JP2019083158A - Electrode and manufacturing method thereof, and cell - Google Patents

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Abstract

To provide an electrode contributing to improvement of battery characteristics such as charge/discharge speed of secondary cells, and to provide a cell excellent in battery characteristics such as charge/discharge speed.SOLUTION: In an electrode containing conductive resin particles, the conductive resin particles are resin particles containing a conductive composite, the conductive composite contains π-conjugated electroconductive polymer and polyanion, and at least one kind of amine compound, selected from a group consisting of primary amine, secondary amine and tertiary amine, is added to a partial anion group of the polyanion. The inventive battery has the above-mentioned electrode.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、π共役系導電性高分子を含有する電極及びその製造方法、並びに電池に関する。   The present invention relates to an electrode containing a π-conjugated conductive polymer, a method for producing the same, and a battery.

近年、充放電できる二次電池、特にリチウムイオン電池が広く普及している。例えば、携帯電話、スマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット端末等の電子機器には、リチウムイオン電池が広く使用されている。また、電気自動車の電池として、リチウムイオン電池又はニッケル水素電池が使用されている。また、太陽光発電又は風力発電においては発電量が変動するため、太陽光発電所又は風力発電所から送電する電力量を一定化する目的で、発電した電力を一時的に二次電池に蓄電することがある。
二次電池、特にリチウムイオン電池においては、負極材料として炭素材料が広く使用されている(例えば、特許文献1)。
In recent years, secondary batteries that can be charged and discharged, particularly lithium ion batteries, are widely used. For example, lithium ion batteries are widely used in electronic devices such as mobile phones, smartphones, notebook personal computers, and tablet terminals. Moreover, a lithium ion battery or a nickel hydrogen battery is used as a battery of an electric vehicle. In addition, since the amount of power generation fluctuates in solar power generation or wind power generation, the generated power is temporarily stored in the secondary battery for the purpose of fixing the amount of power transmitted from the solar power generation plant or the wind power generation plant. Sometimes.
In secondary batteries, particularly lithium ion batteries, carbon materials are widely used as negative electrode materials (for example, Patent Document 1).

国際公開第2016/104024号International Publication No. 2016/104024

しかし、従来の二次電池においては、例えば充放電速度等の電池特性が充分でないことがあり、実用上では、特に充電速度が問題になることがあった。また、二次電池以外の他の電池においても、電池特性が充分でないことがあった。
本発明は、充放電速度等の電池特性の向上に資する電極及びその製造方法を提供することを目的とする。本発明は、充放電速度等の電池特性に優れる電池を提供することを目的とする。
However, in the conventional secondary battery, for example, battery characteristics such as the charge and discharge rate may not be sufficient, and in particular, the charge rate may be a problem in practical use. In addition, the battery characteristics may not be sufficient in batteries other than the secondary battery.
An object of the present invention is to provide an electrode which contributes to improvement of battery characteristics such as charge and discharge speed and a method of manufacturing the same. An object of the present invention is to provide a battery excellent in battery characteristics such as charge and discharge rate.

本発明は、以下の態様を包含する。
[1]導電性樹脂粒子を含有する電極であって、
前記導電性樹脂粒子が、導電性複合体を含有する樹脂粒子であり、
前記導電性複合体は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含み、前記ポリアニオンの一部のアニオン基にアミン化合物が付加している、電極。
[2]前記導電性樹脂粒子は、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子を含む、[1]又は[2]に記載の電極。
[3]前記導電性樹脂粒子は、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子の含有量が50%以上である、[2]に記載の電極。
[4]炭素材料をさらに含有する、[1]〜[3]のいずれか一に記載の電極。
[5]前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、[1]〜[4]のいずれか一に記載の電極。
[6]前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[1]〜[5]のいずれか一に記載の電極。
[7][1]〜[6]のいずれか一に記載の電極を有する電池。
[8]二次電池である、[7]に記載の電池。
[9]リチウムイオン電池である、[7]又は[8]に記載の電池。
[10]前記電極を負極として用いる、[7]〜[9]のいずれか一に記載の電池。
The present invention includes the following aspects.
[1] An electrode containing conductive resin particles,
The conductive resin particles are resin particles containing a conductive complex,
The electrode, wherein the conductive complex includes a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and an amine compound is added to an anion group of a part of the polyanion.
[2] The electrode according to [1] or [2], wherein the conductive resin particles include particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm.
[3] The electrode according to [2], wherein the conductive resin particles have a particle diameter of not less than 50% and not less than 0.3 μm and not more than 20 μm.
[4] The electrode according to any one of [1] to [3], further containing a carbon material.
[5] The electrode according to any one of [1] to [4], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene).
[6] The electrode according to any one of [1] to [5], wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.
The battery which has an electrode as described in any one of [7] [1]-[6].
[8] The battery according to [7], which is a secondary battery.
[9] The battery according to [7] or [8], which is a lithium ion battery.
[10] The battery according to any one of [7] to [9], which uses the electrode as a negative electrode.

[11]π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体の水系分散液にアミン化合物を添加し、前記導電性複合体を析出させて析出物を形成させる析出工程と、
該析出物を回収する回収工程と、
回収した析出物を、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子が形成されるように粉砕して導電性樹脂粒子を形成する粉砕工程と、
前記導電性樹脂粒子を成形する成形工程と、
を有する、電極の製造方法。
[12]前記粉砕工程では、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子が形成されるように前記析出物を粉砕する、[11]に記載の電極の製造方法。
[13]前記粉砕工程では、前記析出物を分散媒中で湿式粉砕して、分散媒中に導電性樹脂粒子が分散する導電性樹脂粒子分散液を得る、[11]又は[12]に記載の電極の製造方法。
[14]前記分散媒が、酢酸エチル、酢酸ブチル、ヘプタン、トルエン、ジエチレングリコールジエチルエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも1種である、[13]に記載の電極の製造方法。
[15]前記成形工程では、前記導電性樹脂粒子分散液から分散媒を除去する、[13]又は[14]に記載の電極の製造方法。
[16]前記成形工程の前に、前記導電性樹脂粒子分散液に炭素材料を添加する、[15]に記載の電極の製造方法。
[17]前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、[11]〜[16]のいずれか一に記載の電極の製造方法。
[18]前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、[11]〜[17]のいずれか一に記載の電極の製造方法。
[19]前記成形工程では、基材に前記導電性樹脂粒子分散液を塗工し、乾燥させて、前記基材の表面に、前記導電性樹脂粒子を含有する電極を形成する、[11]〜[18]のいずれか一に記載の電極の製造方法。
[11] A precipitation step of adding an amine compound to an aqueous dispersion of a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and depositing the conductive complex to form a precipitate;
A recovery step of recovering the precipitate;
A pulverizing step of pulverizing the collected precipitate so as to form particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm to form conductive resin particles;
A forming step of forming the conductive resin particles;
A method of manufacturing an electrode, comprising:
[12] The method for producing an electrode according to [11], wherein the precipitate is pulverized so that particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm are formed in the pulverizing step.
[13] In the pulverizing step, the precipitate is wet pulverized in a dispersion medium to obtain a conductive resin particle dispersion liquid in which the conductive resin particles are dispersed in the dispersion medium, as described in [11] or [12]. Of manufacturing electrodes.
[14] The method for producing an electrode according to [13], wherein the dispersion medium is at least one selected from the group consisting of ethyl acetate, butyl acetate, heptane, toluene, and diethylene glycol diethyl ether.
[15] The method for producing an electrode according to [13] or [14], wherein the dispersion medium is removed from the conductive resin particle dispersion in the forming step.
[16] The method for producing an electrode according to [15], wherein a carbon material is added to the conductive resin particle dispersion liquid before the forming step.
[17] The method for producing an electrode according to any one of [11] to [16], wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene).
[18] The method for producing an electrode according to any one of [11] to [17], wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid.
[19] In the molding step, the conductive resin particle dispersion is coated on a substrate and dried to form an electrode containing the conductive resin particles on the surface of the substrate, [11] The manufacturing method of the electrode as described in any one of-[18].

本発明の電極は、充放電速度等の電池特性の向上に資する。
本発明の電極の製造方法によれば、充放電速度等の電池特性の向上に資する電極を容易に製造できる。
本発明の電池は、充放電速度等の電池特性に優れる。
The electrode of the present invention contributes to the improvement of battery characteristics such as charge and discharge speed.
According to the method for producing an electrode of the present invention, it is possible to easily produce an electrode which contributes to the improvement of battery characteristics such as charge and discharge speed.
The battery of the present invention is excellent in battery characteristics such as charge and discharge speed.

<電極>
本発明の電極の一態様について説明する。
本態様の電極は、導電性複合体を含有する導電性樹脂粒子を含む。
電極の形状としては特に制限はなく、膜状でもよいし、棒状、柱状等の立体形状でもよい。電極が膜状である場合、その平均厚さは0.01μm以上1000μm以下であることが好ましく、0.1μm以上100μm以下であることがより好ましい。膜状の電極の平均厚さが前記下限値以上であれば、二次電池等の電池の電池特性をより向上させることができ、前記上限値以下であれば、電池を容易に薄型化できる。電極の平均厚さは、電極の断面を、マイクロスコープ又は電子顕微鏡を用いて観察し、10箇所以上で厚さを計測し、計測した値を平均した値である。
電極は、フィルム又は基板等の基材によって支持されていてもよい。
電極は、正極であってもよいし、負極であってもよい。
<Electrode>
One aspect of the electrode of the present invention will be described.
The electrode of this aspect includes conductive resin particles containing a conductive complex.
There is no restriction | limiting in particular as a shape of an electrode, A membrane form may be sufficient and solid shape, such as rod shape and columnar shape, may be sufficient. When the electrode is in the form of a film, the average thickness is preferably 0.01 μm to 1000 μm, and more preferably 0.1 μm to 100 μm. If the average thickness of the film-like electrode is equal to or more than the lower limit value, battery characteristics of a battery such as a secondary battery can be further improved, and if less than the upper limit value, the battery can be easily thinned. The average thickness of the electrode is a value obtained by observing the cross section of the electrode using a microscope or an electron microscope, measuring the thickness at 10 or more locations, and averaging the measured values.
The electrodes may be supported by a substrate such as a film or substrate.
The electrode may be a positive electrode or a negative electrode.

(導電性樹脂粒子)
本態様における導電性樹脂粒子は、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子を含有することが好ましく、粒子径が0.3μm以上10μm以下の範囲の粒子を含有することが好ましい。前記粒子径は、動的光散乱法を利用した動的光散乱粒度分布測定装置を用いて測定した値である。導電性樹脂粒子の粒子径が前記下限値以上であれば、電極の導電性がより高くなり、電池の電池特性を高くできる。導電性樹脂粒子の粒子径が前記上限値以下であれば、粒子間の空隙を減らせるため、絶縁性である空隙による導電性低下を抑制できる。
本態様における導電性樹脂粒子は、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子の含有量が50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。さらには、本態様における導電性樹脂粒子は、粒子径が0.3μm以上10μm以下の範囲の粒子の含有量が50%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましい。
前記粒子径範囲の粒子の割合が前記下限値以上であれば、電池の電池特性をより向上させることができる。
前記粒子径範囲の粒子の割合は、動的光散乱粒度分布測定装置を用いて粒子径を測定した際の、粒子径の個数頻度より求めた値である。
(Conductive resin particles)
The conductive resin particles in this aspect preferably contain particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm, and preferably contain particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 10 μm. The particle size is a value measured using a dynamic light scattering particle size distribution measuring apparatus using a dynamic light scattering method. If the particle diameter of the conductive resin particles is equal to or more than the lower limit value, the conductivity of the electrode becomes higher, and the battery characteristics of the battery can be enhanced. When the particle diameter of the conductive resin particles is equal to or less than the upper limit value, the gaps between the particles can be reduced, so that it is possible to suppress the decrease in conductivity due to the insulating gaps.
The content of particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and 80% or more in the conductive resin particles in this aspect. Is more preferred. Furthermore, in the conductive resin particles in this aspect, the content of particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 10 μm is preferably 50% or more, more preferably 70% or more, and 80% It is more preferable that it is more than.
If the ratio of particles in the particle diameter range is equal to or more than the lower limit value, the battery characteristics of the battery can be further improved.
The proportion of particles in the particle diameter range is a value determined from the number frequency of particle diameters when the particle diameter is measured using a dynamic light scattering particle size distribution measuring apparatus.

本態様における導電性樹脂粒子は、導電性複合体を含有する。本態様における導電性複合体は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む。前記ポリアニオンは前記π共役系導電性高分子に配位し、ポリアニオンのアニオン基がπ共役系導電性高分子にドープするため、導電性を有する導電性複合体を形成する。
ポリアニオンにおいては、全てのアニオン基がπ共役系導電性高分子にドープせず、余剰のアニオン基を有している。本態様においては、前記の余剰のアニオン基の少なくとも一部に、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種のアミン化合物が付加している。これにより、導電性複合体が疎水化されている。
The conductive resin particles in this aspect contain a conductive composite. The conductive complex in the present embodiment includes a π-conjugated conductive polymer and a polyanion. The polyanion is coordinated to the π-conjugated conductive polymer, and the anion group of the polyanion is doped to the π-conjugated conductive polymer, thereby forming a conductive complex having conductivity.
In the polyanion, all the anionic groups are not doped to the π-conjugated conductive polymer, and have excess anionic groups. In this aspect, at least one amine compound selected from the group consisting of primary amines, secondary amines and tertiary amines is added to at least a part of the above-mentioned surplus anionic groups. Thereby, the conductive complex is hydrophobized.

[π共役系導電性高分子]
π共役系導電性高分子としては、主鎖がπ共役系で構成されている有機高分子であれば本発明の効果を有する限り特に制限されず、例えば、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン系導電性高分子、ポリアセチレン系導電性高分子、ポリフェニレン系導電性高分子、ポリフェニレンビニレン系導電性高分子、ポリアニリン系導電性高分子、ポリアセン系導電性高分子、ポリチオフェンビニレン系導電性高分子、及びこれらの共重合体等が挙げられる。空気中での安定性の点からは、ポリピロール系導電性高分子、ポリチオフェン類及びポリアニリン系導電性高分子が好ましく、導電性の面から、ポリチオフェン系導電性高分子がより好ましい。
[Π-conjugated conductive polymer]
The π-conjugated conductive polymer is not particularly limited as long as it has the effect of the present invention as long as it is an organic polymer having a π-conjugated system as the main chain, and, for example, polypyrrole conductive polymer, polythiophene type Conductive polymers, polyacetylene-based conductive polymers, polyphenylene-based conductive polymers, polyphenylene vinylene-based conductive polymers, polyaniline-based conductive polymers, polyacene-based conductive polymers, polythiophene-vinylene-based conductive polymers, These copolymers etc. are mentioned. From the viewpoint of stability in air, polypyrrole-based conductive polymers, polythiophenes and polyaniline-based conductive polymers are preferable, and from the viewpoint of conductivity, polythiophene-based conductive polymers are more preferable.

ポリチオフェン系導電性高分子としては、ポリチオフェン、ポリ(3−メチルチオフェン)、ポリ(3−エチルチオフェン)、ポリ(3−プロピルチオフェン)、ポリ(3−ブチルチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルチオフェン)、ポリ(3−オクチルチオフェン)、ポリ(3−デシルチオフェン)、ポリ(3−ドデシルチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルチオフェン)、ポリ(3−ブロモチオフェン)、ポリ(3−クロロチオフェン)、ポリ(3−ヨードチオフェン)、ポリ(3−シアノチオフェン)、ポリ(3−フェニルチオフェン)、ポリ(3,4−ジメチルチオフェン)、ポリ(3,4−ジブチルチオフェン)、ポリ(3−ヒドロキシチオフェン)、ポリ(3−メトキシチオフェン)、ポリ(3−エトキシチオフェン)、ポリ(3−ブトキシチオフェン)、ポリ(3−ヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクチルオキシチオフェン)、ポリ(3−デシルオキシチオフェン)、ポリ(3−ドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3−オクタデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヒドロキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジメトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジエトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジプロポキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジブトキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘキシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジヘプチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジオクチルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ジドデシルオキシチオフェン)、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−プロピレンジオキシチオフェン)、ポリ(3,4−ブチレンジオキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−メトキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−エトキシチオフェン)、ポリ(3−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルチオフェン)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルチオフェン)が挙げられる。
ポリピロール系導電性高分子としては、ポリピロール、ポリ(N−メチルピロール)、ポリ(3−メチルピロール)、ポリ(3−エチルピロール)、ポリ(3−n−プロピルピロール)、ポリ(3−ブチルピロール)、ポリ(3−オクチルピロール)、ポリ(3−デシルピロール)、ポリ(3−ドデシルピロール)、ポリ(3,4−ジメチルピロール)、ポリ(3,4−ジブチルピロール)、ポリ(3−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシエチルピロール)、ポリ(3−メチル−4−カルボキシブチルピロール)、ポリ(3−ヒドロキシピロール)、ポリ(3−メトキシピロール)、ポリ(3−エトキシピロール)、ポリ(3−ブトキシピロール)、ポリ(3−ヘキシルオキシピロール)、ポリ(3−メチル−4−ヘキシルオキシピロール)が挙げられる。
ポリアニリン系導電性高分子としては、ポリアニリン、ポリ(2−メチルアニリン)、ポリ(3−イソブチルアニリン)、ポリ(2−アニリンスルホン酸)、ポリ(3−アニリンスルホン酸)が挙げられる。
前記π共役系導電性高分子のなかでも、導電性、耐熱性の点から、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)が特に好ましい。
導電性複合体に含まれるπ共役系導電性高分子は、1種類でもよいし、2種類以上でもよい。
Examples of polythiophene-based conductive polymers include polythiophene, poly (3-methylthiophene), poly (3-ethylthiophene), poly (3-propylthiophene), poly (3-butylthiophene), poly (3-hexylthiophene) Poly (3-heptylthiophene), poly (3-octylthiophene), poly (3-decylthiophene), poly (3-dodecylthiophene), poly (3-octadecylthiophene), poly (3-bromothiophene), poly (3-chlorothiophene), poly (3-iodothiophene), poly (3-cyanothiophene), poly (3-phenylthiophene), poly (3,4-dimethylthiophene), poly (3,4-dibutylthiophene) , Poly (3-hydroxythiophene), poly (3-methoxythiophene), poly ( -Ethoxythiophene), poly (3-butoxythiophene), poly (3-hexyloxythiophene), poly (3-heptyloxythiophene), poly (3-octyloxythiophene), poly (3-decyloxythiophene), poly (3-dodecyloxythiophene), poly (3-octadecyloxythiophene), poly (3,4-dihydroxythiophene), poly (3,4-dimethoxythiophene), poly (3,4-diethoxythiophene), poly ( 3,4-dipropoxythiophene), poly (3,4-dibutoxythiophene), poly (3,4-dihexyloxythiophene), poly (3,4-diheptyloxythiophene), poly (3,4-dioctyl) Oxythiophene), poly (3,4-didecyloxythiophene), poly (3, -Didodecyloxythiophene), poly (3,4-ethylenedioxythiophene), poly (3,4-propylenedioxythiophene), poly (3,4-butylenedioxythiophene), poly (3-methyl-4) -Methoxythiophene), poly (3-methyl-4-ethoxythiophene), poly (3-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxythiophene), poly (3-methyl-4-carboxyethylthiophene), Poly (3-methyl-4-carboxybutylthiophene) is mentioned.
Examples of polypyrrole-based conductive polymers include polypyrrole, poly (N-methylpyrrole), poly (3-methylpyrrole), poly (3-ethylpyrrole), poly (3-n-propylpyrrole) and poly (3-butyl) Pyrrole), poly (3-octylpyrrole), poly (3-decylpyrrole), poly (3-dodecylpyrrole), poly (3,4-dimethylpyrrole), poly (3,4-dibutylpyrrole), poly (3 -Carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxypyrrole), poly (3-methyl-4-carboxyethylpyrrole), poly (3-methyl-4-carboxybutylpyrrole), poly (3-hydroxypyrrole) , Poly (3-methoxypyrrole), poly (3-ethoxypyrrole), poly (3-butoxypyrrole), poly (3-hexene) Oxy pyrrole), poly (3-methyl-4-hexyloxy-pyrrole) and the like.
Examples of polyaniline conductive polymers include polyaniline, poly (2-methylaniline), poly (3-isobutylaniline), poly (2-anilinesulfonic acid) and poly (3-anilinesulfonic acid).
Among the π-conjugated conductive polymers, poly (3,4-ethylenedioxythiophene) is particularly preferable in terms of conductivity and heat resistance.
The π conjugated conductive polymer contained in the conductive complex may be one type or two or more types.

[ポリアニオン]
ポリアニオンとは、アニオン基を有するモノマー単位を、分子内に2つ以上有する重合体である。このポリアニオンのアニオン基は、π共役系導電性高分子に対するドーパントとして機能して、π共役系導電性高分子の導電性を向上させる。
ポリアニオンのアニオン基としては、スルホ基、又はカルボキシ基であることが好ましい。
このようなポリアニオンの具体例としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリアリルスルホン酸、ポリアクリルスルホン酸、ポリメタクリルスルホン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸)、ポリイソプレンスルホン酸、ポリスルホエチルメタクリレート、ポリ(4−スルホブチルメタクリレート)、ポリメタクリルオキシベンゼンスルホン酸等のスルホン酸基を有する高分子や、ポリビニルカルボン酸、ポリスチレンカルボン酸、ポリアリルカルボン酸、ポリアクリルカルボン酸、ポリメタクリルカルボン酸、ポリ(2−アクリルアミド−2−メチルプロパンカルボン酸)、ポリイソプレンカルボン酸、ポリアクリル酸等のカルボン酸基を有する高分子が挙げられる。これらの単独重合体であってもよいし、2種以上の共重合体であってもよい。
これらポリアニオンのなかでも、導電性をより高くできることから、スルホン酸基を有する高分子が好ましく、ポリスチレンスルホン酸がより好ましい。
前記ポリアニオンは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリアニオンの質量平均分子量は2万以上100万以下であることが好ましく、10万以上50万以下であることがより好ましい。ポリアニオンの質量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)を用いて溶出時間を測定し、分子量既知のポリスチレン標準物質から予め得た、溶出時間対分子量の校正曲線に基づいて求めた質量基準の分子量のことである。
[Polyanion]
The polyanion is a polymer having two or more monomer units having an anionic group in the molecule. The anion group of this polyanion functions as a dopant for the π conjugated conductive polymer to improve the conductivity of the π conjugated conductive polymer.
The anion group of the polyanion is preferably a sulfo group or a carboxy group.
Specific examples of such polyanions include polystyrene sulfonic acid, polyvinyl sulfonic acid, polyallyl sulfonic acid, polyacrylic sulfonic acid, polymethacrylic sulfonic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid) and polyisoprene sulfone. Polymers having sulfonic acid groups such as acid, polysulfoethyl methacrylate, poly (4-sulfobutyl methacrylate), polymethacryloxybenzene sulfonic acid, etc., polyvinyl carboxylic acid, polystyrene carboxylic acid, polyallyl carboxylic acid, polyacrylic carboxylic acid And polymers having carboxylic acid groups such as polymethacrylic carboxylic acid, poly (2-acrylamido-2-methylpropane carboxylic acid), polyisoprene carboxylic acid, and polyacrylic acid. These homopolymers may be sufficient and 2 or more types of copolymers may be sufficient.
Among these polyanions, a polymer having a sulfonic acid group is preferable, and polystyrene sulfonic acid is more preferable, because the conductivity can be further increased.
The said polyanion may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The mass average molecular weight of the polyanion is preferably 20,000 or more and 1,000,000 or less, and more preferably 100,000 or more and 500,000 or less. The mass average molecular weight of the polyanion was measured using gel permeation chromatography (GPC), and the elution time was measured, and the molecular weight based on mass based on the calibration curve of elution time versus molecular weight previously obtained from polystyrene standard substances of known molecular weight. It is

本態様においては、ポリアニオンのアニオン基の一部にアミン化合物を付加させることにより、疎水性置換基を形成している。アミン化合物によってポリアニオンに疎水性置換基を形成することにより、導電性複合体の親油性が高くなり、水に対する導電性複合体の分散性を低下させることができる。そのため、後述する導電性樹脂粒子の製造方法によって、本態様における導電性樹脂粒子を容易に製造できる。
なお、導電性複合体の詳細な分析は必ずしも容易ではないが、ポリアニオンのアニオン基とアミン化合物との反応によって、−HNRで示される疎水性置換基が形成されると推測される。前記R,R,Rは、後述するアミン化合物に由来する置換基である。例えば、R,R,Rの少なくとも1つは炭化水素基(但し、その炭化水素基の水素原子の少なくとも一つがアルキル基、アリール基、ヒドロキシ基等で置換されていてもよい。)である。R,R,Rのうち炭化水素基でないものは水素原子である。
前記疎水性置換基は、アニオン基の酸素原子に結合する。
In this embodiment, the hydrophobic substituent is formed by adding an amine compound to a part of the anion group of the polyanion. By forming a hydrophobic substituent on the polyanion with an amine compound, the lipophilicity of the conductive complex can be increased, and the dispersibility of the conductive complex in water can be reduced. Therefore, the conductive resin particles in this aspect can be easily produced by the method for producing conductive resin particles described later.
Although detailed analysis of the conductive complex is not always easy, it is speculated that the reaction between the anion group of the polyanion and the amine compound forms a hydrophobic substituent represented by -HNR 1 R 2 R 3 Ru. The R 1 , R 2 and R 3 are substituents derived from an amine compound described later. For example, at least one of R 1 , R 2 and R 3 is a hydrocarbon group (however, at least one of hydrogen atoms of the hydrocarbon group may be substituted with an alkyl group, an aryl group, a hydroxy group or the like). It is. Of R 1 , R 2 and R 3 , those which are not hydrocarbon groups are hydrogen atoms.
The hydrophobic substituent is bonded to the oxygen atom of the anionic group.

アミン化合物は、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。アミン化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
第一級アミンとしては、例えば、アニリン、トルイジン、ベンジルアミン、エタノールアミン等が挙げられる。
第二級アミンとしては、例えば、ジエタノールアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、ジフェニルアミン、ジベンジルアミン、ジナフチルアミン等が挙げられる。
第三級アミンとしては、例えば、トリエタノールアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリヘキシルアミン、トリオクチルアミン、トリフェニルアミン、トリベンジルアミン、トリナフチルアミン等が挙げられる。
前記アミン化合物のうち、本態様における導電性樹脂粒子を容易に製造できることから、第三級アミンが好ましく、トリヘキシルアミン及びトリオクチルアミンの少なくとも一方がより好ましい。
The amine compound is preferably at least one selected from the group consisting of primary amines, secondary amines and tertiary amines. An amine compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of primary amines include aniline, toluidine, benzylamine, ethanolamine and the like.
Examples of secondary amines include diethanolamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine, diphenylamine, dibenzylamine, dinaphthylamine and the like.
Examples of tertiary amines include triethanolamine, trimethylamine, triethylamine, tripropylamine, tributylamine, trihexylamine, trihexylamine, trioctylamine, triphenylamine, tribenzylamine, trinaphthylamine and the like.
Among the amine compounds, a tertiary amine is preferable because at least one of trihexylamine and trioctylamine is more preferable because the conductive resin particles in this aspect can be easily produced.

導電性複合体中の、ポリアニオンの含有割合は、π共役系導電性高分子100質量部に対して1質量部以上1000質量部以下の範囲であることが好ましく、10質量部以上700質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上500質量部以下の範囲であることがさらに好ましい。ポリアニオンの含有割合が前記下限値以上であれば、π共役系導電性高分子へのドーピング効果が強くなる傾向にあり、導電性がより高くなる。一方、ポリアニオンの含有量が前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子を充分に含有させることができるから、充分な導電性を確保できる。   The content ratio of the polyanion in the conductive complex is preferably in the range of 1 part by mass to 1000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the π-conjugated conductive polymer, and 10 parts by mass to 700 parts by mass Is more preferably 100 parts by mass or more and 500 parts by mass or less. If the content rate of the polyanion is at least the lower limit value, the doping effect on the π-conjugated conductive polymer tends to be strong, and the conductivity becomes higher. On the other hand, when the content of the polyanion is equal to or less than the upper limit value, the π-conjugated conductive polymer can be sufficiently contained, so sufficient conductivity can be secured.

[高導電化剤]
本態様における導電性樹脂粒子は、導電性樹脂粒子の導電性をより向上させるために、高導電化剤を含んでもよい。ここで、前述したπ共役系導電性高分子、ポリアニオン及びアミン化合物は、高導電化剤に分類されない。
高導電化剤は、糖類、窒素含有芳香族性環式化合物、2個以上のヒドロキシ基を有する化合物、1個以上のヒドロキシ基及び1個以上のカルボキシ基を有する化合物、アミド基を有する化合物、イミド基を有する化合物、ラクタム化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
導電性樹脂粒子に含有される高導電化剤は、1種であってもよいし、2種以上であってもよい。
導電性樹脂粒子における高導電化剤の含有割合は導電性複合体100質量部に対して、1質量部以上10000質量部以下であることが好ましく、10質量部以上5000質量部以下であることがより好ましく、100質量部以上2500質量部以下であることがさらに好ましい。導電性樹脂粒子における高導電化剤の含有割合が前記下限値以上であれば、高導電化剤添加による導電性向上効果が充分に発揮され、前記上限値以下であれば、π共役系導電性高分子濃度の低下に起因する導電性の低下を防止できる。
[High conductivity agent]
The conductive resin particles in this aspect may contain a high conductivity agent in order to further improve the conductivity of the conductive resin particles. Here, the above-mentioned π conjugated conductive polymer, polyanion and amine compound are not classified as high conductivity agents.
The high conductivity agent includes saccharides, nitrogen-containing aromatic cyclic compounds, compounds having two or more hydroxy groups, compounds having one or more hydroxy groups and one or more carboxy groups, compounds having an amide group, The compound is preferably at least one compound selected from the group consisting of a compound having an imide group and a lactam compound.
The high conductivity agent contained in the conductive resin particles may be one type, or two or more types.
The content ratio of the high conductivity agent in the conductive resin particles is preferably 1 part by mass or more and 10000 parts by mass or less, and 10 parts by mass or more and 5000 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the conductive complex. More preferably, it is 100 to 2500 parts by mass. If the content ratio of the high conductivity agent in the conductive resin particles is not less than the lower limit value, the conductivity improvement effect by the addition of the high conductivity agent is sufficiently exhibited, and if it is less than the above upper limit value, π conjugated system conductivity It is possible to prevent the decrease in conductivity due to the decrease in polymer concentration.

[その他の添加剤]
本態様における導電性樹脂粒子には、公知のその他の添加剤が含まれてもよい。
添加剤としては、本発明の効果が得られる限り特に制限されず、例えば、界面活性剤、消泡剤、カップリング剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤などを使用できる。ただし、添加剤は、前述したπ共役系導電性高分子、ポリアニオン及び高導電化剤以外の化合物からなる。
界面活性剤としては、ノニオン系、アニオン系、カチオン系の界面活性剤が挙げられるが、保存安定性の面からノニオン系が好ましい。また、ポリビニルピロリドンなどのポリマー系界面活性剤を添加してもよい。
消泡剤としては、シリコーン樹脂、ポリジメチルシロキサン、シリコーンオイル等が挙げられる。
カップリング剤としては、ビニル基又はアミノ基を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、糖類等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、ベンゾトリアゾール系紫外線吸収剤、ベンゾフェノン系紫外線吸収剤、サリシレート系紫外線吸収剤、シアノアクリレート系紫外線吸収剤、オキサニリド系紫外線吸収剤、ヒンダードアミン系紫外線吸収剤、ベンゾエート系紫外線吸収剤等が挙げられる。
導電性樹脂粒子が上記添加剤を含有する場合、その含有割合は、添加剤の種類に応じて適宜決められるが、例えば、導電性複合体100質量部に対して、0.001質量部以上5質量部以下の範囲とすることができる。
[Other additives]
The conductive resin particles in this aspect may contain other known additives.
The additive is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, and, for example, a surfactant, an antifoaming agent, a coupling agent, an antioxidant, a UV absorber and the like can be used. However, the additive comprises a compound other than the above-described π-conjugated conductive polymer, polyanion and high conductivity agent.
Examples of the surfactant include nonionic, anionic and cationic surfactants. From the viewpoint of storage stability, nonionic surfactants are preferable. In addition, a polymeric surfactant such as polyvinyl pyrrolidone may be added.
As an antifoamer, silicone resin, polydimethylsiloxane, silicone oil etc. are mentioned.
As a coupling agent, the silane coupling agent etc. which have a vinyl group or an amino group are mentioned.
Examples of the antioxidant include phenol-based antioxidants, amine-based antioxidants, phosphorus-based antioxidants, sulfur-based antioxidants, saccharides and the like.
Examples of UV absorbers include benzotriazole UV absorbers, benzophenone UV absorbers, salicylate UV absorbers, cyanoacrylate UV absorbers, oxanilide UV absorbers, hindered amine UV absorbers, benzoate UV absorbers, etc. Can be mentioned.
When the conductive resin particles contain the above-mentioned additive, the content ratio thereof is appropriately determined according to the type of the additive, but for example, 0.001 parts by mass or more to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive complex It can be made into the range of mass part or less.

(炭素材料)
本態様の電極は、導電性樹脂粒子に加えて、炭素材料を含有してもよい。炭素材料としては、例えば、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ等が挙げられる。炭素材料は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本態様の電極における炭素材料の含有量は、電池の電池特性をより向上させる点では、導電性樹脂粒子と炭素材料の合計量を100質量%とした際に、0.01質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上10000質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上1000質量%以下であることがさらに好ましい。
(Carbon material)
The electrode of this aspect may contain a carbon material in addition to the conductive resin particles. Examples of the carbon material include carbon black, graphite, carbon fiber, carbon nanofiber, carbon nanotube and the like. A carbon material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The content of the carbon material in the electrode of the present embodiment is 0.01% by mass or more and 100000% by mass, where the total amount of the conductive resin particles and the carbon material is 100% by mass, from the viewpoint of further improving the battery characteristics of the battery. % Is preferably 0.1% by mass or more and 10000% by mass or less, and more preferably 1% by mass or more and 1000% by mass or less.

(金属粒子)
本態様の電極は、導電性樹脂粒子に加えて、金属粒子を含有してもよい。金属粒子としては、例えば、銀粒子、銅粒子、金粒子、アルミニウム粒子等が挙げられる。金属粒子は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本態様の電極における金属粒子の含有量は、導電性樹脂粒子と炭素材料の合計量を100質量%とした際に、0質量%以上50質量%以下であることが好ましく、0質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。金属は密度が大きいため、電極に含まれる金属粒子含有量が多くなると、電池が重くなる傾向にある。したがって、金属粒子含有量は少ないことが好ましい。
(Metal particles)
The electrode of this aspect may contain metal particles in addition to the conductive resin particles. Examples of the metal particles include silver particles, copper particles, gold particles, aluminum particles and the like. The metal particles may be used alone or in combination of two or more.
The content of the metal particles in the electrode of this embodiment is preferably 0% by mass or more and 50% by mass or less, and 0% by mass or more and 30% or less, when the total amount of the conductive resin particles and the carbon material is 100% by mass. It is more preferable that it is mass% or less, and it is more preferable that it is 0 mass% or more and 10 mass% or less. Since the metal has a high density, the battery tends to be heavy when the content of metal particles contained in the electrode is high. Therefore, the metal particle content is preferably low.

(その他の成分)
本態様の電極は、無機化合物(但し、カーボン及び金属粒子を除く。)、ポリマー(但し、導電性樹脂粒子を除く。)よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含有してもよい。無機化合物及びポリマーのなかには、バインダとして機能するものがある。
無機化合物としては、例えば、シリカ、シリカ−アルミナ、ガラス、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、タルク、アルミナ、チタニア、ジルコニア、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、ハイドロタルサイト、マイカ等が挙げられる。前記無機化合物は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
ポリマーとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリエステル、ポリアミド、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、カルボキシメチルセルロース、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン等が挙げられる。前記ポリマーは1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記無機化合物及び前記ポリマーは粒子状であってもよいし、非定形であってもよい。
本態様の電極における前記無機化合物及び前記ポリマーの含有量は、導電性樹脂粒子と炭素材料の合計量を100質量%とした際に、0質量%以上50質量%以下であることが好ましく、0質量%以上30質量%以下であることがより好ましく、0質量%以上10質量%以下であることがさらに好ましい。前記無機化合物及び前記ポリマーは絶縁性であるため、電極に含まれる前記無機化合物及び前記ポリマーの含有量が多くなると、電極の導電性が低下する傾向にある。したがって、前記無機化合物及び前記ポリマーの含有量は少ないことが好ましい。
(Other ingredients)
The electrode of this embodiment may contain at least one selected from the group consisting of inorganic compounds (excluding carbon and metal particles) and polymers (excluding conductive resin particles). Some inorganic compounds and polymers function as binders.
Examples of the inorganic compound include silica, silica-alumina, glass, calcium carbonate, calcium hydroxide, talc, alumina, titania, zirconia, magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, hydrotalcite, mica and the like. The said inorganic compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of the polymer include acrylic resin, polyester, polyamide, polyurethane, polystyrene, polyethylene, polypropylene, cellulose, carboxymethylcellulose, styrene-butadiene copolymer, polybutadiene and the like. The said polymer may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
The inorganic compound and the polymer may be in the form of particles or amorphous.
The content of the inorganic compound and the polymer in the electrode of the present embodiment is preferably 0% by mass or more and 50% by mass or less, when the total amount of the conductive resin particles and the carbon material is 100% by mass, 0 It is more preferable that it is mass% or more and 30 mass% or less, and it is still more preferable that it is 0 mass% or more and 10 mass% or less. Since the inorganic compound and the polymer are insulating, when the content of the inorganic compound and the polymer contained in the electrode increases, the conductivity of the electrode tends to decrease. Therefore, the content of the inorganic compound and the polymer is preferably small.

(導電性樹脂粒子分散液)
本態様においては、前記導電性樹脂粒子を分散媒中に分散して、導電性樹脂粒子分散液としてもよい。導電性樹脂粒子分散液にすれば、塗工により電極を形成できる。また、後述する導電性樹脂粒子の製造方法において湿式粉砕を適用した場合には、導電性樹脂粒子分散液として得られる。
(Conductive resin particle dispersion)
In the present embodiment, the conductive resin particles may be dispersed in a dispersion medium to form a conductive resin particle dispersion. The conductive resin particle dispersion can form an electrode by coating. Moreover, when wet pulverization is applied in the manufacturing method of the conductive resin particle mentioned later, it is obtained as a conductive resin particle dispersion liquid.

本態様における導電性樹脂粒子分散液は、前記導電性樹脂粒子と分散媒とを含有する。
本態様で使用される分散媒としては、水、有機溶剤、水と有機溶剤との混合液が挙げられる。
有機溶剤としては、例えば、エステル系溶剤、エーテル系溶剤、炭化水素系溶剤、窒素原子含有溶剤、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤等が挙げられる。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル等が挙げられる。
エーテル系溶剤としては、例えば、ジエチルエーテル、ジメチルエーテル、エチレングリコール、プロピレングリコール、プロピレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル等が挙げられる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、ヘキサン、シクロヘキサン、ペンタン、ヘプタン、オクタン、デカン、ドデカン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、イソプロピルベンゼン等が挙げられる。
窒素原子含有溶剤としては、例えば、N−メチルピロリドン、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、2−メチル−2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、2−メチル−1−プロパノール、アリルアルコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル等が挙げられる。
ケトン系溶剤としては、例えば、ジエチルケトン、メチルプロピルケトン、メチルブチルケトン、メチルイソプロピルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルアミルケトン、ジイソプロピルケトン、メチルエチルケトン、アセトン、ジアセトンアルコール等が挙げられる。
前記有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
前記分散媒のなかでも、後述する導電性樹脂粒子の製造方法において湿式粉砕を適用した場合に、エステル系溶剤、炭化水素系溶剤、エーテル系溶剤、N−メチルピロリドンよりなる群から選ばれる少なくとも1種の溶剤が好ましい。さらには、前記分散媒のなかでも、酢酸エチル、酢酸ブチル、ヘプタン、トルエン、ジエチレングリコールジエチルエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。湿式粉砕の際に前記好ましい溶剤を用いると、導電性樹脂粒子を容易に形成でき、また、導電性複合体を安定化できる。
The conductive resin particle dispersion liquid in this aspect contains the conductive resin particles and a dispersion medium.
Examples of the dispersion medium used in this embodiment include water, an organic solvent, and a mixture of water and an organic solvent.
Examples of the organic solvent include ester solvents, ether solvents, hydrocarbon solvents, nitrogen atom-containing solvents, alcohol solvents, ketone solvents and the like.
Examples of ester solvents include ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate and the like.
Examples of the ether solvents include diethyl ether, dimethyl ether, ethylene glycol, propylene glycol, propylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol diethyl ether and the like.
Examples of hydrocarbon solvents include hexane, cyclohexane, pentane, heptane, octane, decane, dodecane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, propylbenzene, isopropylbenzene and the like.
As a nitrogen atom containing solvent, N-methyl pyrrolidone, dimethyl acetamide, dimethylformamide etc. are mentioned, for example.
As an alcohol solvent, for example, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 2-methyl-2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, 2-methyl-1-propanol, allyl alcohol, propylene glycol monomethyl Ether, ethylene glycol monomethyl ether and the like can be mentioned.
Examples of the ketone-based solvent include diethyl ketone, methyl propyl ketone, methyl butyl ketone, methyl isopropyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl amyl ketone, diisopropyl ketone, methyl ethyl ketone, acetone, diacetone alcohol and the like.
The organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
Among the dispersion media, at least one selected from the group consisting of ester solvents, hydrocarbon solvents, ether solvents, and N-methylpyrrolidone when wet grinding is applied in the method for producing conductive resin particles described later. Preferred are the solvents of the species. Furthermore, among the dispersion media, at least one selected from the group consisting of ethyl acetate, butyl acetate, heptane, toluene, and diethylene glycol diethyl ether is more preferable. When the above-mentioned preferred solvent is used in wet grinding, conductive resin particles can be easily formed and the conductive complex can be stabilized.

本態様における導電性樹脂粒子分散液における導電性樹脂粒子の含有量は、導電性樹脂粒子分散液の総質量に対して、0.1質量%以上80質量%以下が好ましく、0.5質量%以上50質量%以下がより好ましく、1質量%以上30質量%以下がさらに好ましい。導電性樹脂粒子分散液における導電性樹脂粒子の含有量が前記下限値以上であれば、1回の塗工で厚みのある導電層を容易に形成できる。導電性樹脂粒子分散液における導電性樹脂粒子の含有量が前記上限値以下であれば、導電性樹脂粒子分散液中の導電性樹脂粒子の分散性を高くすることができる。   The content of the conductive resin particles in the conductive resin particle dispersion in this aspect is preferably 0.1% by mass to 80% by mass with respect to the total mass of the conductive resin particle dispersion, and 0.5% by mass More than 50 mass% is more preferable, and 1 mass% or more and 30 mass% or less is more preferable. If the content of the conductive resin particles in the conductive resin particle dispersion is equal to or more than the lower limit value, a thick conductive layer can be easily formed by one coating. If the content of the conductive resin particles in the conductive resin particle dispersion is not more than the above upper limit, the dispersibility of the conductive resin particles in the conductive resin particle dispersion can be increased.

本態様における導電性樹脂粒子分散液は、炭素材料、金属粒子、無機化合物(但し、炭素材料及び金属粒子を除く。)、ポリマー粒子(但し、導電性樹脂粒子を除く、)よりなる群から選ばれる少なくとも1種を含有してもよい。   The conductive resin particle dispersion in this aspect is selected from the group consisting of carbon materials, metal particles, inorganic compounds (excluding carbon materials and metal particles), and polymer particles (excluding conductive resin particles). May be contained.

(電極の製造方法)
本態様の電極を製造する方法は、析出工程と回収工程と粉砕工程と成形工程とを有する。後述するように、粉砕工程において湿式粉砕を適用した場合には、導電性樹脂粒子は分散媒中に分散した導電性樹脂粒子分散液の状態で得られ、成形工程では導電性樹脂粒子分散液を成形して電極を得る。
(Method of manufacturing electrode)
The method of manufacturing the electrode of this aspect has a precipitation step, a recovery step, a grinding step, and a forming step. As described later, when wet grinding is applied in the grinding step, the conductive resin particles are obtained in the state of the conductive resin particle dispersion dispersed in the dispersion medium, and the conductive resin particle dispersion is obtained in the molding step. It shape | molds and obtains an electrode.

[析出工程]
析出工程は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体の水系分散液にアミン化合物を添加し、前記導電性複合体を析出させて析出物を形成させる工程である。
前記水系分散液にアミン化合物を添加した場合には、前記導電性複合体を構成するポリアニオンの一部のアニオン基、具体的にはπ共役系導電性高分子へのドープに関与しないアニオン基にアミン化合物が付加してアニオン基が消失する。これにより、導電性複合体が疎水化される。
但し、π共役系導電性高分子へのドープに関与しないアニオン基の全てにアミン化合物が付加しなくてもよく、ドープに関与しないアニオン基が一部残留してもよい。
疎水化された導電性複合体は、水系分散媒中で分散することができないため、析出して析出物となる。
[Precipitation process]
The precipitation step is a step of adding an amine compound to an aqueous dispersion of a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and depositing the conductive complex to form a precipitate.
When an amine compound is added to the aqueous dispersion, some of the anion groups of the polyanion constituting the conductive complex, specifically, anion groups that do not participate in the doping of the π-conjugated conductive polymer An amine compound is added to eliminate the anion group. Thereby, the conductive complex is hydrophobized.
However, the amine compound may not be added to all of the anion groups not involved in the doping to the π-conjugated conductive polymer, and a part of the anion groups not involved in the doping may remain.
The hydrophobized conductive complex can not be dispersed in the aqueous dispersion medium, and thus precipitates to form a precipitate.

導電性複合体の水系分散液に添加するアミン化合物は、第一級アミン、第二級アミン及び第三級アミンよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。
アミン化合物の添加量は、導電性複合体100質量部に対して、1質量部以上100000質量部以下であることが好ましく、10質量部以上50000質量部以下であることがより好ましく、50質量部以上10000質量部以下であることがさらに好ましい。アミン化合物の添加量が前記下限値以上であれば、導電性複合体の疎水性を充分に向上させることができ、前記上限値以下であれば、導電性樹脂粒子の導電性低下を防止できる。
The amine compound to be added to the aqueous dispersion of the conductive complex is at least one selected from the group consisting of primary amines, secondary amines and tertiary amines.
The addition amount of the amine compound is preferably 1 part by mass or more and 100000 parts by mass or less, more preferably 10 parts by mass or more and 50000 parts by mass or less, 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive complex. More preferably, it is at least 10000 parts by mass. If the addition amount of the amine compound is equal to or more than the lower limit value, the hydrophobicity of the conductive complex can be sufficiently improved, and if it is equal to or less than the upper limit value, the conductivity decrease of the conductive resin particles can be prevented.

該析出工程において、アミン化合物が添加される前記導電性高分子水分散液は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含有する導電性複合体が水系分散媒中に含まれる分散液である。ここで、水系分散媒は、水を含有し、水溶性有機溶剤を含んでもよい。水溶性有機溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。水溶性有機溶剤は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
水系分散媒における水の含有量は50質量%以上であることが好ましく、80質量%以上であることがより好ましく、100質量%であってもよい。
導電性高分子水系分散液は、例えば、ポリアニオンの水溶液中で、π共役系導電性高分子を形成するモノマーを化学酸化重合することにより得られる。また、導電性高分子水系分散液は市販のものを使用しても構わない。
前記化学酸化重合には、公知の触媒を適用してもよい。例えば、触媒及び酸化剤を用いることができる。触媒としては、例えば、塩化第二鉄、硫酸第二鉄、硝酸第二鉄、塩化第二銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。酸化剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム等の過硫酸塩が挙げられる。酸化剤は、還元された触媒を元の酸化状態に戻すことができる。
導電性高分子水分散液に含まれる導電性複合体の含有量としては、導電性高分子分散液の総質量に対して、0.1質量%以上10質量%以下が好ましく、0.3質量%以上5質量%以下が好ましく、0.5質量%以上4質量%以下がより好ましい。
The conductive polymer aqueous dispersion to which the amine compound is added in the precipitation step is a dispersion in which a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion is contained in an aqueous dispersion medium. Here, the aqueous dispersion medium contains water and may contain a water-soluble organic solvent. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohol solvents, ketone solvents and ester solvents. The water-soluble organic solvent may be used alone or in combination of two or more.
The content of water in the aqueous dispersion medium is preferably 50% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and 100% by mass.
The conductive polymer aqueous dispersion can be obtained, for example, by chemical oxidation polymerization of a monomer forming a π-conjugated conductive polymer in an aqueous solution of polyanion. The conductive polymer aqueous dispersion may be a commercially available one.
A known catalyst may be applied to the chemical oxidative polymerization. For example, catalysts and oxidants can be used. Examples of the catalyst include transition metal compounds such as ferric chloride, ferric sulfate, ferric nitrate, cupric chloride and the like. Examples of the oxidizing agent include persulfates such as ammonium persulfate, sodium persulfate, potassium persulfate and the like. The oxidant can return the reduced catalyst to its original oxidation state.
The content of the conductive complex contained in the conductive polymer aqueous dispersion is preferably 0.1% by mass to 10% by mass, based on the total mass of the conductive polymer dispersion, and 0.3% by mass. % Or more and 5% by mass or less is preferable, and 0.5% by mass or more and 4% by mass or less is more preferable.

導電性高分子水分散液にアミン化合物を添加する前、添加と同時又は添加した後には、有機溶剤を添加してもよい。有機溶剤としては、水溶性有機溶剤が好ましい。水溶性有機溶剤としては、アルコール系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤が挙げられる。水溶性有機溶剤を含む場合、1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。   Before, simultaneously with or after the addition of the amine compound to the conductive polymer water dispersion, an organic solvent may be added. As the organic solvent, a water-soluble organic solvent is preferable. Examples of the water-soluble organic solvent include alcohol solvents, ketone solvents and ester solvents. When the water-soluble organic solvent is contained, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.

導電性高分子水系分散液にアミン化合物を添加する前、添加している最中、又は添加した後には、加熱してもよい。   Before, during or after the addition of the amine compound to the conductive polymer aqueous dispersion, heating may be performed.

[回収工程]
回収工程は、疎水化導電性複合体からなる前記析出物を回収する工程である。
析出物を、水系分散媒から分取して回収する方法としては、例えば、ろ過、沈殿、抽出等の公知の分取方法を適用できる。これらの分取方法のなかでも、ろ過が好ましく、導電性複合体の形成に用いたポリアニオンがろ液とともに通過する程度に粗い目のフィルターを用いてろ過することが好ましい。このろ過方法によれば、析出物を分取するとともに、導電性複合体を形成していない余剰のポリアニオンをろ液側に残して、析出物と余剰のポリアニオンとを分離することができる。余剰のポリアニオンを除くことにより、析出物の導電性を高めることができる。
[Collection process]
The recovery step is a step of recovering the precipitate composed of the hydrophobized conductive complex.
As a method for separating and recovering the precipitate from the aqueous dispersion medium, for example, known separation methods such as filtration, precipitation, extraction and the like can be applied. Among these separation methods, filtration is preferable, and it is preferable to perform filtration using a coarse filter to such an extent that the polyanion used to form the conductive complex passes along with the filtrate. According to this filtration method, it is possible to separate the precipitate and the excess polyanion by leaving the excess polyanion not forming the conductive complex on the filtrate side while fractionating the precipitate. By removing the excess polyanion, the conductivity of the precipitate can be enhanced.

ろ過に使用するフィルターとしては、化学分析分野で用いられるろ紙が好ましい。このろ紙としては、例えば、アドバンテック社製ろ紙、保留粒子径7μm等が挙げられる。ここで、ろ紙の保留粒子径は目の粗さの目安であり、JIS P 3801〔ろ紙(化学分析用)〕で規定された硫酸バリウムなどを自然ろ過したときの漏えい粒子径により求められる。ろ紙の保留粒子径は、例えば2μm以上20μm以下とすることができる。この保留粒子径は、余剰のポリアニオンを透過させて容易に分離できることから、5μm以上10μm以下であることが好ましい。   As a filter used for filtration, filter paper used in the field of chemical analysis is preferable. As this filter paper, for example, a filter paper made by Advantec, a retention particle diameter of 7 μm, etc. may be mentioned. Here, the retained particle diameter of the filter paper is a measure of the coarseness of the eye, and it can be determined by the leaked particle diameter when naturally filtering barium sulfate or the like defined in JIS P 3801 [filter paper (for chemical analysis)]. The retention particle diameter of the filter paper can be, for example, 2 μm or more and 20 μm or less. The retention particle diameter is preferably 5 μm or more and 10 μm or less because it can be easily separated by permeating excess polyanion.

[粉砕工程]
粉砕工程は、回収した析出物を粉砕する工程である。粉砕工程では、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子が形成されるように析出物を粉砕することが好ましい。
析出物の粉砕方法としては、例えば、乳鉢を用いてすり潰す粉砕方法、粉砕機を用いて粉砕する方法等が挙げられる。粉砕機としては、例えば、ホモジナイザー、ボールミル、ローラーミル、ジェットミル、ハンマーミル等を用いることができる。
析出物の粉砕に際しては、分散媒中で析出物を粉砕する湿式粉砕を適用してもよいし、分散媒を含まない状態で析出物を粉砕する乾式粉砕を適用してもよい。粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の導電性樹脂粒子を容易に製造できる点では、湿式粉砕が好ましい。アミン化合物を用いて析出した前記析出物に湿式粉砕を適用した場合には、導電性樹脂粒子は、分散媒中に分散した状態で得られる。
湿式粉砕の際に使用する分散媒は、前記導電性樹脂粒子分散液に含まれる分散媒と同様である。湿式粉砕の際に使用する好ましい分散媒は、酢酸エチル、酢酸ブチル、ヘプタン、トルエン、ジエチレングリコールジエチルエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも1種である。これら好ましい分散媒を使用すれば、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の導電性樹脂粒子をより容易に製造できる。
乾式粉砕及び湿式粉砕のいずれにおいても、粉砕が不充分であると、粒子径20μm以下の粒子が形成されにくく、過度に粉砕すると、粒子の粒子径0.3μm未満になることがある。したがって、粉砕条件及び粉砕機の仕様を適宜選択することにより、粒子径0.3μm以上20μm以下の範囲の導電性樹脂粒子を形成することが好ましい。
[Crushing process]
The grinding step is a step of grinding the collected precipitates. In the pulverizing step, it is preferable to pulverize the precipitate so that particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm are formed.
As a method of grinding the precipitate, for example, a grinding method of grinding using a mortar, a method of grinding using a grinder and the like can be mentioned. As a grinder, a homogenizer, a ball mill, a roller mill, a jet mill, a hammer mill etc. can be used, for example.
In pulverizing the precipitate, wet pulverization may be applied in which the precipitate is pulverized in the dispersion medium, or dry pulverization in which the precipitate is pulverized without the dispersion medium may be applied. Wet grinding is preferable in that the conductive resin particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm can be easily produced. When wet grinding is applied to the precipitate deposited using an amine compound, the conductive resin particles are obtained in the state of being dispersed in a dispersion medium.
The dispersion medium used in wet pulverization is the same as the dispersion medium contained in the conductive resin particle dispersion. The preferred dispersion medium used in wet grinding is at least one selected from the group consisting of ethyl acetate, butyl acetate, heptane, toluene and diethylene glycol diethyl ether. By using these preferable dispersion media, conductive resin particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm can be more easily produced.
In either dry grinding or wet grinding, particles having a particle diameter of 20 μm or less are difficult to be formed if the grinding is insufficient, and when excessively crushed, the particle diameter of the particles may be less than 0.3 μm. Therefore, it is preferable to form conductive resin particles in the range of 0.3 μm to 20 μm in particle diameter by appropriately selecting the pulverizing conditions and the specification of the pulverizer.

[成形工程]
成形工程は、前記導電性樹脂粒子を成形する工程である。この成形によって電極が得られる。
粉砕工程において湿式粉砕を適用した場合には、導電性樹脂粒子は分散液の状態で得られるから、成形工程においては、導電性樹脂粒子分散液を用いて成形する。
導電性樹脂粒子分散液の成形方法としては、例えば、導電性樹脂粒子分散液を金属箔又はフィルムに塗工し、乾燥により分散媒を除去して、膜状の電極を形成する方法が挙げられる。金属箔としては、例えば、銅箔、アルミニウム箔等が挙げられ、フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム等が挙げられる。導電性樹脂粒子分散液の塗工は、公知のコーターを用いればよい。
導電性樹脂粒子分散液の他の成形方法としては、例えば、導電性樹脂粒子分散液を型枠に充填し、乾燥により分散媒を除去して、立体形状の電極を形成する方法が挙げられる。
粉砕工程において湿式粉砕を適用した上で、電極に炭素材料を含有させる場合には、成形工程の前に、前記導電性樹脂粒子分散液に炭素材料を添加すればよい。導電性樹脂粒子分散液に炭素材料が含まれる場合でも、導電性樹脂粒子分散液から分散媒を除去して成形すればよい。
粉砕工程において湿式粉砕を適用した上で、電極に、金属粒子、無機化合物(カーボン及び金属粒子を除く。)及びポリマー(導電性樹脂粒子を除く。)よるなる群から選ばれる少なくとも1種を含有させる場合には、成形工程の前に、前記導電性樹脂粒子分散液に、金属粒子、無機化合物及びポリマーよるなる群から選ばれる少なくとも1種を添加すればよい。導電性樹脂粒子分散液に、金属粒子、無機化合物及びポリマーよるなる群から選ばれる少なくとも1種が含まれる場合でも、導電性樹脂粒子分散液から分散媒を除去して成形すればよい。
[Molding process]
The molding step is a step of molding the conductive resin particles. This molding provides an electrode.
When wet pulverization is applied in the pulverizing step, since the conductive resin particles are obtained in the state of a dispersion liquid, in the molding step, the conductive resin particle dispersion liquid is used for molding.
Examples of a method of forming the conductive resin particle dispersion include a method of applying a conductive resin particle dispersion to a metal foil or film, and removing the dispersion medium by drying to form a film-like electrode. . As a metal foil, copper foil, an aluminum foil etc. are mentioned, for example, As a film, a polyethylene terephthalate film etc. are mentioned, for example. The coating of the conductive resin particle dispersion may be performed using a known coater.
As another forming method of the conductive resin particle dispersion, for example, a method of filling the conductive resin particle dispersion in a mold and removing the dispersion medium by drying may be mentioned to form a three-dimensional electrode.
When wet grinding is applied in the grinding step and the carbon material is contained in the electrode, the carbon material may be added to the conductive resin particle dispersion before the molding step. Even when the conductive resin particle dispersion liquid contains a carbon material, the conductive resin particle dispersion liquid may be molded by removing the dispersion medium.
After applying wet grinding in the grinding step, the electrode contains at least one selected from the group consisting of metal particles, inorganic compounds (excluding carbon and metal particles) and polymers (excluding conductive resin particles). In the case of forming the conductive resin particle dispersion, at least one selected from the group consisting of metal particles, inorganic compounds, and polymers may be added to the conductive resin particle dispersion before forming. Even when the conductive resin particle dispersion liquid contains at least one selected from the group consisting of metal particles, inorganic compounds and polymers, the conductive resin particle dispersion liquid may be molded by removing the dispersion medium.

粉砕工程において、乾式粉砕を適用した場合には、導電性樹脂粒子を型枠に充填し、加圧して、電極を形成する方法が挙げられる。
粉砕工程において乾式粉砕を適用した上で、電極に炭素材料を含有させる場合には、成形工程の前に、前記導電性樹脂粒子に炭素材料を混合し、得られた混合物を型枠に充填し、加圧して、電極を形成すればよい。
粉砕工程において乾式粉砕を適用した上で、電極に、金属粒子、無機化合物(カーボン及び金属粒子を除く。)及びポリマー(導電性樹脂粒子を除く。)よるなる群から選ばれる少なくとも1種を含有させる場合には、成形工程の前に、前記導電性樹脂粒子に、金属粒子、無機化合物及びポリマーよるなる群から選ばれる少なくとも1種を混合し、得られた混合物を型枠に充填し、加圧して、電極を形成すればよい。
When dry pulverization is applied in the pulverizing step, a method of filling the mold with conductive resin particles and pressurizing the same to form an electrode may be mentioned.
In the case where dry grinding is applied in the grinding step and the carbon material is contained in the electrode, the conductive resin particles are mixed with the carbon material, and the obtained mixture is filled in a mold before the molding step. The pressure may be applied to form an electrode.
After applying dry grinding in the grinding step, the electrode contains at least one selected from the group consisting of metal particles, inorganic compounds (excluding carbon and metal particles) and polymers (excluding conductive resin particles). In the case of forming the conductive resin particles, at least one selected from the group consisting of metal particles, inorganic compounds and polymers is mixed with the conductive resin particles before filling, and the obtained mixture is filled in a mold and added. The electrodes may be formed by pressing.

(作用効果)
本態様の電極は、アミン化合物によって疎水化された導電性複合体を含む前記導電性樹脂粒子を含有するため、電極の導電性が高くなりやすい。そのため、本態様の電極を備える電池特性(例えば、二次電池における充放電速度、容量維持率、容量発現率等)を向上させることができる。
本態様の電極に導電性樹脂粒子と共に炭素材料が含まれる場合には、電極の導電性がより高くなる。特に、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子を50質量%以上含有する導電性樹脂粒子を炭素材料と併用した場合には、その併用の効果がより発揮される。そのため、電極の導電性をさらに向上させることができ、電池の電池特性をさらに向上させることができる。
(Action effect)
Since the electrode of this aspect contains the said conductive resin particle containing the electroconductive composite hydrophobized by the amine compound, the electroconductivity of an electrode tends to become high. Therefore, battery characteristics (for example, charge and discharge speed, capacity retention rate, capacity development rate, and the like in the secondary battery) including the electrode of the present embodiment can be improved.
When the electrode of this embodiment contains a carbon material together with the conductive resin particles, the conductivity of the electrode is higher. In particular, when conductive resin particles containing 50% by mass or more of particles having a particle diameter of 0.3 μm or more and 20 μm or less are used in combination with a carbon material, the combined effect is more exhibited. Therefore, the conductivity of the electrode can be further improved, and the battery characteristics of the battery can be further improved.

<電池>
本発明の電池の一態様は、前記態様の電極を有する。
本態様の電池の一実施形態について説明する。但し、本態様の電池は、以下の実施形態に限定されない。
本実施形態の電池は、正極と負極とセパレータと電解液と容器とを有するリチウムイオン二次電池である。本実施形態における正極、負極及びセパレータはフィルム状である。
<Battery>
One aspect of the battery of the present invention has the electrode of the above aspect.
One embodiment of the battery of this aspect will be described. However, the battery of this aspect is not limited to the following embodiment.
The battery of the present embodiment is a lithium ion secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, a separator, an electrolytic solution, and a container. The positive electrode, the negative electrode and the separator in the present embodiment are in the form of a film.

正極を構成する材料としては、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMn、LiFePO等が挙げられる。
正極には、導電体である正極集電体が接続されていることが好ましい。正極に正極集電体を接続する場合には、例えば、正極集電体としてアルミニウム箔を使用し、そのアルミニウム箔の一方の面に正極を膜状に形成してもよい。
The material constituting the cathode, for example, LiCoO 2, LiNiO 2, LiMn 2 O 4, LiFePO 4 , and the like.
It is preferable that a positive electrode current collector, which is a conductor, be connected to the positive electrode. When the positive electrode current collector is connected to the positive electrode, for example, an aluminum foil may be used as the positive electrode current collector, and the positive electrode may be formed in a film shape on one surface of the aluminum foil.

本実施形態では、負極として、前記態様の電極を使用する。
負極には、導電体である負極集電体が接続されていることが好ましい。負極に負極集電体を接続する場合には、例えば、負極集電体として銅箔を使用し、その銅箔の一方の面に負極を膜状に形成してもよい。
In the present embodiment, the electrode of the above aspect is used as the negative electrode.
It is preferable that a negative electrode current collector, which is a conductor, be connected to the negative electrode. When the negative electrode current collector is connected to the negative electrode, for example, a copper foil may be used as the negative electrode current collector, and the negative electrode may be formed in a film shape on one surface of the copper foil.

セパレータは、正極と負極との間に配置される。
セパレータとしては、例えば、樹脂の多孔性シート又は不織布が使用される。セパレータを構成する樹脂としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル、ポリアミド等が挙げられる。
The separator is disposed between the positive electrode and the negative electrode.
As a separator, for example, a porous sheet or non-woven fabric of resin is used. As resin which comprises a separator, a polypropylene, polyethylene, polyvinylidene fluoride, polyester, a polyamide etc. are mentioned, for example.

電解液は、電解液用溶媒中に電解質を溶解させた液であり、公知のものを使用できる。
電解液用溶媒としては、例えば、アルコール系溶媒、ラクトン系溶媒、アミド系溶媒、ニトリル系溶媒、水等が挙げられる。電解液用溶媒は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
アルコール系溶媒としては、例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、グリセリン等が挙げられる。
ラクトン系溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
アミド系溶媒としては、例えば、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N−メチルピロリジノン等が挙げられる。
ニトリル系溶媒としては、例えば、アセトニトリル、3−メトキシプロピオニトリル等が挙げられる。
電解質としては、例えば、LiPF、LiBF、LiSbF、LiAsF、LiClO、LiBr、LiIO、LiAlCl等が挙げられる。電解質は1種を単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
The electrolytic solution is a solution in which an electrolyte is dissolved in a solvent for the electrolytic solution, and a known one can be used.
Examples of the solvent for the electrolytic solution include alcohol solvents, lactone solvents, amide solvents, nitrile solvents, water and the like. One solvent may be used alone, or two or more solvents may be used in combination.
Examples of alcohol solvents include ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, glycerin and the like.
Examples of lactone solvents include γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone and the like.
Examples of the amide solvents include N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-methylacetamide, N-methylpyrrolidinone and the like.
Examples of nitrile solvents include acetonitrile, 3-methoxypropionitrile and the like.
Examples of the electrolyte include LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiBr 4 , LiIO 4 , LiAlCl 4 and the like. An electrolyte may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

容器は、正極、負極、セパレータ及び電解液を収容するものである。容器の内部には、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に配置された積層体が複数積層されている。容器の内部では、[正極、セパレータ、負極、セパレータ]からなるユニットが繰り返し積層されている。また、容器の内部には電解液が充填されている。
正極又は正極集電体には第1リード線が接続されている。第1リード線は、正極又は正極集電体に接続されていない側の端部が容器外側に引き出され、端子に接続されている。
負極又は負極集電体には第2リード線が接続されている。第2リード線は、負極又は負極集電体に接続されていない側の端部が容器外側に引き出され、端子に接続されている。
The container contains the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the electrolytic solution. Inside the container, a plurality of laminates arranged in the order of a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator are stacked. Inside the container, a unit consisting of [positive electrode, separator, negative electrode, separator] is repeatedly laminated. In addition, the inside of the container is filled with an electrolytic solution.
The first lead wire is connected to the positive electrode or the positive electrode current collector. The end of the first lead wire not connected to the positive electrode or the positive electrode current collector is drawn to the outside of the container and connected to the terminal.
The second lead wire is connected to the negative electrode or the negative electrode current collector. The end of the second lead wire which is not connected to the negative electrode or the negative electrode current collector is drawn to the outside of the container and connected to the terminal.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、負極として前記態様の電極を使用している。前記態様の電極は、導電性が高いため、二次電池の電池特性を向上させることができる。したがって、例えば、二次電池の充電時間を短縮できる。
本実施形態において、負極に導電性樹脂粒子と共に炭素材料が含まれる場合には、負極の導電性がより高くなる。特に、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子を50質量%以上含有する導電性樹脂粒子を炭素材料と併用した場合には、その併用効果がより発揮される。そのため、負極の導電性をさらに向上させることができ、二次電池の電池特性をさらに向上させることができる。
The lithium ion secondary battery of the present embodiment uses the electrode of the above aspect as a negative electrode. Since the electrode of the above aspect has high conductivity, the battery characteristics of the secondary battery can be improved. Therefore, for example, the charging time of the secondary battery can be shortened.
In the present embodiment, when the negative electrode contains the carbon material together with the conductive resin particles, the conductivity of the negative electrode is further enhanced. In particular, when conductive resin particles containing 50% by mass or more of particles having a particle diameter of 0.3 μm or more and 20 μm or less are used in combination with a carbon material, the combined effect is more exhibited. Therefore, the conductivity of the negative electrode can be further improved, and the battery characteristics of the secondary battery can be further improved.

なお、前記実施形態は、リチウムイオン二次電池の形態であったが、本態様の電池は、リチウムイオン二次電池以外の他の二次電池であってもよいし、一次電池、燃料電池等であってもよい。また、電極を正極として用いてもよい。   Although the above embodiment is a lithium ion secondary battery, the battery of this aspect may be another secondary battery other than a lithium ion secondary battery, a primary battery, a fuel cell, etc. It may be In addition, an electrode may be used as a positive electrode.

(製造例1)
1000mlのイオン交換水に206gのスチレンスルホン酸ナトリウムを溶解し、80℃にて攪拌しながら、予め10mlの水に溶解した1.14gの過硫酸アンモニウム酸化剤溶液を20分間滴下し、その溶液を12時間攪拌した。
得られたスチレンスルホン酸ナトリウム含有溶液に、10質量%に希釈した硫酸を1000ml添加し、限外ろ過法を用いてポリスチレンスルホン酸含有溶液の1000mlの溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶媒を除去し、ポリスチレンスルホン酸を水洗した。この限外ろ過操作を3回繰り返した。
得られた溶液中の水を減圧除去して、無色の固形状のポリスチレンスルホン酸を得た。
(Production Example 1)
Dissolve 206 g of sodium styrene sulfonate in 1000 ml of ion-exchanged water, add 1.14 g of an ammonium persulfate oxidizing agent solution previously dissolved in 10 ml of water while stirring at 80 ° C. for 20 minutes, and add the solution to 12 Stir for hours.
1000 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass was added to the obtained sodium styrene sulfonate-containing solution, and 1000 ml of a solvent of the polystyrene sulfonic acid-containing solution was removed using an ultrafiltration method. To the residue, 2000 ml of deionized water was added, about 2000 ml of solvent was removed using ultrafiltration, and the polystyrenesulfonic acid was washed with water. This ultrafiltration operation was repeated three times.
Water in the obtained solution was removed under reduced pressure to obtain colorless solid polystyrene sulfonic acid.

(製造例2)
14.2gの3,4−エチレンジオキシチオフェンと、製造例1で得た36.7gのポリスチレンスルホン酸を2000mlのイオン交換水に溶かした溶液とを20℃で混合した。これにより得られた混合溶液を20℃に保ち攪拌を行いながら、200mlのイオン交換水に溶かした29.64gの過硫酸アンモニウムと8.0gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくりと添加し、3時間攪拌して反応させた。
得られた反応液に2000mlのイオン交換水を添加し、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶媒を除去した。この操作を3回繰り返した。次に、得られた溶液に、200mlの10質量%に希釈した硫酸と2000mlのイオン交換水とを加え、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶媒を除去した。残液に2000mlのイオン交換水を加え、限外ろ過法を用いて約2000mlの溶媒を除去し、ポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT−PSS)を水洗した。この操作を8回繰り返して、固形分濃度1.2質量%のPEDOT−PSS水分散液を得た。このPEDOT−PSS水分散液に含まれるPEDOT−PSSは、粒子径0.3μm以上の粒子ではなく、アミン化合物によって疎水化されたものでもない。
(Production Example 2)
A solution of 14.2 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and 36.7 g of polystyrene sulfonic acid obtained in Production Example 1 dissolved in 2000 ml of ion-exchanged water was mixed at 20 ° C. The mixed solution thus obtained is kept at 20 ° C. and 29.64 g of ammonium persulfate dissolved in 200 ml of ion-exchanged water and 8.0 g of a ferric sulfate oxidation catalyst solution are slowly added while stirring. The reaction was allowed to stir for 3 hours.
To the resulting reaction solution, 2000 ml of ion exchanged water was added, and about 2000 ml of solvent was removed using ultrafiltration. This operation was repeated three times. Next, 200 ml of sulfuric acid diluted to 10% by mass and 2000 ml of ion exchanged water were added to the obtained solution, and about 2000 ml of solvent was removed using ultrafiltration. To the residue, 2000 ml of ion exchanged water was added, about 2000 ml of solvent was removed using ultrafiltration, and polystyrene sulfonate-doped poly (3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT-PSS) was washed with water. This operation was repeated eight times to obtain a PEDOT-PSS aqueous dispersion having a solid concentration of 1.2% by mass. PEDOT-PSS contained in this PEDOT-PSS aqueous dispersion is not particles having a particle diameter of 0.3 μm or more, and is not hydrophobized by an amine compound.

(製造例3)
2.5gの3,4−エチレンジオキシチオフェンと、12.5gの製造例1のポリスチレンスルホン酸を500mlのイオン交換水に溶かした溶液とを30℃で混合させた。
これにより得られた混合溶液を30℃に保ち、掻き混ぜながら、44.35mlのイオン交換水に溶かした5.5gの過硫酸アンモニウムと0.15gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、8時間攪拌して反応させた。これにより、2.7質量%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)水分散液(PEDOT−PSS水分散液)を得た。
前記PEDOT−PSS水分散液565.0gに、トリオクチルアミン53.0gとイソプロパノール500gの混合液を添加し、PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物を析出させた。析出したPEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物をろ過により分取し水100gで洗浄した後、アセトン100gで洗浄してPEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gを固体として取り出した。
(Production Example 3)
A solution of 2.5 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and a solution of 12.5 g of the polystyrene sulfonic acid of Preparation Example 1 in 500 ml of deionized water was mixed at 30 ° C.
The mixed solution thus obtained is kept at 30 ° C., and while stirring, 5.5 g of ammonium persulfate dissolved in 44.35 ml of ion exchanged water and 0.15 g of a ferric sulfate oxidation catalyst solution are slowly added. The reaction was allowed to stir for 8 hours. Thereby, 2.7 mass% polystyrenesulfonic acid dope poly (3, 4- ethylene dioxythiophene) water dispersion (PEDOT-PSS water dispersion) was obtained.
A mixed solution of 53.0 g of trioctylamine and 500 g of isopropanol was added to 565.0 g of the aqueous dispersion of PEDOT-PSS to precipitate a trioctylamine adduct of PEDOT-PSS. The precipitated trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was separated by filtration and washed with 100 g of water, and then washed with 100 g of acetone to take out 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS as a solid.

(製造例4)
2.5gの3,4−エチレンジオキシチオフェンと、12.5gの製造例1のポリスチレンスルホン酸を500mlのイオン交換水に溶かした溶液とを30℃で混合させた。
これにより得られた混合溶液を30℃に保ち、掻き混ぜながら、44.35mlのイオン交換水に溶かした5.5gの過硫酸アンモニウムと0.15gの硫酸第二鉄の酸化触媒溶液とをゆっくり添加し、8時間攪拌して反応させた。これにより、2.7質量%のポリスチレンスルホン酸ドープポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)水分散液(PEDOT−PSS水分散液)を得た。
前記PEDOT−PSS水分散液565.0gに、トリヘキシルアミン40.4gとイソプロパノール500gの混合液を添加し、PEDOT−PSSのトリヘキシルアミン付加物を析出させた。析出したPEDOT−PSSのトリヘキシルアミン付加物をろ過により分取し水100gで洗浄した後、アセトン100gで洗浄してPEDOT−PSSのトリヘキシルアミン付加物を固体16.7gとして取り出した。
(Production Example 4)
A solution of 2.5 g of 3,4-ethylenedioxythiophene and a solution of 12.5 g of the polystyrene sulfonic acid of Preparation Example 1 in 500 ml of deionized water was mixed at 30 ° C.
The mixed solution thus obtained is kept at 30 ° C., and while stirring, 5.5 g of ammonium persulfate dissolved in 44.35 ml of ion exchanged water and 0.15 g of a ferric sulfate oxidation catalyst solution are slowly added. The reaction was allowed to stir for 8 hours. Thereby, 2.7 mass% polystyrenesulfonic acid dope poly (3, 4- ethylene dioxythiophene) water dispersion (PEDOT-PSS water dispersion) was obtained.
A mixed solution of 40.4 g of trihexylamine and 500 g of isopropanol was added to 565.0 g of the aqueous dispersion of PEDOT-PSS to precipitate a trihexylamine adduct of PEDOT-PSS. The precipitated trihexylamine adduct of PEDOT-PSS was separated by filtration and washed with 100 g of water, and then washed with 100 g of acetone to take out the trihexylamine adduct of PEDOT-PSS as a solid 16.7 g.

(実施例1)
製造例3で得たPEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gに酢酸エチル200gを添加し、ホモジナイザー(SILVERSON社製 L4RT)を用いて、7000rpmの攪拌数で10分間、PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物を粉砕した。これにより、PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物からなる導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を得た。得られた分散液の粒度分布を、動的光散乱粒度分布測定装置(大塚電子株式会社製、FPAR1000)を用いて測定した。測定結果を表1に示す。なお、以下の例においても同様に、PEDOT−PSSアミン付加物の有機溶剤分散液について粒度分布を測定した。
前記導電性樹脂粒子分散液を、No.12のバーコーターを用いて、ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、ルミラーT−60、平均厚さ60μm)に塗工し、100℃で1分間乾燥させて電極を形成して、電極フィルムを得た。
Example 1
200 g of ethyl acetate was added to 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS obtained in Preparation Example 3, and a PEDOT-PSS trichloride was added for 10 minutes with a stirring number of 7000 rpm using a homogenizer (L4RT manufactured by SILVERSON). The octylamine adduct was ground. Thus, an ethyl acetate dispersion of conductive resin particles consisting of a trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was obtained. The particle size distribution of the obtained dispersion was measured using a dynamic light scattering particle size distribution measuring apparatus (FPAR 1000, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.). The measurement results are shown in Table 1. The particle size distribution of the organic solvent dispersion of PEDOT-PSS amine adduct was also measured in the following examples.
The conductive resin particle dispersion is described in No. Using a bar coater of 12, apply to a polyethylene terephthalate film (Lumirror T-60 manufactured by Toray Industries, Inc., average thickness 60 μm) and dry at 100 ° C. for 1 minute to form an electrode, thereby obtaining an electrode film. The

(実施例2)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gに添加した酢酸エチルを酢酸ブチルに変更した以外は実施例1と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 2)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethyl acetate added to 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was changed to butyl acetate.

(実施例3)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gに添加した酢酸エチルをジエチレングリコールジエチルエーテル(表中では、「DEGDE」と表記する。)に変更した以外は実施例1と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 3)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethyl acetate added to 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was changed to diethylene glycol diethyl ether (denoted as "DEGDE" in the table). The

(実施例4)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gに添加した酢酸エチルをトルエンに変更した以外は実施例1と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 4)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the ethyl acetate added to 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was changed to toluene.

(実施例5)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gに添加した酢酸エチルをイソプロパノールに変更した以外は実施例1と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 5)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethyl acetate added to 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was changed to isopropanol.

(実施例6)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gに添加した酢酸エチルをメチルエチルケトンに変更した以外は実施例1と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 6)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethyl acetate added to 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was changed to methyl ethyl ketone.

(実施例7)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gに添加した酢酸エチルをヘプタンに変更した以外は実施例1と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 7)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 1 except that ethyl acetate added to 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was changed to heptane.

(実施例8)
製造例3で得たPEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物18.8gを製造例4で得たPEDOT−PSSのトリヘキシルアミン付加物16.7gに変更した以外は実施例1と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 8)
An electrode was prepared in the same manner as in Example 1 except that 18.8 g of the trioctylamine adduct of PEDOT-PSS obtained in Preparation Example 3 was changed to 16.7 g of the trihexylamine adduct of PEDOT-PSS obtained in Preparation Example 4 I got a film.

(比較例1)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物からなる導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液の代わりに製造例2のPEDOT−PSS水分散液を用い、実施例1と同様にポリエチレンテレフタレートフィルムに塗工して電極フィルムを得た。
(Comparative example 1)
Using a PEDOT-PSS aqueous dispersion of Preparation Example 2 instead of an ethyl acetate dispersion of conductive resin particles consisting of a trioctylamine adduct of PEDOT-PSS, and coating it on a polyethylene terephthalate film as in Example 1 An electrode film was obtained.

(実施例9)
実施例1のPEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物からなる導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液10gにカーボンペースト(ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ株式会社製、FD−7006H、分散媒:N−メチルピロリドン、固形分濃度:10質量%)10gを添加した。得られた分散液を、No.12のバーコーターを用いて、ポリエチレンテレフタレートフィルム(東レ株式会社製、ルミラーT−60、平均厚さ60μm)に塗工し、120℃で1分間乾燥させて電極を形成して、電極フィルムを得た。
(Example 9)
10 g of ethyl acetate dispersion of conductive resin particles comprising trioctylamine adduct of PEDOT-PSS of Example 1 with carbon paste (Lion Specialty Chemicals, Inc., FD-7006H, dispersion medium: N-methylpyrrolidone, Solid content concentration: 10% by mass) was added. The dispersion obtained is referred to no. Using a bar coater of 12, apply to a polyethylene terephthalate film (Lumirror T-60 manufactured by Toray Industries, Inc., average thickness 60 μm) and dry at 120 ° C. for 1 minute to form an electrode, thereby obtaining an electrode film. The

(実施例10)
実施例1の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を実施例2の導電性樹脂粒子の酢酸ブチル分散液に変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 10)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9 except that the ethyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 1 was changed to the butyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 2.

(実施例11)
実施例1の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を実施例3の導電性樹脂粒子のジエチレングリコールジエチルエーテルに変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 11)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9 except that the ethyl acetate dispersion liquid of the conductive resin particles of Example 1 was changed to diethylene glycol diethyl ether of the conductive resin particles of Example 3.

(実施例12)
実施例1の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を実施例4の導電性樹脂粒子のトルエン分散液に変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 12)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9 except that the ethyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 1 was changed to the toluene dispersion of the conductive resin particles of Example 4.

(実施例13)
実施例1の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を実施例5の導電性樹脂粒子のイソプロパノール分散液に変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 13)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9 except that the ethyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 1 was changed to the isopropanol dispersion of the conductive resin particles of Example 5.

(実施例14)
実施例1の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を実施例6の導電性樹脂粒子のメチルエチルケトン分散液に変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 14)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9 except that the ethyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 1 was changed to the methyl ethyl ketone dispersion of the conductive resin particles of Example 6.

(実施例15)
実施例1の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を実施例7の導電性樹脂粒子のヘプタン分散液に変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 15)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9 except that the ethyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 1 was changed to the heptane dispersion of the conductive resin particles of Example 7.

(実施例16)
実施例1の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液を実施例8の導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液に変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Example 16)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9 except that the ethyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 1 was changed to the ethyl acetate dispersion of the conductive resin particles of Example 8.

(比較例2)
実施例9において、PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物からなる導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液の代わりに製造例2のPEDOT−PSS水分散液を用い、実施例9と同様に塗工しようとしたが、分散液がゲル化した。そのため、フィルムに塗工できなかった。
(Comparative example 2)
In Example 9, using the aqueous dispersion of PEDOT-PSS of Preparation Example 2 instead of the ethyl acetate dispersion of conductive resin particles consisting of a trioctylamine adduct of PEDOT-PSS, the coating is carried out in the same manner as Example 9. However, the dispersion gelled. Therefore, it could not be applied to the film.

(比較例3)
PEDOT−PSSのトリオクチルアミン付加物からなる導電性樹脂粒子の酢酸エチル分散液10gを酢酸エチル10gに変更した以外は実施例9と同様にして電極フィルムを得た。
(Comparative example 3)
An electrode film was obtained in the same manner as in Example 9, except that 10 g of ethyl acetate dispersion of conductive resin particles consisting of a trioctylamine adduct of PEDOT-PSS was changed to 10 g of ethyl acetate.

<評価>
[表面抵抗値]
各例の電極フィルムについて、表面抵抗値を、JIS K7194に従い、抵抗率計(株式会社三菱化学アナリティック製ハイレスタ)を用い、印加電圧10Vの条件で測定した。表面抵抗値の測定結果を表1,2に示す。
電極フィルムの表面抵抗値が高い程、すなわち電極フィルムの導電性が高い程、電極フィルムを二次電池の電極として使用した際の電池特性が向上すると推測される。例えば、電極フィルムの導電性が高い程、電極フィルムを二次電池の電極として使用した際の充放電速度が速くなると推測される。
<Evaluation>
[Surface resistance]
The surface resistance value of the electrode film of each example was measured according to JIS K 7194 using a resistivity meter (Hiresta manufactured by Mitsubishi Chemical Analytic Co., Ltd.) under the condition of an applied voltage of 10 V. The measurement results of the surface resistance value are shown in Tables 1 and 2.
It is assumed that the higher the surface resistance of the electrode film, that is, the higher the conductivity of the electrode film, the better the battery characteristics when the electrode film is used as an electrode of a secondary battery. For example, it is assumed that the higher the conductivity of the electrode film, the faster the charge and discharge speed when the electrode film is used as an electrode of a secondary battery.

Figure 2019083158
Figure 2019083158

Figure 2019083158
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各実施例における導電性粒子は、粒度分布のメインピークの粒子径範囲が0.3μm以上20μm以下の範囲であり、粒子径が0.3μm以上20μm以下の粒子を含有していた。しかも、各実施例における導電性粒子は、粒子径が0.3μm以上20μm以下の粒子の含有量が80%以上であった。
なお、各実施例における導電性粒子は、メインピークの粒子径範囲内にある粒子及び粒子径20μm超の粒子のみからなり、他の粒子径範囲の粒子は確認されなかった。
The conductive particles in each example contained particles with a particle diameter range of 0.3 μm to 20 μm and a particle diameter of 0.3 μm to 20 μm in the main peak of the particle size distribution. Moreover, in the conductive particles in each example, the content of particles having a particle diameter of 0.3 μm or more and 20 μm or less was 80% or more.
In addition, the electroconductive particle in each Example consists only of the particle | grains in the particle diameter range of the main peak, and the particle | grains of particle diameter over 20 micrometers, and the particle | grains of the other particle diameter range were not confirmed.

PEDOT−PSSのアミン化合物付加物からなる導電性樹脂粒子を電極に含む実施例1〜8の電極フィルムは、表面抵抗値が低かった。これに対し、電極に含まれるPEDOT−PSSがアミン化合物によって疎水化されていない比較例1の電極フィルムは、表面抵抗値が高かった。これより、実施例1〜8の電極フィルムを用いた二次電池は、比較例1の電極フィルムを用いた二次電池よりも、充放電速度等の電池特性に優れていると推測される。
PEDOT−PSSのアミン付加物からなる導電性樹脂粒子とカーボンとを電極に含む実施例9〜16の電極フィルムは、カーボンを電極に含み且つ導電性樹脂粒子を含まない比較例3の電極フィルムよりも、表面抵抗値が低かった。これより、実施例9〜16の電極フィルムを用いた二次電池は、比較例3の電極フィルムを用いた二次電池よりも、充放電速度等の電池特性に優れていると推測される。
The electrode films of Examples 1 to 8 including conductive resin particles consisting of an amine compound adduct of PEDOT-PSS in the electrode had low surface resistance. On the other hand, the electrode film of Comparative Example 1 in which PEDOT-PSS contained in the electrode was not hydrophobized by the amine compound had a high surface resistance value. From this, it is surmised that the secondary batteries using the electrode films of Examples 1 to 8 are superior to the secondary batteries using the electrode film of Comparative Example 1 in battery characteristics such as charge and discharge speed.
The electrode films of Examples 9 to 16 containing conductive resin particles consisting of amine adducts of PEDOT-PSS and carbon in the electrode were the same as those of Comparative Example 3 containing carbon in the electrode and no conductive resin particles. Also, the surface resistance value was low. From this, it is surmised that the secondary battery using the electrode film of Examples 9-16 is superior to the secondary battery using the electrode film of Comparative Example 3 in battery characteristics such as charge and discharge speed.

Claims (19)

導電性樹脂粒子を含有する電極であって、
前記導電性樹脂粒子が、導電性複合体を含有する樹脂粒子であり、
前記導電性複合体は、π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含み、前記ポリアニオンの一部のアニオン基にアミン化合物が付加している、電極。
An electrode containing conductive resin particles, wherein
The conductive resin particles are resin particles containing a conductive complex,
The electrode, wherein the conductive complex includes a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and an amine compound is added to an anion group of a part of the polyanion.
前記導電性樹脂粒子は、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子を含む、請求項1又は2に記載の電極。   The electrode according to claim 1, wherein the conductive resin particles include particles having a particle diameter in a range of 0.3 μm to 20 μm. 前記導電性樹脂粒子は、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子の含有量が50%以上である、請求項2に記載の電極。   The electrode according to claim 2, wherein the conductive resin particles have a content of particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm of 50% or more. 炭素材料をさらに含有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の電極。   The electrode according to any one of claims 1 to 3, further comprising a carbon material. 前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、請求項1〜4のいずれか一項に記載の電極。   The electrode according to any one of claims 1 to 4, wherein the π-conjugated conductive polymer is poly (3,4-ethylenedioxythiophene). 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電極。   The electrode according to any one of claims 1 to 5, wherein the polyanion is polystyrene sulfonic acid. 請求項1〜6のいずれか一項に記載の電極を有する電池。   The battery which has an electrode as described in any one of Claims 1-6. 二次電池である、請求項7に記載の電池。   The battery according to claim 7, which is a secondary battery. リチウムイオン電池である、請求項7又は8に記載の電池。   The battery according to claim 7, which is a lithium ion battery. 前記電極を負極として用いる、請求項7〜9のいずれか一項に記載の電池。   The battery according to any one of claims 7 to 9, wherein the electrode is used as a negative electrode. π共役系導電性高分子及びポリアニオンを含む導電性複合体の水系分散液にアミン化合物を添加し、前記導電性複合体を析出させて析出物を形成させる析出工程と、
該析出物を回収する回収工程と、
回収した析出物を、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子が形成されるように粉砕して導電性樹脂粒子を形成する粉砕工程と、
前記導電性樹脂粒子を成形する成形工程と、
を有する、電極の製造方法。
a precipitation step of adding an amine compound to an aqueous dispersion of a conductive complex containing a π-conjugated conductive polymer and a polyanion, and depositing the conductive complex to form a precipitate;
A recovery step of recovering the precipitate;
A pulverizing step of pulverizing the collected precipitate so as to form particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm to form conductive resin particles;
A forming step of forming the conductive resin particles;
A method of manufacturing an electrode, comprising:
前記粉砕工程では、粒子径が0.3μm以上20μm以下の範囲の粒子が形成されるように前記析出物を粉砕する、請求項11に記載の電極の製造方法。   The method according to claim 11, wherein in the pulverizing step, the precipitate is pulverized so that particles having a particle diameter in the range of 0.3 μm to 20 μm are formed. 前記粉砕工程では、前記析出物を分散媒中で湿式粉砕して、分散媒中に導電性樹脂粒子が分散する導電性樹脂粒子分散液を得る、請求項11又は12に記載の電極の製造方法。   The method of producing an electrode according to claim 11 or 12, wherein in the pulverizing step, the precipitate is wet pulverized in a dispersion medium to obtain a conductive resin particle dispersion liquid in which the conductive resin particles are dispersed in the dispersion medium. . 前記分散媒が、酢酸エチル、酢酸ブチル、ヘプタン、トルエン、ジエチレングリコールジエチルエーテルよりなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項13に記載の電極の製造方法。   The method for producing an electrode according to claim 13, wherein the dispersion medium is at least one selected from the group consisting of ethyl acetate, butyl acetate, heptane, toluene, and diethylene glycol diethyl ether. 前記成形工程では、前記導電性樹脂粒子分散液から分散媒を除去する、請求項13又は14に記載の電極の製造方法。   The manufacturing method of the electrode of Claim 13 or 14 which removes a dispersion medium from the said conductive resin particle dispersion liquid in the said formation process. 前記成形工程の前に、前記導電性樹脂粒子分散液に炭素材料を添加する、請求項15に記載の電極の製造方法。   The manufacturing method of the electrode of Claim 15 which adds a carbon material to the said conductive resin particle dispersion liquid before the said formation process. 前記π共役系導電性高分子がポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)である、請求項11〜16のいずれか一項に記載の電極の製造方法。   The manufacturing method of the electrode as described in any one of Claims 11-16 whose said (pi) conjugated system conductive polymer is poly (3, 4- ethylene dioxythiophene). 前記ポリアニオンがポリスチレンスルホン酸である、請求項11〜17のいずれか一項に記載の電極の製造方法。   The manufacturing method of the electrode as described in any one of Claims 11-17 whose said polyanion is a polystyrene sulfonic acid. 前記成形工程では、基材に前記導電性樹脂粒子分散液を塗工し、乾燥させて、前記基材の表面に、前記導電性樹脂粒子を含有する電極を形成する、請求項11〜18のいずれか一項に記載の電極の製造方法。   The conductive resin particle dispersion liquid is coated on a substrate in the forming step, and dried to form an electrode containing the conductive resin particle on the surface of the substrate. The manufacturing method of the electrode as described in any one.
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