JP2022181696A - Electrical conduction material slurry - Google Patents

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隆一 赤木
Ryuichi Akagi
協一 代田
Kyoichi Shirota
篤司 平石
Tokuji Hiraishi
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Abstract

To provide an electrical conduction material slurry with an excellent dispersibility of a carbon nano-tube.SOLUTION: The present invention discloses, in one aspect, an electrical conduction material slurry containing: an electrical conduction material; a dispersant; and an organic solvent. In the electrical conduction material, 50 mass% or more is a carbon nano-tube. The dispersant is a polymer containing 60 to 99 mass% of vinyl alcohol unit in one molecular. A content amount of the vinyl alcohol unit in the electrical conduction material slurry is 17.0 to 60.0 mass part to 100 mass part of the content amount of the carbon nano-tube. The electrical conduction material slurry preferably further contains a binding agent, and the content amount of the binding agent in the electrical conduction material slurry is preferably 150 to 700 mass part against 100 mass part of the content amount of the vinyl alcohol unit.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、導電材スラリー、電池用正極ペースト、および電池用正極に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a conductive material slurry, a battery positive electrode paste, and a battery positive electrode.

近年、地球温暖化抑制の観点から二酸化炭素を排出しない電気自動車の開発が盛んに行われている。電気自動車には、ガソリン車に比べて、走行距離が短く、バッテリーの充電に時間がかかるという課題がある。充電時間を短くするためには、正極中での電子の移動速度を速める必要がある。現在、非水電解質電池用の正極には、導電助剤(導電材)として、カーボンブラックが使用されているが、カーボンブラックよりも電子抵抗が小さい導電材の使用が望まれている。 BACKGROUND ART In recent years, electric vehicles that do not emit carbon dioxide have been actively developed from the viewpoint of global warming suppression. Compared to gasoline vehicles, electric vehicles have short mileage and take a long time to charge their batteries. In order to shorten the charging time, it is necessary to speed up the movement of electrons in the positive electrode. At present, carbon black is used as a conductive aid (conductive material) in positive electrodes for non-aqueous electrolyte batteries, but the use of conductive materials with lower electronic resistance than carbon black is desired.

カーボンブラックよりも電子抵抗が小さい導電材として、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」と称する場合もある。)があり、その物理的特性、化学的特性により、種々の分野への応用が期待されている。CNTはアスペクト比が高く少量で導電パスを形成できる。CNTは実質的にグラファイト1枚面を巻いて筒状にした形状を有したナノ炭素材料であり、1層に巻いたものを単層CNT、同軸に多層に巻いたものを多層CNTという。 Carbon nanotubes (hereinafter sometimes referred to as "CNT") are known as conductive materials having lower electronic resistance than carbon black, and are expected to be applied to various fields due to their physical and chemical properties. there is CNT has a high aspect ratio and can form a conductive path with a small amount. A CNT is a carbon nanomaterial having a shape in which a single graphite sheet is substantially wound into a cylindrical shape. A single-layered CNT is called a single-walled CNT, and coaxially wound multiple-layered CNT is called a multi-layered CNT.

炭素材料を有機溶媒に均一分散させることが求められる。特許文献1には、分散剤であるステアリルメタクリレートとポリオキシプロピレン(平均付加モル数14)メタクリレートの共重合体と、CNT等の炭素材料と、有機溶媒と含む炭素材料分散液が開示されている。特許文献2には、カーボンナノチューブと、けん化度71mol%(ビニルアルコール単位の含有量に換算して56質量%)、平均重合度1000以下のポリビニールアルコール樹脂を含むカーボンナノチューブスラリーおよび電池用正極ペーストが開示されている。 It is required to uniformly disperse the carbon material in the organic solvent. Patent Document 1 discloses a carbon material dispersion containing a copolymer of stearyl methacrylate and polyoxypropylene (average number of added moles: 14) methacrylate as a dispersant, a carbon material such as CNT, and an organic solvent. . Patent Document 2 describes a carbon nanotube slurry and a battery positive electrode paste containing carbon nanotubes, a polyvinyl alcohol resin having a degree of saponification of 71 mol% (56% by mass in terms of the content of vinyl alcohol units) and an average degree of polymerization of 1000 or less. is disclosed.

特開2012-166154号公報JP 2012-166154 A 特開2019-102259号公報JP 2019-102259 A

正極合材層において少ないCNTの本数で効率良く導電パスを形成可能とする電池用正極ペーストを得るには、電池用正極ペーストにおいて、数10本のCNTからなる太いバンドル(束)やCNT同士の強固な凝集が解され、CNTが高分散していることが求められる。このような正極ペーストを得る手段としては、CNTを溶媒中に高分散させたCNT分散液を、正極ペーストの調製に用いることが必要である。 In order to obtain a positive electrode paste for batteries that can efficiently form a conductive path with a small number of CNTs in the positive electrode mixture layer, a thick bundle (bundle) consisting of several tens of CNTs or a bundle of CNTs between CNTs is required in the positive electrode paste for batteries. Firm agglomeration must be resolved and CNTs must be highly dispersed. As means for obtaining such a positive electrode paste, it is necessary to use a CNT dispersion liquid in which CNTs are highly dispersed in a solvent for preparing the positive electrode paste.

そこで、本開示は、CNTの分散性が良好な導電材スラリーを提供する。また、本発明は、前記導電材スラリーを用いて調製される電池用正極ペーストを提供する。 Therefore, the present disclosure provides a conductive material slurry having good CNT dispersibility. The present invention also provides a battery positive electrode paste prepared using the conductive material slurry.

本開示は、一態様において、導電材と分散剤と有機溶媒とを含む導電材スラリーであって、
導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、
前記分散剤は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体であり、
導電材スラリー中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、導電材スラリーに関する。
In one aspect, the present disclosure is a conductive material slurry containing a conductive material, a dispersant, and an organic solvent,
50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes,
The dispersant is a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule,
The present invention relates to the conductive material slurry, wherein the content of the vinyl alcohol unit in the conductive material slurry is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the content of the carbon nanotubes.

本開示は、一態様において、正極活物質と結着剤と導電材と分散剤と有機溶媒とを含む電池用正極ペーストであって、
前記導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、
前記分散剤は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体であり、
前記導電材スラリー中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、電池用正極ペーストに関する。
In one aspect, the present disclosure is a battery positive electrode paste containing a positive electrode active material, a binder, a conductive material, a dispersant, and an organic solvent,
50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes,
The dispersant is a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule,
It relates to a battery positive electrode paste, wherein the content of the vinyl alcohol unit in the conductive material slurry is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the content of the carbon nanotubes.

本開示は、一態様において、正極合材層を含む電池用正極であって、
前記正極合材層は、正極活物質と、導電材と、重合体と、結着剤とを含み、
前記導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、
前記重合体は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含み、
前記正極合材層中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、電池用正極に関する。
In one aspect, the present disclosure provides a positive electrode for a battery comprising a positive electrode mixture layer,
The positive electrode mixture layer includes a positive electrode active material, a conductive material, a polymer, and a binder,
50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes,
The polymer contains 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule,
The positive electrode for a battery, wherein the content of the vinyl alcohol unit in the positive electrode mixture layer is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon nanotube content.

本開示の導電材スラリーは、分散剤として1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体を含み、導電材スラリー中のビニルアルコール単位の含有量が、カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部であるので、導電材スラリー中のCNTの分散が良好に行える。
また、本開示の電池用正極ペーストは、前記導電材スラリーを用いて調製されるので、正極合材層の塗膜抵抗の低減を可能とする。
The conductive material slurry of the present disclosure contains a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule as a dispersant, and the content of vinyl alcohol units in the conductive material slurry is equal to the content of carbon nanotubes of 100 mass. Since it is 17.0 to 60.0 parts by mass per part, the CNTs can be well dispersed in the conductive material slurry.
In addition, since the positive electrode paste for battery of the present disclosure is prepared using the conductive material slurry, it is possible to reduce the coating film resistance of the positive electrode mixture layer.

本開示の導電材スラリーは、分散剤として1分子内にビニルアルコール単位を特定の質量比率で含む重合体を含み、導電材スラリー中のCNT100質量部に対するビニルアルコール単位の量を特定量とすることにより、導電材スラリー中のCNTの分散性が向上するという知見に基づく。 The conductive material slurry of the present disclosure contains, as a dispersant, a polymer containing vinyl alcohol units in one molecule at a specific mass ratio, and the amount of vinyl alcohol units relative to 100 parts by mass of CNTs in the conductive material slurry is set to a specific amount. It is based on the knowledge that the dispersibility of CNTs in the conductive material slurry is improved.

本開示において、導電材スラリー中のCNTの分散性が向上するメカニズムの詳細については明らかではないが、以下のように推察される。
本開示では、CNTの分散剤として、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体が使用され、且つ、導電材スラリー中のビニルアルコール単位の含有量が、CNT100質量部に対して17.0~60.0質量部の範囲内で含まれる。そのため、CNTに吸着したビニルアルコール単位がCNTを保持した状態で、主鎖であるビニル構造がCNT面上に広がりその立体反発によって、CNT間に強い立体的斥力が作用するので、CNTが溶媒中で高度に分散可能となっているものと推察される。
前記重合体の1分子中のビニルアルコール単位が60質量%以上であると、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等の有機溶媒に対する重合体の溶解性が抑制され、重合体のCNTに対する吸着性が高まり、分散性向上に寄与すると考えられる。
また、ビニルアルコール単位の含有量が、CNT100質量部に対して17.0質量部以上であると、分散性が高まりCNTの凝集が抑制され、導電材スラリーの安定性が保てる。一方で、ビニルアルコール単位の含有量が、CNT100質量部に対して60.0質量部以下であると、溶媒乾燥時のビニルアルコール単位同士の凝集が抑制され、CNT間の接触が維持される結果、正極塗膜の塗膜抵抗が低いと考えられる。
ただし、本発明はこれらのメカニズムに限定して解釈されない。導電材スラリーにおけるCNTの分散性の評価は、導電材スラリーの粘度によって評価できる。当該粘度が小さいほど、CNTの分散性が良好である。
Although the details of the mechanism by which the dispersibility of CNTs in the conductive material slurry is improved are not clear in the present disclosure, it is speculated as follows.
In the present disclosure, a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule is used as a CNT dispersant, and the content of vinyl alcohol units in the conductive material slurry is contained within the range of 17.0 to 60.0 parts by mass. Therefore, in a state in which the vinyl alcohol units adsorbed to the CNTs hold the CNTs, the vinyl structure, which is the main chain, spreads over the CNT surface, and the steric repulsion exerts a strong steric repulsive force between the CNTs. It is speculated that it is highly dispersible in
When the vinyl alcohol unit in one molecule of the polymer is 60% by mass or more, the solubility of the polymer in organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is suppressed, and the polymer adsorbs to CNT. It is thought that this increases the dispersibility and contributes to the improvement of dispersibility.
Moreover, when the content of the vinyl alcohol unit is 17.0 parts by mass or more per 100 parts by mass of CNTs, the dispersibility is enhanced, the aggregation of CNTs is suppressed, and the stability of the conductive material slurry can be maintained. On the other hand, when the content of vinyl alcohol units is 60.0 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of CNTs, aggregation of vinyl alcohol units during solvent drying is suppressed, and contact between CNTs is maintained. , the coating resistance of the positive electrode coating is considered to be low.
However, the present invention should not be construed as being limited to these mechanisms. The dispersibility of CNTs in the conductive material slurry can be evaluated by the viscosity of the conductive material slurry. The smaller the viscosity, the better the CNT dispersibility.

<導電材スラリー>
本開示は、一態様において、導電材と分散剤と有機溶媒とを含み、前記導電材は、その50質量%以上がCNTからなり、前記分散剤はビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体であり、導電材スラリー中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、CNT100質量部に対して17.0~60.0質量部である、導電材スラリーに関する。本開示の導電材スラリーでは、導電材スラリー中のCNTの分散が良好に行える。
<Conductive material slurry>
In one aspect, the present disclosure includes a conductive material, a dispersant, and an organic solvent, wherein 50% by mass or more of the conductive material is composed of CNTs, and the dispersant is a weight containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units. It relates to the conductive material slurry, which is coalesced and the content of the vinyl alcohol unit in the conductive material slurry is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of CNTs. In the conductive material slurry of the present disclosure, CNTs can be well dispersed in the conductive material slurry.

[導電材]
本開示の導電材スラリーでは、前記導電材は、その50質量%以上がCNTからなる。前記導電材は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上、さらに好ましくは95質量%以上、よりさらに好ましくは98質量%以上、よりさらに好ましくは実質的に100質量%、よりさらに好ましくは100質量%がCNTである。本開示の導電材スラリーに含まれるCNT以外の導電材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛等の炭素材料が挙げられ、これらは単独又は2種以上混合して用いることができる。
[Conductive material]
In the conductive material slurry of the present disclosure, 50% by mass or more of the conductive material is composed of CNTs. The conductive material is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, still more preferably 95% by mass or more, still more preferably 98% by mass or more, still more preferably substantially 100% by mass, and still more Preferably 100% by mass is CNT. Examples of conductive materials other than CNT contained in the conductive material slurry of the present disclosure include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and graphite, and these can be used alone or in combination of two or more.

本開示において、CNTとは、複数のCNTを含む総体を意味する。本開示の導電材スラリーの調製に用いられるCNTの形態は、特に限定されず、例えば、複数のCNTがそれぞれ独立していてもよいし、複数のCNTが束状あるいは絡まり合うなどの形態でもよいし、これらの形態が混合した形態でもよい。CNTは、種々の層数または直径のCNTであってもよい。CNTは、CNTの製造におけるプロセス由来の不純物(例えば、触媒やアモルファスカーボン)を含み得る。 In the present disclosure, CNT means an aggregate including a plurality of CNTs. The form of the CNTs used for preparing the conductive material slurry of the present disclosure is not particularly limited, and for example, a plurality of CNTs may be independent, or may be in a form such as a bundle or entanglement of a plurality of CNTs. However, a form in which these forms are mixed may be used. The CNTs may be CNTs of various layer numbers or diameters. CNTs may contain impurities (eg, catalysts and amorphous carbon) from the process in which the CNTs are manufactured.

CNTは、一又は複数の実施形態において、グラファイトの1枚面を巻いて筒状にした形状を有するものであり、1層に巻いたものを単層CNT(SWCNT)、2層に巻いたものを2層CNT(DWCNT)、3層以上に巻いたものを多層CNT(MWCNT)ともいう。本開示の導電材スラリーを含む電池用正極ペースト(以下「正極ペースト」と略称する場合もある。)を用いて得られる正極合材層に求められる特性に応じて、単層、2層、多層のいずれのCNT及びそれらの混合物を用いることができる。CNTの分散が良好で低抵抗の正極合材層を得るには、多層CNTを用いることが好ましい。 CNTs, in one or more embodiments, have a shape in which one sheet of graphite is wound into a cylindrical shape, and those wound in one layer are single-walled CNTs (SWCNTs), and those wound in two layers. are also called double-layered CNTs (DWCNTs), and those wound in three or more layers are called multi-layered CNTs (MWCNTs). Depending on the characteristics required for the positive electrode mixture layer obtained using the battery positive electrode paste containing the conductive material slurry of the present disclosure (hereinafter sometimes abbreviated as “positive electrode paste”), a single layer, two layers, or multiple layers and mixtures thereof can be used. Multilayer CNTs are preferably used in order to obtain a positive electrode mixture layer with good CNT dispersion and low resistance.

CNTの平均直径は、走査型電子顕微鏡(SEM)や原子間力顕微鏡(AFM)により測定される。本開示では、その平均直径は特に限定されないが、CNTの分散性向上の観点から、3nm以上が好ましく、より好ましくは5nm以上、さらに好ましくは8nm以上であり、そして、導電性向上の観点から、100nm以下が好ましく、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは30nm以下、よりさらに好ましくは20nm以下、よりさらに好ましくは15nm以下である。CNTの平均直径は、具体的には、好ましくは3~100nm、より好ましくは3~50nm、さらに好ましくは3~30nm、よりさらに好ましくは5~20nm、よりさらに好ましくは8~20nm、よりさらに好ましくは8~15nmである。 The average diameter of CNTs is measured by scanning electron microscope (SEM) or atomic force microscope (AFM). In the present disclosure, the average diameter is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the dispersibility of CNTs, it is preferably 3 nm or more, more preferably 5 nm or more, and still more preferably 8 nm or more. It is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, even more preferably 30 nm or less, even more preferably 20 nm or less, and even more preferably 15 nm or less. Specifically, the average diameter of CNTs is preferably 3 to 100 nm, more preferably 3 to 50 nm, still more preferably 3 to 30 nm, even more preferably 5 to 20 nm, still more preferably 8 to 20 nm, and even more preferably is 8-15 nm.

CNTの平均長さは、走査型電子顕微鏡(SEM)や原子間力顕微鏡(AFM)により測定される。本開示では、その平均長さは特に限定されないが、導電性向上の観点から、2μm以上が好ましく、より好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上、よりさらに好ましくは30μm以上であり、そして、分散性向上の観点から、500μm以下が好ましく、より好ましくは300μm以下、さらに好ましくは200μm以下、よりさらに好ましくは120μm以下である。CNTの平均長さは、具体的には、好ましくは2~500μm、より好ましくは5~300μm、さらに好ましくは10~200μm、よりさらに好ましくは30~120μmである。 The average length of CNTs is measured by scanning electron microscope (SEM) or atomic force microscope (AFM). In the present disclosure, the average length is not particularly limited, but from the viewpoint of improving conductivity, it is preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, still more preferably 10 μm or more, and even more preferably 30 μm or more. From the viewpoint of improving properties, the thickness is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, still more preferably 200 μm or less, and even more preferably 120 μm or less. Specifically, the average length of CNTs is preferably 2 to 500 μm, more preferably 5 to 300 μm, even more preferably 10 to 200 μm, still more preferably 30 to 120 μm.

CNTにおける不純物の含有量は、熱重量分析等の方法により測定されるが、本開示ではなるべく少ない方が良い。CNTにおける不純物の含有量は、CNTの有効分を高濃度とする観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、さらに好ましくは20質量%以下、よりさらに好ましくは10質量%以下、よりさらに好ましくは実質的に0質量%である。 The content of impurities in CNTs is measured by a method such as thermogravimetric analysis, but in the present disclosure, the lower the better. The content of impurities in CNTs is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, even more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 10% by mass, from the viewpoint of increasing the effective content of CNTs. Below, it is more preferably substantially 0% by mass.

本開示の導電材スラリー中の導電材の含有量は、正極ペーストの濃度調整の利便性向上の観点から、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1質量%以上、さらに好ましくは1.5質量%以上であり、そして、導電材スラリーを取り扱いやすい粘度とする観点から、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。本開示の導電材スラリー中の導電材の含有量は、具体的には、好ましくは0.5~10質量%、より好ましくは1~5質量%、さらに好ましくは1.5~3質量%である。 The content of the conductive material in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and still more preferably 1.5% by mass or more, from the viewpoint of improving the convenience of adjusting the concentration of the positive electrode paste. It is 5% by mass or more and preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and even more preferably 3% by mass or less from the viewpoint of making the conductive material slurry easy to handle. Specifically, the content of the conductive material in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 0.5 to 10% by mass, more preferably 1 to 5% by mass, and still more preferably 1.5 to 3% by mass. be.

[分散剤]
本開示の導電材スラリーに含まれる分散剤は、1分子中にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体である。前記重合体の1分子中のビニルアルコール単位が60質量%未満では、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)等の有機溶媒に対する重合体の溶解性が高く、重合体のCNTに対する吸着性が乏しくなり、CNTの分散性向上には有効ではないと考えられる。一方、1分子中のビニルアルコール単位が99質量%より多いと、NMP等の有機溶媒に対して重合体が溶解しづらく、導電材スラリーや正極ペーストの調製に過大な時間がかかるため生産性が悪く、導電材スラリーの安定性も十分でない。また、前記重合体の1分子中のビニルアルコール単位が60質量%未満では、ビニルアルコール単位がCNTに吸着したとしても、主鎖であるビニル構造がCNT面上に保持した状態を保てず、その結果、重合体による効果的な立体反発が生じないために、分散性が劣ると推察される。これに対して、ビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体は、NMP等の有機溶媒に対する重合体の適度な溶解性と、CNTに対する吸着性と、吸着後の立体反発効果とを好適にバランス可能であることから、分散剤として特に有効に機能するものと考えられる。
[Dispersant]
The dispersant contained in the conductive material slurry of the present disclosure is a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule. If the vinyl alcohol unit in one molecule of the polymer is less than 60% by mass, the solubility of the polymer in an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is high, and the adsorption of the polymer to CNT is poor. Therefore, it is considered that it is not effective for improving the dispersibility of CNT. On the other hand, if the vinyl alcohol unit in one molecule is more than 99% by mass, the polymer is difficult to dissolve in an organic solvent such as NMP, and it takes an excessive amount of time to prepare the conductive material slurry or the positive electrode paste, which reduces productivity. Unfortunately, the stability of the conductive material slurry is not sufficient. In addition, when the vinyl alcohol unit in one molecule of the polymer is less than 60% by mass, even if the vinyl alcohol unit is adsorbed to the CNT, the vinyl structure, which is the main chain, cannot be maintained on the CNT surface, As a result, effective steric repulsion is not generated by the polymer, and thus the dispersibility is presumed to be poor. On the other hand, a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units preferably has appropriate solubility in organic solvents such as NMP, adsorption to CNTs, and steric repulsion after adsorption. It is believed that it functions particularly effectively as a dispersant because it can be balanced.

前記重合体の1分子中のビニルアルコール単位の含有量は、CNTの分散性向上の観点から、60質量%以上であり、好ましくは75質量%以上、より好ましくは83質量%以上、さらに好ましくは84重量%以上、よりさらに好ましくは85重量%以上であり、生産性および導電材スラリーの安定性の観点から、99質量%以下、好ましくは95質量%以下、より好ましくは92質量%以下、さらに好ましくは90質量%以下、よりさらに好ましくは88重量以下、よりさらに好ましくは87重量%以下である。本開示において、前記重合体の1分子中のビニルアルコール単位の含有量は、具体的には、好ましくは75~95質量%、より好ましくは83~92質量%、さらに好ましくは83~90質量%、よりさらに好ましくは84~88質量%、よりさらに好ましくは85~87質量%である。 The content of vinyl alcohol units in one molecule of the polymer is 60% by mass or more, preferably 75% by mass or more, more preferably 83% by mass or more, and still more preferably, from the viewpoint of improving the dispersibility of CNTs. 84% by weight or more, more preferably 85% by weight or more, and from the viewpoint of productivity and stability of the conductive material slurry, 99% by weight or less, preferably 95% by weight or less, more preferably 92% by weight or less, and further It is preferably 90% by weight or less, more preferably 88% by weight or less, and even more preferably 87% by weight or less. In the present disclosure, the content of vinyl alcohol units in one molecule of the polymer is specifically preferably 75 to 95% by mass, more preferably 83 to 92% by mass, and still more preferably 83 to 90% by mass. , more preferably 84 to 88% by mass, and even more preferably 85 to 87% by mass.

前記重合体の1分子中のビニルアルコール単位の質量割合が上記の範囲内であれば、重合体は、ビニルアルコール単位以外の構成単位として、ビニルエステル単位、ビニルブチラール単位、およびポリアルキレングリコール(メタ)アクリレート単位、スチレン単位、エチレン単位、ブタジエン単位から選ばれる1種又は2種以上の構成単位が挙げられる。ビニルエステル単位は、重合体の原料モノマーとして用いられるビニルエステルモノマーに由来する。ビニルエステルモノマーとしては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ラウリン酸ビニル等が挙げられる。 If the mass ratio of the vinyl alcohol unit in one molecule of the polymer is within the above range, the polymer may contain vinyl ester units, vinyl butyral units, and polyalkylene glycol (meth) as structural units other than the vinyl alcohol units. ) One or more structural units selected from acrylate units, styrene units, ethylene units, and butadiene units. A vinyl ester unit originates in the vinyl ester monomer used as a raw material monomer of a polymer. Vinyl ester monomers include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl laurate and the like.

前記重合体の1分子中のビニルアルコール単位の質量割合が上記の範囲内であれば、前記重合体には、ポリビニルアルコールに、例えば、水酸基、アセチル基、アセタール基またはホルマール基以外の官能基として、例えば、アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基が1種類または2種以上導入されたもの、これらの官能基が、各種の塩によって変性されたもの、その他アニオンあるいはカチオン変性されたもの、エーテル、エステル等の構造を有するものも含まれる。前記重合体は、これらの変性ポリビニルアルコールを1種又は2種以上含んでいてもよいし、変性ポリビニルアルコールと無変性ポリビニルアルコールの両方を含んでいてもよい。 If the mass ratio of vinyl alcohol units in one molecule of the polymer is within the above range, the polymer may contain polyvinyl alcohol as a functional group other than a hydroxyl group, an acetyl group, an acetal group, or a formal group, for example. , For example, those into which one or more kinds of acetoacetyl groups, sulfonic acid groups, carboxyl groups, carbonyl groups, amino groups are introduced, those functional groups modified with various salts, other anions or cations Modified ones and those having structures such as ethers and esters are also included. The polymer may contain one or more of these modified polyvinyl alcohols, or may contain both modified polyvinyl alcohol and non-modified polyvinyl alcohol.

本開示の導電材スラリー中のビニルアルコール単位の含有量は、CNTの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である。ビニルアルコール単位の含有量が、CNT100質量部に対して17.0質量部より少ないと、CNTが凝集するため、導電材スラリーの安定性が保てない。ビニルアルコール単位の含有量が、CNT100質量部に対して60.0質量部を超えると、溶媒乾燥時のビニルアルコール単位同士の凝集効果により、CNT間の接触が阻害される結果、正極塗膜の塗膜抵抗が高くなる。ここで、「導電材スラリー中のビニルアルコール単位の含有量」とは、導電材スラリーに含まれるビニルアルコール単位の全量を意味する。 The content of vinyl alcohol units in the conductive material slurry of the present disclosure is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the CNT content. If the content of vinyl alcohol units is less than 17.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of CNTs, the CNTs aggregate, and the stability of the conductive material slurry cannot be maintained. If the content of the vinyl alcohol units exceeds 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of CNTs, contact between the CNTs is inhibited due to the aggregation effect of the vinyl alcohol units during drying of the solvent. Increases coating resistance. Here, "the content of vinyl alcohol units in the conductive material slurry" means the total amount of vinyl alcohol units contained in the conductive material slurry.

本開示の導電材スラリー中のビニルアルコール単位の好ましい含有量は、CNTの高分散性及び導電材スラリーの安定性の観点から、CNT100質量部に対して、好ましくは23.0質量部以上、より好ましくは25.0質量部以上であり、塗膜抵抗の観点から、CNT100質量部に対して、好ましくは55.0質量部以下、より好ましくは40.0質量部以下、さらにより好ましくは30.0質量部以下である。本開示の導電材スラリーにおける、ビニルアルコール単位の好ましい含有量は、具体的には、CNTの含有量100質量部に対して、好ましくは23.0~55.0質量部、より好ましくは23.0~40.0質量部、さらにより好ましくは25.0~30.0質量部である。 The preferable content of vinyl alcohol units in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 23.0 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of CNTs, from the viewpoint of high dispersibility of CNTs and stability of the conductive material slurry. It is preferably 25.0 parts by mass or more, and from the viewpoint of coating film resistance, preferably 55.0 parts by mass or less, more preferably 40.0 parts by mass or less, and even more preferably 30.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of CNTs. It is 0 mass part or less. Specifically, the preferable content of the vinyl alcohol unit in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 23.0 to 55.0 parts by mass, more preferably 23.0 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the CNT content. 0 to 40.0 parts by mass, more preferably 25.0 to 30.0 parts by mass.

前記重合体の重合度は、ビニル構造によるCNTの好適な被覆によりCNTの分散性を向上させる観点から、好ましくは20以上、より好ましくは50以上、さらに好ましくは200以上、よりさらに好ましくは300以上であり、重合体自体の分散性向上によりCNTの分散性を向上させる観点から、好ましくは5000以下、より好ましくは3000以下、さらに好ましくは2000以下、よりさらに好ましくは1000以下である。本開示において、前記重合体の重合度は、具体的には、好ましくは20~5000、より好ましくは50~3000、さらに好ましくは200~2000質量%、よりさらに好ましくは300~1000である。 The degree of polymerization of the polymer is preferably 20 or more, more preferably 50 or more, still more preferably 200 or more, and even more preferably 300 or more, from the viewpoint of improving the dispersibility of CNTs by suitably coating the CNTs with a vinyl structure. is preferably 5000 or less, more preferably 3000 or less, still more preferably 2000 or less, and still more preferably 1000 or less from the viewpoint of improving the dispersibility of CNT by improving the dispersibility of the polymer itself. In the present disclosure, specifically, the degree of polymerization of the polymer is preferably 20-5000, more preferably 50-3000, even more preferably 200-2000% by mass, and even more preferably 300-1000.

[重合体の製造方法]
前記重合体の合成方法は、特に限定されず、前記重合体は、公知の方法で得ることができる。例えば、酢酸ビニルを重合させて得られたポリ酢酸ビニルを原料とし、これをけん化することにより得ることができる。
[Method for producing polymer]
A method for synthesizing the polymer is not particularly limited, and the polymer can be obtained by a known method. For example, it can be obtained by saponifying polyvinyl acetate obtained by polymerizing vinyl acetate as a raw material.

[有機溶媒]
本開示の導電材スラリーに含まれる溶媒は、有機溶媒であり、電池用正極ペーストに含まれる結着剤を溶解できるものであることが好ましい。有機溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド(DMAc)、N-メチルピロリドン(NMP)などのアミド系極性有機溶媒;メタノール、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール(イソプロピルアルコール)、1-ブタノール(n-ブタノール)、2-メチル-1-プロパノール(イソブタノール)、2-ブタノール(sec-ブタノール)、1-メチル-2-プロパノール(tert-ブタノール)、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、またはオクタノールなどのアルコール類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、またはヘキシレングリコールなどのグリコール類;グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、またはソルビトールなどの多価アルコール類;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、テトラエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、テトラ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、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、またはテトラエチレングリコールモノブチルエーテルなどのグリコールエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルプロピルケトン、またはシクロペンタノンなどのケトン類;酢酸エチル、γ-ブチルラクトン、およびε-プロピオラクトンなどのエステル類等が挙げられる。導電材スラリーに含まれる有機溶媒は、1種でもよいし、2種以上の組合せでもよい。結着剤が、従来の電池用正極ペーストに含まれるPVDF(ポリフッ化ビニリデン樹脂)である場合、前記有機溶媒は、一般的にN-メチル-2-ピロリドン(NMP)が使用される。前記有機溶媒は、CNTの分散性向上の観点から、NMPであることが特に好ましい。
[Organic solvent]
The solvent contained in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably an organic solvent capable of dissolving the binder contained in the battery positive electrode paste. Examples of organic solvents include amide-based polar organic solvents such as dimethylformamide (DMF), diethylformamide, dimethylacetamide (DMAc), and N-methylpyrrolidone (NMP); methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol (isopropyl alcohol), 1-butanol (n-butanol), 2-methyl-1-propanol (isobutanol), 2-butanol (sec-butanol), 1-methyl-2-propanol (tert-butanol), pentanol, hexanol , heptanol, or octanol; glycols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, propylene glycol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,5-pentanediol, or hexylene glycol; polyhydric alcohols such as glycerin, trimethylolpropane, pentaerythritol, or sorbitol; ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, tetraethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl Ethers, glycol ethers such as triethylene glycol monoethyl ether, tetraethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, or tetraethylene glycol monobutyl ether; acetone, methyl ethyl ketone, methyl propyl ketone , or ketones such as cyclopentanone; esters such as ethyl acetate, γ-butyllactone, and ε-propiolactone. The organic solvent contained in the conductive material slurry may be one kind or a combination of two or more kinds. When the binder is PVDF (polyvinylidene fluoride resin) contained in conventional battery positive electrode paste, the organic solvent is generally N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). From the viewpoint of improving the dispersibility of CNTs, the organic solvent is particularly preferably NMP.

[結着剤]
後述する本開示の正極ペーストに含まれる結着剤は、正極ペーストを調製する際に、本開示の導電材スラリーや正極活物質に対して添加されてもよいが、一態様において、結着剤は、本開示の導電材スラリーにあらかじめ含まれていてもよい。
[Binder]
The binder contained in the positive electrode paste of the present disclosure, which will be described later, may be added to the conductive material slurry or the positive electrode active material of the present disclosure when preparing the positive electrode paste. may be included in advance in the conductive material slurry of the present disclosure.

結着剤としては、特に制限はなく、電池用電極の作製に使用される公知の結着剤を用いることができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ヘキサフルオロプロピレンやモノクロロトリフルオロエチレンなどとのフッ化ビニリデン共重合体、フッ化ビニリデンをカルボン酸変性した変性体等のフッ化ビニリデン系重合体を用いることができる。これらのフッ化ビニリデン系重合体の重量平均分子量について、特に制限はないが、10万~150万のフッ化ビニリデン系重合体が一般的に用いられる。フッ化ビニリデン系重合体に、スチレン-ブタジエンゴム、ポリアクリロニトリル等を混合して用いてもよい。 The binder is not particularly limited, and known binders used in the production of battery electrodes can be used. Examples include polyvinylidene fluoride (PVDF), hexafluoropropylene, and monochlorotrifluoroethylene. A vinylidene fluoride polymer such as a vinylidene fluoride copolymer of No. 2 or a modified product obtained by modifying vinylidene fluoride with a carboxylic acid can be used. The weight average molecular weight of these vinylidene fluoride polymers is not particularly limited, but vinylidene fluoride polymers having a weight average molecular weight of 100,000 to 1,500,000 are generally used. A vinylidene fluoride polymer may be mixed with styrene-butadiene rubber, polyacrylonitrile, or the like.

導電材スラリーまたは正極ペースト中に含まれる結着剤の量は、正極合材層の一体性の担保および正極合材層と集電体との接着性の観点から、導電材スラリーまたは正極ペースト中のビニルアルコール単位100質量部に対して、好ましくは150質量部以上、より好ましくは300質量部以上、さらに好ましくは350質量部以上であり、CNTの分散性および結着剤の添加に伴う導電材スラリーまたは正極ペーストの粘度上昇により、導電材スラリーまたは正極ペーストの分散安定性が損なわれることを抑制する観点から、導電材スラリーまたは正極ペースト中のビニルアルコール単位100質量部に対して、好ましくは700質量部以下、より好ましくは650質量部以下、さらに好ましくは620質量部以下である。導電材スラリーまたは正極ペースト中に含まれる結着剤の量は、具体的には、導電材スラリーまたは正極ペースト中のビニルアルコール単位100部に対して、好ましくは150~700質量部、より好ましくは300~650質量部、さらに好ましくは350~620質量部である。 The amount of the binder contained in the conductive material slurry or the positive electrode paste is set to is preferably 150 parts by mass or more, more preferably 300 parts by mass or more, and still more preferably 350 parts by mass or more with respect to 100 parts by mass of the vinyl alcohol unit of the CNT dispersibility and the conductive material accompanying the addition of the binder From the viewpoint of suppressing deterioration of the dispersion stability of the conductive material slurry or positive electrode paste due to an increase in viscosity of the slurry or positive electrode paste, preferably 700 vinyl alcohol units per 100 parts by mass in the conductive material slurry or positive electrode paste. It is not more than 650 parts by mass, more preferably not more than 620 parts by mass. Specifically, the amount of the binder contained in the conductive material slurry or positive electrode paste is preferably 150 to 700 parts by mass, more preferably 150 to 700 parts by mass, with respect to 100 parts of vinyl alcohol units in the conductive material slurry or positive electrode paste. 300 to 650 parts by mass, more preferably 350 to 620 parts by mass.

[含窒素有機化合物]
後述する本開示の正極ペーストは、一態様として、含窒素有機化合物をさらに含んでいてもよい。含窒素有機化合物は、正極ペーストを調製する際に、本開示の導電材スラリーや他の成分に対して添加されてもよいが、一態様において、含窒素有機化合物は、本開示の導電材スラリーにあらかじめ含まれていてもよい。含窒素有機化合物の添加により、低粘度でハンドリング性が良好な導電材スラリーおよび正極ペーストの調製できる。
[Nitrogen-containing organic compound]
The positive electrode paste of the present disclosure, which will be described later, may further contain a nitrogen-containing organic compound as one aspect. The nitrogen-containing organic compound may be added to the conductive material slurry of the present disclosure and other components when preparing the positive electrode paste. In one aspect, the nitrogen-containing organic compound is added to the conductive material slurry of the present disclosure. may be included in advance. By adding a nitrogen-containing organic compound, it is possible to prepare a low-viscosity conductive material slurry and a positive electrode paste that are easy to handle.

含窒素有機化合物の添加による低粘度化のメカニズムの詳細については明らかではないが、ビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体は、炭素材料系導電材の表面全体を覆っておらず、炭素材料系導電材の表面には露出した部位が存在する。そのため、隣接する炭素材料系導電材は、π-π相互作用および炭素材料系導電材表面に一部存在する極性基同士の水素結合により、有機溶媒中において凝集する。しかし、含窒素有機化合物が含まれていると、含窒素有機化合物が、前記極性基と相互作用(中和反応や双極子相互作用)することによって炭素材料系導電材間の水素結合を抑制する。さらに、アミン(カチオン)が炭素材料系導電材上のπ電子とカチオン-π相互作用することにより炭素材料系導電材間のπ-π相互作用を抑制する。前記水素結合の抑制と前記π-π相互作用の抑制によって、炭素材料系導電材の分散性が向上し、結果、含窒素有機化合物を添加しない場合と比較して、粘度が低下しているものと推察される。ただし、本開示はこれらのメカニズムに限定して解釈されない。 Although the details of the mechanism of viscosity reduction by the addition of a nitrogen-containing organic compound are not clear, the polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units does not cover the entire surface of the carbon material-based conductive material, and the carbon An exposed part exists on the surface of the material-based conductive material. Therefore, adjacent carbon material-based conductive materials aggregate in an organic solvent due to π-π interaction and hydrogen bonding between polar groups partially present on the surface of the carbon material-based conductive material. However, when the nitrogen-containing organic compound is contained, the nitrogen-containing organic compound suppresses hydrogen bonding between the carbon material-based conductive materials by interacting with the polar group (neutralization reaction or dipole interaction). . Furthermore, the amine (cation) interacts with the π electrons on the carbon material-based conductive material and the cation-π interaction to suppress the π-π interaction between the carbon material-based conductive materials. By suppressing the hydrogen bonding and suppressing the π-π interaction, the dispersibility of the carbon material-based conductive material is improved, and as a result, the viscosity is reduced compared to the case where the nitrogen-containing organic compound is not added. It is speculated that However, the present disclosure should not be construed as being limited to these mechanisms.

含窒素有機化合物としては、分子内に少なくとも1つの1~3級アミノ基を有する化合物(以下、1~3級アミンという)が好ましい。本出願において、1~3級アミノ基は中心チッ素原子に対する3つの結合がすべて単結合である構造を意味する。含窒素有機化合物は、このような1~3級アミノ基を1つ有していれば、分子内にその他のチッ素原子を有していてもよく、その他のチッ素原子は1~3級アミノ基であっても、2重結合を有するイミノ基を構成してもよい。分子内にその他のチッ素原子を有する場合、前記アミノ基のチッ素原子と隣接しないことが好ましい。 The nitrogen-containing organic compound is preferably a compound having at least one primary to tertiary amino group in the molecule (hereinafter referred to as primary to tertiary amine). In the present application, a primary to tertiary amino group means a structure in which all three bonds to the central nitrogen atom are single bonds. As long as the nitrogen-containing organic compound has one such primary to tertiary amino group, it may have other nitrogen atoms in the molecule, and the other nitrogen atoms are primary to tertiary Even if it is an amino group, it may constitute an imino group having a double bond. When other nitrogen atoms are present in the molecule, they are preferably not adjacent to the nitrogen atom of the amino group.

前記1~3級アミンとしては、脂肪族アミンが好ましく、鎖状(分岐、直鎖)であっても環状であってもよい。環状アミンの場合、飽和環が好ましい。環状アミンでない場合、アミノ基と共にイミノ基等の不飽和基を有していてもよい。また、脂肪族アミンの炭化水素基部分は、OH、アミノ基、COOH等で置換されていてもよい。また、脂肪族基の中の-CH2-が、O(酸素原子)で置き換えられていてもよく、このとき、O(酸素原子)は、アミノ基のチッ素原子と隣接しない方が好ましい。前記1~3級アミンとしては、例えば、アルキルアミン類、アミノ基含有アルコール類、カルボキシル置換アルキルアミン類、イミダゾール類、ピペラジン類、グアニジン類、ピペリジン類およびピロリジン類を挙げる事ができる。 The primary to tertiary amines are preferably aliphatic amines, which may be chain (branched or linear) or cyclic. For cyclic amines, saturated rings are preferred. When it is not a cyclic amine, it may have an unsaturated group such as an imino group together with the amino group. Moreover, the hydrocarbon group portion of the aliphatic amine may be substituted with OH, an amino group, COOH, or the like. -CH 2 - in the aliphatic group may be replaced with O (oxygen atom), in which case O (oxygen atom) is preferably not adjacent to the nitrogen atom of the amino group. Examples of the primary to tertiary amines include alkylamines, amino group-containing alcohols, carboxyl-substituted alkylamines, imidazoles, piperazines, guanidines, piperidines and pyrrolidines.

アルキルアミン類としては、存在するアルキル基が互いに独立して、分岐または直鎖アルキル基ある1~3級アミンが好ましく、より好ましくは分子中の炭素数の合計が15以下となるようにアルキル基を有する。具体的には、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ジエチルアミン、ジブチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N-プロピルエチルアミン、N-ブチルエチルアミン、N,N-ジメチルシクロヘキシルアミン等を挙げることができる。また、アルキル基はアミノ基で置換されていてもよく、その場合2以上の1~3級アミノ基を含有することになり、例えばエチレンジアミン、ジエチレンジアミントリアミン等のジまたはトリアミンを挙げることができる。 The alkylamines are preferably primary to tertiary amines in which the existing alkyl groups are independently branched or linear alkyl groups, more preferably alkyl groups such that the total number of carbon atoms in the molecule is 15 or less. have Specific examples include hexylamine, octylamine, diethylamine, dibutylamine, trimethylamine, triethylamine, tributylamine, N-propylethylamine, N-butylethylamine, N,N-dimethylcyclohexylamine and the like. The alkyl group may also be substituted with an amino group, in which case it will contain two or more primary to tertiary amino groups, and examples thereof include di- or triamines such as ethylenediamine and diethylenediaminetriamine.

アミノ基含有アルコール類としては、上記のアルキルアミンにおいて、アルキル基の水素がOHで置換された化合物が好ましく、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-ブチルジエタノールアミン、N,N-ジメチルアミノエタノール、N-n-ブチルエタノールアミン、2-(メチルアミノ)エタノール、N-メチルエタノールアミン、N-エチルエタノールアミン、2-アミノ-1-プロパノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、1-アミノ-2ープロパノール、2-アミノ-1,3-プロパンジオール等を挙げることができる。中でも、2-アミノ-1,3-プロパンジオールが好ましい。 As the amino group-containing alcohols, compounds in which the hydrogen of the alkyl group in the above alkylamine is substituted with OH are preferable, such as monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-butyldiethanolamine, N,N-dimethylaminoethanol. , Nn-butylethanolamine, 2-(methylamino)ethanol, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine, 2-amino-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 1 -amino-2-propanol, 2-amino-1,3-propanediol and the like. Among them, 2-amino-1,3-propanediol is preferred.

カルボキシル置換アルキルアミン類としては、上記のアルキルアミンにおいて、アルキル基の水素がCOOHで置換された化合物が挙げられ、エチレンジアミン四酢酸、1,3-プロパンジアミン四酢酸、1,2-プロパンジアミン四酢酸、1,3-ジアミノ-2-ヒドロキシプロパン四酢酸、グリコールエーテルジアミン四酢酸、トランス1,2-シクロヘキサンジアミン四酢酸、ヘキサメチレンジアミン四酢酸、ジカルボキシメチルグルタミン酸、ジカルボキシメチルアスパラギン酸、S,S-エチレンジアミン二コハク酸、エチレンジアミン二(o-ヒドキシフェニル)酢酸、ヒドロキシエチルイミノ二酢酸、エチレンジアミン二酢酸、イミノ二酢酸、エチレンジアミン二プロピオン酸、ニトリロ三酢酸、ヒドロキシエチレンジアミン三酢酸、ニトリロ三プロピオン酸、メチルグリシン二酢酸、ジエチレントリアミン五酢酸、トリエチレンテトラミン六酢酸等が挙げられる。また、カルボキシル基の一部または全部が、Na等のアルカリ金属と塩を形成していてもよい。 Examples of carboxyl-substituted alkylamines include compounds in which the hydrogen of the alkyl group in the above alkylamines is replaced with COOH, such as ethylenediaminetetraacetic acid, 1,3-propanediaminetetraacetic acid, and 1,2-propanediaminetetraacetic acid. , 1,3-diamino-2-hydroxypropanetetraacetic acid, glycol etherdiaminetetraacetic acid, trans-1,2-cyclohexanediaminetetraacetic acid, hexamethylenediaminetetraacetic acid, dicarboxymethylglutamic acid, dicarboxymethylaspartic acid, S,S - ethylenediaminedisuccinic acid, ethylenediaminedi(o-hydroxyphenyl)acetic acid, hydroxyethyliminodiacetic acid, ethylenediaminediacetic acid, iminodiacetic acid, ethylenediaminedipropionic acid, nitrilotriacetic acid, hydroxyethylenediaminetriacetic acid, nitrilotripropionic acid, Methylglycinediacetic acid, diethylenetriaminepentaacetic acid, triethylenetetraminehexaacetic acid and the like can be mentioned. Moreover, some or all of the carboxyl groups may form a salt with an alkali metal such as Na.

イミダゾール類としては、具体的には1,2-ジメチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-エチル-4-メチルイミダゾール、4-エチル-2-メチルイミダゾール、1-メチル-4-エチルイミダゾール等が挙げられる。 Specific examples of imidazoles include 1,2-dimethylimidazole, 2-methylimidazole, 2-ethyl-4-methylimidazole, 4-ethyl-2-methylimidazole, 1-methyl-4-ethylimidazole and the like. be done.

ピペラジン類としては、無置換、またはアルキル基で置換されたピペラジンが好ましく、ここでアルキル基は、さらにアミノ基を有していてもよい。アルキル基の置換位置は、ピペラジン環中の任意の位置でよく、チッ素原子上であっても、炭素原子上であってもよい。具体的には、ピペラジン、1-メチルピペラジン、1-エチルピペラジン、1-プロピルピペラジン、1,4-ジメチルピペラジン、1,4-ジエチルピペラジン、1,4-ジプロピルピペラジン、2-メチルピペラジン、2-エチルピペラジン、3-プロピルピペラジン、2,6-ジメチルピペラジン、2,6-ジエチルピペラジン、2,6-ジプロピルピペラジン、2,5-ジメチルピペラジン、2,5-ジエチルピペラジン、2,5-ジプロピルピペラジン等を挙げることができる。また、1-アミノエチルピペラジンのような、アミノアルキル基で置換されたピペラジンも好ましい。 Piperazines are preferably unsubstituted or alkyl-substituted piperazines, where the alkyl group may further have an amino group. The substitution position of the alkyl group may be any position in the piperazine ring, and may be on the nitrogen atom or the carbon atom. Specifically, piperazine, 1-methylpiperazine, 1-ethylpiperazine, 1-propylpiperazine, 1,4-dimethylpiperazine, 1,4-diethylpiperazine, 1,4-dipropylpiperazine, 2-methylpiperazine, 2 -ethylpiperazine, 3-propylpiperazine, 2,6-dimethylpiperazine, 2,6-diethylpiperazine, 2,6-dipropylpiperazine, 2,5-dimethylpiperazine, 2,5-diethylpiperazine, 2,5-di Propylpiperazine and the like can be mentioned. Also preferred are piperazines substituted with aminoalkyl groups, such as 1-aminoethylpiperazine.

その他、含窒素有機化合物としてグアニジン類、ピペリジン類、ピロリジン類が挙げられ、具体的には、グアニジンおよびグアニジン塩類、ピペリジン、1-メチルピペリジン、1-エチルピペリジン、1-プロピルピペリジン、2、3または4-メチルピペリジン、2、3または4-エチルピペリジン、2,6-ジメチルピペリジン、2,6-ジエチルピペリジン、2,6-ジプロピルピペリジン、2,4-ジメチルピペリジン、2,4-ジエチルピペリジン、1-アミノエチルピペリジン、モルホリン、ピロリジン、1-メチルピロリジン、1-エチルピロリジン、1-プロピルピロリジン、2または3-メチルピロリジン、2または3-エチルピロリジン、2,5-ジメチルピロリジン、2,5-ジエチルピロリジン、2,5-ジプロピルピロリジン、2,4-ジメチルピペリジン、2,4-ジエチルピペリジン、1-アミノエチルピロリジン等を挙げることができる。 In addition, nitrogen-containing organic compounds include guanidines, piperidines, pyrrolidines, specifically guanidine and guanidine salts, piperidine, 1-methylpiperidine, 1-ethylpiperidine, 1-propylpiperidine, 2, 3 or 4-methylpiperidine, 2,3 or 4-ethylpiperidine, 2,6-dimethylpiperidine, 2,6-diethylpiperidine, 2,6-dipropylpiperidine, 2,4-dimethylpiperidine, 2,4-diethylpiperidine, 1-aminoethylpiperidine, morpholine, pyrrolidine, 1-methylpyrrolidine, 1-ethylpyrrolidine, 1-propylpyrrolidine, 2 or 3-methylpyrrolidine, 2 or 3-ethylpyrrolidine, 2,5-dimethylpyrrolidine, 2,5- Diethylpyrrolidine, 2,5-dipropylpyrrolidine, 2,4-dimethylpiperidine, 2,4-diethylpiperidine, 1-aminoethylpyrrolidine and the like can be mentioned.

導電材スラリーまたは正極ペースト中に含まれる含窒素有機化合物の含有量は、導電材の分散性向上の観点から、導電材100質量部に対して、好ましくは0.5質量部以上、より好ましくは1質量部以上、さらにより好ましくは5質量部以上であり、そして、高導電性の観点から、好ましくは2000質量部以下、より好ましくは1000質量部以下、さらに好ましくは500質量部以下である。導電材スラリーまたは正極ペースト中に含まれる含窒素有機化合物の含有量は、同様の観点から、具体的には、導電材100質量部に対して、好ましくは0.5~2000質量部、より好ましくは1~1000質量部、さらに好ましくは5~500質量部である。 From the viewpoint of improving the dispersibility of the conductive material, the content of the nitrogen-containing organic compound contained in the conductive material slurry or positive electrode paste is preferably 0.5 parts by mass or more, more preferably It is 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, and from the viewpoint of high conductivity, it is preferably 2000 parts by mass or less, more preferably 1000 parts by mass or less, and still more preferably 500 parts by mass or less. From the same viewpoint, the content of the nitrogen-containing organic compound contained in the conductive material slurry or the positive electrode paste is preferably 0.5 to 2000 parts by mass, more preferably 0.5 to 2000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the conductive material. is 1 to 1000 parts by mass, more preferably 5 to 500 parts by mass.

尚、本開示の導電材スラリーは、各々、本開示の効果が妨げられない範囲で、その他の成分を更に含んでもよい。その他の成分としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、消泡剤、防腐剤、脱水剤、防錆剤、可塑剤等(以下、添加剤とも言う。)が挙げられる。 The conductive material slurry of the present disclosure may further contain other components as long as the effects of the present disclosure are not hindered. Other components include, for example, antioxidants, neutralizers, antifoaming agents, preservatives, dehydrating agents, rust preventives, plasticizers, etc. (hereinafter also referred to as additives).

[導電材スラリーの製造方法]
本開示の導電材スラリーは、一又は複数の実施形態において、導電材と、分散剤と、有機溶媒と、必要に応じて、結着剤、含窒素有機化合物、または添加剤等の各成分を、混合分散機を用いて、混合し、組成が均一になるまで分散処理をすることにより調製できる。本開示の導電材スラリーの製造方法は、一態様において、分散剤を有機溶媒に溶解させて分散剤溶液を得た後、当該分散剤溶液に導電材を加える工程と、導電材が添加された分散剤溶液に対し混合分散機を用いて分散処理をする工程とを含む。
[Method for producing conductive material slurry]
In one or more embodiments, the conductive material slurry of the present disclosure contains a conductive material, a dispersant, an organic solvent, and, if necessary, each component such as a binder, a nitrogen-containing organic compound, or an additive. , using a mixing and dispersing machine, and dispersing until the composition becomes uniform. In one aspect of the method for producing a conductive material slurry of the present disclosure, after dissolving a dispersant in an organic solvent to obtain a dispersant solution, adding a conductive material to the dispersant solution; and a step of subjecting the dispersant solution to dispersion treatment using a mixer disperser.

前記混合分散機としては、例えば、超音波ホモジナイザー、振動ミル、ジェットミル、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、超音波装置、アトライター、デゾルバー、及びペイントシェーカー等から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。 Examples of the mixing and dispersing machine include at least one selected from ultrasonic homogenizers, vibration mills, jet mills, ball mills, bead mills, sand mills, roll mills, homogenizers, high-pressure homogenizers, ultrasonic devices, attritors, desolvers, and paint shakers. seeds.

前記分散処理は、例えば、粗分散液を混合分散機から排出させた後、再び混合分散機に注入するという循環をさせながら行うと好ましく、当該循環は、好ましくは2~40回であり、分散液の排出及び注入速度は、好ましくは10~60g/分である。 The dispersion treatment is preferably carried out while circulating, for example, discharging the coarse dispersion from the mixer-disperser and then re-injecting it into the mixer-disperser. The circulation is preferably 2 to 40 times, and the dispersion The discharge and injection rate of the liquid is preferably 10-60 g/min.

本開示の導電材スラリーの製造方法において、導電材スラリーの構成成分のうちの一部成分を混合してから、それを残余と混合してもよいし、各成分は、全量を一度に投入せずに、各々、複数回に分けて投入してもよい。導電材は乾燥状態で、他の成分と混合してもよいし溶媒と混合してから、他の成分と混合してもよい。当該溶媒は、上述した有機溶媒と同じものが挙げられる。結着剤は、溶媒に溶解された状態、すなわち、結着剤溶液を、他の成分と混合するのが好ましい。当該溶媒は、上述した有機溶媒と同じものが挙げられる。 In the method for producing a conductive material slurry of the present disclosure, a part of the components of the conductive material slurry may be mixed and then mixed with the rest, or the entire amount of each component may be added at once. Alternatively, each may be added in multiple batches. The conductive material may be dried and mixed with other components, or may be mixed with a solvent and then mixed with other components. Examples of the solvent include the same organic solvents as described above. The binder is preferably dissolved in a solvent, ie, the binder solution is mixed with other components. Examples of the solvent include the same organic solvents as described above.

結着剤を含む本開示の導電材スラリーを調製する場合は、導電材と、分散剤と、有機溶媒と、必要に応じて、含窒素有機化合物または添加剤等を含む粗分散液に対して、結着剤溶液を混合するのが好ましく、前記粗分散液と結着剤溶液とを含む混合物は、ミキサー等により攪拌してから、混合分散機へ供給するのが好ましい。 When preparing the conductive material slurry of the present disclosure containing a binder, a coarse dispersion containing a conductive material, a dispersant, an organic solvent, and, if necessary, a nitrogen-containing organic compound or an additive, etc. Preferably, the mixture containing the coarse dispersion and the binder solution is stirred with a mixer or the like, and then supplied to a mixing/dispersing machine.

本開示の導電材スラリーの25℃における粘度は、低い方が好ましく、正極ペースト調製時のハンドリング性向上の観点から、好ましくは90Pa・s以下、より好ましくは70Pa・s以下、さらに好ましくは60Pa・s以下である。 The viscosity of the conductive material slurry of the present disclosure at 25° C. is preferably as low as possible, and from the viewpoint of improving handling during preparation of the positive electrode paste, it is preferably 90 Pa s or less, more preferably 70 Pa s or less, and even more preferably 60 Pa s. s or less.

<電池用正極ペースト>
本開示は、一態様において、本開示の導電材スラリーと、正極活物質とを含む、電池用正極ペーストに関する。本開示の導電材スラリーを用いて調製された電池用正極ペーストを用いれば、正極合材層におけるCNTの分散性も良好となるので、正極合材層の塗膜抵抗を低減できる。
<Battery positive electrode paste>
In one aspect, the present disclosure relates to a positive electrode paste for a battery comprising the conductive material slurry of the present disclosure and a positive electrode active material. By using the positive electrode paste for battery prepared using the conductive material slurry of the present disclosure, the dispersibility of CNTs in the positive electrode mixture layer is improved, so that the coating resistance of the positive electrode mixture layer can be reduced.

また、本開示は、一態様において、正極活物質と結着剤と導電材と分散剤と有機溶媒とを含む電池用正極ペーストであって、前記導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、前記分散剤は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体であり、前記導電材スラリー中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、電池用正極ペーストに関する。
本開示の電池用正極ペーストは、分散剤として1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体を含み、電池用正極ペースト中のビニルアルコール単位の含有量が、カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部であるので、電池用正極ペースト中のCNTの分散が良好に行え、正極合材層の塗膜抵抗の低減を可能とする。
Further, in one aspect, the present disclosure is a battery positive electrode paste containing a positive electrode active material, a binder, a conductive material, a dispersant, and an organic solvent, wherein 50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes and the dispersant is a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule, and the content of the vinyl alcohol units in the conductive material slurry is equal to the content of the carbon nanotubes of 100 mass. It relates to a positive electrode paste for batteries, which is 17.0 to 60.0 parts by mass per part.
The battery positive electrode paste of the present disclosure contains a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule as a dispersant, and the content of vinyl alcohol units in the battery positive electrode paste is equal to the content of carbon nanotubes. Since it is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass, the CNTs can be well dispersed in the battery positive electrode paste, and the coating film resistance of the positive electrode mixture layer can be reduced.

[正極活物質]
正極活物質としては、リチウムを吸蔵、放出可能であって、充放電反応が可能である活物質であればよく、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMn24、三元系(NMC系)LiNixMnyCoz2、Liリッチ形(Li(LixMe1-x)O2(Me=Co,Ni,Mnなど)、Niリッチ形(LiNixCoyAlz2)等のリチウム金属複合酸化物が挙げられる。正極活物質は粒状物として用いられる。その平均粒径としては、例えば、1μm以上40μm以下とすることができる。
[Positive electrode active material]
As the positive electrode active material, any active material capable of intercalating and deintercalating lithium and capable of charge -discharge reaction may be used. LiNixMnyCozO2 , Li-rich type (Li ( LixMe1 -x ) O2 (Me=Co, Ni, Mn , etc.), Ni -rich type ( LiNixCoyAlzO2 ) , etc. Examples include lithium metal composite oxides, and the positive electrode active material is used as a particulate matter, with an average particle size of, for example, 1 μm or more and 40 μm or less.

(正極ペーストの正極活物質の含有量)
本開示の正極ペーストにおける正極活物質の含有量は、固形分換算で、エネルギー密度、高容量化の観点から、好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上であり、そして、正極合剤層の集電体への結着力向上の観点から、好ましくは99.5質量%以下、より好ましくは99質量%以下である。なお、本願において、正極活物質、結着剤、分散剤(重合体)、および導電材の固形分換算での含有量は、正極活物質と結着剤と分散剤と導電材の固形分量の合計を100質量%として算出される値である。
(Content of positive electrode active material in positive electrode paste)
The content of the positive electrode active material in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, in terms of solid content, from the viewpoint of energy density and high capacity. From the viewpoint of improving the binding strength of the agent layer to the current collector, the content is preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less. In the present application, the content of the positive electrode active material, the binder, the dispersant (polymer), and the conductive material in terms of solid content is the solid content of the positive electrode active material, the binder, the dispersant, and the conductive material. It is a value calculated assuming that the total is 100% by mass.

正極ペースト中の正極活物質の含有量は、正極活物質同士の凝集抑制および正極ペーストの安定性の観点から、正極ペースト中のビニルアルコール単位に対する質量比(正極活物質/ビニルアルコール単位)で表すと、好ましくは350以上、より好ましくは400以上、さらに好ましくは450以上であり、そして、過剰量の分散剤により正極活物質が覆われることによる溶媒除去後の正極合剤層内での正極活物質同士の凝集を抑制して、正極合剤層の塗膜抵抗の上昇を抑制する観点から、正極ペースト中の正極活物質の含有量は、前記質量比(正極活物質/ビニルアルコール単位)で表すと、好ましくは900以下、より好ましくは800以下、さらに好ましくは700以下である。正極ペースト中の正極活物質の含有量は、前記質量比(正極活物質/ビニルアルコール単位)で表すと、具体的には、好ましくは350~900、より好ましくは400~800、さらに好ましくは450~700である。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode paste is expressed by the mass ratio to the vinyl alcohol unit in the positive electrode paste (positive electrode active material/vinyl alcohol unit) from the viewpoint of suppressing aggregation of the positive electrode active materials and the stability of the positive electrode paste. and is preferably 350 or more, more preferably 400 or more, and still more preferably 450 or more, and the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer after solvent removal due to the positive electrode active material being covered with an excessive amount of dispersant. From the viewpoint of suppressing the aggregation of substances and suppressing the increase in the coating resistance of the positive electrode mixture layer, the content of the positive electrode active material in the positive electrode paste is the above-mentioned mass ratio (positive electrode active material/vinyl alcohol unit). Expressed as such, it is preferably 900 or less, more preferably 800 or less, and even more preferably 700 or less. Specifically, the content of the positive electrode active material in the positive electrode paste is preferably 350 to 900, more preferably 400 to 800, and still more preferably 450, in terms of the mass ratio (positive electrode active material/vinyl alcohol unit). ~700.

(正極ペースト中の分散剤の含有量)
本開示の正極ペースト中の分散剤(重合体)の含有量は、固形分換算で、正極合材層の低抵抗化の観点から、好ましくは0.05質量%以上、より好ましくは0.10質量%以上であり、そして、電池のエネルギー密度を高度に保つ観点から、好ましくは1質量%以下、より好ましくは0.5質量%以下である。本開示の正極ペースト中の分散剤(重合体)の含有量は、具体的には、好ましくは0.05~1質量%、より好ましくは0.10~0.5質量%である。
(Content of dispersant in positive electrode paste)
The content of the dispersant (polymer) in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.10, in terms of solid content, from the viewpoint of reducing the resistance of the positive electrode mixture layer. % by mass or more, and preferably 1% by mass or less, more preferably 0.5% by mass or less, from the viewpoint of maintaining a high energy density of the battery. Specifically, the content of the dispersant (polymer) in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.05 to 1% by mass, more preferably 0.10 to 0.5% by mass.

(正極ペースト中の導電材の含有量)
本開示の正極ペーストの導電材の含有量は、正極合材層の導電性の観点から、固形分換算で、好ましくは0.3質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上であり、そして、電池のエネルギー密度を高度に保つ観点から、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。本開示の正極ペーストの導電材の含有量は、具体的には、好ましくは0.3~2質量%、より好ましくは0.5~1質量%である。
(Content of conductive material in positive electrode paste)
The content of the conductive material in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.3% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more in terms of solid content, from the viewpoint of the conductivity of the positive electrode mixture layer, From the viewpoint of maintaining a high energy density of the battery, the content is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less. Specifically, the content of the conductive material in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.3 to 2% by mass, more preferably 0.5 to 1% by mass.

(正極ペースト中の結着剤の含有量)
本開示の正極ペースト中の結着剤の含有量は、正極合材層の塗膜性や集電体との結着性の観点から、固形分換算で、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.8質量%以上であり、そして、電池のエネルギー密度を高度に保つ観点から、好ましくは1.5質量%以下、より好ましくは1.2質量%以下である。本開示の正極ペースト中の結着剤の含有量は、具体的には、好ましくは0.5~1.5質量%、より好ましくは0.8~1.2質量%である。
(Content of binder in positive electrode paste)
The content of the binder in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.5% by mass or more in terms of solid content, from the viewpoint of the coating properties of the positive electrode mixture layer and the binding property with the current collector. The content is more preferably 0.8% by mass or more, and from the viewpoint of maintaining a high energy density of the battery, it is preferably 1.5% by mass or less, more preferably 1.2% by mass or less. Specifically, the content of the binder in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.5 to 1.5% by mass, more preferably 0.8 to 1.2% by mass.

尚、本開示の正極ペーストは、各々、本開示の効果が妨げられない範囲で、その他の成分を更に含んでもよい。その他の成分としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、消泡剤、防腐剤、脱水剤、防錆剤、可塑剤等が挙げられる。 In addition, each of the positive electrode pastes of the present disclosure may further contain other components as long as the effects of the present disclosure are not hindered. Other components include, for example, antioxidants, neutralizers, antifoaming agents, preservatives, dehydrating agents, rust preventives, plasticizers and the like.

(正極ペーストの製造方法)
本開示の正極ペーストは、一又は複数の実施形態において、正極活物質、本開示の導電材スラリー、固形分調整等のための溶媒(追加溶媒)、必要に応じて結着剤等を、混合及び攪拌して、製造することができる。各成分は任意の順に混合してもよい。上記溶媒(追加溶媒)としては、上述した有機溶媒と同じものが挙げられるが、なかでも、NMPが好ましい。混合や攪拌にはプラネタリミキサー、ビーズミル、ジェットミル等を用いることができ、また、これらを併用することもできる。
(Manufacturing method of positive electrode paste)
In one or more embodiments, the positive electrode paste of the present disclosure includes a positive electrode active material, a conductive material slurry of the present disclosure, a solvent (additional solvent) for adjusting the solid content, etc., and if necessary, a binder, etc. and stirring to produce. Each component may be mixed in any order. Examples of the solvent (additional solvent) include the same organic solvents as those described above, and among them, NMP is preferable. A planetary mixer, a bead mill, a jet mill, or the like can be used for mixing and stirring, and these can also be used in combination.

本開示の正極ペーストは、正極ペーストの製造に用いる全成分のうちの一部成分をプレミックスしてから、それを残余と混合することもできる。また、各成分は、全量を一度に投入せずに、複数回に分けて投入しても良い。これにより、攪拌装置の機械的な負荷を抑えることができる。本開示の正極ペーストの固形分濃度は、正極ペーストを集電体に塗布するのに適した粘度に応じて調整することができる。また、正極活物質以外の成分を混合し、これらが均質になるまで分散したのち、正極活物質を加え、さらに均質になるまでこれらを攪拌してもよい。本開示の正極ペーストの製造方法は、一態様において、本開示の導電性スラリーに、正極活物質を添加および分散させる工程を含む。また、本開示の正極ペーストの製造方法は、一態様において、前記工程において、本開示の導電性スラリーに、結着剤を有機溶媒に溶解させた結着剤溶液を添加しこれらを混合してから、前記正極活物質の添加および分散を行う。 The positive paste of the present disclosure can also be prepared by premixing some of the total components used to make the positive paste and then mixing it with the remainder. Also, each component may be added in multiple batches instead of adding the entire amount at once. As a result, the mechanical load on the stirrer can be reduced. The solid content concentration of the positive electrode paste of the present disclosure can be adjusted according to the viscosity suitable for applying the positive electrode paste to the current collector. Alternatively, the components other than the positive electrode active material may be mixed and dispersed until they are homogenous, then the positive electrode active material may be added, and these may be stirred until they are homogeneous. A method for producing a positive electrode paste of the present disclosure, in one aspect, includes a step of adding and dispersing a positive electrode active material in the conductive slurry of the present disclosure. Further, in one aspect of the method for producing the positive electrode paste of the present disclosure, in the above step, a binder solution obtained by dissolving a binder in an organic solvent is added to the conductive slurry of the present disclosure, and these are mixed. Then, the positive electrode active material is added and dispersed.

<電池用正極>
本開示は、一態様において、本開示の正極ペーストを用いて形成された電池用正極に関する。本開示の電池用正極は、集電体と集電体に接合された正極合材層とを含み、正極合材層は、本開示の正極ペーストを用いて形成される。本開示の正極ペーストを用いて形成された電池用正極においては、正極合材層におけるCNTの分散性が良好であるので、正極合材層の塗膜抵抗が低い。
<Positive electrode for battery>
In one aspect, the present disclosure relates to a positive electrode for a battery formed using the positive electrode paste of the present disclosure. A positive electrode for a battery of the present disclosure includes a current collector and a positive electrode mixture layer joined to the current collector, and the positive electrode mixture layer is formed using the positive electrode paste of the present disclosure. In the positive electrode for a battery formed using the positive electrode paste of the present disclosure, the coating film resistance of the positive electrode mixture layer is low because the dispersibility of CNTs in the positive electrode mixture layer is good.

本開示の正極ペーストを、例えば、アルミニウム箔等の集電体に塗工し、これを乾燥して正極合材層を形成する。正極の密度を上げるために、プレス機により圧密化を行うこともできる。正極ペーストの塗工には、ダイヘッド、コンマリバース ロール、ダイレクトロール、グラビアロール等を用いることができる。塗工後の乾燥は、加温、エアフロー、赤外線照射等を単独あるいは組み合わせて行うことができる。正極のプレスは、ロールプレス機等により、行うことができる。 The positive electrode paste of the present disclosure is applied, for example, to a current collector such as an aluminum foil, and dried to form a positive electrode mixture layer. In order to increase the density of the positive electrode, compaction can also be performed using a pressing machine. A die head, a comma reverse roll, a direct roll, a gravure roll, or the like can be used for coating the positive electrode paste. Drying after coating can be carried out by heating, air flow, infrared irradiation, etc. alone or in combination. The positive electrode can be pressed using a roll press machine or the like.

また、本開示は、一態様において、正極合材層を含む電池用正極であって、前記正極合材層は、正極活物質と、導電材と、重合体と、結着剤とを含み、前記導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、前記重合体は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含み、前記正極合材層中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、電池用正極に関する。本開示の電池用正極では、前記重合体を分散剤として含む正極ペーストを用いて正極合材層が形成されているので、正極合材層におけるCNTの分散性が良好であり、故に、正極合材層の塗膜抵抗が低い。 Further, in one aspect, the present disclosure is a positive electrode for a battery including a positive electrode mixture layer, the positive electrode mixture layer includes a positive electrode active material, a conductive material, a polymer, and a binder, 50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes, the polymer contains 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule, and the content of the vinyl alcohol units in the positive electrode mixture layer is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon nanotube content. In the battery positive electrode of the present disclosure, the positive electrode mixture layer is formed using the positive electrode paste containing the polymer as a dispersant. The coating film resistance of the material layer is low.

以下、製造例、実施例及び比較例により、本発明をさらに詳細に説明する。 The present invention will be described in more detail below with reference to Production Examples, Examples and Comparative Examples.

<分散剤の製造>
(分散剤a1)
温度計、環流冷却管、窒素ガス導入管及び撹拌機を備えた反応容器に、重合性モノマーとして酢酸ビニル100部、溶媒としてメタノール、重合開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルを用いて60℃で共重合反応を行った後、減圧下に未反応のモノマーを除去し、樹脂溶液を得た。次いで、樹脂溶液に、水酸化ナトリウムのメタノール溶液を添加してケン化反応を行い、よく洗浄した後、熱風乾燥機で乾燥した。最終的に、重合度200、ケン化度99mol%(ビニルアルコール単位;PV-OH 98.1質量%)のポリビニルアルコール樹脂である分散剤a1を得た。得られた分散剤a1 6部(固形分6部)を80℃に加温したN-メチル-2-ピロリドン(NMP)962部に加えて混合し、分散剤a1を完全に溶解させ、分散剤a1のNMP溶液を得た。このとき完全溶解までに要した時間は、6時間であった。なお、完全溶解までに要した時間とは、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)962部に分散剤a1 6部を混合し、80℃に加温した状態で、目視にて未溶解物である凝集体の存在がなくなるまでの時間とした。
<Production of dispersant>
(Dispersant a1)
A reaction vessel equipped with a thermometer, a reflux condenser, a nitrogen gas inlet tube and a stirrer was charged with 100 parts of vinyl acetate as a polymerizable monomer, methanol as a solvent, and azobisisobutyronitrile as a polymerization initiator at 60°C. After the copolymerization reaction, unreacted monomers were removed under reduced pressure to obtain a resin solution. Next, a solution of sodium hydroxide in methanol was added to the resin solution to cause a saponification reaction, which was thoroughly washed and then dried with a hot air dryer. Finally, dispersant a1, which is a polyvinyl alcohol resin having a degree of polymerization of 200 and a degree of saponification of 99 mol % (vinyl alcohol unit; PV-OH 98.1 mass %) was obtained. 6 parts of the obtained dispersant a1 (solid content 6 parts) was added to 962 parts of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) heated to 80 ° C. and mixed to completely dissolve the dispersant a1. An NMP solution of a1 was obtained. At this time, the time required for complete dissolution was 6 hours. The time required for complete dissolution refers to the amount of undissolved matter visually observed in a state in which 962 parts of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and 6 parts of dispersant a1 are mixed and heated to 80°C. The time until the existence of a certain aggregate disappeared.

上記(分散剤a1)に記載の共重合反応の時間、及びケン化反応を制御することにより、表1に記載の分散剤a2~a9を作製した。得られた分散剤のNMPへの完全溶解に要した時間は、表2に示した。 Dispersants a2 to a9 shown in Table 1 were prepared by controlling the copolymerization reaction time and saponification reaction described in (dispersant a1) above. Table 2 shows the time required for complete dissolution of the resulting dispersant in NMP.

Figure 2022181696000001
Figure 2022181696000001

<CNTスラリーの調製>
導電材スラリーの一例として、下記のCNTスラリーA1~A13を、下記方法により調製した。
<Preparation of CNT slurry>
As an example of the conductive material slurry, the following CNT slurries A1 to A13 were prepared by the following method.

(CNTスラリーA1)
分散剤a1(ビニルアルコール単位 98.1質量%)のNMP溶液100g(固形分0.624g)に、繊維状炭素ナノ構造体としての多層カーボンナノチューブ(MWCNT、平均直径12nm、平均長さ40um)を2g加え、粗分散液を得た。そして、MWCNTおよび分散剤a1を含む粗分散液を、分散時に背圧を負荷する多段圧力制御装置(多段降圧器)を有する高圧ホモジナイザー(株式会社美粒製、製品名「BERYU MINI」)に充填し、100MPaの圧力で粗分散液の分散処理を行った。具体的には、背圧を負荷しつつ、粗分散液にせん断力を与えてMWCNTを分散させ、繊維状炭素ナノ構造体分散液としてのCNTスラリーA1を得た。なお、分散処理は、分散液を高圧ホモジナイザーから排出させて再び高圧ホモジナイザーに注入するという循環をさせながら行い、当該循環は20回行い、分散液の排出及び注入速度は30g/分とした。CNTスラリーA1中のビニルアルコール単位の含有量は、CNTの含有量100部に対して30.6部であった。
(CNT slurry A1)
Multi-walled carbon nanotubes (MWCNT, average diameter 12 nm, average length 40 um) as fibrous carbon nanostructures were added to 100 g (solid content 0.624 g) of NMP solution of dispersant a1 (vinyl alcohol unit 98.1% by mass). 2 g was added to obtain a crude dispersion. Then, the coarse dispersion containing MWCNT and dispersant a1 is filled into a high-pressure homogenizer (product name “BERYU MINI” manufactured by Mitsuku Co., Ltd.) having a multi-stage pressure control device (multi-stage pressure reducer) that applies back pressure during dispersion. Then, the coarse dispersion was subjected to dispersion treatment at a pressure of 100 MPa. Specifically, while applying a back pressure, a shearing force was applied to the coarse dispersion to disperse the MWCNTs, thereby obtaining a CNT slurry A1 as a fibrous carbon nanostructure dispersion. The dispersion treatment was performed while circulating the dispersion by discharging it from the high-pressure homogenizer and then injecting it into the high-pressure homogenizer again. This circulation was repeated 20 times, and the discharge and injection rate of the dispersion was 30 g/min. The content of vinyl alcohol units in the CNT slurry A1 was 30.6 parts per 100 parts of the CNT content.

(CNTスラリーA2~A5、A7、A8、A11、A12)
表2に記載の組成となるように、CNTスラリーA1の調製と同様の操作にて、CNTスラリーA2~A5、A7、A8、A11、A12を、各々、調製した。
(CNT slurry A2 to A5, A7, A8, A11, A12)
CNT slurries A2 to A5, A7, A8, A11, and A12 were each prepared in the same manner as the preparation of CNT slurry A1 so as to have the compositions shown in Table 2.

(CNTスラリーA6)
分散剤として分散剤a5を用い、多層カーボンナノチューブMWCNT(平均直径12nm、平均長さ40um)の添加量を1gに変更した以外は、CNTスラリーA1の調製と同様の操作にて、CNTスラリーA6を調製した。
(CNT slurry A6)
CNT slurry A6 was prepared in the same manner as in the preparation of CNT slurry A1, except that dispersant a5 was used as a dispersant and the amount of multi-walled carbon nanotubes MWCNT (average diameter 12 nm, average length 40 um) added was changed to 1 g. prepared.

(CNTスラリーA9)
分散剤a3(ビニルアルコールユニット 87.0質量%)のNMP溶液100g(固形分0.624g)に、繊維状炭素ナノ構造体としての多層カーボンナノチューブMWCNT(平均直径12nm、平均長さ40um)2gと、含窒素有機化合物である2-アミノ-1,3、プロパンジオール0.3gを加え、粗分散液を得た。そして、MWCNT、分散剤a3および含窒素有機化合物を含む粗分散液に対して、(CNTスラリーA1)の調製と同じ条件で分散処理を行って、CNTスラリーA9を調製した。
(CNT slurry A9)
2 g of multi-walled carbon nanotubes MWCNT (average diameter 12 nm, average length 40 um) as fibrous carbon nanostructures were added to 100 g (solid content 0.624 g) of NMP solution of dispersant a3 (vinyl alcohol unit 87.0% by mass). , 2-amino-1,3, which is a nitrogen-containing organic compound, and 0.3 g of propanediol were added to obtain a crude dispersion. Then, a coarse dispersion containing MWCNTs, a dispersant a3, and a nitrogen-containing organic compound was subjected to dispersion treatment under the same conditions as the preparation of (CNT slurry A1) to prepare CNT slurry A9.

(CNTスラリーA10)
分散剤a3(ビニルアルコールユニット 87.0重量%)0.64gを80℃に加温したN-メチル-2-ピロリドン94.3gに加えて混合し、分散剤a3を完全に溶解させた後、室温まで冷却後にPVDF粉末(KFポリマーL#7200、株式会社クレハ製)3.4gを加え、次いで、自転公転ミキサー(AR-100 株式会社シンキー製)にて5分間撹拌した。さらに繊維状炭素ナノ構造体としての多層カーボンナノチューブMWCNT(平均直径12nm、平均長さ40um)を2.1g加え、粗分散液を得た。その後、(CNTスラリーA1)の調製と同じ条件で分散処理を行って、CNTスラリーA10を調製した。CNTスラリーA10中の、ビニルアルコール単位100質量部に対するPVDF(結着剤)の含有量は、611質量部であった。
(CNT slurry A10)
0.64 g of dispersant a3 (vinyl alcohol unit: 87.0% by weight) was added to 94.3 g of N-methyl-2-pyrrolidone heated to 80° C. and mixed to completely dissolve dispersant a3. After cooling to room temperature, 3.4 g of PVDF powder (KF Polymer L#7200, manufactured by Kureha Co., Ltd.) was added, followed by stirring for 5 minutes with a rotation/revolution mixer (AR-100, manufactured by Thinky Co., Ltd.). Further, 2.1 g of multi-walled carbon nanotubes MWCNT (average diameter 12 nm, average length 40 um) as a fibrous carbon nanostructure were added to obtain a coarse dispersion. Thereafter, dispersion treatment was performed under the same conditions as the preparation of (CNT slurry A1) to prepare CNT slurry A10. The content of PVDF (binder) with respect to 100 parts by mass of vinyl alcohol units in the CNT slurry A10 was 611 parts by mass.

(CNTスラリーA13)
分散剤a6のNMP溶液190g(固形分2g)に繊維状炭素ナノ構造体としてのMWCNT(平均直径12nm、平均長さ40um)を10g加え、粗分散液を得た。そして、MWCNTおよび分散剤a6を含む粗分散液に対して、(CNTスラリーA1)の調製と同じ条件で分散処理を行って、CNTスラリーA13を調製した。
(CNT slurry A13)
10 g of MWCNT (average diameter: 12 nm, average length: 40 um) as a fibrous carbon nanostructure was added to 190 g of NMP solution of dispersant a6 (solid content: 2 g) to obtain a crude dispersion. Then, the coarse dispersion containing MWCNTs and dispersant a6 was subjected to dispersion treatment under the same conditions as the preparation of (CNT slurry A1) to prepare CNT slurry A13.

[粘度測定]
上記のようにして作製されたCNTスラリーA1~A13(25℃)の粘度を測定した。具体的には、Anton Paar社のMCR302レオメーターに、パラレルプレートPP50を装着し、せん断速度は0.1~1000(1/s)の範囲とし、せん断速度1(1/s)におけるCNTスラリーの粘度を表2に記載している。
[Viscosity measurement]
The viscosities of the CNT slurries A1 to A13 (25° C.) produced as described above were measured. Specifically, an MCR302 rheometer from Anton Paar was equipped with a parallel plate PP50, the shear rate was set in the range of 0.1 to 1000 (1/s), and the CNT slurry at a shear rate of 1 (1/s) The viscosities are listed in Table 2.

[粒径測定]
上記のようにして作製されたCNTスラリーA1~A13を、各々、NMPで500倍に希釈した。それらを測定対象として各々ガラスセルに入れ、そのセルをMalvern Panalytical社のZETASIZER Nano-Sに装着し、測定対象の温度が20℃のときのCNTの粒径を測定した。
[Particle size measurement]
Each of the CNT slurries A1 to A13 prepared as described above was diluted 500-fold with NMP. Each of them was placed in a glass cell as an object to be measured, and the cell was attached to ZETASIZER Nano-S manufactured by Malvern Panalytical, and the particle size of CNT was measured when the temperature of the object to be measured was 20°C.

[正極ペーストの調製]
(正極ペーストB1~B9、B11、B12の調製)
CNTスラリーA1~A9、A11、A12を7.5g、NMP4.3g、およびPVDF(8%)NMP溶液(KFポリマーL#7208、株式会社クレハ製)3.0gを、50mlのサンプルビンに秤取り、スパーテルで均一にかき混ぜた。その後、正極活物質としてLCO(コバルト酸リチウム、日本化学工業株式会社製、セルシード C-8hV)24.0gを添加し、再度スパーテルで均一になるまでかき混ぜた。さらに自転公転ミキサー(AR-100 (株)シンキー製)にて5分間撹拌し、正極ペーストB1~B9、B11、B12を、各々得た。
[Preparation of positive electrode paste]
(Preparation of positive electrode pastes B1 to B9, B11, and B12)
7.5 g of CNT slurries A1 to A9, A11, and A12, 4.3 g of NMP, and 3.0 g of PVDF (8%) NMP solution (KF Polymer L #7208, manufactured by Kureha Co., Ltd.) were weighed into a 50 ml sample bottle. , stirred evenly with a spatula. After that, 24.0 g of LCO (lithium cobaltate, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd., Cellseed C-8hV) was added as a positive electrode active material, and the mixture was stirred again with a spatula until uniform. Further, the mixture was stirred for 5 minutes using a rotation/revolution mixer (AR-100, manufactured by Thinky Co., Ltd.) to obtain positive electrode pastes B1 to B9, B11, and B12.

(正極ペーストB10の調製)
CNTスラリーA10を7.5g、NMP4.3gを、50mlのサンプルビンに秤取り、スパーテルで均一にかき混ぜた。その後、正極活物質としてLCO(コバルト酸リチウム、日本化学工業株式会社製、セルシード C-8hV)24.0gを添加し、再度スパーテルで均一になるまでかき混ぜた。さらに自転公転ミキサー(AR-100 株式会社シンキー製)にて5分間撹拌し、正極ペーストB10を得た。
(Preparation of positive electrode paste B10)
7.5 g of CNT slurry A10 and 4.3 g of NMP were weighed into a 50 ml sample bottle and uniformly stirred with a spatula. After that, 24.0 g of LCO (lithium cobaltate, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd., Cellseed C-8hV) was added as a positive electrode active material, and the mixture was stirred again with a spatula until uniform. Further, the mixture was stirred for 5 minutes with a rotation/revolution mixer (AR-100 manufactured by Thinky Co., Ltd.) to obtain positive electrode paste B10.

(正極ペーストB13の調製)
CNTスラリーA13を1.24g、NMP5g、PVDF(8%)NMP溶液(KFポリマーL#7208、株式会社クレハ製)3.8gを50mlのサンプルビンに秤取り、スパーテルで均一にかき混ぜた。その後正極活物質としてLCO(コバルト酸リチウム、日本化学工業株式会社製、セルシード C-8hV)24.0gを添加し、再度スパーテルで均一になるまでかき混ぜた。さらに自転公転ミキサー(AR-100 株式会社シンキー製)にて5分間撹拌し、正極ペーストB13を得た。
(Preparation of positive electrode paste B13)
1.24 g of CNT slurry A13, 5 g of NMP, and 3.8 g of PVDF (8%) NMP solution (KF Polymer L#7208, manufactured by Kureha Co., Ltd.) were weighed into a 50 ml sample bottle and uniformly stirred with a spatula. After that, 24.0 g of LCO (lithium cobaltate, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd., Cellseed C-8hV) was added as a positive electrode active material, and the mixture was stirred again with a spatula until uniform. Further, the mixture was stirred for 5 minutes with a rotation/revolution mixer (AR-100 manufactured by Thinky Co., Ltd.) to obtain positive electrode paste B13.

正極ペーストB1~B13における、正極活物質、結着剤(PVDF)、分散剤(重合体)及び導電材(CNT)の含有量(質量%)は、固形分換算で下記の通りである。 The contents (% by mass) of the positive electrode active material, the binder (PVDF), the dispersant (polymer), and the conductive material (CNT) in the positive electrode pastes B1 to B13 are as follows in terms of solid content.

(質量比率)
正極ペーストB1~B5、B7~B9、B11、B12(固形分濃度:63質量%)
正極活物質:結着剤:分散剤:導電材=98.23:0.98:0.19:0.60
正極ペーストB6(固形分濃度:63質量%)
正極活物質:結着剤:分散剤:導電材=98.52:0.99:0.19:0.30
正極ペーストB10(固形分濃度:68質量%)
正極活物質:結着剤:分散剤:導電材=98.21:0.99:0.19:0.61
正極ペーストB13(固形分濃度:72質量%)
正極活物質:結着剤:分散剤:導電材=98.45:1.25:0.05:0.25
(Mass ratio)
Positive electrode paste B1 to B5, B7 to B9, B11, B12 (solid content concentration: 63% by mass)
Positive electrode active material: binder: dispersant: conductive material = 98.23: 0.98: 0.19: 0.60
Positive electrode paste B6 (solid content concentration: 63% by mass)
Positive electrode active material: binder: dispersant: conductive material = 98.52: 0.99: 0.19: 0.30
Positive electrode paste B10 (solid content concentration: 68% by mass)
Positive electrode active material: binder: dispersant: conductive material = 98.21: 0.99: 0.19: 0.61
Positive electrode paste B13 (solid content concentration: 72% by mass)
Positive electrode active material: binder: dispersant: conductive material = 98.45: 1.25: 0.05: 0.25

[正極合材層の塗膜抵抗値の測定]
上記[正極ペーストの調製]に従って調製した正極ペーストを、ポリエステルフィルムに垂らし、100μmのアプリケータで均一に塗工した。この塗工したポリエステルフィルムを100℃で1時間乾燥し、厚み40μmの正極合材層を得た。PSPプローブを装着したLoresta-GP(株式会社三菱ケミカルアナリテック製)にて限界電圧10vにて塗膜抵抗値を測定した。その結果を表2に示している。
[Measurement of coating film resistance value of positive electrode mixture layer]
The positive electrode paste prepared according to the above [Preparation of positive electrode paste] was dripped onto a polyester film and uniformly coated with an applicator of 100 μm. The coated polyester film was dried at 100° C. for 1 hour to obtain a 40 μm-thick positive electrode mixture layer. The coating film resistance was measured at a threshold voltage of 10 V using a Loresta-GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.) equipped with a PSP probe. The results are shown in Table 2.

Figure 2022181696000002
Figure 2022181696000002

表2に示すように、1分子内のビニルアルコール単位が60~99質量%の重合体を分散剤として含み、導電材スラリー中のビニルアルコール単位の含有量が、CNTの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部であると、導電材スラリーの粘度が顕著に低く、CNTの分散性が良好であった。そして、表2中の実施例3と実施例9との比較から分かるように、導電材スラリー中に含窒素有機化合物が含まれていると、導電材スラリーの粘度がさらに低くなり、CNTの分散性がさらに向上する。 As shown in Table 2, a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule is included as a dispersant, and the content of vinyl alcohol units in the conductive material slurry is equal to the content of 100 parts by mass of CNT. On the other hand, when it was 17.0 to 60.0 parts by mass, the viscosity of the conductive material slurry was remarkably low, and the dispersibility of CNTs was good. As can be seen from the comparison between Example 3 and Example 9 in Table 2, when the conductive material slurry contains a nitrogen-containing organic compound, the viscosity of the conductive material slurry is further lowered, and the CNTs are dispersed. further improved.

表2に示すように、前記重合体における1分子中のビニルアルコール単位の含有量が83~92質量%である実施例2~4は、実施例1、5~8と比較して、生産性、CNTの分散性、及び塗膜抵抗のバランスの観点から、好適である。 As shown in Table 2, Examples 2 to 4, in which the content of vinyl alcohol units in one molecule in the polymer was 83 to 92% by mass, were lower in productivity than Examples 1 and 5 to 8. , the dispersibility of CNT, and the balance of coating film resistance.

本開示の導電材スラリーは、CNTの分散性が良好であり、結果、導電材スラリーの低粘度化が可能である。そして、本開示の導電材スラリーを正極ペーストの調製に用いれば、正極ペーストの粘度も低く、正極塗膜の低抵抗化に寄与しうる。 The conductive material slurry of the present disclosure has good CNT dispersibility, and as a result, the viscosity of the conductive material slurry can be reduced. Further, if the conductive material slurry of the present disclosure is used for preparing the positive electrode paste, the viscosity of the positive electrode paste is also low, which can contribute to the reduction of the resistance of the positive electrode coating film.

Claims (12)

導電材と分散剤と有機溶媒とを含む導電材スラリーであって、
前記導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、
前記分散剤は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体であり、
前記導電材スラリー中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、導電材スラリー。
A conductive material slurry containing a conductive material, a dispersant and an organic solvent,
50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes,
The dispersant is a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule,
The conductive material slurry, wherein the content of the vinyl alcohol unit in the conductive material slurry is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the content of the carbon nanotubes.
さらに結着剤を含み、
前記導電材スラリー中の前記結着剤の含有量が、前記ビニルアルコール単位の含有量100質量部に対して150~700質量部である、請求項1に記載の導電材スラリー。
further containing a binder,
2. The conductive material slurry according to claim 1, wherein the content of said binder in said conductive material slurry is 150 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of said vinyl alcohol unit content.
さらに含窒素有機化合物を含む、請求項1または2に記載の導電材スラリー。 3. The conductive material slurry according to claim 1, further comprising a nitrogen-containing organic compound. 前記重合体は、1分子内にビニルアルコール単位を83~92質量%含む、請求項1~3のいずれかの項に記載の導電材スラリー。 The conductive material slurry according to any one of claims 1 to 3, wherein the polymer contains 83 to 92% by mass of vinyl alcohol units in one molecule. 正極活物質と結着剤と導電材と分散剤と有機溶媒とを含む電池用正極ペーストであって、
前記導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、
前記分散剤は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含む重合体であり、
前記導電材スラリー中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、電池用正極ペースト。
A battery positive electrode paste containing a positive electrode active material, a binder, a conductive material, a dispersant and an organic solvent,
50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes,
The dispersant is a polymer containing 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule,
The positive electrode paste for battery, wherein the content of the vinyl alcohol unit in the conductive material slurry is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the content of the carbon nanotubes.
前記電池用正極ペースト中の前記結着剤の含有量が、前記ビニルアルコール単位の含有量100質量部に対して150~700質量部である、請求項5に記載の電池用正極ペースト。 6. The positive electrode paste for battery according to claim 5, wherein the content of said binder in said positive electrode paste for battery is 150 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of said vinyl alcohol unit content. 前記電池用正極中の前記正極活物質の前記ビニルアルコール単位に対する質量比(前記正極活物質/ビニルアルコール単位)が350~900である、請求項5又は6に記載の電池用正極ペースト。 7. The battery positive electrode paste according to claim 5, wherein the mass ratio of said positive electrode active material to said vinyl alcohol units in said battery positive electrode ( said positive electrode active material/vinyl alcohol units) is 350-900. さらに含窒素有機化合物を含む、請求項5~7のいずれかの項に記載の電池用正極ペースト。 The battery positive electrode paste according to any one of claims 5 to 7, further comprising a nitrogen-containing organic compound. 前記重合体は、1分子内にビニルアルコール単位を83~92質量%含む、請求項5~8のいずれかの項に記載の電池用正極ペースト。 The battery positive electrode paste according to any one of claims 5 to 8, wherein the polymer contains 83 to 92% by mass of vinyl alcohol units in one molecule. 正極合材層を含む電池用正極であって、
前記正極合材層は、正極活物質と、導電材と、重合体と、結着剤とを含み、
前記導電材は、その50質量%以上がカーボンナノチューブであり、
前記重合体は、1分子内にビニルアルコール単位を60~99質量%含み、
前記正極合材層中の前記ビニルアルコール単位の含有量が、前記カーボンナノチューブの含有量100質量部に対して17.0~60.0質量部である、電池用正極。
A positive electrode for a battery comprising a positive electrode mixture layer,
The positive electrode mixture layer includes a positive electrode active material, a conductive material, a polymer, and a binder,
50% by mass or more of the conductive material is carbon nanotubes,
The polymer contains 60 to 99% by mass of vinyl alcohol units in one molecule,
The positive electrode for a battery, wherein the content of the vinyl alcohol unit in the positive electrode mixture layer is 17.0 to 60.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the carbon nanotubes.
前記電池用正極中の前記結着剤の含有量が、前記ビニルアルコール単位の含有量100質量部に対して150~700質量部である、請求項10に記載の電池用正極。 11. The positive electrode for battery according to claim 10, wherein the content of said binder in said positive electrode for battery is 150 to 700 parts by mass with respect to 100 parts by mass of said vinyl alcohol unit content. 前記電池用正極中の前記正極活物質の前記ビニルアルコール単位に対する質量比(前記正極活物質/ビニルアルコール単位)が350~900である、請求項10または11に記載の電池用正極。 12. The positive electrode for battery according to claim 10, wherein the mass ratio of said positive electrode active material to said vinyl alcohol unit in said positive electrode for battery (said positive electrode active material/vinyl alcohol unit) is 350-900.
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JP7343011B1 (en) 2022-06-13 2023-09-12 東洋インキScホールディングス株式会社 Dispersants, conductive material dispersions, electrode films and secondary batteries
JP2023181636A (en) * 2022-06-13 2023-12-25 東洋インキScホールディングス株式会社 Dispersant, conductive material dispersion, electrode film and secondary battery

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