.), and read the obtained volume average particle diameter into the mass average particle diameter.

(製造例3)ビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体の粉砕
上記ビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体193gを、ジェットミル(日本ニューマチックエ業株式会社製LJ)により粉砕し、微粉末状のビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体173gを得た。得られた共重合体の粒子径をレーザー回折式粒度分布測定装置(株式会社島津製作所社製SALD−7100)により測定し、得られた体積平均粒子径を質量平均粒子径に読み替えた。質量平均粒子径は39μmであった。得られた共重合体の1質量%水溶液の粘度は1,630mPa・s、ビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムの共重合組成比はモル比で約6:4であった。
(Production Example 3) Grinding of Copolymer of Vinyl Alcohol and Sodium Acrylate 193 g of the above copolymer of vinyl alcohol and sodium acrylate was crushed by a jet mill (LJ manufactured by Nippon Pneumatic Engineering Co., Ltd.) A 173 g copolymer of finely powdered vinyl alcohol and sodium acrylate was obtained. The particle size of the obtained copolymer was measured with a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-7100, manufactured by Shimadzu Corporation), and the obtained volume average particle size was read as mass average particle size. The mass average particle diameter was 39 μm. The viscosity of a 1% by mass aqueous solution of the obtained copolymer was 1,630 mPa · s, and the copolymer composition ratio of vinyl alcohol and sodium acrylate was about 6: 4 in molar ratio.

<消泡効果試験>
(試験例1)
製造例3で得られたビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体1.0質量部、水20質量部、シリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.03質量部を混合して結着剤溶液を調製した。
<Defoaming effect test>
(Test Example 1)
1.0 part by mass of a copolymer of vinyl alcohol and sodium acrylate obtained in Production Example 3, 20 parts by mass of water, 0.03 part by mass of a silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) A binder solution was prepared by mixing.

(試験例2)
試験例1においてシリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.03質量部に代えて、シリコーン系消泡剤(KS506:信越化学工業株式会社製)0.225質量部を用いた以外は、試験例1と同様な操作にて結着剤溶液を作製した。
(Test Example 2)
In Test Example 1, 0.225 parts by mass of a silicone-based antifoaming agent (KS506: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used instead of 0.03 parts by mass of the silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.). A binder solution was prepared in the same manner as in Test Example 1 except that.

(試験例3)
試験例1においてシリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.03質量部に代えて、界面活性剤系消泡剤(BYK012:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.001質量部を用いた以外は、試験例1と同様な操作にて結着剤溶液を作製した。
(Test Example 3)
Instead of 0.03 part by mass of the silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) in Test Example 1, 0.001 part by mass of the surfactant-based antifoaming agent (BYK012: manufactured by Big Chemy Japan Co., Ltd.) A binder solution was prepared in the same manner as in Test Example 1 except that was used.

(試験例4)
試験例1において消泡剤を添加しない以外は、試験例1と同様な操作にて結着剤溶液を作製した。
(Test Example 4)
A binder solution was prepared in the same manner as in Test Example 1 except that no antifoaming agent was added in Test Example 1.

(1)結着剤溶液のあわ立ち試験
50mlのメスシリンダーに、試験例1〜4で作製した結着剤溶液を20ml入れ、窒素ガス(100ml/min)を吹き込み管より10min吹き込み、5min後の泡の体積を測定した。
(1) Bubbling test of binder solution 20 ml of the binder solution prepared in Test Examples 1 to 4 is put into a 50 ml graduated cylinder, nitrogen gas (100 ml / min) is blown into the blow tube for 10 minutes, and foam after 5 minutes. The volume of was measured.

評価結果を表1に示す。   The evaluation results are shown in Table 1.

Figure 2017142917
Figure 2017142917

当該結着剤溶液泡立ち試験より、消泡剤を入れた結着剤溶液にて、消泡効果が確認できた。またシリコーン系、及び界面活性剤系の消泡剤に消泡効果が有ることがわかった。 From the said binder solution foaming test, the defoaming effect was able to be confirmed with the binder solution containing the antifoamer. Moreover, it turned out that a silicone type and surfactant type antifoamer has an antifoaming effect.

<電極作製>
(実施例1)
正極用合剤の調製
正極活物質としてLiFePO(住友大阪セメント株式会社製)94質量部、結着剤として製造例3で得られたビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体4.0質量部、導電助剤としてカーボンナノチューブ(VGCF:昭和電工株式会社製)1.0質量部及びケッチェンブラック(ECP−300JD:ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製)1.0質量部、水120質量部、及びシリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.12質量部を混合してスラリー状の正極用合剤を調製した。
<Electrode production>
Example 1
Preparation of positive electrode mixture 94 parts by mass of LiFePO 4 (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd.) as a positive electrode active material, 4.0 mass of a copolymer of vinyl alcohol and sodium acrylate obtained in Production Example 3 as a binder Parts, carbon nanotubes (VGCF: Showa Denko Co., Ltd.) 1.0 parts by mass and Ketjen Black (ECP-300JD: Lion Specialty Chemicals Co., Ltd.) 1.0 parts by mass, water 120 parts by mass And 0.12 parts by mass of a silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) were mixed to prepare a slurry-like positive electrode mixture.

試験用正極の作製
厚さ20μmのアルミニウム箔上に前記合剤を塗布・乾燥後、ロールプレス機(大野ロール株式会社製)により、アルミニウム箔と塗膜とを密着接合させ、次に、加熱処理(減圧下、140℃ 、12時間)して、試験用正極を作製した。作製した電極における正極活物質の塗布量は、17.5mg/cm、塗膜の密度は、1.8g/cmであった。なお、活物質の塗布量は単位塗布面積あたりの塗布重量における活物質含有割合から算出し、塗膜の密度は{塗布重量/(塗布面積×塗膜厚み)}により算出した。以下も同様である。
Preparation of test positive electrode After coating and drying the above mixture on an aluminum foil having a thickness of 20 μm, the aluminum foil and the coating film are closely bonded to each other by a roll press machine (manufactured by Ono Roll Co., Ltd.), followed by heat treatment. (Under reduced pressure, 140 ° C., 12 hours) to prepare a test positive electrode. The applied amount of the positive electrode active material in the produced electrode was 17.5 mg / cm 2 , and the density of the coating film was 1.8 g / cm 3 . The coating amount of the active material was calculated from the active material content ratio in the coating weight per unit coating area, and the coating film density was calculated by {coating weight / (coating area × coating film thickness)}. The same applies to the following.

(実施例2)
実施例1においてシリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.12質量部に代えてシリコーン系消泡剤(KS506:信越化学工業株式会社製)0.90質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして試験用正極を作製、評価した。
(Example 2)
In Example 1, 0.90 parts by mass of a silicone-based antifoaming agent (KS506: manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) was used instead of 0.12 parts by mass of the silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.). Except for the above, a test positive electrode was produced and evaluated in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
実施例1においてシリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.12質量部に代えて界面活性剤系消泡剤(BYK012:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.0050質量部を用いた以外は、実施例1と同様にして試験用正極を作製、評価した。
(Example 3)
In Example 1, instead of 0.12 parts by mass of a silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.), 0.0050 parts by mass of a surfactant-based antifoaming agent (BYK012: manufactured by Big Chemy Japan Co., Ltd.) A test positive electrode was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that it was used.

(比較例1)
実施例1においてシリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)の使用量を2.0質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして試験用正極を作製、評価した。
(Comparative Example 1)
A test positive electrode was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the amount of the silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) was changed to 2.0 parts by mass in Example 1.

(比較例2)
実施例1において消泡剤を添加しないで正極用合剤を調製後、遠心脱泡を行なった以外は、実施例1と同様にして試験用正極を作製、評価した。
(Comparative Example 2)
A test positive electrode was prepared and evaluated in the same manner as in Example 1 except that a positive electrode mixture was prepared without adding an antifoaming agent and centrifugal defoaming was performed.

(実施例4)
負極用合剤の調製
負極活物質として人造黒鉛(MAG−D:日立化成工業株式会社製)97.5質量部、結着剤として製造例3で得られたビニルアルコールとアクリル酸ナトリウムとの共重合体2質量部、導電助剤としてアセチレンブラック(AB:デンカ株式会社製)0.50質量部、水82質量部、シリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)0.12質量部を混合してスラリー状の負極用合剤を調製した。
Example 4
Preparation of a negative electrode mixture 97.5 parts by mass of artificial graphite (MAG-D: manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) as a negative electrode active material, and a combination of vinyl alcohol and sodium acrylate obtained in Production Example 3 as a binder 2 parts by mass of polymer, 0.50 parts by mass of acetylene black (AB: Denka Co., Ltd.) as a conductive assistant, 82 parts by mass of water, 0.12 mass of silicone antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) Parts were mixed to prepare a slurry-like negative electrode mixture.

試験用負極の作製
厚さ10μmの銅箔上に前記合剤を塗布・乾燥後、ロールプレス機(大野ロール株式会社製)により、銅箔と塗膜とを密着接合させ、次に、加熱処理(減圧下、140℃、12時間)して、試験用負極を作製した。なお、作製した電極における負極活物質の塗布量は、8.0mg/cm、密度は、1.5g/cmであった。
Preparation of negative electrode for test After coating and drying the above mixture on a copper foil having a thickness of 10 μm, the copper foil and the coating film were closely bonded with a roll press machine (manufactured by Ono Roll Co., Ltd.), and then heat-treated. (Under reduced pressure at 140 ° C. for 12 hours) to prepare a test negative electrode. In addition, the application quantity of the negative electrode active material in the produced electrode was 8.0 mg / cm < 2 >, and the density was 1.5 g / cm < 3 >.

(比較例3)
実施例4においてシリコーン系消泡剤(BYK093:ビックケミー・ジャパン株式会社製)の使用量を2.0質量部に変更した以外は、実施例4と同様にして試験用負極を作製、評価した。
(Comparative Example 3)
A negative electrode for testing was prepared and evaluated in the same manner as in Example 4 except that the amount of the silicone-based antifoaming agent (BYK093: manufactured by Big Chemie Japan Co., Ltd.) was changed to 2.0 parts by mass in Example 4.

(比較例4)
実施例4において消泡剤を添加しないで負極用合剤を調製後、遠心脱泡を行なった以外は、実施例4と同様にして試験用負極を作製、評価した。
(Comparative Example 4)
A negative electrode for testing was prepared and evaluated in the same manner as in Example 4 except that a negative electrode mixture was prepared without adding an antifoaming agent and centrifugal defoaming was performed.

以上の実施例1から実施例4、比較例1から比較例4に係る正極及び負極を表2にまとめて示す。   The positive electrodes and negative electrodes according to Examples 1 to 4 and Comparative Examples 1 to 4 are summarized in Table 2.

Figure 2017142917
Figure 2017142917

<電池の作製>
(実施例5)
実施例1で得られた試験正極と、実施例4で得られた試験負極とを用い、セパレータとしてガラスフィルター(GA−100:アドバンテック社製)、電解液としてエチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)とを体積比1:1で混合した溶媒にLiPF6を1mol/Lの濃度で溶解し、電解液用添加剤ビニレンカーボネート(VC)を1質量%添加した溶液を具備したコインセル(CR2032)を作製した。
<Production of battery>
(Example 5)
Using the test positive electrode obtained in Example 1 and the test negative electrode obtained in Example 4, a glass filter (GA-100: manufactured by Advantech) as a separator, and ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate ( DEC) in a solvent mixed with a volume ratio of 1: 1, LiPF6 was dissolved at a concentration of 1 mol / L, and a coin cell (CR2032) including a solution in which 1% by mass of the additive vinylene carbonate (VC) for electrolyte was added. Produced.

(実施例6)
実施例5において、試験正極を比較例2で得られた正極に変更した以外は、実施例5と同様にしてコインセルを作製した。
(Example 6)
In Example 5, a coin cell was produced in the same manner as in Example 5 except that the test positive electrode was changed to the positive electrode obtained in Comparative Example 2.

(実施例7)
実施例5において、試験負極を比較例4で得られた負極に変更した以外は、実施例5と同様にしてコインセルを作製した。
(Example 7)
A coin cell was produced in the same manner as in Example 5 except that the test negative electrode was changed to the negative electrode obtained in Comparative Example 4 in Example 5.

(実施例8)
実施例7において試験正極を実施例2で得られた正極に変更した以外は、実施例7と同様にしてコインセルを作製した。
(Example 8)
A coin cell was produced in the same manner as in Example 7 except that the test positive electrode was changed to the positive electrode obtained in Example 2 in Example 7.

(実施例9)
実施例7において試験正極を実施例3で得られた正極に変更した以外は、実施例7と同様にしてコインセルを作製した。
Example 9
A coin cell was produced in the same manner as in Example 7 except that the test positive electrode was changed to the positive electrode obtained in Example 3 in Example 7.

(比較例5)
実施例5において試験正極を比較例1で得られた正極に変更し、試験負極を比較例3で得られた負極に変更した以外は、実施例5と同様にしてコインセルを作製した。
(Comparative Example 5)
A coin cell was prepared in the same manner as in Example 5 except that the test positive electrode was changed to the positive electrode obtained in Comparative Example 1 and the test negative electrode was changed to the negative electrode obtained in Comparative Example 3.

(比較例6)
実施例5において試験正極を比較例2で得られた正極に変更し、試験負極を比較例4で得られた負極に変更した以外は、実施例5と同様にしてコインセルを作製した。
(Comparative Example 6)
A coin cell was prepared in the same manner as in Example 5 except that the test positive electrode was changed to the positive electrode obtained in Comparative Example 2 and the test negative electrode was changed to the negative electrode obtained in Comparative Example 4.

作製した電極の組み合わせを以下の表3にまとめて示す。   The produced electrode combinations are summarized in Table 3 below.

Figure 2017142917
Figure 2017142917

(2)サイクル試験
実施例5から実施例9、及び比較例5、比較例6で作製したコインセルについて、30℃の環境下で0.1Cで10サイクルのエージング処理を行った。
(2) Cycle test The coin cells produced in Examples 5 to 9 and Comparative Examples 5 and 6 were subjected to 10 cycles of aging treatment at 0.1 C in an environment of 30 ° C.

その後、それぞれ30℃ 環境下でサイクル試験を行った。サイクル試験は、充電と放電の間に1分の休止時間を入れ、0.5C−0.5Cで充電−放電、との条件で行った。なお、カットオフ電位は、4.0−2.5Vに設定した。1サイクル後の放電容量を100%として、以下の式を用いて、100、500、1000サイクル時の容量維持率を算出した。   Thereafter, a cycle test was performed in an environment of 30 ° C., respectively. The cycle test was performed under the condition of charging and discharging at 0.5 C to 0.5 C with a rest time of 1 minute between charging and discharging. The cut-off potential was set to 4.0-2.5V. The discharge capacity after one cycle was set to 100%, and the capacity retention rate at 100, 500, and 1000 cycles was calculated using the following formula.

容量維持率(%)=(各サイクル時の放電容量×100)/1サイクル時の放電容量 Capacity retention rate (%) = (discharge capacity at each cycle × 100) / 1-cycle discharge capacity

評価結果を以下の表4にまとめて示す。 The evaluation results are summarized in Table 4 below.

Figure 2017142917
Figure 2017142917

サイクル試験の結果から、消泡剤を適量添加した実施例5から実施例9の電池は、消泡剤を添加していない比較例6の電池と比較し容量維持率は同等以上であり、消泡剤を適量添加した場合、電池動作への影響はないと考えられる。また、限定的な解釈を望むものではないが、消泡剤の添加により若干サイクル劣化を抑えることができたのは、合剤スラリー中の泡がなくなったことにより、電極の均一性が高まり、良好な導電パスが形成され、長期サイクルでの劣化が抑えられたものと推測される。消泡剤添加量が多い比較例5に関しては、劣化が激しく、100サイクル以前に動作しなくなった。この理由としては、限定的な解釈を望むものではないが、消泡剤の添加量が多いために、活物質と集電箔の結着性が低下し、サイクル中に活物質等が集電体より剥がれ、ついには動作しなくなったものと推測される。   From the results of the cycle test, the batteries of Examples 5 to 9 to which an appropriate amount of antifoaming agent was added had a capacity retention rate equal to or higher than that of the battery of Comparative Example 6 to which no antifoaming agent was added. When an appropriate amount of foaming agent is added, it is considered that there is no effect on battery operation. In addition, although not intended to be limited interpretation, it was possible to suppress the cycle deterioration slightly by the addition of the antifoaming agent, because the foam in the mixture slurry disappeared, the uniformity of the electrode increased, It is presumed that a good conductive path was formed and deterioration in a long-term cycle was suppressed. As for Comparative Example 5 having a large amount of antifoaming agent, the deterioration was severe and the device did not operate before 100 cycles. The reason for this is not intended to be a limited interpretation, but because the amount of antifoaming agent added is large, the binding between the active material and the current collector foil decreases, and the active material is collected during the cycle. It is presumed that it peeled off from the body and eventually stopped working.

また、正極及び負極の両方に本発明に包含される電極を具備した電池(実施例5の電池)は、遠心脱泡により脱泡して作製した電極を具備した電池(比較例6の電池)に比べ、用量維持率が著しく向上した。つまり、消泡剤を加えて脱泡して作製した電極は、消泡剤を加えずに脱泡して作製した電極よりも、電池の容量維持率の観点から電池作製に好適であることがわかった。   In addition, a battery including the electrode included in the present invention in both the positive electrode and the negative electrode (battery of Example 5) is a battery including an electrode prepared by defoaming by centrifugal defoaming (battery of Comparative Example 6). Compared with, the dose maintenance rate was significantly improved. In other words, an electrode produced by adding a defoaming agent and defoaming may be more suitable for battery production from the viewpoint of battery capacity retention than an electrode produced by defoaming without adding an antifoaming agent. all right.

Claims (7)

電極用活物質と、導電助剤と、結着剤と、消泡剤とを含有し、
前記結着剤は、ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との共重合体を含んでおり、
前記消泡剤の含有割合は、前記電極用活物質、前記導電助剤、前記結着剤及び前記消泡剤の合計質量に対し0.001質量%以上1質量%以下である、
非水電解質二次電池電極用合剤。
Contains an active material for electrodes, a conductive additive, a binder, and an antifoaming agent,
The binder includes a copolymer of vinyl alcohol and an alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid,
The content of the antifoaming agent is 0.001% by mass or more and 1% by mass or less based on the total mass of the electrode active material, the conductive additive, the binder, and the antifoaming agent.
Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture.
前記消泡剤は、シリコーン系消泡剤及び界面活性剤系消泡剤からなる群より選ばれた少なくとも1種である請求項1記載の非水電解質二次電池電極用合剤。   2. The nonaqueous electrolyte secondary battery electrode mixture according to claim 1, wherein the antifoaming agent is at least one selected from the group consisting of a silicone antifoaming agent and a surfactant antifoaming agent. ビニルアルコールとエチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物との前記共重合体において、共重合組成比がモル比で95:5〜5:95である、請求項1または2に記載の非水電解質二次電池電極用合剤。   3. The non-aqueous solution according to claim 1, wherein in the copolymer of vinyl alcohol and the alkali metal neutralized ethylenically unsaturated carboxylic acid, the copolymer composition ratio is 95: 5 to 5:95 in molar ratio. Electrolyte secondary battery electrode mixture. 前記エチレン性不飽和カルボン酸アルカリ金属中和物は、アクリル酸アルカリ金属中和物またはメタアクリル酸アルカリ金属中和物である、請求項1から3のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池電極用合剤。   The non-aqueous electrolyte 2 according to any one of claims 1 to 3, wherein the ethylenically unsaturated carboxylic acid alkali metal neutralized product is an alkali metal acrylate neutralized product or an alkali metal methacrylic acid alkali metal neutralized product. Secondary battery electrode mixture. 請求項1から4のいずれか1項に記載の非水電解質二次電池電極用合剤を集電体上に備えた、非水電解質二次電池用電極。   The electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries provided with the mixture for nonaqueous electrolyte secondary battery electrodes of any one of Claim 1 to 4 on the electrical power collector. 請求項5に記載の非水電解質二次電池用電極を備えた非水電解質二次電池。   A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 5. 請求項6に記載の非水電解質二次電池を備えた電気機器。   An electric device comprising the nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 6.
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