JP2021089887A - Liquid composition set and method for manufacturing electrochemical element - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液体組成物セット及び電気化学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a liquid composition set and a method for producing an electrochemical device.
リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、レドックスキャパシタ等の電気化学素子は、携帯機器、ハイブリット自動車、電気自動車等へ搭載され、需要が拡大している。また、各種ウェアラブル機器や医療用パッチに搭載する薄型電池に対するニーズが高まってきており、電気化学素子に対する要求が多様化している。 Electrochemical elements such as lithium ion secondary batteries, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, and redox capacitors are installed in portable devices, hybrid vehicles, electric vehicles, and the like, and demand is expanding. In addition, the needs for thin batteries to be mounted on various wearable devices and medical patches are increasing, and the demands for electrochemical elements are diversifying.
従来、電気化学素子を構成する電極の製造方法としては、ダイコーター、コンマコーター、リバースロールコーター等を用いて、電極材料と、液体を含む電極合材層用液体組成物を塗布することにより、電極基体上に電極合材層を形成する方法が知られている。 Conventionally, as a method for manufacturing an electrode constituting an electrochemical element, an electrode material and a liquid composition for an electrode mixture layer containing a liquid are applied by using a die coater, a comma coater, a reverse roll coater, or the like. A method of forming an electrode mixture layer on an electrode substrate is known.
例えば、電極基体上に、電極合材層用液体組成物をスクリーン印刷することにより、電極合材層を形成することができる。 For example, the electrode mixture layer can be formed by screen-printing the liquid composition for the electrode mixture layer on the electrode substrate.
しかしながら、ニーズに合わせた形状にスクリーン印刷するためには、ニーズ毎にスクリーンを作製する必要がある。 However, in order to screen-print in a shape that meets the needs, it is necessary to manufacture a screen for each need.
そこで、液体吐出装置を用いて、電極基体上に、電極合材層用液体組成物を吐出することにより、電極合材層を形成する方法が検討されている(例えば、特許文献1、2参照)。
Therefore, a method of forming an electrode mixture layer by discharging a liquid composition for an electrode mixture layer onto an electrode substrate using a liquid discharge device has been studied (see, for example,
例えば、電極合材層用液体組成物の乾燥効率の観点から、電極合材層用液体組成物に含まれる液体として、沸点が低い液体を用いることが考えられる。 For example, from the viewpoint of the drying efficiency of the liquid composition for the electrode mixture layer, it is conceivable to use a liquid having a low boiling point as the liquid contained in the liquid composition for the electrode mixture layer.
しかしながら、電気化学素子の特性が良好となる電極材料(例えば、活物質、導電助剤、バインダ、電解質等)の、当該沸点が低い液体に対する溶解性又は分散性が常に良好であるとは限らない。 However, the solubility or dispersibility of an electrode material (for example, an active material, a conductive additive, a binder, an electrolyte, etc.) having good properties of an electrochemical element in a liquid having a low boiling point is not always good. ..
また、電極合材層用液体組成物の吐出特性の観点から、電極合材層用液体組成物に含まれる液体として、沸点が高い液体を用いることも考えられる。 Further, from the viewpoint of the discharge characteristics of the liquid composition for the electrode mixture layer, it is conceivable to use a liquid having a high boiling point as the liquid contained in the liquid composition for the electrode mixture layer.
したがって、電気化学素子の特性や、吐出特性が良好となる電極合材層用液体組成物を設計する際には、液体の電気化学的特性や電極材料の電気化学的特性を考慮すると同時に、電極材料の液体に対する溶解性、分散性等の複数の条件を考慮する必要がある。そのため、電極合材層用液体組成物の設計の自由度を向上させることが望まれている。 Therefore, when designing a liquid composition for an electrode mixture layer that has good electrochemical element characteristics and discharge characteristics, the electrochemical characteristics of the liquid and the electrochemical characteristics of the electrode material are taken into consideration, and at the same time, the electrode It is necessary to consider multiple conditions such as solubility and dispersibility of the material in the liquid. Therefore, it is desired to improve the degree of freedom in designing the liquid composition for the electrode mixture layer.
本発明は、設計の自由度が高く、電気化学素子を構成する正極合材層又は負極合材層の形成に用いることが可能な液体組成物セットを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a liquid composition set having a high degree of freedom in design and which can be used for forming a positive electrode mixture layer or a negative electrode mixture layer constituting an electrochemical element.
本発明の一態様は、正極合材層又は負極合材層の形成に用いられる液体組成物セットであって、第1の電極材料が第1の液体に溶解又は分散している第1の液体組成物と、前記第1の電極材料とは異なる第2の電極材料が前記第1の液体とは異なる第2の液体に溶解又は分散している第2の液体組成物を有し、前記第2の電極材料は、前記第1の液体よりも、前記第2の液体に溶解又は分散しやすい。 One aspect of the present invention is a liquid composition set used for forming a positive electrode mixture layer or a negative electrode mixture layer, wherein the first electrode material is dissolved or dispersed in the first liquid. The composition has a second liquid composition in which a second electrode material different from the first electrode material is dissolved or dispersed in a second liquid different from the first liquid. The electrode material of 2 is more easily dissolved or dispersed in the second liquid than the first liquid.
本発明によれば、設計の自由度が高く、電気化学素子を構成する正極合材層又は負極合材層の形成に用いることが可能な液体組成物セットを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a liquid composition set that has a high degree of freedom in design and can be used for forming a positive electrode mixture layer or a negative electrode mixture layer constituting an electrochemical element.
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、同一の構成には、同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings. The same components may be designated by the same reference numerals and description thereof may be omitted.
[液体組成物セット]
本実施形態の液体組成物セットは、正極合材層又は負極合材層の形成に用いられる。
[Liquid composition set]
The liquid composition set of the present embodiment is used for forming a positive electrode mixture layer or a negative electrode mixture layer.
本実施形態の液体組成物セットは、第1の電極材料が第1の液体に溶解又は分散している第1の液体組成物と、第1の電極材料とは異なる第2の電極材料が第1の液体とは異なる第2の液体に溶解又は分散している第2の液体組成物を有する。 The liquid composition set of the present embodiment includes a first liquid composition in which the first electrode material is dissolved or dispersed in the first liquid, and a second electrode material different from the first electrode material. It has a second liquid composition that is dissolved or dispersed in a second liquid that is different from the first liquid.
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、液体とは、電極材料を溶解又は分散させる媒体として機能する液体を意味し、バインダの前駆体として機能する液体(例えば、モノマー)を含まない。 In the present specification and claims, the liquid means a liquid that functions as a medium for dissolving or dispersing the electrode material, and does not include a liquid (for example, a monomer) that functions as a precursor of the binder.
ここで、第1の電極材料は、活物質、導電助剤、バインダ、及び電解質の少なくともいずれかを含むことができ、好ましくは導電助剤を含む。これにより、電気化学素子の特性が向上する。 Here, the first electrode material can contain at least one of an active material, a conductive auxiliary agent, a binder, and an electrolyte, and preferably contains a conductive auxiliary agent. This improves the characteristics of the electrochemical device.
また、第2の電極材料は、活物質、導電助剤、バインダ、及び電解質の少なくともいずれかを含むことができる。 The second electrode material can also contain at least one of an active material, a conductive additive, a binder, and an electrolyte.
本実施形態の液体組成物セットでは、第2の電極材料が、第1の液体よりも、第2の液体に溶解又は分散しやすい。 In the liquid composition set of the present embodiment, the second electrode material is more likely to dissolve or disperse in the second liquid than in the first liquid.
その結果、本実施形態の液体組成物セットでは、設計の自由度が高く、かつ、電気化学素子の特性、吐出特性に優れる液体組成物セットが得られる。 As a result, in the liquid composition set of the present embodiment, a liquid composition set having a high degree of freedom in design and excellent characteristics of the electrochemical element and discharge characteristics can be obtained.
なお、本実施形態の液体組成物セットは、第1の液体組成物及び第2の液体組成物の少なくともいずれかを一種以上有していてもよい。 The liquid composition set of the present embodiment may have at least one of the first liquid composition and the second liquid composition.
ここで、第1の液体組成物及び第2の液体組成物の少なくともいずれかとは、第1の液体組成物のみを示す場合、第2の液体組成物のみを示す場合、または第1の液体組成物と第2の液体組成物の両方を示す場合である。 Here, at least one of the first liquid composition and the second liquid composition indicates only the first liquid composition, only the second liquid composition, or the first liquid composition. This is the case where both the product and the second liquid composition are shown.
また、第1の液体組成物及び第2の液体組成物の少なくともいずれかを一種以上有するとは、第1の液体組成物及び第2の液体組成物のいずれも一種ずつ有する場合、第1の液体組成物を二種以上有しかつ第2の液体組成物を一種有する場合、第1の液体組成物を一種有しかつ第2の液体組成物を二種以上有する場合、あるいは第1の液体組成物及び第2の液体組成物のいずれも二種以上有する場合を示す。 In addition, having at least one of the first liquid composition and the second liquid composition means that the first liquid composition and the second liquid composition are each one of the first liquid compositions. When having two or more kinds of liquid compositions and having one kind of second liquid composition, when having one kind of first liquid composition and having two or more kinds of second liquid composition, or having one kind of first liquid The case where both the composition and the second liquid composition have two or more kinds is shown.
一般に、電極合材層を構成する電極活物質、導電助剤、バインダ、及び電解質のいずれかが、液体に良好に溶解又は分散する条件は、それぞれによって異なる場合がある。また、電極合材層を構成する電極活物質、導電助剤、バインダ、及び電解質のいずれかが、同一の液体に良好に溶解又は分散しても、これらを混合すると、良好に溶解又は分散しなくなる場合がある。 In general, the conditions under which any of the electrode active material, the conductive auxiliary agent, the binder, and the electrolyte constituting the electrode mixture layer are satisfactorily dissolved or dispersed in the liquid may differ depending on each. Further, even if any of the electrode active material, the conductive auxiliary agent, the binder, and the electrolyte constituting the electrode mixture layer is well dissolved or dispersed in the same liquid, when these are mixed, they are well dissolved or dispersed. It may disappear.
電気化学素子の特性が良好であると期待される、電極活物質、導電助剤、バインダ、及び電解質のうちの複数種の電極材料にとって、良好に溶解又は分散する液体が異なると、これらの電極材料のうちの複数種の電極材料を含む液体組成物を吐出することが困難になる可能性がある。 For multiple electrode materials of electrode active materials, conductive aids, binders, and electrolytes, which are expected to have good electrochemical element properties, these electrodes have different liquids that dissolve or disperse well. It can be difficult to eject a liquid composition that contains multiple electrode materials of the material.
そこで、第1の液体組成物及び前記第2の液体組成物の少なくともいずれかを一種以上有することにより、液体組成物の設計自由度が向上する。 Therefore, by having at least one of the first liquid composition and at least one of the second liquid compositions, the degree of freedom in designing the liquid composition is improved.
第1の電極材料及び前記第2の電極材料の少なくともいずれかが活物質を含む場合、液体組成物中の活物質の含有量は、20質量%以上であることが好ましく、25質量%以上であることがさらに好ましい。液体組成物中の活物質の含有量が20質量%以上であると、電気化学素子の容量が向上し、25%以上であると、電気化学素子の容量がさらに向上する。 When at least one of the first electrode material and the second electrode material contains an active material, the content of the active material in the liquid composition is preferably 20% by mass or more, preferably 25% by mass or more. It is more preferable to have. When the content of the active material in the liquid composition is 20% by mass or more, the capacity of the electrochemical element is improved, and when it is 25% or more, the capacity of the electrochemical element is further improved.
なお、液体組成物中の活物質の含有量は、60質量%以下であることが好ましい。液体組成物中の活物質の含有量が60質量%以下であると、液体組成物の吐出性が向上する。 The content of the active material in the liquid composition is preferably 60% by mass or less. When the content of the active material in the liquid composition is 60% by mass or less, the discharge property of the liquid composition is improved.
第1の液体組成物及び第2の液体組成物は、液体吐出ヘッドから吐出することが可能な粘度であることが好ましい。 The first liquid composition and the second liquid composition preferably have a viscosity capable of being discharged from the liquid discharge head.
液体組成物の25℃における粘度は、200mPa・s以下であることが好ましい。液体組成物の25℃における粘度が200mPa・s以下であると、液体組成物の吐出安定性が向上する。 The viscosity of the liquid composition at 25 ° C. is preferably 200 mPa · s or less. When the viscosity of the liquid composition at 25 ° C. is 200 mPa · s or less, the discharge stability of the liquid composition is improved.
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、電極材料が液体に溶解しているとは、液体組成物の25℃における粘度が200mPa・s以下であることを意味する。 In the present specification and claims, the fact that the electrode material is dissolved in a liquid means that the viscosity of the liquid composition at 25 ° C. is 200 mPa · s or less.
また、第2の電極材料は、第1の液体よりも、第2の液体に溶解しやすいとは、第2の液体組成物において、第2の液体を第1の液体に置換した場合に、25℃における粘度が上昇すること、又は、第2の電極材料が第1の液体に溶解しなくなることを意味する。 Further, the second electrode material is more soluble in the second liquid than the first liquid when the second liquid is replaced with the first liquid in the second liquid composition. It means that the viscosity at 25 ° C. increases, or that the second electrode material becomes insoluble in the first liquid.
第1の電極材料及び第2の電極材料は、最大粒子径が液体吐出ヘッドのノズル径よりも小さいことが好ましい。 It is preferable that the maximum particle size of the first electrode material and the second electrode material is smaller than the nozzle diameter of the liquid discharge head.
ここで、最大粒子径は、体積基準の粒度分布が100%となる粒径を示す。最大粒子径は、レーザ回折法を利用した粒度分布計により測定することができる。 Here, the maximum particle size indicates a particle size at which the volume-based particle size distribution is 100%. The maximum particle size can be measured by a particle size distribution meter using a laser diffraction method.
第1の電極材料及び第2の電極材料のモード径は、好ましくは20μm以下、より好ましくは10μm以下、さらに好ましくは3μm以下である。第1の電極材料及び第2の電極材料のモード径が20μm以下であると、第1の液体組成物及び第2の液体組成物の吐出安定性及び耐沈降性が向上し、10μm以下であると、第1の液体組成物及び第2の液体組成物の吐出安定性及び耐沈降性がより向上し、3μm以下であると、第1の液体組成物及び第2の液体組成物の吐出安定性及び耐沈降性がさらに向上する。 The mode diameter of the first electrode material and the second electrode material is preferably 20 μm or less, more preferably 10 μm or less, still more preferably 3 μm or less. When the mode diameter of the first electrode material and the second electrode material is 20 μm or less, the discharge stability and sedimentation resistance of the first liquid composition and the second liquid composition are improved, and the mode diameter is 10 μm or less. And, the discharge stability and sedimentation resistance of the first liquid composition and the second liquid composition are further improved, and when it is 3 μm or less, the discharge stability of the first liquid composition and the second liquid composition is improved. The property and sediment resistance are further improved.
ここで、モード径は、粒度分布の最頻値となる粒径を示す。モード径は、レーザ回折法を利用した粒度分布計により測定することができる。 Here, the mode diameter indicates the particle size that is the most frequent value of the particle size distribution. The mode diameter can be measured by a particle size distribution meter using a laser diffraction method.
なお、本明細書及び特許請求の範囲において、電極材料が液体に分散しているとは、液体組成物のモード径が3μm以下であることを意味する。 In the present specification and claims, the fact that the electrode material is dispersed in the liquid means that the mode diameter of the liquid composition is 3 μm or less.
また、第2の電極材料は、第1の液体よりも、第2の液体に分散しやすいとは、第2の液体組成物において、第2の液体を第1の液体に置換した場合に、モード径が上昇すること、又は、第2の電極材料が第1の液体に分散しなくなることを意味する。 Further, the second electrode material is more easily dispersed in the second liquid than the first liquid when the second liquid is replaced with the first liquid in the second liquid composition. It means that the mode diameter increases or the second electrode material does not disperse in the first liquid.
第1の電極材料及び第2の電極材料の10%径(d10)は、0.10μm以上であることが好ましく、0.15μm以上であることがより好ましい。第1の電極材料及び第2の電極材料のメジアン径(d10)が0.10μm以上であると、液体組成物の貯蔵安定性が向上し、0.15μm以上であると、液体組成物の貯蔵安定性がさらに向上する。 The 10% diameter (d10) of the first electrode material and the second electrode material is preferably 0.10 μm or more, and more preferably 0.15 μm or more. When the median diameter (d10) of the first electrode material and the second electrode material is 0.10 μm or more, the storage stability of the liquid composition is improved, and when it is 0.15 μm or more, the liquid composition is stored. Stability is further improved.
電極材料の10%径は、レーザ回折法を利用した粒度分布計により測定することができる。 The 10% diameter of the electrode material can be measured by a particle size distribution meter using a laser diffraction method.
<活物質>
活物質としては、正極活物質又は負極活物質を用いることができる。
<Active material>
As the active material, a positive electrode active material or a negative electrode active material can be used.
なお、正極活物質又は負極活物質は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The positive electrode active material or the negative electrode active material may be used alone or in combination of two or more.
正極活物質としては、アルカリ金属イオンを吸蔵又は放出することが可能であれば、特に制限はないが、アルカリ金属含有遷移金属化合物を用いることができる。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude or release alkali metal ions, but an alkali metal-containing transition metal compound can be used.
ここで、吸蔵とは、負極活物質にアルカリ金属イオンが挿入されることを示す。また、放出とは、負極活物質からアルカリ金属イオンが脱離することを示す。 Here, occlusion means that alkali metal ions are inserted into the negative electrode active material. Further, the release means that the alkali metal ion is desorbed from the negative electrode active material.
アルカリ金属含有遷移金属化合物としては、例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄及びバナジウムからなる群より選択される一種以上の元素とリチウムとを含む複合酸化物等のリチウム含有遷移金属化合物が挙げられる。 Examples of the alkali metal-containing transition metal compound include lithium-containing transition metal compounds such as a composite oxide containing one or more elements selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, chromium, iron and vanadium and lithium. Be done.
リチウム含有遷移金属化合物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が挙げられる。 Examples of the lithium-containing transition metal compound include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganate and the like.
アルカリ金属含有遷移金属化合物としては、結晶構造中にXO4四面体(XはP、S、As、Mo、W、Si等である)を有するポリアニオン系化合物も用いることができる。これらの中でも、サイクル特性の点で、リン酸鉄リチウム、リン酸バナジウムリチウム等のリチウム含有遷移金属リン酸化合物が好ましく、リチウム拡散係数、出力特性の点で、リン酸バナジウムリチウムが特に好ましい。なお、ポリアニオン系化合物は、電子伝導性の点で、炭素材料等の導電助剤により表面が被覆されて複合化されていることが好ましい。 As the alkali metal-containing transition metal compound , a polyanion compound having an XO-4 tetrahedron (X is P, S, As, Mo, W, Si, etc.) in the crystal structure can also be used. Among these, lithium-containing transition metal phosphoric acid compounds such as lithium iron phosphate and lithium vanadium phosphate are preferable in terms of cycle characteristics, and lithium vanadium phosphate is particularly preferable in terms of lithium diffusion coefficient and output characteristics. In terms of electron conductivity, the polyanionic compound is preferably composited by coating its surface with a conductive auxiliary agent such as a carbon material.
負極活物質としては、アルカリ金属イオンを吸蔵又は放出することが可能であれば、特に制限はないが、黒鉛型結晶構造を有するグラファイトを含む炭素材料を用いることができる。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude or release alkali metal ions, but a carbon material containing graphite having a graphite-type crystal structure can be used.
炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)等が挙げられる。 Examples of the carbon material include natural graphite, artificial graphite, non-graphitizable carbon (hard carbon), easily graphitizable carbon (soft carbon) and the like.
炭素材料以外の負極活物質としては、例えば、チタン酸リチウム、酸化チタン等が挙げられる。 Examples of the negative electrode active material other than the carbon material include lithium titanate and titanium oxide.
また、非水系蓄電素子のエネルギー密度の点から、負極活物質として、シリコン、スズ、シリコン合金、スズ合金、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化スズ等の高容量材料を用いることが好ましい。 Further, from the viewpoint of the energy density of the non-aqueous power storage element, it is preferable to use a high-capacity material such as silicon, tin, a silicon alloy, a tin alloy, silicon oxide, silicon nitride, or tin oxide as the negative electrode active material.
<電解質>
電解質として固体電解質層を形成するための材料を用いることができる。固体電解質層を構成する材料としては、電子絶縁性を有し、かつ、イオン電導性を示す固体物質であれば、特に制限はないが、硫化物系固体電解質や酸化物系固体電解質が、高いイオン導電性を有する観点で好ましい。
<Electrolyte>
As the electrolyte, a material for forming a solid electrolyte layer can be used. The material constituting the solid electrolyte layer is not particularly limited as long as it is a solid substance having electron insulating properties and ionic conductivity, but sulfide-based solid electrolytes and oxide-based solid electrolytes are high. It is preferable from the viewpoint of having ionic conductivity.
硫化物系固体電解質としては、例えば、Li10GeP2S12またはアルジロダイト型結晶構造を有するLi6PS5X(Xは、F、Cl、Br、またはIである)などが挙げられる。 Examples of the sulfide-based solid electrolyte include Li 10 GeP 2 S 12 or Li 6 PS 5 X having an algyrodite type crystal structure (X is F, Cl, Br, or I).
酸化物系固体電解質としては、例えば、ガーネット型結晶構造を有するLLZ(Li7La3Zr2O12)またはNASICON型結晶構造を有するLATP(Li1+xAlxTi20x(PO4)3)(0.1≦x≦0.4)、ペロブスカイト型結晶構造を有するLLT(Li0.33La0.55TiO3)、アモルファス状のLIPON(Li2.9PO3.3N0.4)などが挙げられる。 Examples of the oxide-based solid electrolyte include LLZ (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ) having a garnet-type crystal structure or LATP (Li 1 + x Al x Ti20 x (PO 4 ) 3 ) (0) having a NASICON-type crystal structure. .1 ≤ x ≤ 0.4), LLT with a perovskite crystal structure (Li 0.33 La 0.55 TiO 3 ), amorphous LIPON (Li 2.9 PO 3.3 N 0.4 ), etc. Can be mentioned.
なお、これら固体電解質は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 These solid electrolytes may be used alone or in combination of two or more.
これらの固体電解質層を構成するために液体に溶解又は分散させる電解質材料としては、例えば、固体電解質の前駆体となるLi2S、P2S5、LiClなど、固体電解質の材料であるLi2S−P2S5系ガラス、Li7P3S11ガラスセラミックスなど、が挙げられる。 Examples of the electrolyte material to be dissolved or dispersed in the liquid to form these solid electrolyte layers include Li 2 S, P 2 S 5 , Li Cl, which are precursors of the solid electrolyte, and Li 2 which is a material of the solid electrolyte. Examples thereof include SP 2 S 5 series glass, Li 7 P 3 S 11 glass ceramics, and the like.
また、電解質としてゲル電解質層を形成するための材料を用いることもできる。 Further, a material for forming a gel electrolyte layer can also be used as the electrolyte.
ゲル電解質としては、イオン電導性を示すものであれば、特に制限はなく、例えばゲル電解質の網目構造を構成するポリマーとしてはポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンのコポリマー、ポリエチレンカーボネート等が挙げられる。 The gel electrolyte is not particularly limited as long as it exhibits ionic conductivity. For example, the polymers constituting the network structure of the gel electrolyte include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylonitrile, polymethylmethacrylate, and polyvinyl chloride. Examples thereof include a copolymer of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride, polyethylene carbonate and the like.
また、ゲル電解質に保持される溶媒分子としてはイオン液体が挙げられる。イオン液体としてはメチル−1−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1−ブチル−1−メチルピロリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1−メチル−1−プロピルピペリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1−メチル−3−プロピルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニルイミド)、N,N−ジエチル−N−メチル−N−(2−メトキシエチル)アンモニウムビス(フルオロスルホニル)イミドがある。 Further, examples of the solvent molecule retained in the gel electrolyte include an ionic liquid. As ionic liquids, methyl-1-propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonylimide), 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis (fluorosulfonylimide), 1-methyl-1-propylpiperidinium bis (fluorosulfonylimide) Imid), 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (fluorosulfonylimide), 1-methyl-3-propyl imidazolium bis (fluorosulfonylimide), N, N-diethyl-N-methyl-N- (2-) There are methoxyethyl) ammonium bis (fluorosulfonyl) imides.
また、テトラグライム、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネートなどの液体とリチウム塩を混合したものでもよい。 Further, a liquid such as tetraglime, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, ethylene carbonate or diethyl carbonate may be mixed with a lithium salt.
リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化ヒ素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiN(CF3SO2)2)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiN(C2F5SO2)2)等が挙げられる。 The lithium salt is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium hexafluoride (LiAsF 6 ) , Lithium trifluoromethsulfonate (LiCF 3 SO 3 ), Lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), Lithium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide (LiN (C 2 F 5) SO 2 ) 2 ) and the like can be mentioned.
なお、これゲル体電解質を、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The gel electrolyte may be used alone or in combination of two or more.
これらのゲル電解質層を構成するために、液体に溶解又は分散させる電解質材料としては、上記のポリマー化合物とイオン液体またはリチウム塩が溶解された溶液を用いてもよい。また、液体に溶解又は分散させる電解質材料として、ゲル電解質の前駆体となる材料(例えば、両末端がアクリレート基であるポエチレンオキサイドまたはポリプロピレンオキサイド等とイオン液体またはリチウム塩が溶解された溶液とを組合せたもの)を用いてもよい。 In order to form these gel electrolyte layers, as the electrolyte material to be dissolved or dispersed in the liquid, a solution in which the above polymer compound and an ionic liquid or a lithium salt are dissolved may be used. Further, as the electrolyte material to be dissolved or dispersed in the liquid, a material serving as a precursor of the gel electrolyte (for example, poethylene oxide or polypropylene oxide having acrylate groups at both ends and a solution in which an ionic liquid or a lithium salt is dissolved) is used. A combination) may be used.
<液体>
液体としては、正極材料又は負極材料を分散させることが可能であれば、特に制限はないが、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチレングリコール、N−メチル−2−ピロリドン、2−ピロリドン、シクロヘキサノン、乳酸エチル、酢酸ブチル、メシチレン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、2−n−ブトキシメタノール、2−ジメチルエタノール、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ノルマルヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、ジ−タート−ブチルエーテル、トルエン、キシレン、アニソール、メシチレン等が挙げられる。
<Liquid>
The liquid is not particularly limited as long as it can disperse the positive electrode material or the negative electrode material, but is limited to water, ethylene glycol, propylene glycol, trimethylene glycol, N-methyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, and cyclohexanone. , Ethyl lactate, butyl acetate, mesityrene, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono Butyl ether, 2-n-butoxymethanol, 2-dimethylethanol, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, normal hexane, heptane, octane, nonane, decane, diethyl ether, dibutyl ether, di- Examples thereof include tart-butyl ether, toluene, xylene, anisole, and mesityrene.
なお、液体は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The liquid may be used alone or in combination of two or more.
<導電助剤>
導電助剤としては、例えば、ファーネス法、アセチレン法、ガス化法等により形成された導電性カーボンブラックの他、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、黒鉛粒子等の炭素材料を用いることができる。
<Conductive aid>
As the conductive auxiliary agent, for example, carbon materials such as carbon nanofibers, carbon nanotubes, graphene, and graphite particles can be used in addition to conductive carbon black formed by a furnace method, an acetylene method, a gasification method, or the like.
炭素材料以外の導電助剤としては、例えば、アルミニウム等の金属粒子、金属繊維を用いることができる。 As the conductive auxiliary agent other than the carbon material, for example, metal particles such as aluminum and metal fibers can be used.
<バインダ>
バインダは、負極材料同士、正極材料同士、負極材料と負極基体、正極材料と正極基体を結着することが可能であれば、特に制限はないが、液体吐出ヘッドのノズル詰まりを抑制する観点から、液体組成物の粘度を上昇させない材料を用いることが好ましい。
<Binder>
The binder is not particularly limited as long as it can bind the negative electrode materials to each other, the positive electrode materials to each other, the negative electrode material to the negative electrode substrate, and the positive electrode material to the positive electrode substrate, but from the viewpoint of suppressing nozzle clogging of the liquid discharge head , It is preferable to use a material that does not increase the viscosity of the liquid composition.
液体組成物の粘度を上昇させない材料としては、液体に溶解又は分散することが可能な高分子化合物等を用いることができる。 As a material that does not increase the viscosity of the liquid composition, a polymer compound or the like that can be dissolved or dispersed in the liquid can be used.
液体に溶解することが可能な高分子化合物を用いる場合は、高分子化合物が液体に溶解している液体組成物が、液体吐出ヘッドから吐出することが可能な粘度であればよい。 When a polymer compound that can be dissolved in a liquid is used, the liquid composition in which the polymer compound is dissolved in the liquid may have a viscosity that can be discharged from the liquid discharge head.
高分子化合物としては、例えば、ポリアミド化合物、ポリイミド化合物、ポリアミドイミド、エチレン−プロピレン−ブタジエンゴム(EPBR)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ニトリルブタジエンゴム(HNBR)、イソプレンゴム、ポリイソブテン、ポリエチレングリコール(PEO)、ポリメチルメタクリル酸(PMMA)、ポリエチレンビニルアセテート(PEVA)等が挙げられる。 Examples of the polymer compound include polyamide compounds, polyimide compounds, polyamide-imide, ethylene-propylene-butadiene rubber (EPBR), styrene-butadiene rubber (SBR), nitrile butadiene rubber (HNBR), isoprene rubber, polyisobutene, and polyethylene glycol (. PEO), polymethylmethacrylic acid (PMMA), polyethylene vinyl acetate (PEVA) and the like.
液体に溶解することが可能な高分子化合物として、高分子粒子を用いてもよい。 Polymer particles may be used as the polymer compound that can be dissolved in a liquid.
高分子粒子の最大粒子径は、液体吐出ヘッドのノズル径よりも小さければよい。 The maximum particle size of the polymer particles may be smaller than the nozzle diameter of the liquid discharge head.
高分子粒子のモード径は、0.01〜1μmであることが好ましい。 The mode diameter of the polymer particles is preferably 0.01 to 1 μm.
高分子粒子を構成する材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、アクリル樹脂、スチレン−ブタジエンゴム、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテフタレート、ポリブチレンテフタレート等の熱可塑性樹脂が挙げられる。 Examples of the material constituting the polymer particles include polyvinylidene fluoride, acrylic resin, styrene-butadiene rubber, polyethylene, polypropylene, polyurethane, nylon, polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyethylene teflate, and polybutylene teflate. Thermoplastic resin can be mentioned.
また、本実施形態の電極材料には、本発明の効果を損なわない範囲において、上記以外の電極材料として、バインダの前駆体、分散剤等が含まれていてもよい。 In addition, the electrode material of the present embodiment may contain a binder precursor, a dispersant, and the like as electrode materials other than the above, as long as the effects of the present invention are not impaired.
<バインダの前駆体>
バインダの前駆体としては、例えば、モノマー等の重合性化合物が挙げられる。
<Binder precursor>
Examples of the binder precursor include polymerizable compounds such as monomers.
重合性化合物を用いる場合、例えば、重合性化合物が液体に溶解している液体組成物を塗布した後に、加熱する、又は、非電離放射線、電離放射線、赤外線等を照射することにより、重合して、バインダが生成する。 When a polymerizable compound is used, for example, it is polymerized by applying a liquid composition in which the polymerizable compound is dissolved in a liquid and then heating it or irradiating it with non-ionizing radiation, ionizing radiation, infrared rays, or the like. , Generated by the binder.
重合性化合物としては、重合性基を有していれば、特に制限は無いが、25℃で重合することが可能な化合物が好ましい。 The polymerizable compound is not particularly limited as long as it has a polymerizable group, but a compound capable of polymerizing at 25 ° C. is preferable.
重合性化合物を用いると、電極合材層の内部に複数の空孔を形成することができる。このとき、電極合材層の内部の空孔が他の空孔と連結し、三次元的に広がっていることが好ましい。空孔が連結することで、電極合材層に電解質が十分に浸み込み、電気化学素子のイオン伝導性が向上する。 When a polymerizable compound is used, a plurality of pores can be formed inside the electrode mixture layer. At this time, it is preferable that the vacancies inside the electrode mixture layer are connected to other vacancies and expand three-dimensionally. By connecting the pores, the electrolyte sufficiently penetrates into the electrode mixture layer, and the ionic conductivity of the electrochemical device is improved.
重合性化合物は、単官能であってもよいし、多官能であってもよい。 The polymerizable compound may be monofunctional or polyfunctional.
なお、多官能の重合性化合物とは、重合性基を2個以上有する化合物を意味する。 The polyfunctional polymerizable compound means a compound having two or more polymerizable groups.
多官能の重合性化合物としては、加熱、又は、非電離放射線、電離放射線、赤外線の照射によって重合することが可能であれば、特に制限はなく、例えば、アクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂、不飽和ポリエステル、エポキシ樹脂、オキセタン樹脂、ビニルエーテル、エン−チオール反応を活用した樹脂等が挙げられる。これらの中でも、生産性の観点から、アクリレート樹脂、メタアクリレート樹脂、ウレタンアクリレート樹脂、ビニルエステル樹脂が好ましい。 The polyfunctional polymerizable compound is not particularly limited as long as it can be polymerized by heating or irradiation with non-ionizing radiation, ionizing radiation, or infrared rays, and is, for example, an acrylate resin, a metal acrylate resin, or a urethane acrylate resin. , Vinyl ester resin, unsaturated polyester, epoxy resin, oxetane resin, vinyl ether, resin utilizing ene-thiol reaction and the like. Among these, acrylate resin, methacrylate resin, urethane acrylate resin, and vinyl ester resin are preferable from the viewpoint of productivity.
多官能のアクリレート樹脂は、マイケル受容体として、用いることができるため、マイケル供与体と重付加反応させることができる。 Since the polyfunctional acrylate resin can be used as a Michael acceptor, it can undergo a polyaddition reaction with a Michael donor.
多官能のアクリレート樹脂としては、例えば、ジプロピレングリコールジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート等の低分子化合物、ポリエチレングリコールジアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート等の高分子化合物等の二官能のアクリレート;トリメチロールプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート等の三官能のアクリレート;ペンタエリトリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート等の四官能以上のアクリレート等が挙げられる。 Examples of the polyfunctional acrylate resin include low molecular weight compounds such as dipropylene glycol diacrylate and neopentyl glycol diacrylate, and bifunctional acrylates such as high molecular weight compounds such as polyethylene glycol diacrylate, urethane acrylate and epoxy acrylate; Trifunctional acrylates such as methylolpropan triacrylate and pentaerythritol triacrylate; tetrafunctional or higher functional acrylates such as pentaerythritol tetraacrylate and dipentaerythritol hexaacrylate can be mentioned.
マイケル供与体としては、多官能のアミン、多官能のチオール等が挙げられる。 Examples of the Michael donor include polyfunctional amines, polyfunctional thiols and the like.
多官能のアミンとしては、例えば、エチレンジアミン、1、3−ジアミノプロパン、1,4−ジアミノブタン、1,5−ジアミノペンタン、1,6−ジアミノヘキサン、1,2−フェニレンジアミン、1,3−フェニレンジアミン、1,4−フェニレンジアミン等が挙げられる。 Examples of the polyfunctional amine include ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminobutane, 1,5-diaminopentane, 1,6-diaminohexane, 1,2-phenylenediamine, and 1,3-. Examples thereof include phenylenediamine and 1,4-phenylenediamine.
多官能のチオールとしては、例えば、1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、2,3−ブタンジチオール、1,5−ペンタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,2−ベンゼンジチオール、1,3−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、1,3,5−ベンゼントリチオール、4,4−ビフェニルジチオール等が挙げられる。 Examples of polyfunctional thiols include 1,2-ethanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 2,3-butanedithiol, 1,5-pentanedithiol, and 1,6-hexanedithiol. , 1,2-benzenedithiol, 1,3-benzenedithiol, 1,4-benzenedithiol, 1,3,5-benzenetrithiol, 4,4-biphenyldithiol and the like.
重付加反応の触媒としては、マイケル付加反応に通常用いられる触媒を適宜選択して使用することができるが、例えば、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、N−メチルジシクロヘキシルアミン等のアミン触媒、ナトリウムメトキシド、ナトリウムエトキシド、カリウムt−ブトキシド、水酸化ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド等の塩基触媒、金属ナトリウム、ブチルリチウム等が挙げられる。 As the catalyst for the polyaddition reaction, a catalyst usually used for the Michael addition reaction can be appropriately selected and used. For example, an amine catalyst such as diazabicycloundecene (DBU) or N-methyldicyclohexylamine, sodium, etc. can be used. Examples thereof include base catalysts such as methoxide, sodium ethoxide, potassium t-butoxide, sodium hydroxide and tetramethylammonium hydroxide, metallic sodium, butyl lithium and the like.
付加重合(ラジカル重合)することが可能な重合性化合物としては、例えば、ミルセン、カレン、オシメン、ピネン、リモネン、カンフェン、テルピノレン、トリシクレン、テルピネン、フェンチェン、フェランドレン、シルベストレン、サビネン、ジペンテン、ボルネン、イソプレゴール、カルボン等の不飽和結合を有するテルペンの二重結合をエポキシ化し、アクリル酸又はメタクリル酸を付加させたエステル;シトロネロール、ピノカンフェオール、ゲラニオール、フェンチルアルコール、ネロール、ボルネオール、リナロール、メントール、テルピネオール、ツイルアルコール、シトロネラール、ヨノン、イロン、シネロール、シトラール、ピノール、シクロシトラール、カルボメントン、アスカリドール、サフラナール、ピペリトール、メンテンモノオール、ジヒドロカルボン、カルベオール、スクラレオール、マノール、ヒノキオール、フェルギノール、トタロール、スギオール、ファルネソール、パチュリアルコール、ネロリドール、カロトール、カジノール、ランセオール、オイデスモール、フィトール等のテルペン由来のアルコールとアクリル酸又はメタクリル酸のエステル;シトロネロル酸、ヒノキ酸、サンタル酸;メントン、カルボタナセトン、フェランドラール、ピメリテノン、ペリルアルデヒド、ツヨン、カロン、ダゲトン、ショウノウ、ビサボレン、サンタレン、ジンギベレン、カリオフィレン、クルクメン、セドレン、カジネン、ロンギホレン、セスキベニヘン、セドロール、グアヨール、ケッソグリコール、シペロン、エレモフィロン、ゼルンボン、カンホレン、ポドカルプレン、ミレン、フィロクラデン、トタレン、ケトマノイルオキシド、マノイルオキシド、アビエチン酸、ピマル酸、ネオアビエチン酸、レボピマル酸、イソ−d−ピマル酸、アガテンジカルボン酸、ルベニン酸、カロチノイド、ペラリアルデヒド、ピペリトン、アスカリドール、ピメン、フェンケン、セスキテルペン類、ジテルペン類、トリテルペン類等の骨格を側鎖に有するアクリレート又はメタクリレートが挙げられる。 Examples of the polymerizable compound capable of addition polymerization (radical polymerization) include milsen, kalen, osimene, pinen, limonene, camphene, terpinolene, tricyclene, terpinen, fenchen, ferlandrene, silbestrene, sabinene, dipentene, and the like. Esters made by epoxidizing the double bond of a terpene having an unsaturated bond such as bornene, isopregol, or carboxylic and adding acrylic acid or methacrylic acid; , Mentor, terpeneol, twill alcohol, citronellal, yonon, iron, cinerol, citral, pinol, cyclocitral, carbomentone, ascaridol, safranal, piperitol, mentenmonool, dihydrocarboxylic, carbeol, scalaleol, manol, hinokiol, ferginol , Totalol, Sugiol, Farnesol, Patchouli Alcohol, Nerolidol, Carotole, Casinol, Lanceol, Eudesmol, Fitol and other terpene-derived alcohols and esters of acrylic acid or methacrylic acid; citronerolic acid, hinokiic acid, Santalic acid; , Ferrandral, Pimelitenone, Perylaldehyde, Tuyon, Karon, Dageton, Shono, Visabolen, Santalen, Genghive Ren, Cariophyllen, Kurkmen, Sedren, Kajinen, Longihoren, Sesquibenihen, Sedrol, Guayor, Kessoglycol, Ciperon, Elemophyllon, Zelmophyllon , Podocalprene, Millen, Phyllocladen, Totarene, Ketomanoyl oxide, Manoyl oxide, Avietinic acid, Pimalic acid, Neo-Abietinic acid, Levopimalic acid, Iso-d-Pimalic acid, Agatendicarboxylic acid, Rubenic acid, Carotinoid, Peralialdehyde Examples thereof include acrylates or methacrylates having a skeleton such as piperitone, ascaridol, pipen, fenken, sesquiterpenes, diterpenes and triterpenes in the side chain.
重合開始剤としては、例えば、光重合開始剤、熱重合開始剤を用いることができる。 As the polymerization initiator, for example, a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator can be used.
光重合開始剤としては、光ラジカル発生剤を用いることができる。 As the photopolymerization initiator, a photoradical generator can be used.
光ラジカル発生剤としては、例えば、α−ヒドロキシアセトフェノン、α−アミノアセトフェノン、4−アロイル−1,3−ジオキソラン、ベンジルケタール、2,2−ジエトキシアセトフェノン、p−ジメチルアミノアセトフェン、p−ジメチルアミノプロピオフェノン、ベンゾフェノン、2−クロロベンゾフェノン、4,4´−ジクロロベンゾフェン、4,4´−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノン、ミヒラーケトン、ベンジル、ベンゾイン、ベンジルジメチルケタール、テトラメチルチウラムモノサルファイド、チオキサントン、2−クロロチオキサントン、2−メチルチオキサントン、アゾビスイソブチロニトリル、ベンゾインパーオキシド、ジ−tert−ブチルパーオキシド、(1−ヒドロキシシクロヘキシル)フェニルケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−1−オン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、メチルベンゾイルフォーメート、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンゾインn−プロピルエーテルなどのベンゾインアルキルエーテル、(1−ヒドロキシシクロヘキシル)フェニルケトン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルホリノフェニル)ブタノン−1、(1−ヒドロキシシクロヘキシル)フェニルケトン、2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オン、ビス(η5−2,4−シクロペンタジエン−1−イル)−ビス[2,6−ジフルオロ−3−(1H−ピロール−1−イル)フェニル]チタニウム、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)フェニルホスフィンオキシド、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリホリノプロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン(ダロキュア1173)、ビス(2,6−ジメトキシベンゾイル)−2,4,4−トリメチルペンチルホスフィンオキシド、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、モノアシルホスフィンオキシド、ジアシルホスフィンオキシド、チタノセン、フルオレセン、アントラキノン、チオキサントン、キサントン、ロフィンダイマー、トリハロメチル化合物、ジハロメチル化合物、活性エステル化合物、有機ホウ素化合物等が挙げられる。 Examples of the photoradical generator include α-hydroxyacetophenone, α-aminoacetophenone, 4-aroyl-1,3-dioxolane, benzylketal, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylaminoacetophen, and p-dimethyl. Aminopropiophenone, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophene, 4,4'-bis (diethylamino) benzophenone, Michler ketone, benzyl, benzoin, benzyldimethylketal, tetramethylthium monosulfide, thioxanthone, 2-Chlorothioxanthone, 2-methylthioxanthone, azobisisobutyronitrile, benzoimpaoxide, di-tert-butylperoxide, (1-hydroxycyclohexyl) phenylketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl- 1-one, 1- (4-isopropylphenyl) -2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, methylbenzoylformate, benzoin isopropyl ether, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isobutyl ether, benzoin n- Benzoin alkyl ethers such as butyl ether and benzoin n-propyl ether, (1-hydroxycyclohexyl) phenylketone, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) butanone-1, (1-hydroxycyclohexyl) phenyl ketone, 2,2-dimethoxy-1,2-bis (eta 5-2,4-cyclopentadiene-1-yl) - bis [2,6-difluoro-3-(1H-pyrrol -1-Il) Phenyl] Titanium, Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) Phenylphosphenyl Oxide, 2-Methyl-1- [4- (Methylthio) Phenyl] -2-Molihorinopropan-1-one, 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (Darocure 1173), bis (2,6-dimethoxybenzoyl) -2,4,4-trimethylpentylphosphine oxide, 1- [4- (2- (2-) Hydroxyethoxy) phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one, monoacylphosphinoxide, diacylphosphinoxide, titanosen, fluorescein, anthraquinone, thioxanthone, xantone, loffindimer, trihalomethyl compound, diha Examples thereof include lomethyl compounds, active ester compounds, and organoboron compounds.
なお、2,2´−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)等のビスアジド化合物等の光架橋型ラジカル発生剤を光ラジカル発生剤と併用してもよい。 A photocrosslinked radical generator such as a bisazido compound such as 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) may be used in combination with the photoradical generator.
熱重合開始剤としては、例えば、アゾビスイソブチロニトリル(AIBN)等が挙げられる。 Examples of the thermal polymerization initiator include azobisisobutyronitrile (AIBN) and the like.
重合開始剤として、光酸発生剤を用いてもよい。この場合、塗布された液体組成物に光を照射すると、光酸発生剤が酸を発生し、重合性化合物が重合する。 A photoacid generator may be used as the polymerization initiator. In this case, when the applied liquid composition is irradiated with light, the photoacid generator generates an acid and the polymerizable compound is polymerized.
酸の存在下で重合する重合性化合物としては、例えば、エポキシ基、オキセタン基、オキソラン基等の環状エーテル基を有する化合物、上述した環状エーテル基を側鎖に有するアクリル化合物又はビニル化合物、カーボネート系化合物、低分子量のメラミン化合物、ビニルエーテル類、ビニルカルバゾール類、スチレン誘導体、α−メチルスチレン誘導体、ビニルアルコールと、アクリル酸、メタクリル酸等とのエステル化合物等のビニルアルコールエステル類等のカチオン重合することが可能なビニル基を有するモノマー等が挙げられる。 Examples of the polymerizable compound that polymerizes in the presence of an acid include a compound having a cyclic ether group such as an epoxy group, an oxetane group, and an oxolane group, an acrylic compound or a vinyl compound having the above-mentioned cyclic ether group in the side chain, and a carbonate-based compound. Cationic polymerization of compounds, low molecular weight melamine compounds, vinyl ethers, vinyl carbazoles, styrene derivatives, α-methylstyrene derivatives, vinyl alcohols and vinyl alcohol esters such as ester compounds of acrylic acid, methacrylic acid, etc. Examples thereof include a monomer having a vinyl group capable of.
光酸発生剤としては、例えば、オニウム塩、ジアゾニウム塩、キノンジアジド、有機ハロゲン化物、芳香族スルホネート、ジスルホン化合物、スルホニル化合物、スルホネート、スルホニウム塩、スルファミド、ヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタン化合物等が挙げられる。これらの中でも、オニウム塩が好ましい。 Examples of the photoacid generator include onium salt, diazonium salt, quinonediazide, organic halide, aromatic sulfonate, disulfone compound, sulfonyl compound, sulfonate, sulfonium salt, sulfamide, iodonium salt, sulfonyldiazomethane compound and the like. Of these, onium salts are preferred.
オニウム塩としては、例えば、フルオロホウ酸イオン、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン、ヘキサフルオロヒ素酸イオン、トリフルオロメタンスルホネートイオン、p−トルエンスルホネートイオンを対イオンとするジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩等が挙げられる。 Examples of the onium salt include fluoroborate ion, hexafluoroantimonate ion, hexafluoroarsenate ion, trifluoromethanesulfonate ion, diazonium salt having p-toluenesulfonate ion as a counterion, phosphonium salt, sulfonium salt and the like. ..
上記以外の光酸発生剤としては、ハロゲン化トリアジンを使用することができる。 As a photoacid generator other than the above, triazine halide can be used.
なお、光酸発生剤は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。また、光酸発生剤を使用する場合は、増感色素を併用してもよい。 The photoacid generator may be used alone or in combination of two or more. When a photoacid generator is used, a sensitizing dye may be used in combination.
増感色素としては、例えば、アクリジン、ベンゾフラビン、ペリレン、アントラセン、レーザ色素等が挙げられる。 Examples of the sensitizing dye include acridine, benzoflavin, perylene, anthracene, and laser dye.
<分散剤>
液体組成物は、分散剤をさらに含んでいてもよい。
<Dispersant>
The liquid composition may further contain a dispersant.
分散剤としては、液体中の電極材料の分散性を向上させることが可能であれば、特に制限はないが、例えば、ポリカルボン酸系、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合系、ポリエチレングリコール、ポリカルボン酸部分アルキルエステル系、ポリエーテル系、ポリアルキレンポリアミン系等の高分子分散剤、アルキルスルホン酸系、四級アンモニウム系、高級アルコールアルキレンオキサイド系、多価アルコールエステル系、アルキルポリアミン系等の低分子分散剤、ポリリン酸塩系分散剤等の無機分散剤等が挙げられる。 The dispersant is not particularly limited as long as it can improve the dispersibility of the electrode material in the liquid, and is not particularly limited. For example, a polycarboxylic acid type, a naphthalenesulfonic acid formarin condensation type, a polyethylene glycol, or a polycarboxylic acid moiety. High molecular weight dispersants such as alkyl esters, polyethers and polyalkylene polyamines, low molecular weight dispersants such as alkyl sulfonic acids, quaternary ammoniums, higher alcohol alkylene oxides, polyhydric alcohol esters and alkyl polyamines. , Inorganic dispersants such as polyphosphate-based dispersants and the like.
[電気化学素子の製造方法]
本実施形態の電気化学素子の製造方法は、本実施形態の液体組成物セットを電極基体上に塗布して、電極合材層を形成する工程を含む。
[Manufacturing method of electrochemical device]
The method for producing an electrochemical element of the present embodiment includes a step of applying the liquid composition set of the present embodiment on an electrode substrate to form an electrode mixture layer.
ここで、液体組成物セットを電極基体上に塗布する方法としては、液体組成物セットを構成する液体組成物を、電極基体上に順次塗布する方法、液体組成物セットを構成する液体組成物を、電極基体上に略同時に塗布する方法等が挙げられる。 Here, as a method of applying the liquid composition set on the electrode substrate, a method of sequentially applying the liquid composition constituting the liquid composition set on the electrode substrate, a method of sequentially applying the liquid composition constituting the liquid composition set, and the liquid composition constituting the liquid composition set are used. , A method of applying the coating onto the electrode substrate substantially at the same time, and the like.
液体組成物の塗布方法としては、特に制限はなく、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリーコート法、スプレーコート法、ノズルコート法、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、液体吐出方法等が挙げられる。これらの中でも、電極の生産性の点で、液体吐出方法が特に好ましい。 The method for applying the liquid composition is not particularly limited, and for example, a spin coating method, a casting method, a microgravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, a roll coating method, a wire bar coating method, a dip coating method, and a slit. Examples thereof include a coating method, a capillary coating method, a spray coating method, a nozzle coating method, a gravure printing method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a reverse printing method, and a liquid ejection method. Among these, the liquid discharge method is particularly preferable from the viewpoint of electrode productivity.
液体組成物が重合性化合物を含む場合は、液体組成物を電極基体上に塗布した後に、加熱する、又は、非電離放射線、電離放射線、赤外線等を照射することにより、重合性化合物が重合し、バインダが生成する。 When the liquid composition contains a polymerizable compound, the polymerizable compound is polymerized by applying the liquid composition on an electrode substrate and then heating it or irradiating it with non-ionizing radiation, ionizing radiation, infrared rays, or the like. , Generated by the binder.
電極基体(集電体)を構成する材料としては、導電性を有し、印加される電位に対して安定であれば、特に制限はない。 The material constituting the electrode substrate (current collector) is not particularly limited as long as it has conductivity and is stable with respect to the applied potential.
<負極>
図1に、本実施形態の負極の一例を示す。
<Negative electrode>
FIG. 1 shows an example of the negative electrode of the present embodiment.
負極10は、負極基体11の片面に、負極合材層12が形成されている。
In the
なお、負極合材層12は、負極基体11の両面に形成されていてもよい。
The negative
負極10の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状等が挙げられる。
The shape of the
負極基体11を構成する材料としては、例えば、ステンレススチール、ニッケル、アルミニウム、銅等が挙げられる。
Examples of the material constituting the
<負極の製造方法>
図2に、本実施形態の負極の製造方法の一例を示す。
<Manufacturing method of negative electrode>
FIG. 2 shows an example of the method for manufacturing the negative electrode of the present embodiment.
負極10の製造方法は、液体吐出装置300A及び300Bを用いて、負極基体11上に、第1の液体組成物12Aと、第2の液体組成物12Bを、順次吐出する工程を含む。
The method for manufacturing the
ここで、液体組成物は、負極材料を含み、負極材料は、負極活物質、導電助剤、バインダ又はバインダの前駆体を含む。 Here, the liquid composition contains a negative electrode material, and the negative electrode material contains a negative electrode active material, a conductive auxiliary agent, a binder or a precursor of a binder.
液体組成物12Aは、タンク307Aに貯蔵されており、タンク307Aからチューブ308Aを経由して液体吐出ヘッド306Aに供給される。同様に、液体組成物12Bは、タンク307Bに貯蔵されており、タンク307Bからチューブ308Bを経由して液体吐出ヘッド306Bに供給される。
The
なお、液体吐出装置の個数は、2個に限定されず、3個以上であってもよい。 The number of liquid discharge devices is not limited to two, and may be three or more.
また、液体吐出装置300A(又は300B)は、液体組成物12A(又は12B)が液体吐出ヘッド306A(又は306B)から吐出されていない際に、乾燥を防ぐため、ノズルをキャップする機構が設けられていてもよい。
Further, the
負極10を製造する際には、加熱することが可能なステージ400上に、負極基体11を設置した後、液体吐出ヘッド306A、306Bから、第1の液体組成物12Aの液滴、第2の液体組成物12Bの液滴を、順次負極基体11に吐出する。このとき、ステージ400が移動してもよく、液体吐出ヘッド306A、306Bが移動してもよい。
When manufacturing the
また、負極基体11に吐出された液体組成物12Aを加熱する際には、ステージ400により加熱してもよいし、ステージ400以外の加熱機構により加熱してもよい。
Further, when the
加熱機構としては、第1の液体組成物12Aと、第2の液体組成物12Bに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータ等が挙げられる。
The heating mechanism is not particularly limited as long as it does not come into direct contact with the first
なお、加熱機構は、複数個設置されていてもよい。 A plurality of heating mechanisms may be installed.
また、重合性化合物を重合するための紫外線による硬化装置が設置されていてもよい。 Further, a curing device using ultraviolet rays for polymerizing the polymerizable compound may be installed.
加熱温度は、重合性化合物が重合する温度であれば、特に制限はなく、使用エネルギーの観点から、70〜150℃の範囲であることが好ましい。 The heating temperature is not particularly limited as long as it is the temperature at which the polymerizable compound is polymerized, and is preferably in the range of 70 to 150 ° C. from the viewpoint of energy consumption.
また、負極基体11に吐出された液体組成物12Aを加熱する際に、紫外光を照射してもよい。
Further, when heating the
本実施形態に係る負極の製造方法では、負極基体11上に負極合材層12が形成され、負極10が得られる。
In the method for manufacturing a negative electrode according to the present embodiment, the negative
図3に、本実施形態の負極の製造方法の他の例を示す。 FIG. 3 shows another example of the method for manufacturing the negative electrode of the present embodiment.
負極10の製造方法は、液体吐出装置300Cを用いて、負極基体11上に、第1の液体組成物12Aと、第2の液体組成物12Bを、順次吐出する工程を含む。
The method for manufacturing the
液体組成物12Aは、タンク307Aに貯蔵されており、タンク307Aからチューブ308Aを経由して液体吐出ヘッド306Cに供給される。同様に、液体組成物12Bは、タンク307Bに貯蔵されており、タンク307Bからチューブ308Bを経由して液体吐出ヘッド306Cに供給される。
The
負極10を製造する際には、加熱することが可能なステージ400上に、負極基体11を設置した後、液体吐出ヘッド306Cから、第1の液体組成物12Aの液滴、第2の液体組成物12Bの液滴を、順次負極基体11に吐出する。
When manufacturing the
図4に、本実施形態の負極の製造方法の他の例を示す。 FIG. 4 shows another example of the method for manufacturing the negative electrode of the present embodiment.
負極10の製造方法は、液体吐出装置300A及び300Bを用いて、負極基体11上に、第1の液体組成物12Aと、第2の液体組成物12Bを、順次吐出する工程を含む。
The method for manufacturing the
まず、細長状の負極基体11を準備する。そして、負極基体11を筒状の芯に巻き付け、負極合材層12を形成する側が、図中、上側になるように、送り出しローラ304と巻き取りローラ305にセットする。ここで、送り出しローラ304と巻き取りローラ305は、反時計回りに回転し、負極基体11は、図中、右から左の方向に搬送される。そして、送り出しローラ304と巻き取りローラ305の間の負極基体11の上方に設置されている液体吐出ヘッド306A、306Bから、図2と同様にして、第1の液体組成物12Aの液滴、第2の液体組成物12Bの液滴を、順次搬送される負極基体11上に吐出する。第1の液体組成物12Aの液滴、第2の液体組成物12Bの液滴は、負極基体11の少なくとも一部を覆うように吐出される。
First, an elongated
なお、液体吐出ヘッド306A、306Bは、負極基体11の搬送方向に対して、略平行な方向又は略垂直な方向に、複数個設置されていてもよい。
A plurality of liquid discharge heads 306A and 306B may be installed in a direction substantially parallel to or substantially perpendicular to the transport direction of the
また、図3と同様にして、液体吐出装置300A及び300Bの代わりに、液体吐出装置300Cを設置してもよい(図5参照)。
Further, in the same manner as in FIG. 3, a
次に、第1の液体組成物12Aの液滴、第2の液体組成物12Bの液滴が吐出された負極基体11は、送り出しローラ304と巻き取りローラ305によって、加熱機構309に搬送される。その結果、負極基体11上の第1の液体組成物12A、第2の液体組成物12Bが乾燥して負極合材層12が形成され、負極10が得られる。その後、負極10は、打ち抜き加工等により、所望の大きさに切断される。
Next, the
加熱機構309としては、第1の液体組成物12A、第2の液体組成物12Bに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータ等が挙げられる。
The
なお、加熱機構309は、負極基体11の上下の何れか一方に設置されてもよいし、複数個設置されていてもよい。
The
加熱温度は、重合性化合物が重合する温度であれば、特に制限はなく、使用エネルギーの観点から、70〜150℃の範囲であることが好ましい。 The heating temperature is not particularly limited as long as it is the temperature at which the polymerizable compound is polymerized, and is preferably in the range of 70 to 150 ° C. from the viewpoint of energy consumption.
また、負極基体11に吐出された液体組成物12Aを加熱する際に、紫外光を照射してもよい。
Further, when heating the
図6に、液体吐出装置300A及び300Bの変形例を示す。
FIG. 6 shows a modified example of the
液体吐出装置300A´は、ポンプ310Aと、バルブ311A、312Aを制御することにより、第1の液体組成物12Aが液体吐出ヘッド306A、タンク307A、チューブ308Aを循環することが可能である。同様に、液体吐出装置300B´は、ポンプ310Bと、バルブ311B、312Bを制御することにより、第2の液体組成物12Bが液体吐出ヘッド306B、タンク307B、チューブ308Bを循環することが可能である。
By controlling the
また、液体吐出装置300A´は、外部タンク313Aが設けられており、タンク307A内の第1の液体組成物12Aが減少した際に、ポンプ310Aと、バルブ311A、312A、314Aを制御することにより、外部タンク313Aからタンク307Aに第1の液体組成物12Aを供給することも可能である。同様に、液体吐出装置300B´は、外部タンク313Bが設けられており、タンク307B内の第2の液体組成物12Bが減少した際に、ポンプ310Bと、バルブ311B、312B、314Bを制御することにより、外部タンク313Bからタンク307Bに第2の液体組成物12Bを供給することも可能である。
Further, the liquid discharge device 300A'is provided with an
液体吐出装置を用いると、負極基体11の狙ったところ(負極合材層12を形成したい負極基体11の領域)に、第1の液体組成物12A、第2の液体組成物12Bを吐出することができる。また、液体吐出装置を用いると、負極基体11と負極合材層12の上下に接する面同士を結着することができる。さらに、液体吐出装置を用いると、負極合材層12の厚さを均一にすることができる。
When the liquid discharge device is used, the first
<正極>
図7に、本実施形態の正極の一例を示す。
<Positive electrode>
FIG. 7 shows an example of the positive electrode of the present embodiment.
正極20は、正極基体21の片面に、正極合材層22が形成されている。
In the
なお、正極合材層22は、正極基体21の両面に形成されていてもよい。
The positive
正極20の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状等が挙げられる。
The shape of the
正極基体21を構成する材料としては、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、タンタル等が挙げられる。
Examples of the material constituting the
<正極の製造方法>
正極20の製造方法は、正極基体21上に正極合材層22に形成すること以外は、負極10の製造方法と同様である。
<Manufacturing method of positive electrode>
The method for manufacturing the
ここで、液体組成物は、正極材料を含み、正極材料は、正極活物質、導電助剤、バインダ又はバインダの前駆体を含む。 Here, the liquid composition contains a positive electrode material, and the positive electrode material contains a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, a binder or a precursor of a binder.
<電極素子>
図8に、本実施形態の電気化学素子に用いる電極素子の一例を示す。
<Electrode element>
FIG. 8 shows an example of an electrode element used in the electrochemical element of the present embodiment.
電極素子40は、負極15と正極25が、セパレータ30を介して、積層されている。ここで、正極25は、負極15の両側に積層されている。また、負極基体11には、引き出し線41が接続されており、正極基体21には、引き出し線42が接続されている。
In the
負極15は、負極基体11の両面に、負極合材層12が形成されていること以外は、負極10と同様である。
The
正極25は、正極基体21の両面に、正極合材層22が形成されていること以外は、正極20と同様である。
The
なお、電極素子40の負極15と正極25の積層数は、特に制限は無い。
The number of layers of the
また、電極素子40の負極15の個数と正極25の個数は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
Further, the number of
<セパレータ>
セパレータ30は、負極15と正極25の短絡を防ぐために、必要に応じて、負極15と正極25の間に設けられている。
<Separator>
The
セパレータ30としては、例えば、クラフト紙、ビニロン混抄紙、合成パルプ混抄紙等の紙、セロハン、ポリエチレングラフト膜、ポリプロピレンメルトブロー不織布等のポリオレフィン不織布、ポリアミド不織布、ガラス繊維不織布、マイクロポア膜等が挙げられる。
Examples of the
セパレータ30の大きさは、電気化学素子に使用することが可能であれば、特に制限はない。
The size of the
セパレータ30は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
The
なお、固体電解質を使用する場合は、セパレータ30を省略することができる。
When a solid electrolyte is used, the
<電気化学素子>
図9に、本実施形態の電気化学素子の一例を示す。
<Electrochemical element>
FIG. 9 shows an example of the electrochemical device of the present embodiment.
電気化学素子1は、図8に示す電極素子40に、電解質水溶液又は非水電解質を注入することにより、電解質層51が形成されており、外装52により封止されている。電気化学素子1において、引き出し線41及び42は、外装52の外部に引き出されている。
In the
電気化学素子1は、必要に応じて、その他の部材を有してもよい。
The
電気化学素子1としては、特に制限はなく、例えば、水系蓄電素子、非水系蓄電素子等が挙げられる。
The
電気化学素子1の形状としては、特に制限はなく、例えば、ラミネートタイプ、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダタイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダタイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。
The shape of the
<電解質水溶液>
電解質水溶液を構成する電解質塩としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、酒石酸亜鉛、過塩化亜鉛等が挙げられる。
<Electrolyte aqueous solution>
Examples of the electrolyte salt constituting the aqueous electrolyte solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, zinc chloride, zinc acetate, zinc bromide, zinc iodide, zinc tartrate, zinc perchloride and the like. Be done.
<非水電解質>
非水電解質としては、固体電解質又は非水電解液を使用することができる。
<Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte, a solid electrolyte or a non-aqueous electrolyte solution can be used.
ここで、非水電解液とは、電解質塩が非水溶媒に溶解している電解液である。 Here, the non-aqueous electrolytic solution is an electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent.
<非水溶媒>
非水溶媒としては、特に制限はなく、例えば、非プロトン性有機溶媒を用いることが好ましい。
<Non-aqueous solvent>
The non-aqueous solvent is not particularly limited, and for example, an aprotic organic solvent is preferably used.
非プロトン性有機溶媒としては、鎖状カーボネート、環状カーボネート等のカーボネート系有機溶媒を用いることができる。これらの中でも、電解質塩の溶解力が高い点から、鎖状カーボネートが好ましい。 As the aprotic organic solvent, a carbonate-based organic solvent such as a chain carbonate or a cyclic carbonate can be used. Among these, chain carbonate is preferable because of its high dissolving power of the electrolyte salt.
また、非プロトン性有機溶媒は、粘度が低いことが好ましい。 Further, the aprotic organic solvent preferably has a low viscosity.
鎖状カーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(EMC)等が挙げられる。 Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (EMC) and the like.
非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量は、50質量%以上であることが好ましい。非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量が50質量%以上であると、鎖状カーボネート以外の非水溶媒が誘電率が高い環状物質(例えば、環状カーボネート、環状エステル)であっても、環状物質の含有量が少なくなる。このため、2M以上の高濃度の非水電解液を作製しても、非水電解液の粘度が低くなり、非水電解液の電極へのしみ込みやイオン拡散が良好となる。 The content of the chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 50% by mass or more. When the content of the chain carbonate in the non-aqueous solvent is 50% by mass or more, even if the non-aqueous solvent other than the chain carbonate is a cyclic substance having a high dielectric constant (for example, cyclic carbonate, cyclic ester), it is cyclic. The content of the substance is reduced. Therefore, even if a non-aqueous electrolytic solution having a high concentration of 2 M or more is produced, the viscosity of the non-aqueous electrolytic solution is low, and the non-aqueous electrolytic solution permeates into the electrode and ion diffusion is good.
環状カーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)等が挙げられる。 Examples of the cyclic carbonate include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC) and the like.
なお、カーボネート系有機溶媒以外の非水溶媒としては、例えば、環状エステル、鎖状エステル等のエステル系有機溶媒、環状エーテル、鎖状エーテル等のエーテル系有機溶媒
等を用いることができる。
As the non-aqueous solvent other than the carbonate-based organic solvent, for example, an ester-based organic solvent such as a cyclic ester or a chain ester, an ether-based organic solvent such as a cyclic ether or a chain ether, or the like can be used.
環状エステルとしては、例えば、γ−ブチロラクトン(γBL)、2−メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等が挙げられる。 Examples of the cyclic ester include γ-butyrolactone (γBL), 2-methyl-γ-butyrolactone, acetyl-γ-butyrolactone, γ-valerolactone and the like.
鎖状エステルとしては、例えば、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル(例えば、酢酸メチル(MA)、酢酸エチル)、ギ酸アルキルエステル(例えば、ギ酸メチル(MF)、ギ酸エチル)等が挙げられる。 Examples of the chain ester include propionic acid alkyl ester, malonic acid dialkyl ester, acetate alkyl ester (for example, methyl acetate (MA) and ethyl acetate), formic acid alkyl ester (for example, methyl formate (MF) and ethyl formate) and the like. Can be mentioned.
環状エーテルとしては、例えば、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、アルキル−1,3−ジオキソラン、1,4−ジオキソラン等が挙げられる。 Examples of the cyclic ether include tetrahydrofuran, alkyl tetrahydrofuran, alkoxy tetrahydrofuran, dialkoxytetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, alkyl-1,3-dioxolane, 1,4-dioxolane and the like.
鎖状エーテルとしては、例えば、1,2−ジメトシキエタン(DME)、ジエチルエーテル、エチ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アルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられる。 Examples of the chain ether include 1,2-dimethosicietan (DME), diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether, triethylene glycol dialkyl ether, tetraethylene glycol dialkyl ether and the like.
<電解質塩>
電解質塩としては、イオン伝導度が高く、非水溶媒に溶解することが可能であれば、特に制限はない。
<Electrolyte salt>
The electrolyte salt is not particularly limited as long as it has high ionic conductivity and can be dissolved in a non-aqueous solvent.
電解質塩は、ハロゲン原子を含むことが好ましい。 The electrolyte salt preferably contains a halogen atom.
電解質塩を構成するカチオンとしては、例えば、リチウムイオン等が挙げられる。 Examples of the cation constituting the electrolyte salt include lithium ion and the like.
電解質塩を構成するアニオンとしては、例えば、BF4 −、PF6 −、AsF6 −、CF3SO3 −、(CF3SO2)2N−、(C2F5SO2)2N−等が挙げられる。 Examples of the anion constituting the electrolyte salt, for example, BF 4 -, PF 6 - , AsF 6 -, CF 3 SO 3 -, (CF 3 SO 2) 2 N -, (C 2 F 5 SO 2) 2 N - And so on.
リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化ヒ素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiN(CF3SO2)2)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiN(C2F5SO2)2)等が挙げられる。これらの中でも、イオン伝導度の点から、LiPF6が好ましく、安定性の点から、LiBF4が好ましい。 The lithium salt is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium hexafluoride (LiAsF 6) ), Lithium trifluoromethsulfonate (LiCF 3 SO 3 ), Lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), Lithium bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide (LiN (C 2 F) 5 SO 2 ) 2 ) and the like can be mentioned. Among these, LiPF 6 is preferable from the viewpoint of ionic conductivity , and LiBF 4 is preferable from the viewpoint of stability.
なお、電解質塩は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The electrolyte salt may be used alone or in combination of two or more.
非水電解液中の電解質塩の濃度は、目的に応じて適宜選択することができるが、非水系蓄電素子がスイング型である場合、1mol/L〜2mol/Lであることが好ましく、非水系蓄電素子がリザーブ型である場合、2mol/L〜4mol/Lであることが好ましい。 The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte solution can be appropriately selected depending on the intended purpose, but when the non-aqueous storage element is a swing type, it is preferably 1 mol / L to 2 mol / L, and is non-aqueous. When the power storage element is a reserve type, it is preferably 2 mol / L to 4 mol / L.
<電気化学素子の用途>
電気化学素子の用途としては、特に制限はなく、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドホンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラ等が挙げられる。
<Use of electrochemical elements>
The use of the electrochemical element is not particularly limited, and for example, a laptop computer, a pen input computer, a mobile computer, an electronic book player, a mobile phone, a mobile fax, a mobile copy, a mobile printer, a headphone stereo, a video movie, an LCD TV, etc. Handy cleaners, portable CDs, minidiscs, transceivers, electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, lighting equipment, toys, game machines, watches, strobes, cameras, etc.
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。なお、本発明の実施例では、電極材料が正極活物質、負極活物質である場合の適用について説明するが、電極材料が正極活物質、負極活物質以外の電極材料である場合の適用についても同様である。 Hereinafter, examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the examples. In the examples of the present invention, the application when the electrode material is a positive electrode active material and a negative electrode active material will be described, but the application when the electrode material is an electrode material other than the positive electrode active material and the negative electrode active material is also applied. The same is true.
[液体組成物の粒度分布]
レーザ回折式粒度分布測定装置マスターサイザー3000(マルバーン社製)を用いて、液体組成物を、水又は有機溶媒に分散させた後、25℃で液体組成物の粒度分布を計測した。
[Particle size distribution of liquid composition]
The liquid composition was dispersed in water or an organic solvent using a laser diffraction type particle size distribution measuring device Mastersizer 3000 (manufactured by Malvern), and then the particle size distribution of the liquid composition was measured at 25 ° C.
[液体組成物の粘度]
B型粘度計(コーンプレート型粘度計)にNo.CPA−40Zのロータを装着して、液体組成物の100rpmにおける粘度を25℃で計測した。
[Viscosity of liquid composition]
No. B type viscometer (cone plate type viscometer). A CPA-40Z rotor was attached and the viscosity of the liquid composition at 100 rpm was measured at 25 ° C.
[電極合材層の剥離強度]
粘着・皮膜剥離解析装置VPA−3(協和界面科学社製)を用いて、電極合材層の剥離強度を測定した(ピール強度試験法)。具体的には、電極を、幅1.8cm×長さ10cmに切断した試験片の電極合材層の側の表面にセロハンテープを貼り付けた後、剥離速度30mm/分、剥離角度90°の条件で、試験片の一端からセロハンテープを100mm引き剥がし、そのときの応力を測定した。このような応力の測定を10回実施して、応力の加重平均を求め、電極合材層の剥離強度とした。
[Peeling strength of electrode mixture layer]
The peel strength of the electrode mixture layer was measured using an adhesive / film peeling analyzer VPA-3 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) (peel strength test method). Specifically, after attaching cellophane tape to the surface of the test piece cut into a width of 1.8 cm and a length of 10 cm on the side of the electrode mixture layer, the peeling speed is 30 mm / min and the peeling angle is 90 °. Under the conditions, the cellophane tape was peeled off by 100 mm from one end of the test piece, and the stress at that time was measured. Such stress measurements were carried out 10 times to obtain a weighted average of the stresses, which was used as the peel strength of the electrode mixture layer.
[正極A〜F、A´の容量]
正極を直径16mmの丸型に打ち抜き加工した後、コイン缶中に、正極、厚さ100μmのガラスセパレータ(ADVANTEC社製)、非水電解液1、対極としての、厚さ200μmのリチウム(本庄金属社製)を入れ、非水系蓄電素子を得た。
[Capacity of positive electrodes A to F, A']
After punching the positive electrode into a round shape with a diameter of 16 mm, a positive electrode, a glass separator with a thickness of 100 μm (manufactured by ADVANTEC), a
非水系蓄電素子に、室温(25℃)において、0.1mA/cm2で充電終止電圧4.2Vまで定電流充電した後、0.1mA/cm2で2.5Vまで定電流放電して初期充放電を実施した。次に、非水系蓄電素子に、0.1mA/cm2で4.2Vまで定電流充電した後、0.1mA/cm2で3.0Vまで定電流放電する充放電サイクルを2回実施し、正極の単位面積当たりの容量を計測した。 The non-aqueous power storage element is charged at room temperature (25 ° C.) at a constant current of 0.1 mA / cm 2 to a final charge voltage of 4.2 V, and then discharged to a constant current of 2.5 V at 0.1 mA / cm 2 for the initial stage. Charging and discharging were carried out. Next, the non-aqueous power storage element was charged with a constant current of 0.1 mA / cm 2 to 4.2 V, and then charged and discharged twice with a constant current discharge of 0.1 mA / cm 2 to 3.0 V. The capacity per unit area of the positive electrode was measured.
なお、電極の単位面積当たりの容量は、充放電測定装置TOSCAT3001(東洋システム社製)を用いて計測した。 The capacitance per unit area of the electrode was measured using a charge / discharge measuring device TOSCAT3001 (manufactured by Toyo System Co., Ltd.).
[負極Aの容量]
負極を直径16mmの丸型に打ち抜き加工した後、コイン缶中に、負極、厚さ100μmのガラスセパレータ(ADVANTEC社製)、非水電解液1、対極としての、厚さ200μmのリチウム(本庄金属社製)を入れ、非水系蓄電素子を作製した。
[Capacity of negative electrode A]
After punching the negative electrode into a round shape with a diameter of 16 mm, a negative electrode, a glass separator with a thickness of 100 μm (manufactured by ADVANTEC), a
非水系蓄電素子に、室温(25℃)において、0.1mA/cm2で充電終止電圧1.0Vまで定電流充電した後、0.1mA/cm2で2.0Vまで定電流放電して初期充放電を実施した。次に、非水系蓄電素子に、0.1mA/cm2で1.0Vまで定電流充電した後、0.1mA/cm2で2.0Vまで定電流放電する定電流放電サイクルを2回実施し、負極の単位面積当たりの容量を計測した。 A non-aqueous power storage element is charged at room temperature (25 ° C.) at a constant current of 0.1 mA / cm 2 to a final charging voltage of 1.0 V, and then discharged at a constant current of 0.1 mA / cm 2 to 2.0 V for initial charging. Charging and discharging were carried out. Next, the non-aqueous power storage element was charged with a constant current of 0.1 mA / cm 2 to 1.0 V, and then a constant current discharge cycle of 0.1 mA / cm 2 with a constant current of 2.0 V was performed twice. , The capacity per unit area of the negative electrode was measured.
[負極Bの容量]
負極を直径16mmの丸型に打ち抜き加工した後、コイン缶中に、負極、厚さ100μmのガラスセパレータ(ADVANTEC社製)、非水電解液1、対極としての、厚さ200μmのリチウム(本庄金属社製)を入れ、非水系蓄電素子を作製した。
[Capacity of negative electrode B]
After punching the negative electrode into a round shape with a diameter of 16 mm, a negative electrode, a glass separator with a thickness of 100 μm (manufactured by ADVANTEC), a
非水系蓄電素子に、室温(25℃)において、0.4mA/cm2で充電終止電圧0.2Vまで定電流充電した後、0.4mA/cm2で2.0Vまで定電流放電して初期充放電を実施した。次に、非水系蓄電素子に、0.1mA/cm2で0.2Vまで定電流充電した後、0.4mA/cm2で2.0Vまで定電流放電する定電流放電サイクルを2回実施し、負極の単位面積当たりの容量を計測した。 The non-aqueous power storage element is charged at room temperature (25 ° C.) at a constant current of 0.4 mA / cm 2 to a final charging voltage of 0.2 V, and then discharged at a constant current of 0.4 mA / cm 2 to 2.0 V at the initial stage. Charging and discharging were carried out. Next, the non-aqueous power storage element was charged with a constant current of 0.1 mA / cm 2 to 0.2 V, and then a constant current discharge cycle of 0.4 mA / cm 2 with a constant current discharge of 2.0 V was performed twice. , The capacity per unit area of the negative electrode was measured.
[正極活物質1]
五酸化バナジウム、水酸化リチウム、リン酸、スクロース、水を混合して沈殿を生成させた後、粉砕して、リン酸バナジウム粒子の前駆体を得た。次に、窒素雰囲気下、900℃で、リン酸バナジウムの前駆体を焼成し、炭素含有量3質量%のリン酸バナジウムリチウム(LVP)を得た。LVPは、モード径が10μmであった。さらに、ジェットミルを用いて、LVPを解砕して、正極活物質1を得た。正極活物質1は、モード径が0.7μmであり、単位面積当たりの容量が0.26mAh/cm2であった。
[Positive electrode active material 1]
Vanadium pentoxide, lithium hydroxide, phosphoric acid, sucrose, and water were mixed to form a precipitate, which was then pulverized to obtain a precursor of vanadium phosphate particles. Next, the precursor of vanadium phosphate was calcined at 900 ° C. under a nitrogen atmosphere to obtain lithium vanadium phosphate (LVP) having a carbon content of 3% by mass. The LVP had a mode diameter of 10 μm. Further, the LVP was crushed using a jet mill to obtain the positive electrode
[正極活物質2]
ジェットミルを用いて、ニッケル系正極活物質(NCA)(JFEミネラル社製)を解砕して、正極活物質2を得た。正極活物質2は、モード径が1.5μmであり、単位面積当たりの容量が0.35mAh/cm2であった。
[Positive electrode active material 2]
A nickel-based positive electrode active material (NCA) (manufactured by JFE Mineral Co., Ltd.) was crushed using a jet mill to obtain a positive electrode active material 2. The positive electrode active material 2 had a mode diameter of 1.5 μm and a capacity per unit area of 0.35 mAh / cm 2 .
[正極活物質3]
ビーズミルを用いて、コバルト酸リチウム(LCO)(豊島製作所社製)を解砕して、正極活物質3を得た。正極活物質3は、モード径が1.3μmであり、単位面積当たりの容量が0.23mAh/cm2であった。
[Positive electrode active material 3]
Lithium cobalt oxide (LCO) (manufactured by Toyoshima Seisakusho Co., Ltd.) was crushed using a bead mill to obtain a positive electrode active material 3. The positive electrode active material 3 had a mode diameter of 1.3 μm and a capacity of 0.23 mAh / cm 2 per unit area.
[正極活物質4]
ビーズミルを用いて、マンガン酸リチウム(LMO)(豊島製作所社製)を解砕して、正極活物質4を得た。正極活物質4は、モード径が1.3μmであり、単位面積当たりの容量が0.31mAh/cm2であった。
[Positive electrode active material 4]
Lithium manganate (LMO) (manufactured by Toyoshima Seisakusho Co., Ltd.) was crushed using a bead mill to obtain a positive electrode active material 4. The positive electrode active material 4 had a mode diameter of 1.3 μm and a capacity per unit area of 0.31 mAh / cm 2 .
[正極活物質5]
ビーズミルを用いて、リン酸鉄リチウム(LFP)(TATUNG FINE CHEMICALS社製)を解砕して、正極活物質5を得た。正極活物質5は、モード径が1.0μmであり、単位面積当たりの容量が0.33mAh/cm2であった。
[Positive electrode active material 5]
Lithium iron phosphate (LFP) (manufactured by TATUNG FINE CHEMICALS) was crushed using a bead mill to obtain a positive electrode active material 5. The positive electrode active material 5 had a mode diameter of 1.0 μm and a capacity per unit area of 0.33 mAh / cm 2 .
[正極活物質6]
ビーズミルを用いて、ニッケル系正極活物質(NCA)(JFEミネラル社製)を解砕
して、正極活物質6を得た。正極活物質6は、モード径が9.6μmであり、単位面積当たりの容量が0.35mAh/cm2であった。
[Positive electrode active material 6]
A nickel-based positive electrode active material (NCA) (manufactured by JFE Mineral Co., Ltd.) was crushed using a bead mill to obtain a positive electrode active material 6. The positive electrode active material 6 had a mode diameter of 9.6 μm and a capacity of 0.35 mAh / cm 2 per unit area.
[負極活物質1]
ビーズミルを用いて、チタン酸リチウム(LTO)(石原産業社製)を解砕して、負極活物質1を得た。負極活物質1は、モード径が2.0μmであり、単位面積当たりの容量が0.31mAh/cm2であった。
[Negative electrode active material 1]
Lithium titanate (LTO) (manufactured by Ishihara Sangyo Co., Ltd.) was crushed using a bead mill to obtain a negative electrode
[負極活物質2]
ビーズミルを用いて、一酸化ケイ素(SiO)(大阪チタニウム社製)を解砕して、負極活物質2を得た。負極活物質2は、モード径が1.0μmであり、単位面積当たりの容量が2.0mAh/cm2であった。
[Negative electrode active material 2]
Silicon monoxide (SiO) (manufactured by Osaka Titanium Technologies Co., Ltd.) was crushed using a bead mill to obtain a negative electrode active material 2. The negative electrode active material 2 had a mode diameter of 1.0 μm and a capacity of 2.0 mAh / cm 2 per unit area.
表1に、活物質のモード径(μm)、および単位面積当たりの容量の評価結果を示す。 Table 1 shows the evaluation results of the mode diameter (μm) of the active material and the capacity per unit area.
[非水電解液1]
プロピレンチレンカーボネート(PC)/ジエチルカーボネート(DEC)/エチルメチルカーボネート(EMC)の質量比1:1:1の混合溶媒に、1.0mol/Lとなるように、LiPF6を溶解させ、非水電解液1(20mL)を調製した。
[Non-aqueous electrolyte solution 1]
LiPF 6 is dissolved in a mixed solvent of propylene tylene carbonate (PC) / diethyl carbonate (DEC) / ethyl methyl carbonate (EMC) in a mass ratio of 1: 1: 1 so as to be 1.0 mol / L, and is non-aqueous. Electrolyte 1 (20 mL) was prepared.
(実施例1)
正極活物質としての正極活物質1(30質量%)、導電助剤としてのカーボンブラック(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(67質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Aを作製した。液体組成物Aは、粘度が10.3mPa・sであり、モード径が1.58μmであった。
(Example 1)
Positive electrode active material 1 (30% by mass) as a positive electrode active material, carbon black (3% by mass) as a conductive auxiliary agent, and ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (67% by mass) are mixed and first. Liquid composition A was prepared as the liquid composition of. The liquid composition A had a viscosity of 10.3 mPa · s and a mode diameter of 1.58 μm.
バインダとしてのポリアミドイミド(3質量%)、N−メチルピロリドン(NMP)(富士フイルム和光純薬社製)(97質量%)を混合し、第2の液体組成物としての、液体組成物Bを作製した。液体組成物Bは、ポリアミドイミドがN−メチルピロリドン(NMP)に溶解しており、粘度が9.6mPa・sであった。 Polyamideimide (3% by mass) as a binder and N-methylpyrrolidone (NMP) (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (97% by mass) were mixed to obtain liquid composition B as a second liquid composition. Made. In the liquid composition B, polyamide-imide was dissolved in N-methylpyrrolidone (NMP), and the viscosity was 9.6 mPa · s.
なお、ポリアミドイミド(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(97%)を混合し、液体組成物を作製したところ、液体組成物は白濁し、沈殿が生じた。即ち、第2の電極材料であるポリアミドイミドは、第1の液体である乳酸エチルよりも、第2の液体であるN−メチルピロリドンに溶解しやすい。 When a liquid composition was prepared by mixing polyamide-imide (3% by mass) and ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (97%), the liquid composition became cloudy and precipitated. That is, polyamide-imide, which is a second electrode material, is more easily dissolved in N-methylpyrrolidone, which is a second liquid, than ethyl lactate, which is a first liquid.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物A、Bを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Aを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、130℃に加熱した。液体組成物A、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.0mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物A、Bは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions A and B were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode A. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 130 ° C. The liquid compositions A and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.0 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid compositions A and B had good discharge efficiency.
正極Aは、正極合材の剥離強度が1.05Nであり、単位面積当たりの容量が0.26mAh/cm2であった。 In the positive electrode A, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.05 N, and the capacity per unit area was 0.26 mAh / cm 2 .
(実施例2)
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物A、Bを、図3に示すように、アルミニウム箔に吐出した以外は、実施例1と同様にして、正極Aを得た。液体組成物A、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が1.9mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物A、Bは、吐出効率が良好であった。
(Example 2)
A positive electrode A was obtained in the same manner as in Example 1 except that the liquid compositions A and B were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 3 using the liquid discharge device EV2500. The liquid compositions A and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, it was possible to form a positive electrode mixture layer having an active material amount of 1.9 mg / cm 2 per unit area, and the liquid compositions A and B had good discharge efficiency.
正極Aは、正極合材の剥離強度が1.09Nであり、単位面積当たりの容量が0.25mAh/cm2であった。 In the positive electrode A, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.09 N, and the capacity per unit area was 0.25 mAh / cm 2 .
(実施例3)
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物A、Bを、図4に示すように、アルミニウム箔に吐出した以外は、実施例1と同様にして、正極Aを得た。液体組成物A、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が1.9mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物A、Bは、吐出効率が良好であった。
(Example 3)
A positive electrode A was obtained in the same manner as in Example 1 except that the liquid compositions A and B were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 4 using the liquid discharge device EV2500. The liquid compositions A and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, it was possible to form a positive electrode mixture layer having an active material amount of 1.9 mg / cm 2 per unit area, and the liquid compositions A and B had good discharge efficiency.
正極Aは、正極合材の剥離強度が1.11Nであり、単位面積当たりの容量が0.25mAh/cm2であった。 In the positive electrode A, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.11 N, and the capacity per unit area was 0.25 mAh / cm 2 .
(実施例4)
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物A、Bを、図5に示すように、アルミニウム箔に吐出した以外は、実施例1と同様にして、正極Aを得た。液体組成物A、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.1mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物A、Bは、吐出効率が良好であった。
(Example 4)
A positive electrode A was obtained in the same manner as in Example 1 except that the liquid compositions A and B were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 5 using the liquid discharge device EV2500. The liquid compositions A and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.1 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid compositions A and B had good discharge efficiency.
正極Aは、正極合材の剥離強度が1.08Nであり、単位面積当たりの容量が0.27mAh/cm2であった。 In the positive electrode A, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.08 N, and the capacity per unit area was 0.27 mAh / cm 2 .
(実施例5)
正極活物質2(30質量%)、カーボンブラック(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(67質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Cを作製した。液体組成物Cは、粘度が10.3mPa・sであり、モード径が2.52μmであった。
(Example 5)
Positive electrode active material 2 (30% by mass), carbon black (3% by mass), ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (67% by mass) are mixed to prepare a liquid composition as a first liquid composition. C was prepared. The liquid composition C had a viscosity of 10.3 mPa · s and a mode diameter of 2.52 μm.
ポリアミドイミド(3質量%)、N,N−ジメチルアセトアミド(富士フイルム和光純薬社製)(97質量%)を混合し、第2の液体組成物としての、液体組成物Dを作製した。液体組成物Dは、ポリアミドイミドがN,N−ジメチルアセトアミドに溶解しており、粘度が9.6mPa・sであった。 Polyamideimide (3% by mass) and N, N-dimethylacetamide (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (97% by mass) were mixed to prepare a liquid composition D as a second liquid composition. In the liquid composition D, polyamide-imide was dissolved in N, N-dimethylacetamide, and the viscosity was 9.6 mPa · s.
なお、ポリアミドイミド(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(97%)を混合し、液体組成物を作製したところ、液体組成物は白濁し、沈殿が生じた。即ち、第2の電極材料であるポリアミドイミドは、第1の液体である乳酸エチルよりも、第2の液体であるN,N−ジメチルアセトアミドに溶解しやすい。 When a liquid composition was prepared by mixing polyamide-imide (3% by mass) and ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (97%), the liquid composition became cloudy and precipitated. That is, polyamide-imide, which is a second electrode material, is more easily dissolved in N, N-dimethylacetamide, which is a second liquid, than ethyl lactate, which is a first liquid.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物C、Dを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Bを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物C、Dは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.2mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物C、Dは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions C and D were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode B. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions C and D had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.2 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid compositions C and D had good discharge efficiency.
正極Bは、正極合材の剥離強度が1.14Nであり、単位面積当たりの容量が0.36mAh/cm2であった。 In the positive electrode B, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.14 N, and the capacity per unit area was 0.36 mAh / cm 2 .
(実施例6)
正極活物質3(30質量%)、カーボンブラック(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(67質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Eを作製した。液体組成物Eは、粘度が10.7mPa・sであり、モード径が1.22μmであった。
(Example 6)
Positive electrode active material 3 (30% by mass), carbon black (3% by mass), ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (67% by mass) are mixed to prepare a liquid composition as a first liquid composition. E was prepared. The liquid composition E had a viscosity of 10.7 mPa · s and a mode diameter of 1.22 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物E、Dを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Cを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物E、Dは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.0mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物E、Dは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions E and D were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode C. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions E and D had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.0 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid compositions E and D had good discharge efficiency.
正極Cは、正極合材の剥離強度が1.05Nであり、単位面積当たりの容量が0.23mAh/cm2であった。 In the positive electrode C, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.05 N, and the capacity per unit area was 0.23 mAh / cm 2 .
(実施例7)
正極活物質4(30質量%)、カーボンブラック(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(67質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Fを作製した。液体組成物Fは、粘度が11.1mPa・sであり、モード径が1.48μmであった。
(Example 7)
Positive electrode active material 4 (30% by mass), carbon black (3% by mass), ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (67% by mass) are mixed to prepare a liquid composition as a first liquid composition. F was prepared. The liquid composition F had a viscosity of 11.1 mPa · s and a mode diameter of 1.48 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物F、Dを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Dを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物F、Dは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.0mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物F、Dは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions F and D were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode D. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions F and D had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.0 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid compositions F and D had good discharge efficiency.
正極Dは、正極合材の剥離強度が1.08Nであり、単位面積当たりの容量が0.25mAh/cm2であった。 The positive electrode D had a peeling strength of the positive electrode mixture of 1.08 N and a capacity per unit area of 0.25 mAh / cm 2 .
(実施例8)
正極活物質5(30質量%)、カーボンブラック(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(67質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Gを作製した。液体組成物Gは、粘度が10.9mPa・sであり、モード径が2.11μmであった。
(Example 8)
A liquid composition obtained by mixing positive electrode active material 5 (30% by mass), carbon black (3% by mass), and ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (67% by mass) as the first liquid composition. G was prepared. The liquid composition G had a viscosity of 10.9 mPa · s and a mode diameter of 2.11 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物G、Dを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Eを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物G、Dは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.1mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物G、Dは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions G and D were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode E. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions G and D had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.1 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid compositions G and D had good discharge efficiency.
正極Eは、正極合材の剥離強度が1.09Nであり、単位面積当たりの容量が0.30mAh/cm2であった。 In the positive electrode E, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.09 N, and the capacity per unit area was 0.30 mAh / cm 2 .
(実施例9)
負極活物質1(30質量%)、カーボンブラック(1質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(69質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Hを作製した。液体組成物Hは、粘度が10.1mPa・sであり、モード径が1.05μmであった。
(Example 9)
Negative electrode active material 1 (30% by mass), carbon black (1% by mass), ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (69% by mass) are mixed to prepare a liquid composition as a first liquid composition. H was prepared. The liquid composition H had a viscosity of 10.1 mPa · s and a mode diameter of 1.05 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物H、Bを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、負極Aを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物H、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.1mg/cm2の負極合材層を形成することができ、液体組成物H、Bは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions H and B were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a negative electrode A. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions H and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a negative electrode mixture layer having an active material amount of 2.1 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid compositions H and B had good discharge efficiency.
負極Aは、負極合材の剥離強度が1.05Nであり、単位面積当たりの容量が0.32mAh/cm2であった。 In the negative electrode A, the peel strength of the negative electrode mixture was 1.05 N, and the capacity per unit area was 0.32 mAh / cm 2 .
(実施例10)
負極活物質2(30質量%)、カーボンブラック(1質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(69質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Iを作製した。液体組成物Iは、粘度が13.1mPa・sであり、モード径が2.15μmであった。
(Example 10)
Negative electrode active material 2 (30% by mass), carbon black (1% by mass), ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (69% by mass) are mixed to prepare a liquid composition as a first liquid composition. I was made. The liquid composition I had a viscosity of 13.1 mPa · s and a mode diameter of 2.15 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物I、Bを、図2に示すように、銅箔に吐出し、負極Bを得た。このとき、銅箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物I、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が1.9mg/cm2の負極合材層を形成することができ、液体組成物I、Bは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions I and B were discharged onto a copper foil as shown in FIG. 2 to obtain a negative electrode B. At this time, the copper foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions I and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, it was possible to form a negative electrode mixture layer having an active material amount of 1.9 mg / cm 2 per unit area, and the liquid compositions I and B had good discharge efficiency.
負極Bは、負極合材の剥離強度が1.08Nであり、単位面積当たりの容量が2.0mAh/cm2であった。 In the negative electrode B, the peel strength of the negative electrode mixture was 1.08 N, and the capacity per unit area was 2.0 mAh / cm 2 .
(実施例11)
ポリアミドイミド(6質量%)、N−メチルピロリドン(富士フイルム和光純薬社製)(94質量%)を混合し、第2の液体組成物としての、液体組成物B´を作製した。液体組成物B´は、ポリアミドイミドがN−メチルピロリドンに溶解しており、粘度が9.6mPa・sであった。
(Example 11)
Polyamideimide (6% by mass) and N-methylpyrrolidone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (94% by mass) were mixed to prepare a liquid composition B'as a second liquid composition. In the liquid composition B', polyamide-imide was dissolved in N-methylpyrrolidone, and the viscosity was 9.6 mPa · s.
なお、ポリアミドイミド(6質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(94%)を混合し、液体組成物を作製したところ、液体組成物は白濁し、沈殿が生じた。即ち、第2の電極材料であるポリアミドイミドは、第1の液体である乳酸エチルよりも、第2の液体であるN−メチルピロリドンに溶解しやすい。 When a liquid composition was prepared by mixing polyamide-imide (6% by mass) and ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (94%), the liquid composition became cloudy and precipitated. That is, polyamide-imide, which is a second electrode material, is more easily dissolved in N-methylpyrrolidone, which is a second liquid, than ethyl lactate, which is a first liquid.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物A、B´を、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Aを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、130℃に加熱した。液体組成物A、B´は、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.2mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物A、B´は、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions A and B'are discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode A. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 130 ° C. The liquid compositions A and B'have good discharge stability and no discharge failure occurred. As a result, it was possible to form a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.2 mg / cm 2 per unit area, and the liquid compositions A and B'have good discharge efficiency.
正極Aは、正極合材の剥離強度が2.17Nであり、単位面積当たりの容量が0.26mAh/cm2であった。 In the positive electrode A, the peel strength of the positive electrode mixture was 2.17 N, and the capacity per unit area was 0.26 mAh / cm 2 .
(実施例12)
正極活物質6(40質量%)、カーボンブラック(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬製)(57質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Jを作製した。液体組成物Jは、粘度が11.9mPa・sであり、モード径が9.11μmであった。
(Example 12)
Positive electrode active material 6 (40% by mass), carbon black (3% by mass), ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (57% by mass) are mixed to prepare a liquid composition J as a first liquid composition. Was produced. The liquid composition J had a viscosity of 11.9 mPa · s and a mode diameter of 9.11 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物J、Bを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Fを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物J、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.1mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物J、Bは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions J and B were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode F. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions J and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount per unit area of 2.1 mg / cm2 could be formed, and the liquid compositions J and B had good discharge efficiency.
正極Fは、正極合材の剥離強度が1.13Nであり、単位面積当たりの容量が0.34mAh/cm2であった。 In the positive electrode F, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.13 N, and the capacity per unit area was 0.34 mAh / cm2.
(実施例13)
正極活物質6(50質量%)、カーボンブラック(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬製)(47質量%)を混合し、第1の液体組成物としての、液体組成物Kを作製した。液体組成物Kは、粘度が13.9mPa・sであり、モード径が9.41μmであった。
(Example 13)
Liquid composition K as a first liquid composition by mixing positive electrode active material 6 (50% by mass), carbon black (3% by mass), and ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (47% by mass). Was produced. The liquid composition K had a viscosity of 13.9 mPa · s and a mode diameter of 9.41 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物K、Bを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Fを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物K、Bは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が2.2mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物K、Bは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid compositions K and B were discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode F. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid compositions K and B had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, it was possible to form a positive electrode mixture layer having an active material amount of 2.2 mg / cm2 per unit area, and the liquid compositions K and B had good discharge efficiency.
正極Fは、正極合材の剥離強度が1.09Nであり、単位面積当たりの容量が0.36
mAh/cm2であった。
The positive electrode F has a peeling strength of the positive electrode mixture of 1.09 N and a capacity of 0.36 per unit area.
It was mAh / cm2.
(比較例1)
正極活物質1(30質量%)、カーボンブラック(3質量%)、ポリアミドイミド(3質量%)、乳酸エチル(富士フイルム和光純薬社製)(64質量%)を混合し、液体組成物Lを作製したが、液体組成物Lがゲル化したため、吐出することができなかった。
(Comparative Example 1)
Positive electrode active material 1 (30% by mass), carbon black (3% by mass), polyamide-imide (3% by mass), ethyl lactate (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (64% by mass) are mixed, and the liquid composition L However, because the liquid composition L was gelled, it could not be discharged.
(比較例2)
負極活物質2(30質量%)、カーボンブラック(10質量%)、ポリアミドイミド(3質量%)、N−メチルピロリドン(富士フイルム和光純薬社製)(57質量%)を混合し、液体組成物Mを作製したが、液体組成物Mの粘度が上昇した。液体組成物Mは、モード径が11.5μmであり、吐出することができなかった。
(Comparative Example 2)
Negative electrode active material 2 (30% by mass), carbon black (10% by mass), polyamide-imide (3% by mass), N-methylpyrrolidone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (57% by mass) are mixed to form a liquid composition. A product M was prepared, but the viscosity of the liquid composition M increased. The liquid composition M had a mode diameter of 11.5 μm and could not be discharged.
(比較例3)
正極活物質1(30質量%)、カーボンブラック(3質量%)、ポリアミドイミド(3質量%)、N−メチルピロリドン(富士フイルム和光純薬社製)(64質量%)を混合し、液体組成物Nを作製した。液体組成物Nは、粘度が13.5mPa・sであり、モード径が1.71μmであった。
(Comparative Example 3)
Positive electrode active material 1 (30% by mass), carbon black (3% by mass), polyamide-imide (3% by mass), N-methylpyrrolidone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (64% by mass) are mixed to form a liquid composition. Object N was produced. The liquid composition N had a viscosity of 13.5 mPa · s and a mode diameter of 1.71 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物Nを、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極Aを得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物Nは、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が1.9mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物Nは、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid composition N was discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode A. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid composition N had good discharge stability, and no discharge failure occurred. As a result, it was possible to form a positive electrode mixture layer having an active material amount of 1.9 mg / cm 2 per unit area, and the liquid composition N had good discharge efficiency.
正極Aは、正極合材の剥離強度が1.01Nであり、単位面積当たりの容量が0.24mAh/cm2であった。 In the positive electrode A, the peel strength of the positive electrode mixture was 1.01 N, and the capacity per unit area was 0.24 mAh / cm 2 .
(比較例4)
正極活物質1(30質量%)、カーボンブラック(3質量%)、N−メチルピロリドン(富士フイルム和光純薬社製)(67質量%)を混合し、液体組成物N´を作製した。液体組成物N´は、粘度が10.2mPa・sであり、モード径が1.71μmであった。
(Comparative Example 4)
Positive electrode active material 1 (30% by mass), carbon black (3% by mass), and N-methylpyrrolidone (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (67% by mass) were mixed to prepare a liquid composition N'. The liquid composition N'has a viscosity of 10.2 mPa · s and a mode diameter of 1.71 μm.
液体吐出装置EV2500を用いて、液体組成物N´を、図2に示すように、アルミニウム箔に吐出し、正極A´を得た。このとき、アルミニウム箔をホットプレート上に固定し、120℃に加熱した。液体組成物N´は、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。その結果、単位面積当たりの活物質量が1.9mg/cm2の正極合材層を形成することができ、液体組成物N´は、吐出効率が良好であった。 Using the liquid discharge device EV2500, the liquid composition N'was discharged onto an aluminum foil as shown in FIG. 2 to obtain a positive electrode A'. At this time, the aluminum foil was fixed on the hot plate and heated to 120 ° C. The liquid composition N'has good discharge stability and no discharge failure occurs. As a result, a positive electrode mixture layer having an active material amount of 1.9 mg / cm 2 per unit area could be formed, and the liquid composition N'had good discharge efficiency.
正極A´は、正極合材の剥離強度が0.002Nであったため、単位面積当たりの容量を計測することができなかった。 Since the peel strength of the positive electrode mixture of the positive electrode A'was 0.002N, the capacity per unit area could not be measured.
表2に、単位面積当たりの活物質量、電極合材層の剥離強度、電極の容量の評価結果を示す。 Table 2 shows the evaluation results of the amount of active material per unit area, the peel strength of the electrode mixture layer, and the capacity of the electrode.
なお、液体の略称は、以下の通りである。
NMP:N−メチルピロリドン
DMA:N,N−ジメチルアセトアミド
The abbreviations for liquids are as follows.
NMP: N-methylpyrrolidone DMA: N, N-dimethylacetamide
表2から、実施例1〜13の電極は、単位面積当たりの活物質量、電極合材層の剥離強度、電極の容量が良好であり、設計の自由度が高いことがわかる。例えば、実施例11の電極は、バインダの添加量を増加したため、電極合材層の剥離強度が高い。 From Table 2, it can be seen that the electrodes of Examples 1 to 13 have a good amount of active material per unit area, peel strength of the electrode mixture layer, and electrode capacity, and have a high degree of freedom in design. For example, in the electrode of Example 11, since the amount of binder added is increased, the peel strength of the electrode mixture layer is high.
これに対して、比較例1は、正極Aを作製する際に、実施例1〜4、11の液体組成物Aで用いられている乳酸エチルを含む単一の液体組成物Lを作製したため、ゲル化した。 On the other hand, in Comparative Example 1, when the positive electrode A was prepared, a single liquid composition L containing ethyl lactate used in the liquid compositions A of Examples 1 to 4 and 11 was prepared. Gelled.
比較例2は、負極Bを作製する際に、実施例10の液体組成物Bで用いられているNMPを含む単一の液体組成物Mを作製したため、粘度が上昇した。 In Comparative Example 2, when the negative electrode B was prepared, a single liquid composition M containing NMP used in the liquid composition B of Example 10 was prepared, so that the viscosity increased.
比較例3は、電極の単位面積当たりの活物質量、電極合材層の剥離強度、電極の容量が良好であるが、液体組成物Nの設計の自由度が低い。 In Comparative Example 3, the amount of active material per unit area of the electrode, the peeling strength of the electrode mixture layer, and the capacity of the electrode are good, but the degree of freedom in designing the liquid composition N is low.
比較例4は、液体組成物N´がバインダを含まないため、電極合材層の剥離強度が低い。 In Comparative Example 4, since the liquid composition N'does not contain a binder, the peel strength of the electrode mixture layer is low.
1 電気化学素子
10、15 負極
11 負極基体
12 負極合材層
12A 第1の液体組成物
12B 第2の液体組成物
20、25 正極
21 正極基体
22 正極合材層
30 セパレータ
40 電極素子
41、42 引き出し線
51 電解質層
52 外装
1
Claims (9)
第1の電極材料が第1の液体に溶解又は分散している第1の液体組成物と、
前記第1の電極材料とは異なる第2の電極材料が前記第1の液体とは異なる第2の液体に溶解又は分散している第2の液体組成物を有し、
前記第2の電極材料は、前記第1の液体よりも、前記第2の液体に溶解又は分散しやすい、液体組成物セット。 A liquid composition set used for forming a positive electrode mixture layer or a negative electrode mixture layer.
A first liquid composition in which the first electrode material is dissolved or dispersed in the first liquid,
It has a second liquid composition in which a second electrode material different from the first electrode material is dissolved or dispersed in a second liquid different from the first liquid.
The second electrode material is a liquid composition set that is more easily dissolved or dispersed in the second liquid than the first liquid.
前記活物質は、アルカリ金属イオンを吸蔵又は放出することが可能な材料である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液体組成物セット。 At least one of the first electrode material and the second electrode material contains an active material and contains an active material.
The liquid composition set according to any one of claims 1 to 4, wherein the active material is a material capable of storing or releasing alkali metal ions.
前記活物質を含む液体組成物は、前記活物質の含有量が20質量%以上である、請求項1乃至4のいずれか一項に記載の液体組成物セット。 At least one of the first electrode material and the second electrode material contains an active material and contains an active material.
The liquid composition set according to any one of claims 1 to 4, wherein the liquid composition containing the active material has a content of the active material of 20% by mass or more.
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