JP2019071229A - Electrode slurry, and production method of electrode slurry and manufacturing method of electrode for electric device - Google Patents

Electrode slurry, and production method of electrode slurry and manufacturing method of electrode for electric device Download PDF

Info

Publication number
JP2019071229A
JP2019071229A JP2017197011A JP2017197011A JP2019071229A JP 2019071229 A JP2019071229 A JP 2019071229A JP 2017197011 A JP2017197011 A JP 2017197011A JP 2017197011 A JP2017197011 A JP 2017197011A JP 2019071229 A JP2019071229 A JP 2019071229A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
electrode slurry
mixture layer
active material
solvent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2017197011A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6943129B2 (en
Inventor
剣一 豊島
Kenichi Toyoshima
剣一 豊島
宮本 隆司
Takashi Miyamoto
隆司 宮本
智裕 蕪木
Tomohiro Kaburagi
智裕 蕪木
将太郎 土井
Shotaro Doi
将太郎 土井
一生 大谷
Kazuo Otani
一生 大谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP2017197011A priority Critical patent/JP6943129B2/en
Publication of JP2019071229A publication Critical patent/JP2019071229A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6943129B2 publication Critical patent/JP6943129B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

To reduce molding loss by restraining occurrence of crack in a mixture layer.SOLUTION: Electrode slurry includes active material particles, a conductive aid, a solvent, and a binder precursor, and the number of surrender at the 15-200 Pa of the shear stress-distortion curve measured by a rheometer is one. A production method of electrode slurry includes a blending step of obtaining a mixed solution by blending the active material particles, the conductive aid, the solvent, and the binder precursor, and an agitation step of agitating the mixed solution until the number of surrender at the 15-200 Pa of the shear stress-distortion curve measured by the rheometer becomes one.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、電極スラリー、並びに、電極スラリーの製造方法及び電気デバイス用電極の製造方法に関する。詳細には、本発明は、合剤層のクラックの発生を抑制し、成形ロスを低減することができる電極スラリー、並びに、電極スラリーの製造方法及びこれを用いた電気デバイス用電極の製造方法に関する。   The present invention relates to an electrode slurry, a method of producing an electrode slurry, and a method of producing an electrode for an electric device. In particular, the present invention relates to an electrode slurry capable of suppressing the occurrence of cracks in the mixture layer and reducing molding loss, a method of producing the electrode slurry, and a method of producing an electrode for an electric device using the same. .

近年、リチウムイオン二次電池などの電気デバイスは、携帯電話やノートパソコンなどの電子機器、電気自動車(EV)やハイブリッド電気自動車などの車両などに広く用いられてきている。   BACKGROUND In recent years, electric devices such as lithium ion secondary batteries have been widely used in electronic devices such as mobile phones and notebook computers, vehicles such as electric vehicles (EVs) and hybrid electric vehicles.

リチウムイオン二次電池などの電気デバイス用電極は、例えば、活物質と導電助剤とバインダと溶媒とが混合されてなる電極スラリーを、集電体に塗工した後に熱処理することによって、合剤層を集電体上に形成することができる。   An electrode for an electric device such as a lithium ion secondary battery is prepared, for example, by applying an electrode slurry, which is a mixture of an active material, a conductive additive, a binder, and a solvent, to a current collector and then heat treating it. A layer can be formed on the current collector.

ところが、活物質や導電助剤などの粒子は電極スラリー中で凝集しやすい性質を有する。そのため、これらの凝集体が残った状態で合剤層を形成すると電極表面に凝集体による凹凸が生じ、電池製造時にセパレータを突き破ってもう一方の電極に接触して短絡してしまうおそれがある。そこで、特許文献1では、スラリーの降伏値を1Pa〜250Paの範囲内とし、電極間の短絡の発生を抑えることを提案している。   However, particles such as the active material and the conductive additive have a property of being easily aggregated in the electrode slurry. Therefore, if the mixture layer is formed in a state in which these aggregates remain, unevenness due to the aggregates may be generated on the electrode surface, and the separator may be broken at the time of battery manufacture to contact with the other electrode and cause a short circuit. Therefore, Patent Document 1 proposes that the yield value of the slurry be in the range of 1 Pa to 250 Pa to suppress the occurrence of a short circuit between the electrodes.

特開2003−331829号公報Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-331829

しかしながら、特許文献1のようにスラリーの降伏値を1Pa〜250Paの範囲内とした場合であっても、スラリーを塗工及び熱処理した後に、合剤層にクラックが生じる場合があることが分かった。合剤層にクラックが生じた場合、電池製造時にクラックがセパレータを突き破ってもう一方の電極に接触して短絡してしまうおそれがある。   However, even when the yield value of the slurry was in the range of 1 Pa to 250 Pa as in Patent Document 1, it was found that cracks may occur in the mixture layer after the slurry is applied and heat treated. . When a crack occurs in the mixture layer, the crack may pierce the separator at the time of manufacturing the battery and may be in contact with the other electrode to cause a short circuit.

また、クラックが発生しないような原料や予め定められた条件で電極を作製しても、原料のロットが異なるなどした場合、クラックが発生するおそれがある。このようなクラックは電極スラリーを一度熱処理して合剤層を形成しなければ確認できず、生産時にクラックの発生が判明した場合には、大量の成形ロスが生じてしまうおそれがある。また、事前にサンプリングした電極スラリーを熱処理して合剤層を形成した場合であっても、多くの時間を必要とするため、効率的ではない。   In addition, even if the electrode is manufactured under a predetermined condition or a raw material that does not generate a crack, the crack may occur if the lot of the raw material is different. Such a crack can not be confirmed unless the electrode slurry is heat-treated once to form a mixture layer, and if the occurrence of the crack is found during production, a large amount of forming loss may occur. In addition, even when the electrode slurry sampled in advance is heat-treated to form a mixture layer, it takes a lot of time, which is not efficient.

本発明は、このような従来技術が有する課題に鑑みてなされたものである。そして、本発明の目的は、合剤層のクラックの発生を抑制し、成形ロスを低減することができる電極スラリー、並びに、電極スラリーの製造方法及び電気デバイス用電極の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the problems that such prior art has. And the object of the present invention is to provide an electrode slurry capable of suppressing the generation of cracks in the mixture layer and reducing the forming loss, and a method of producing the electrode slurry and a method of producing the electrode for an electric device. is there.

本発明の態様は、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つである。   An aspect of the present invention is that the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is one.

本発明によれば、合剤層のクラックの発生を抑制し、成形ロスを低減することができる。   According to the present invention, generation of cracks in the mixture layer can be suppressed, and molding loss can be reduced.

参考例の材料をレオメータで測定した時のせん断応力−ひずみカーブである。It is a shear stress-strain curve when the material of a reference example is measured with a rheometer. 本実施形態に係る電気デバイス用電極及び電気デバイスの一例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows an example of the electrode for electric devices which concerns on this embodiment, and an electric device. 実施例及び比較例の電極スラリーをレオメータで測定した時のせん断応力−ひずみカーブである。It is a shear stress-strain curve when the electrode slurry of an Example and a comparative example is measured by a rheometer. 実施例1の合剤層の外観写真である。5 is an appearance photograph of a mixture layer of Example 1. FIG. 比較例2の合剤層の外観写真である。It is an external appearance photograph of the mixture layer of Comparative Example 2.

以下、図面を用いて本実施形態に係る電極スラリー、並びに、電極スラリーの製造方法及び電気デバイス用電極の製造方法について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は説明の都合上誇張されており、実際の比率とは異なる場合がある。   Hereinafter, an electrode slurry according to the present embodiment, a method of manufacturing the electrode slurry, and a method of manufacturing an electrode for an electric device will be described in detail using the drawings. The dimensional ratios in the drawings are exaggerated for the convenience of description, and may differ from the actual ratios.

[電極スラリー]
従来技術によれば、電極スラリーの降伏値を1Pa〜250Paの範囲内とすることにより、凝集体による合剤層の表面の凹凸を低減し、セパレータが突き破られて電極間で短絡するのを抑制することができるとされている。
[Electrode slurry]
According to the prior art, by setting the yield value of the electrode slurry to be in the range of 1 Pa to 250 Pa, unevenness of the surface of the mixture layer due to the aggregates is reduced, and the separator is broken and a short circuit occurs between the electrodes. It is believed that it can be suppressed.

しかしながら、スラリーの降伏値を1Pa〜250Paの範囲内とした場合であっても、スラリーを塗工及び熱処理した後に、合剤層にクラックが生じる場合がある。合剤層にクラックが生じた場合、電池製造時にクラックがセパレータを突き破ってもう一方の電極に接触して短絡してしまうおそれがある。   However, even if the yield value of the slurry is in the range of 1 Pa to 250 Pa, cracks may occur in the mixture layer after the slurry is applied and heat treated. When a crack occurs in the mixture layer, the crack may pierce the separator at the time of manufacturing the battery and may be in contact with the other electrode to cause a short circuit.

例えば、活物質粒子及び導電助剤を有せず、ポリアミック酸をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に分散させた溶液では、大きな凝集体を形成するような粒子は存在しない。そのため、このような溶液では、図1の参考例1に示すように、レオメータでの測定により得られたせん断応力−ひずみカーブ上のグラフは正の傾きを有する一次直線を描く。   For example, in a solution in which a polyamic acid is dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) without active material particles and a conductive aid, there are no particles that form large aggregates. Therefore, in such a solution, as shown in Reference Example 1 of FIG. 1, the graph on the shear stress-strain curve obtained by the measurement with the rheometer draws a linear straight line having a positive slope.

また、図1の参考例2に示すように、導電助剤を有せず、ポリアミック酸及び活物質粒子をNMPに分散させた場合、せん断応力−ひずみカーブのグラフ中に、丸で囲んだ箇所のような電極スラリーの降伏が1点だけ見られる。この降伏は、流体を流動させるのに必要な最小の応力であるため、日本工業規格JIS K5701−1:2000(平版インキ−第1部:試験方法)で定義された降伏値を表しているものと考えられる。この電極スラリーにより形成された合剤層はクラックが生じない。   In addition, as shown in reference example 2 in FIG. 1, when polyamic acid and active material particles are dispersed in NMP without a conductive auxiliary agent, a portion surrounded by a circle in a graph of shear stress-strain curve The yield of the electrode slurry as shown in FIG. Since this yield is the minimum stress necessary to cause the fluid to flow, it represents a yield value defined by Japanese Industrial Standard JIS K5701-1: 2000 (Planar Ink-Part 1: Test Method) it is conceivable that. The mixture layer formed by the electrode slurry does not crack.

一方、図1の参考例3に示すように、ポリアミック酸及び活物質粒子をNMPに分散させた参考例2の電極スラリーに、カーボン粒子をさらに加えた場合、電極スラリーの分散状態によっては、グラフ中に丸で囲んだように、2つの降伏が確認できる場合がある。参考例3の2つの降伏は、それぞれ22Paと47Paであり、上記JIS K5701の定義に従えば、22Paが降伏値であると考えられる。   On the other hand, as shown in Reference Example 3 of FIG. 1, when carbon particles are further added to the electrode slurry of Reference Example 2 in which polyamic acid and active material particles are dispersed in NMP, depending on the dispersion state of the electrode slurry, As circled in, there are cases where two surrenders can be confirmed. The two yields of Reference Example 3 are respectively 22 Pa and 47 Pa, and according to the definition of JIS K5701, 22 Pa is considered to be the yield value.

しかしながら、参考例3の電極スラリーの降伏値は、いずれの降伏も先行技術が示唆する1Pa〜250Paの範囲内であるが、このような電極スラリーで合剤層を形成した場合、合剤層にクラックが発生した。   However, although the yield value of the electrode slurry of Reference Example 3 is within the range of 1 Pa to 250 Pa as suggested by the prior art in any yield, when the mixture layer is formed of such an electrode slurry, the mixture layer is formed A crack has occurred.

参考例3のような複数の粒子を含有する電極スラリーでは、複合的な三次元網目構造が形成されている場合があり、上記JIS K5701でいう降伏値に加えて、せん断応力を加えていくとひずみが急激に増加する点が存在するのだと考えられる。このような電極スラリーでは、粒子の分散が十分でなく、粒子が複合的な凝集体を形成しているのだと考えられる。   In the electrode slurry containing a plurality of particles as in Reference Example 3, there may be a case where a complex three-dimensional network structure is formed, and in addition to the yield value in the above-mentioned JIS K5701, shear stress is applied. It is thought that there is a point where the strain increases rapidly. In such an electrode slurry, the dispersion of the particles is not sufficient, and it is considered that the particles form complex aggregates.

電極スラリーに凝集体が形成されている場合、立体障害により、凝集体の内部に十分な量のバインダ前駆体が行き届きにくいため十分な強度が得られにくく、合剤層を形成した時にクラックが発生する起点となりやすい。特に、充放電の際に活物質粒子の膨張収縮に適合するよう大きい強度を有するバインダを用いた場合や、合剤層の膜厚を大きくした場合などは、電極スラリーを熱処理した時に合剤層の収縮応力が大きくなりやすいため、クラックが発生しやすい。   When an aggregate is formed in the electrode slurry, a sufficient amount of the binder precursor does not easily reach inside the aggregate due to steric hindrance, and sufficient strength is difficult to obtain, and a crack is generated when the mixture layer is formed. It is easy to become a starting point. In particular, in the case of using a binder having a large strength so as to be compatible with expansion and contraction of the active material particles during charge and discharge, or in the case of increasing the film thickness of the mixture layer, the mixture layer when the electrode slurry is heat-treated. Cracks tend to occur because the shrinkage stress of the

そこで、本実施形態の電極スラリーは、活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を備え、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つである。このように、本実施形態の電極スラリーでは、降伏の数を2つ以上ではなく、1つだけにしている。そのため、本実施形態の電極スラリーを用いて電極の合剤層を形成した場合に、活物質粒子や導電助剤による凝集体が分散される。したがって、合剤層を形成した時に、バインダが収縮して合剤層でクラックが発生するのを抑制することができる。以下、本実施形態の構成について詳細に説明する。   Therefore, the electrode slurry of the present embodiment includes active material particles, a conductive support agent, a solvent, and a binder precursor, and the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is 1 It is one. Thus, in the electrode slurry of the present embodiment, the number of breakdowns is not two or more, but only one. Therefore, when the mixture layer of the electrode is formed using the electrode slurry of the present embodiment, the aggregates of the active material particles and the conductive additive are dispersed. Therefore, when the mixture layer is formed, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the mixture layer due to the shrinkage of the binder. Hereinafter, the configuration of the present embodiment will be described in detail.

本実施形態の電極スラリーは、活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を備える。   The electrode slurry of the present embodiment includes active material particles, a conductive additive, a solvent, and a binder precursor.

活物質粒子は、電気デバイスにおいて、電流を生じる化学反応に関与する。活物質粒子は、正極活物質粒子であっても、負極活物質粒子であってもよい。   Active material particles participate in a chemical reaction that generates an electric current in an electrical device. The active material particles may be positive electrode active material particles or negative electrode active material particles.

正極活物質粒子を形成する材料としては、例えば、リチウム−遷移金属複合酸化物、リチウム−遷移金属リン酸化合物、リチウム−遷移金属硫酸化合物などが挙げられる。リチウム−遷移金属複合酸化物としては、例えば、LiMn、LiCoO、LiNiO、Li(Ni−Mn−Co)O、Li(Li−Ni−Mn−Co)O及びこれらの遷移金属の一部が他の元素により置換されたもの等を挙げることができる。リチウム−遷移金属リン酸化合物としては、LiFePO等を挙げることができる。リチウム−遷移金属硫酸化合物としては、LiFe(SO等を挙げることができる。 As a material which forms a positive electrode active material particle, lithium-transition metal complex oxide, a lithium-transition metal phosphoric acid compound, a lithium-transition metal sulfuric acid compound etc. are mentioned, for example. Examples of the lithium-transition metal composite oxide include LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 , LiNiO 2 , Li (Ni-Mn-Co) O 2 , Li (Li-Ni-Mn-Co) O 2 and their transition A metal in which a part of the metal is substituted by another element can be mentioned. Examples of lithium-transition metal phosphate compounds include LiFePO 4 and the like. Lithium - transition metal sulfate compound, mention may be made of Li x Fe 2 (SO 4) 3 and the like.

負極活物質粒子を形成する材料としては、例えば、高結晶性カーボンであるグラファイト(天然グラファイト、人造グラファイト等)、低結晶性カーボン(ソフトカーボン、ハードカーボン)、カーボンブラック(ケッチェンブラック、アセチレンブラック、チャンネルブラック、ランプブラック、オイルファーネスブラック、サーマルブラック等)、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノホーン、カーボンフィブリルなどの炭素材料を挙げることができる。なお、当該炭素材料は、10質量%以下のケイ素ナノ粒子を含有するものを含む。また、負極活物質粒子を形成する材料としては、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、亜鉛(Zn)、水素(H)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、ルテニウム(Ru)、ロジウム(Rh)、イリジウム(Ir)、パラジウム(Pd)、白金(Pt)、銀(Ag)、金(Au)、カドミウム(Cd)、水銀(Hg)、ガリウム(Ga)、タリウム(Tl)、炭素(C)、窒素(N)、アンチモン(Sb)、ビスマス(Bi)、酸素(O)、硫黄(S)、セレン(Se)、テルル(Te)、塩素(Cl)等のリチウムと合金化する元素の単体、及びこれらの元素を含む酸化物(一酸化ケイ素(SiO)、SiO(0<x<2)、二酸化スズ(SnO)、SnO(0<x<2)、SnSiOなど)及び炭化物(炭化ケイ素(SiC)など)等を挙げることができる。さらに、負極活物質粒子を形成する材料としては、リチウム金属等の金属材料やリチウム−チタン複合酸化物(チタン酸リチウム:LiTi12)等のリチウム−遷移金属複合酸化物を挙げることができる。これらの負極活物質粒子は、一種のみを単独で用いてもよく、二種以上を併用してもよい。 As a material for forming the negative electrode active material particles, for example, graphite (natural graphite, artificial graphite, etc.) which is high crystalline carbon, low crystalline carbon (soft carbon, hard carbon), carbon black (ketjen black, acetylene black, etc.) And channel black, lamp black, oil furnace black, thermal black, etc.), fullerenes, carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon nanohorns, carbon fibrils, and other carbon materials. In addition, the said carbon material contains what contains a silicon nanoparticle of 10 mass% or less. Moreover, as a material for forming the negative electrode active material particles, silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb), aluminum (Al), indium (In), zinc (Zn), hydrogen ( H), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), iridium (Ir), palladium (Pd), platinum (Pt), silver (Ag), gold ( Au), cadmium (Cd), mercury (Hg), gallium (Ga), thallium (Tl), carbon (C), nitrogen (N), antimony (Sb), bismuth (Bi), oxygen (O), sulfur ( S), elemental elements alloying with lithium such as selenium (Se), tellurium (Te), chlorine (Cl), etc., and oxides containing these elements (silicon monoxide (SiO), SiO x (0 <x <2 , Tin (SnO 2) dioxide, SnO x (0 <x < 2), etc. SnSiO 3) and the like carbides (silicon carbide (SiC)), and the like. Furthermore, as a material for forming the negative electrode active material particles, mention may be made of metal materials such as lithium metal and lithium-transition metal complex oxides such as lithium-titanium complex oxide (lithium titanate: Li 4 Ti 5 O 12 ). Can. These negative electrode active material particles may be used alone or in combination of two or more.

負極活物質粒子はシリコン系粒子であることが好ましい。シリコン系粒子は、炭素材料などを用いた粒子と比較し、原子当たりのリチウムイオン吸蔵量が多く、放電容量が大きいためである。シリコン系粒子は例えばシリコンを20質量%以上含む合金とすることができる。   The negative electrode active material particles are preferably silicon-based particles. Silicon-based particles have a large lithium ion storage amount per atom and a large discharge capacity as compared with particles using a carbon material or the like. The silicon-based particles can be, for example, an alloy containing 20% by mass or more of silicon.

活物質粒子の含有量は、溶媒を除いた電極スラリーの固形分全体に対して、40質量%〜90質量%が好ましく、50質量%〜80質量%がより好ましく、55質量%〜75質量%がさらに好ましい。   The content of the active material particles is preferably 40% by mass to 90% by mass, more preferably 50% by mass to 80% by mass, and more preferably 55% by mass to 75% by mass with respect to the entire solid content of the electrode slurry excluding the solvent. Is more preferred.

活物質粒子の平均粒子径は特に制限されないが、0.01μm〜20μmであることが好ましく、0.4μm〜10μmであることがより好ましい。活物質粒子の平均粒子径をこのような範囲とすることにより、電気デバイスのサイクル耐久性を向上させることができる。活物質粒子の平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定した体積基準における粒度分布の累積値が50%の時の粒子径とすることができる。   The average particle size of the active material particles is not particularly limited, but is preferably 0.01 μm to 20 μm, and more preferably 0.4 μm to 10 μm. By setting the average particle size of the active material particles in such a range, the cycle durability of the electric device can be improved. The average particle size of the active material particles can be the particle size when the cumulative value of the particle size distribution on a volume basis measured by the laser diffraction / scattering method is 50%.

導電助剤は、合剤層の内部における電子ネットワークを効果的に形成することができる。導電助剤はカーボン粒子であることが好ましい。カーボン粒子は電気伝導性が良好なためである。カーボン粒子を形成する材料としては、例えば、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、炭素繊維などの炭素材料が挙げられる。これらのカーボン粒子は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   The conductive aid can effectively form an electronic network inside the mixture layer. The conductive aid is preferably carbon particles. This is because carbon particles have good electrical conductivity. As a material which forms carbon particles, carbon materials, such as carbon black, such as acetylene black, a graphite, and carbon fiber, are mentioned, for example. These carbon particles may be used alone or in combination of two or more.

導電助剤の形状は特に限定されず、例えば球状、フレーク状、繊維状、短鎖状、長鎖状、針状などの形状の導電助剤を用いることができる。   The shape of the conductive aid is not particularly limited, and for example, a conductive aid having a spherical, flake, fibrous, short chain, long chain, or needle shape may be used.

導電助剤の粒子径は特に限定されないが、例えば繊維状導電助剤の場合、繊維径が5nm以上50nm以下であり、繊維長が50nm以上50μm以下であることが好ましい。また、例えば球状導電助剤の場合、平均一次粒子径は45nm以下であることが好ましい。なお、導電助剤の粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)または走査型電子顕微鏡(SEM)などを用いて実測した数〜数十個の繊維長の平均値とすることができる。   The particle diameter of the conductive aid is not particularly limited, but in the case of a fibrous conductive aid, for example, the fiber diameter is preferably 5 nm to 50 nm and the fiber length is preferably 50 nm to 50 μm. Further, for example, in the case of a spherical conductive auxiliary, the average primary particle diameter is preferably 45 nm or less. In addition, the particle diameter of a conductive support agent can be made into the average value of several-dozens of fiber length measured using the transmission electron microscope (TEM) or the scanning electron microscope (SEM) etc.

導電助剤の含有量は、溶媒を除いた電極スラリーの固形分全体に対して、1質量%〜10質量%が好ましく、2質量%〜8質量%がより好ましい。導電助剤の含有量をこのような範囲とすることにより、合剤層の導電性を維持しつつ、導電助剤の凝集を抑制することができる。   1 mass%-10 mass% are preferable with respect to the whole solid content of the electrode slurry except a solvent, and, as for content of a conductive support agent, 2 mass%-8 mass% are more preferable. By making content of a conductive support agent into such a range, aggregation of a conductive support agent can be suppressed, maintaining the conductivity of a mixture layer.

溶媒は有機溶媒であることが好ましい。有機溶媒はバインダ前駆体の溶解性が高く、揮発性も優れているためである。有機溶媒としては、例えば、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶媒、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、酢酸エステル等のエステル系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン等の炭化水素系溶媒などが挙げられる。これらの溶媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。これらのなかでも、溶解性が高く、扱いが容易であることから、有機溶媒はN−メチル−2−ピロリドンであることがより好ましい。   The solvent is preferably an organic solvent. The organic solvent is because the solubility of the binder precursor is high and the volatility is also excellent. Examples of the organic solvent include aromatic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), toluene and xylene, amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide, ketone solvents such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone, acetate ester And ester solvents such as H, and hydrocarbon solvents such as hexane and cyclohexane. These solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these, the organic solvent is more preferably N-methyl-2-pyrrolidone because of high solubility and easy handling.

電極スラリー中の溶媒の含有量は特に限定されないが、10質量%〜60質量%が好ましく、20質量%〜50質量%がより好ましく、25質量%〜45質量%がさらに好ましい。溶媒の含有量をこのような範囲とすることにより、塗工性を良好にすることができ、液だれが生じにくいため電極スラリーを厚塗りすることもできる。   Although content of the solvent in an electrode slurry is not specifically limited, 10 mass%-60 mass% are preferable, 20 mass%-50 mass% are more preferable, and 25 mass%-45 mass% are more preferable. By setting the content of the solvent in such a range, the coatability can be improved, and since the liquid drips hardly occur, the electrode slurry can be thickly coated.

バインダ前駆体は、熱処理などにより合剤層のバインダを形成する材料である。バインダは、活物質粒子同士又は活物質粒子と導電助剤を結合させることができる。   The binder precursor is a material that forms a binder of the mixture layer by heat treatment or the like. The binder can bind the active material particles to each other or bind the active material particles and the conductive aid.

バインダ前駆体は高分子前駆体であることが好ましい。高分子前駆体としては、例えば熱可塑性樹脂前駆体、熱硬化性樹脂前駆体、エラストマー前駆体などが挙げられる。このような高分子前駆体をバインダ前駆体として用いることにより、電極の合剤層として必要なバインダ機能を効果的に発揮することができる。   The binder precursor is preferably a polymer precursor. As a polymer precursor, a thermoplastic resin precursor, a thermosetting resin precursor, an elastomer precursor etc. are mentioned, for example. By using such a polymer precursor as a binder precursor, the binder function required as a mixture layer of an electrode can be exhibited effectively.

熱可塑性樹脂前駆体としては、例えばポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、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)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリイミド(PI)、ポリアミド(PA)、ポリアミドイミド(PAI)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、エチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)などの前駆体が挙げられる。また、熱硬化性樹脂前駆体としては、例えばエポキシ樹脂の前駆体などが挙げられる。また、エラストマー前駆体としては、例えばスチレン・ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム(IR)、ブタジエンゴム(BR)などの前駆体が挙げられる。これらのバインダ前駆体は、単独で用いてもよいし、2種以上を併用してもよい。   As a thermoplastic resin precursor, for example, polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polymethyl acrylate (PMA), polymethyl methacrylate (PMMA), polyether nitrile (PEN), polyacrylonitrile (PAN) ), Polyimide (PI), polyamide (PA), polyamideimide (PAI), carboxymethylcellulose (CMC), ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVDF), poly Precursors such as tetrafluoroethylene (PTFE) and polyvinyl fluoride (PVF) can be mentioned. Moreover, as a thermosetting resin precursor, the precursor of an epoxy resin etc. are mentioned, for example. Moreover, as an elastomer precursor, precursors, such as styrene butadiene rubber (SBR), isoprene rubber (IR), butadiene rubber (BR), are mentioned, for example. These binder precursors may be used alone or in combination of two or more.

これらの中でも、バインダ前駆体はポリイミド前駆体であることがより好ましい。すなわち、バインダ前駆体はポリアミック酸であることがより好ましい。ポリアミック酸はポリイミドの前駆体である。ポリイミドは物理的強度が大きく、耐熱性が高いことから、電極のサイクル耐久性の向上に寄与するため好ましい。なお、ポリアミック酸は、電極スラリーの熱処理後の収縮力が他のバインダと比較して大きいため、熱処理後の合剤層にクラックが発生しやすい傾向にある。しかし、本実施形態の電気デバイス用電極の製造方法によれば、降伏の数を1つとすることにより、粒子の凝集体が低減されるため、熱処理しても合剤層にクラックが生じにくい。   Among these, the binder precursor is more preferably a polyimide precursor. That is, the binder precursor is more preferably a polyamic acid. Polyamic acid is a precursor of polyimide. Polyimide is preferable because it contributes to the improvement of the cycle durability of the electrode because it has high physical strength and high heat resistance. In addition, since the contraction force of the electrode slurry after heat treatment is larger than that of other binders, polyamic acid tends to easily generate a crack in the mixture layer after heat treatment. However, according to the method for manufacturing an electrode for an electric device of the present embodiment, since the number of aggregates is reduced to one, particle aggregates are reduced, and thus the mixture layer is unlikely to be cracked even if heat treatment is performed.

合剤層中に含まれるバインダの含有量は、特に限定されないが、電極スラリーの固形分全体に対して、0.5質量%〜20質量%が好ましく、1質量%〜15質量%がより好ましい。   The content of the binder contained in the mixture layer is not particularly limited, but is preferably 0.5% by mass to 20% by mass, and more preferably 1% by mass to 15% by mass with respect to the total solid content of the electrode slurry. .

本実施形態の電極スラリーでは、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つである。本実施形態では、このように降伏の数を1つとすることにより、活物質粒子や導電助剤による凝集体が分散される。そのため、合剤層を形成した時に、合剤層が収縮してクラックが発生するのを抑制することができる。   In the electrode slurry of the present embodiment, the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is one. In the present embodiment, by setting the number of yield to one in this manner, the aggregates of the active material particles and the conductive additive are dispersed. Therefore, when the mixture layer is formed, it is possible to suppress the occurrence of cracks due to shrinkage of the mixture layer.

せん断応力−ひずみカーブは、レオメータにより測定することができる。レオメータとしては、例えばコーンプレート型粘度計のような装置を用いることができる。せん断応力−ひずみカーブは、レオメータの上側プレートと下側プレートとの間に電極スラリーを配置し、上側プレート及び下側プレートの少なくともいずれか一方をせん断応力で制御しながら回転させることで測定することができる。そして、せん断応力に対する電極スラリーのひずみ量を測定することでせん断応力−ひずみカーブを作成することができる。   The shear stress-strain curve can be measured by a rheometer. As a rheometer, an apparatus like a cone and plate viscometer can be used, for example. The shear stress-strain curve is measured by disposing the electrode slurry between the upper plate and the lower plate of the rheometer and rotating at least one of the upper plate and the lower plate while controlling with shear stress. Can. Then, a shear stress-strain curve can be created by measuring the amount of strain of the electrode slurry relative to the shear stress.

レオメータの測定条件は、例えば室温(25℃)で測定することができる。また、上側プレートと下側プレートとの間に配置する電極スラリーは、プレート間の容量に依存するが、例えば0.08mLとすることができる。また、上側プレートとしては例えば直径25mmのコーンスピンドル、下側プレートとしては例えば直径25mmの平板を用いることができる。また、プレート間の最短距離(例えばコーンスピンドルの先端と平板プレートの間の距離)は、例えば50μmとすることができる。せん断応力を制御する方法は、例えば10Paから250Paまで1Pa/秒の走査速度で連続的にせん断応力を上げることで制御することができる。   The measurement conditions of the rheometer can be measured, for example, at room temperature (25 ° C.). Also, the electrode slurry disposed between the upper plate and the lower plate may be, for example, 0.08 mL, depending on the volume between the plates. Further, for example, a cone spindle with a diameter of 25 mm can be used as the upper plate, and a flat plate with a diameter of 25 mm can be used as the lower plate. In addition, the shortest distance between the plates (for example, the distance between the tip of the cone spindle and the flat plate) can be, for example, 50 μm. The method of controlling the shear stress can be controlled, for example, by continuously raising the shear stress from 10 Pa to 250 Pa at a scanning speed of 1 Pa / sec.

降伏はせん断応力を連続的に増加させていった場合に急激にひずみが変化する位置であることから、目視でせん断応力−ひずみカーブを確認することにより15Pa〜200Paにおける降伏の数を特定することができる。降伏の位置をより厳密に特定する場合、例えば、せん断応力−ひずみカーブにおいて、降伏の位置を挟むように配置されたベースラインの接線の交点とすることができる。なお、これらの2つの接線により形成される角度が145度以下の場合を降伏とすることができる。また、降伏の位置は、せん断応力−ひずみカーブの接線の傾きを微分したグラフにおいて極大値となる位置とすることもできる。すなわち、降伏の位置は、せん断応力−ひずみカーブを2階微分したグラフにおいて極大値となる部分としてもよい。なお、降伏は、せん断応力−ひずみカーブにおいて、ベースラインに対して明らかに凸部を形成する部分をいい、ノイズと判断されるような微小なピークは含まれない。   Since the yield is a position where the strain changes rapidly when the shear stress is continuously increased, specify the number of yield at 15 Pa to 200 Pa by visually confirming the shear stress-strain curve. Can. When the location of the yield is specified more precisely, for example, in the shear stress-strain curve, it may be the intersection of the tangents of the baselines disposed so as to sandwich the position of the yield. In addition, when the angle formed of these two tangents is 145 degrees or less, it can be considered as a yield. Further, the position of yield may be a position at which the maximum value is obtained in the graph obtained by differentiating the slope of the tangent of the shear stress-strain curve. That is, the position of yield may be a portion where the maximum value is obtained in the graph obtained by second-order differentiation of the shear stress-strain curve. The term "yield" refers to a portion of the shear stress-strain curve that clearly forms a convex portion with respect to the baseline, and does not include a minute peak that is determined as noise.

以上の通り、本実施形態の電極スラリーは、活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を備え、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つである。このように、本実施形態の電極スラリーでは、降伏の数を2つ以上ではなく、1つとしている。そのため、本実施形態の電極スラリーでは、活物質粒子や導電助剤による凝集体が分散されている。したがって、合剤層を形成した時に、バインダが収縮して合剤層でクラックが発生するのを抑制することができる。   As described above, the electrode slurry of the present embodiment includes active material particles, a conductive support agent, a solvent, and a binder precursor, and the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer There is one. Thus, in the electrode slurry of the present embodiment, the number of breakdowns is one, not two or more. Therefore, in the electrode slurry of the present embodiment, aggregates of active material particles and a conductive additive are dispersed. Therefore, when the mixture layer is formed, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the mixture layer due to the shrinkage of the binder.

[電気デバイス用電極]
本実施形態の電気デバイス用電極について説明する。なお、上述した実施形態と重複する部分については説明を省略する。本実施形態の電気デバイス用電極は、基材と、合剤層と、を備える。図2に示すように、電気デバイス用電極は、正極10であっても、負極20であってもよいが、一般的に、負極合剤層の形成時にクラックを生じやすいことから、負極20場合にクラックの抑制効果が大きい。
[Electrode for Electric Device]
The electrode for an electric device of the present embodiment will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with embodiment mentioned above. The electrode for an electric device of the present embodiment includes a substrate and a mixture layer. As shown in FIG. 2, the electrode for an electric device may be either the positive electrode 10 or the negative electrode 20, but generally, in the case of the negative electrode 20, cracks are easily generated at the time of formation of the negative electrode mixture layer. The effect of suppressing cracks is great.

基材は、例えば集電体とすることができる。集電体は、合剤層と、電気デバイスの外部にある外部機器などと間の電子の受け渡しを行う。集電体は、正極集電体11であっても、負極集電体21であってもよい。基材を形成する材料は、例えば、アルミニウム(Al)、銅(Cu)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)、ステンレス鋼(SUS)、アルミニウム合金、銅合金、チタン合金、ニッケル合金などの金属が挙げられる。これらの中でも、正極集電体11を形成する材料としてはアルミニウム(Al)を用いることが好ましく、負極集電体21を形成する材料としては銅(Cu)を用いることが好ましい。   The substrate can be, for example, a current collector. The current collector transfers electrons between the mixture layer and an external device or the like outside the electrical device. The current collector may be the positive electrode current collector 11 or the negative electrode current collector 21. The material forming the base is, for example, metal such as aluminum (Al), copper (Cu), titanium (Ti), nickel (Ni), stainless steel (SUS), aluminum alloy, copper alloy, titanium alloy, nickel alloy and the like Can be mentioned. Among these, aluminum (Al) is preferably used as a material for forming the positive electrode current collector 11, and copper (Cu) is preferably used as a material for forming the negative electrode current collector 21.

基材の厚みは、1μm以上100μm以下であることが好ましい。基材の厚みをこのような範囲とすることにより、電気抵抗を小さくし、機械的特性を維持することができる。なお、基材の厚みは、5μm以上40μm以下であることがより好ましく、10μm以上25μm以下であることがさらに好ましい。   The thickness of the substrate is preferably 1 μm to 100 μm. By setting the thickness of the substrate in this range, the electrical resistance can be reduced and the mechanical properties can be maintained. The thickness of the substrate is more preferably 5 μm or more and 40 μm or less, and further preferably 10 μm or more and 25 μm or less.

合剤層は上述した電極スラリーを基材に塗布して熱処理することによって形成される。具体的には、熱処理により、電極スラリー中の溶媒が揮発し、バインダ前駆体が反応してバインダとなることで合剤層が形成される。すなわち、合剤層は、活物質粒子と、導電助剤と、バインダと、を備える。合剤層は、正極合剤層12であっても、負極合剤層22であってもよい。   The mixture layer is formed by applying the above-mentioned electrode slurry to a substrate and heat treating it. Specifically, the solvent in the electrode slurry is volatilized by the heat treatment, and the binder precursor reacts to become a binder, thereby forming a mixture layer. That is, the mixture layer includes active material particles, a conductive additive, and a binder. The mixture layer may be the positive electrode mixture layer 12 or the negative electrode mixture layer 22.

熱処理後の合剤層の膜厚は40μm〜150μmであることが好ましく、60μm〜100μmであることがより好ましい。合剤層の膜厚をこのような範囲とすることにより、単位面積当たりの活物質の質量を大きくすることができ、電気デバイスの単位質量当たりのエネルギー密度を向上させることができる。なお、塗工する電極スラリーの厚みが大きい場合、熱処理時の電極スラリーの収縮力が大きくなるため、合剤層にクラックが発生しやすい傾向にある。しかし、本実施形態では、降伏の数が1つになるまで電極スラリーを撹拌することにより、熱処理後の合剤層のクラックの発生を抑制することができる。   The thickness of the mixture layer after heat treatment is preferably 40 μm to 150 μm, and more preferably 60 μm to 100 μm. By setting the film thickness of the mixture layer in such a range, the mass of the active material per unit area can be increased, and the energy density per unit mass of the electric device can be improved. When the thickness of the electrode slurry to be coated is large, the contraction force of the electrode slurry at the time of heat treatment is large, and thus the mixture layer tends to be easily cracked. However, in the present embodiment, generation of cracks in the mixture layer after heat treatment can be suppressed by stirring the electrode slurry until the number of yield is one.

[電気デバイス]
本実施形態の電気デバイスについて説明する。なお、上述した実施形態と重複する部分については説明を省略する。本実施形態の電気デバイスは、上記電気デバイス用電極を備える。上述した電気デバイス用電極によれば、合剤層に生じるクラックを抑制することができる。そのため、上記電気デバイス用電極を備える電気デバイスによれば、合剤層のクラックがセパレータを突き破ってもう一方の電極に接触して短絡する危険性を低下することができる。そのため、本実施形態の電気デバイスによれば、信頼性の高い電気デバイスを提供することができる。
[Electric device]
The electric device of the present embodiment will be described. In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with embodiment mentioned above. The electric device of the present embodiment includes the electrode for the electric device. According to the electrode for an electric device described above, it is possible to suppress a crack generated in the mixture layer. Therefore, according to the electrical device provided with the electrode for an electrical device, the risk of the crack of the mixture layer breaking through the separator and coming into contact with the other electrode to cause a short circuit can be reduced. Therefore, according to the electrical device of the present embodiment, a highly reliable electrical device can be provided.

電気デバイスとしては、例えばリチウムイオン二次電池や、電気二重層キャパシタなどが挙げられる。以下、図2に示されたリチウムイオン二次電池100を例として各構成を説明する。   As an electric device, a lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, etc. are mentioned, for example. Hereinafter, each structure is demonstrated taking the lithium ion secondary battery 100 shown by FIG. 2 as an example.

図2に示すように、リチウムイオン二次電池100は、正極10と、負極20と、正極10と負極20との間に配置されたセパレータ30と、を備えることができる。正極10及び負極20が上述した実施形態に係る電気デバイス用電極に相当する。なお、図2に示すように、正極10、負極20及びセパレータ30を備える単電池層40を、複数積層して電気的に並列に配置させたものを発電要素50とすることもできる。また、リチウムイオン二次電池100は、正極タブ60、負極タブ65及び外装体70などをさらに備えていてもよい。   As shown in FIG. 2, the lithium ion secondary battery 100 can include the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30 disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. The positive electrode 10 and the negative electrode 20 correspond to the electrode for an electric device according to the above-described embodiment. In addition, as shown in FIG. 2, what laminated | stacked multiple electric cell layers 40 provided with the positive electrode 10, the negative electrode 20, and the separator 30, and was electrically arrange | positioned in parallel can also be used as the electric power generation element 50. Further, the lithium ion secondary battery 100 may further include a positive electrode tab 60, a negative electrode tab 65, an exterior body 70, and the like.

また、本実施形態のリチウムイオン二次電池100は、図2のような形態に限定されず、例えば、集電体の一方の面に正極合剤層を配置し、集電体のもう一方の面に負極合剤層を配置したような双極型電極を含む双極型電池としてもよい。また、図2の実施形態のような積層型のリチウムイオン二次電池に限定されず、巻回型のリチウムイオン二次電池としてもよい。   Further, the lithium ion secondary battery 100 according to the present embodiment is not limited to the form as shown in FIG. 2 and, for example, the positive electrode mixture layer is disposed on one surface of the current collector and the other It may be a bipolar battery including a bipolar electrode in which a negative electrode mixture layer is disposed on the surface. Moreover, it is not limited to a lamination | stacking type lithium ion secondary battery like embodiment of FIG. 2, It is good also as a winding type lithium ion secondary battery.

(セパレータ30)
セパレータ30は、正極10と負極20との間に配置することができる。セパレータ30は、正極10と負極20とを隔離し、リチウムイオンの移動を仲介する。セパレータ30の膜厚は、内部抵抗を低減させる観点から、1μm〜100μmが好ましく、5μm〜50μmであることがより好ましい。セパレータ30には、非水電解質を含めることができる。非水電解質としては、イオン伝導性ポリマーにリチウム塩が溶解したゲル状又は固体状のポリマー電解質、並びに有機溶媒にリチウム塩が溶解した液体電解質を多孔質基体層に保持させて用いることができる。
(Separator 30)
The separator 30 can be disposed between the positive electrode 10 and the negative electrode 20. The separator 30 separates the positive electrode 10 and the negative electrode 20 and mediates the movement of lithium ions. The film thickness of the separator 30 is preferably 1 μm to 100 μm, and more preferably 5 μm to 50 μm from the viewpoint of reducing the internal resistance. The separator 30 can include a non-aqueous electrolyte. As the non-aqueous electrolyte, a gel-like or solid polymer electrolyte in which a lithium salt is dissolved in an ion conductive polymer, and a liquid electrolyte in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent can be used while being held in a porous substrate layer.

ポリマー電解質に用いられるイオン伝導性ポリマーとしては、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、へキサフルオロプロピレン、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)及びこれらの共重合体等が挙げられる。   Examples of ion conductive polymers used for polymer electrolytes include polyethylene oxide (PEO), polypropylene oxide (PPO), polyvinylidene fluoride (PVDF), hexafluoropropylene, polyethylene glycol (PEG), polyacrylonitrile (PAN), polymethyl Examples thereof include methacrylate (PMMA) and copolymers thereof.

液体電解質に用いられる有機溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、メチルプロピルカーボネート(MPC)等のカーボネート類が挙げられる。   Examples of the organic solvent used for the liquid electrolyte include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl Carbonates such as carbonate (EMC) and methyl propyl carbonate (MPC) can be mentioned.

リチウム塩としては、Li(CFSON、Li(CSON、LiPF、LiBF、LiAsF、LiTaF、LiClO、LiCFSO等の化合物が挙げられる。 The lithium salt, Li (CF 3 SO 2) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2) 2 N, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiClO 4, compounds such as LiCF 3 SO 3 is It can be mentioned.

多孔質基体層を形成する材料は特に限定されないが、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体などの熱可塑性樹脂を用いることが好ましい。多孔質基体層の空孔率は、特に限定されないが、40%〜85%であることが好ましい。空孔率を40%以上とする場合、十分なイオン伝導性を得ることができる。一方、空孔率を85%以下とする場合、多孔質基体層の強度を良好に維持することができる。   Although the material which forms a porous base layer is not specifically limited, It is preferable to use thermoplastic resins, such as polyethylene, a polypropylene, and an ethylene-propylene copolymer. The porosity of the porous substrate layer is not particularly limited, but is preferably 40% to 85%. When the porosity is 40% or more, sufficient ion conductivity can be obtained. On the other hand, when the porosity is 85% or less, the strength of the porous substrate layer can be maintained well.

(正極タブ60及び負極タブ65)
正極タブ60は、正極集電体11と、リチウムイオン二次電池100の外部の機器とを電気的に接続することができる。また、負極タブ65は、負極集電体21と、リチウムイオン二次電池100の外部の機器とを電気的に接続することができる。正極タブ60及び負極タブ65を形成する材料は特に限定されず、例えばアルミニウム、銅、チタン、ニッケルからなる群より選択される少なくとも1つの金属を用いることができる。なお、正極タブ60及び負極タブ65を形成する材料は、同一であっても異なっていてもよい。
(Positive electrode tab 60 and negative electrode tab 65)
The positive electrode tab 60 can electrically connect the positive electrode current collector 11 and an external device of the lithium ion secondary battery 100. In addition, the negative electrode tab 65 can electrically connect the negative electrode current collector 21 and a device outside the lithium ion secondary battery 100. The material for forming the positive electrode tab 60 and the negative electrode tab 65 is not particularly limited. For example, at least one metal selected from the group consisting of aluminum, copper, titanium, and nickel can be used. The materials forming the positive electrode tab 60 and the negative electrode tab 65 may be the same or different.

(外装体70)
外装体70は、単電池層40又は発電要素50を収容することができる。外装体70は、例えば、缶や、フィルムにより形成されたものが挙げられる。また、外装体70の形状は、特に限定されず、円筒型、角型、シート型とすることができる。特に限定されないが、小型化及び軽量化などの観点より、外装体70はフィルムにより形成されていることが好ましい。なかでも、高出力化や冷却性能の観点からは、フィルムはラミネートフィルムであることが好ましく、ラミネートフィルムはアルミニウムを含むことが好ましい。また、リチウムイオン二次電池100は扁平積層型リチウムイオン二次電池であることが好ましい。このようなリチウムイオン二次電池は、放電容量及び放熱性能を高くすることができるため、車両に搭載する場合に最適である。アルミニウムを含むラミネートフィルムの一例としては、PP/アルミニウム/ナイロンの3層ラミネートフィルムが挙げられる。
(Exterior body 70)
The exterior body 70 can accommodate the unit cell layer 40 or the power generation element 50. The exterior body 70 is, for example, a can or one formed of a film. Further, the shape of the exterior body 70 is not particularly limited, and may be cylindrical, square, or sheet. Although not particularly limited, it is preferable that the exterior body 70 be formed of a film from the viewpoint of downsizing and weight reduction. Among them, from the viewpoint of achieving high output and cooling performance, the film is preferably a laminate film, and the laminate film preferably contains aluminum. The lithium ion secondary battery 100 is preferably a flat laminated lithium ion secondary battery. Such a lithium ion secondary battery can be made to have high discharge capacity and heat radiation performance, and thus is most suitable for being mounted in a vehicle. An example of a laminate film containing aluminum is a PP / aluminum / nylon three-layer laminate film.

以上の通り、本実施形態の電気デバイスは、上記電気デバイス用電極を備える。そのため、本実施形態の電気デバイスによれば、信頼性の高い電気デバイスを提供することができる。   As mentioned above, the electric device of this embodiment is provided with the above-mentioned electrode for electric devices. Therefore, according to the electrical device of the present embodiment, a highly reliable electrical device can be provided.

[電極スラリーの製造方法]
本実施形態の電極スラリーの製造方法について説明する。なお、上述した実施形態と重複する部分については説明を省略する。電極スラリーは、クラックが発生しないような原料や予め定められた条件で電極を作製しても、原料のロットが異なるなどした場合、合剤層にクラックが発生するおそれがある。このようなクラックは電極スラリーを一度熱処理して合剤層を形成しなければ確認することができず、生産時にクラックの発生が判明した場合には、大量の成形ロスが生じてしまうおそれがある。また、事前にサンプリングした電極スラリーを熱処理して合剤層を形成した場合であっても、多くの時間を必要とするため、効率的ではない。
[Method of producing electrode slurry]
The manufacturing method of the electrode slurry of this embodiment is demonstrated. In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with embodiment mentioned above. In the electrode slurry, even if the electrode is manufactured under a predetermined condition or a raw material that does not generate a crack, if the lot of the raw material is different, there is a possibility that a crack may be generated in the mixture layer. Such cracks can not be confirmed unless the electrode slurry is subjected to heat treatment once to form a mixture layer, and when the occurrence of cracks is found during production, a large amount of forming loss may occur. . In addition, even when the electrode slurry sampled in advance is heat-treated to form a mixture layer, it takes a lot of time, which is not efficient.

そこで、本実施形態の電極スラリーの製造方法は、混合工程と、撹拌工程と、を備える。そして、撹拌工程では、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つになるまで撹拌する。本実施形態では、このような撹拌工程を備えることにより、簡易な方法で合剤層のクラックの発生を抑制し、電極の成形ロスを低減することができる電極スラリーを提供することができる。以下、本実施形態の構成について詳細に説明する。   So, the manufacturing method of the electrode slurry of this embodiment is provided with a mixing process and a stirring process. And in a stirring process, it stirs until the number of the yield in 15 Pa-200 Pa of the shear stress-distortion curve measured by the rheometer becomes one. In the present embodiment, by providing such a stirring step, it is possible to provide an electrode slurry capable of suppressing the occurrence of cracks in the mixture layer and reducing the formation loss of the electrode by a simple method. Hereinafter, the configuration of the present embodiment will be described in detail.

(混合工程)
混合工程では、活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を混合して混合溶液を得る。活物質粒子、導電助剤、溶媒及びバインダ前駆体は、電極スラリーの実施形態において説明したものを用いることができる。
(Mixing process)
In the mixing step, the active material particles, the conductive auxiliary agent, the solvent, and the binder precursor are mixed to obtain a mixed solution. As the active material particles, the conductive additive, the solvent and the binder precursor, those described in the embodiment of the electrode slurry can be used.

混合方法は特に限定されず、活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を公知の方法で混合することができる。混合方法としては、例えば、一軸混練機、二軸混練機、遊星式ミキサー及びニーダーなどを用いて、活物質粒子と、導電助剤と、バインダ前駆体と、を溶媒に分散することができる。なお、バインダ前駆体は事前に溶媒に分散させておく方が好ましい。   The mixing method is not particularly limited, and the active material particles, the conductive additive, the solvent, and the binder precursor can be mixed by a known method. As a mixing method, active material particles, a conductive support agent, and a binder precursor can be dispersed in a solvent using, for example, a single-screw kneader, a twin-screw kneader, a planetary mixer, a kneader, or the like. The binder precursor is preferably dispersed in a solvent in advance.

(撹拌工程)
撹拌工程では、混合溶液を、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つになるまで撹拌する。本実施形態では、このような撹拌工程を有するため、合剤層を形成する前にクラックの発生を抑制することができる。したがって、電極の成形ロスを低減することができる。
(Stirring process)
In the stirring step, the mixed solution is stirred until the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is one. In the present embodiment, since such a stirring step is included, the occurrence of cracks can be suppressed before forming the mixture layer. Therefore, the forming loss of the electrode can be reduced.

電極スラリーを撹拌する方法は特に制限されず、例えば一軸混練機、二軸混練機、遊星式ミキサー及びニーダーなどを用いて電極スラリーを撹拌することができる。   The method for stirring the electrode slurry is not particularly limited. For example, the electrode slurry can be stirred using a single-screw kneader, a twin-screw kneader, a planetary mixer, a kneader, or the like.

また、電極スラリーの降伏の数を1つとする方法は特に限定されないが、例えば混練機の回転速度を上げたり回転時間を長くしたりすることにより降伏の数を1つとする方法が挙げられる。   Further, the method of making the number of yield of the electrode slurry one is not particularly limited, but for example, the method of making the number of yield one by increasing the rotational speed of the kneader or prolonging the rotational time may be mentioned.

以上の通り、本実施形態の電極スラリーの製造方法は、混合工程と、撹拌工程と、を備える。混合工程では、活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を混合して混合溶液を得る。撹拌工程では、混合溶液を、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つになるまで撹拌する。本実施形態では、このような工程を備えることにより、合剤層で発生するクラックの発生を簡易な方法で予測しながら電極スラリーを調整することができる。そのため、このようにして製造された電極スラリーによれば、電極の成形ロスを低減することができる。   As mentioned above, the manufacturing method of the electrode slurry of this embodiment is provided with a mixing process and a stirring process. In the mixing step, the active material particles, the conductive auxiliary agent, the solvent, and the binder precursor are mixed to obtain a mixed solution. In the stirring step, the mixed solution is stirred until the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is one. In the present embodiment, by including such a step, it is possible to adjust the electrode slurry while predicting generation of a crack generated in the mixture layer by a simple method. Therefore, according to the electrode slurry manufactured in this manner, the forming loss of the electrode can be reduced.

[電気デバイス用電極の製造方法]
本実施形態の電気デバイス用電極の製造方法について説明する。なお、上述した実施形態と重複する部分については説明を省略する。本実施形態の電気デバイス用電極の製造方法は、上述した電極スラリーの製造方法により製造された電極スラリーを、基材に塗工及び熱処理して合剤層を形成する合剤層形成工程を備える。具体的には、本実施形態の電気デバイス用電極の製造方法は、混合工程と、撹拌工程と、合剤層形成工程と、を備える。混合工程と撹拌工程については、電極スラリーの製造方法と同様の工程とすることができる。すなわち、混合工程では、活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を混合して混合溶液を得る。また、撹拌工程では、混合溶液を、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つになるまで撹拌して電極スラリーを得る。
[Method of manufacturing electrode for electric device]
The manufacturing method of the electrode for electric devices of this embodiment is demonstrated. In addition, description is abbreviate | omitted about the part which overlaps with embodiment mentioned above. The manufacturing method of the electrode for electric devices of this embodiment is provided with the mixture layer formation process of coating and heat-treating the electrode slurry manufactured by the manufacturing method of the electrode slurry mentioned above on a base material, and forming a mixture layer. . Specifically, the method for manufacturing an electrode for an electric device of the present embodiment includes a mixing step, a stirring step, and a mixture layer forming step. About a mixing process and a stirring process, it can be set as the process similar to the manufacturing method of electrode slurry. That is, in the mixing step, the active material particles, the conductive auxiliary agent, the solvent, and the binder precursor are mixed to obtain a mixed solution. In addition, in the stirring step, the mixed solution is stirred until the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is one to obtain an electrode slurry.

(合剤層形成工程)
合剤層形成工程は、撹拌工程で降伏が1つになった電極スラリーを、基材に塗工及び熱処理して合剤層を形成する。すなわち、合剤層形成工程では、電極スラリーを、基材に塗工及び熱処理して合剤層を形成する。このような塗工及び熱処理により、基材に塗工した電極スラリーは合剤層を形成することができる。
(Mixture layer forming process)
In the mixture layer forming step, the electrode slurry of which the yield becomes one in the stirring step is applied to a substrate and heat-treated to form a mixture layer. That is, in the mixture layer forming step, the electrode slurry is coated and heat-treated on a substrate to form a mixture layer. The electrode slurry coated on the substrate can form a mixture layer by such coating and heat treatment.

電極スラリーを基材に塗工する方法は特に限定されず、スプレーコート法、ロールコート法、ドクターブレード法、フローコート法、ディップコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法などの公知の方法を使用することができる。   The method for applying the electrode slurry to the substrate is not particularly limited, and known methods such as spray coating, roll coating, doctor blade, flow coating, dip coating, screen printing, and ink jet are used. be able to.

電極スラリーは、基材の少なくとも一方の面に塗工することができる。電極スラリーを塗工する厚みや面積は特に限定されず、電極スラリーの性質や電極の用途に応じて適宜調整すればよい。   The electrode slurry can be coated on at least one side of the substrate. The thickness and the area for applying the electrode slurry are not particularly limited, and may be appropriately adjusted according to the properties of the electrode slurry and the use of the electrode.

基材に塗工した電極スラリーを熱処理する方法は特に限定されず、ホットプレート法、温風乾燥法、真空乾燥法、遠赤外線乾燥法などの公知の方法を使用することができる。   The method of heat-treating the electrode slurry coated on the substrate is not particularly limited, and known methods such as a hot plate method, a hot air drying method, a vacuum drying method, and a far-infrared drying method can be used.

本実施形態において、熱処理は、溶媒を揮発する乾燥工程と、バインダ前駆体を反応させてバインダとする反応工程を含めることができる。これらの工程は、1回でまとめて実施してもよく、それぞれ複数回に分けて実施してもよい。   In the present embodiment, the heat treatment can include a drying step of volatilizing the solvent, and a reaction step of reacting the binder precursor into a binder. These steps may be performed collectively at one time, or may be performed separately in multiple times.

乾燥工程では、塗工した電極スラリー中の溶媒を揮発させることができる。電極スラリー中の溶媒の揮発は、複数回に分けて実施してもよく、例えば、集電体の一方の面に配置した場合は1回、両面に配置した場合は2回実施してもよい。   In the drying step, the solvent in the coated electrode slurry can be volatilized. The volatilization of the solvent in the electrode slurry may be carried out in a plurality of divided steps, for example, once when placed on one side of the current collector, and twice when placed on both sides .

乾燥工程の温度は特に限定されないが、60℃〜130℃が好ましく、70℃〜110℃がより好ましい。乾燥温度をこのような範囲とすることにより、信頼性が高くかつ高い生産性で合剤層の溶媒を揮発させることができる。また、乾燥工程は、溶媒の揮発を促進させるため、減圧下で実施してもよい。   Although the temperature of a drying process is not specifically limited, 60 to 130 degreeC is preferable and 70 to 110 degreeC is more preferable. By setting the drying temperature in such a range, the solvent of the mixture layer can be volatilized with high reliability and high productivity. Also, the drying step may be performed under reduced pressure to accelerate the volatilization of the solvent.

反応工程の温度は特に限定されないが、120℃〜350℃が好ましく、200℃〜320℃がより好ましい。反応温度をこのような範囲とすることにより、信頼性が高くかつ高い生産性で合剤層を形成することができる。なお、反応工程は、残留溶媒の揮発を促進させるため、減圧下で実施してもよい。   Although the temperature of a reaction process is not specifically limited, 120 degreeC-350 degreeC is preferable, and 200 degreeC-320 degreeC is more preferable. By setting the reaction temperature within such a range, the mixture layer can be formed with high reliability and high productivity. The reaction step may be carried out under reduced pressure in order to accelerate the volatilization of the residual solvent.

熱処理により形成された合剤層は、電極の密度を向上させるため、必要に応じてプレスしてもよい。プレス工程は特に限定されず、例えばカレンダーロール、平板プレスなどを用いることができる。   The mixture layer formed by the heat treatment may be pressed if necessary in order to improve the density of the electrode. The pressing step is not particularly limited, and for example, a calender roll, a flat plate press, etc. can be used.

以上の通り、本実施形態の電気デバイス用電極の製造方法は、上述した電極スラリーの製造方法により製造された電極スラリーを、基材に塗工及び熱処理して合剤層を形成する合剤層形成工程を備える。本実施形態の電気デバイス用電極の製造方法によれば、合剤層でのクラックの発生を抑制することができる。   As mentioned above, the manufacturing method of the electrode for electric devices of this embodiment is a mixture layer which coats and heat-treats the electrode slurry manufactured by the manufacturing method of the electrode slurry mentioned above on a base material, and forms a mixture layer. The formation process is provided. According to the method of manufacturing an electrode for an electric device of the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the mixture layer.

[電気デバイスの製造方法]
本実施形態の電気デバイスの製造方法は、上記電気デバイス用電極の製造方法を備える。上述した電気デバイス用電極の製造方法によれば、合剤層でのクラックの発生を抑制することができる。そのため、上記電気デバイス用電極の製造方法により製造された電極を用いて電気デバイスを製造することにより、クラックがセパレータを突き破ってもう一方の電極に接触して短絡する危険性を低下することができる。そのため、本実施形態の電気デバイスの製造方法によれば、信頼性の高い電気デバイスを提供することができる。
[Method of manufacturing electrical device]
The manufacturing method of the electric device of this embodiment is equipped with the manufacturing method of the said electrode for electric devices. According to the method of manufacturing an electrode for an electric device described above, the occurrence of cracks in the mixture layer can be suppressed. Therefore, by manufacturing an electrical device using the electrode manufactured by the method for manufacturing an electrode for an electrical device, the risk of the crack breaking the separator and contacting with the other electrode can be reduced. . Therefore, according to the method of manufacturing an electrical device of the present embodiment, a highly reliable electrical device can be provided.

以下、本実施形態を実施例及び比較例によりさらに詳細に説明するが、本実施形態はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, although this embodiment is described in more detail by an example and a comparative example, this embodiment is not limited to these.

[実施例1]
活物質64質量部と、導電助剤を合計4質量部と、固形分濃度20質量%のバインダ前駆体分散液38.7質量部と、溶媒26.2質量部と、を混合して混合溶液を得た。なお、活物質はシリコン合金、導電助剤はアセチレンブラックとカーボンファイバを同量用い、バインダ前駆体はN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を分散媒としたポリアミック酸、溶媒はN−メチル−2−ピロリドン(NMP)を用いた。
Example 1
A mixed solution of 64 parts by mass of the active material, 4 parts by mass of the conductive aid, 38.7 parts by mass of the binder precursor dispersion having a solid content concentration of 20% by mass, and 26.2 parts by mass of the solvent I got The active material is a silicon alloy, the conductive agent is an equivalent amount of acetylene black and carbon fiber, the binder precursor is a polyamic acid using N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium, and the solvent is N-methyl- 2-pyrrolidone (NMP) was used.

次に、薄膜旋回型高速ミキサー(プライミクス株式会社製のフィルミックス(登録商標)56−30型)の回転子(ホイール)を6m/秒で300秒間回転させ、上述のようにして得られた混合溶液を撹拌し、電極スラリーを得た。   Next, the rotor (wheel) of a thin-film spinning high-speed mixer (Filmix 56-30 manufactured by Primix, Inc.) is rotated at 6 m / sec for 300 seconds, and the mixing obtained as described above is performed. The solution was stirred to obtain an electrode slurry.

上述のようにして得られた電極スラリーの一部をサンプリングし、レオメータにてせん断応力−ひずみカーブを作成したところ、降伏は約25Paの位置に1つだけ確認できた。この結果を図3に示す。   A part of the electrode slurry obtained as described above was sampled, and a shear stress-strain curve was created with a rheometer. As a result, only one yield was confirmed at a position of about 25 Pa. The results are shown in FIG.

次に、集電体の一方の面に、乾燥後の合剤層の厚さが50μmとなるように、アプリケータにて100mm/分の塗工速度で上記電極スラリーを均一に塗工した。なお、集電体は、厚さが12μmの銅合金箔を用いた。   Next, the above electrode slurry was uniformly coated at a coating speed of 100 mm / min with an applicator so that the thickness of the mixture layer after drying was 50 μm on one surface of the current collector. As a current collector, a copper alloy foil with a thickness of 12 μm was used.

次に、集電体に塗工した電極スラリーを真空中で24時間乾燥させ、さらに真空中300℃で1時間乾燥焼成を行うことにより合剤層を形成し、電極を得た。   Next, the electrode slurry coated on the current collector was dried in vacuum for 24 hours, and dried and fired in vacuum at 300 ° C. for 1 hour to form a mixture layer, to obtain an electrode.

[比較例1]
回転子(ホイール)を6m/秒で180秒間回転させた以外は、実施例1と同様にして電極を作製した。なお、電極スラリーの一部をサンプリングし、レオメータにてせん断応力−ひずみカーブを作成したところ、降伏は約18Paと約44Paの位置に2つ確認できた。この結果を図3に示す。
Comparative Example 1
An electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the rotor (wheel) was rotated at 6 m / s for 180 seconds. In addition, when a part of electrode slurry was sampled and a shear stress-strain curve was created with a rheometer, two yield points were confirmed at about 18 Pa and about 44 Pa. The results are shown in FIG.

[比較例2]
回転子(ホイール)を6m/秒で60秒間回転させた以外は、実施例1と同様にして電極を作製した。なお、電極スラリーの一部をサンプリングし、レオメータにてせん断応力−ひずみカーブを作成したところ、降伏は約22Paと約47Paの位置に2つ確認できた。この結果を図3に示す。
Comparative Example 2
An electrode was produced in the same manner as in Example 1 except that the rotor (wheel) was rotated at 6 m / sec for 60 seconds. In addition, when a part of electrode slurry was sampled and a shear stress-strain curve was created with a rheometer, two yield points were confirmed at about 22 Pa and about 47 Pa. The results are shown in FIG.

[評価]
降伏の数及びクラックの有無は以下のようにして評価した。
[Evaluation]
The number of yieldings and the presence or absence of cracks were evaluated as follows.

[降伏の数]
降伏の数は、レオメータにより以下の条件で電極スラリーにせん断応力を連続的に増加させながら加え、そのときのひずみを測定することによりせん断応力−ひずみカーブを作成し、このグラフから降伏の数を評価した。この結果を図3に示す。
[Number of surrenders]
The number of yielding is applied by continuously increasing the shear stress to the electrode slurry under the following conditions by a rheometer, and a shear stress-strain curve is created by measuring the strain at that time, and the number of yielding is calculated from this graph. evaluated. The results are shown in FIG.

測定装置:コーンプレート型粘度計(BROOKFIELD製 R/Sレオメータ)
測定温度:室温(25℃)
試料量:0.08mL
上側プレート:直径25mmの円錐板(型式:RC3−25−1)
下側プレート:直径25mmの平板
プレート間の距離:50μm
応力測定範囲:10Pa〜250Pa
走査速度:+1Pa/秒
Measuring device: Cone-plate viscometer (R / S rheometer made by BROOKFIELD)
Measurement temperature: room temperature (25 ° C)
Sample volume: 0.08 mL
Upper plate: 25 mm diameter conical plate (Model: RC3-25-1)
Lower plate: distance between flat plates 25 mm in diameter: 50 μm
Stress measurement range: 10Pa to 250Pa
Scanning speed: + 1Pa / sec

[クラックの有無]
実施例及び比較例の電極について、合剤層表面の外観を目視にて確認した。実施例1及び比較例2の結果をそれぞれ図4及び図5に示す。
[Presence of crack]
The appearance of the surface of the mixture layer was visually confirmed for the electrodes of Examples and Comparative Examples. The results of Example 1 and Comparative Example 2 are shown in FIGS. 4 and 5, respectively.

実施例1の電極スラリーは十分に撹拌されており、せん断応力−ひずみカーブにおいて1つしか降伏が確認できなかった。そのため、図4に示すように、熱処理後の合剤層にクラックは確認できなかった。一方、比較例1及び比較例2の電極スラリーは撹拌時間が十分でないため、せん断応力−ひずみカーブに2の降伏が確認された。そのため、図5に示される比較例2のように乾燥後の合剤層にクラックが発生した。   The electrode slurry of Example 1 was sufficiently stirred, and only one yield could be confirmed in the shear stress-strain curve. Therefore, as shown in FIG. 4, no crack could be confirmed in the mixture layer after the heat treatment. On the other hand, since the electrode slurry of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 did not have sufficient stirring time, a yield of 2 was confirmed in the shear stress-strain curve. Therefore, as in Comparative Example 2 shown in FIG. 5, cracks occurred in the mixture layer after drying.

以上、本発明を実施例及び比較例によって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。   As mentioned above, although the present invention was explained by the example and comparative example, the present invention is not limited to these and various modification is possible within the limits of the present invention.

10 正極(電気デバイス用電極)
11 正極集電体(基材)
12 正極合剤層(合剤層)
20 負極(電気デバイス用電極)
21 負極集電体(基材)
22 負極合剤層(合剤層)
100 リチウムイオン二次電池(電気デバイス)
10 Positive electrode (electrode for electric device)
11 Positive current collector (base material)
12 Positive electrode mixture layer (mixture layer)
20 Negative electrode (electrode for electric device)
21 Negative electrode current collector (base material)
22 Negative electrode mixture layer (mixture layer)
100 lithium ion rechargeable battery (electrical device)

Claims (7)

活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を備え、
レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つである電極スラリー。
An active material particle, a conductive auxiliary agent, a solvent, and a binder precursor,
The electrode slurry whose number of the yield in 15 Pa-200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is one.
前記活物質粒子はシリコン系粒子であり、前記導電助剤はカーボン粒子であり、前記溶媒は有機溶媒である請求項1に記載の電極スラリー。   The electrode slurry according to claim 1, wherein the active material particles are silicon-based particles, the conductive aid is carbon particles, and the solvent is an organic solvent. 前記溶媒はN−メチル−2−ピロリドンである請求項1又は2に記載の電極スラリー。   The electrode slurry according to claim 1, wherein the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone. 前記バインダ前駆体は高分子前駆体である請求項1〜3のいずれか1項に記載の電極スラリー。   The electrode slurry according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder precursor is a polymer precursor. 前記バインダ前駆体はポリアミック酸である請求項1〜4のいずれか1項に記載の電極スラリー。   The said binder precursor is a polyamic acid, The electrode slurry of any one of Claims 1-4. 活物質粒子と、導電助剤と、溶媒と、バインダ前駆体と、を混合して混合溶液を得る混合工程と、
前記混合溶液を、レオメータにより測定したせん断応力−ひずみカーブの15Pa〜200Paにおける降伏の数が1つになるまで撹拌する撹拌工程と、
を備える電極スラリーの製造方法。
Mixing the active material particles, the conductive auxiliary agent, the solvent, and the binder precursor to obtain a mixed solution;
Stirring the mixed solution until the number of yielding at 15 Pa to 200 Pa of the shear stress-strain curve measured by the rheometer is one;
A method of producing an electrode slurry comprising:
請求項6に記載の電極スラリーの製造方法により製造された電極スラリーを、基材に塗工及び熱処理して合剤層を形成する合剤層形成工程を備える電気デバイス用電極の製造方法。   A method of manufacturing an electrode for an electric device, comprising: a mixture layer forming step of coating and heat treating the electrode slurry manufactured by the method of manufacturing an electrode slurry according to claim 6 on a substrate to form a mixture layer.
JP2017197011A 2017-10-10 2017-10-10 Electrode slurry, method for manufacturing electrode slurry, and method for manufacturing electrodes for electrical devices Active JP6943129B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017197011A JP6943129B2 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Electrode slurry, method for manufacturing electrode slurry, and method for manufacturing electrodes for electrical devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017197011A JP6943129B2 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Electrode slurry, method for manufacturing electrode slurry, and method for manufacturing electrodes for electrical devices

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019071229A true JP2019071229A (en) 2019-05-09
JP6943129B2 JP6943129B2 (en) 2021-09-29

Family

ID=66440712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017197011A Active JP6943129B2 (en) 2017-10-10 2017-10-10 Electrode slurry, method for manufacturing electrode slurry, and method for manufacturing electrodes for electrical devices

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6943129B2 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11339780A (en) * 1998-05-27 1999-12-10 Tdk Corp Manufacture of electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2003331829A (en) * 2002-05-14 2003-11-21 Kyushu Electric Power Co Inc Method of manufacturing secondary battery electrode, secondary battery electrode, and secondary battery
JP2013120710A (en) * 2011-12-08 2013-06-17 Sumitomo Chemical Co Ltd Manufacturing method of electrode for secondary battery, manufacturing method of paint for secondary battery, electrode for secondary battery, and secondary battery
JP2014032904A (en) * 2012-08-06 2014-02-20 Nec Energy Devices Ltd Method and device for mixing electrode mix slurry, method of manufacturing electrode, electrode, and battery
JP2014032909A (en) * 2012-08-06 2014-02-20 Jsr Corp Binder composition for negative electrode of power storage device
WO2015029949A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 日産化学工業株式会社 Agent for dispersing electrically conductive carbon material, and dispersion of electrically conductive carbon material

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11339780A (en) * 1998-05-27 1999-12-10 Tdk Corp Manufacture of electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2003331829A (en) * 2002-05-14 2003-11-21 Kyushu Electric Power Co Inc Method of manufacturing secondary battery electrode, secondary battery electrode, and secondary battery
JP2013120710A (en) * 2011-12-08 2013-06-17 Sumitomo Chemical Co Ltd Manufacturing method of electrode for secondary battery, manufacturing method of paint for secondary battery, electrode for secondary battery, and secondary battery
JP2014032904A (en) * 2012-08-06 2014-02-20 Nec Energy Devices Ltd Method and device for mixing electrode mix slurry, method of manufacturing electrode, electrode, and battery
JP2014032909A (en) * 2012-08-06 2014-02-20 Jsr Corp Binder composition for negative electrode of power storage device
WO2015029949A1 (en) * 2013-08-27 2015-03-05 日産化学工業株式会社 Agent for dispersing electrically conductive carbon material, and dispersion of electrically conductive carbon material

Also Published As

Publication number Publication date
JP6943129B2 (en) 2021-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102591512B1 (en) Negative active material, lithium secondary battery including the material, and method for manufacturing the material
KR101774683B1 (en) Electorde active material slurry, preparation method thereof, and all solid secondary battery comprising the same
DE102015119214B4 (en) Process for forming porous materials
JP6521545B2 (en) Positive electrode for lithium-sulfur battery, method for producing the same, and lithium-sulfur battery including the same
JP5757148B2 (en) Negative electrode active material for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery using the negative electrode active material
KR101744093B1 (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, method of preparing the same and rechargeable lithium battery including the same
KR101313156B1 (en) Multi-component nano composite oxide powders, manufacturing method thereof, method of manufacturing electrodes, thin film battery and manufacturing method thereof
WO2013115390A1 (en) Transition metal oxide containing solid solution lithium, non-aqueous electrolyte secondary battery cathode, and non-aqueous electrolyte secondary battery
US10326142B2 (en) Positive electrode including discrete aluminum oxide nanomaterials and method for forming aluminum oxide nanomaterials
KR20160018267A (en) Negative active material, negative electrode and lithium battery including the negative active material, and method for manufacturing the negative active material
JP5211698B2 (en) Semiconductor-covered positive electrode active material and lithium secondary battery using the same
CN106414326A (en) Nano-silicon material, method for producing same and negative electrode of secondary battery
JP2015037008A (en) Electrode active material layer for nonaqueous electrolyte secondary battery, and method for manufacturing the same
KR101366023B1 (en) Manufacturing method of electrodes
JP6384596B2 (en) Anode materials for lithium-ion batteries
WO2015015894A1 (en) Positive electrode for use in non-aqueous electrolyte secondary battery and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same
JP6394795B2 (en) Electrochemically modified carbon materials for lithium ion batteries
JP2018078021A (en) Method for manufacturing secondary battery electrode
KR101375214B1 (en) Thin film battery using multi-component nano composite oxide powders and manufacturing method thereof
JP2017533541A (en) Anode materials for lithium-ion batteries
JP6838383B2 (en) A positive electrode for an electric device, an electric device using the positive electrode, and a method for manufacturing a positive electrode for an electric device.
JP7391455B2 (en) Method for producing a positive electrode active material for a lithium secondary battery and a positive electrode active material for a lithium secondary battery produced by the method
JP7100158B2 (en) Functional separation membrane, its manufacturing method and lithium secondary battery containing it
JP6943129B2 (en) Electrode slurry, method for manufacturing electrode slurry, and method for manufacturing electrodes for electrical devices
JP6880996B2 (en) A method for manufacturing a negative electrode for a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery using the negative electrode, and a negative electrode for a lithium ion secondary battery.

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200804

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210730

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210810

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210823

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6943129

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151