JP2017182989A - Positive electrode mixture slurry, positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Positive electrode mixture slurry, positive electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte secondary battery Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide: a novel and improved positive electrode mixture slurry which makes possible to suppress the occurrence of migration and therefore, to enhance the characteristics of a nonaqueous electrolyte secondary battery; a positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery; and a nonaqueous electrolyte secondary battery.SOLUTION: To solve the above problem, a positive electrode mixture slurry is provided according to an aspect of the present invention. The positive electrode mixture slurry comprises: a solvent; a composite positive electrode active material including a positive electrode active material and a first binder covering the surface of the positive electrode active material and insoluble in the solvent; a fibrous carbon material of 40 nm or less in average fiber diameter and 500 or more in average aspect ratio; and a second binder soluble in the solvent. In the positive electrode mixture slurry, the percentage of a mass of the first binder is 0.2-1.5 mass% to a total mass of the composite positive electrode active material; the percentage of a mass of the fibrous carbon material is 0.01-0.5 mass% to a total mass of all of solid contents; and the percentage of a mass of the second binder is 0.1-0.5 mass% to the total mass of all the solid contents; and b/a is 5.0 or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、正極合剤スラリー、非水電解質二次電池用正極、及び非水電解質二次電池に関する。   The present invention relates to a positive electrode mixture slurry, a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

近年、携帯電話、ノートパソコン(note PC)等の情報処理装置の小型化に伴い、これらの情報処理装置の電源として用いられる非水電解質二次電池のさらなる高エネルギー密度化が求められている。そして、非水電解質二次電池を高エネルギー密度化する手法として、正極活物質層の厚膜化が提案されている。   In recent years, with the miniaturization of information processing apparatuses such as mobile phones and notebook personal computers (note PCs), there has been a demand for higher energy density of nonaqueous electrolyte secondary batteries used as power sources for these information processing apparatuses. As a technique for increasing the energy density of the nonaqueous electrolyte secondary battery, it has been proposed to increase the thickness of the positive electrode active material layer.

ここで、正極活物質層は、概ね以下の工程で作製される。すなわち、正極集電体上に正極合剤スラリーを塗工することで集電体上に塗工層を形成する。ここで、正極合剤スラリーは、少なくとも、正極活物質、バインダ、及び溶媒を含む。次いで、塗工層を乾燥することで、塗工層から溶媒を除去する。以上の工程により、正極集電体上に正極活物質層を形成する。正極集電体及び正極活物質層によって非水電解質二次電池の正極が構成される。ここで、正極活物質層を厚膜化するためには、上述した塗工層を厚膜化する必要がある。   Here, the positive electrode active material layer is generally manufactured by the following steps. That is, the coating layer is formed on the current collector by coating the positive electrode mixture slurry on the positive electrode current collector. Here, the positive electrode mixture slurry includes at least a positive electrode active material, a binder, and a solvent. Next, the solvent is removed from the coating layer by drying the coating layer. Through the above steps, a positive electrode active material layer is formed on the positive electrode current collector. The positive electrode current collector and the positive electrode active material layer constitute the positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery. Here, in order to increase the thickness of the positive electrode active material layer, it is necessary to increase the thickness of the coating layer described above.

特許第5382120号Patent No. 5382120 特許第5733314号Japanese Patent No. 5733314

しかし、塗工層を厚膜化した場合、塗工層の乾燥時にバインダが塗工層の表面に移動するという現象、いわゆるマイグレーション(migration)が生じやすいという問題があった。そして、多くのバインダが塗工層の表面に移動すると、正極活物質層の表面にバインダが偏在することになる。正極活物質層の表面にバインダが偏在する場合、正極活物質層の柔軟性が低下する可能性があった。正極活物質層の柔軟性が低下した場合、巻回素子の作製時に正極集電体が破断する等の問題が生じうる。ここで、巻回素子は、正極、負極、及びセパレータを巻回した素子である。さらに、正極集電体と正極活物質層との界面のバインダ量が低下するため、これらの密着性も低下する可能性もあった。さらに、正極活物質層の表面のイオン透過性が低下し、高率放電特性及び容量維持率が低下する可能性もあった。なお、バインダのマイグレーションが発生した場合、これらの現象がすべて発生する場合もあるが、いずれかのみが発生する場合もある。   However, when the coating layer is thickened, there is a problem that a phenomenon that the binder moves to the surface of the coating layer when the coating layer is dried, that is, so-called migration is likely to occur. And when many binders move to the surface of the coating layer, the binder is unevenly distributed on the surface of the positive electrode active material layer. When the binder is unevenly distributed on the surface of the positive electrode active material layer, the flexibility of the positive electrode active material layer may be reduced. When the flexibility of the positive electrode active material layer is lowered, problems such as breakage of the positive electrode current collector may occur during the production of the winding element. Here, the winding element is an element in which a positive electrode, a negative electrode, and a separator are wound. Furthermore, since the amount of the binder at the interface between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer is reduced, there is a possibility that the adhesiveness thereof is also reduced. Further, the ion permeability on the surface of the positive electrode active material layer may be reduced, and the high rate discharge characteristics and the capacity retention rate may be reduced. When binder migration occurs, all of these phenomena may occur, but only one of them may occur.

上記の問題を解決する方法として、正極合剤スラリー中のバインダ量を減らすことが考えられる。しかし、単に正極合剤スラリー中のバインダ量を減らしただけでは、正極活物質間及び正極活物質−正極集電体間の結着力が不足するのみならず正極合剤スラリーの粘度が低下してしまう。そして、正極合剤スラリーの粘度が低下した場合、塗工層中で正極活物質が沈降しやすくなるという問題があった。そして、多くの正極活物質が沈降すると、正極活物質層の表面の正極活物質密度が低下することになる。正極活物質層の表面の正極活物質密度が低下した場合にも、高率放電特性及び容量維持率が低下する可能性があった。したがって、単に正極合剤スラリー中のバインダ量を減らしただけでは、マイグレーションの問題を何ら解決することができなかった。   As a method for solving the above problem, it is conceivable to reduce the amount of binder in the positive electrode mixture slurry. However, simply reducing the amount of binder in the positive electrode mixture slurry not only results in insufficient binding force between the positive electrode active materials and between the positive electrode active material and the positive electrode current collector, but also decreases the viscosity of the positive electrode mixture slurry. End up. When the viscosity of the positive electrode mixture slurry is lowered, there is a problem that the positive electrode active material is likely to settle in the coating layer. And when many positive electrode active materials settle, the positive electrode active material density of the surface of a positive electrode active material layer will fall. Even when the density of the positive electrode active material on the surface of the positive electrode active material layer is lowered, there is a possibility that the high rate discharge characteristics and the capacity retention rate are lowered. Therefore, simply reducing the amount of the binder in the positive electrode mixture slurry cannot solve the migration problem.

ところで、特許文献1、2には、正極活物質層のバインダに関する技術が開示されている。特許文献1に開示された技術では、正極活物質層のバインダとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)あるいはフッ化ビニリデンを含む共重合体を使用する。さらに、正極活物質層にフッ素ゴム粒子を含有させる。特許文献2に開示された技術では、テトラフルオロエチレン(TFE)及びプロピレン(P)を単量体として含むバインダを使用する。しかし、いずれの技術でも上記マイグレーションの問題を何ら解決することができなかった。   By the way, Patent Documents 1 and 2 disclose techniques relating to a binder of a positive electrode active material layer. In the technique disclosed in Patent Document 1, polyvinylidene fluoride (PVdF) or a copolymer containing vinylidene fluoride is used as a binder for the positive electrode active material layer. Furthermore, the positive electrode active material layer contains fluorine rubber particles. In the technique disclosed in Patent Document 2, a binder containing tetrafluoroethylene (TFE) and propylene (P) as monomers is used. However, none of the techniques can solve the migration problem.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、マイグレーションの発生を抑制し、ひいては、非水電解質二次電池の特性を向上させることが可能な、新規かつ改良された正極合剤スラリー、非水電解質二次電池用正極、及び非水電解質二次電池を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to suppress the occurrence of migration and thus improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery. An object of the present invention is to provide a novel and improved positive electrode mixture slurry, a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、溶媒と、正極活物質と、正極活物質の表面を覆い、溶媒に不溶な第1のバインダとを含む複合化正極活物質と、平均繊維径が40nm以下、平均アスペクト比が500以上である繊維状炭素材料と、溶媒に可溶な第2のバインダと、を含み、複合化正極活物質の総質量に対する第1のバインダの質量%は0.2〜1.5質量%であり、全固形分の総質量に対する繊維状炭素材料の質量%は0.01〜0.5質量%であり、全固形分の総質量に対する第2のバインダの質量%は0.1〜0.5質量%であり、正極活物質の比表面積をa(m/g)、複合化正極活物質の総質量に対する第1のバインダの質量%をb(質量%)とした場合、b/aは5.0以下となることを特徴とする、正極合剤スラリーが提供される。 In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a composite positive electrode active material comprising a solvent, a positive electrode active material, and a first binder that covers the surface of the positive electrode active material and is insoluble in the solvent; A fibrous carbon material having an average fiber diameter of 40 nm or less and an average aspect ratio of 500 or more, and a second binder soluble in a solvent, the first binder having a total mass of the composite positive electrode active material The mass% is 0.2 to 1.5 mass%, and the mass% of the fibrous carbon material with respect to the total mass of the total solid content is 0.01 to 0.5 mass%. 2% by mass of the binder is 0.1 to 0.5% by mass, the specific surface area of the positive electrode active material is a (m 2 / g), and the mass% of the first binder with respect to the total mass of the composite positive electrode active material. Is b (mass%), b / a is 5.0 or less. The positive electrode mixture slurry is provided.

上記のように、第2のバインダの質量%は、正極合剤スラリーの全固形分の総質量に対して0.1〜0.5質量%となる。したがって、正極合剤スラリー内の全バインダの大半は第1のバインダとなる。すなわち、本観点では、第1のバインダを主として使用し、第2のバインダは、第2のバインダがその機能(具体的には、正極合剤スラリーの粘度安定化剤としての機能、及び正極活物質層を正極集電体に結着させる機能)を発現するために必要最小限だけ使用する。そして、第1のバインダは、溶媒に不溶であり、かつ、正極活物質の表面に複合化されている。   As described above, the mass% of the second binder is 0.1 to 0.5 mass% with respect to the total mass of the total solid content of the positive electrode mixture slurry. Therefore, most of all the binders in the positive electrode mixture slurry become the first binder. That is, in this aspect, the first binder is mainly used, and the second binder functions as the second binder (specifically, the function as a viscosity stabilizer of the positive electrode mixture slurry, and the positive electrode active). It is used only to the minimum necessary to develop the function of binding the material layer to the positive electrode current collector. The first binder is insoluble in the solvent and is compounded on the surface of the positive electrode active material.

したがって、第1のバインダは、塗工層の乾燥時にマイグレーションしにくい。第2のバインダは、塗工層の乾燥時にマイグレーションする可能性があるが、第2のバインダの含有量自体が非常に低い。さらに、正極合剤スラリーは、粘度安定化剤として機能する繊維状炭素材料及び第2のバインダを含む。したがって、塗工層内で正極活物質が沈降しにくい。すなわち、正極活物質層内で正極活物質をより均一に分布させることができる。したがって、本観点によれば、マイグレーションの発生を抑制しつつ、正極活物質層を厚膜化することができる。さらに、正極活物質層内に正極活物質をより均一に分布させることができる。さらに、正極活物質層の柔軟性を確保することができるので、巻回時の正極集電体の破断等を抑制することができる。したがって、本観点によれば、非水電解質二次電池の特性、具体的には高率放電特性及び容量維持率を向上させることができる。   Therefore, the first binder is difficult to migrate when the coating layer is dried. The second binder may migrate when the coating layer is dried, but the content of the second binder itself is very low. Furthermore, the positive electrode mixture slurry includes a fibrous carbon material that functions as a viscosity stabilizer and a second binder. Therefore, the positive electrode active material is unlikely to settle in the coating layer. That is, the positive electrode active material can be more uniformly distributed in the positive electrode active material layer. Therefore, according to this aspect, it is possible to increase the thickness of the positive electrode active material layer while suppressing the occurrence of migration. Furthermore, the positive electrode active material can be more uniformly distributed in the positive electrode active material layer. Furthermore, since the flexibility of the positive electrode active material layer can be ensured, breakage of the positive electrode current collector during winding can be suppressed. Therefore, according to this aspect, it is possible to improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery, specifically, the high rate discharge characteristics and the capacity retention rate.

また、第1のバインダは、テトラフルオロエチレン(TFE)を含む共重合体であってもよい。   Further, the first binder may be a copolymer containing tetrafluoroethylene (TFE).

本観点によれば、非水電解質二次電池の特性をさらに向上させることが可能となる。   According to this aspect, it is possible to further improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

また、第1のバインダは、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体(P(TFE/P))、及びテトラフルオロエチレン成分を50mol%以上の割合で含むフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))からなる群から選択されるいずれか一種以上で構成されてもよい。   The first binder is a tetrafluoroethylene-propylene copolymer (P (TFE / P)) and a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P) containing a tetrafluoroethylene component in a proportion of 50 mol% or more. (VdF / TFE)) may be selected from any one or more selected from the group consisting of.

本観点によれば、非水電解質二次電池の特性をさらに向上させることが可能となる。   According to this aspect, it is possible to further improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

また、第2のバインダは、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、変性ポリフッ化ビニリデン、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(VdF/HFP))、テトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含むフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))、テトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含む変性フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/HFP/TFE))、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、水素化アクリロニトリルブタジエン共重合体(水素化NBR)、アクリレート−フッ化ビニリデン共重合体(P(Acrylate/VdF))、アクリレート−フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(Acrylate/VdF/HFP))、アクリレート−フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(Acrylate/VdF/TFE))、及びアクリレート−フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン(P(Acrylate/VdF/HFP/TFE))共重合体からなる群から選択されるいずれか1種以上で構成されてもよい。   The second binder is composed of polyvinylidene fluoride (PVdF), modified polyvinylidene fluoride, modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (VdF / HFP)), and a ratio of tetrafluoroethylene component of less than 50 mol%. Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE)) and a modified vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE) containing a tetrafluoroethylene component in a proportion of less than 50 mol%. )), Vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / HFP / TFE)), modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, hydrogenated acrylonitrile butadiene copolymer Combined (hydrogenated N R), acrylate-vinylidene fluoride copolymer (P (Acrylate / VdF)), acrylate-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (Acrylate / VdF / HFP)), acrylate-vinylidene fluoride-tetra Selected from the group consisting of a fluoroethylene copolymer (P (Acrylate / VdF / TFE)) and an acrylate-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene (P (Acrylate / VdF / HFP / TFE)) copolymer Any one or more of these may be used.

本観点によれば、非水電解質二次電池の特性をさらに向上させることが可能となる。   According to this aspect, it is possible to further improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

また、第2のバインダは、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(VdF/HFP))、及びテトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含む変性フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE)からなる群から選択されるいずれか1種以上で構成されてもよい。   In addition, the second binder is a modified fluorine containing polyvinylidene fluoride (PVdF), a modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (VdF / HFP)), and a tetrafluoroethylene component in a proportion of less than 50 mol%. It may be composed of any one or more selected from the group consisting of vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE)).

本観点によれば、第2のバインダが少量であっても、非水電解質二次電池の特性をさらに向上させることが可能となる。   According to this aspect, even if the amount of the second binder is small, it is possible to further improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

また、正極活物質は、リチウム含有遷移金属酸化物であってもよい。   The positive electrode active material may be a lithium-containing transition metal oxide.

本観点によれば、非水電解質二次電池の特性をさらに向上させることが可能となる。   According to this aspect, it is possible to further improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

また、溶媒は、N−メチルピロリドン(NMP)であってもよい。   The solvent may be N-methylpyrrolidone (NMP).

本観点によれば、非水電解質二次電池の特性をさらに向上させることが可能となる。   According to this aspect, it is possible to further improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

本発明の他の観点によれば、正極活物質と、正極合剤スラリーの溶媒に不溶な第1のバインダと、平均繊維径が40nm以下、平均アスペクト比が500以上である繊維状炭素材料と、正極合剤スラリーの溶媒に不溶な第2のバインダと、を含み、正極活物質及び第1のバインダの総質量に対する第1のバインダの質量%は0.2〜1.5質量%であり、全固形分の総質量に対する繊維状炭素材料の質量%は0.01〜0.5質量%であり、全固形分の総質量に対する第2のバインダの質量%は0.1〜0.5質量%であり、正極活物質の比表面積をa(m/g)、正極活物質及び第1のバインダの総質量に対する第1のバインダの質量%をb(質量%)とした場合、b/aは5.0以下となることを特徴とする、非水電解質二次電池用正極が提供される。 According to another aspect of the present invention, a positive electrode active material, a first binder insoluble in the solvent of the positive electrode mixture slurry, a fibrous carbon material having an average fiber diameter of 40 nm or less and an average aspect ratio of 500 or more, And a second binder insoluble in the solvent of the positive electrode mixture slurry, and the mass% of the first binder with respect to the total mass of the positive electrode active material and the first binder is 0.2 to 1.5 mass%. The mass% of the fibrous carbon material with respect to the total mass of the total solid content is 0.01 to 0.5 mass%, and the mass% of the second binder with respect to the total mass of the total solid content is 0.1 to 0.5. When the specific surface area of the positive electrode active material is a (m 2 / g), and the mass% of the first binder with respect to the total mass of the positive electrode active material and the first binder is b (mass%), b / A is 5.0 or less, for non-aqueous electrolyte secondary battery Poles are provided.

本観点の正極では、マイグレーションの発生が抑制されている。さらに、正極内には、正極活物質がより均一に分布している。さらに、正極の柔軟性は確保されている。したがって、この正極を用いた非水電解質二次電池の特性がさらに向上する。   In the positive electrode of this aspect, the occurrence of migration is suppressed. Furthermore, the positive electrode active material is more uniformly distributed in the positive electrode. Furthermore, the flexibility of the positive electrode is ensured. Therefore, the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery using this positive electrode are further improved.

本発明の他の観点によれば、上記の非水電解質二次電池用正極を含むことを特徴とする、非水電解質二次電池が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery.

本観点による非水電解質二次電池は、優れた特性を有する。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to this aspect has excellent characteristics.

以上説明したように本発明によれば、マイグレーションの発生を抑制し、ひいては、非水電解質二次電池の特性を向上させることが可能となる。   As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of migration and thus improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

本発明の実施形態に係る非水電解質二次電池の概略構成を示す平断面図である。It is a plane sectional view showing a schematic structure of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention. 複合化正極活物質の一例を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph which shows an example of a composite positive electrode active material. 第1のバインダで覆われていない正極活物質の一例を示す走査型電子顕微鏡(SEM)写真である。It is a scanning electron microscope (SEM) photograph which shows an example of the positive electrode active material not covered with the 1st binder.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

<1.正極合剤スラリーの構成>
まず、本実施形態に係る正極合剤スラリーの構成について説明する。正極合剤スラリーは、非水電解質二次電池の正極活物質層を作製するために使用される。正極合剤スラリーは、溶媒と、複合化正極活物質と、繊維状炭素材料と、第2のバインダとを含む。
<1. Structure of positive electrode mixture slurry>
First, the configuration of the positive electrode mixture slurry according to the present embodiment will be described. The positive electrode mixture slurry is used for producing a positive electrode active material layer of a nonaqueous electrolyte secondary battery. The positive electrode mixture slurry includes a solvent, a composite positive electrode active material, a fibrous carbon material, and a second binder.

(1−1.溶媒)
溶媒は、従来の正極合剤スラリーに使用される溶媒であればよく、例えばN−メチルピロリドンである。
(1-1. Solvent)
The solvent should just be a solvent used for the conventional positive mix slurry, for example, N-methylpyrrolidone.

(1−2.複合化正極活物質)
複合化正極活物質は、正極活物質と、正極活物質の表面を覆う第1のバインダとを含む。正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能な物質であれば特に限定されず、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物、硫化ニッケル、硫化銅、硫黄、酸化鉄、酸化バナジウム等が挙げられる。リチウム含有遷移金属酸化物の例としては、コバルト酸リチウム(LCO)、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム(以下、「NCA」と称する場合もある。)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(以下、「NCM」と称する場合もある。)、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム等が挙げられる。これらの正極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。
(1-2. Composite cathode active material)
The composite positive electrode active material includes a positive electrode active material and a first binder that covers the surface of the positive electrode active material. The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions. For example, lithium-containing transition metal oxide, nickel sulfide, copper sulfide, sulfur, iron oxide, vanadium oxide Etc. Examples of the lithium-containing transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickelate, lithium nickel cobaltate, lithium nickel cobaltaluminate (hereinafter sometimes referred to as “NCA”), nickel cobalt manganate. Examples thereof include lithium (hereinafter sometimes referred to as “NCM”), lithium manganate, lithium iron phosphate, and the like. These positive electrode active materials may be used independently and 2 or more types may be used together.

正極活物質は、上記で列挙した例のうち、リチウム含有遷移金属酸化物が好ましく、特に、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩であることが好ましい。   Of the examples listed above, the positive electrode active material is preferably a lithium-containing transition metal oxide, and particularly preferably a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt structure.

また、正極活物質は、高電圧時の電解液との副反応を抑制するため、上記の各物質に表面処理を施したものであってもよい。正極活物質の平均凝集粒径は、正極活物質の安全性や充填性の観点から10〜30μmが望ましい。なお、正極活物質の平均凝集粒径は、正極活物質の1次粒子が凝集した2次粒子を球体とみなした場合における直径の分布の50%体積積算値(D50値)であり、レーザ(laser)回折・散乱法によって測定することができる。   Moreover, in order to suppress a side reaction with the electrolyte solution at the time of a high voltage, the positive electrode active material may be obtained by subjecting each of the above materials to a surface treatment. The average agglomerated particle size of the positive electrode active material is desirably 10 to 30 μm from the viewpoint of safety and filling properties of the positive electrode active material. The average agglomerated particle size of the positive electrode active material is a 50% volume integrated value (D50 value) of the distribution of diameters when the secondary particles in which the primary particles of the positive electrode active material are agglomerated are considered as spheres. laser) It can be measured by diffraction / scattering method.

第1のバインダは、正極活物質層を正極集電体に結着させるバインダである。さらに、第1のバインダは、上記溶媒に不溶である。すなわち、本実施形態では、正極活物質の表面が溶媒に不溶な第1のバインダで覆われている。ここで、本実施形態では、溶媒に対する溶解度に基づいて、第1のバインダが溶媒に溶解するか否かを判定する。具体的には、溶媒に第1のバインダを投入し、この時の溶解度が1質量%未満となる場合、第1のバインダは溶媒に不溶であると判定する。ここで、溶解度は、第1のバインダの濃度、すなわち、溶媒に溶解した第1のバインダの溶液総質量に対する質量%として定義される。例えば、第1のバインダとしてテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体を使用し、溶媒としてNMPを使用した場合、溶解度は0質量%となる。また、複合化正極活物質の総質量に対する第1のバインダの質量%は0.2〜1.5質量%である。第1のバインダの質量%が0.2質量%未満となる場合、第1のバインダが少なすぎて正極集電体と正極活物質層との密着性を十分に確保できない。一方、第1のバインダの質量%が1.5質量%を超える場合、第1のバインダが多すぎて、非水電解質二次電池の高率放電特性及び容量維持率がかえって低下する。   The first binder is a binder that binds the positive electrode active material layer to the positive electrode current collector. Furthermore, the first binder is insoluble in the solvent. That is, in this embodiment, the surface of the positive electrode active material is covered with the first binder that is insoluble in the solvent. Here, in the present embodiment, it is determined whether or not the first binder is dissolved in the solvent based on the solubility in the solvent. Specifically, when the first binder is added to the solvent and the solubility at this time is less than 1% by mass, it is determined that the first binder is insoluble in the solvent. Here, the solubility is defined as the concentration of the first binder, that is, mass% with respect to the total mass of the solution of the first binder dissolved in the solvent. For example, when a tetrafluoroethylene-propylene copolymer is used as the first binder and NMP is used as the solvent, the solubility is 0% by mass. Moreover, the mass% of the first binder with respect to the total mass of the composite positive electrode active material is 0.2 to 1.5 mass%. When the mass% of the first binder is less than 0.2 mass%, the first binder is too small to sufficiently secure the adhesion between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer. On the other hand, when the mass% of the first binder exceeds 1.5 mass%, the first binder is too much, and the high rate discharge characteristics and the capacity maintenance rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery are reduced.

さらに、正極活物質の比表面積をa(m/g)、複合化正極活物質の総質量に対する第1のバインダの質量%をb(質量%)とした場合、b/aは5.0以下となる。後述する実施例に示されるように、b/aが5.0以下となる場合に、非水電解質二次電池の特性がより良好になる。b/aが5.0を超える場合、正極活物質に対する第1のバインダの質量が多すぎるので、非水電解質二次電池の高率放電特性及び容量維持率がかえって低下する可能性がある。なお、比表面積に対して第1のバインダが少なすぎても同様に非水電解質二次電池の特性が低下する可能性があるので、b/aは0.8以上であることが好ましい。b/aは、0.9〜4.1であることがより好ましい。ここで、正極活物質の比表面積は、いわゆるBET比表面積であり、ガス吸着法等により測定可能である。 Furthermore, when the specific surface area of the positive electrode active material is a (m 2 / g) and the mass% of the first binder with respect to the total mass of the composite positive electrode active material is b (mass%), b / a is 5.0. It becomes as follows. As shown in the examples described later, when b / a is 5.0 or less, the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery are improved. When b / a exceeds 5.0, since the mass of the first binder with respect to the positive electrode active material is too large, the high rate discharge characteristics and capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery may be lowered. In addition, even if there is too little 1st binder with respect to a specific surface area, since the characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery may fall similarly, it is preferable that b / a is 0.8 or more. b / a is more preferably 0.9 to 4.1. Here, the specific surface area of the positive electrode active material is a so-called BET specific surface area and can be measured by a gas adsorption method or the like.

第1のバインダは、具体的には、テトラフルオロエチレン(TFE)を含む共重合体であることが好ましい。第1のバインダは、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体(P(TFE/P))、及びテトラフルオロエチレン成分を50mol%以上の割合で含むフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))からなる群から選択されるいずれか一種以上で構成されることがより好ましい。この場合、第1のバインダの柔軟性、耐酸化性、及び電気化学安定性が向上する。すなわち、正極活物質層の柔軟性が向上するので、正極の巻回時に正極集電体が破断しにくくなる。さらに、非水電解質二次電池の高率放電特性及び容量維持率が向上する。   Specifically, the first binder is preferably a copolymer containing tetrafluoroethylene (TFE). The first binder is a tetrafluoroethylene-propylene copolymer (P (TFE / P)) and a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF) containing a tetrafluoroethylene component in a proportion of 50 mol% or more. / TFE)) is more preferably selected from one or more selected from the group consisting of: In this case, the flexibility, oxidation resistance, and electrochemical stability of the first binder are improved. That is, since the flexibility of the positive electrode active material layer is improved, the positive electrode current collector is hardly broken when the positive electrode is wound. Furthermore, the high rate discharge characteristics and capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery are improved.

第1のバインダが正極活物質の表面を覆っている(すなわち、表面に複合化されている)ことは、SEM等により確認可能である。図2に複合化正極活物質のSEM写真を示し、図3に複合化されていない正極活物質のSEM写真を示す。   It can be confirmed by SEM or the like that the first binder covers the surface of the positive electrode active material (that is, is composited on the surface). FIG. 2 shows an SEM photograph of the composite positive electrode active material, and FIG. 3 shows an SEM photograph of the non-composited positive electrode active material.

複合化正極活物質は、例えば転動流動コーティング装置を用いた湿式法により作製可能である。具体的には、まず、正極活物質に第1のバインダの水分散体(いわゆるエマルジョン(emulsion))を噴霧する。これにより、正極活物質の表面に水分散体が付着する。ついで、水分散体が表面に付着した正極活物質を乾燥させる。以上の工程により、複合化正極活物質を作製する。乾燥後の複合化正極活物質の質量から複合化前の(すなわち、水分散体の噴霧前の)正極活物質の質量を減算することで、正極活物質に複合化した第1のバインダの質量を求めることができる。   The composite positive electrode active material can be produced, for example, by a wet method using a rolling fluid coating apparatus. Specifically, first, an aqueous dispersion of a first binder (so-called emulsion) is sprayed on the positive electrode active material. Thereby, an aqueous dispersion adheres to the surface of a positive electrode active material. Next, the positive electrode active material with the aqueous dispersion adhered to the surface is dried. The composite positive electrode active material is produced through the above steps. The mass of the first binder compounded into the positive electrode active material by subtracting the mass of the positive electrode active material before compounding (that is, before spraying the aqueous dispersion) from the mass of the composite cathode active material after drying. Can be requested.

また、第1のバインダは、例えば第1のバインダを構成するモノマーを乳化重合することで作製される。乳化重合の結果物は、第1のバインダの水分散体となる。したがって、この水分散体をそのまま複合化正極活物質の作製に使用してもよい。第1のバインダは、第1のバインダを構成するモノマーを懸濁重合することにより作製されてもよい。   In addition, the first binder is produced, for example, by emulsion polymerization of a monomer constituting the first binder. The result of the emulsion polymerization is an aqueous dispersion of the first binder. Therefore, this aqueous dispersion may be used as it is for producing a composite positive electrode active material. The first binder may be produced by suspension polymerization of a monomer constituting the first binder.

(1−3.繊維状炭素材料)
繊維状炭素材料は、正極活物質層内で導電助剤として機能する。したがって、繊維状炭素材料は、導電性を有する。さらに、繊維状炭素材料は、正極合剤スラリーの粘度安定化剤としても機能する。すなわち、繊維状炭素材料は、塗工層の粘度をある程度高めることで、塗工層内で複合化正極活物質を沈降しにくくすることができる。言い換えれば、繊維状炭素材料は、塗工層中により均一に複合化正極活物質を分布させることができる。ここで、繊維状炭素材料の平均繊維径は40nm以下、平均アスペクト比(繊維長/繊維径)は500以上である。繊維状炭素材料のサイズがこれらの条件を満たす場合に、繊維状炭素材料は上述した機能を十分に発揮することができる。なお、繊維状炭素材料の繊維径、繊維長、アスペクト比は、繊維状炭素をSEMなどで観察することで測定可能である。これらの平均値は、例えば複数個の繊維状炭素の繊維径、繊維長、アスペクト比の算術平均値である。なお、平均繊維径は1.4nm以上であることが好ましく、2〜10nmであることがより好ましい。なお、平均繊維径は、上記範囲内でなるべく小さいことが好ましい。平均アスペクト比は100000以下であることが好ましい。繊維状炭素材料は、具体的には、例えばカーボンナノチューブ、カーボンナノファイバ等である。また、平均繊維長は特に制限されないが、1μm以上であることが好ましい。
(1-3. Fibrous carbon material)
The fibrous carbon material functions as a conductive additive in the positive electrode active material layer. Therefore, the fibrous carbon material has conductivity. Furthermore, the fibrous carbon material also functions as a viscosity stabilizer for the positive electrode mixture slurry. That is, the fibrous carbon material can make the composite positive electrode active material difficult to settle in the coating layer by increasing the viscosity of the coating layer to some extent. In other words, the fibrous carbon material can distribute the composite positive electrode active material more uniformly in the coating layer. Here, the average fiber diameter of the fibrous carbon material is 40 nm or less, and the average aspect ratio (fiber length / fiber diameter) is 500 or more. When the size of the fibrous carbon material satisfies these conditions, the fibrous carbon material can sufficiently exhibit the above-described functions. The fiber diameter, fiber length, and aspect ratio of the fibrous carbon material can be measured by observing the fibrous carbon with an SEM or the like. These average values are arithmetic average values of the fiber diameter, fiber length, and aspect ratio of a plurality of fibrous carbons, for example. In addition, it is preferable that an average fiber diameter is 1.4 nm or more, and it is more preferable that it is 2-10 nm. The average fiber diameter is preferably as small as possible within the above range. The average aspect ratio is preferably 100,000 or less. Specific examples of the fibrous carbon material include carbon nanotubes and carbon nanofibers. The average fiber length is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more.

さらに、正極合剤スラリーの全固形分の総質量に対する繊維状炭素材料の質量%は0.01〜0.5質量%である。繊維状炭素材料の質量%が0.01質量%未満となる場合、繊維状炭素材料は、導電助剤及び粘度安定化剤としての機能を十分に発揮することができない。一方、繊維状炭素材料の質量%が0.5質量%を超える場合、かえってイオンの円滑な移動を妨げる障害になってしまうため非水電解質二次電池の高率放電特性及び容量維持率がかえって低下する。また、正極活物質層と正極集電体との密着性が十分に確保できない可能性もある。ここで、正極合剤スラリーが溶媒、複合化正極活物質、繊維状炭素材料、及び第2のバインダで構成される場合、正極合剤スラリーの全固形分は、複合化正極活物質、繊維状炭素材料、及び第2のバインダとなる。   Furthermore, the mass% of the fibrous carbon material with respect to the total mass of the total solid content of the positive electrode mixture slurry is 0.01 to 0.5 mass%. When the mass% of the fibrous carbon material is less than 0.01 mass%, the fibrous carbon material cannot sufficiently exhibit the functions as a conductive additive and a viscosity stabilizer. On the other hand, if the mass% of the fibrous carbon material exceeds 0.5 mass%, the high-rate discharge characteristics and capacity maintenance rate of the non-aqueous electrolyte secondary battery will be reduced because it will hinder the smooth movement of ions. descend. In addition, there is a possibility that sufficient adhesion between the positive electrode active material layer and the positive electrode current collector cannot be ensured. Here, when the positive electrode mixture slurry is composed of a solvent, a composite positive electrode active material, a fibrous carbon material, and a second binder, the total solid content of the positive electrode mixture slurry is a composite positive electrode active material, a fibrous material. It becomes a carbon material and a second binder.

なお、正極合剤スラリーは、繊維状炭素材料以外の他の導電助剤を含んでいても良い。他の導電助剤は、例えばケッチェンブラック(Ketjen black)、アセチレンブラック(Acetylene black)等のカーボンブラック、天然黒鉛、人造黒鉛、グラフェン等であるが、正極の導電性を高めるためのものであれば特に制限されない。正極合剤スラリーの全固形分の総質量に対する他の導電助剤の質量%は、本実施形態の効果を損なわない範囲であれば特に制限されないが、例えば0質量%以上1.5質量%以下であってもよい。他の導電助剤も単独で粘度安定化剤として機能しうるが、他の導電助剤が粘度安定化剤として十分な機能を発揮するためには、より多くの他の導電助剤を正極合剤スラリーに投入する必要がある。このため、正極合剤スラリーの粘度は安定しても、他の機能(例えば、正極活物質層と正極集電体との密着性等)が悪化する。したがって、他の導電助剤を使用する場合であっても、繊維状炭素材料は必要である。   In addition, the positive electrode mixture slurry may contain a conductive additive other than the fibrous carbon material. Other conductive aids are, for example, carbon black such as Ketjen black and acetylene black, natural graphite, artificial graphite, graphene, etc., but may be used to increase the conductivity of the positive electrode. There is no particular limitation. The mass% of the other conductive auxiliary agent with respect to the total mass of the total solid content of the positive electrode mixture slurry is not particularly limited as long as it does not impair the effect of the present embodiment, but for example, 0 mass% or more and 1.5 mass% or less. It may be. Other conductive aids can function alone as viscosity stabilizers, but in order for other conductive aids to function sufficiently as viscosity stabilizers, more other conductive aids can be combined with the positive electrode. It is necessary to put it in the agent slurry. For this reason, even if the viscosity of the positive electrode mixture slurry is stabilized, other functions (for example, adhesion between the positive electrode active material layer and the positive electrode current collector, etc.) deteriorate. Therefore, a fibrous carbon material is necessary even when other conductive aids are used.

(1−4.第2のバインダ)
第2のバインダは、溶媒に可溶なバインダである。第2のバインダは、正極活物質層を正極集電体に結着させる。さらに、第2のバインダは、繊維状炭素材料と同様に、正極合剤スラリーの粘度安定化剤としても機能する。正極合剤スラリーの全固形分の総質量に対する第2のバインダの質量%は0.1〜0.5質量%である。第2のバインダの質量%が0.1質量%未満となる場合、第2のバインダは、正極活物質層を正極集電体に十分に結着させることができない。さらに、第2のバインダは、粘度安定化剤としても十分に機能しない。一方、第2のバインダの質量%が0.5質量%を超える場合、第2のバインダのマイグレーションによる影響が大きくなる。すなわち、第2のバインダのマイグレーションによって、正極活物質層の柔軟性が低下する可能性がある。さらに、正極集電体と正極活物質層との密着性が低下する可能性もある。さらに、非水電解質二次電池の高率放電特性及び容量維持率が低下する可能性がある。
(1-4. Second binder)
The second binder is a binder that is soluble in a solvent. The second binder binds the positive electrode active material layer to the positive electrode current collector. Furthermore, the second binder also functions as a viscosity stabilizer for the positive electrode mixture slurry, similarly to the fibrous carbon material. The mass% of the second binder with respect to the total mass of the total solid content of the positive electrode mixture slurry is 0.1 to 0.5 mass%. When the mass% of the second binder is less than 0.1 mass%, the second binder cannot sufficiently bind the positive electrode active material layer to the positive electrode current collector. Furthermore, the second binder does not function sufficiently as a viscosity stabilizer. On the other hand, when the mass% of the second binder exceeds 0.5 mass%, the influence of the migration of the second binder becomes large. That is, the flexibility of the positive electrode active material layer may be reduced due to the migration of the second binder. Furthermore, the adhesion between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer may be reduced. Furthermore, there is a possibility that the high rate discharge characteristics and the capacity maintenance rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery are lowered.

第2のバインダは、具体的には、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、変性ポリフッ化ビニリデン、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(VdF/HFP))、テトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含むフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))、テトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含む変性フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/HFP/TFE))、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、水素化アクリロニトリルブタジエン共重合体(H−NBR)、アクリレート−フッ化ビニリデン共重合体(P(Acrylate/VdF))、アクリレート−フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(Acrylate/VdF/HFP))、アクリレート−フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(Acrylate/VdF/TFE))、及びアクリレート−フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン(P(Acrylate/VdF/HFP/TFE))共重合体からなる群から選択されるいずれか1種以上で構成されることが好ましい。
Specifically, the second binder contains 50 mol% of polyvinylidene fluoride (PVdF), modified polyvinylidene fluoride, modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (VdF / HFP)), and tetrafluoroethylene component. Vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE)) containing less than 50%, and a modified vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer containing less than 50 mol% of tetrafluoroethylene component (P ( VdF / TFE)), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / HFP / TFE)), modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, hydrogenated acrylonitrile Butadiene copolymer (H NBR), acrylate-vinylidene fluoride copolymer (P (Acrylate / VdF)), acrylate-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (Acrylate / VdF / HFP)), acrylate-vinylidene fluoride-tetra Selected from the group consisting of a fluoroethylene copolymer (P (Acrylate / VdF / TFE)) and an acrylate-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene (P (Acrylate / VdF / HFP / TFE)) copolymer It is preferable that it is comprised by any 1 type or more.

また、少量で大きな結着性を発現できるという観点から、第2のバインダは、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(VdF/HFP))、及びテトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含む変性フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE)からなる群から選択されるいずれか1種以上で構成されることがより好ましい。   Moreover, from the viewpoint that a large binding property can be expressed with a small amount, the second binder is made of polyvinylidene fluoride (PVdF), modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (VdF / HFP)), and tetra More preferably, it is composed of at least one selected from the group consisting of a modified vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE)) containing a fluoroethylene component in a proportion of less than 50 mol%.

上記のように、第2のバインダの質量%は、正極合剤スラリーの全固形分の総質量に対して0.1〜0.5質量%となる。したがって、正極合剤スラリー内の全バインダの大半は第1のバインダとなる。すなわち、本実施形態では、第1のバインダを主として使用し、第2のバインダは、第2のバインダが上述した機能を発現するために必要最小限だけ使用する。そして、第1のバインダは、溶媒に不溶であり、かつ、正極活物質の表面に複合化されている。したがって、第1のバインダは、塗工層の乾燥時にマイグレーションしにくい。第2のバインダは、塗工層の乾燥時にマイグレーションする可能性があるが、第2のバインダの含有量自体が非常に低い。第2のバインダの質量%は、好ましくは0.2〜0.4質量%である。   As described above, the mass% of the second binder is 0.1 to 0.5 mass% with respect to the total mass of the total solid content of the positive electrode mixture slurry. Therefore, most of all the binders in the positive electrode mixture slurry become the first binder. That is, in the present embodiment, the first binder is mainly used, and the second binder is used only as much as necessary for the second binder to exhibit the above-described functions. The first binder is insoluble in the solvent and is compounded on the surface of the positive electrode active material. Therefore, the first binder is difficult to migrate when the coating layer is dried. The second binder may migrate when the coating layer is dried, but the content of the second binder itself is very low. The mass% of the second binder is preferably 0.2 to 0.4 mass%.

さらに、正極合剤スラリーは、粘度安定化剤として機能する繊維状炭素材料及び第2のバインダを含む。したがって、塗工層内で正極活物質が沈降しにくい。すなわち、正極活物質層内で正極活物質をより均一に分布させることができる。したがって、本実施形態によれば、マイグレーションの発生を抑制しつつ、正極活物質層を厚膜化することができる。さらに、正極活物質層内に正極活物質をより均一に分布させることができる。さらに、正極活物質層の柔軟性を確保することができるので、巻回時の正極集電体の破断等を抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、非水電解質二次電池の特性、具体的には高率放電特性及び容量維持率を向上させることができる。   Furthermore, the positive electrode mixture slurry includes a fibrous carbon material that functions as a viscosity stabilizer and a second binder. Therefore, the positive electrode active material is unlikely to settle in the coating layer. That is, the positive electrode active material can be more uniformly distributed in the positive electrode active material layer. Therefore, according to this embodiment, it is possible to increase the thickness of the positive electrode active material layer while suppressing the occurrence of migration. Furthermore, the positive electrode active material can be more uniformly distributed in the positive electrode active material layer. Furthermore, since the flexibility of the positive electrode active material layer can be ensured, breakage of the positive electrode current collector during winding can be suppressed. Therefore, according to this embodiment, it is possible to improve the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery, specifically, the high rate discharge characteristics and the capacity retention rate.

<2.正極活物質層の製造方法>
次に、正極合剤スラリーを用いた正極活物質層の製造方法について説明する。正極活物質層の製造方法自体は特に制限されないが、例えば以下の方法であってもよい。まず、上述した組成の正極合剤スラリーを作製する。ついで、正極合剤スラリーを正極集電体上に塗工する。これにより、塗工層が形成される。ついで、塗工層を急速乾燥する。急速乾燥は、例えば熱風炉を用いて行う。急速乾燥の時間は特に制限されないが、例えば90〜120秒であってもよい。乾燥炉の熱風温度は70〜130度、風量は0.5〜5m/秒であってもよい。但し、マイグレーションを極力抑制する観点からは、溶剤の蒸発速度を極力遅くすることが好ましい。このため、熱風温度及び風量は、上記急速乾燥時間内に溶剤を99体積%以上蒸発可能な範囲内で、できる限り低くすることが望ましい。ついで、急速乾燥後の塗工層を圧延し、真空乾燥する。これにより、正極活物質層が正極集電体上に形成される。
<2. Method for producing positive electrode active material layer>
Next, the manufacturing method of the positive electrode active material layer using a positive mix slurry is demonstrated. Although the manufacturing method of the positive electrode active material layer itself is not particularly limited, for example, the following method may be used. First, a positive electrode mixture slurry having the above-described composition is prepared. Next, the positive electrode mixture slurry is applied onto the positive electrode current collector. Thereby, a coating layer is formed. Next, the coating layer is rapidly dried. Rapid drying is performed using, for example, a hot air furnace. The time for rapid drying is not particularly limited, but may be 90 to 120 seconds, for example. The hot air temperature of the drying furnace may be 70 to 130 degrees, and the air volume may be 0.5 to 5 m / second. However, from the viewpoint of suppressing migration as much as possible, it is preferable to slow down the evaporation rate of the solvent as much as possible. For this reason, it is desirable that the hot air temperature and the air volume be as low as possible within a range where 99% by volume or more of the solvent can be evaporated within the rapid drying time. Next, the coated layer after rapid drying is rolled and vacuum dried. Thereby, the positive electrode active material layer is formed on the positive electrode current collector.

なお、塗工の方法は、特に限定されないが、例えば、ドクターブレード(doctor blade)法、スロットダイ(slot die)法、ナイフコーター(knife coater)法、グラビアコーター(gravure coater)法等を用いてもよい。   The coating method is not particularly limited. For example, a doctor blade method, a slot die method, a knife coater method, a gravure coater method, or the like is used. Also good.

<3.非水電解質二次電池の構成>
つぎに、上述した正極活物質層を用いた非水電解質二次電池の構成例を図1に基づいて説明する。図1は、巻回素子1aの平断面図と、巻回素子1aの領域Aを拡大した拡大図とを示す。非水電解質二次電池1は、巻回素子1aと、非水電解質溶液と、外装材40とを備える。したがって、非水電解質二次電池1はいわゆる巻回型二次電池となっている。巻回素子1aは、正極10、セパレータ(separator)20、負極30、及びセパレータ20がこの順で積層された電極積層体を長手方向に巻回し、矢印B方向に圧縮したものである。もちろん、各構成要素の積層順序はこの限りではない。また、本実施形態は、巻回型二次電池以外の非水電解質二次電池に適用してもよいことはもちろんである。
<3. Configuration of non-aqueous electrolyte secondary battery>
Next, a configuration example of a non-aqueous electrolyte secondary battery using the positive electrode active material layer described above will be described with reference to FIG. FIG. 1 shows a plan sectional view of the winding element 1a and an enlarged view in which a region A of the winding element 1a is enlarged. The nonaqueous electrolyte secondary battery 1 includes a winding element 1a, a nonaqueous electrolyte solution, and an exterior material 40. Therefore, the nonaqueous electrolyte secondary battery 1 is a so-called wound type secondary battery. The winding element 1 a is obtained by winding an electrode laminate in which a positive electrode 10, a separator 20, a negative electrode 30, and a separator 20 are laminated in this order in the longitudinal direction and compressing in an arrow B direction. Of course, the stacking order of each component is not limited to this. Of course, the present embodiment may be applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery other than a wound secondary battery.

(3−1.正極)
正極10は、帯状となっており、正極集電体11と、正極活物質層12とを備える。正極集電体11は、特に限定されないが、例えばアルミニウム(Al)、ステンレス(stainless)鋼、及びニッケルメッキ(nickel plated)鋼等で構成される。正極集電体11は、電気化学安定性の観点からは、アルミニウム(Al)、ステンレス(stainless)鋼で構成されることが好ましい。正極集電体11には、正極端子が接続される。
(3-1. Positive electrode)
The positive electrode 10 has a strip shape and includes a positive electrode current collector 11 and a positive electrode active material layer 12. The positive electrode current collector 11 is not particularly limited, and is made of, for example, aluminum (Al), stainless steel, nickel plated steel, or the like. The positive electrode current collector 11 is preferably made of aluminum (Al) or stainless steel from the viewpoint of electrochemical stability. A positive electrode terminal is connected to the positive electrode current collector 11.

正極活物質層12は、上述したように、本実施形態に係る正極合剤スラリーを用いて作製されたものである。したがって、正極活物質層12は、正極活物質と、第1のバインダと、繊維状炭素材料と、第2のバインダとを含む。第1のバインダは、正極活物質の表面を覆っているが、第1のバインダの一部は正極活物質から離脱している場合もある。ただし、b/aは変わらず5.0以下となる。bは、正極活物質及び第1のバインダの総質量に対する第1のバインダの質量%となる。   As described above, the positive electrode active material layer 12 is produced using the positive electrode mixture slurry according to the present embodiment. Therefore, the positive electrode active material layer 12 includes a positive electrode active material, a first binder, a fibrous carbon material, and a second binder. The first binder covers the surface of the positive electrode active material, but a part of the first binder may be detached from the positive electrode active material. However, b / a remains unchanged and is 5.0 or less. b is the mass% of the first binder with respect to the total mass of the positive electrode active material and the first binder.

正極活物質層12の厚さは特に制限されず、少なくとも従来の非水電解質二次電池と同程度の厚さとすることが可能である。さらに、本実施形態では、正極活物質層12を厚膜化しても、マイグレーションの発生を抑制し、かつ、正極活物質を正極活物質層内により均一に分布させることができる。したがって、従来よりも正極活物質層12の厚膜化が可能である。   The thickness of the positive electrode active material layer 12 is not particularly limited, and can be at least as thick as a conventional nonaqueous electrolyte secondary battery. Furthermore, in this embodiment, even if the positive electrode active material layer 12 is thickened, the occurrence of migration can be suppressed and the positive electrode active material can be more uniformly distributed in the positive electrode active material layer. Therefore, the positive electrode active material layer 12 can be made thicker than before.

セパレータ20、負極30、電解液、及び外装材については、一般的な非水電解質二次電池で使用可能なものを任意に使用することができる。これらについて、概略的に説明すると以下の通りである。   About the separator 20, the negative electrode 30, electrolyte solution, and an exterior material, what can be used with a general nonaqueous electrolyte secondary battery can be used arbitrarily. These will be briefly described as follows.

(3−2.セパレータ)
セパレータ20は、特に制限されず、一般的な非水電解質二次電池のセパレータとして使用されるものであれば、どのようなものであってもよい。セパレータとしては、優れた高率放電性能を示す多孔膜や不織布等を、単独あるいは併用することが好ましい。また、セパレータは、Al、Mg(OH)、SiO等の無機物によってコーティングされていてもよい。セパレータを構成する材料としては、例えば、ポリエチレン(polyethylene),ポリプロピレン(polypropylene)等に代表されるポリオレフィン(polyolefin)系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(polyethylene terephthalate),ポリブチレンテレフタレート(polybuthylene terephthalate)等に代表されるポリエステル(polyester)系樹脂、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene difluoride)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン(hexafluoropropylene)共重合体、フッ化ビニリデン−パーフルオロビニルエーテル(perfluorovinylether)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン(tetrafluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロエチレン(trifluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−フルオロエチレン(fluoroethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロアセトン(hexafluoroacetone)共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン(ethylene)共重合体、フッ化ビニリデン−プロピレン(propylene)共重合体、フッ化ビニリデン−トリフルオロプロピレン(trifluoropropylene)共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等を使用することができる。セパレータの気孔率も特に制限されず、非水電解質二次電池のセパレータが有する気孔率が任意に適用可能である。
(3-2. Separator)
The separator 20 is not particularly limited, and any separator can be used as long as it is used as a separator for a general nonaqueous electrolyte secondary battery. As the separator, it is preferable to use a porous film or a non-woven fabric exhibiting excellent high rate discharge performance alone or in combination. The separator may be coated with an inorganic material such as Al 2 O 3 , Mg (OH) 2 , SiO 2 . Examples of the material constituting the separator include, for example, polyolefin resins represented by polyethylene, polypropylene, and the like, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. Polyester resin, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-perfluorovinylether (perfluorovinylether) Polymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-fluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-hexafluoroacetone (Hexafluoroacetone) copolymer, vinylidene fluoride-ethylene copolymer, vinylidene fluoride-propylene copolymer, vinylidene fluoride-trifluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-tetra Fluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-ethylene-tetra It can be used Ruoroechiren copolymer. The porosity of the separator is not particularly limited, and the porosity of the separator of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be arbitrarily applied.

(3−3.負極)
負極30は、帯状となっており、負極集電体31と、負極活物質層32とを含む。負極集電体31は、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)等で構成される。ここで、負極活物質層32は、非水電解質二次電池の負極活物質層として使用されるものであれば、どのようなものであってもよい。例えば、負極活物質層32は、負極活物質を含み、負極用バインダをさらに含んでいてもよい。負極活物質は、例えば、黒鉛活物質(人造黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛と天然黒鉛との混合物、人造黒鉛を被覆した天然黒鉛等)、ケイ素(Si)もしくはスズ(Sn)もしくはそれらの酸化物の微粒子と黒鉛活物質との混合物、ケイ素もしくはスズの微粒子、ケイ素もしくはスズを基本材料とした合金、およびLiTi12等の酸化チタン(TiO)系化合物等を使用することができる。なお、ケイ素の酸化物は、SiO(0≦x≦2)で表される。また、負極活物質としては、これらの他に、例えば金属リチウム等を使用することができる。
(3-3. Negative electrode)
The negative electrode 30 has a strip shape and includes a negative electrode current collector 31 and a negative electrode active material layer 32. The negative electrode current collector 31 is made of, for example, copper (Cu), nickel (Ni), or the like. Here, the negative electrode active material layer 32 may be any material as long as it is used as the negative electrode active material layer of the nonaqueous electrolyte secondary battery. For example, the negative electrode active material layer 32 includes a negative electrode active material, and may further include a negative electrode binder. Examples of the negative electrode active material include graphite active materials (artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, natural graphite coated with artificial graphite, etc.), silicon (Si), tin (Sn), or oxides thereof. A mixture of fine particles of graphite and a graphite active material, fine particles of silicon or tin, alloys based on silicon or tin, and titanium oxide (TiO x ) compounds such as Li 4 Ti 5 O 12 can be used. . Note that the oxide of silicon is represented by SiO x (0 ≦ x ≦ 2). In addition to these, for example, metallic lithium can be used as the negative electrode active material.

負極用バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene difluoride)、エチレンプロピレンジエン三元共重合体(ethylene−propylene−diene terpolymer)、スチレンブタジエンゴム(styrene−butadiene rubber、SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(acrylonitrile−butadiene rubber)、フッ素ゴム(fluoroelastomer)、ポリ酢酸ビニル(polyvinyl acetate)、ポリメチルメタクリレート(polymethyl methacrylate)、ポリエチレン(polyethylene)、ニトロセルロース(nitro
cellulose)、カルボキシメチルセルロース(carboxymethyl
cellulose)のナトリウム塩等である。なお、負極用バインダは、負極活物質および導電助剤を負極集電体31上に結着させることができるものであれば、特に制限されない。また、負極用バインダの含有量は、特に制限されず、非水電解質二次電池の負極活物質層に適用される含有量であればいずれであってもよい。
Examples of the binder for the negative electrode include polyvinylidene fluoride, ethylene-propylene-diene terpolymer, styrene-butadiene rubber, SBR butadiene, and acrylonitrile rubber. butadiene rubber, fluoroelastomer, poly (vinyl acetate), polymethyl methacrylate, polyethylene (polyethylene), nitrocellulose (nitro)
cellulose), carboxymethylcellulose (carboxymethyl)
cellulose) sodium salt and the like. The negative electrode binder is not particularly limited as long as it can bind the negative electrode active material and the conductive additive onto the negative electrode current collector 31. Further, the content of the negative electrode binder is not particularly limited and may be any content as long as it is applied to the negative electrode active material layer of the nonaqueous electrolyte secondary battery.

(3−4.電解液)
電解液は、従来からリチウム二次電池に用いられる非水電解液と同様のものを特に限定されることなく使用することができる。ここで、電解液は、非水溶媒に電解質塩を含有させた組成を有する。非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート(propylene carbonate)、エチレンカーボネート(ethylene carbonate)、ブチレンカーボネート(buthylene carbonate)、クロロエチレンカーボネート(chloroethylene carbonate)、ビニレンカーボネート(vinylene carbonate)等の環状炭酸エステル(ester)類;γ−ブチロラクトン(butyrolactone)、γ−バレロラクトン(valerolactone)等の環状エステル類;ジメチルカーボネート(dimethyl carbonate)、ジエチルカーボネート(diethyl carbonate)、エチルメチルカーボネート(ethylmethyl carbonate)等の鎖状カーボネート(carbonate)類;ギ酸メチル(methyl formate)、酢酸メチル(methyl acetate)、酪酸メチル(methyl butyrate)等の鎖状エステル類;テトラヒドロフラン(tetrahydrofuran)またはその誘導体;1,3−ジオキサン(1,3−dioxane)、1,4−ジオキサン(1,4−dioxane)、1,2−ジメトキシエタン(1,2−dimethoxyethane)、1,4−ジブトキシエタン(1,4−dibutoxyethane)、メチルジグライム(methyldiglyme)等のエーテル(ether)類;アセトニトリル(acetonitrile)、ベンゾニトリル(benzonitrile)等のニトリル(nitrile)類;ジオキソラン(dioxolane)またはその誘導体;エチレンスルフィド(ethylene sulfide)、スルホラン(sulfolane)、スルトン(sultone)またはその誘導体等を単独で、またはそれら2種以上を混合して使用することができるが、これらに限定されるものではない。
(3-4. Electrolytic solution)
As the electrolytic solution, the same non-aqueous electrolytic solution conventionally used for lithium secondary batteries can be used without any particular limitation. Here, the electrolytic solution has a composition in which an electrolyte salt is contained in a non-aqueous solvent. Examples of the non-aqueous solvent include propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate, vinylene carbonate and the like. ); Cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate linear carbonates such as hyl carbonate, chain esters such as methyl formate, methyl acetate, methyl butyrate; tetrahydrofuran or derivatives thereof; 1, 3-dioxane (1,3-dioxane), 1,4-dioxane (1,4-dioxane), 1,2-dimethoxyethane (1,2-dioxyethane), 1,4-dibutoxyethane (1,4- ethers such as dibutoxyether and methyldiglyme; acetonitrile, benzonitrile nitriles such as trile; dioxolane or a derivative thereof; ethylene sulfide, sulfolane, sultone, or a derivative thereof alone, or a mixture of two or more thereof However, the present invention is not limited to these.

また、電解質塩としては、例えば、LiClO、LiBF、LiAsF、LiPF、LiSCN、LiBr、LiI、LiSO、Li10Cl10、NaClO、NaI、NaSCN、NaBr、KClO、KSCN等のリチウム(Li)、ナトリウム(Na)またはカリウム(K)の1種を含む無機イオン塩、LiCFSO、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiC(CFSO、LiC(CSO、(CHNBF、(CHNBr、(CNClO、(CNI、(CNBr、(n−CNClO、(n−CNI、(CN−maleate、(CN−benzoate、(CN−phtalate、ステアリルスルホン酸リチウム(lithium stearyl sulfate)、オクチルスルホン酸リチウム(lithium octyl sulfate)、ドデシルベンゼンスルホン酸リチウム(lithium dodecylbenzene sulphonate)等の有機イオン塩等を使用することができる。なお、これらのイオン性化合物は、単独、あるいは2種類以上混合して用いることが可能である。また、電解質塩の濃度は、従来のリチウム二次電池で使用される非水電解液と同様でよく、特に制限はない。本発明では、適当なリチウム化合物(電解質塩)を0.5〜2.0mol/L程度の濃度で含有させた電解液を使用することができる。外装材40は、例えばアルミラミネートであるが、金属製の外装材であってもよい。 Examples of the electrolyte salt include LiClO 4 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , LiSCN, LiBr, LiI, Li 2 SO 4 , Li 2 B 10 Cl 10 , NaClO 4 , NaI, NaSCN, NaBr, KClO 4. , Inorganic ion salts containing one of lithium (Li), sodium (Na) or potassium (K), such as KSCN, LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ), LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , (CH 3 ) 4 NBF 4 , (CH 3 ) 4 NBr, (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NI, (C 3 H 7 ) 4 NBr, (n-C 4 H 9 ) 4 NC lO 4, (n-C 4 H 9) 4 NI, (C 2 H 5) 4 N-maleate, (C 2 H 5) 4 N-benzoate, (C 2 H 5) 4 N-phtalate, stearyl acid Organic ion salts such as lithium (lithium stearyl sulfate), lithium octyl sulfonate (lithium octyl sulfate), lithium dodecylbenzene sulfonate (lithium dodecylbenzene sulfate), and the like can be used. These ionic compounds can be used alone or in admixture of two or more. Further, the concentration of the electrolyte salt may be the same as that of the nonaqueous electrolytic solution used in the conventional lithium secondary battery, and is not particularly limited. In the present invention, an electrolytic solution containing an appropriate lithium compound (electrolyte salt) at a concentration of about 0.5 to 2.0 mol / L can be used. The exterior material 40 is, for example, an aluminum laminate, but may be a metal exterior material.

<4.非水電解質非水電解質二次電池の製造方法>
次に、非水電解質非水電解質二次電池の製造方法について説明する。
(4−1.正極の製造方法)
正極10の製造方法は上述した通りである。
<4. Manufacturing method of non-aqueous electrolyte non-aqueous electrolyte secondary battery>
Next, the manufacturing method of a nonaqueous electrolyte nonaqueous electrolyte secondary battery is demonstrated.
(4-1. Manufacturing method of positive electrode)
The manufacturing method of the positive electrode 10 is as described above.

(4−2.負極の製造方法)
負極30は、例えば、以下の方法により作製される。すなわち、負極活物質層の材料を溶剤(例えば水)に分散させることで負極合剤スラリーを形成し、この負極合剤スラリーを集電体上に塗工する。これにより、塗工層を形成する。ついで、塗工層を乾燥する。ついで、乾燥した塗工層を負極集電体31とともに圧延する。これにより、負極30が作製される。
(4-2. Manufacturing Method of Negative Electrode)
The negative electrode 30 is produced by the following method, for example. That is, a negative electrode mixture slurry is formed by dispersing the material of the negative electrode active material layer in a solvent (for example, water), and this negative electrode mixture slurry is applied onto the current collector. Thereby, a coating layer is formed. Next, the coating layer is dried. Next, the dried coating layer is rolled together with the negative electrode current collector 31. Thereby, the negative electrode 30 is produced.

(4−3.巻回素子及び電池の製造方法)
ついで、正極10、セパレータ20、負極30、及びセパレータ20をこの順で積層することで電極積層体を作製する。ついで、電極積層体を巻回する。これにより、巻回素子1aを作製する。ついで、巻回素子1aを例えば矢印B方向に押しつぶすことで扁平状の巻回素子1aを作製する。ついで、扁平状の巻回素子1aを非水電解液とともに外装体(例えばラミネートフィルム)40に挿入し、外装体を封止することで、非水電解質二次電池1を作製する。なお、外装体を封止する際には、各集電体に導通する端子を外装体の外部に突出させる。
(4-3. Winding element and battery manufacturing method)
Next, the positive electrode 10, the separator 20, the negative electrode 30, and the separator 20 are laminated in this order to produce an electrode laminate. Next, the electrode laminate is wound. Thereby, the winding element 1a is produced. Next, the flat winding element 1a is produced by crushing the winding element 1a in the direction of arrow B, for example. Next, the non-aqueous electrolyte secondary battery 1 is manufactured by inserting the flat winding element 1a into the exterior body (for example, a laminate film) 40 together with the non-aqueous electrolyte and sealing the exterior body. Note that, when sealing the exterior body, the terminals that are electrically connected to the current collectors are projected outside the exterior body.

<1.実施例1>
つぎに、本発明の実施例を説明する。実施例1では、以下の工程により実施例1に係る非水電解質二次電池を作製した。
<1. Example 1>
Next, examples of the present invention will be described. In Example 1, a non-aqueous electrolyte secondary battery according to Example 1 was produced by the following steps.

(1−1.複合化正極活物質の作製)
第1のバインダの水分散体として、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体の水分散体を準備した。また、正極活物質として比表面積が0.22(m/g)であるコバルト酸リチウムを準備した。コバルト酸リチウムの比表面積は、高速比表面積・細孔分布測定装置(Quantachrome製NOVA)によって測定した。そして、転動流動コーティング装置(Powrex製MP−mini)を用いてコバルト酸リチウムに固形分3.3質量%の水分散体を噴霧し、その後乾燥することで、複合化正極活物質を作製した。ついで、複合化正極活物質の質量から複合化前のコバルト酸リチウムの質量を減算することで、コバルト酸リチウムに複合化したテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体の質量を算出した。そして、この質量に基づいて、複合化正極活物質の総質量に対するテトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体の質量%を算出した。この結果、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体の質量%は0.2質量%であった。したがって、b/aは0.91となった。
(1-1. Preparation of composite cathode active material)
As an aqueous dispersion of the first binder, an aqueous dispersion of a tetrafluoroethylene-propylene copolymer was prepared. In addition, lithium cobalt oxide having a specific surface area of 0.22 (m 2 / g) was prepared as a positive electrode active material. The specific surface area of lithium cobaltate was measured by a high-speed specific surface area / pore distribution measuring device (NOVA manufactured by Quantachrome). And the composite positive electrode active material was produced by spraying an aqueous dispersion with a solid content of 3.3% by mass onto lithium cobaltate using a rolling fluidized coating apparatus (MP-mini manufactured by Powrex) and then drying. . Subsequently, the mass of the tetrafluoroethylene-propylene copolymer complexed with lithium cobaltate was calculated by subtracting the mass of lithium cobaltate before complexing from the mass of the composite cathode active material. And based on this mass, the mass% of the tetrafluoroethylene-propylene copolymer with respect to the total mass of a composite positive electrode active material was computed. As a result, the mass% of the tetrafluoroethylene-propylene copolymer was 0.2% by mass. Therefore, b / a was 0.91.

ついで、繊維状炭素材料として、平均繊維径が10nm、分散処理後の平均繊維長が5μm、平均アスペクト比が500であるカーボンナノチューブ分散液を準備した。また、他の導電助剤として、DBP吸油量210(ml/100g)、比表面積180m/gのカーボンブラックを準備した。また、第2のバインダとして、変性ポリフッ化ビニリデンを準備した。ここで、変性ポリフッ化ビニリデンの質量平均分子量は100万であり、カルボキシル基変性量が1.0mol%以下であった。 Next, a carbon nanotube dispersion liquid having an average fiber diameter of 10 nm, an average fiber length after dispersion treatment of 5 μm, and an average aspect ratio of 500 was prepared as a fibrous carbon material. Further, as another conductive auxiliary, carbon black having a DBP oil absorption of 210 (ml / 100 g) and a specific surface area of 180 m 2 / g was prepared. Further, modified polyvinylidene fluoride was prepared as the second binder. Here, the modified polyvinylidene fluoride had a mass average molecular weight of 1,000,000 and a carboxyl group modification amount of 1.0 mol% or less.

ついで、複合化正極活物質、繊維状炭素材料分散液、及び第2のバインダをNMPに投入することで、正極合剤スラリーを作製した。ここで、正極合剤スラリーの全固形分の総質量に対する繊維状炭素材料の質量%は0.1質量%、他の導電助剤の質量%は0.6質量%、第2のバインダの質量%は0.4質量%とした。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。なお、下線が付された数値は、実施形態で示した数値範囲外の値であることを示す。また、「−」の表記は、その表記がされた材料を使用していないことを示す。   Next, the composite positive electrode active material, the fibrous carbon material dispersion, and the second binder were charged into NMP to prepare a positive electrode mixture slurry. Here, the mass% of the fibrous carbon material with respect to the total mass of the total solid content of the positive electrode mixture slurry is 0.1 mass%, the mass% of the other conductive auxiliary is 0.6 mass%, and the mass of the second binder. % Was 0.4 mass%. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. In addition, the numerical value with the underline shows that it is a value outside the numerical range shown in the embodiment. In addition, the notation “−” indicates that the material with the notation is not used.

ここで、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体のNMPに対する溶解度を以下の工程で確認した。すなわち、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体をNMP中に5質量%(NMPの質量に対する質量%)投入し、常温環境下、24時間ミックスローターで攪拌した。ついで、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体を溶媒から分離し、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体の質量減少量を測定した。そして、測定値に基づいて、溶解度を測定した。この結果、溶解度は0質量%であった。   Here, the solubility of the tetrafluoroethylene-propylene copolymer in NMP was confirmed by the following steps. That is, 5 mass% (mass% with respect to the mass of NMP) of tetrafluoroethylene-propylene copolymer was added to NMP, and the mixture was stirred with a mix rotor for 24 hours in a normal temperature environment. Next, the tetrafluoroethylene-propylene copolymer was separated from the solvent, and the mass loss of the tetrafluoroethylene-propylene copolymer was measured. And solubility was measured based on the measured value. As a result, the solubility was 0% by mass.

ついで、この正極合剤スラリーを厚さ12μmのアルミ箔集電体の両面に塗工し、乾燥炉の熱風温度80度、風量2m/秒の乾燥条件で100秒間急速乾燥することで、塗工層を作製した。その後、塗工層の固形分の密度が4.1g/ccとなるように圧延した。ついで、圧延後の塗工層を真空乾燥することで、正極を作製した。ついで、アルミリード線を正極端部に溶接した。   Next, this positive electrode mixture slurry was applied to both sides of an aluminum foil current collector having a thickness of 12 μm, and rapidly dried for 100 seconds under drying conditions of a hot air temperature of 80 ° C. and an air volume of 2 m / sec. A layer was made. Then, it rolled so that the density of solid content of a coating layer might be set to 4.1 g / cc. Subsequently, the positive electrode was produced by vacuum-drying the coating layer after rolling. Next, an aluminum lead wire was welded to the positive electrode end.

(1−2.負極の作製)
黒鉛、スチレンブタジエンゴム(SBR)、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を固形分の質量比98:1:1で水溶媒中に溶解分散させることで、負極合剤スラリーを作製した。ついで、この負極合剤スラリーを厚さ6μmの銅箔集電体(負極集電体31)の両面に塗工後、乾燥した。乾燥後の塗工層を圧延し、真空乾燥することで負極を作製した。その後、ニッケルリード線を負極の端部に溶接した。
(1-2. Production of negative electrode)
A negative electrode mixture slurry was prepared by dissolving and dispersing graphite, styrene butadiene rubber (SBR), and sodium salt of carboxymethyl cellulose in an aqueous solvent at a mass ratio of solid content of 98: 1: 1. Subsequently, this negative electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a 6 μm thick copper foil current collector (negative electrode current collector 31) and then dried. The coating layer after drying was rolled and vacuum dried to prepare a negative electrode. Thereafter, a nickel lead wire was welded to the end of the negative electrode.

(1−3.巻回素子の作製)
正極、セパレータ(旭化成イーマテリアルズ社製ND314)、負極、セパレータをこの順に積層し、直径3cmの巻き芯を用いて、この積層体を長手方向に巻きつけた。端部をテープにて固定した後、巻き芯を取り除き、厚さ3cmの2枚の金属プレートの間に円筒状電極巻回素子を挟み、3秒間保持することで、扁平状の巻回素子を得た。
(1-3. Production of winding element)
A positive electrode, a separator (ND314 manufactured by Asahi Kasei E-Materials Co., Ltd.), a negative electrode, and a separator were laminated in this order, and this laminate was wound in the longitudinal direction using a core having a diameter of 3 cm. After fixing the end with tape, the winding core is removed, the cylindrical electrode winding element is sandwiched between two 3 cm thick metal plates, and held for 3 seconds. Obtained.

(1−4.非水電解質二次電池の作製)
上記電極巻回素子をポリプロピレン/アルミ/ナイロンの3層からなるラミネートフィルムに、2本のリード線が外に出るように電解液とともに減圧封止することで、電池を作製した。電解液には、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネートを3対7(体積比)で混合した溶媒に、10体積%のFEC(フルオロエチレンカーボネート)及び1.3MのLiPFを溶解させたものを使用した。この電池を90℃に加熱した厚さ3cmの2枚の金属プレートの間に挟み、5分間保持した。以上の工程により、非水電解質二次電池を作製した。
(1-4. Production of non-aqueous electrolyte secondary battery)
The electrode winding element was sealed under reduced pressure with an electrolyte so that two lead wires were exposed to a laminate film composed of three layers of polypropylene / aluminum / nylon, thereby producing a battery. The electrolyte used was a solution in which 10% by volume of FEC (fluoroethylene carbonate) and 1.3M LiPF 6 were dissolved in a solvent in which ethylene carbonate / ethyl methyl carbonate was mixed at a ratio of 3 to 7 (volume ratio). . The battery was sandwiched between two 3 cm thick metal plates heated to 90 ° C. and held for 5 minutes. A non-aqueous electrolyte secondary battery was produced through the above steps.

(1−5.正極合剤スラリーの安定性評価)
正極を作製する前に、正極合剤スラリーの安定性を以下のように評価した。すなわち、正極合剤スラリーを、1日静置した。その後、正極合剤スラリーを観察し、複合化正極活物質の沈降の有無を確認した。複合化正極活物質が沈降し、正極合剤スラリーが複合化正極活物質と他の材料とに分離している場合には、安定性を「×」と評価した。なお、安定性が「×」となる場合、繊維状炭素材料及び第2のバインダのうち、少なくとも一方の粘度安定化作用が弱かったと推定される。また、このような分離が確認できない場合(すなわち、複合化正極活物質が沈降していない場合)には、安定性を「○」と評価した。実施例1では、安定性の評価は「○」となった。評価結果を表2にまとめて示す。なお、表2中の「−」は、評価を行っていないことを示す。
(1-5. Stability evaluation of positive electrode mixture slurry)
Before producing the positive electrode, the stability of the positive electrode mixture slurry was evaluated as follows. That is, the positive electrode mixture slurry was allowed to stand for 1 day. Thereafter, the positive electrode mixture slurry was observed, and the presence or absence of sedimentation of the composite positive electrode active material was confirmed. When the composite positive electrode active material settled and the positive electrode mixture slurry was separated into the composite positive electrode active material and other materials, the stability was evaluated as “x”. When the stability is “x”, it is presumed that the viscosity stabilizing action of at least one of the fibrous carbon material and the second binder was weak. In addition, when such separation could not be confirmed (that is, when the composite positive electrode active material was not precipitated), the stability was evaluated as “◯”. In Example 1, the evaluation of stability was “◯”. The evaluation results are summarized in Table 2. In addition, “-” in Table 2 indicates that evaluation is not performed.

(1−6.塗工層の密着性評価)
塗工層を圧延する前に、塗工層の密着性を以下のように評価した。すなわち、塗工層の180℃剥離試験を行った。試験装置は万能試験機(島津製作所製AGS−X)を用いた。そして、剥離強度が5mN/mm以上であれば密着性を「○」と評価し、5mN/mm未満であれば密着性を「×」と評価した。密着性の評価が「×」となる場合、第2のバインダのマイグレーションが顕著に発生していると推定される。実施例1では、密着性の評価は「○」となった。評価結果を表2にまとめて示す。
(1-6. Evaluation of Adhesiveness of Coating Layer)
Before rolling the coating layer, the adhesion of the coating layer was evaluated as follows. That is, the 180 degreeC peeling test of the coating layer was done. A universal testing machine (AGS-X manufactured by Shimadzu Corporation) was used as a test apparatus. And if peel strength was 5 mN / mm or more, adhesiveness was evaluated as "(circle)", and if less than 5 mN / mm, adhesiveness was evaluated as "x". When the evaluation of adhesion is “x”, it is estimated that the migration of the second binder is remarkable. In Example 1, the evaluation of adhesion was “◯”. The evaluation results are summarized in Table 2.

(1−7.正極の可撓性評価)
巻回素子を作製する前に、正極の可撓性を以下のように評価した。すなわち、作製した正極を180°折り曲げることで、正極の可撓性(すなわち、柔軟性)を評価した。正極の可撓性が低いと、180°折り曲げ後に正極集電体が破断してしまう。正極集電体が破断した場合、非水電解質二次電池の特性が著しく低下する。そこで、本試験では、180°折り曲げ後に正極集電体の破断(ピンホールを含む)の有無を目視で確認した。そして、破断が確認できなかった場合には可撓性を「○」と評価し、破断が確認できた場合には可撓性を「×」と評価した。実施例1では、可撓性の評価は「○」となった。評価結果を表2にまとめて示す。
(1-7. Evaluation of flexibility of positive electrode)
Before producing the wound element, the flexibility of the positive electrode was evaluated as follows. That is, the flexibility (that is, flexibility) of the positive electrode was evaluated by bending the produced positive electrode by 180 °. When the flexibility of the positive electrode is low, the positive electrode current collector is broken after being bent by 180 °. When the positive electrode current collector is broken, the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery are remarkably deteriorated. Therefore, in this test, the presence or absence of breakage (including pinholes) of the positive electrode current collector was visually confirmed after bending 180 °. When the fracture could not be confirmed, the flexibility was evaluated as “◯”, and when the fracture was confirmed, the flexibility was evaluated as “x”. In Example 1, the evaluation of flexibility was “◯”. The evaluation results are summarized in Table 2.

(1−8.活性化処理)
非水電解質二次電池の特性を評価する前に、以下の活性化処理を行った。すなわち、非水電解質二次電池を室温環境下、電池電圧4.40V、電流0.2C、終止電流0.05Cで定電流定電圧充電した。ついで、非水電解質二次電池を、電池電圧が2.75Vとなるまで0.2Cで定電流放電した。これにより、非水電解質二次電池を十分に活性化させた。その後、各非水電解質二次電池を以下の各評価に供した。
(1-8. Activation treatment)
The following activation treatment was performed before evaluating the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery. That is, the nonaqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current and a constant voltage under a room temperature environment with a battery voltage of 4.40 V, a current of 0.2 C, and a final current of 0.05 C. Subsequently, the non-aqueous electrolyte secondary battery was discharged at a constant current of 0.2 C until the battery voltage reached 2.75V. Thereby, the nonaqueous electrolyte secondary battery was fully activated. Thereafter, each non-aqueous electrolyte secondary battery was subjected to the following evaluations.

(1−9.高率放電特性の評価)
非水電解質二次電池の高率放電特性を以下のように評価した。すなわち、非水電解質二次電池を室温環境下、電池電圧4.40V、電流0.5C、終止電流0.05Cで定電流定電圧充電した。ついで、非水電解質二次電池を電池電圧が3.0Vとなるまで1.5Cで定電流放電した。この結果得られた放電容量を測定した。さらに、測定された放電容量と、同様の方法で測定した比較例1の放電容量とに基づいて、相対容量比(%)を算出した。相対容量比は、比較例1の放電容量を100とした時の放電容量を意味する。そして、相対容量比が115以上の場合は高率放電特性が良好なレベルであると評価した。なお、相対容量比が115未満となる場合、第2のバインダのマイグレーションが顕著に発生していると推定される。評価結果を表2にまとめて示す。
(1-9. Evaluation of high rate discharge characteristics)
The high rate discharge characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery were evaluated as follows. That is, the nonaqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current and a constant voltage at a battery voltage of 4.40 V, a current of 0.5 C, and a termination current of 0.05 C in a room temperature environment. Next, the nonaqueous electrolyte secondary battery was discharged at a constant current of 1.5 C until the battery voltage reached 3.0V. The discharge capacity obtained as a result was measured. Furthermore, the relative capacity ratio (%) was calculated based on the measured discharge capacity and the discharge capacity of Comparative Example 1 measured by the same method. The relative capacity ratio means the discharge capacity when the discharge capacity of Comparative Example 1 is 100. And when the relative capacity ratio was 115 or more, it was evaluated that the high rate discharge characteristics were at a satisfactory level. When the relative capacity ratio is less than 115, it is estimated that the migration of the second binder is remarkable. The evaluation results are summarized in Table 2.

(1−10.容量維持率の評価)
以下の充放電サイクルを室温環境下で200サイクル行い、1サイクル目の放電容量に対する200目の放電容量を容量維持率として算出した。
充電:電池電圧4.40V、電流0.7C、終止電流0.05C、定電流定電圧充電
放電:電流1C、終止電圧3.0V、定電流放電
容量維持率が80%以上の場合は容量維持率が良好なレベルであると評価した。なお、容量維持率が80%未満となる場合、第2のバインダのマイグレーションが顕著に発生しているか、第1のバインダが過剰であると推定される。評価結果を表2にまとめて示す。
(1-10. Evaluation of capacity maintenance rate)
The following charge / discharge cycles were performed 200 times at room temperature, and the discharge capacity at the 200th relative to the discharge capacity at the 1st cycle was calculated as the capacity retention rate.
Charging: Battery voltage 4.40V, current 0.7C, end current 0.05C, constant current constant voltage charge Discharge: current 1C, end voltage 3.0V, constant current discharge Capacity maintenance rate is 80% or more The rate was evaluated as a good level. When the capacity retention rate is less than 80%, it is estimated that the migration of the second binder is remarkable or the first binder is excessive. The evaluation results are summarized in Table 2.

<2.実施例2>
第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<2. Example 2>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<3.実施例3>
第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<3. Example 3>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<4.実施例4>
第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<4. Example 4>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<5.実施例5>
第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<5. Example 5>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<6.実施例6>
第1のバインダの質量%、b/a、繊維状炭素材料の種類、繊維状炭素材料の質量%及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。繊維状炭素材料の平均繊維径は40nm、平均繊維長は20μm、平均アスペクト比は500であった。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<6. Example 6>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, the type of the fibrous carbon material, the mass% of the fibrous carbon material, and the mass% of the second binder were changed. . The fibrous carbon material had an average fiber diameter of 40 nm, an average fiber length of 20 μm, and an average aspect ratio of 500. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<7.実施例7>
繊維状炭素材料の種類及び質量%を変更した他は、実施例6と同様の処理を行った。繊維状炭素材料の平均繊維径は10nm、平均繊維長は100μm、平均アスペクト比は10000であった。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<7. Example 7>
The same treatment as in Example 6 was performed except that the type and mass% of the fibrous carbon material were changed. The fibrous carbon material had an average fiber diameter of 10 nm, an average fiber length of 100 μm, and an average aspect ratio of 10,000. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<8.実施例8>
第1のバインダの質量%、b/a、繊維状炭素材料の種類、繊維状炭素材料の質量%及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。繊維状炭素材料の平均繊維径は2nm、平均繊維長は1μm、平均アスペクト比は500であった。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<8. Example 8>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, the type of the fibrous carbon material, the mass% of the fibrous carbon material, and the mass% of the second binder were changed. . The fibrous carbon material had an average fiber diameter of 2 nm, an average fiber length of 1 μm, and an average aspect ratio of 500. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<9.実施例9>
正極活物質の種類、第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。なお、正極活物質の比表面積は0.6(m/g)であった。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<9. Example 9>
The same treatment as in Example 1 was performed, except that the type of the positive electrode active material, the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. The specific surface area of the positive electrode active material was 0.6 (m 2 / g). The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<10.実施例10>
第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例9と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<10. Example 10>
The same treatment as in Example 9 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<11.実施例11>
第1のバインダの種類、第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。なお、実施例11では、第1のバインダとしてフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))を使用した。フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体は、テトラフルオロエチレン成分を50mol%の割合で含む。このバインダの溶解度は0質量%であった。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<11. Example 11>
The same processing as in Example 1 was performed except that the type of the first binder, the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. In Example 11, a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE)) was used as the first binder. The vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer contains a tetrafluoroethylene component in a proportion of 50 mol%. The solubility of this binder was 0% by mass. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<12.比較例1>
正極活物質を第1のバインダで複合化しなかったこと、繊維状炭素材料を使用しなかったこと、他の導電助剤及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<12. Comparative Example 1>
Same as Example 1, except that the positive electrode active material was not combined with the first binder, the fibrous carbon material was not used, and the other conductive assistants and the second binder mass% were changed. Was processed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<13.比較例2>
第2のバインダの質量%を変更した他は、比較例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<13. Comparative Example 2>
The same treatment as in Comparative Example 1 was performed except that the mass% of the second binder was changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<14.比較例3>
正極活物質を第1のバインダで複合化しなかったこと、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<14. Comparative Example 3>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the positive electrode active material was not combined with the first binder and the mass% of the second binder was changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<15.比較例4>
第1のバインダの質量%、b/a、繊維状炭素材料の種類、繊維状炭素材料の質量%、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。繊維状炭素材料の平均繊維径は50nm、平均繊維長は25μm、平均アスペクト比は500であった。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<15. Comparative Example 4>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, the type of the fibrous carbon material, the mass% of the fibrous carbon material, and the mass% of the second binder were changed. It was. The average fiber diameter of the fibrous carbon material was 50 nm, the average fiber length was 25 μm, and the average aspect ratio was 500. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<16.比較例5>
第2のバインダの質量%を変更した他は、比較例4と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<16. Comparative Example 5>
The same treatment as in Comparative Example 4 was performed except that the mass% of the second binder was changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<17.比較例6>
正極活物質を第1のバインダで複合化しなかったこと、第2のバインダの種類及び質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。ここで、比較例6では、第2のバインダとして、実施例1で使用した変性ポリフッ化ビニリデンと水素化アクリロニトリルブタジエンゴムとの混合物を使用した。混合比は質量比で2:1とした。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<17. Comparative Example 6>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the positive electrode active material was not combined with the first binder and the type and mass% of the second binder were changed. Here, in Comparative Example 6, a mixture of the modified polyvinylidene fluoride and hydrogenated acrylonitrile butadiene rubber used in Example 1 was used as the second binder. The mixing ratio was 2: 1 by mass. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<18.比較例7>
第1のバインダの質量%、b/a、繊維状炭素材料の種類、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。繊維状炭素材料の平均繊維径は10nm、平均繊維長は3μm、平均アスペクト比は300であった。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<19.比較例8>
第1のバインダの質量%、b/a、及び第2のバインダの質量%を変更した他は、実施例1と同様の処理を行った。正極合剤スラリーの組成を表1に示す。評価結果を表2に示す。
<18. Comparative Example 7>
The same treatment as in Example 1 was performed, except that the mass% of the first binder, b / a, the type of the fibrous carbon material, and the mass% of the second binder were changed. The fibrous carbon material had an average fiber diameter of 10 nm, an average fiber length of 3 μm, and an average aspect ratio of 300. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.
<19. Comparative Example 8>
The same treatment as in Example 1 was performed except that the mass% of the first binder, b / a, and the mass% of the second binder were changed. The composition of the positive electrode mixture slurry is shown in Table 1. The evaluation results are shown in Table 2.

<21.考察>
実施例1〜11は、いずれの評価も良好であった。なお、実施例5、6、9の非水電解質二次電池の特性は、他の実施例1〜4、7、8、10、11より若干低下した。実施例5に関しては、b/aが4.1より大きかったためであると推定される。実施例6に関しては、平均繊維径が好ましい範囲2〜10nmから外れたからであると推定される。実施例9に関しては、第2のバインダの質量%が好ましい範囲0.2〜0.4質量%から外れたからであると推定される。一方、他の実施例1〜4、7、8、10、11は、本実施形態の要件を満たすのみならず、b/aは好ましい範囲0.9〜4.1であり、平均繊維径も好ましい範囲2〜10nmであり、第2のバインダの質量%も好ましい範囲0.2〜0.4質量%であった。したがって、この点でも他の実施例1〜4、7、8、10、11の特性が良好であったと推定される。
<21. Discussion>
In Examples 1 to 11, all evaluations were good. Note that the characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 5, 6, and 9 were slightly lower than those of Examples 1 to 4, 7, 8, 10, and 11. Regarding Example 5, it is estimated that b / a was larger than 4.1. Regarding Example 6, it is presumed that the average fiber diameter deviated from the preferred range of 2 to 10 nm. Regarding Example 9, it is estimated that the mass% of the second binder deviated from the preferred range of 0.2 to 0.4 mass%. On the other hand, other Examples 1-4, 7, 8, 10, and 11 not only satisfy the requirements of this embodiment, but b / a is in a preferred range of 0.9 to 4.1, and the average fiber diameter is also The preferred range was 2 to 10 nm, and the mass% of the second binder was also the preferred range of 0.2 to 0.4 mass%. Therefore, it is estimated that the characteristics of the other Examples 1 to 4, 7, 8, 10, and 11 were good in this respect as well.

一方、比較例1、2では、正極活物質を第1のバインダで複合化しなかった。さらに、繊維状炭素材料を使用しなかった。このため、正極合剤スラリーを安定化させるために、他の導電助剤及び第2のバインダを多く使用する必要があった。したがって、比較例1では、正極合剤スラリーの安定性は「○」となったが、密着性及び可撓性の評価はいずれも「×」となった。なお、比較例1では、可撓性の評価が「×」となったが、高率放電特性の評価の基準値を取得するため、アルミ箔集電体の厚さを15μmとして、二次電池を作製した。つまり、アルミ箔集電体を切れないように厚くした。比較例2でも、正極合剤スラリーの安定性は「○」となったが、密着性の評価は「×」となった。他の評価も比較例1と同様の結果になると推定されることから、可撓性の評価及び非水電解質二次電池の評価は行わなかった。   On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the positive electrode active material was not combined with the first binder. Furthermore, no fibrous carbon material was used. For this reason, in order to stabilize a positive mix slurry, it was necessary to use many other conductive support agents and 2nd binders. Therefore, in Comparative Example 1, the stability of the positive electrode mixture slurry was “◯”, but the evaluation of adhesion and flexibility was both “x”. In Comparative Example 1, the evaluation of flexibility was “x”, but in order to obtain a reference value for evaluation of high rate discharge characteristics, the thickness of the aluminum foil current collector was set to 15 μm, and the secondary battery Was made. In other words, the aluminum foil current collector was made thick so as not to break. Also in Comparative Example 2, the stability of the positive electrode mixture slurry was “◯”, but the evaluation of adhesion was “x”. Since other evaluations are estimated to have the same results as in Comparative Example 1, the evaluation of flexibility and the evaluation of the nonaqueous electrolyte secondary battery were not performed.

比較例3では、繊維状炭素材料を使用したが、正極活物質を第1のバインダで複合化しなかった。このため、正極合剤スラリーを安定化させるために多くの第2のバインダを使用する必要があった。したがって、比較例3では、正極合剤スラリーの安定性は「○」となったが、密着性及び可撓性の評価はいずれも「×」となった。これらの結果により、非水電解質二次電池の評価も期待できなかったことから、非水電解質二次電池の評価は行わなかった。   In Comparative Example 3, a fibrous carbon material was used, but the positive electrode active material was not combined with the first binder. For this reason, it was necessary to use many second binders in order to stabilize the positive electrode mixture slurry. Therefore, in Comparative Example 3, the stability of the positive electrode mixture slurry was “◯”, but the evaluation of adhesion and flexibility was “x”. Based on these results, the evaluation of the non-aqueous electrolyte secondary battery could not be expected. Therefore, the evaluation of the non-aqueous electrolyte secondary battery was not performed.

比較例4では、繊維状炭素材料のサイズが本実施形態の条件を満たさなかったため、正極合剤スラリーが安定しなかった。このため、他の評価を行わなかった。比較例5では、比較例4と同様の繊維状炭素材料を使用したが、正極合剤スラリーを安定させるために、第2のバインダの使用量を増加させた。この結果、正極合剤スラリーが安定し、密着性も「○」となった。しかし、可撓性の評価が「×」となった。このことから、第2のバインダのマイグレーションが顕著に発生したと推定される。比較例5では、可撓性の評価が悪かったので、非水電解質二次電池の評価も期待できなかった。このため、非水電解質二次電池の評価は行わなかった。   In Comparative Example 4, since the size of the fibrous carbon material did not satisfy the conditions of this embodiment, the positive electrode mixture slurry was not stable. For this reason, no other evaluation was performed. In Comparative Example 5, the same fibrous carbon material as in Comparative Example 4 was used, but the amount of the second binder used was increased in order to stabilize the positive electrode mixture slurry. As a result, the positive electrode mixture slurry was stabilized and the adhesion was “◯”. However, the evaluation of flexibility was “x”. From this, it is estimated that the migration of the second binder has occurred remarkably. In Comparative Example 5, since the evaluation of flexibility was bad, the evaluation of the nonaqueous electrolyte secondary battery could not be expected. For this reason, the non-aqueous electrolyte secondary battery was not evaluated.

比較例6では、繊維状炭素材料を使用したが、正極活物質を第1のバインダで複合化しなかった。このため、正極合剤スラリーを安定化させるために多くの第2のバインダを使用する必要があった。ただし、比較例6では、第2のバインダとしてより柔らかいバインダを使用した。このため、可撓性の評価は「○」となったが、密着性が「×」となった。比較例6では、非水電解質二次電池の評価を行ったが、十分な特性は得られなかった。比較例7では、繊維状炭素材料のサイズが本実施形態の条件を満たさなかったため、正極合剤スラリーが安定しなかった。このため、他の評価を行わなかった。比較例8では、b/aが5.0を超えた。したがって、比較例8では、正極活物質に対する第1のバインダの質量が多すぎるので、非水電解質二次電池の高率放電特性及び容量維持率がかえって低下した。したがって、本実施形態の特徴構成を満たす実施例1〜11では、良好な結果が得られたが、本実施形態の特徴構成のいずれか1種以上を満たさない比較例1〜8では、良好な結果が得られなかった。   In Comparative Example 6, a fibrous carbon material was used, but the positive electrode active material was not combined with the first binder. For this reason, it was necessary to use many second binders in order to stabilize the positive electrode mixture slurry. However, in Comparative Example 6, a softer binder was used as the second binder. For this reason, the evaluation of flexibility was “◯”, but the adhesion was “x”. In Comparative Example 6, evaluation of the nonaqueous electrolyte secondary battery was performed, but sufficient characteristics were not obtained. In Comparative Example 7, since the size of the fibrous carbon material did not satisfy the conditions of this embodiment, the positive electrode mixture slurry was not stable. For this reason, no other evaluation was performed. In Comparative Example 8, b / a exceeded 5.0. Therefore, in Comparative Example 8, since the mass of the first binder with respect to the positive electrode active material is too large, the high rate discharge characteristics and the capacity retention rate of the nonaqueous electrolyte secondary battery were lowered. Therefore, in Examples 1 to 11 that satisfy the feature configuration of the present embodiment, good results were obtained, but in Comparative Examples 1 to 8 that do not satisfy any one or more of the feature configurations of the present embodiment, good results were obtained. No result was obtained.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

1 非水電解質二次電池
1a 巻回素子
10 正極
11 正極集電体
12 正極活物質層
20 セパレータ
30 負極
31 負極集電体
32 負極活物質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Nonaqueous electrolyte secondary battery 1a Winding element 10 Positive electrode 11 Positive electrode collector 12 Positive electrode active material layer 20 Separator 30 Negative electrode 31 Negative electrode collector 32 Negative electrode active material layer

Claims (9)

溶媒と、
正極活物質と、前記正極活物質の表面を覆い、前記溶媒に不溶な第1のバインダとを含む複合化正極活物質と、
平均繊維径が40nm以下、平均アスペクト比が500以上である繊維状炭素材料と、
前記溶媒に可溶な第2のバインダと、を含み、
前記複合化正極活物質の総質量に対する前記第1のバインダの質量%は0.2〜1.5質量%であり、
全固形分の総質量に対する前記繊維状炭素材料の質量%は0.01〜0.5質量%であり、
全固形分の総質量に対する前記第2のバインダの質量%は0.1〜0.5質量%であり、
前記正極活物質の比表面積をa(m/g)、前記複合化正極活物質の総質量に対する前記第1のバインダの質量%をb(質量%)とした場合、b/aは5.0以下となることを特徴とする、正極合剤スラリー。
A solvent,
A composite positive electrode active material comprising: a positive electrode active material; and a first binder that covers a surface of the positive electrode active material and is insoluble in the solvent;
A fibrous carbon material having an average fiber diameter of 40 nm or less and an average aspect ratio of 500 or more;
A second binder soluble in the solvent,
The mass% of the first binder with respect to the total mass of the composite cathode active material is 0.2 to 1.5 mass%,
The mass% of the fibrous carbon material with respect to the total mass of the total solid content is 0.01 to 0.5 mass%,
The mass% of the second binder with respect to the total mass of the total solid content is 0.1 to 0.5 mass%,
When the specific surface area of the positive electrode active material is a (m 2 / g) and the mass% of the first binder with respect to the total mass of the composite positive electrode active material is b (mass%), b / a is 5. A positive electrode mixture slurry characterized by being 0 or less.
前記第1のバインダは、テトラフルオロエチレン(TFE)を含む共重合体であることを特徴とする、請求項1記載の正極合剤スラリー。   The positive electrode mixture slurry according to claim 1, wherein the first binder is a copolymer containing tetrafluoroethylene (TFE). 前記第1のバインダは、テトラフルオロエチレン−プロピレン共重合体(P(TFE/P))、及びテトラフルオロエチレン成分を50mol%以上の割合で含むフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))からなる群から選択されるいずれか一種以上で構成されることを特徴とする、請求項2記載の正極合剤スラリー。   The first binder includes a tetrafluoroethylene-propylene copolymer (P (TFE / P)) and a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (T) containing a tetrafluoroethylene component in a proportion of 50 mol% or more. The positive electrode mixture slurry according to claim 2, wherein the positive electrode mixture slurry is composed of at least one selected from the group consisting of VdF / TFE)). 前記第2のバインダは、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、変性ポリフッ化ビニリデン、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(VdF/HFP))、テトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含むフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))、テトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含む変性フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE))、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/HFP/TFE))、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、水素化アクリロニトリルブタジエン共重合体(水素化NBR)、アクリレート−フッ化ビニリデン共重合体(P(Acrylate/VdF))、アクリレート−フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(Acrylate/VdF/HFP))、アクリレート−フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(Acrylate/VdF/TFE))、及びアクリレート−フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン(P(Acrylate/VdF/HFP/TFE))共重合体からなる群から選択されるいずれか1種以上で構成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載の正極合剤スラリー。   The second binder comprises polyvinylidene fluoride (PVdF), modified polyvinylidene fluoride, modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (VdF / HFP)), and a tetrafluoroethylene component in a proportion of less than 50 mol%. Containing vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE)), modified vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer containing tetrafluoroethylene component in a proportion of less than 50 mol% (P (VdF / TFE)) ), Vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / HFP / TFE)), modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene copolymer, hydrogenated acrylonitrile butadiene copolymer (Hydrogenated NB ), Acrylate-vinylidene fluoride copolymer (P (Acrylate / VdF)), acrylate-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (Acrylate / VdF / HFP)), acrylate-vinylidene fluoride-tetrafluoro Selected from the group consisting of ethylene copolymer (P (Acrylate / VdF / TFE)) and acrylate-vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene (P (Acrylate / VdF / HFP / TFE)) copolymer. The positive electrode mixture slurry according to any one of claims 1 to 3, wherein the positive electrode mixture slurry is composed of any one or more of the following. 前記第2のバインダは、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、変性フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(P(VdF/HFP))、及びテトラフルオロエチレン成分を50mol%未満の割合で含む変性フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体(P(VdF/TFE)からなる群から選択されるいずれか1種以上で構成されることを特徴とする、請求項4記載の正極合剤スラリー。   The second binder is a modified fluoride containing a polyvinylidene fluoride (PVdF), a modified vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (P (VdF / HFP)), and a tetrafluoroethylene component in a proportion of less than 50 mol%. The positive electrode mixture slurry according to claim 4, comprising at least one selected from the group consisting of vinylidene-tetrafluoroethylene copolymer (P (VdF / TFE)). 前記正極活物質は、リチウム含有遷移金属酸化物であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載の正極合剤スラリー。   The positive electrode mixture slurry according to claim 1, wherein the positive electrode active material is a lithium-containing transition metal oxide. 前記溶媒は、N−メチルピロリドン(NMP)であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載の正極合剤スラリー。   The positive electrode mixture slurry according to claim 1, wherein the solvent is N-methylpyrrolidone (NMP). 正極活物質と、
正極合剤スラリーの溶媒に不溶な第1のバインダと、
平均繊維径が40nm以下、平均アスペクト比が500以上である繊維状炭素材料と、
前記正極合剤スラリーの溶媒に不溶な第2のバインダと、を含み、
前記正極活物質及び前記第1のバインダの総質量に対する前記第1のバインダの質量%は0.2〜1.5質量%であり、
全固形分の総質量に対する前記繊維状炭素材料の質量%は0.01〜0.5質量%であり、
全固形分の総質量に対する前記第2のバインダの質量%は0.1〜0.5質量%であり、
前記正極活物質の比表面積をa(m/g)、前記正極活物質及び第1のバインダの総質量に対する前記第1のバインダの質量%をb(質量%)とした場合、b/aは5.0以下となることを特徴とする、非水電解質二次電池用正極。
A positive electrode active material;
A first binder insoluble in the solvent of the positive electrode mixture slurry;
A fibrous carbon material having an average fiber diameter of 40 nm or less and an average aspect ratio of 500 or more;
A second binder insoluble in the solvent of the positive electrode mixture slurry,
The mass% of the first binder with respect to the total mass of the positive electrode active material and the first binder is 0.2 to 1.5 mass%,
The mass% of the fibrous carbon material with respect to the total mass of the total solid content is 0.01 to 0.5 mass%,
The mass% of the second binder with respect to the total mass of the total solid content is 0.1 to 0.5 mass%,
When the specific surface area of the positive electrode active material is a (m 2 / g) and the mass% of the first binder with respect to the total mass of the positive electrode active material and the first binder is b (mass%), b / a Is a positive electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
請求項8記載の非水電解質二次電池用正極を含むことを特徴とする、非水電解質二次電池。   A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising the positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 8.
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