JP2018101624A - Electrode for lithium-ion battery and lithium-ion battery - Google Patents

Electrode for lithium-ion battery and lithium-ion battery Download PDF

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Yusuke Nakajima
勇輔 中嶋
浩太郎 那須
Kotaro Nasu
浩太郎 那須
雄樹 草地
Takeki Kusachi
雄樹 草地
大澤 康彦
Yasuhiko Osawa
康彦 大澤
佐藤 一
Hajime Sato
一 佐藤
赤間 弘
Hiroshi Akama
弘 赤間
堀江 英明
Hideaki Horie
英明 堀江
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode for a lithium-ion battery and a lithium-ion battery, which are excellent in energy density and cycle characteristics.SOLUTION: An electrode for a lithium-ion battery includes an electrode current collector and an electrode active material layer, and is characterized in that: the electrode active material layer comprises a non-bound body of an electrode active material composition containing an electrode active material; a pressure relieving layer formed from a conductive carbon filler is arranged between the electrode current collector and the electrode active material layer; and the electrode active material is present near the surface of the pressure relieving layer, the surface being on an electrode active material layer side.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リチウムイオン電池用電極及びリチウムイオン電池に関する。 The present invention relates to an electrode for a lithium ion battery and a lithium ion battery.

近年、環境保護のため二酸化炭素排出量の低減が切に望まれている。自動車業界では、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車(HEV)の導入による二酸化炭素排出量の低減に期待が集まっており、これらの実用化の鍵を握るモータ駆動用二次電池の開発が鋭意行われている。二次電池としては、高エネルギー密度、高出力密度が達成できるリチウムイオン電池に注目が集まっている。 In recent years, reduction of carbon dioxide emissions has been strongly desired for environmental protection. In the automobile industry, there are high expectations for reducing carbon dioxide emissions by introducing electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles (HEVs), and we are eager to develop secondary batteries for motor drives that hold the key to their practical application. Has been done. As a secondary battery, attention is focused on a lithium ion battery that can achieve a high energy density and a high output density.

リチウムイオン電池の高エネルギー密度化のためには、より理論容量の大きい活物質、すなわち単位体積あたりにより多くのリチウムイオンを吸蔵できる材料が注目されている。しかしながら、単位体積あたりに吸蔵可能なリチウムイオン量が多くなると、リチウムイオンの挿入・脱離に伴う体積変化も大きくなる。そのため、体積変化によって材料の自壊が発生する場合があり、活物質層が集電体表面から剥離しやすくなるため、サイクル特性を向上させることが困難であった。 In order to increase the energy density of a lithium ion battery, an active material having a larger theoretical capacity, that is, a material that can occlude more lithium ions per unit volume has attracted attention. However, as the amount of lithium ions that can be occluded per unit volume increases, the volume change associated with insertion / extraction of lithium ions also increases. Therefore, there is a case where the material self-destructs due to the volume change, and the active material layer is easily peeled off from the current collector surface, so that it is difficult to improve cycle characteristics.

例えば、特許文献1には、珪素及び珪素化合物のうち少なくとも1つと炭素との混合比率、及び、これらの粒子径を所定の範囲に調整することで負極の膨張を抑制したリチウムイオン電池が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a lithium ion battery that suppresses expansion of a negative electrode by adjusting a mixing ratio of at least one of silicon and a silicon compound and carbon and a particle diameter thereof to a predetermined range. ing.

特開2016−103337号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-103337

しかしながら、特許文献1に記載された負極は、結着剤が用いられているため、電極厚さを厚くしすぎると負極集電体表面から負極活物質が剥離してしまうという問題があった。また、結着剤によって珪素及び珪素化合物の膨張・収縮が制限されて自壊しやすくなることがあった。さらに、負極の膨張を抑制する効果も充分ではなく、さらなる改善の余地があった。 However, since the negative electrode described in Patent Document 1 uses a binder, there is a problem that the negative electrode active material is peeled off from the surface of the negative electrode current collector when the electrode thickness is excessively increased. In addition, the binder may restrict the expansion and contraction of silicon and the silicon compound, and may easily break. Furthermore, the effect of suppressing the expansion of the negative electrode is not sufficient, and there is room for further improvement.

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、エネルギー密度及びサイクル特性に優れたリチウムイオン電池用電極及びリチウムイオン電池を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the said subject, and it aims at providing the electrode for lithium ion batteries excellent in energy density and cycling characteristics, and a lithium ion battery.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、電極集電体と、電極活物質層とを備えたリチウムイオン電池用電極であって、上記電極活物質層は、電極活物質を含む電極活物質組成物の非結着体からなり、上記電極集電体と上記電極活物質層との間に、導電性炭素フィラーからなる圧力緩和層が配置されており、上記圧力緩和層のうち上記電極活物質層側の表面近傍には、上記電極活物質が存在していることを特徴とするリチウムイオン電池用電極;これを備えたリチウムイオン電池に関する。
As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have reached the present invention.
That is, the present invention is an electrode for a lithium ion battery comprising an electrode current collector and an electrode active material layer, wherein the electrode active material layer is a non-binding electrode active material composition containing an electrode active material. A pressure relaxation layer made of a conductive carbon filler is disposed between the electrode current collector and the electrode active material layer, and in the vicinity of the surface on the electrode active material layer side of the pressure relaxation layer The present invention relates to an electrode for a lithium ion battery, characterized in that the electrode active material is present; and relates to a lithium ion battery provided with the electrode.

本発明のリチウムイオン電池用電極は、サイクル特性に優れる。 The electrode for a lithium ion battery of the present invention is excellent in cycle characteristics.

図1は、本発明のリチウムイオン電池用電極の一例を模式的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an electrode for a lithium ion battery of the present invention. 図2(a)及び図2(b)は、本発明のリチウムイオン電池用電極を構成する電極活物質層及び圧力緩和層の充放電前後の様子を模式的に示す断面図である。2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views schematically showing the state before and after charge / discharge of the electrode active material layer and the pressure relaxation layer constituting the electrode for a lithium ion battery of the present invention.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明のリチウムイオン電池用電極は、電極集電体と、電極活物質層とを備えたリチウムイオン電池用電極であって、上記電極活物質層は、電極活物質を含む電極活物質組成物の非結着体からなり、上記電極集電体と上記電極活物質層との間に、導電性炭素フィラーからなる圧力緩和層が配置されており、上記圧力緩和層のうち上記電極活物質層側の表面近傍には、上記電極活物質が存在していることを特徴とする。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The electrode for a lithium ion battery of the present invention is an electrode for a lithium ion battery comprising an electrode current collector and an electrode active material layer, and the electrode active material layer comprises an electrode active material composition containing an electrode active material A pressure relaxation layer made of a conductive carbon filler is disposed between the electrode current collector and the electrode active material layer, and the electrode active material layer of the pressure relaxation layer The electrode active material is present in the vicinity of the surface on the side.

本発明のリチウムイオン電池用電極の構成を図1を用いて説明する。
図1は、本発明のリチウムイオン電池用電極の一例を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、リチウムイオン電池用電極1は、電極集電体10と電極活物質層30とを備えており、電極集電体10と電極活物質層30との間に、導電性炭素フィラーからなる圧力緩和層20が配置されている。
電極活物質層30は、電極活物質を含む電極活物質組成物の非結着体である。
The structure of the lithium ion battery electrode of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of an electrode for a lithium ion battery of the present invention.
As shown in FIG. 1, the electrode 1 for a lithium ion battery includes an electrode current collector 10 and an electrode active material layer 30, and is electrically conductive between the electrode current collector 10 and the electrode active material layer 30. A pressure relaxation layer 20 made of a carbon filler is disposed.
The electrode active material layer 30 is a non-binding body of an electrode active material composition containing an electrode active material.

本発明のリチウムイオン電池用電極では、電極集電体と電極活物質層との間に圧力緩和層が設けられている。電極活物質層が充放電のいずれかにより膨張した際には、圧力緩和層が収縮することによって電極全体としての体積変化を抑制することができる。反対に、電極活物質層が充放電のいずれかにより収縮した際には、圧力緩和層が膨張することによって電極全体としての体積変化を抑制することができる。そのため、充放電に伴う電極活物質層の剥離を抑制し、サイクル特性を向上させることができる。 In the electrode for a lithium ion battery of the present invention, a pressure relaxation layer is provided between the electrode current collector and the electrode active material layer. When the electrode active material layer expands due to either charging or discharging, the pressure relaxation layer contracts, whereby the volume change of the entire electrode can be suppressed. On the other hand, when the electrode active material layer contracts due to either charging or discharging, the pressure relaxation layer expands, whereby the volume change of the entire electrode can be suppressed. Therefore, peeling of the electrode active material layer accompanying charge / discharge can be suppressed and cycle characteristics can be improved.

さらに、本発明のリチウムイオン電池用電極において、電極活物質層が電極活物質を含む電極活物質組成物の非結着体である。非結着体とは、電極活物質層を構成する電極活物質が結着剤(バインダともいう)により互いの位置を固定されていないことを意味する。
従来のリチウムイオン電池における電極活物質層は、電極活物質及び結着剤を溶媒中に分散させたスラリーを電極集電体等の表面に塗布し、加熱・乾燥させることにより製造されるため、電極活物質層は結着剤により固められた状態となっている。このとき、電極活物質は結着剤により互いに固定されており、電極活物質同士の位置が固定されている。そして、電極活物質層が結着剤により固められていると、充放電時の膨張・収縮によって電極活物質に過度の応力が係り、自壊しやすくなる。
さらに、電極活物質層が結着剤によって電極集電体の表面に固定されているため、電極活物質の充放電時の膨張・収縮によって結着剤により固められた電極活物質層に亀裂が生じたり、電極活物質層が電極集電体の表面から剥離、脱落してしまうことがある。
Furthermore, in the electrode for a lithium ion battery of the present invention, the electrode active material layer is a non-binding body of an electrode active material composition containing an electrode active material. The non-binding body means that the positions of the electrode active materials constituting the electrode active material layer are not fixed by a binder (also referred to as a binder).
An electrode active material layer in a conventional lithium ion battery is manufactured by applying a slurry in which an electrode active material and a binder are dispersed in a solvent to the surface of an electrode current collector, etc., and heating and drying. The electrode active material layer is in a state of being hardened by a binder. At this time, the electrode active materials are fixed to each other by the binder, and the positions of the electrode active materials are fixed. When the electrode active material layer is hardened with a binder, excessive stress is applied to the electrode active material due to expansion / contraction at the time of charge / discharge, and the electrode active material layer is easily broken.
Further, since the electrode active material layer is fixed to the surface of the electrode current collector by the binder, the electrode active material layer solidified by the binder due to expansion / contraction during charge / discharge of the electrode active material is cracked. May occur, or the electrode active material layer may be peeled off from the surface of the electrode current collector.

一方、本発明のリチウムイオン電池用電極を構成する電極活物質層では、電極活物質層中の各成分(電極活物質及び必要に応じて添加される任意成分)が互いに結着されておらず、位置も固定されていない。そのため、電極活物質の充放電時の膨張・収縮による自壊を抑制することができる。さらに、本発明のリチウムイオン電池用電極を構成する電極活物質層は、電極集電体表面に結着剤により固定されているわけではないため、電極活物質の充放電時の膨張・収縮によって電極活物質層に亀裂が生じたり、剥離することがないため、サイクル特性の劣化を抑制することができる。
従って、本発明のリチウムイオン電池用電極は、エネルギー密度及びサイクル特性に優れるリチウムイオン電池を得ることができる。
On the other hand, in the electrode active material layer constituting the lithium ion battery electrode of the present invention, the components in the electrode active material layer (electrode active material and optional components added as necessary) are not bound to each other. Also, the position is not fixed. Therefore, self-destruction caused by expansion / contraction during charging / discharging of the electrode active material can be suppressed. Furthermore, since the electrode active material layer constituting the lithium ion battery electrode of the present invention is not fixed to the surface of the electrode current collector by a binder, the electrode active material may be expanded or contracted during charging / discharging. Since the electrode active material layer is not cracked or peeled off, deterioration of cycle characteristics can be suppressed.
Therefore, the lithium ion battery electrode of the present invention can provide a lithium ion battery excellent in energy density and cycle characteristics.

以下、本発明のリチウムイオン電池用電極の各構成を説明する。 Hereinafter, each structure of the electrode for lithium ion batteries of this invention is demonstrated.

本発明のリチウムイオン電池用電極においては、電極集電体と電極活物質層との間に、導電性炭素フィラーからなる圧力緩和層が配置されている。圧力緩和層を構成する導電性炭素フィラーの電気抵抗率は、50μΩ・m以下であることが好ましい。
なお、圧力緩和層は導電性フィラーで構成されていることから空隙を有しており、その空隙に電極活物質が入り込むことによって圧力緩和層のうち電極活物質層側の表面近傍には、電極活物質が存在している。
In the electrode for a lithium ion battery of the present invention, a pressure relaxation layer made of a conductive carbon filler is disposed between the electrode current collector and the electrode active material layer. The electrical resistivity of the conductive carbon filler constituting the pressure relaxation layer is preferably 50 μΩ · m or less.
In addition, since the pressure relaxation layer is composed of a conductive filler, the pressure relaxation layer has a void. When the electrode active material enters the void, the pressure relaxation layer has an electrode in the vicinity of the surface on the electrode active material layer side. Active material is present.

圧力緩和層を構成する導電性炭素フィラーの嵩密度は、特に限定されないが、電極活物質層の膨張及び収縮の吸収しやすさの観点から、0.01〜0.7g/cmであることが好ましい。なお、導電性炭素フィラーの嵩密度はJIS K5101−12−1 顔料試験方法−第12部:見掛け密度又は見掛け比容−第1節:静置法に準拠して測定される。 The bulk density of the conductive carbon filler constituting the pressure relaxation layer is not particularly limited, but is 0.01 to 0.7 g / cm 3 from the viewpoint of ease of absorption of expansion and contraction of the electrode active material layer. Is preferred. The bulk density of the conductive carbon filler is measured according to JIS K5101-12-1 Pigment test method-Part 12: Apparent density or apparent specific volume-Section 1: Standing method.

圧力緩和層は、上記導電性炭素フィラー以外の成分を含んでいてもよい。
上記導電性炭素フィラー以外の成分としては、例えば、公知の金属製フィラー等が挙げられる。
The pressure relaxation layer may contain components other than the conductive carbon filler.
As components other than the said conductive carbon filler, a well-known metal filler etc. are mentioned, for example.

圧力緩和層の厚さは、特に限定されず、電極の厚さに応じて調整することができるが、2〜500μmであることが好ましく、30〜100μmであることがより好ましい。
圧力緩和層の厚さがこの範囲であると、電極活物質層の膨張及び収縮の吸収とエネルギー密度の向上とを両立しやすくなる。
なお、圧力緩和層のうち電極活物質層側の表面近傍には、電極活物質が存在しているが、圧力緩和層のうち、厚さが最も厚い部分の厚さを圧力緩和層の厚さとする。圧力緩和層の厚さは、例えば、厚さ方向に垂直に切断したリチウムイオン電池用電極の切断面をデジタルマイクロスコープ[(株)キーエンス社製 VHX−5000]等によって観察することによって測定することができる。
Although the thickness of a pressure relaxation layer is not specifically limited, Although it can adjust according to the thickness of an electrode, it is preferable that it is 2-500 micrometers, and it is more preferable that it is 30-100 micrometers.
When the thickness of the pressure relaxation layer is within this range, it becomes easy to achieve both absorption of expansion and contraction of the electrode active material layer and improvement of energy density.
The electrode active material is present near the surface on the electrode active material layer side of the pressure relaxation layer, but the thickness of the thickest portion of the pressure relaxation layer is the thickness of the pressure relaxation layer. To do. The thickness of the pressure relaxation layer is measured, for example, by observing the cut surface of the lithium ion battery electrode cut perpendicularly to the thickness direction with a digital microscope [VHX-5000, manufactured by Keyence Corporation]. Can do.

電極集電体と電極活物質層との間に配置された圧力緩和層は、導電性炭素フィラーからなる骨格と空隙を有する略スポンジ状の多孔層を形成することからスポンジと同様の弾性層を形成すると考えられる。
そのため、リチウムイオンが活物質に取り込まれることで生じる活物質層の膨張によって電池外装体の内側から外側に向けて膨張する力が生じるところ、圧力緩和層が膨張する力を緩和し、電池外装体にかかる力を抑えることができ、電極活物質層に亀裂や剥離といった欠陥が生じることを抑制できるため、サイクル特性に優れたリチウムイオン電池を得ることができる。
The pressure relaxation layer disposed between the electrode current collector and the electrode active material layer forms a substantially sponge-like porous layer having a skeleton made of conductive carbon filler and voids. It is thought to form.
Therefore, the expansion of the active material layer caused by lithium ions being taken into the active material generates a force that expands from the inside to the outside of the battery outer body. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of defects such as cracks and peeling in the electrode active material layer, so that a lithium ion battery having excellent cycle characteristics can be obtained.

図2(a)及び図2(b)を用いて、本発明のリチウムイオン電池用電極が電極活物質層の膨張を抑制することができる理由について説明する。
図2(a)及び図2(b)は、本発明のリチウムイオン電池用電極を構成する電極活物質層及び圧力緩和層の充放電前後の様子を模式的に示す断面図である。
なお、図2(a)及び図2(b)に示すリチウムイオン電池用電極1は外装体40内に収容されている。これは、本発明のリチウムイオン電池用電極の実際の使用態様を示したものではなく、リチウムイオン電池において電極となる負極及び正極は電池外装体により覆われているため、自由な体積膨張が制限されていることを示すためのものである。
図2(a)は電極活物質の体積膨張前、図2(b)は電極活物質の体積膨張後の様子を模式的に示している。
図2(a)及び図2(b)に示すように、電極集電体10、圧力緩和層20及び電極活物質層30からなるリチウムイオン電池用電極1は、外装体40内に収容されている。リチウムイオン電池用電極1でリチウムイオンの吸蔵反応が起こると、電極活物質層30の厚さがbからbへと増加する。この体積増加は、電極活物質層30に含まれる電極活物質の膨張による寄与が大きいと考えられる。このとき、外装体40が存在しているために、電極活物質層は圧力緩和層側に膨張し、圧力緩和層20の厚さがaからaへと減少する。すなわち、圧力緩和層20の体積減少によって、電極活物質層30の充電時の体積増加が相殺され、電極全体としての体積膨張を抑制することができる。
なお、図2(a)及び図2(b)では、電極活物質の体積膨張の前後における電極活物質層と圧力緩和層の合計の厚さ(図2(a)におけるaとbの合計、図2(b)におけるaとbの合計)が変化していない。
The reason why the lithium ion battery electrode of the present invention can suppress the expansion of the electrode active material layer will be described with reference to FIG. 2A and FIG.
2 (a) and 2 (b) are cross-sectional views schematically showing the state before and after charge / discharge of the electrode active material layer and the pressure relaxation layer constituting the electrode for a lithium ion battery of the present invention.
Note that the lithium ion battery electrode 1 shown in FIGS. 2A and 2B is housed in an exterior body 40. This does not show the actual usage of the lithium ion battery electrode of the present invention, and the negative electrode and the positive electrode, which are electrodes in the lithium ion battery, are covered with a battery outer package, so that free volume expansion is limited. It is for showing that it is being done.
2A schematically shows a state before the volume expansion of the electrode active material, and FIG. 2B schematically shows a state after the volume expansion of the electrode active material.
As shown in FIGS. 2A and 2B, the lithium ion battery electrode 1 including the electrode current collector 10, the pressure relaxation layer 20, and the electrode active material layer 30 is accommodated in an exterior body 40. Yes. When occlusion reaction of lithium ions in the lithium ion battery electrode 1 occurs, the thickness of the electrode active material layer 30 is increased from b 1 to b 2. This increase in volume is considered to be largely due to the expansion of the electrode active material contained in the electrode active material layer 30. At this time, since the outer package 40 is present, the electrode active material layer expands toward the pressure relaxation layer, and the thickness of the pressure relaxation layer 20 decreases from a 1 to a 2 . That is, the volume reduction of the electrode active material layer 30 is offset by the volume reduction of the pressure relaxation layer 20, and the volume expansion of the entire electrode can be suppressed.
In FIGS. 2 (a) and 2 (b), the electrode total thickness of the electrode active material layer and the pressure relief layer before and after the volume expansion of the active material (for a 1 and b 1 in FIGS. 2 (a) The total, the sum of a 2 and b 2 in FIG.

なお、図2(a)及び図2(b)では、圧力緩和層20と電極活物質層30との境界を波線で示しているが、圧力緩和層20と電極活物質層30との境界が波状となるように構成されているわけではない。本発明のリチウムイオン電池用電極では、圧力緩和層の電極活物質層側の表面近傍に電極活物質層を構成する電極活物質が存在している。図2(a)及び図2(b)では、上記理由により圧力緩和層20と電極活物質層30との境界が明瞭でないことを波線で示している。 In FIG. 2A and FIG. 2B, the boundary between the pressure relaxation layer 20 and the electrode active material layer 30 is indicated by a wavy line, but the boundary between the pressure relaxation layer 20 and the electrode active material layer 30 is It is not configured to be wavy. In the lithium ion battery electrode of the present invention, the electrode active material constituting the electrode active material layer is present in the vicinity of the surface of the pressure relaxation layer on the electrode active material layer side. 2A and 2B, the wavy lines indicate that the boundary between the pressure relaxation layer 20 and the electrode active material layer 30 is not clear due to the above reason.

圧力緩和層は、電気抵抗率が50μΩ・m以下の導電性炭素フィラーで構成されていることが好ましい。導電性炭素フィラーの電気抵抗率が上記範囲であると、電極活物質の電池反応により生じた電流を負極集電体に伝えることができ好ましい。 The pressure relaxation layer is preferably composed of a conductive carbon filler having an electrical resistivity of 50 μΩ · m or less. It is preferable that the electrical resistivity of the conductive carbon filler is in the above range because the current generated by the battery reaction of the electrode active material can be transmitted to the negative electrode current collector.

導電性炭素フィラーとしては、例えば、カーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等)等]、PAN系炭素繊維及びピッチ系炭素繊維等のカーボンファイバー、カーボンナノファイバー並びにカーボンナノチューブ等が挙げられる。 Examples of the conductive carbon filler include carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.)], PAN-based carbon fiber, pitch-based carbon fiber, and other carbon fibers. , Carbon nanofibers and carbon nanotubes.

圧力緩和層を構成する導電性炭素フィラーとしては、活物質層の体積膨張を吸収する観点、及び、導電性の観点からカーボンファイバー、カーボンナノファイバー並びにカーボンナノチューブからなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。
圧力緩和層を構成する導電性炭素フィラーのアスペクト比は、特に限定されないが、20〜10000であることが好ましい。
なお、導電性炭素フィラーのアスペクト比は、導電性炭素フィラーを走査型電子顕微鏡(以下、SEMともいう)を用いて観察することによって測定することができる。
The conductive carbon filler constituting the pressure relaxation layer is at least one selected from the group consisting of carbon fiber, carbon nanofiber, and carbon nanotube from the viewpoint of absorbing the volume expansion of the active material layer and from the viewpoint of conductivity. Is more preferable.
The aspect ratio of the conductive carbon filler constituting the pressure relaxation layer is not particularly limited, but is preferably 20 to 10,000.
The aspect ratio of the conductive carbon filler can be measured by observing the conductive carbon filler with a scanning electron microscope (hereinafter also referred to as SEM).

本発明のリチウムイオン電池用電極において、電極活物質としては、正極活物質又は負極活物質を用いることができる。
電極活物質として正極活物質を用いたときの電極集電体を正極集電体、電極活物質として負極活物質を用いたときの電極集電体を負極集電体ともいう。また、電極活物質として正極活物質を用いたときの電極活物質層を正極活物質層、電極活物質として負極活物質を用いたときの電極活物質層を負極活物質層ともいい、電極活物質として正極活物質を用いたリチウムイオン電池用電極を構成する圧力緩和層を正極圧力緩和層、電極活物質として負極活物質を用いたリチウムイオン電池用電極を構成する圧力緩和層を負極圧力緩和層ともいう。
In the lithium ion battery electrode of the present invention, a positive electrode active material or a negative electrode active material can be used as the electrode active material.
An electrode current collector when a positive electrode active material is used as the electrode active material is also referred to as a positive electrode current collector, and an electrode current collector when a negative electrode active material is used as the electrode active material is also referred to as a negative electrode current collector. An electrode active material layer when a positive electrode active material is used as an electrode active material is also called a positive electrode active material layer, and an electrode active material layer when a negative electrode active material is used as an electrode active material is also called a negative electrode active material layer. Pressure relief layer constituting a lithium ion battery electrode using a positive electrode active material as a positive electrode pressure relief layer, and pressure relief layer constituting a lithium ion battery electrode using a negative electrode active material as an electrode active material Also called a layer.

まず、負極活物質について説明する。
本発明のリチウムイオン電池用電極を構成する電極活物質が負極活物質の場合、負極活物質層は、珪素及び/又は珪素化合物並びに炭素系負極活物質を含んでなる混合物の非結着体であることが好ましく、珪素及び/又は珪素化合物と炭素系負極活物質と電解液とを含んでなる混合物の非結着体であることがより好ましい。
負極活物質層に理論容量の大きい珪素及び/又は珪素化合物を使用すると、エネルギー密度に優れる。さらに、非結着体であり結着剤を含まないため、上述したように、サイクル特性の劣化を抑制することができる。
電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。
First, the negative electrode active material will be described.
When the electrode active material constituting the electrode for the lithium ion battery of the present invention is a negative electrode active material, the negative electrode active material layer is a non-binding body of a mixture containing silicon and / or a silicon compound and a carbon-based negative electrode active material. Preferably, it is a non-binding body of a mixture comprising silicon and / or a silicon compound, a carbon-based negative electrode active material, and an electrolytic solution.
When silicon and / or a silicon compound having a large theoretical capacity is used for the negative electrode active material layer, the energy density is excellent. Furthermore, since it is a non-binding body and does not contain a binder, it is possible to suppress deterioration of cycle characteristics as described above.
As the electrolytic solution, an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent used for manufacturing a lithium ion battery can be used.

負極活物質層を構成する混合物に含まれる珪素及び珪素化合物の合計と炭素系負極活物質との質量混合比が5:95〜35:65であることが好ましい。
質量混合比が上記範囲であると、珪素及び/又は珪素化合物によってエネルギー密度を向上させる効果が充分となる。また、負極活物質層の充電時の体積膨張が大きくなりすぎることがない。
なお、炭素系負極活物質が後述する炭素系被覆負極活物質である場合、上記質量混合比を算出するにあたっては、炭素系被覆負極活物質を構成する電極被覆層の質量も考慮し加算する。
The mass mixing ratio of the total of silicon and silicon compounds contained in the mixture constituting the negative electrode active material layer and the carbon-based negative electrode active material is preferably 5:95 to 35:65.
When the mass mixing ratio is in the above range, the effect of improving the energy density by silicon and / or silicon compound is sufficient. Moreover, the volume expansion at the time of charge of a negative electrode active material layer does not become large too much.
When the carbon-based negative electrode active material is a carbon-based coated negative electrode active material, which will be described later, when calculating the mass mixing ratio, the mass of the electrode coating layer constituting the carbon-based coated negative electrode active material is also taken into account.

負極活物質層の厚さは、特に限定されないが、100〜2500μmであることが好ましく、150〜2000μmであることがより好ましく、200〜1500μmであることがさらに好ましい。
負極活物質層の厚さを上記範囲にすることにより、従来の負極よりも厚い電極とすることができ、電極に含まれる活物質の量が多くなる。さらに、負極活物質層に珪素及び/又は珪素化合物が含まれることによってエネルギー密度も高くなるので、エネルギー密度が高く高容量の電極とすることができる。
なお、負極活物質層と負極圧力緩和層の厚さの合計から負極圧力緩和層の厚さを減じたものを負極活物質層の厚さとする。
また、負極活物質層の厚さ及び負極圧力緩和層の厚さは、負極活物質層に対して充電を行う前、又は、負極活物質層を電極電位の値+0.05V(vs.Li/Li)以下まで放電した際の厚さとする。
Although the thickness of a negative electrode active material layer is not specifically limited, It is preferable that it is 100-2500 micrometers, It is more preferable that it is 150-2000 micrometers, It is further more preferable that it is 200-1500 micrometers.
By setting the thickness of the negative electrode active material layer in the above range, the electrode can be thicker than the conventional negative electrode, and the amount of the active material contained in the electrode is increased. Furthermore, since the energy density is increased by including silicon and / or a silicon compound in the negative electrode active material layer, an electrode having a high energy density and a high capacity can be obtained.
The thickness of the negative electrode active material layer is obtained by subtracting the thickness of the negative electrode pressure relaxation layer from the total thickness of the negative electrode active material layer and the negative electrode pressure relaxation layer.
In addition, the thickness of the negative electrode active material layer and the thickness of the negative electrode pressure relaxation layer are determined before the negative electrode active material layer is charged, or the negative electrode active material layer is subjected to an electrode potential value +0.05 V (vs. Li / Li + ) The thickness when discharged to below.

負極活物質層の厚さと負極圧力緩和層の厚さの関係は、特に限定されないが、負極圧力緩和層の厚さが負極活物質層の厚さの0.3〜25%であることが好ましく、2〜15%であることがより好ましい。
負極活物質層の厚さと負極圧力緩和層の厚さの関係を上記範囲にすることにより、エネルギー密度を低下させることなく、より負極活物質層の充電時の膨張を吸収することができる。
The relationship between the thickness of the negative electrode active material layer and the thickness of the negative electrode pressure relaxation layer is not particularly limited, but the thickness of the negative electrode pressure relaxation layer is preferably 0.3 to 25% of the thickness of the negative electrode active material layer. 2 to 15% is more preferable.
By setting the relationship between the thickness of the negative electrode active material layer and the thickness of the negative electrode pressure relaxation layer in the above range, the expansion of the negative electrode active material layer during charging can be absorbed more without lowering the energy density.

珪素は、結晶質珪素であってもよく、非晶質珪素であってもよく、これらの混合物であってもよい。 The silicon may be crystalline silicon, amorphous silicon, or a mixture thereof.

珪素化合物としては、例えば、酸化珪素(SiO)、Si−C複合体、Si−Al合金、Si−Li合金、Si−Ni合金、Si−Fe合金、Si−Ti合金、Si−Mn合金、Si−Cu合金及びSi−Sn合金からなる群から選択される少なくとも1種であることが好ましい。
Si−C複合体としては、炭化珪素、炭素粒子の表面を珪素及び/又は炭化珪素で被覆したもの、並びに、珪素粒子、酸化珪素粒子の表面を炭素及び/又は炭化珪素で被覆したもの等が含まれる。
珪素及び/又は珪素化合物粒子は、単一の粒子(一次粒子ともいう)であっても、一次粒子が凝集して得られる複合粒子(すなわち、珪素及び/又は珪素化合物からなる1次粒子が凝集して得られた2次粒子)を形成していてもよい。複合粒子は、珪素及び/又は珪素化合物粒子の一次粒子がその吸着力によって凝集している場合と、一次粒子が他の材料を介して吸着することで凝集している場合がある。一次粒子が他の材料を介して結着することで複合粒子を形成する方法としては、例えば、珪素及び/又は珪素化合物粒子の1次粒子と後述する電極被覆層を構成する高分子化合物を混合する方法が挙げられる。
Examples of the silicon compound include silicon oxide (SiO x ), Si—C composite, Si—Al alloy, Si—Li alloy, Si—Ni alloy, Si—Fe alloy, Si—Ti alloy, Si—Mn alloy, It is preferably at least one selected from the group consisting of Si—Cu alloys and Si—Sn alloys.
Examples of the Si-C composite include silicon carbide, carbon particles whose surfaces are coated with silicon and / or silicon carbide, and silicon particles and silicon oxide particles whose surfaces are coated with carbon and / or silicon carbide. included.
Even if silicon and / or silicon compound particles are single particles (also referred to as primary particles), composite particles obtained by agglomeration of primary particles (that is, primary particles made of silicon and / or silicon compound agglomerate). Secondary particles) may be formed. The composite particles may be agglomerated when primary particles of silicon and / or silicon compound particles are aggregated due to the adsorbing force, or when the primary particles are adsorbed via another material. As a method of forming composite particles by binding primary particles through another material, for example, primary particles of silicon and / or silicon compound particles and a polymer compound constituting an electrode coating layer described later are mixed. The method of doing is mentioned.

珪素系負極活物質は、珪素系負極活物質そのものであってもよく、該珪素系負極活物質の表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる電極被覆層により被覆された珪素系被覆負極活物質であってもよいが、珪素系被覆負極活物質であることが好ましい。
なお、珪素系負極活物質の表面の一部又は全部を被覆する電極被覆層を負極被覆層ともいう。珪素系負極活物質が珪素系被覆負極活物質である場合の体積平均粒子径は、電極被覆層が形成される前の珪素系負極活物質の体積平均粒子径とする。
The silicon-based negative electrode active material may be the silicon-based negative electrode active material itself, or a silicon-based coating in which part or all of the surface of the silicon-based negative electrode active material is coated with an electrode coating layer containing a polymer compound. Although it may be a negative electrode active material, it is preferably a silicon-based negative electrode active material.
In addition, the electrode coating layer which coat | covers part or all of the surface of a silicon-type negative electrode active material is also called negative electrode coating layer. The volume average particle diameter when the silicon-based negative electrode active material is a silicon-based coated negative electrode active material is the volume average particle diameter of the silicon-based negative electrode active material before the electrode coating layer is formed.

珪素及び珪素化合物の体積平均粒子径は特に限定されないが、電気特性の観点から0.2〜30μmであることが好ましく、なかでも複合粒子を形成している場合には、複合粒子の体積平均粒子径(二次粒子径ともいう)が10〜30μmであることがより好ましい。 The volume average particle diameter of silicon and silicon compounds is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 30 μm from the viewpoint of electrical characteristics. In particular, when composite particles are formed, the volume average particle size of the composite particles The diameter (also referred to as secondary particle diameter) is more preferably 10 to 30 μm.

炭素系負極活物質としては、炭素系材料[例えば黒鉛、難黒鉛化性炭素、アモルファス炭素、樹脂焼成体(例えばフェノール樹脂及びフラン樹脂等を焼成し炭素化したもの等)、コークス類(例えばピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークス等)]、又は、導電性高分子(例えばポリアセチレン及びポリピロール等)、金属酸化物(チタン酸化物及びリチウム・チタン酸化物)及び金属合金(リチウム−スズ合金、リチウム−アルミニウム合金、アルミニウム−マンガン合金等)等と炭素系材料との混合物等が挙げられる。上記炭素系負極活物質のうち、内部にリチウム又はリチウムイオンを含まないものについては、内部の一部又は全部に、リチウム又はリチウムイオンを含ませるプレドープ処理を施していてもよい。 Examples of the carbon-based negative electrode active material include carbon-based materials [for example, graphite, non-graphitizable carbon, amorphous carbon, resin fired bodies (for example, those obtained by firing and carbonizing phenol resin, furan resin, etc.), cokes (for example, pitch) Coke, needle coke, petroleum coke, etc.)], or conductive polymers (such as polyacetylene and polypyrrole), metal oxides (titanium oxide and lithium / titanium oxide), and metal alloys (lithium-tin alloys, lithium- A mixture of an aluminum alloy, an aluminum-manganese alloy, etc.) and a carbon-based material. Among the above carbon-based negative electrode active materials, those that do not contain lithium or lithium ions may be subjected to a pre-doping treatment in which some or all of the inside contains lithium or lithium ions.

炭素系負極活物質の体積平均粒子径は、リチウムイオン電池用負極の電気特性の観点から、0.01〜50μmが好ましく、0.1〜25μmであることがより好ましく、2〜20μmであることがさらに好ましい。 The volume average particle diameter of the carbon-based negative electrode active material is preferably 0.01 to 50 μm, more preferably 0.1 to 25 μm, and more preferably 2 to 20 μm, from the viewpoint of the electrical characteristics of the negative electrode for a lithium ion battery. Is more preferable.

本明細書において、珪素及び珪素化合物並びに炭素系負極活物質の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。マイクロトラック法とは、レーザー光を粒子に照射することによって得られる散乱光を利用して粒度分布を求める方法である。なお、体積平均粒子径の測定には、日機装(株)製のマイクロトラック等を用いることができる。 In this specification, the volume average particle size of silicon, silicon compound and carbon-based negative electrode active material is the particle size (Dv50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution determined by the microtrack method (laser diffraction / scattering method). means. The microtrack method is a method for obtaining a particle size distribution using scattered light obtained by irradiating particles with laser light. In addition, Nikkiso Co., Ltd. microtrack etc. can be used for the measurement of a volume average particle diameter.

炭素系負極活物質は、炭素系負極活物質そのものであってもよく、該炭素系負極活物質の表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる電極被覆層により被覆された炭素系被覆負極活物質であってもよいが、炭素系被覆負極活物質であることが好ましい。なお、炭素系負極活物質の表面の一部又は全部を被覆する電極被覆層を負極被覆層ともいう。
炭素系負極活物質が炭素系被覆負極活物質である場合の体積平均粒子径は、電極被覆層が形成される前の炭素系負極活物質の体積平均粒子径とする。
The carbon-based negative electrode active material may be the carbon-based negative electrode active material itself, and a carbon-based coating in which a part or all of the surface of the carbon-based negative electrode active material is coated with an electrode coating layer containing a polymer compound. Although it may be a negative electrode active material, it is preferably a carbon-based coated negative electrode active material. In addition, the electrode coating layer which coat | covers a part or all of the surface of a carbon-type negative electrode active material is also called a negative electrode coating layer.
The volume average particle size when the carbon-based negative electrode active material is a carbon-based coated negative electrode active material is the volume average particle size of the carbon-based negative electrode active material before the electrode coating layer is formed.

負極活物質層が、珪素及び/又は珪素化合物並びに炭素系負極活物質を含む場合、珪素及び/又は珪素化合物からなる粒子と炭素系負極活物質からなる粒子を混合して用いてもよいし、珪素及び/又は珪素化合物と炭素系負極活物質との両方を含む造粒粒子を用いてもよい。珪素及び/又は珪素化合物と炭素系負極活物質との両方を含む造粒粒子を用いる場合、負極被覆層を介して炭素系負極活物質の表面に珪素及び/又は珪素化合物が固定された造粒粒子であってもよい。 When the negative electrode active material layer contains silicon and / or a silicon compound and a carbon-based negative electrode active material, particles composed of silicon and / or a silicon compound and particles composed of a carbon-based negative electrode active material may be mixed and used. Granulated particles containing both silicon and / or a silicon compound and a carbon-based negative electrode active material may be used. When using granulated particles containing both silicon and / or a silicon compound and a carbon-based negative electrode active material, granulation in which silicon and / or a silicon compound is fixed to the surface of the carbon-based negative electrode active material via a negative electrode coating layer It may be a particle.

続いて、正極活物質について説明する。
本発明のリチウムイオン電池用電極を構成する電極活物質が正極活物質の場合、正極活物質層は、正極活物質を含む正極活物質組成物の非結着体であることが好ましい。正極活物質組成物は、正極活物質のみであってもよいが、正極活物質と電解液の混合物の非結着体であることがより好ましい。
正極活物質層が正極活物質を含む正極活物質組成物の非結着体であると、正極活物質層が結着剤を含まないため、上述したように、サイクル特性の劣化を抑制することができる。
電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。
Subsequently, the positive electrode active material will be described.
When the electrode active material which comprises the electrode for lithium ion batteries of this invention is a positive electrode active material, it is preferable that a positive electrode active material layer is a non-binding body of the positive electrode active material composition containing a positive electrode active material. The positive electrode active material composition may be only the positive electrode active material, but is more preferably a non-binding body of a mixture of the positive electrode active material and the electrolytic solution.
If the positive electrode active material layer is a non-binder of the positive electrode active material composition containing the positive electrode active material, the positive electrode active material layer does not contain the binder, and as described above, the deterioration of cycle characteristics is suppressed. Can do.
As the electrolytic solution, an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent used for manufacturing a lithium ion battery can be used.

正極活物質としては、従来公知のものを好適に使用することができ、ある電位を与えることでリチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物であって、対極に用いる負極活物質よりも高い電位でリチウムイオンの挿入と脱離が可能な化合物を用いることができる。 As the positive electrode active material, a conventionally known material can be suitably used, which is a compound that can insert and desorb lithium ions by applying a certain potential, and has a higher potential than the negative electrode active material used for the counter electrode. A compound capable of inserting and desorbing lithium ions can be used.

正極活物質としては、リチウムと遷移金属との複合酸化物{遷移金属が1種である複合酸化物(LiCoO、LiNiO、LiAlMnO、LiMnO及びLiMn等)、遷移金属元素が2種である複合酸化物(例えばLiFeMnO、LiNi1−xCo、LiMn1−yCo、LiNi1/3Co1/3Al1/3及びLiNi0.8Co0.15Al0.05)及び金属元素が3種類以上である複合酸化物[例えばLiMaM’bM’’cO(M、M’及びM’’はそれぞれ異なる遷移金属元素であり、a+b+c=1を満たす。例えばLiNi1/3Mn1/3Co1/3)等]等}、リチウム含有遷移金属リン酸塩(例えばLiFePO、LiCoPO、LiMnPO及びLiNiPO)、遷移金属酸化物(例えばMnO及びV)、遷移金属硫化物(例えばMoS及びTiS)及び導電性高分子(例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、ポリアセチレン及びポリ−p−フェニレン及びポリビニルカルバゾール)等が挙げられ、2種以上を併用してもよい。
なお、リチウム含有遷移金属リン酸塩は、遷移金属サイトの一部を他の遷移金属で置換したものであってもよい。
As the positive electrode active material, a composite oxide of lithium and a transition metal (a composite oxide having one kind of transition metal (such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiAlMnO 4 , LiMnO 2, and LiMn 2 O 4 ), a transition metal element is used. Two kinds of complex oxides (for example, LiFeMnO 4 , LiNi 1-x Co x O 2 , LiMn 1-y Co y O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Al 1/3 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ) and a composite oxide having three or more metal elements [for example, LiMaM′bM ″ cO 2 (M, M ′, and M ″ are different transition metal elements, and a + b + c = 1, for example, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) etc.], lithium-containing transition metal phosphates (eg LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 and LiNiPO 4 ), transition metal oxides (eg MnO 2 and V 2 O 5 ), transition metal sulfides (eg MoS 2 and TiS 2 ) and conductive polymers (eg polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene). And poly-p-phenylene and polyvinylcarbazole) and the like may be used in combination.
The lithium-containing transition metal phosphate may be one in which a part of the transition metal site is substituted with another transition metal.

正極活物質の体積平均粒子径は、電池特性の観点から、0.01〜100μmであることが好ましく、0.1〜35μmであることがより好ましく、2〜30μmであることがさらに好ましい。
なお、正極活物質の体積平均粒子径は、マイクロトラック法(レーザー回折・散乱法)によって求めた粒度分布における積算値50%での粒径(Dv50)を意味する。
The volume average particle size of the positive electrode active material is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 35 μm, and further preferably 2 to 30 μm from the viewpoint of battery characteristics.
The volume average particle diameter of the positive electrode active material means the particle diameter (Dv50) at an integrated value of 50% in the particle size distribution obtained by the microtrack method (laser diffraction / scattering method).

正極活物質層は、必要に応じて、さらに導電助剤を含んでいてもよい。
導電助剤としては、負極被覆層の任意成分である導電材料と同様のものを好適に用いることができる。
The positive electrode active material layer may further contain a conductive additive as necessary.
As a conductive support agent, the thing similar to the conductive material which is an arbitrary component of a negative electrode coating layer can be used suitably.

正極活物質は、正極活物質そのものであってもよく、該正極活物質の表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる電極被覆層により被覆された被覆正極活物質であってもよいが、被覆正極活物質であることが好ましい。なお、正極活物質の表面の一部又は全部を被覆する電極被覆層を正極被覆層ともいう。 The positive electrode active material may be the positive electrode active material itself, or may be a coated positive electrode active material in which part or all of the surface of the positive electrode active material is coated with an electrode coating layer containing a polymer compound. Is preferably a coated positive electrode active material. In addition, the electrode coating layer which coat | covers part or all of the surface of a positive electrode active material is also called positive electrode coating layer.

正極活物質層の厚さは、特に限定されないが、100〜2500μmであることが好ましく、150〜2000μmであることがより好ましく、200〜1500μmであることがさらに好ましい。
正極活物質層の厚さを上記範囲にすることにより、従来の電極よりも厚い電極とすることができ、電極に含まれる活物質の量が多くなる。
なお、正極活物質層と正極圧力緩和層の厚さの合計から正極圧力緩和層の厚さを減じたものを正極活物質層の厚さとする。
また、正極活物質層の厚さ及び正極圧力緩和層の厚さは、正極活物質層に対して放電を行う前、又は、正極活物質層を電極電位の値+4.20V(vs.Li/Li)以上まで充電した際の厚さとする。
Although the thickness of a positive electrode active material layer is not specifically limited, It is preferable that it is 100-2500 micrometers, It is more preferable that it is 150-2000 micrometers, It is further more preferable that it is 200-1500 micrometers.
By setting the thickness of the positive electrode active material layer in the above range, the electrode can be thicker than the conventional electrode, and the amount of the active material contained in the electrode is increased.
The thickness of the positive electrode active material layer is obtained by subtracting the thickness of the positive electrode pressure relaxation layer from the total thickness of the positive electrode active material layer and the positive electrode pressure relaxation layer.
In addition, the thickness of the positive electrode active material layer and the thickness of the positive electrode pressure relaxation layer are determined before the discharge of the positive electrode active material layer or when the positive electrode active material layer has an electrode potential value +4.20 V (vs. Li / Li + ) and the thickness when charged to above.

正極活物質層の厚さと正極圧力緩和層の厚さの関係は、特に限定されないが、正極圧力緩和層の厚さが正極活物質層の厚さの0.3〜25%であることが好ましく、1〜20%であることがより好ましく、5〜10%であることがさらに好ましい。
正極活物質層の厚さと正極圧力緩和層の厚さの関係を上記範囲にすることにより、エネルギー密度を低下させることなく、より正極活物質層の充電時の膨張を吸収することができる。
The relationship between the thickness of the positive electrode active material layer and the thickness of the positive electrode pressure relaxation layer is not particularly limited, but the thickness of the positive electrode pressure relaxation layer is preferably 0.3 to 25% of the thickness of the positive electrode active material layer. 1 to 20% is more preferable, and 5 to 10% is still more preferable.
By setting the relationship between the thickness of the positive electrode active material layer and the thickness of the positive electrode pressure relaxation layer in the above range, the expansion during charging of the positive electrode active material layer can be absorbed more without lowering the energy density.

続いて、電極活物質の表面の一部又は全部を覆っていてもよい電極被覆層について説明する。
電極被覆層は、高分子化合物を含んでなり、必要に応じて、さらに導電材料を含んでいてもよい。
なお、被覆電極活物質は、電極活物質の表面の一部又は全部が、高分子化合物を含んでなる電極被覆層によって被覆されたものであるが、電極活物質層中において、例え被覆電極活物質同士が接触したとしても、接触面において電極被覆層同士が不可逆的に接着することはなく、接着は一時的なもので、容易に手でほぐすことができるものであるから、被覆電極活物質同士が電極被覆層によって固定されることはない。従って、被覆電極活物質を含んでなる電極活物質層は、電極活物質が互いに結着されているものではない。
より具体的には、電極活物質層が結着剤を含むか否かは、電極活物質層を電解液中に完全に含浸した場合に電極活物質層が崩壊するか否かを観察することで確認できる。電極活物質層が結着剤を含む結着体である場合には、一分以上その形状を維持することができるが、電極活物質層が結着剤を含まない非結着体である場合には、一分未満で形状の崩壊が起こる。
Subsequently, an electrode coating layer that may cover part or all of the surface of the electrode active material will be described.
The electrode coating layer includes a polymer compound, and may further include a conductive material as necessary.
The coated electrode active material is one in which part or all of the surface of the electrode active material is coated with an electrode coating layer containing a polymer compound. In the electrode active material layer, for example, the coated electrode active material Even if the substances contact each other, the electrode coating layers do not irreversibly adhere to each other on the contact surface, and the adhesion is temporary and can be easily loosened by hand. They are not fixed by the electrode coating layer. Therefore, in the electrode active material layer containing the coated electrode active material, the electrode active materials are not bound to each other.
More specifically, whether or not the electrode active material layer contains a binder is to observe whether or not the electrode active material layer collapses when the electrode active material layer is completely impregnated in the electrolytic solution. It can be confirmed with. When the electrode active material layer is a binder containing a binder, the shape can be maintained for one minute or longer, but the electrode active material layer is a non-binder containing no binder. The shape collapses in less than a minute.

従来のリチウムイオン電池における電極活物質層が含む結着剤もデンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン及びスチレン−ブタジエンゴム等の高分子化合物を含むが、これらの結着剤は、水又は有機溶剤に溶解又は分散して使用され、溶媒成分(又は分散媒成分)を揮発させることで乾燥、固体化して電極活物質同士及び電極活物質粒子と集電体とを強固に固定することで負極活物質層を形成する。一方、上記の電極被覆層は電極活物質の表面の一部又は全部を被覆するが、上記の通り、負極活物質層中において、たとえ被覆電極活物質同士が接触したとしても、接触面において電極被覆層同士が強固に接着固定されることがなく、上記電極被覆層と結着剤とは異なる部材である。 The binder included in the electrode active material layer in the conventional lithium ion battery also includes polymer compounds such as starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, tetrafluoroethylene, and styrene-butadiene rubber. The binder is used by being dissolved or dispersed in water or an organic solvent, and is dried and solidified by volatilizing the solvent component (or dispersion medium component) to form electrode active materials, electrode active material particles, and a current collector. Is firmly fixed to form a negative electrode active material layer. On the other hand, the electrode coating layer covers a part or all of the surface of the electrode active material. As described above, even in the negative electrode active material layer, even if the coated electrode active materials are in contact with each other, The coating layers are not firmly bonded and fixed, and the electrode coating layer and the binder are different members.

電極被覆層を構成する高分子化合物としては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などが挙げられ、例えば、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエーテル樹脂、ポリアミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、アニリン樹脂、アイオノマー樹脂、ポリカーボネート、ポリサッカロイド(アルギン酸ナトリウム等)及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中ではアクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂及びポリアミド樹脂が好ましく、アクリル樹脂がさらに好ましい。
これらの中では、電解液に浸漬した際の吸液率が10%以上であり、飽和吸液状態での引張破断伸び率が10%以上である高分子化合物がより好ましい。
Examples of the polymer compound constituting the electrode coating layer include thermoplastic resins and thermosetting resins. For example, fluororesins, acrylic resins, urethane resins, polyester resins, polyether resins, polyamide resins, epoxy resins, polyimides Examples thereof include resins, silicone resins, phenol resins, melamine resins, urea resins, aniline resins, ionomer resins, polycarbonates, polysaccharides (such as sodium alginate), and mixtures thereof. Among these, acrylic resins, urethane resins, polyester resins and polyamide resins are preferable, and acrylic resins are more preferable.
Among these, a polymer compound having a liquid absorption rate of 10% or more when immersed in an electrolytic solution and a tensile elongation at break in a saturated liquid absorption state of 10% or more is more preferable.

電解液に浸漬した際の吸液率は、電解液に浸漬する前、浸漬した後の高分子化合物の重量を測定して、以下の式で求められる。
吸液率(%)=[(電解液浸漬後の高分子化合物の重量−電解液浸漬前の高分子化合物の重量)/電解液浸漬前の高分子化合物の重量]×100
吸液率を求めるための電解液としては、好ましくはエチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)を体積割合でEC:PC=1:1で混合した混合溶媒に、電解質としてLiPFを1mol/Lの濃度になるように溶解した電解液を用いる。
吸液率を求める際の電解液への浸漬は、50℃、3日間行う。50℃、3日間の浸漬を行うことにより高分子化合物が飽和吸液状態となる。なお、飽和吸液状態とは、それ以上電解液に浸漬しても高分子化合物の重量が増えない状態をいう。
なお、本発明のリチウムイオン電池用電極を用いてリチウムイオン電池を製造する際に使用する電解液は、上記電解液に限定されるものではなく、他の電解液を使用してもよい。
The liquid absorption rate when dipped in the electrolytic solution is obtained by the following formula by measuring the weight of the polymer compound before dipping in the electrolytic solution and after dipping.
Absorption rate (%) = [(weight of polymer compound after immersion in electrolyte−weight of polymer compound before immersion in electrolyte) / weight of polymer compound before immersion in electrolyte] × 100
As an electrolytic solution for obtaining the liquid absorption rate, LiPF 6 is preferably added at 1 mol / liter as an electrolyte in a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) are mixed at a volume ratio of EC: PC = 1: 1. An electrolytic solution dissolved to a concentration of L is used.
The immersion in the electrolytic solution for determining the liquid absorption rate is performed at 50 ° C. for 3 days. By immersing at 50 ° C. for 3 days, the polymer compound becomes saturated. The saturated liquid absorption state refers to a state in which the weight of the polymer compound does not increase even when immersed in the electrolytic solution.
In addition, the electrolyte solution used when manufacturing a lithium ion battery using the electrode for lithium ion batteries of this invention is not limited to the said electrolyte solution, You may use another electrolyte solution.

吸液率が10%以上であると、リチウムイオンが高分子化合物を容易に透過することができるため、電極活物質層内でのイオン抵抗を低く保つことができる。吸液率が10%未満であると、リチウムイオンの伝導性が低くなり、リチウムイオン電池としての性能が充分に発揮されないことがある。
吸液率は20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。
また、吸液率の好ましい上限値としては、400%であり、より好ましい上限値としては300%である。
When the liquid absorption rate is 10% or more, lithium ions can easily permeate the polymer compound, so that the ionic resistance in the electrode active material layer can be kept low. When the liquid absorption is less than 10%, the lithium ion conductivity is lowered, and the performance as a lithium ion battery may not be sufficiently exhibited.
The liquid absorption is preferably 20% or more, and more preferably 30% or more.
Moreover, as a preferable upper limit of a liquid absorption rate, it is 400%, and as a more preferable upper limit, it is 300%.

飽和吸液状態での引張破断伸び率は、高分子化合物をダンベル状に打ち抜き、上記吸液率の測定と同様に電解液への浸漬を50℃、3日間行って高分子化合物を飽和吸液状態として、ASTM D683(試験片形状TypeII)に準拠して測定することができる。引張破断伸び率は、引張試験において試験片が破断するまでの伸び率を下記式によって算出した値である。
引張破断伸び率(%)=[(破断時試験片長さ−試験前試験片長さ)/試験前試験片長さ]×100
The tensile elongation at break in the saturated liquid absorption state was determined by punching the polymer compound into a dumbbell shape and immersing it in an electrolytic solution at 50 ° C. for 3 days in the same manner as the measurement of the liquid absorption rate. The state can be measured according to ASTM D683 (test piece shape Type II). The tensile elongation at break is a value obtained by calculating the elongation until the test piece breaks in the tensile test according to the following formula.
Tensile elongation at break (%) = [(length of specimen at break−length of specimen before test) / length of specimen before test] × 100

高分子化合物の飽和吸液状態での引張破断伸び率が10%以上であると、高分子化合物が適度な柔軟性を有するため、充放電時の電極活物質の体積変化によって電極被覆層が剥離することを抑制しやすくなる。
引張破断伸び率は20%以上であることが好ましく、30%以上であることがより好ましい。
また、引張破断伸び率の好ましい上限値としては、400%であり、より好ましい上限値としては300%である。
When the tensile elongation at break in the saturated liquid absorption state of the polymer compound is 10% or more, the polymer compound has an appropriate flexibility, so that the electrode coating layer peels off due to the volume change of the electrode active material during charge / discharge It becomes easy to suppress.
The tensile elongation at break is preferably 20% or more, and more preferably 30% or more.
Further, the preferable upper limit value of the tensile elongation at break is 400%, and the more preferable upper limit value is 300%.

アクリル樹脂は、アクリルモノマー(a)を必須構成単量体とする重合体(A1)を含んでなる樹脂であることが好ましい。
重合体(A1)は特に、アクリルモノマー(a)としてカルボキシル基又は酸無水物基を有するモノマー(a1)及び下記一般式(1)で表されるモノマー(a2)を含む単量体組成物の重合体であることが好ましい。
CH=C(R)COOR (1)
[式(1)中、Rは水素原子又はメチル基であり、Rは炭素数4〜12の直鎖又は炭素数3〜36の分岐アルキル基である。]
The acrylic resin is preferably a resin comprising a polymer (A1) having an acrylic monomer (a) as an essential constituent monomer.
The polymer (A1) is a monomer composition comprising a monomer (a1) having a carboxyl group or an acid anhydride group as the acrylic monomer (a) and a monomer (a2) represented by the following general formula (1). A polymer is preferred.
CH 2 = C (R 1 ) COOR 2 (1)
[In Formula (1), R 1 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 is a linear alkyl group having 4 to 12 carbon atoms or a branched alkyl group having 3 to 36 carbon atoms. ]

カルボキシル基又は酸無水物基を有するモノマー(a1)としては、(メタ)アクリル酸(a11)、クロトン酸、桂皮酸等の炭素数3〜15のモノカルボン酸;(無水)マレイン酸、フマル酸、(無水)イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸等の炭素数4〜24のジカルボン酸;アコニット酸等の炭素数6〜24の3価〜4価又はそれ以上の価数のポリカルボン酸等が挙げられる。これらの中でも(メタ)アクリル酸(a11)が好ましく、メタクリル酸がより好ましい。 As the monomer (a1) having a carboxyl group or an acid anhydride group, monocarboxylic acids having 3 to 15 carbon atoms such as (meth) acrylic acid (a11), crotonic acid and cinnamic acid; (anhydrous) maleic acid and fumaric acid (Anhydrous) dicarboxylic acids having 4 to 24 carbon atoms such as itaconic acid, citraconic acid and mesaconic acid; trivalent to tetravalent or higher valent polycarboxylic acids having 6 to 24 carbon atoms such as aconitic acid, etc. Can be mentioned. Among these, (meth) acrylic acid (a11) is preferable, and methacrylic acid is more preferable.

上記一般式(1)で表されるモノマー(a2)において、Rは水素原子又はメチル基を表す。Rはメチル基であることが好ましい。
は、炭素数4〜12の直鎖若しくは分岐アルキル基、又は、炭素数13〜36の分岐アルキル基であることが好ましい。
In the monomer (a2) represented by the general formula (1), R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R 1 is preferably a methyl group.
R 2 is preferably a linear or branched alkyl group having 4 to 12 carbon atoms or a branched alkyl group having 13 to 36 carbon atoms.

(a21)Rが炭素数4〜12の直鎖又は分岐アルキル基であるエステル化合物
炭素数4〜12の直鎖アルキル基としては、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基が挙げられる。
炭素数4〜12の分岐アルキル基としては、1−メチルプロピル基(sec−ブチル基)、2−メチルプロピル基、1,1−ジメチルエチル基(tert−ブチル基)、1−メチルブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1,2−ジメチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基(ネオペンチル基)、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基、1,1−ジメチルブチル基、1,2−ジメチルブチル基、1,3−ジメチルブチル基、2,2−ジメチルブチル基、2,3−ジメチルブチル基、1−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、2−メチルヘキシル基、4−メチルヘキシル基、5−メチルヘキシル基、1−エチルペンチル基、2−エチルペンチル基、3−エチルペンチル基、1,1−ジメチルペンチル基、1,2−ジメチルペンチル基、1,3−ジメチルペンチル基、2,2−ジメチルペンチル基、2,3−ジメチルペンチル基、2−エチルペンチル基、1−メチルヘプチル基、2−メチルヘプチル基、3−メチルヘプチル基、4−メチルヘプチル基、5−メチルヘプチル基、6−メチルヘプチル基、1,1−ジメチルヘキシル基、1,2−ジメチルヘキシル基、1,3−ジメチルヘキシル基、1,4−ジメチルヘキシル基、1,5−ジメチルヘキシル基、1−エチルヘキシル基、2−エチルヘキシル基、1−メチルオクチル基、2−メチルオクチル基、3−メチルオクチル基、4−メチルオクチル基、5−メチルオクチル基、6−メチルオクチル基、7−メチルオクチル基、1,1−ジメチルヘプチル基、1,2−ジメチルヘプチル基、1,3−ジメチルヘプチル基、1,4−ジメチルヘプチル基、1,5−ジメチルヘプチル基、1,6−ジメチルヘプチル基、1−エチルヘプチル基、2−エチルヘプチル基、1−メチルノニル基、2−メチルノニル基、3−メチルノニル基、4−メチルノニル基、5−メチルノニル基、6−メチルノニル基、7−メチルノニル基、8−メチルノニル基、1,1−ジメチルオクチル基、1,2−ジメチルオクチル基、1,3−ジメチルオクチル基、1,4−ジメチルオクチル基、1,5−ジメチルオクチル基、1,6−ジメチルオクチル基、1,7−ジメチルオクチル基、1−エチルオクチル基、2−エチルオクチル基、1−メチルデシル基、2−メチルデシル基、3−メチルデシル基、4−メチルデシル基、5−メチルデシル基、6−メチルデシル基、7−メチルデシル基、8−メチルデシル基、9−メチルデシル基、1,1−ジメチルノニル基、1,2−ジメチルノニル基、1,3−ジメチルノニル基、1,4−ジメチルノニル基、1,5−ジメチルノニル基、1,6−ジメチルノニル基、1,7−ジメチルノニル基、1,8−ジメチルノニル基、1−エチルノニル基、2−エチルノニル基、1−メチルウンデシル基、2−メチルウンデシル基、3−メチルウンデシル基、4−メチルウンデシル基、5−メチルウンデシル基、6−メチルウンデシル基、7−メチルウンデシル基、8−メチルウンデシル基、9−メチルウンデシル基、10−メチルウンデシル基、1,1−ジメチルデシル基、1,2−ジメチルデシル基、1,3−ジメチルデシル基、1,4−ジメチルデシル基、1,5−ジメチルデシル基、1,6−ジメチルデシル基、1,7−ジメチルデシル基、1,8−ジメチルデシル基、1,9−ジメチルデシル基、1−エチルデシル基、2−エチルデシル基等が挙げられる。これらの中では、特に、2−エチルヘキシル基が好ましい。
(A21) Ester compound in which R 2 is a linear or branched alkyl group having 4 to 12 carbon atoms As the linear alkyl group having 4 to 12 carbon atoms, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, Nonyl group, decyl group, undecyl group, dodecyl group can be mentioned.
Examples of the branched alkyl group having 4 to 12 carbon atoms include 1-methylpropyl group (sec-butyl group), 2-methylpropyl group, 1,1-dimethylethyl group (tert-butyl group), 1-methylbutyl group, 1 , 1-dimethylpropyl group, 1,2-dimethylpropyl group, 2,2-dimethylpropyl group (neopentyl group), 1-methylpentyl group, 2-methylpentyl group, 3-methylpentyl group, 4-methylpentyl group 1,1-dimethylbutyl group, 1,2-dimethylbutyl group, 1,3-dimethylbutyl group, 2,2-dimethylbutyl group, 2,3-dimethylbutyl group, 1-ethylbutyl group, 2-ethylbutyl group 1-methylhexyl group, 2-methylhexyl group, 2-methylhexyl group, 4-methylhexyl group, 5-methylhexyl group, 1-ethylpentyl group, 2 Ethylpentyl group, 3-ethylpentyl group, 1,1-dimethylpentyl group, 1,2-dimethylpentyl group, 1,3-dimethylpentyl group, 2,2-dimethylpentyl group, 2,3-dimethylpentyl group, 2-ethylpentyl group, 1-methylheptyl group, 2-methylheptyl group, 3-methylheptyl group, 4-methylheptyl group, 5-methylheptyl group, 6-methylheptyl group, 1,1-dimethylhexyl group, 1,2-dimethylhexyl group, 1,3-dimethylhexyl group, 1,4-dimethylhexyl group, 1,5-dimethylhexyl group, 1-ethylhexyl group, 2-ethylhexyl group, 1-methyloctyl group, 2- Methyloctyl group, 3-methyloctyl group, 4-methyloctyl group, 5-methyloctyl group, 6-methyloctyl group, 7-methyloctyl Group, 1,1-dimethylheptyl group, 1,2-dimethylheptyl group, 1,3-dimethylheptyl group, 1,4-dimethylheptyl group, 1,5-dimethylheptyl group, 1,6-dimethylheptyl group 1-ethylheptyl group, 2-ethylheptyl group, 1-methylnonyl group, 2-methylnonyl group, 3-methylnonyl group, 4-methylnonyl group, 5-methylnonyl group, 6-methylnonyl group, 7-methylnonyl group, 8- Methylnonyl group, 1,1-dimethyloctyl group, 1,2-dimethyloctyl group, 1,3-dimethyloctyl group, 1,4-dimethyloctyl group, 1,5-dimethyloctyl group, 1,6-dimethyloctyl group 1,7-dimethyloctyl group, 1-ethyloctyl group, 2-ethyloctyl group, 1-methyldecyl group, 2-methyldecyl group, 3-methyl Rudecyl group, 4-methyldecyl group, 5-methyldecyl group, 6-methyldecyl group, 7-methyldecyl group, 8-methyldecyl group, 9-methyldecyl group, 1,1-dimethylnonyl group, 1,2-dimethylnonyl group, 1 , 3-dimethylnonyl group, 1,4-dimethylnonyl group, 1,5-dimethylnonyl group, 1,6-dimethylnonyl group, 1,7-dimethylnonyl group, 1,8-dimethylnonyl group, 1-ethylnonyl Group, 2-ethylnonyl group, 1-methylundecyl group, 2-methylundecyl group, 3-methylundecyl group, 4-methylundecyl group, 5-methylundecyl group, 6-methylundecyl group, 7 -Methylundecyl group, 8-methylundecyl group, 9-methylundecyl group, 10-methylundecyl group, 1,1-dimethyldecyl group, 1,2-dimethyldecyl group Group, 1,3-dimethyldecyl group, 1,4-dimethyldecyl group, 1,5-dimethyldecyl group, 1,6-dimethyldecyl group, 1,7-dimethyldecyl group, 1,8-dimethyldecyl group 1,9-dimethyldecyl group, 1-ethyldecyl group, 2-ethyldecyl group and the like. Of these, a 2-ethylhexyl group is particularly preferable.

(a22)Rが炭素数13〜36の分岐アルキル基であるエステル化合物
炭素数13〜36の分岐アルキル基としては、1−アルキルアルキル基[1−メチルドデシル基、1−ブチルエイコシル基、1−ヘキシルオクタデシル基、1−オクチルヘキサデシル基、1−デシルテトラデシル基、1−ウンデシルトリデシル基等]、2−アルキルアルキル基[2−メチルドデシル基、2−ヘキシルオクタデシル基、2−オクチルヘキサデシル基、2−デシルテトラデシル基、2−ウンデシルトリデシル基、2−ドデシルヘキサデシル基、2−トリデシルペンタデシル基、2−デシルオクタデシル基、2−テトラデシルオクタデシル基、2−ヘキサデシルオクタデシル基、2−テトラデシルエイコシル基、2−ヘキサデシルエイコシル基等]、3〜34−アルキルアルキル基(3−アルキルアルキル基、4−アルキルアルキル基、5−アルキルアルキル基、32−アルキルアルキル基、33−アルキルアルキル基及び34−アルキルアルキル基等)、並びに、プロピレンオリゴマー(7〜11量体)、エチレン/プロピレン(モル比16/1〜1/11)オリゴマー、イソブチレンオリゴマー(7〜8量体)及びα−オレフィン(炭素数5〜20)オリゴマー(4〜8量体)等から得られるオキソアルコールから水酸基を除いた残基のような1又はそれ以上の分岐アルキル基を含有する混合アルキル基等が挙げられる。
(A22) R 2 is a branched alkyl group having 13 to 36 carbon atoms. Examples of the branched alkyl group having 13 to 36 carbon atoms include a 1-alkylalkyl group [1-methyldodecyl group, 1-butyleicosyl group, 1-hexyloctadecyl group, 1-octylhexadecyl group, 1-decyltetradecyl group, 1-undecyltridecyl group, etc.], 2-alkylalkyl group [2-methyldodecyl group, 2-hexyloctadecyl group, 2- Octylhexadecyl group, 2-decyltetradecyl group, 2-undecyltridecyl group, 2-dodecylhexadecyl group, 2-tridecylpentadecyl group, 2-decyloctadecyl group, 2-tetradecyloctadecyl group, 2- Hexadecyl octadecyl group, 2-tetradecyl eicosyl group, 2-hexadecyl eicosyl group, etc.], 3 34-alkylalkyl groups (3-alkylalkyl groups, 4-alkylalkyl groups, 5-alkylalkyl groups, 32-alkylalkyl groups, 33-alkylalkyl groups, 34-alkylalkyl groups, etc.), and propylene oligomers (7 To 11-mer), ethylene / propylene (molar ratio 16/1 to 1/11) oligomer, isobutylene oligomer (7 to 8-mer), and α-olefin (carbon number 5 to 20) oligomer (4 to 8-mer). And a mixed alkyl group containing one or more branched alkyl groups such as a residue obtained by removing a hydroxyl group from an oxo alcohol obtained from the above.

重合体(A1)は、炭素数1〜3の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(a3)をさらに含んでいることが好ましい。
エステル化合物(a3)を構成する炭素数1〜3の1価の脂肪族アルコールとしては、メタノール、エタノール、1−プロパノール及び2−プロパノール等が挙げられる。
The polymer (A1) preferably further contains an ester compound (a3) of a monovalent aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms and (meth) acrylic acid.
Examples of the monovalent aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms constituting the ester compound (a3) include methanol, ethanol, 1-propanol, and 2-propanol.

エステル化合物(a3)の含有量は、電極活物質の体積変化抑制等の観点から、重合体(A1)の合計重量に基づいて、10〜60重量%であることが好ましく、15〜55重量%であることがより好ましく、20〜50重量%であることがさらに好ましい。 The content of the ester compound (a3) is preferably 10 to 60% by weight based on the total weight of the polymer (A1) from the viewpoint of suppressing the volume change of the electrode active material, and 15 to 55% by weight. More preferably, it is more preferably 20 to 50% by weight.

また、重合体(A1)は、さらに重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体の塩(a4)を含有してもよい。
重合性不飽和二重結合を有する構造としてはビニル基、アリル基、スチレニル基及び(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。
アニオン性基としては、スルホン酸基及びカルボキシル基等が挙げられる。
重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体はこれらの組み合わせにより得られる化合物であり、例えばビニルスルホン酸、アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸及び(メタ)アクリル酸が挙げられる。
なお、(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基及び/又はメタクリロイル基を意味する。
アニオン性単量体の塩(a4)を構成するカチオンとしては、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン及びアンモニウムイオン等が挙げられる。
The polymer (A1) may further contain an anionic monomer salt (a4) having a polymerizable unsaturated double bond and an anionic group.
Examples of the structure having a polymerizable unsaturated double bond include a vinyl group, an allyl group, a styryl group, and a (meth) acryloyl group.
Examples of the anionic group include a sulfonic acid group and a carboxyl group.
An anionic monomer having a polymerizable unsaturated double bond and an anionic group is a compound obtained by a combination thereof, such as vinyl sulfonic acid, allyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid and (meth) acrylic acid. It is done.
The (meth) acryloyl group means an acryloyl group and / or a methacryloyl group.
Examples of the cation constituting the salt (a4) of the anionic monomer include lithium ion, sodium ion, potassium ion and ammonium ion.

アニオン性単量体の塩(a4)を含有する場合、その含有量は、内部抵抗等の観点から、高分子化合物の合計重量に基づいて0.1〜15重量%であることが好ましく、1〜15重量%であることがより好ましく、2〜10重量%であることがさらに好ましい。 When the salt (a4) of the anionic monomer is contained, the content thereof is preferably 0.1 to 15% by weight based on the total weight of the polymer compound from the viewpoint of internal resistance and the like. It is more preferably ˜15% by weight, and further preferably 2 to 10% by weight.

重合体(A1)は、(メタ)アクリル酸(a11)とエステル化合物(a21)とを含むことが好ましく、さらにエステル化合物(a3)を含むことがより好ましい。
特に好ましくは、(メタ)アクリル酸(a11)としてメタクリル酸を用い、エステル化合物(a21)として2−エチルヘキシルメタクリレートを用い、エステル化合物(a3)としてメタクリル酸メチルを用いた、メタクリル酸、2−エチルヘキシルメタクリレート及びメタクリル酸メチルの共重合体である。
The polymer (A1) preferably contains (meth) acrylic acid (a11) and an ester compound (a21), and more preferably contains an ester compound (a3).
Particularly preferably, methacrylic acid is used as (meth) acrylic acid (a11), 2-ethylhexyl methacrylate is used as ester compound (a21), and methyl methacrylate is used as ester compound (a3). Methacrylic acid, 2-ethylhexyl A copolymer of methacrylate and methyl methacrylate.

高分子化合物は、(メタ)アクリル酸(a11)、上記モノマー(a2)、炭素数1〜3の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(a3)及び必要により用いる重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体の塩(a4)を含んでなる単量体組成物を重合してなり、上記モノマー(a2)と上記(メタ)アクリル酸(a11)の重量比[上記モノマー(a2)/上記(メタ)アクリル酸(a11)]が10/90〜90/10であることが好ましい。
モノマー(a2)と(メタ)アクリル酸(a11)の重量比が10/90〜90/10であると、これを重合してなる重合体は、電極活物質との接着性が良好で剥離しにくくなる。
上記重量比は、30/70〜85/15であることが好ましく、40/60〜70/30であることがさらに好ましい。
The polymer compound includes (meth) acrylic acid (a11), the monomer (a2), an ester compound (a3) of a monovalent aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms and (meth) acrylic acid, and polymerization used as necessary. A monomer composition comprising a salt (a4) of an anionic monomer having a polymerizable unsaturated double bond and an anionic group, and the monomer (a2) and the (meth) acrylic acid The weight ratio of (a11) [the monomer (a2) / (meth) acrylic acid (a11)] is preferably 10/90 to 90/10.
When the weight ratio of the monomer (a2) and the (meth) acrylic acid (a11) is 10/90 to 90/10, the polymer obtained by polymerizing the monomer has good adhesion to the electrode active material and peels off. It becomes difficult.
The weight ratio is preferably 30/70 to 85/15, and more preferably 40/60 to 70/30.

また、重合体(A1)を構成する単量体には、カルボキシル基又は酸無水物基を有するモノマー(a1)、上記一般式(1)で表されるモノマー(a2)、炭素数1〜3の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(a3)及び重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体の塩(a4)の他に、重合体(A1)の物性を損なわない範囲で、モノマー(a1)、上記一般式(1)で表されるモノマー(a2)、及び炭素数1〜3の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(a3)と共重合可能であるラジカル重合性モノマー(a5)が含まれていてもよい。
ラジカル重合性モノマー(a5)としては、活性水素を含有しないモノマーが好ましく、下記(a51)〜(a58)のモノマーを用いることができる。
(a51)炭素数13〜20の直鎖脂肪族モノオール、炭素数5〜20の脂環式モノオール又は炭素数7〜20の芳香脂肪族モノオールと(メタ)アクリル酸から形成されるハイドロカルビル(メタ)アクリレート
上記モノオールとしては、
(i)直鎖脂肪族モノオール(トリデシルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデシルアルコール、セチルアルコール、ヘプタデシルアルコール、ステアリルアルコール、ノナデシルアルコール、アラキジルアルコール等)
(ii)脂環式モノオール(シクロペンチルアルコール、シクロヘキシルアルコール、シクロヘプチルアルコール、シクロオクチルアルコール等)
(iii)芳香脂肪族モノオール(ベンジルアルコール等)及びこれらの2種以上の混合物が挙げられる。
Moreover, the monomer which comprises a polymer (A1) includes the monomer (a1) which has a carboxyl group or an acid anhydride group, the monomer (a2) represented by the said General formula (1), C1-C3 In addition to the ester compound (a3) of a monovalent aliphatic alcohol of (meth) acrylic acid and an anionic monomer salt (a4) having a polymerizable unsaturated double bond and an anionic group, As long as the physical properties of the combined (A1) are not impaired, the monomer (a1), the monomer (a2) represented by the general formula (1), a monovalent aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms, and (meth) acrylic A radical polymerizable monomer (a5) that can be copolymerized with an ester compound (a3) with an acid may be contained.
As the radical polymerizable monomer (a5), a monomer containing no active hydrogen is preferable, and the following monomers (a51) to (a58) can be used.
(A51) Hydro formed from a linear aliphatic monool having 13 to 20 carbon atoms, an alicyclic monool having 5 to 20 carbon atoms or an araliphatic monool having 7 to 20 carbon atoms and (meth) acrylic acid Carbyl (meth) acrylate As the monool,
(I) linear aliphatic monool (tridecyl alcohol, myristyl alcohol, pentadecyl alcohol, cetyl alcohol, heptadecyl alcohol, stearyl alcohol, nonadecyl alcohol, arachidyl alcohol, etc.)
(Ii) alicyclic monool (cyclopentyl alcohol, cyclohexyl alcohol, cycloheptyl alcohol, cyclooctyl alcohol, etc.)
(Iii) aromatic aliphatic monools (such as benzyl alcohol) and mixtures of two or more thereof.

(a52)ポリ(n=2〜30)オキシアルキレン(炭素数2〜4)アルキル(炭素数1〜18)エーテル(メタ)アクリレート[メタノールのエチレンオキサイド(以下EOと略記)10モル付加物(メタ)アクリレート、メタノールのプロピレンオキサイド(以下POと略記)10モル付加物(メタ)アクリレート等] (A52) poly (n = 2 to 30) oxyalkylene (2 to 4 carbon atoms) alkyl (1 to 18 carbon atoms) ether (meth) acrylate [methanol ethylene oxide (hereinafter abbreviated as EO) 10 mol adduct (meta ) Propylene oxide of acrylate, methanol (hereinafter abbreviated as PO), 10 mol adduct (meth) acrylate, etc.]

(a53)窒素含有ビニル化合物
(a53−1)アミド基含有ビニル化合物
(i)炭素数3〜30の(メタ)アクリルアミド化合物、例えばN,N−ジアルキル(炭素数1〜6)又はジアラルキル(炭素数7〜15)(メタ)アクリルアミド(N,N−ジメチルアクリルアミド、N,N−ジベンジルアクリルアミド等)、ジアセトンアクリルアミド
(ii)上記(メタ)アクリルアミド化合物を除く、炭素数4〜20のアミド基含有ビニル化合物、例えばN−メチル−N−ビニルアセトアミド、環状アミド[ピロリドン化合物(炭素数6〜13、例えば、N−ビニルピロリドン等)]
(A53) nitrogen-containing vinyl compound (a53-1) amide group-containing vinyl compound (i) (meth) acrylamide compound having 3 to 30 carbon atoms such as N, N-dialkyl (1 to 6 carbon atoms) or diaralkyl (carbon number) 7-15) (meth) acrylamide (N, N-dimethylacrylamide, N, N-dibenzylacrylamide, etc.), diacetone acrylamide (ii) amide group containing 4-20 carbon atoms excluding the above (meth) acrylamide compound Vinyl compounds such as N-methyl-N-vinylacetamide, cyclic amides [pyrrolidone compounds (having 6 to 13 carbon atoms, such as N-vinylpyrrolidone)]

(a53−2)(メタ)アクリレート化合物
(i)ジアルキル(炭素数1〜4)アミノアルキル(炭素数1〜4)(メタ)アクリレート[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート、モルホリノエチル(メタ)アクリレート等]
(ii)4級アンモニウム基含有(メタ)アクリレート{3級アミノ基含有(メタ)アクリレート[N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等]の4級化物(メチルクロライド、ジメチル硫酸、ベンジルクロライド、ジメチルカーボネート等の4級化剤を用いて4級化したもの)等}
(A53-2) (meth) acrylate compound (i) dialkyl (1 to 4 carbon atoms) aminoalkyl (1 to 4 carbon atoms) (meth) acrylate [N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N -Diethylaminoethyl (meth) acrylate, t-butylaminoethyl (meth) acrylate, morpholinoethyl (meth) acrylate, etc.]
(Ii) Quaternary ammonium group-containing (meth) acrylate {quaternary amino group-containing (meth) acrylate [N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, etc.] quaternary] (Quaternized with a quaternizing agent such as methyl chloride, dimethyl sulfate, benzyl chloride, dimethyl carbonate, etc.)}

(a53−3)複素環含有ビニル化合物
ピリジン化合物(炭素数7〜14、例えば2−又は4−ビニルピリジン)、イミダゾール化合物(炭素数5〜12、例えばN−ビニルイミダゾール)、ピロール化合物(炭素数6〜13、例えばN−ビニルピロール)、ピロリドン化合物(炭素数6〜13、例えばN−ビニル−2−ピロリドン)
(A53-3) Heterocycle-containing vinyl compound pyridine compound (carbon number 7 to 14, for example, 2- or 4-vinylpyridine), imidazole compound (carbon number 5 to 12, for example, N-vinylimidazole), pyrrole compound (carbon number) 6 to 13, for example, N-vinylpyrrole), pyrrolidone compound (6 to 13 carbon atoms, for example, N-vinyl-2-pyrrolidone)

(a53−4)ニトリル基含有ビニル化合物
炭素数3〜15のニトリル基含有ビニル化合物、例えば(メタ)アクリロニトリル、シアノスチレン、シアノアルキル(炭素数1〜4)アクリレート
(A53-4) Nitrile group-containing vinyl compound A nitrile group-containing vinyl compound having 3 to 15 carbon atoms such as (meth) acrylonitrile, cyanostyrene, cyanoalkyl (1 to 4 carbon atoms) acrylate

(a53−5)その他の窒素含有ビニル化合物
ニトロ基含有ビニル化合物(炭素数8〜16、例えばニトロスチレン)等
(A53-5) Other nitrogen-containing vinyl compounds Nitro group-containing vinyl compounds (8 to 16, for example, nitrostyrene), etc.

(a54)ビニル炭化水素
(a54−1)脂肪族ビニル炭化水素
炭素数2〜18又はそれ以上のオレフィン(エチレン、プロピレン、ブテン、イソブチレン、ペンテン、ヘプテン、ジイソブチレン、オクテン、ドデセン、オクタデセン等)、炭素数4〜10又はそれ以上のジエン(ブタジエン、イソプレン、1,4−ペンタジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン等)等
(A54) Vinyl hydrocarbon (a54-1) Aliphatic vinyl hydrocarbon olefin having 2 to 18 or more carbon atoms (ethylene, propylene, butene, isobutylene, pentene, heptene, diisobutylene, octene, dodecene, octadecene, etc.), Diene having 4 to 10 or more carbon atoms (butadiene, isoprene, 1,4-pentadiene, 1,5-hexadiene, 1,7-octadiene, etc.), etc.

(a54−2)脂環式ビニル炭化水素
炭素数4〜18又はそれ以上の環状不飽和化合物、例えばシクロアルケン(例えばシクロヘキセン)、(ジ)シクロアルカジエン[例えば(ジ)シクロペンタジエン]、テルペン(例えばピネン及びリモネン)、インデン
(A54-2) Alicyclic vinyl hydrocarbon cyclic unsaturated compounds having 4 to 18 or more carbon atoms, such as cycloalkene (for example, cyclohexene), (di) cycloalkadiene [for example, (di) cyclopentadiene], terpene ( For example, pinene and limonene), indene

(a54−3)芳香族ビニル炭化水素
炭素数8〜20又はそれ以上の芳香族不飽和化合物、例えばスチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、フェニルスチレン、シクロヘキシルスチレン、ベンジルスチレン
(A54-3) Aromatic vinyl hydrocarbon aromatic unsaturated compound having 8 to 20 or more carbon atoms, such as styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, isopropylstyrene, butyl Styrene, phenyl styrene, cyclohexyl styrene, benzyl styrene

(a55)ビニルエステル
脂肪族ビニルエステル[炭素数4〜15、例えば脂肪族カルボン酸(モノ−又はジカルボン酸)のアルケニルエステル(例えば酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ジアリルアジペート、イソプロペニルアセテート、ビニルメトキシアセテート)]
芳香族ビニルエステル[炭素数9〜20、例えば芳香族カルボン酸(モノ−又はジカルボン酸)のアルケニルエステル(例えばビニルベンゾエート、ジアリルフタレート、メチル−4−ビニルベンゾエート)、脂肪族カルボン酸の芳香環含有エステル(例えばアセトキシスチレン)]
(A55) vinyl ester aliphatic vinyl ester [carbon number 4-15, for example, alkenyl ester of aliphatic carboxylic acid (mono- or dicarboxylic acid) (for example, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, diallyl adipate, isopropenyl acetate, Vinyl methoxyacetate)]
Aromatic vinyl ester [carbon number 9-20, for example, alkenyl ester of aromatic carboxylic acid (mono- or dicarboxylic acid) (for example, vinyl benzoate, diallyl phthalate, methyl-4-vinyl benzoate), containing aromatic ring of aliphatic carboxylic acid Ester (eg acetoxystyrene)]

(a56)ビニルエーテル
脂肪族ビニルエーテル[炭素数3〜15、例えばビニルアルキル(炭素数1〜10)エーテル(ビニルメチルエーテル、ビニルブチルエーテル、ビニル2−エチルヘキシルエーテル等)、ビニルアルコキシ(炭素数1〜6)アルキル(炭素数1〜4)エーテル(ビニル−2−メトキシエチルエーテル、メトキシブタジエン、3,4−ジヒドロ−1,2−ピラン、2−ブトキシ−2’−ビニロキシジエチルエーテル、ビニル−2−エチルメルカプトエチルエーテル等)、ポリ(2〜4)(メタ)アリロキシアルカン(炭素数2〜6)(ジアリロキシエタン、トリアリロキシエタン、テトラアリロキシブタン、テトラメタアリロキシエタン等)]、芳香族ビニルエーテル(炭素数8〜20、例えばビニルフェニルエーテル、フェノキシスチレン)
(A56) vinyl ether aliphatic vinyl ether [carbon number 3 to 15, for example, vinyl alkyl (carbon number 1 to 10) ether (vinyl methyl ether, vinyl butyl ether, vinyl 2-ethylhexyl ether, etc.), vinyl alkoxy (carbon number 1 to 6) Alkyl (C1-C4) ether (vinyl-2-methoxyethyl ether, methoxybutadiene, 3,4-dihydro-1,2-pyran, 2-butoxy-2'-vinyloxydiethyl ether, vinyl-2-ethyl Mercaptoethyl ether, etc.), poly (2-4) (meth) allyloxyalkanes (2-6 carbon atoms) (diallyloxyethane, triaryloxyethane, tetraallyloxybutane, tetrametaallyloxyethane, etc.)], Aromatic vinyl ether (carbon number 8-20, for example, vinyl phenyl ether , Phenoxystyrene)

(a57)ビニルケトン
脂肪族ビニルケトン(炭素数4〜25、例えばビニルメチルケトン、ビニルエチルケトン)、芳香族ビニルケトン(炭素数9〜21、例えばビニルフェニルケトン)
(A57) Vinyl ketone aliphatic vinyl ketone (4 to 25 carbon atoms such as vinyl methyl ketone, vinyl ethyl ketone), aromatic vinyl ketone (9 to 21 carbon atoms such as vinyl phenyl ketone)

(a58)不飽和ジカルボン酸ジエステル
炭素数4〜34の不飽和ジカルボン酸ジエステル、例えばジアルキルフマレート(2個のアルキル基は、炭素数1〜22の、直鎖、分岐鎖又は脂環式の基)、ジアルキルマレエート(2個のアルキル基は、炭素数1〜22の、直鎖、分岐鎖又は脂環式の基)
(A58) Unsaturated dicarboxylic acid diester An unsaturated dicarboxylic acid diester having 4 to 34 carbon atoms, such as a dialkyl fumarate (two alkyl groups are linear, branched or alicyclic groups having 1 to 22 carbon atoms) ), Dialkyl maleate (two alkyl groups are linear, branched or alicyclic groups having 1 to 22 carbon atoms)

上記(a5)として例示したもののうち耐電圧の観点から好ましいのは、(a51)、(a52)及び(a53)である。 Of those exemplified as (a5) above, (a51), (a52) and (a53) are preferable from the viewpoint of withstand voltage.

重合体(A1)において、カルボキシル基又は酸無水物基を有するモノマー(a1)、上記一般式(1)で表されるモノマー(a2)、炭素数1〜3の1価の脂肪族アルコールと(メタ)アクリル酸とのエステル化合物(a3)、重合性不飽和二重結合とアニオン性基とを有するアニオン性単量体の塩(a4)及びラジカル重合性モノマー(a5)の含有量は、重合体(A1)の重量を基準として、(a1)が0.1〜80重量%、(a2)が0.1〜99.9重量%、(a3)が0〜60重量%、(a4)が0〜15重量%、(a5)が0〜99.8重量%であることが好ましい。
モノマーの含有量が上記範囲内であると、電解液への吸液性が良好となる。
In the polymer (A1), a monomer (a1) having a carboxyl group or an acid anhydride group, a monomer (a2) represented by the general formula (1), a monovalent aliphatic alcohol having 1 to 3 carbon atoms and ( The content of the ester compound (a3) with meth) acrylic acid, the salt (a4) of the anionic monomer having a polymerizable unsaturated double bond and an anionic group, and the radical polymerizable monomer (a5) Based on the weight of the combined (A1), (a1) is 0.1 to 80% by weight, (a2) is 0.1 to 99.9% by weight, (a3) is 0 to 60% by weight, and (a4) is It is preferable that 0 to 15% by weight and (a5) is 0 to 99.8% by weight.
When the content of the monomer is within the above range, the liquid absorptivity to the electrolytic solution is good.

重合体(A1)の数平均分子量の好ましい下限は3,000、より好ましくは50,000、さらに好ましくは100,000、特に好ましくは200,000であり、好ましい上限は2,000,000、より好ましくは1,500,000、さらに好ましくは1,000,000、特に好ましくは800,000である。 The preferable lower limit of the number average molecular weight of the polymer (A1) is 3,000, more preferably 50,000, still more preferably 100,000, particularly preferably 200,000, and the preferable upper limit is 2,000,000. It is preferably 1,500,000, more preferably 1,000,000, and particularly preferably 800,000.

重合体(A1)の数平均分子量は、以下の条件でゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下GPCと略記)測定により求めることができる。
装置:Alliance GPC V2000(Waters社製)
溶媒:オルトジクロロベンゼン
標準物質:ポリスチレン
検出器:RI
サンプル濃度:3mg/ml
カラム固定相:PLgel 10μm、MIXED−B 2本直列(ポリマーラボラトリーズ社製)
カラム温度:135℃
The number average molecular weight of the polymer (A1) can be determined by gel permeation chromatography (hereinafter abbreviated as GPC) measurement under the following conditions.
Apparatus: Alliance GPC V2000 (manufactured by Waters)
Solvent: Orthodichlorobenzene Reference material: Polystyrene detector: RI
Sample concentration: 3 mg / ml
Column stationary phase: PLgel 10 μm, MIXED-B 2 in series (manufactured by Polymer Laboratories)
Column temperature: 135 ° C

重合体(A1)は、公知の重合開始剤{アゾ系開始剤[2,2’−アゾビス(2−メチルプロピオニトリル)、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル等)]、パーオキサイド系開始剤(ベンゾイルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ラウリルパーオキサイド等)等}を使用して公知の重合方法(塊状重合、溶液重合、乳化重合、懸濁重合等)により製造することができる。
重合開始剤の使用量は、数平均分子量を好ましい範囲に調整する等の観点から、モノマーの全重量に基づいて好ましくは0.01〜5重量%、より好ましくは0.05〜2重量%、さらに好ましくは0.1〜1.5重量%であり、重合温度及び重合時間は重合開始剤の種類等に応じて調整されるが、重合温度は好ましくは−5〜150℃、(より好ましくは30〜120℃)、反応時間は好ましくは0.1〜50時間(より好ましくは2〜24時間)である。
The polymer (A1) is a known polymerization initiator {azo initiator [2,2′-azobis (2-methylpropionitrile), 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile, etc.)]. , Peroxide initiators (benzoyl peroxide, di-t-butyl peroxide, lauryl peroxide, etc.)} by a known polymerization method (bulk polymerization, solution polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, etc.) Can be manufactured.
The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.05 to 2% by weight, based on the total weight of the monomers, from the viewpoint of adjusting the number average molecular weight to a preferable range. More preferably, it is 0.1 to 1.5% by weight, and the polymerization temperature and polymerization time are adjusted according to the type of polymerization initiator, etc., but the polymerization temperature is preferably -5 to 150 ° C (more preferably 30 to 120 ° C.) and the reaction time is preferably 0.1 to 50 hours (more preferably 2 to 24 hours).

溶液重合の場合に使用される溶媒としては、例えばエステル(炭素数2〜8、例えば酢酸エチル及び酢酸ブチル)、アルコール(炭素数1〜8、例えばメタノール、エタノール及びオクタノール)、炭化水素(炭素数4〜8、例えばn−ブタン、シクロヘキサン及びトルエン)及びケトン(炭素数3〜9、例えばメチルエチルケトン)が挙げられ、数平均分子量を好ましい範囲に調整する等の観点から、その使用量はモノマーの合計重量に基づいて好ましくは5〜900重量%、より好ましくは10〜400重量%、さらに好ましくは30〜300重量%であり、モノマー濃度としては、好ましくは10〜95重量%、より好ましくは20〜90重量%、さらに好ましくは30〜80重量%である。 Examples of the solvent used in the solution polymerization include esters (having 2 to 8 carbon atoms such as ethyl acetate and butyl acetate), alcohol (having 1 to 8 carbon atoms such as methanol, ethanol and octanol), and hydrocarbons (having carbon atoms). 4 to 8, for example, n-butane, cyclohexane and toluene) and ketones (having 3 to 9 carbon atoms, for example, methyl ethyl ketone) are used. From the viewpoint of adjusting the number average molecular weight to a preferable range, the amount used is the sum of the monomers. Based on the weight, it is preferably 5 to 900% by weight, more preferably 10 to 400% by weight, still more preferably 30 to 300% by weight, and the monomer concentration is preferably 10 to 95% by weight, more preferably 20 to 90% by weight, more preferably 30 to 80% by weight.

乳化重合及び懸濁重合における分散媒としては、水、アルコール(例えばエタノール)、エステル(例えばプロピオン酸エチル)、軽ナフサ等が挙げられ、乳化剤としては、高級脂肪酸(炭素数10〜24)金属塩(例えばオレイン酸ナトリウム及びステアリン酸ナトリウム)、高級アルコール(炭素数10〜24)硫酸エステル金属塩(例えばラウリル硫酸ナトリウム)、エトキシ化テトラメチルデシンジオール、メタクリル酸スルホエチルナトリウム、メタクリル酸ジメチルアミノメチル等が挙げられる。さらに安定剤としてポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等を加えてもよい。
溶液又は分散液のモノマー濃度は好ましくは5〜95重量%、より好ましくは10〜90重量%、さらに好ましくは15〜85重量%であり、重合開始剤の使用量は、モノマーの全重量に基づいて好ましくは0.01〜5重量%、より好ましくは0.05〜2重量%である。
重合に際しては、公知の連鎖移動剤、例えばメルカプト化合物(ドデシルメルカプタン、n−ブチルメルカプタン等)及び/又はハロゲン化炭化水素(四塩化炭素、四臭化炭素、塩化ベンジル等)を使用することができる。
Examples of the dispersion medium in the emulsion polymerization and the suspension polymerization include water, alcohol (for example, ethanol), ester (for example, ethyl propionate), light naphtha and the like, and the emulsifier includes a higher fatty acid (having 10 to 24 carbon atoms) metal salt. (For example, sodium oleate and sodium stearate), higher alcohols (10 to 24 carbon atoms) sulfate metal salts (for example, sodium lauryl sulfate), ethoxylated tetramethyldecynediol, sulfoethyl sodium methacrylate, dimethylaminomethyl methacrylate, etc. Is mentioned. Furthermore, you may add polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, etc. as a stabilizer.
The monomer concentration of the solution or dispersion is preferably 5 to 95% by weight, more preferably 10 to 90% by weight, and still more preferably 15 to 85% by weight. The amount of the polymerization initiator used is based on the total weight of the monomers. It is preferably 0.01 to 5% by weight, more preferably 0.05 to 2% by weight.
In the polymerization, known chain transfer agents such as mercapto compounds (such as dodecyl mercaptan and n-butyl mercaptan) and / or halogenated hydrocarbons (such as carbon tetrachloride, carbon tetrabromide and benzyl chloride) can be used. .

アクリル樹脂に含まれる重合体(A1)は、重合体(A1)をカルボキシル基と反応する反応性官能基を有する架橋剤(A’){好ましくはポリエポキシ化合物(a’1)[ポリグリシジルエーテル(ビスフェノールAジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル及びグリセリントリグリシジルエーテル等)及びポリグリシジルアミン(N,N−ジグリシジルアニリン及び1,3−ビス(N,N−ジグリシジルアミノメチル))等]及び/又はポリオール化合物(a’2)(エチレングリコール等)}で架橋してなる架橋重合体であってもよい。 The polymer (A1) contained in the acrylic resin is a crosslinking agent (A ′) having a reactive functional group that reacts the polymer (A1) with a carboxyl group {preferably a polyepoxy compound (a′1) [polyglycidyl ether]. (Bisphenol A diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, glycerin triglycidyl ether, etc.) and polyglycidylamine (N, N-diglycidylaniline and 1,3-bis (N, N-diglycidylaminomethyl)), etc.] And / or a crosslinked polymer formed by crosslinking with a polyol compound (a′2) (ethylene glycol or the like)}.

架橋剤(A’)を用いて重合体(A1)を架橋する方法としては、電極活物質を重合体(A1)で被覆した後に架橋する方法が挙げられる。具体的には、電極活物質と重合体(A1)を含む樹脂溶液を混合し脱溶剤することにより、電極活物質が重合体(A1)で被覆された被覆電極活物質を製造した後に、架橋剤(A’)を含む溶液を該被覆電極活物質に混合して加熱することにより、脱溶剤と架橋反応を生じさせて、重合体(A1)が架橋剤(A’)によって架橋されて高分子化合物となる反応を電極活物質の表面で起こす方法が挙げられる。
加熱温度は、架橋剤の種類に応じて調整されるが、架橋剤としてポリエポキシ化合物(a’1)を用いる場合は好ましくは70℃以上であり、ポリオール化合物(a’2)を用いる場合は好ましくは120℃以上である。
Examples of the method of crosslinking the polymer (A1) using the crosslinking agent (A ′) include a method of crosslinking after coating the electrode active material with the polymer (A1). Specifically, the electrode active material is mixed with a resin solution containing the polymer (A1) and the solvent is removed to produce a coated electrode active material in which the electrode active material is coated with the polymer (A1). The solution containing the agent (A ′) is mixed with the coated electrode active material and heated to cause solvent removal and a crosslinking reaction, and the polymer (A1) is crosslinked by the crosslinking agent (A ′). A method of causing a reaction to be a molecular compound on the surface of the electrode active material is mentioned.
The heating temperature is adjusted according to the type of the crosslinking agent, but when the polyepoxy compound (a′1) is used as the crosslinking agent, it is preferably 70 ° C. or higher, and when the polyol compound (a′2) is used. Preferably it is 120 degreeC or more.

電極被覆層は導電材料を含んでいてもよい。
導電材料は、導電性を有する材料から選択され、具体的には、上述した導電性炭素フィラーに加えて、金属[ニッケル、アルミニウム、ステンレス(SUS)、銀、銅及びチタン等]を用いることができる。
これらの導電材料は1種単独で用いてもよいし、2種以上併用してもよい。また、これらの合金又は金属酸化物を用いてもよい。電気的安定性の観点から、好ましくはアルミニウム、ステンレス、導電性炭素フィラー、銀、銅、チタン及びこれらの混合物であり、より好ましくは銀、アルミニウム、ステンレス及び導電性炭素フィラーであり、さらに好ましくは導電性炭素フィラーである。またこれらの導電材料としては、粒子系セラミック材料や樹脂材料の周りに導電性材料(上記した導電材料のうち金属のもの)をめっき等でコーティングしたものでもよい。グラフェンを練り込んだポリプロピレン樹脂も導電材料として好ましい。
なお、導電材料に用いる導電性炭素フィラーとしては、カーボン[グラファイト及びカーボンブラック(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラック等)等]が好ましい。
また、導電材料に用いる導電性炭素フィラーのアスペクト比は、1以上100未満であることが好ましい。導電材料に用いる導電性炭素フィラーとしては、圧力緩和剤に用いられる導電性炭素フィラーと同様のものを好適に用いることができる。
なお、圧力緩和層を構成する導電性炭素フィラーと電極被覆層に含まれる導電性炭素フィラーとは存在場所が異なるため、電極の拡大観察を行うことによって区別が可能である。
The electrode coating layer may contain a conductive material.
The conductive material is selected from conductive materials. Specifically, in addition to the conductive carbon filler described above, a metal [nickel, aluminum, stainless steel (SUS), silver, copper, titanium, etc.] is used. it can.
These conductive materials may be used alone or in combination of two or more. Further, these alloys or metal oxides may be used. From the viewpoint of electrical stability, preferably aluminum, stainless steel, conductive carbon filler, silver, copper, titanium and a mixture thereof, more preferably silver, aluminum, stainless steel and conductive carbon filler, still more preferably. It is a conductive carbon filler. Moreover, as these electrically conductive materials, what coated the electroconductive material (metal thing among the above-mentioned electrically conductive materials) by plating etc. around the particulate ceramic material or the resin material may be used. A polypropylene resin kneaded with graphene is also preferable as the conductive material.
The conductive carbon filler used for the conductive material is preferably carbon [graphite and carbon black (acetylene black, ketjen black, furnace black, channel black, thermal lamp black, etc.)].
The aspect ratio of the conductive carbon filler used for the conductive material is preferably 1 or more and less than 100. As the conductive carbon filler used for the conductive material, the same conductive carbon filler used for the pressure relaxant can be suitably used.
Note that the conductive carbon filler constituting the pressure relaxation layer and the conductive carbon filler contained in the electrode coating layer are different in location, and therefore can be distinguished by performing an enlarged observation of the electrode.

導電材料の平均粒子径は、特に限定されるものではないが、リチウムイオン電池用電極の電気特性の観点から、0.01〜10μmであることが好ましく、0.02〜5μmであることがより好ましく、0.03〜1μmであることがさらに好ましい。なお、本明細書中において、「粒子径」とは、粒子の輪郭線上の任意の2点間の距離のうち、最大の距離Lを意味する。「平均粒子径」の値としては、走査型電子顕微鏡(SEM)や透過型電子顕微鏡(TEM)等の観察手段を用い、数〜数十視野中に観察される粒子の粒子径の平均値として算出される値を採用するものとする。 The average particle size of the conductive material is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 10 μm and more preferably 0.02 to 5 μm from the viewpoint of the electrical characteristics of the electrode for a lithium ion battery. Preferably, it is 0.03 to 1 μm. In the present specification, “particle diameter” means the maximum distance L among the distances between any two points on the particle outline. As the value of “average particle diameter”, the average value of the particle diameter of particles observed in several to several tens of fields using an observation means such as a scanning electron microscope (SEM) or a transmission electron microscope (TEM). The calculated value shall be adopted.

導電材料の形状(形態)は、粒子形態に限られず、粒子形態以外の形態であってもよく、例えば、繊維状の導電材料であってもよい。
繊維状の導電材料としては、合成繊維の中に導電性のよい金属や黒鉛を均一に分散させてなる導電性繊維、ステンレス鋼のような金属を繊維化した金属繊維、有機物繊維の表面を金属で被覆した導電性繊維、有機物の表面を導電性物質を含む樹脂で被覆した導電性繊維及び導電性炭素フィラーのうち、アスペクト比が1以上100未満のもの等が好ましいものとして挙げられる。
繊維状の導電材料の平均繊維径は、0.1〜20μmであることが好ましい。
The shape (form) of the conductive material is not limited to the particle form, and may be a form other than the particle form, for example, a fibrous conductive material.
Fibrous conductive materials include conductive fibers made by uniformly dispersing highly conductive metal and graphite in synthetic fibers, metal fibers made from metal such as stainless steel, and the surface of organic fibers as metal. Among the conductive fibers coated with, the conductive fibers whose surfaces of organic substances are coated with a resin containing a conductive substance, and conductive carbon fillers, those having an aspect ratio of 1 to less than 100 are preferable.
The average fiber diameter of the fibrous conductive material is preferably 0.1 to 20 μm.

電極被覆層が含有する高分子化合物と導電材料との合計重量の割合は、特に限定されるものではないが、電極活物質の重量に対して25重量%以下であることが好ましい。 The ratio of the total weight of the polymer compound and the conductive material contained in the electrode coating layer is not particularly limited, but is preferably 25% by weight or less with respect to the weight of the electrode active material.

電極活物質の重量に対する高分子化合物の重量の割合は、特に限定されないが、0.1〜20重量%であることが好ましい。
電極活物質の重量に対する導電材料の重量の割合は、特に限定されないが、10重量%以下であることが好ましい。
The ratio of the weight of the polymer compound to the weight of the electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 20% by weight.
The ratio of the weight of the conductive material to the weight of the electrode active material is not particularly limited, but is preferably 10% by weight or less.

電極活物質層は、さらに導電助剤を含んでいてもよい。
なお、導電助剤は電極活物質組成物に添加してもよい任意成分であり、電極被覆層の任意成分である導電材料とは区別される。
導電助剤としては、電極被覆層の任意成分である導電材料と同様のものを好適に用いることができる。
The electrode active material layer may further contain a conductive additive.
In addition, a conductive support agent is an arbitrary component which may be added to an electrode active material composition, and is distinguished from the conductive material which is an arbitrary component of an electrode coating layer.
As a conductive support agent, the same thing as the conductive material which is an arbitrary component of an electrode coating layer can be used suitably.

続いて、電極集電体について説明する。
電極集電体を構成する材料としては、銅、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル及びこれらの合金等の金属材料、並びに、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス等が挙げられる。なかでも、軽量化、耐食性、高導電性の観点から、より好ましくはアルミニウム及び銅であり、特に好ましくは正極側がアルミニウム、負極側が銅である。また電極集電体は、導電性高分子材料からなる樹脂集電体であってもよい。
電極集電体の形状は特に限定されず、上記の材料からなるシート状の集電体、及び、上記の材料で構成された微粒子からなる堆積層であってもよい。
電極集電体の厚さは、特に限定されないが、50〜500μmであることが好ましい。
Next, the electrode current collector will be described.
Examples of the material constituting the electrode current collector include metal materials such as copper, aluminum, titanium, stainless steel, nickel, and alloys thereof, and calcined carbon, conductive polymer, conductive glass, and the like. Of these, aluminum and copper are more preferable from the viewpoint of weight reduction, corrosion resistance, and high conductivity, and aluminum is preferably used on the positive electrode side and copper is used on the negative electrode side. The electrode current collector may be a resin current collector made of a conductive polymer material.
The shape of the electrode current collector is not particularly limited, and may be a sheet-shaped current collector made of the above material and a deposited layer made of fine particles made of the above material.
The thickness of the electrode current collector is not particularly limited, but is preferably 50 to 500 μm.

樹脂集電体を構成する導電性高分子材料としては例えば、導電性高分子や、樹脂に必要に応じて導電剤を添加したものを用いることができる。
導電性高分子材料を構成する導電剤としては、電極被覆層の任意成分である導電材料と同様のものを好適に用いることができる。
導電性高分子材料を構成する樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリシクロオレフィン(PCO)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はこれらの混合物等が挙げられる。
電気的安定性の観点から、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)及びポリシクロオレフィン(PCO)が好ましく、さらに好ましくはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)及びポリメチルペンテン(PMP)である。
As the conductive polymer material constituting the resin current collector, for example, a conductive polymer or a material obtained by adding a conductive agent to the resin as necessary can be used.
As the conductive agent constituting the conductive polymer material, the same conductive material as the conductive material that is an optional component of the electrode coating layer can be suitably used.
Examples of the resin constituting the conductive polymer material include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polycycloolefin (PCO), polyethylene terephthalate (PET), polyether nitrile (PEN), poly Tetrafluoroethylene (PTFE), styrene butadiene rubber (SBR), polyacrylonitrile (PAN), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyvinylidene fluoride (PVdF), epoxy resin, silicone resin or mixtures thereof Etc.
From the viewpoint of electrical stability, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP) and polycycloolefin (PCO) are preferable, and polyethylene (PE), polypropylene (PP) and polymethylpentene are more preferable. (PMP).

以下、本発明のリチウムイオン電池用電極を製造する方法について説明する。
本発明のリチウムイオン電池用電極は、例えば、電極集電体上に圧力緩和層を形成した後、該圧力緩和層上に電極活物質層を形成し、必要に応じて加圧等を行うことにより製造することができる。
Hereinafter, the method for producing the lithium ion battery electrode of the present invention will be described.
In the lithium ion battery electrode of the present invention, for example, after a pressure relaxation layer is formed on an electrode current collector, an electrode active material layer is formed on the pressure relaxation layer, and pressure is applied as necessary. Can be manufactured.

電極集電体上に圧力緩和層を形成する方法としては、例えば、圧力緩和層となる導電性炭素フィラーを溶媒中に、溶媒の重量に基づいて5〜60重量%の濃度で分散した分散液を、電極集電体にバーコーター等の塗工装置で塗布後、乾燥して溶媒を除去して、必要によりプレス機でプレスする方法、及び、電極集電体上に圧力緩和層となる導電性炭素フィラーを固体状態のまま散布して、必要によりプレス機でプレスする方法が挙げられる。
空隙を有する圧力緩和層上に電極活物質を含む分散液を塗布することによって、圧力緩和層の空隙に電極活物質が入り込み、圧力緩和層のうち電極活物質層側の表面近傍には、電極活物質が存在する状態にすることができる。
これらの方法で圧力緩和層を形成すると圧力緩和層に無数の空隙を存在させることができ、電極活物質層の充放電時の体積膨張・収縮に応じて、圧力緩和層の体積が収縮・膨張することが容易にできる。
また、圧力緩和層上に電極活物質層を形成する方法としては、例えば、電極活物質を、溶媒の重量に基づいて30〜60重量%の濃度で分散した分散液を、圧力緩和層上にバーコーター等の塗工装置で塗布後、乾燥して溶媒を除去して、必要によりプレス機でプレスする方法が挙げられる。
なお、圧力緩和層となる分散液を乾燥させて得られる圧力緩和層及び電極活物質層となる分散液を乾燥させて得られる電極活物質層は、それぞれ電極集電体上及び圧力緩和層上に直接形成する必要はなく、例えば、アラミドセパレータ等の表面に上記分散液を塗布し乾燥して得られる層状物(圧力緩和層及び電極活物質層)を電極集電体上に積層することでも本発明のリチウムイオン電池用電極を製造することができる。なお、アラミドセパレータ上に塗布された分散液を乾燥させる方法として、分散液を塗布した面の裏面からの吸引による溶媒の除去を行ってもよい。このとき、層状物の形状を維持したままアラミドセパレータから分離可能な程度に分散液中の溶媒を除去できていればよく、分散液中の溶媒を完全に除去する必要はない。
アラミドセパレータ上でそれぞれ作製した圧力緩和層及び電極活物質層を積層した場合、その界面において圧力緩和層の空隙に電極活物質層表面の一部が入り込むことによって、圧力緩和層のうち電極活物質層側の表面近傍には、電極活物質が存在する状態にすることができる。
圧力緩和層となる分散液には、必要に応じてポリフッ化ビニリデン(PVdF)等の上述した公知の結着剤を添加してもよい。
As a method for forming the pressure relaxation layer on the electrode current collector, for example, a dispersion in which a conductive carbon filler serving as the pressure relaxation layer is dispersed in a solvent at a concentration of 5 to 60% by weight based on the weight of the solvent. Is applied to the electrode current collector with a coating device such as a bar coater, then dried to remove the solvent, and if necessary, pressed with a press machine, and a conductive material that becomes a pressure relaxation layer on the electrode current collector. There is a method in which the porous carbon filler is sprayed in a solid state and pressed with a press if necessary.
By applying a dispersion liquid containing an electrode active material on the pressure relaxation layer having voids, the electrode active material enters the voids of the pressure relaxation layer. It can be in a state where an active material exists.
When the pressure relaxation layer is formed by these methods, an infinite number of voids can exist in the pressure relaxation layer, and the volume of the pressure relaxation layer contracts / expands according to the volume expansion / contraction during charging / discharging of the electrode active material layer. Can be easily done.
Moreover, as a method of forming an electrode active material layer on a pressure relaxation layer, for example, a dispersion liquid in which an electrode active material is dispersed at a concentration of 30 to 60% by weight based on the weight of a solvent is formed on the pressure relaxation layer. Examples of the method include a method of drying with a coating machine such as a bar coater, drying to remove the solvent, and pressing with a press if necessary.
The pressure relaxation layer obtained by drying the dispersion serving as the pressure relaxation layer and the electrode active material layer obtained by drying the dispersion serving as the electrode active material layer are respectively formed on the electrode current collector and the pressure relaxation layer. It is not necessary to form directly on the surface of the electrode current collector, for example, by laminating layered products (pressure relaxation layer and electrode active material layer) obtained by applying the above dispersion on the surface of an aramid separator or the like and drying it on the electrode current collector. The electrode for lithium ion batteries of this invention can be manufactured. In addition, as a method of drying the dispersion liquid applied on the aramid separator, the solvent may be removed by suction from the back surface of the surface on which the dispersion liquid is applied. At this time, it is only necessary to remove the solvent in the dispersion to such an extent that it can be separated from the aramid separator while maintaining the shape of the layered product, and it is not necessary to completely remove the solvent in the dispersion.
When the pressure relief layer and the electrode active material layer respectively produced on the aramid separator are laminated, an electrode active material in the pressure relief layer is formed by a part of the surface of the electrode active material layer entering the void of the pressure relief layer at the interface. An electrode active material can be present in the vicinity of the surface on the layer side.
You may add well-known binders mentioned above, such as a polyvinylidene fluoride (PVdF), to the dispersion liquid used as a pressure relaxation layer as needed.

電極活物質として被覆電極活物質を用いる場合には、例えば、電極活物質を万能混合機に入れて30〜50rpmで撹拌した状態で、高分子化合物を含む高分子溶液を1〜90分かけて滴下混合し、さらに必要に応じて導電材料を混合し、撹拌したまま50〜200℃に昇温し、0.007〜0.04MPaまで減圧した後に10〜150分保持することにより得ることができる。 When using a coated electrode active material as the electrode active material, for example, in a state where the electrode active material is put in a universal mixer and stirred at 30 to 50 rpm, the polymer solution containing the polymer compound is taken for 1 to 90 minutes. It can be obtained by dropping and mixing, further mixing conductive materials as necessary, raising the temperature to 50 to 200 ° C. with stirring, reducing the pressure to 0.007 to 0.04 MPa, and holding for 10 to 150 minutes. .

電極活物質と高分子化合物との配合割合は特に限定されるものではないが、重量比率で電極活物質:高分子化合物=1:0.001〜0.1であることが好ましい。 The mixing ratio of the electrode active material and the polymer compound is not particularly limited, but it is preferable that the electrode active material: polymer compound = 1: 0.001 to 0.1 by weight ratio.

上記溶媒としては、1−メチル−2−ピロリドン、メチルエチルケトン、N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFともいう)、ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン及びテトラヒドロフラン等が挙げられる。
圧力緩和層となる分散液に使用する結着剤としてはデンプン、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフロオロエチレン、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン及びポリプロピレン等が挙げられる。
Examples of the solvent include 1-methyl-2-pyrrolidone, methyl ethyl ketone, N, N-dimethylformamide (hereinafter also referred to as DMF), dimethylacetamide, N, N-dimethylaminopropylamine, and tetrahydrofuran.
Examples of the binder used in the dispersion that becomes the pressure relaxation layer include starch, polyvinylidene fluoride, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose, polyvinyl pyrrolidone, tetrafluoroethylene, styrene-butadiene rubber, polyethylene, and polypropylene.

本発明のリチウムイオン電池は、本発明のリチウムイオン電池用電極を備えることを特徴とする。 The lithium ion battery of the present invention includes the lithium ion battery electrode of the present invention.

本発明のリチウムイオン電池用電極を用いて本発明のリチウムイオン電池を作製する際には、対極となる電極を組み合わせて、セパレータと共にセル容器に収容し、必要に応じて電解液を注入し、セル容器を密封する方法等により製造することができる。
また、電極集電体の一方の面に圧力緩和層及び電極活物質層を形成した電極集電体の他方の面に対極を構成する活物質からなる電極活物質層を形成して双極型電極を作製し、双極型電極をセパレータと積層してセル容器に収容し、必要に応じて電解液を注入し、セル容器を密閉することでも得られる。
When producing the lithium ion battery of the present invention using the electrode for the lithium ion battery of the present invention, the counter electrode is combined, accommodated in a cell container together with a separator, and an electrolyte is injected as necessary. It can be manufactured by a method of sealing the cell container.
Further, a bipolar electrode is formed by forming an electrode active material layer made of an active material constituting a counter electrode on the other surface of the electrode current collector in which the pressure relaxation layer and the electrode active material layer are formed on one surface of the electrode current collector. The bipolar electrode is laminated with a separator and accommodated in a cell container, and an electrolytic solution is injected as necessary to seal the cell container.

セパレータとしては、ポリエチレン又はポリプロピレン製の多孔性フィルム、多孔性ポリエチレンフィルムと多孔性ポリプロピレンとの積層フィルム、合成繊維(ポリエステル繊維及びアラミド繊維等)又はガラス繊維等からなる不織布、及びそれらの表面にシリカ、アルミナ、チタニア等のセラミック微粒子を付着させたもの等の公知のリチウムイオン電池用のセパレータが挙げられる。 Examples of separators include polyethylene or polypropylene porous films, laminated films of porous polyethylene films and porous polypropylene, non-woven fabrics made of synthetic fibers (such as polyester fibers and aramid fibers) or glass fibers, and silica on the surfaces thereof. In addition, known separators for lithium ion batteries, such as those to which ceramic fine particles such as alumina and titania are attached, may be mentioned.

電解液としては、リチウムイオン電池の製造に用いられる、電解質及び非水溶媒を含有する電解液を使用することができる。 As the electrolytic solution, an electrolytic solution containing an electrolyte and a non-aqueous solvent used for manufacturing a lithium ion battery can be used.

電解質としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、好ましいものとしては、例えば、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF及びLiClO等の無機酸のリチウム塩系電解質、LiN(FSO、LiN(CFSO及びLiN(CSO等のフッ素原子を有するスルホニルイミド系電解質、LiC(CFSO等のフッ素原子を有するスルホニルメチド系電解質等が挙げられる。 As the electrolyte, those used in known electrolyte solutions can be used, and preferable examples include lithium salt electrolytes of inorganic acids such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 and LiClO 4 , A sulfonylimide-based electrolyte having fluorine atoms such as LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2, and a fluorine atom such as LiC (CF 3 SO 2 ) 3 are used. Examples thereof include a sulfonylmethide-based electrolyte.

電解液の電解質濃度としては、特に限定されないが、電解液の取り扱い性及び電池容量の観点から、0.5〜5mol/Lであることが好ましく、0.8〜3mol/Lであることがより好ましく1〜2mol/Lであることがさらに好ましい。 Although it does not specifically limit as electrolyte concentration of electrolyte solution, From a viewpoint of the handleability of electrolyte solution and battery capacity, it is preferable that it is 0.5-5 mol / L, and it is more preferable that it is 0.8-3 mol / L. It is more preferably 1 to 2 mol / L.

非水溶媒としては、公知の電解液に用いられているもの等が使用でき、例えば、ラクトン化合物、環状又は鎖状炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、環状又は鎖状エーテル、リン酸エステル、ニトリル化合物、アミド化合物、スルホン等及びこれらの混合物を用いることができる。 As the non-aqueous solvent, those used in known electrolytic solutions can be used, for example, lactone compounds, cyclic or chain carbonates, chain carboxylates, cyclic or chain ethers, phosphates, nitriles. Compounds, amide compounds, sulfones and the like and mixtures thereof can be used.

ラクトン化合物としては、5員環(γ−ブチロラクトン及びγ−バレロラクトン等)及び6員環のラクトン化合物(δ−バレロラクトン等)等を挙げることができる。 Examples of the lactone compound include a 5-membered ring (γ-butyrolactone, γ-valerolactone, etc.) and a 6-membered lactone compound (δ-valerolactone, etc.).

環状炭酸エステルとしては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート及びブチレンカーボネート等が挙げられる。
鎖状炭酸エステルとしては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート及びジ−n−プロピルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate, ethylene carbonate and butylene carbonate.
Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, and di-n-propyl carbonate.

鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル及びプロピオン酸メチル等が挙げられる。
環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン及び1,4−ジオキサン等が挙げられる。
鎖状エーテルとしては、ジメトキシメタン及び1,2−ジメトキシエタン等が挙げられる。
Examples of chain carboxylic acid esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and methyl propionate.
Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 1,4-dioxane and the like.
Examples of the chain ether include dimethoxymethane and 1,2-dimethoxyethane.

リン酸エステルとしては、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリ(トリフルオロメチル)、リン酸トリ(トリクロロメチル)、リン酸トリ(トリフルオロエチル)、リン酸トリ(トリパーフルオロエチル)、2−エトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン、2−トリフルオロエトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン及び2−メトキシエトキシ−1,3,2−ジオキサホスホラン−2−オン等が挙げられる。
ニトリル化合物としては、アセトニトリル等が挙げられる。
アミド化合物としては、DMF等が挙げられる。
スルホンとしては、ジメチルスルホン及びジエチルスルホン等の鎖状スルホン及びスルホラン等の環状スルホン等が挙げられる。
非水溶媒は1種を単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。
Examples of phosphate esters include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, ethyl dimethyl phosphate, diethyl methyl phosphate, tripropyl phosphate, tributyl phosphate, tri (trifluoromethyl) phosphate, tri (trichloromethyl) phosphate, Tri (trifluoroethyl) phosphate, tri (triperfluoroethyl) phosphate, 2-ethoxy-1,3,2-dioxaphospholan-2-one, 2-trifluoroethoxy-1,3,2- Examples include dioxaphospholan-2-one and 2-methoxyethoxy-1,3,2-dioxaphosphoran-2-one.
Examples of the nitrile compound include acetonitrile.
Examples of the amide compound include DMF.
Examples of the sulfone include chain sulfones such as dimethyl sulfone and diethyl sulfone, and cyclic sulfones such as sulfolane.
A non-aqueous solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

非水溶媒の内、電池出力及び充放電サイクル特性の観点から好ましいのは、ラクトン化合物、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル及びリン酸エステルである。更に好ましいのはラクトン化合物、環状炭酸エステル及び鎖状炭酸エステルであり、特に好ましいのは、環状炭酸エステル、又は、環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルの混合液である。最も好ましいのはエチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合液、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)の混合液、又は、エチレンカーボネート(EC)とジエチルカーボネート(DEC)の混合液である。 Among the nonaqueous solvents, lactone compounds, cyclic carbonates, chain carbonates, and phosphates are preferable from the viewpoint of battery output and charge / discharge cycle characteristics. More preferred are lactone compounds, cyclic carbonates and chain carbonates, and particularly preferred are cyclic carbonates or a mixture of cyclic carbonates and chain carbonates. Most preferred is a mixture of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC), a mixture of ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC), or a mixture of ethylene carbonate (EC) and diethyl carbonate (DEC). It is.

次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、本発明の主旨を逸脱しない限り本発明は実施例に限定されるものではない。なお、特記しない限り部は重量部、%は重量%を意味する。 EXAMPLES Next, the present invention will be specifically described with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples without departing from the gist of the present invention. Unless otherwise specified, “part” means “part by weight” and “%” means “% by weight”.

<製造例1:導電性炭素フィラーの作製>
導電性炭素フィラーは、Eiichi Yasuda,Asao Oya,Shinya Komura,Shigeki Tomonoh,Takashi Nishizawa,Shinsuke Nagata,Takashi Akatsu、CARBON、50、2012、1432−1434及びEiichi Yasuda,Takashi Akatsu,Yasuhiro Tanabe,Kazumasa Nakamura,Yasuto Hoshikawa,Naoya Miyajima、TANSO、255、2012、254〜265頁の製造方法を参考にして製造した。
炭素前駆体として合成メソフェーズピッチAR・MPH[三菱ガス化学(株)製]10重量部とポリメチルペンテンTPX RT18[三井化学(株)製]90重量部を、バレル温度310℃、窒素雰囲気下で一軸押出機を用いて溶融混練し、樹脂組成物を調製した。続いて上記樹脂組成物を390℃で溶融押出し紡糸した。紡糸した樹脂組成物を電気炉に入れ、窒素雰囲気下270℃で3時間保持し炭素前駆体を安定化させた。ついで、電気炉を1時間かけて500℃まで昇温し、500℃で1時間保持し、ポリメチルペンテンを分解除去した。電気炉を2時間かけて1000℃まで昇温し1000℃で30分間保持し、残った炭素繊維前駆体のうち、90重量部を水500重量部とΦ0.1mmのジルコニアボール1000重量部と共にポットミル容器に入れ5分間粉砕した。ジルコニアボールを分級後、100℃で乾燥し、導電性炭素フィラーA1であるカーボンファイバーを得た。
SEMでの測定結果より、カーボンファイバーの平均繊維径は、0.3μm、平均繊維長は、26μm(アスペクト比は約87)であった。また、カーボンファイバーの電気抵抗率は50μΩ・mであり、JIS K 5101−12−1に準拠して測定した嵩密度は0.5g/cmであった。
<Production Example 1: Production of conductive carbon filler>
Conductive carbon fillers, Eiichi Yasuda, Asao Oya, Shinya Komura, Shigeki Tomonoh, Takashi Nishizawa, Shinsuke Nagata, Takashi Akatsu, CARBON, 50,2012,1432-1434 and Eiichi Yasuda, Takashi Akatsu, Yasuhiro Tanabe, Kazumasa Nakamura, Yasuto It was produced with reference to the production method of Hoshikawa, Naoya Miyajima, TANSO, 255, 2012, pages 254 to 265.
10 parts by weight of synthetic mesophase pitch AR · MPH [manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.] and 90 parts by weight of polymethylpentene TPX RT18 [manufactured by Mitsui Chemicals, Ltd.] as a carbon precursor under a barrel temperature of 310 ° C. under a nitrogen atmosphere A resin composition was prepared by melt-kneading using a single screw extruder. Subsequently, the resin composition was melt-extruded and spun at 390 ° C. The spun resin composition was placed in an electric furnace and held at 270 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere to stabilize the carbon precursor. Next, the electric furnace was heated to 500 ° C. over 1 hour and held at 500 ° C. for 1 hour to decompose and remove polymethylpentene. The electric furnace was heated up to 1000 ° C. over 2 hours and held at 1000 ° C. for 30 minutes. Of the remaining carbon fiber precursor, 90 parts by weight together with 500 parts by weight of water and 1000 parts by weight of zirconia balls having a diameter of 0.1 mm were pot milled. Placed in a container and ground for 5 minutes. After classification of the zirconia balls, the zirconia balls were dried at 100 ° C. to obtain a carbon fiber as the conductive carbon filler A1.
From the measurement results with SEM, the average fiber diameter of the carbon fiber was 0.3 μm, and the average fiber length was 26 μm (the aspect ratio was about 87). Moreover, the electrical resistivity of the carbon fiber was 50 μΩ · m, and the bulk density measured according to JIS K 5101-12-1 was 0.5 g / cm 3 .

<製造例2:被覆用高分子化合物溶液1の作製>
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した4つ口フラスコに、酢酸エチル83部とメタノール17部とを仕込み68℃に昇温した。
次いで、メタクリル酸242.8部、メチルメタクリレート97.1部、2−エチルヘキシルメタクリレート242.8部、酢酸エチル52.1部及びメタノール10.7部を配合したモノマー配合液と、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.263部を酢酸エチル34.2部に溶解した開始剤溶液とを4つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで4時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。
滴下終了後、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)0.583部を酢酸エチル26部に溶解した開始剤溶液を滴下ロートを用いて2時間かけて連続的に追加した。更に、沸点で重合を4時間継続した。溶媒を除去し、ポリマー582部を得た後、イソプロパノールを1,360部加えて、樹脂固形分濃度が30重量%である被覆用高分子化合物溶液1を得た。
<Production Example 2: Production of polymer compound solution 1 for coating>
A four-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping funnel and nitrogen gas inlet tube was charged with 83 parts of ethyl acetate and 17 parts of methanol, and the temperature was raised to 68 ° C.
Next, a monomer compounded liquid in which 242.8 parts of methacrylic acid, 97.1 parts of methyl methacrylate, 242.8 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, 52.1 parts of ethyl acetate and 10.7 parts of methanol were blended, and 2,2′- An initiator solution prepared by dissolving 0.263 parts of azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) in 34.2 parts of ethyl acetate and stirring with a dropping funnel over 4 hours while blowing nitrogen into a four-necked flask. The radical polymerization was carried out by dropping continuously.
After the completion of dropping, an initiator solution prepared by dissolving 0.583 parts of 2,2′-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) in 26 parts of ethyl acetate was continuously added using a dropping funnel over 2 hours. Furthermore, the polymerization was continued for 4 hours at the boiling point. After removing the solvent to obtain 582 parts of polymer, 1,360 parts of isopropanol was added to obtain a coating polymer compound solution 1 having a resin solid content concentration of 30% by weight.

<製造例3:珪素系被覆負極活物質粒子(N−24)の作製>
酸化珪素粒子[シグマ・アルドリッチジャパン社製、体積平均粒子径2.0μm]69部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、720rpmで撹拌した状態で、製造例2で作製した被覆用高分子化合物溶液(1)33.3部を10分かけて滴下し、さらに5分撹拌した。その後、撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を140℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去し、珪素系被覆負極活物質粒子(N−24)を得た。
<Production Example 3: Production of silicon-coated negative electrode active material particles (N-24)>
69 parts of silicon oxide particles [Sigma Aldrich Japan, volume average particle diameter 2.0 μm] 69 parts are put into a universal mixer high speed mixer FS25 [Earth Technica Co., Ltd.] and stirred at room temperature at 720 rpm. 33.3 parts of the coating polymer compound solution (1) prepared in Example 2 was added dropwise over 10 minutes, and the mixture was further stirred for 5 minutes. Thereafter, the pressure is reduced to 0.01 MPa while maintaining the stirring, and then the temperature is raised to 140 ° C. while maintaining the stirring and the degree of vacuum, and the volatile matter is distilled off by maintaining the stirring, the pressure and the temperature for 8 hours. Then, silicon-based coated negative electrode active material particles (N-24) were obtained.

<製造例4:被覆用高分子化合物溶液2の作製>
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下ロート及び窒素ガス導入管を付した4つ口フラスコにDMF407.9部を仕込み75℃に昇温した。次いで、メタクリル酸242.8部、メチルメタクリレート97.1部、2−エチルヘキシルメタクリレート242.8部、及びDMF116.5部を配合したモノマー配合液と、2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)1.7部及び2,2’−アゾビス(2−メチルブチロニトリル)4.7部をDMF58.3部に溶解した開始剤溶液とを4つ口フラスコ内に窒素を吹き込みながら、撹拌下、滴下ロートで2時間かけて連続的に滴下してラジカル重合を行った。滴下終了後、75℃で反応を3時間継続した。次いで80℃に昇温し反応を3時間継続し樹脂固形分濃度が50重量%の共重合体溶液を得た。これにDMFを789.8部加えて、樹脂固形分濃度が30重量%である被覆用高分子化合物溶液2を得た。
<Production Example 4: Production of polymer compound solution 2 for coating>
A 4-necked flask equipped with a stirrer, thermometer, reflux condenser, dropping funnel and nitrogen gas inlet tube was charged with 407.9 parts of DMF and heated to 75 ° C. Next, a monomer liquid mixture containing 242.8 parts of methacrylic acid, 97.1 parts of methyl methacrylate, 242.8 parts of 2-ethylhexyl methacrylate, and 116.5 parts of DMF, and 2,2′-azobis (2,4-dimethyl) (Valeronitrile) 1.7 parts and 2,2′-azobis (2-methylbutyronitrile) 4.7 parts dissolved in 58.3 parts of DMF and an initiator solution while blowing nitrogen into a four-necked flask, Under stirring, radical polymerization was carried out by continuously dropping with a dropping funnel over 2 hours. After completion of dropping, the reaction was continued at 75 ° C. for 3 hours. Subsequently, the temperature was raised to 80 ° C. and the reaction was continued for 3 hours to obtain a copolymer solution having a resin solid content concentration of 50% by weight. To this, 789.8 parts of DMF was added to obtain a coating polymer compound solution 2 having a resin solid content concentration of 30% by weight.

<製造例5:炭素系被覆負極活物質粒子(N−11)の作製>
難黒鉛化性炭素粉末[(株)クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン製カーボトロン(登録商標)、体積平均粒子径20μm]69部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、720rpmで撹拌した状態で、製造例4で作製した被覆用高分子化合物溶液(2)33.3部を10分かけて滴下し、さらに5分撹拌した。その後、撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を140℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去し、炭素系被覆負極活物質粒子(体積平均粒子径20μm)(N−11)を得た。
<Production Example 5: Production of carbon-based coated negative electrode active material particles (N-11)>
Non-graphitizable carbon powder [Carbotron (registered trademark) manufactured by Kureha Battery Materials Japan Co., Ltd., volume average particle size 20 μm] 69 parts in universal mixer high speed mixer FS25 [manufactured by Earth Technica Co., Ltd.] Then, 33.3 parts of the coating polymer compound solution (2) prepared in Production Example 4 was added dropwise over 10 minutes while stirring at room temperature and 720 rpm, and the mixture was further stirred for 5 minutes. Then, the pressure is reduced to 0.01 MPa while maintaining the stirring, and then the temperature is raised to 140 ° C. while maintaining the stirring and the degree of vacuum, and the volatile matter is distilled off by maintaining the stirring, the pressure and the temperature for 8 hours. Carbon-based coated negative electrode active material particles (volume average particle diameter 20 μm) (N-11) were obtained.

<製造例6:炭素系被覆負極活物質粒子(N−12)の作製>
難黒鉛化性炭素粉末の体積平均粒子径を2μmに変更したこと以外は製造例5と同様にして炭素系被覆負極活物質粒子(N−12)を得た。
<Production Example 6: Production of carbon-based coated negative electrode active material particles (N-12)>
Carbon-based coated negative electrode active material particles (N-12) were obtained in the same manner as in Production Example 5 except that the volume average particle size of the non-graphitizable carbon powder was changed to 2 μm.

<製造例7:炭素系被覆負極活物質粒子(N−13)の作製>
難黒鉛化性炭素粉末の体積平均粒子径を18μmに変更したこと以外は製造例5と同様にして炭素系被覆負極活物質粒子(N−13)を得た。
<Production Example 7: Production of carbon-based coated negative electrode active material particles (N-13)>
Carbon-based coated negative electrode active material particles (N-13) were obtained in the same manner as in Production Example 5 except that the volume average particle diameter of the non-graphitizable carbon powder was changed to 18 μm.

<製造例8:表面が炭素で被覆された酸化珪素粒子(N−25)の作製>
酸化珪素粒子(シグマ・アルドリッチジャパン社製、体積平均粒子径2.0μm)を横型加熱炉中に入れ、メタンガスを通気しながら1100℃/1000Pa、平均滞留時間約2時間の化学蒸着操作を行い、炭素含有量が2重量%で、表面が炭素で被覆された酸化珪素粒子である珪素系負極活物質粒子(体積平均粒子径2.0μm)(N−25)を得た。
<Production Example 8: Production of silicon oxide particles (N-25) whose surface is coated with carbon>
Silicon oxide particles (manufactured by Sigma-Aldrich Japan, volume average particle size 2.0 μm) are placed in a horizontal heating furnace, and a chemical vapor deposition operation of 1100 ° C./1000 Pa and average residence time of about 2 hours is performed while aeration of methane gas is performed. Silicon-based negative electrode active material particles (volume average particle diameter of 2.0 μm) (N-25), which are silicon oxide particles having a carbon content of 2% by weight and a surface coated with carbon, were obtained.

<製造例9:複合粒子(N−26)の作製>
珪素粒子[シグマ・アルドリッチジャパン製、体積平均粒子径5μm](N−21)3部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、720rpmで撹拌した状態で、ポリアクリル酸樹脂溶液(溶媒:超純水、固形分濃度10%)10部を2分かけて滴下し、さらに5分撹拌した。次いで、撹拌した状態でアセチレンブラック[デンカ(株)製、デンカブラック(登録商標)]1部を投入し、30分撹拌を継続した。その後、撹拌を維持したまま0.01MPaまで減圧し、次いで撹拌と減圧度を維持したまま温度を140℃まで昇温し、撹拌、減圧度及び温度を8時間維持して揮発分を留去した。得られた粉体を目開き20μmの篩いで分級し、複合粒子(体積平均粒子径30μm)(N−26)を得た。
<Production Example 9: Production of composite particles (N-26)>
In a state where 3 parts of silicon particles [manufactured by Sigma-Aldrich Japan, volume average particle diameter 5 μm] (N-21) are put into a universal mixer high speed mixer FS25 [manufactured by Earth Technica Co., Ltd.] and stirred at room temperature at 720 rpm, 10 parts of a polyacrylic acid resin solution (solvent: ultrapure water, solid content concentration 10%) was added dropwise over 2 minutes, and the mixture was further stirred for 5 minutes. Next, 1 part of acetylene black [Denka Co., Ltd., Denka Black (registered trademark)] was added while stirring, and stirring was continued for 30 minutes. Thereafter, the pressure was reduced to 0.01 MPa while maintaining the stirring, and then the temperature was raised to 140 ° C. while maintaining the stirring and the degree of vacuum, and the volatile matter was distilled off by maintaining the stirring, the degree of vacuum and the temperature for 8 hours. . The obtained powder was classified with a sieve having an opening of 20 μm to obtain composite particles (volume average particle diameter 30 μm) (N-26).

<実施例1>
[負極圧力緩和層の作製]
製造例1により得られたカーボンファイバー5部、及び、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合溶媒(体積比率1:1)にLiPFを1mol/Lの割合で溶解させて作製した電解液(X)95部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、2000rpmで5分間撹拌して圧力緩和層原料ペーストを得た。
ブチルゴムシートにφ15mmの穴をあけたもの(以下、マスクと記載する)を重ねたφ23mmのアラミド不織布(日本バイリーン社製)の表面に、この圧力緩和層原料ペーストを174mg滴下し滴下した面の裏側から吸引することで、電解液(X)の一部を除去してアラミドセパレータ上に負極圧力緩和層を作製した。
<Example 1>
[Preparation of negative pressure relief layer]
It was prepared by dissolving LiPF 6 at a ratio of 1 mol / L in 5 parts of carbon fiber obtained in Production Example 1 and a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) (volume ratio 1: 1). 95 parts of the electrolyte (X) was put into a universal mixer high speed mixer FS25 [manufactured by Earth Technica Co., Ltd.] and stirred at room temperature and 2000 rpm for 5 minutes to obtain a pressure relaxation layer raw material paste.
The reverse side of the surface where 174 mg of this pressure relaxation layer raw material paste was dropped on the surface of a 23 mm aramid nonwoven fabric (manufactured by Japan Vilene Co., Ltd.), which was a butyl rubber sheet with a hole of φ15 mm (hereinafter referred to as a mask) overlapped. The negative electrode pressure relaxation layer was produced on the aramid separator by removing a part of the electrolytic solution (X).

[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
製造例5で得られた炭素系被覆負極活物質粒子(N−11)9.5重量部、珪素粒子[シグマ・アルドリッチジャパン製、体積平均粒子径5μm](N−21)0.5重量部、導電材料としてカーボンファイバー1重量部をエチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネートの混合溶媒(体積比率1:1)にLiPFを1mol/Lの割合で溶解させて作製した電解液(X)89重量部を混合し負極活物質スラリーを作製した。
アラミド不織布上に作製した負極圧力緩和層の上に、上記負極活物質スラリーを目付量47mg/cmとなるように滴下し、吸引濾過(減圧)することで負極圧力緩和層の表面にある空隙に負極活物質の一部を入れながら負極圧力緩和層の上に負極活物質層を積層し、更に圧力5MPaでプレスすることにより、アラミド不織布上で負活物質層と負極圧力緩和層とを一体にし、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1を作製した。
負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、50μm、550μmであった。
なお、各層の厚みは、接触式の膜厚計[(株)ミツトヨ製 ABSデジマチックインジケータ ID−CX]を用いて測定した。
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
9.5 parts by weight of carbon-based coated negative electrode active material particles (N-11) obtained in Production Example 5, silicon particles [manufactured by Sigma-Aldrich Japan, volume average particle diameter 5 μm] (N-21) 0.5 parts by weight Electrolytic solution (X) prepared by dissolving 1 part by weight of carbon fiber as a conductive material in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (volume ratio 1: 1) at a rate of 1 mol / L LiPF 6 Parts were mixed to prepare a negative electrode active material slurry.
On the negative electrode pressure relaxation layer produced on the aramid nonwoven fabric, the negative electrode active material slurry is dropped so as to have a weight per unit area of 47 mg / cm 2, and suction filtration (reduced pressure) is performed so that voids on the surface of the negative electrode pressure relaxation layer A negative electrode active material layer is laminated on a negative electrode pressure relaxation layer while a part of the negative electrode active material is put in, and further pressed at a pressure of 5 MPa, whereby the negative active material layer and the negative electrode pressure relaxation layer are integrated on the aramid nonwoven fabric. Thus, a laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer was produced.
The thickness of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer was 50 μm and 550 μm, respectively.
In addition, the thickness of each layer was measured using a contact-type film thickness meter [ABS Digimatic Indicator ID-CX manufactured by Mitutoyo Corporation].

[正極圧力緩和層及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体の作製]
上記[導電性炭素フィラーの作製]により得られたカーボンファイバー5部及び上記の電解液(X)95部を万能混合機ハイスピードミキサーFS25[(株)アーステクニカ製]に入れ、室温、2000rpmで5分間撹拌して正極圧力緩和層原料ペーストを得た。
カーボンファイバー0.2部と、正極活物質であるLiNi0.8Co0.15Al0.05粉末(体積平均粒子径15μm)9.8部と、上記電解液(X)90部とを混合して、遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}を用いて2000rpmで5分間混合して、正極活物質スラリーを作製した。
φ23mmの2300メッシュのステンレス製金網[サンネット工業(社)製]にマスクを重ね、正極圧力緩和層原料ペースト174mgを滴下し、滴下した面の裏側から吸引し、正極圧力緩和層の表面にある空隙に正極活物質の一部を入れながら正極圧力緩和層上に正極活物質を積層することで、電解液(X)の一部を除去してステンレス製金網上に正極圧力緩和層を作製した。
ステンレス製金網上に作製した正極圧力緩和層の上に上記正極活物質スラリーを目付量が78.0mg/cmとなるように滴下し、裏面から吸引することにより、ステンレス製金網上で正極活物質層と正極圧力緩和層とを一体にし、正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1を作製した。正極圧力緩和層及び正極活物質層の厚みは、それぞれ50μm、580μmであった。
[Preparation of Positive Electrode Pressure Relaxation Layer and Laminate of Positive Electrode Pressure Relaxation Layer and Positive Electrode Active Material Layer]
5 parts of the carbon fiber obtained by the above [Preparation of conductive carbon filler] and 95 parts of the electrolytic solution (X) are put into a universal mixer high speed mixer FS25 [manufactured by Earth Technica Co., Ltd.] at room temperature and 2000 rpm. It stirred for 5 minutes and the positive electrode pressure relaxation layer raw material paste was obtained.
0.2 part of carbon fiber, 9.8 parts of LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 powder (volume average particle diameter 15 μm) which is a positive electrode active material, and 90 parts of the electrolytic solution (X) Were mixed for 5 minutes at 2000 rpm using a planetary agitation type mixing and kneading apparatus {Awatori Netaro [manufactured by Shinky Co., Ltd.]} to prepare a positive electrode active material slurry.
A mask is placed on a 2300 mesh stainless steel wire mesh of 23 mm in diameter [manufactured by Sunnet Kogyo Co., Ltd.], 174 mg of positive electrode pressure relaxation layer raw material paste is dropped, sucked from the back side of the dropped surface, and is on the surface of the positive electrode pressure relaxation layer By laminating the positive electrode active material on the positive electrode pressure relaxation layer while putting a part of the positive electrode active material in the gap, a part of the electrolyte solution (X) was removed, and a positive electrode pressure relaxation layer was produced on the stainless steel wire mesh. .
The positive electrode active material slurry is dropped onto the positive electrode pressure relaxation layer prepared on the stainless steel wire mesh so that the basis weight is 78.0 mg / cm 2 and is sucked from the back surface. The material layer and the positive electrode pressure relaxation layer were integrated to produce a laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer. The thicknesses of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer were 50 μm and 580 μm, respectively.

[リチウムイオン電池の作製]
まず、集電体となる端子(5mm×3cm)付き銅箔(3cm×3cm、厚さ17μm)と端子(5mm×3cm)付きアルミ箔(3cm×3cm、厚さ21μm)とを、2つの端子が同じ方向で出る向きに積層し、それを2枚の市販の熱融着型アルミラミネートフィルム(10cm×8cm)に挟み、端子の出ている1辺を熱融着し、セル評価用ラミネートセルを作製した。
上記負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1をアラミド不織布からはがし、銅箔上に負極活物質層を重ねて配置した。
次いで、負極活物質層に上記電解液(X)を100μL滴下し、その上に5cm×5cmに切断したセパレータ(セルガード2500、ポリポア・インターナショナル製、厚さ23μmのポリプロピレン製セパレータ)を載せ置き、さらにその上から上記電解液(X)100μLを滴下した。
上記の正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1をステンレス製金網からはがし、負極活物質の上に載せ置いたセパレータの上に正極活物質層を重ねて積層した。
さらに上記電解液(X)100μLを滴下した後、その上にラミネートセル内のアルミ箔が被るようにラミネートセルを閉じ、先に熱融着した1辺に直交する2辺をヒートシールした。
さらに、真空シーラーを用いてセル内を真空にしながら残る1辺をヒートシールすることでラミネートセルを密封し、実施例1に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例1に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例1に係るリチウムイオン電池を作製した。
[Production of lithium-ion batteries]
First, a copper foil (3 cm × 3 cm, thickness 17 μm) with a terminal (5 mm × 3 cm) serving as a current collector and an aluminum foil (3 cm × 3 cm, thickness 21 μm) with a terminal (5 mm × 3 cm) were used as two terminals Is laminated in the same direction, and is sandwiched between two commercially available heat-bonding aluminum laminate films (10cm x 8cm). Was made.
The laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer was peeled off from the aramid nonwoven fabric, and the negative electrode active material layer was stacked on the copper foil.
Next, 100 μL of the electrolytic solution (X) is dropped on the negative electrode active material layer, and a separator (Celgard 2500, manufactured by Polypore International, polypropylene separator with a thickness of 23 μm) is placed on the negative electrode active material layer. 100 μL of the electrolytic solution (X) was dropped from above.
The laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer was peeled off from the stainless steel metal mesh, and the positive electrode active material layer was laminated on the separator placed on the negative electrode active material.
Further, 100 μL of the electrolytic solution (X) was dropped, and then the laminate cell was closed so that the aluminum foil in the laminate cell was covered thereon, and two sides orthogonal to one side heat-sealed first were heat sealed.
Furthermore, the laminate cell was sealed by heat-sealing the remaining one side while evacuating the inside of the cell using a vacuum sealer, and the positive electrode for the lithium ion battery according to Example 1 and the negative electrode for the lithium ion battery according to Example 1 were prepared. A lithium ion battery according to Example 1 was prepared.

<実施例2>
[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
負極圧力緩和層原料ペーストの滴下量を104mgに変更したほかは、実施例1と同様の手順で負極圧力緩和層を作製した。続いて、炭素系被覆負極活物質粒子(N−11)9.5重量部を、製造例6で得られた炭素系被覆負極活物質粒子(N−12)3.4重量部に変更し、珪素粒子(体積平均粒子径5μm)(N−21)0.5重量部を珪素粒子(体積平均粒子径0.2μm)(N−22)1.6重量部に変更し、全量が100重量部となるように電解液(X)の量を調整したほかは、実施例1と同様の手順で負極活物質スラリーを作製した。負極活物質スラリーの目付量を19mg/cmに変更したほかは、実施例1と同様の手順で負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体2を作製した。
負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、30μm、200μmであった。
<Example 2>
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
A negative electrode pressure relaxation layer was produced in the same procedure as in Example 1 except that the amount of the negative electrode pressure relaxation layer raw material paste was changed to 104 mg. Subsequently, 9.5 parts by weight of the carbon-based coated negative electrode active material particles (N-11) was changed to 3.4 parts by weight of the carbon-based coated negative electrode active material particles (N-12) obtained in Production Example 6, Silicon particles (volume average particle diameter 5 μm) (N-21) 0.5 parts by weight were changed to silicon particles (volume average particle diameter 0.2 μm) (N-22) 1.6 parts by weight, and the total amount was 100 parts by weight. A negative electrode active material slurry was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the amount of the electrolytic solution (X) was adjusted so that A laminate 2 of a negative electrode pressure relaxation layer and a negative electrode active material layer was produced in the same procedure as in Example 1 except that the basis weight of the negative electrode active material slurry was changed to 19 mg / cm 2 .
The thicknesses of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer were 30 μm and 200 μm, respectively.

[正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体の作製]
φ23mmの2300メッシュのステンレス製金網にマスクを重ね、実施例1で用いた正極圧力緩和層原料ペースト104mgを滴下し、滴下した面の裏側から吸引することで、電解液(X)の一部を除去してステンレス製金網上に正極圧力緩和層を作製した。
正極活物質スラリーの目付量を74.0mg/cmに変更し、上記正極圧力緩和層上に滴下したほかは、実施例1と同様の手順で正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体2を作製した。
正極圧力緩和層及び正極活物質層の厚みは、それぞれ30μm、550μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1を、それぞれ、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体2及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体2に変更し、電解液(X)の注液量を60μLに変更した他は実施例1と同様の手順で、実施例2に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例2に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例2に係るリチウムイオン電池を作製した。
[Preparation of laminate of positive electrode pressure relaxation layer and positive electrode active material layer]
A mask is layered on a 2300 mesh stainless steel wire mesh with a diameter of 23 mm, 104 mg of the positive electrode pressure relaxation layer raw material paste used in Example 1 is dropped, and a part of the electrolyte solution (X) is sucked from the back side of the dropped surface. The positive electrode pressure relaxation layer was produced on the stainless steel wire mesh by removing.
Lamination of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer in the same procedure as in Example 1 except that the basis weight of the positive electrode active material slurry was changed to 74.0 mg / cm 2 and dropped onto the positive electrode pressure relaxation layer. Body 2 was produced.
The thickness of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer was 30 μm and 550 μm, respectively.
[Production of lithium-ion batteries]
The laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer are respectively laminated with the laminate 2 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the positive electrode pressure. For a lithium ion battery according to Example 2, except that the layered body 2 of the relaxation layer and the positive electrode active material layer was changed and the injection amount of the electrolytic solution (X) was changed to 60 μL. A lithium ion battery according to Example 2 including a positive electrode and a negative electrode for a lithium ion battery according to Example 2 was produced.

<実施例3>
[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
導電性炭素フィラーA1を同量の導電性炭素フィラーA2であるアセチレンブラック[デンカ(株)製 デンカブラック(登録商標)](アスペクト比:1、平均粒子径:35nm、電気抵抗率:60μΩ・m、嵩密度:0.04g/cm)]に変更し、負極圧力緩和層原料ペーストの滴下量を7.0mgに変更し、炭素系被覆負極活物質粒子(N−11)9.5重量部を、製造例7で得られた炭素系被覆負極活物質粒子(N−13)3.3重量部に変更し、珪素粒子(体積平均粒子径5μm)(N−21)0.5重量部を珪素粒子(体積平均粒子径1.5μm)(N−23)1.7重量部に変更し、全量が100重量部となるように電解液(X)の量を調整し、負極活物質スラリーの目付量を10mg/cmに変更した以外は実施例1と同様にし、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体3を作製した。
負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、2μm、100μmであった。
[正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体の作製]
φ23mmの2300メッシュのステンレス製金網にマスクを重ね、実施例1で用いた正極圧力緩和層原料ペースト7.0mgを滴下し、滴下した面の裏側から吸引することで、電解液(X)の一部を除去してステンレス製金網上に正極圧力緩和層を作製した。
正極活物質スラリーの目付量を40.3mg/cmに変更し、上記正極圧力緩和層上に滴下したほかは実施例1と同様にし、正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体3を作製した。
正極圧力緩和層及び正極活物質層の厚みはそれぞれ、2μm、300μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1を、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体3及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体3にそれぞれ変更し、電解液(X)の注液量を20μLに変更した他は実施例1と同様の手順で実施例3に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例3に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例3に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Example 3>
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
Acetylene black [Denka Co., Ltd. Denka Black (registered trademark)] (aspect ratio: 1, average particle size: 35 nm, electrical resistivity: 60 μΩ · m), the same amount of conductive carbon filler A1 as conductive carbon filler A2 , Bulk density: 0.04 g / cm 3 )], the dripping amount of the negative electrode pressure relaxation layer raw material paste was changed to 7.0 mg, and carbon-based coated negative electrode active material particles (N-11) 9.5 parts by weight Was changed to 3.3 parts by weight of the carbon-based coated negative electrode active material particles (N-13) obtained in Production Example 7, and 0.5 parts by weight of silicon particles (volume average particle diameter 5 μm) (N-21) were added. Silicon particles (volume average particle diameter 1.5 μm) (N-23) was changed to 1.7 parts by weight, the amount of the electrolyte (X) was adjusted so that the total amount was 100 parts by weight, and the negative electrode active material slurry except that the basis weight was changed to 10 mg / cm 2 from example 1 To, to produce a laminate 3 of the negative electrode pressure relief layer and the anode active material layer-like.
The thicknesses of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer were 2 μm and 100 μm, respectively.
[Preparation of laminate of positive electrode pressure relaxation layer and positive electrode active material layer]
A mask is layered on a 2300 mesh stainless steel wire mesh with a diameter of 23 mm, 7.0 mg of the positive electrode pressure relaxation layer raw material paste used in Example 1 is dropped, and sucked from the back side of the dropped surface, whereby one electrolyte solution (X) is obtained. The portion was removed, and a positive electrode pressure relaxation layer was produced on a stainless steel wire mesh.
A laminate 3 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer was obtained in the same manner as in Example 1 except that the basis weight of the positive electrode active material slurry was changed to 40.3 mg / cm 2 and dropped onto the positive electrode pressure relaxation layer. Was made.
The thicknesses of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer were 2 μm and 300 μm, respectively.
[Production of lithium-ion batteries]
The laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer are combined with the laminate 3 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the positive electrode pressure relaxation layer. The positive electrode for a lithium ion battery according to Example 3 and the positive electrode active material layer according to the same procedure as in Example 1 except that the amount of injection of the electrolyte (X) was changed to 20 μL. The lithium ion battery which concerns on Example 3 containing the negative electrode for lithium ion batteries which concerns on Example 3 was produced.

<実施例4>
[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
導電性炭素フィラーA1を同量の導電性炭素フィラーA2に変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)[エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)の混合溶媒(体積比率1:1)にLiN(FSOを2mol/Lの割合で溶解させて作製した電解液]に変更し、珪素粒子(N−21)を製造例3で作製した珪素系被覆負極活物質粒子(N−24)に変更し、負極活物質スラリーの目付量を46mg/cmに変更した他は、実施例1と同様の手順で負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体4を作製した。負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、50μm、540μmであった。
[正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体の作製]
導電性炭素フィラーA1を同量の導電性炭素フィラーA2に変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更した他は、実施例1と同様の手順で正極圧力緩和層を作製した。
電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更し、正極活物質スラリーの目付量を67.2mg/cmに変更したほかは実施例1と同様の手順で、正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体4を作製した。
正極圧力緩和層及び正極活物質層の厚みはそれぞれ、50μm、500μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1を、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体4及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体4にそれぞれ変更し、電解液(X)を電解液(Y)に変更した他は実施例1と同様の手順で実施例4に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例4に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例4に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Example 4>
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
The conductive carbon filler A1 is changed to the same amount of conductive carbon filler A2, and the electrolytic solution (X) is replaced with the same amount of electrolytic solution (Y) [mixed solvent of ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) (volume ratio The electrolytic solution prepared by dissolving LiN (FSO 2 ) 2 at a ratio of 2 mol / L in 1: 1)] and changing the silicon particles (N-21) in Production Example 3 A laminate 4 of a negative electrode pressure relaxing layer and a negative electrode active material layer in the same procedure as in Example 1 except that the particle (N-24) was changed and the basis weight of the negative electrode active material slurry was changed to 46 mg / cm 2. Was made. The thickness of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer was 50 μm and 540 μm, respectively.
[Preparation of laminate of positive electrode pressure relaxation layer and positive electrode active material layer]
The positive electrode pressure relaxation layer is the same procedure as in Example 1 except that the conductive carbon filler A1 is changed to the same amount of conductive carbon filler A2 and the electrolytic solution (X) is changed to the same amount of electrolytic solution (Y). Was made.
The positive electrode pressure relaxation layer was the same as in Example 1 except that the electrolyte solution (X) was changed to the same amount of electrolyte solution (Y) and the basis weight of the positive electrode active material slurry was changed to 67.2 mg / cm 2. And a laminate 4 of the positive electrode active material layer.
The thicknesses of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer were 50 μm and 500 μm, respectively.
[Production of lithium-ion batteries]
The laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer are combined with the laminate 4 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the positive electrode pressure relaxation layer. The positive electrode for a lithium ion battery according to Example 4 and the positive electrode active material layer according to the same procedure as in Example 1 except that the electrolyte solution (X) is changed to the electrolyte solution (Y). The lithium ion battery which concerns on Example 4 containing the negative electrode for lithium ion batteries which concerns on Example 4 was produced.

<実施例5>
[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
導電性炭素フィラーA1を同量の導電性炭素フィラーA2に変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更し、珪素粒子(N−21)を製造例8で作製した珪素系負極活物質粒子(N−25)に変更し、負極圧力緩和層原料ペーストの滴下量を348mgに変更し、負極活物質スラリーの目付量を46mg/cmに変更した他は、実施例1と同様の手順で、負極圧力緩和層及び負極活物質層の積層体5を作製した。負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、100μm、540μmであった。
[正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体の作製]
電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更した他は、実施例1と同様の手順でステンレス製金網上に正極圧力緩和層を作製した。
正極圧力緩和層の上に、正極活物質スラリーの目付量を67.2mg/cmに変更して、正極圧力緩和層の上に滴下した以外は実施例1と同様の手順で、正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体5を作製した。
正極圧力緩和層及び正極活物質層の厚みはそれぞれ、50μm、500μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1を、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体5及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体5にそれぞれ変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更した他は実施例1と同様の手順で実施例5に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例5に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例5に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Example 5>
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
The conductive carbon filler A1 was changed to the same amount of conductive carbon filler A2, the electrolytic solution (X) was changed to the same amount of electrolytic solution (Y), and silicon particles (N-21) were produced in Production Example 8. Except that it was changed to silicon-based negative electrode active material particles (N-25), the dropping amount of the negative electrode pressure relaxation layer raw material paste was changed to 348 mg, and the basis weight of the negative electrode active material slurry was changed to 46 mg / cm 2. 1 to prepare a laminate 5 of a negative electrode pressure relaxation layer and a negative electrode active material layer. The thicknesses of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer were 100 μm and 540 μm, respectively.
[Preparation of laminate of positive electrode pressure relaxation layer and positive electrode active material layer]
A positive electrode pressure relaxation layer was produced on a stainless steel wire mesh in the same procedure as in Example 1 except that the electrolytic solution (X) was changed to the same amount of electrolytic solution (Y).
The positive electrode pressure relaxation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the basis weight of the positive electrode active material slurry was changed to 67.2 mg / cm 2 on the positive electrode pressure relaxation layer and dropped onto the positive pressure relief layer. A laminate 5 of the layer and the positive electrode active material layer was produced.
The thicknesses of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer were 50 μm and 500 μm, respectively.
[Production of lithium-ion batteries]
A laminate 1 of a negative electrode pressure relaxation layer and a negative electrode active material layer and a laminate 1 of a positive electrode pressure relaxation layer and a positive electrode active material layer are combined with a laminate 5 of a negative electrode pressure relaxation layer and a negative electrode active material layer and a positive electrode pressure relaxation layer. A lithium ion battery according to Example 5 in the same procedure as in Example 1 except that the laminate 5 is made of a positive electrode active material layer and the electrolyte solution (X) is changed to the same amount of electrolyte solution (Y). A lithium ion battery according to Example 5 including a positive electrode for use and a negative electrode for a lithium ion battery according to Example 5 was produced.

<実施例6>
[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
珪素粒子(体積平均粒子径5μm)(N−21)0.5重量部を複合粒子(体積平均粒子径30μm)(N−26)0.5重量部に変更し、負極活物質スラリーの目付量を46mg/cmに変更したほかは、実施例1と同様の手順で、負極圧力緩和層及び負極活物質層の積層体6を作製した。負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、50μm、550μmであった。
[正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体の作製]
電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更した他は、実施例1と同様の手順で正極圧力緩和層を作製した。
電解液(X)を電解液(Y)に変更し、正極活物質スラリーの目付量を63.9mg/cmに変更して正極圧力緩和層の上に滴下した以外は実施例1と同様に一体にし、正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体6を作製した。正極圧力緩和層及び正極活物質層の厚みはそれぞれ、50μm、475μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1を、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体6及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体6にそれぞれ変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更した他は実施例1と同様の手順で実施例6に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例6に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例6に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Example 6>
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
The silicon particle (volume average particle diameter 5 μm) (N-21) 0.5 part by weight is changed to the composite particle (volume average particle diameter 30 μm) (N-26) 0.5 part by weight, and the basis weight of the negative electrode active material slurry A laminate 6 of a negative electrode pressure relaxation layer and a negative electrode active material layer was produced in the same procedure as in Example 1 except that was changed to 46 mg / cm 2 . The thickness of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer was 50 μm and 550 μm, respectively.
[Preparation of laminate of positive electrode pressure relaxation layer and positive electrode active material layer]
A positive electrode pressure relaxation layer was prepared in the same procedure as in Example 1 except that the electrolytic solution (X) was changed to the same amount of electrolytic solution (Y).
The electrolytic solution (X) was changed to the electrolytic solution (Y), the basis weight of the positive electrode active material slurry was changed to 63.9 mg / cm 2 , and the solution was dropped onto the positive electrode pressure relaxation layer as in Example 1. The laminated body 6 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer was produced integrally. The thicknesses of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer were 50 μm and 475 μm, respectively.
[Production of lithium-ion batteries]
The laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer are combined with the laminate 6 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the positive electrode pressure relaxation layer. A lithium ion battery according to Example 6 in the same procedure as in Example 1 except that the laminate 6 and the positive electrode active material layer were respectively changed and the electrolytic solution (X) was changed to the same amount of electrolytic solution (Y). A lithium ion battery according to Example 6 including a positive electrode for use and a negative electrode for a lithium ion battery according to Example 6 was produced.

<実施例7>
[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
負極圧力緩和層原料ペーストの滴下量を104mgに変更したほかは、実施例1と同様の手順で負極圧力緩和層を作製した。続いて、炭素系被覆負極活物質粒子(N−11)9.5重量部を、8重量部に変更し、珪素粒子(体積平均粒子径5μm)(N−21)0.5重量部を複合粒子(N−26)2重量部に変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更し、全量が100重量部となるように電解液(Y)の量を調整し、負極活物質スラリーの目付量を29mg/cmに変更したほかは、実施例1と同様の手順で負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体7を作製した。負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、30μm、350μmであった。
[正極活物質層の作製]
φ23mmの2300メッシュのステンレス製金網にマスクを重ね、マスクの上に実施例1で用いた正極活物質スラリーを滴下し、裏面から吸引することにより、ステンレス製金網上で正極活物質層7を作製した。このとき、滴下する正極活物質スラリーの目付量を49.1mg/cmに設定した。正極活物質層の厚みは365μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層との積層体1を、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体7及び正極活物質層7にそれぞれ変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更した他は実施例1と同様の手順で、実施例7に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例7に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例7に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Example 7>
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
A negative electrode pressure relaxation layer was produced in the same procedure as in Example 1 except that the amount of the negative electrode pressure relaxation layer raw material paste was changed to 104 mg. Subsequently, 9.5 parts by weight of the carbon-based coated negative electrode active material particles (N-11) are changed to 8 parts by weight, and 0.5 parts by weight of silicon particles (volume average particle diameter 5 μm) (N-21) are combined. Change the particle (N-26) to 2 parts by weight, change the electrolyte (X) to the same amount of electrolyte (Y), and adjust the amount of the electrolyte (Y) so that the total amount becomes 100 parts by weight. A laminate 7 of a negative electrode pressure relaxation layer and a negative electrode active material layer was produced in the same procedure as in Example 1 except that the basis weight of the negative electrode active material slurry was changed to 29 mg / cm 2 . The thickness of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer was 30 μm and 350 μm, respectively.
[Preparation of positive electrode active material layer]
A positive electrode active material layer 7 is formed on the stainless steel wire mesh by overlaying a mask on a 2300 mesh stainless steel wire mesh with a diameter of 23 mm, dropping the positive electrode active material slurry used in Example 1 on the mask and sucking it from the back surface. did. At this time, the basis weight of the positive electrode active material slurry to be dropped was set to 49.1 mg / cm 2 . The thickness of the positive electrode active material layer was 365 μm.
[Production of lithium-ion batteries]
The laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer are combined with the laminate 7 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer. The positive electrode for a lithium ion battery according to Example 7 and Example 7 are the same as Example 1, except that the electrolyte solution (X) is changed to the same amount of electrolyte solution (Y). A lithium ion battery according to Example 7 including a negative electrode for a lithium ion battery was produced.

<実施例8>
[負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体の作製]
負極圧力緩和層原料ペーストの滴下量を348mgに変更し、負極活物質スラリーの目付量を43mg/cmに変更したほかは、実施例1と同様の手順で負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体8を作製した。負極圧力緩和層及び負極活物質層の厚さはそれぞれ、100μm、550μmであった。
[正極活物質層の作製]
φ23mmの2300メッシュのステンレス製金網にマスクを重ね、マスクの上に実施例1で用いた正極活物質スラリーを滴下し、裏面から吸引することにより、ステンレス製金網上で正極活物質層8を作製した。このとき、滴下する正極活物質スラリーの目付量は71.3mg/cmに設定した。正極活物質層の厚みは530μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体7及び正極活物質層7を、負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体8及び正極活物質層8にそれぞれ変更した他は、実施例7と同様の手順で、実施例8に係るリチウムイオン電池用正極及び実施例8に係るリチウムイオン電池用負極を含む実施例8に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Example 8>
[Preparation of laminate of negative electrode pressure relaxation layer and negative electrode active material layer]
The negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer were processed in the same manner as in Example 1, except that the amount of the negative electrode pressure relaxation layer raw material drop was changed to 348 mg and the basis weight of the negative electrode active material slurry was changed to 43 mg / cm 2. A laminate 8 was prepared. The thickness of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer was 100 μm and 550 μm, respectively.
[Preparation of positive electrode active material layer]
A positive electrode active material layer 8 is produced on a stainless steel wire mesh by overlaying a mask on a 2300 mesh stainless steel wire mesh with a diameter of 23 mm, dropping the positive electrode active material slurry used in Example 1 on the mask and sucking it from the back surface. did. At this time, the basis weight of the positive electrode active material slurry to be dropped was set to 71.3 mg / cm 2 . The thickness of the positive electrode active material layer was 530 μm.
[Production of lithium-ion batteries]
Implementation was performed except that the laminate 7 and the positive electrode active material layer 7 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer were changed to the laminate 8 and the positive electrode active material layer 8 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer, respectively. A lithium ion battery according to Example 8 including the positive electrode for lithium ion batteries according to Example 8 and the negative electrode for lithium ion batteries according to Example 8 was produced in the same procedure as Example 7.

<比較例1>
[負極活物質層の作製]
実施例1で用いた電解液(X)85部に炭素系被覆負極活物質粒子(N−13)3.3重量部、珪素粒子[シグマ・アルドリッチジャパン製、体積平均粒子径1.5μm](N−23)1.7重量部及び導電性炭素フィラーA1である上記カーボンファイバー1重量部を添加した後、水分を除去したポリフッ化ビニリデンを5重量%含むN−メチルピロリドン溶液10部を添加し、遊星撹拌型混合混練装置{あわとり練太郎[(株)シンキー製]}を用いて2000rpmで1.5分間混合し、負極活物質スラリーを作製した。
得られた負極活物質スラリーを、φ15mmのマスクを装着したφ23mmのアラミド不織布上に目付量が9mg/cmとなるように滴下し、滴下した面の裏側から吸引することで電解液(X)の一部を除去し、負極活物質層を作製した。その後、5MPaの圧力で約10秒プレスし、続いて100℃で15分間乾燥させることにより負極活物質層1’を得た。負極活物質層1’の厚さは100μmであった。
[正極活物質層の作製]
φ23mmの2300メッシュのステンレス製金網にマスクを重ね、マスクの上に実施例1で用いた正極活物質スラリーを滴下し、裏面から吸引することにより、ステンレス製金網上で正極活物質層1’を作製した。このとき、滴下する正極活物質スラリーの目付量を36.3mg/cmに設定した。
正極活物質層1’の厚みは270μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層の積層体1を、負極活物質層1’及び正極活物質層1’にそれぞれ変更した他は、実施例1と同様の手順で、比較例1に係るリチウムイオン電池用正極及び比較例1に係るリチウムイオン電池用負極を含む比較例1に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Comparative Example 1>
[Preparation of negative electrode active material layer]
In 85 parts of the electrolytic solution (X) used in Example 1, 3.3 parts by weight of carbon-based coated negative electrode active material particles (N-13), silicon particles [manufactured by Sigma-Aldrich Japan, volume average particle diameter 1.5 μm] ( N-23) After adding 1.7 parts by weight and 1 part by weight of the above-mentioned carbon fiber as conductive carbon filler A1, 10 parts of an N-methylpyrrolidone solution containing 5% by weight of polyvinylidene fluoride from which moisture has been removed is added. Then, using a planetary agitation type mixing and kneading apparatus {Awatori Netaro (manufactured by Shinky Co., Ltd.)}, mixing was performed at 2000 rpm for 1.5 minutes to prepare a negative electrode active material slurry.
The obtained negative electrode active material slurry was dropped onto a φ23 mm aramid nonwoven fabric equipped with a φ15 mm mask so that the weight per unit area was 9 mg / cm 2, and the electrolyte solution (X) was sucked from the back side of the dropped surface A part of was removed to prepare a negative electrode active material layer. Thereafter, pressing was performed at a pressure of 5 MPa for about 10 seconds, followed by drying at 100 ° C. for 15 minutes to obtain a negative electrode active material layer 1 ′. The thickness of the negative electrode active material layer 1 ′ was 100 μm.
[Preparation of positive electrode active material layer]
A mask is placed on a 2300 mesh stainless steel wire mesh with a diameter of 23 mm, and the positive electrode active material slurry used in Example 1 is dropped on the mask and sucked from the back surface. Produced. At this time, the basis weight of the dropped positive electrode active material slurry was set to 36.3 mg / cm 2 .
The thickness of the positive electrode active material layer 1 ′ was 270 μm.
[Production of lithium-ion batteries]
The laminate 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the laminate 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer were changed to the negative electrode active material layer 1 ′ and the positive electrode active material layer 1 ′, respectively. A lithium ion battery according to Comparative Example 1 including the positive electrode for lithium ion batteries according to Comparative Example 1 and the negative electrode for lithium ion batteries according to Comparative Example 1 was prepared in the same procedure as in Example 1.

<比較例2>
[負極活物質層の作製]
電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更し、珪素粒子(N−21)0.5重量部を同量の珪素系負極活物質粒子(N−25)に変更した他は、比較例1と同様の手順で負極活物質スラリーを作製した。
負極活物質スラリーを、φ15mmのマスクを装着したφ23mmのアラミド不織布上に目付量が46mg/cmとなるように滴下し、滴下した面の裏側から吸引することで電解液(Y)の一部を除去し、負極活物質層を作製した。その後、5MPaの圧力で約10秒プレスし、続いて100℃で15分間乾燥させることにより負極活物質層2’を得た。負極活物質層2’の厚さは540μmであった。
[正極活物質層の作製]
φ23mmの2300メッシュのステンレス製金網にマスクを重ね、マスクの上に実施例1で用いた正極活物質スラリーを滴下し、裏面から吸引することにより、ステンレス製金網上で正極活物質層2’を作製した。このとき、滴下する正極活物質スラリーの目付量を67.2mg/cmに設定した。
正極活物質層2’の厚みは500μmであった。
[リチウムイオン電池の作製]
負極圧力緩和層と負極活物質層との積層体1及び正極圧力緩和層と正極活物質層の積層体1を、負極活物質層2’及び正極活物質層2’にそれぞれ変更し、電解液(X)を同量の電解液(Y)に変更した他は、実施例1と同様の手順で、比較例2に係るリチウムイオン電池用正極及び比較例2に係るリチウムイオン電池用負極を含む比較例2に係るリチウムイオン電池を作製した。
<Comparative example 2>
[Preparation of negative electrode active material layer]
The electrolytic solution (X) was changed to the same amount of electrolytic solution (Y), and 0.5 part by weight of the silicon particles (N-21) was changed to the same amount of silicon-based negative electrode active material particles (N-25). A negative electrode active material slurry was prepared in the same procedure as in Comparative Example 1.
Part of the electrolyte (Y) by dropping the negative electrode active material slurry onto a φ23 mm aramid nonwoven fabric equipped with a φ15 mm mask so that the basis weight is 46 mg / cm 2 and sucking it from the back side of the dropped surface. Then, a negative electrode active material layer was produced. Thereafter, pressing was performed at a pressure of 5 MPa for about 10 seconds, followed by drying at 100 ° C. for 15 minutes to obtain a negative electrode active material layer 2 ′. The thickness of the negative electrode active material layer 2 ′ was 540 μm.
[Preparation of positive electrode active material layer]
A mask is layered on a 2300 mesh stainless steel wire mesh with a diameter of 23 mm, and the positive electrode active material slurry used in Example 1 is dropped on the mask and sucked from the back surface, whereby the positive electrode active material layer 2 ′ is formed on the stainless steel wire mesh. Produced. At this time, the basis weight of the positive electrode active material slurry to be dropped was set to 67.2 mg / cm 2 .
The thickness of the positive electrode active material layer 2 ′ was 500 μm.
[Production of lithium-ion batteries]
The laminated body 1 of the negative electrode pressure relaxation layer and the negative electrode active material layer and the laminated body 1 of the positive electrode pressure relaxation layer and the positive electrode active material layer are changed to the negative electrode active material layer 2 ′ and the positive electrode active material layer 2 ′, respectively, and an electrolyte solution The lithium ion battery positive electrode according to Comparative Example 2 and the lithium ion battery negative electrode according to Comparative Example 2 are included in the same procedure as in Example 1 except that (X) is changed to the same amount of the electrolytic solution (Y). A lithium ion battery according to Comparative Example 2 was produced.

[電池特性の測定]
作製したリチウムイオン電池について、充放電測定装置「HJ0501SM8A」[北斗電工(株)製]を用いて以下の方法で充放電試験を行い、初回充電後の負極の膨張率、及び、1サイクル目の放電容量に対する50サイクル目の放電容量の比率(50サイクル後の容量維持率ともいう)を求めた。結果を表1に示す。
なお、初回充電後の負極の膨張率を求める時に用いたリチウムイオン電池と、50サイクル後の容量維持率の評価を行ったリチウムイオン電池とは異なるリチウムイオン電池を用いた。すなわち、50サイクル後の容量維持率の評価における50回の下記充放電工程は連続して行っており、負極の膨張率測定のための充放電工程の中断は行っていない。
[50サイクル後の容量維持率]
45℃の条件下において、電池特性評価用リチウムイオン電池を、0.1Cの電流で4.2Vまでそれぞれ充電し、10分間の休止後、0.05Cの電流で2.5Vまで放電する充放電工程を、10分の休止を挟んで50回繰り返した。50回目の放電容量と初回の放電容量とを比較し、50サイクル後の容量維持率を求めた。
[負極の膨張率]
初回充電時の負極の膨張率は、初回充電前の負極の厚さと初回充電後の負極の厚さとを用いて以下の式(2)で算出した。
初回充電後の負極の膨張率(%)=[((初回充電後の負極の厚さ)−(初回充電前の負極の厚さ))/(初回充電前の負極の厚さ)]×100 (2)
上記計算における(負極の厚さ)は、(負極活物質層の厚さ)及び(負極圧力緩和層の厚さ)の合計とし、充放電時に体積の膨張・収縮を伴わない(負極集電体の厚さ)を考慮しないものとした。
[Measurement of battery characteristics]
About the produced lithium ion battery, a charge / discharge test was conducted by the following method using a charge / discharge measurement apparatus “HJ0501SM8A” [manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.]. The ratio of the discharge capacity at the 50th cycle to the discharge capacity (also referred to as the capacity retention rate after 50 cycles) was determined. The results are shown in Table 1.
In addition, the lithium ion battery used when calculating | requiring the expansion coefficient of the negative electrode after the first charge and the lithium ion battery which evaluated the capacity maintenance rate after 50 cycles was used. That is, the following 50 charging / discharging processes in the evaluation of the capacity maintenance rate after 50 cycles are continuously performed, and the charging / discharging process for measuring the expansion coefficient of the negative electrode is not interrupted.
[Capacity maintenance rate after 50 cycles]
Charging / discharging in which the lithium ion battery for battery characteristic evaluation is charged to 4.2 V with a current of 0.1 C under a condition of 45 ° C., and discharged to 2.5 V with a current of 0.05 C after 10 minutes of rest. The process was repeated 50 times with a 10 minute pause. The 50th discharge capacity was compared with the initial discharge capacity, and the capacity retention rate after 50 cycles was determined.
[Expansion coefficient of negative electrode]
The expansion coefficient of the negative electrode during the first charge was calculated by the following formula (2) using the thickness of the negative electrode before the first charge and the thickness of the negative electrode after the first charge.
Expansion rate of negative electrode after first charge (%) = [((Thickness of negative electrode after first charge) − (Thickness of negative electrode before first charge)) / (Thickness of negative electrode before first charge)] × 100 (2)
(Negative electrode thickness) in the above calculation is the sum of (Negative electrode active material layer thickness) and (Negative electrode pressure relaxation layer thickness), and does not cause volume expansion / contraction during charging / discharging (Negative electrode current collector) Thickness) was not considered.

Figure 2018101624
Figure 2018101624

表1の結果から、本発明のリチウムイオン電池用電極は、電極の膨張を抑制し、サイクル特性に優れることがわかる。 From the results in Table 1, it can be seen that the electrode for a lithium ion battery of the present invention suppresses expansion of the electrode and is excellent in cycle characteristics.

本発明のリチウムイオン電池用電極は、特に、携帯電話、パーソナルコンピューター、ハイブリッド自動車及び電気自動車用に用いられる双極型二次電池用及びリチウムイオン電池用等の電極として有用である。 The electrode for lithium ion batteries of the present invention is particularly useful as an electrode for bipolar secondary batteries and lithium ion batteries used for mobile phones, personal computers, hybrid vehicles, and electric vehicles.

1 リチウムイオン電池用電極
10 電極集電体
20 圧力緩和層
30 電極活物質層
40 外装体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrode for lithium ion batteries 10 Electrode current collector 20 Pressure relaxation layer 30 Electrode active material layer 40 Exterior body

Claims (9)

電極集電体と、電極活物質層とを備えたリチウムイオン電池用電極であって、
前記電極活物質層は、電極活物質を含む電極活物質組成物の非結着体からなり、
前記電極集電体と前記電極活物質層との間に、導電性炭素フィラーからなる圧力緩和層が配置されており、
前記圧力緩和層のうち前記電極活物質層側の表面近傍には、前記電極活物質が存在していることを特徴とするリチウムイオン電池用電極。
An electrode for a lithium ion battery comprising an electrode current collector and an electrode active material layer,
The electrode active material layer is composed of a non-binding body of an electrode active material composition containing an electrode active material,
Between the electrode current collector and the electrode active material layer, a pressure relaxation layer made of a conductive carbon filler is disposed,
The electrode for a lithium ion battery, wherein the electrode active material exists in the vicinity of the surface on the electrode active material layer side in the pressure relaxation layer.
前記圧力緩和層の厚さは、2〜500μmである請求項1に記載のリチウムイオン電池用電極。 The lithium ion battery electrode according to claim 1, wherein the pressure relaxation layer has a thickness of 2 to 500 μm. 前記電極活物質層の厚さに対する前記圧力緩和層の厚さの割合は、0.3〜25%である請求項1又は2に記載のリチウムイオン電池用電極。 The electrode for a lithium ion battery according to claim 1 or 2, wherein a ratio of the thickness of the pressure relaxation layer to the thickness of the electrode active material layer is 0.3 to 25%. 前記圧力緩和層を構成する導電性炭素フィラーは、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー及びカーボンナノチューブからなる群から選択される少なくとも1種である請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極。 The electrode for a lithium ion battery according to claim 1, wherein the conductive carbon filler constituting the pressure relaxation layer is at least one selected from the group consisting of carbon nanofibers, carbon fibers, and carbon nanotubes. . 前記電極活物質層は、前記電極活物質と電解液とを含む電極活物質組成物の非結着体である請求項1〜4のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極。 The electrode for a lithium ion battery according to claim 1, wherein the electrode active material layer is a non-binding body of an electrode active material composition including the electrode active material and an electrolytic solution. 前記電極活物質が、正極活物質である請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極。 The electrode for a lithium ion battery according to claim 1, wherein the electrode active material is a positive electrode active material. 前記電極活物質が、珪素及び/又は珪素化合物並びに炭素系負極活物質を含む混合物である請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極。 The electrode for a lithium ion battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the electrode active material is a mixture containing silicon and / or a silicon compound and a carbon-based negative electrode active material. 前記電極活物質が、その表面の一部又は全部が高分子化合物を含んでなる電極被覆層により被覆された被覆電極活物質である請求項1〜7のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極。 The electrode for a lithium ion battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the electrode active material is a coated electrode active material in which part or all of the surface thereof is coated with an electrode coating layer containing a polymer compound. . 請求項1〜8のいずれかに記載のリチウムイオン電池用電極を備えることを特徴とするリチウムイオン電池。 A lithium ion battery comprising the electrode for a lithium ion battery according to claim 1.
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