JP2024030584A - carbon nanotube dispersion - Google Patents

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剛 橋本
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Abstract

【課題】良好な分散性を有する新規なカーボンナノチューブ分散体を提供する。【解決手段】本発明のカーボンナノチューブ分散体は、カーボンナノチューブと、溶媒と、ポリビニルアセタールとを少なくとも含み、前記ポリビニルアセタールの、ATR法により得たFT-IRスペクトルにおける、1650cm―1におけるピークの強度に対する2950cm-1におけるピークの強度の比が、50以上であり、かつ前記ポリビニルアセタールの、ゲル透過クロマトグラフィーにより測定した質量平均分子量が、100,000以下である、カーボンナノチューブ分散体である。【選択図】なしThe present invention provides a novel carbon nanotube dispersion having good dispersibility. [Solution] The carbon nanotube dispersion of the present invention includes at least carbon nanotubes, a solvent, and polyvinyl acetal, and the intensity of the peak at 1650 cm-1 in the FT-IR spectrum of the polyvinyl acetal obtained by the ATR method. The carbon nanotube dispersion is a carbon nanotube dispersion in which the ratio of the peak intensity at 2950 cm-1 to [Selection diagram] None

Description

本発明は、カーボンナノチューブ分散体、特にリチウムイオン二次電池などの電極に用いられる正極電極用分散体のためのカーボンナノチューブ分散体に関する。 The present invention relates to a carbon nanotube dispersion, particularly a carbon nanotube dispersion for a positive electrode dispersion used in an electrode of a lithium ion secondary battery.

近年、電子機器、環境面に配慮したモビリティーなどの普及に伴い、リチウムイオン電池市場が注目されている。リチウムイオン電池は、リチウムイオンを可逆的に出入りさせる活物質を含有する負極、正極と、それらを浸漬する非水系電解質とを備えており、正極は、活物質、導電材及びバインダーからなる電極スラリーを、アルミ箔などの集電板に塗工することにより製造されている。 In recent years, with the spread of electronic devices and environmentally friendly mobility, the lithium-ion battery market has been attracting attention. A lithium ion battery is equipped with a negative electrode and a positive electrode containing an active material that allows lithium ions to enter and exit reversibly, and a non-aqueous electrolyte in which they are immersed.The positive electrode is an electrode slurry consisting of the active material, a conductive material, and a binder. It is manufactured by coating a current collector plate such as aluminum foil.

例えば、特許文献1には、分散性が向上したカーボンナノチューブ分散体、前記カーボンナノチューブ分散体の製造方法、前記カーボンナノチューブ分散体を用いて電極スラリー及び電極を製造する方法と、前記方法により製造された電極及びこれを含む電池に関する発明が開示されている。 For example, Patent Document 1 describes a carbon nanotube dispersion with improved dispersibility, a method for producing the carbon nanotube dispersion, a method for producing an electrode slurry and an electrode using the carbon nanotube dispersion, and a method for producing an electrode slurry and an electrode using the carbon nanotube dispersion. An invention related to an electrode and a battery including the same is disclosed.

また、特許文献2には、特定のカーボンナノチューブを用いることによって、導電性の高い電極膜を得るためのカーボンナノチューブ分散体およびカーボンナノチューブ樹脂組成物が開示されている。 Further, Patent Document 2 discloses a carbon nanotube dispersion and a carbon nanotube resin composition for obtaining a highly conductive electrode film by using specific carbon nanotubes.

また、特許文献3には、特定のカーボンナノチューブとビニルアルコール骨格含有樹脂を用いることによって、密着性および導電性の高い電極膜を得るためのカーボンナノチューブ分散体およびカーボンナノチューブ樹脂組成物が開示されている。 Further, Patent Document 3 discloses a carbon nanotube dispersion and a carbon nanotube resin composition for obtaining an electrode film with high adhesiveness and conductivity by using specific carbon nanotubes and a vinyl alcohol skeleton-containing resin. There is.

特許第6765685号公報Patent No. 6765685 特許2020-01960号公報Patent No. 2020-01960 特許2020-11873号公報Patent No. 2020-11873

しかしながら、何れのカーボンナノチューブ分散体及び電極用分散体も、依然として粘度が高いため、カーボンナノチューブ分散体及び電極用分散体の製造工程における歩留りが十分ではないこと、液送時の圧力損失が大きいために固形分を上げることができないことがあった。 However, both carbon nanotube dispersions and electrode dispersions still have high viscosity, so the yield in the manufacturing process of carbon nanotube dispersions and electrode dispersions is not sufficient, and the pressure loss during liquid transfer is large. In some cases, it was not possible to increase the solid content.

また、塗工機の配管内や塗工部における流動性が依然として十分ではないため、集電箔へ電極用分散体を塗工する際の不具合により電極に欠陥が発生し、その結果、十分な電極の歩留りが得られないことがあった。 In addition, fluidity in the pipes and coating parts of the coating machine is still insufficient, and defects occur in the electrodes due to problems when coating the electrode dispersion onto the current collector foil, resulting in insufficient fluidity. In some cases, the yield of electrodes could not be obtained.

また、これら従来技術は、カーボンナノチューブの分散が依然として不十分であるため、カーボンナノチューブ分散体を用いた電極の抵抗値を十分に下げられるものではなく、カーボンナノチューブの特性を十分に発揮した出力特性やサイクル特性を有するものではなかった。 In addition, these conventional technologies cannot sufficiently lower the resistance value of electrodes using carbon nanotube dispersions because the dispersion of carbon nanotubes is still insufficient. It did not have any cycle characteristics.

そこで、本発明は、良好な分散性を有する新規なカーボンナノチューブ分散体を提供する。 Therefore, the present invention provides a novel carbon nanotube dispersion having good dispersibility.

本発明者らは、鋭意検討したところ、以下の手段により上記課題を解決できることを見出して、本発明を完成させた。すなわち、本発明は、下記のとおりである:
〈態様1〉カーボンナノチューブと、溶媒と、下記式(I)で表されるポリビニルアセタールを少なくとも含み、
前記ポリビニルアセタールの、ATR法により得たFT-IRスペクトルにおける、1650cm―1におけるピークの強度に対する2950cm-1におけるピークの強度の比が、50以上であり、かつ
前記ポリビニルアセタールの、ゲル透過クロマトグラフィーにより測定した質量平均分子量が、100,000以下である、
カーボンナノチューブ分散体。

Figure 2024030584000001
(式中、l、m及びnは正の整数であり、Rは、炭素数1~20のアルキル基である。)
〈態様2〉前記ポリビニルアセタールの10質量%NMP溶液の320nmにおける吸光度が0.50以上である、態様1に記載のカーボンナノチューブ分散体。
〈態様3〉前記ポリビニルアセタールの10質量%NMP溶液の剪断速度76.6/sにおける粘度が21.0mPa・s以上、31.0mPa・s以下である、態様1又は2に記載のカーボンナノチューブ分散体。
〈態様4〉前記ポリビニルアセタールの、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した質量平均分子量が、30,000~50,000である、態様1~3のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ分散体。
〈態様5〉態様1~4のいずれか一項に記載のカーボンナノチューブ分散体、及び正極活物質を含有しており、かつ
前記正極活物質100質量部に対する前記カーボンナノチューブの質量が、0.1~6.0質量部である、
正極電極用分散体。 After intensive study, the present inventors found that the above-mentioned problem could be solved by the following means, and completed the present invention. That is, the present invention is as follows:
<Aspect 1> At least contains carbon nanotubes, a solvent, and a polyvinyl acetal represented by the following formula (I),
In the FT-IR spectrum of the polyvinyl acetal obtained by the ATR method, the ratio of the intensity of the peak at 2950 cm −1 to the intensity of the peak at 1650 cm −1 is 50 or more, and the gel permeation chromatography of the polyvinyl acetal The mass average molecular weight measured by is 100,000 or less,
Carbon nanotube dispersion.
Figure 2024030584000001
(In the formula, l, m and n are positive integers, and R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
<Aspect 2> The carbon nanotube dispersion according to aspect 1, wherein the absorbance of the 10% by mass NMP solution of the polyvinyl acetal at 320 nm is 0.50 or more.
<Aspect 3> The carbon nanotube dispersion according to aspect 1 or 2, wherein the viscosity of the 10% by mass NMP solution of the polyvinyl acetal at a shear rate of 76.6/s is 21.0 mPa·s or more and 31.0 mPa·s or less. body.
<Aspect 4> The carbon nanotube dispersion according to any one of aspects 1 to 3, wherein the polyvinyl acetal has a mass average molecular weight of 30,000 to 50,000 as measured by gel permeation chromatography.
<Aspect 5> Contains the carbon nanotube dispersion according to any one of aspects 1 to 4 and a positive electrode active material, and the mass of the carbon nanotubes relative to 100 parts by mass of the positive electrode active material is 0.1. ~6.0 parts by mass,
Dispersion for positive electrodes.

本発明によれば、良好な分散性を有する新規なカーボンナノチューブ分散体を提供することができる。 According to the present invention, a novel carbon nanotube dispersion having good dispersibility can be provided.

《カーボンナノチューブ分散体》
本発明のカーボンナノチューブ分散体は、
カーボンナノチューブと、溶媒と、下記式(I)で表されるポリビニルアセタールとを少なくとも含み、
前記ポリビニルアセタールの、全反射測定法(ATR法)により得たFT-IR(フーリエ変換赤外線分光法)スペクトルにおける、1650cm―1におけるピークの強度に対する2950cm-1におけるピークの強度の比が、50以上であり、かつ
前記ポリビニルアセタールの、ゲル透過クロマトグラフィーにより測定した質量平均分子量が、100,000以下である、
カーボンナノチューブ分散体である。

Figure 2024030584000002
(式中、l、m及びnは正の整数であり、Rは、炭素数1~20のアルキル基である。) 《Carbon nanotube dispersion》
The carbon nanotube dispersion of the present invention is
Containing at least carbon nanotubes, a solvent, and a polyvinyl acetal represented by the following formula (I),
The ratio of the intensity of the peak at 2950 cm −1 to the intensity of the peak at 1650 cm −1 in the FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy) spectrum obtained by total reflection measurement (ATR method) of the polyvinyl acetal is 50 or more. and the mass average molecular weight of the polyvinyl acetal measured by gel permeation chromatography is 100,000 or less.
It is a carbon nanotube dispersion.
Figure 2024030584000002
(In the formula, l, m and n are positive integers, and R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)

上記の構成によれば、良好な分散性を有するカーボンナノチューブ分散体を得ることができる。 According to the above configuration, a carbon nanotube dispersion having good dispersibility can be obtained.

なお、本明細書において、「2950cm-1付近におけるピーク」とは、2950cm-1の前後200cm-1、前後150cm-1、前後100cm-1、前後50cm-1、又は前後30cm-1の領域のピークのうち最大のものを意味している。「3400cm-1付近におけるピーク」及び「1650cm-1付近におけるピーク」についても、これと同様に解釈されるべきである。 In this specification, "the peak near 2950 cm -1 " refers to a region of 200 cm -1 before and after 2950 cm -1 , 150 cm -1 before and after, 100 cm -1 before and after, 50 cm -1 before and after 2950 cm -1 , or 30 cm -1 before and after 2950 cm -1 . It means the largest of the peaks. “Peak around 3400 cm −1 ” and “peak around 1650 cm −1 ” should be interpreted in the same way.

また、本発明において、ATR法は、クリスタルとしてダイヤモンドを用い、測定前に露点温度マイナス30℃の環境で3日間乾燥させた試料を用いて行ったものである。 Furthermore, in the present invention, the ATR method was carried out using diamond as a crystal and using a sample that had been dried for three days in an environment with a dew point temperature of minus 30° C. before measurement.

以下では、本発明の各構成要素について説明する。 Each component of the present invention will be explained below.

〈カーボンナノチューブ〉
カーボンナノチューブとしては、公知のカーボンナノチューブを用いることができる。
<carbon nanotube>
As the carbon nanotubes, known carbon nanotubes can be used.

カーボンナノチューブの平均粒子径は、100nm以上、200nm以上、300nm以上、500nm以上、700nm以上、1μm以上、2μm以上、又は3μm以上であることができ、また20μm以下、15μm以下、10μm以下、又は7μm以下であることができる。ここで、本明細書において採用される平均粒子径は、対象となる炭素粒子の大きさによって適宜選択され、概ね1μm未満の粒子の場合は、動的光散乱法により測定した散乱強度分布によるヒストグラム平均粒子径(D50)の値であり、1μm以上の粒子の場合は、レーザー回折法において体積基準により算出されたメジアン径(D50)の値である。動的光散乱法による測定は、例えばDelsaMax CORE(ベックマン・コールター社)を用いて行うことができる。レーザー回折法による測定は、例えば粒度分布測定装置 MT3300II(マイクロトラック・ベル株式会社)を用いて行うことができる。このカーボンナノチューブの平均粒子径は、カーボンナノチューブの単繊維同士が束や毬状になった二次粒子を指し、任意の溶液に懸濁させて測定することができる。 The average particle diameter of carbon nanotubes can be 100 nm or more, 200 nm or more, 300 nm or more, 500 nm or more, 700 nm or more, 1 μm or more, 2 μm or more, or 3 μm or more, and 20 μm or less, 15 μm or less, 10 μm or less, or 7 μm. It can be less than or equal to: Here, the average particle diameter employed in this specification is appropriately selected depending on the size of the target carbon particles, and in the case of particles of approximately less than 1 μm, the histogram based on the scattering intensity distribution measured by the dynamic light scattering method. It is the value of the average particle diameter (D50), and in the case of particles of 1 μm or more, it is the value of the median diameter (D50) calculated on a volume basis in the laser diffraction method. Measurement by dynamic light scattering can be performed using, for example, DelsaMax CORE (Beckman Coulter). Measurement by laser diffraction can be performed using, for example, a particle size distribution analyzer MT3300II (Microtrac Bell Co., Ltd.). The average particle diameter of carbon nanotubes refers to secondary particles in which carbon nanotube single fibers form bundles or balls, and can be measured by suspending them in any solution.

二次電池正極電極用非水系スラリーにおけるカーボンナノチューブの含有率は、二次電池正極電極用非水系スラリーの全質量を基準として、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上、又は0.6質量%以上であってよく、また10.0質量%以下、8.0質量%以下、5.0質量%以下、3.0質量%以下、2.5質量%以下、2.0質量%以下、1.5質量%以下、1.0質量%以下、又は0.8質量%以下であってよい。 The content of carbon nanotubes in the nonaqueous slurry for secondary battery positive electrodes is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, 0.5% by mass or more based on the total mass of the nonaqueous slurry for secondary battery positive electrodes. It may be at least 10.0 mass%, at most 8.0 mass%, at most 5.0 mass%, at most 3.0 mass%, and at most 2.5 mass%. The content may be 2.0% by mass or less, 1.5% by mass or less, 1.0% by mass or less, or 0.8% by mass or less.

〈溶媒〉
溶媒としては、随意の有機溶媒を用いることができ、例えばプロトン性極性溶媒、非プロトン性極性溶媒を用いることができる。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、又は組み合わせて用いてもよい。
<solvent>
As the solvent, any organic solvent can be used, such as protic polar solvents and aprotic polar solvents. These solvents may be used alone or in combination.

プロトン性極性液体媒体は、概して酸性水素を含む溶媒である。プロトン性極性液体媒体としては、例えばフェノール系液体媒体、単価アルコール系液体媒体、多価アルコール系液体媒体等を用いることができる。 Protic polar liquid media are generally acidic hydrogen-containing solvents. As the protic polar liquid medium, for example, a phenolic liquid medium, a monohydric alcohol liquid medium, a polyhydric alcohol liquid medium, etc. can be used.

フェノール系液体媒体としては、例えばクレゾール類等を用いることができる。 As the phenolic liquid medium, for example, cresols can be used.

単価アルコール系液体媒体としては、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、tert-ブチルアルコール、1-ペンタノール、イソアミルアルコール、sec-アミルアルコール、3-ペンタノール、tert-アミルアルコール、n-ヘキサノール等を用いることができる。 Examples of the monohydric alcohol liquid medium include ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, isoamyl alcohol, sec-amyl alcohol, 3-pentanol, and tert-amyl alcohol. , n-hexanol, etc. can be used.

多価アルコール系液体媒体としては、例えばプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジグリム、分子量600以下のポリエチレングリコール等のグリコール系液体媒体、及びグリセリン等を用いることができる。 As the polyhydric alcohol liquid medium, for example, a glycol liquid medium such as propylene glycol, triethylene glycol, tetraethylene glycol, diglyme, polyethylene glycol having a molecular weight of 600 or less, and glycerin can be used.

非プロトン性極性液体媒体は、概して酸性水素を含まない溶媒である。非プロトン性極性液体媒体としては、例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン等を用いることができ、中でも、N-メチル-2-ピロリドンを用いることが、ポリビニルアセタールとの親和性の観点から好ましい。 Aprotic polar liquid media are generally acidic hydrogen-free solvents. As the aprotic polar liquid medium, for example, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, etc. can be used, and among them, N-methyl-2-pyrrolidone can be used. is preferable from the viewpoint of affinity with polyvinyl acetal.

〈ポリビニルアセタール〉
本発明のカーボンナノチューブ分散体におけるポリビニルアセタールは、以下の式で構成されている。

Figure 2024030584000003
(式中、l、m及びnは正の整数であり、Rは、炭素数1~20のアルキル基である。) <Polyvinyl acetal>
The polyvinyl acetal in the carbon nanotube dispersion of the present invention is constituted by the following formula.
Figure 2024030584000003
(In the formula, l, m and n are positive integers, and R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)

本発明におけるポリビニルアセタールの、FT-IRにより測定した、1650cm―1におけるピークの強度に対する2950cm-1におけるピークの強度の比は、50以上である。この比は、50以上、55以上、60以上、65以上、70以上、75以上、80以上、85以上、90以上、95以上、又は100以上であってよい。 The ratio of the peak intensity at 2950 cm −1 to the peak intensity at 1650 cm −1 measured by FT-IR of the polyvinyl acetal in the present invention is 50 or more. This ratio may be 50 or more, 55 or more, 60 or more, 65 or more, 70 or more, 75 or more, 80 or more, 85 or more, 90 or more, 95 or more, or 100 or more.

理論に拘束されることを望まないが、この1650cm―1におけるピークの強度は、アセチル基、すなわち上記の式(I)におけるmの値の割合に起因して大きくなり、2950cm―1におけるピークの強度は、アセタール基及びアセチル基の合計、すなわち上記の式(I)におけるl及びmの値の合計の割合に起因して大きくなると考えられる。このことから、上記のピークの強度の比は、相対的にアセタール基の割合が大きくなることを示していると考えられる。 Without wishing to be bound by theory, the intensity of this peak at 1650 cm −1 increases due to the proportion of acetyl groups, i.e. the value of m in formula (I) above, and the intensity of the peak at 2950 cm −1 increases. It is believed that the strength increases due to the proportion of the sum of acetal and acetyl groups, ie the sum of the values of l and m in formula (I) above. From this, it is considered that the ratio of the above-mentioned peak intensities indicates that the proportion of acetal groups is relatively large.

また、本発明におけるポリビニルアセタールの、FT-IRにより測定した、3400cm―1におけるピークの強度に対する2950cm-1におけるピークの強度の比は、2.0以上、2.5以上、又は3.0以上であってよい。理論に拘束されることを望まないが、この3400cm―1におけるピークの強度は、ヒドロキシル基、すなわち上記の式(I)におけるnの値の割合に起因して大きくなると考えられる。このことから、この強度の比が大きいことは、相対的にアセタール基の割合が大きくなることを示していると考えられる。 Furthermore, the ratio of the peak intensity at 2950 cm −1 to the peak intensity at 3400 cm −1 measured by FT-IR of the polyvinyl acetal in the present invention is 2.0 or more, 2.5 or more, or 3.0 or more. It may be. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the intensity of this peak at 3400 cm −1 is increased due to the proportion of hydroxyl groups, ie, the value of n in formula (I) above. From this, it is considered that a large intensity ratio indicates a relatively large proportion of acetal groups.

相対的にアセタール基の割合が大きくなることにより、ポリビニルアセタール全体として疎水性の傾向が強くなり、それによって、カーボンナノチューブとの高い親和性が得られると考えられる。その結果、カーボンナノチューブ分散体の低い剪断速度、例えば0.1s-1における粘度を低くすることができる。 It is thought that by relatively increasing the proportion of acetal groups, the polyvinyl acetal as a whole tends to be more hydrophobic, thereby obtaining high affinity with carbon nanotubes. As a result, the viscosity of the carbon nanotube dispersion at low shear rates, for example 0.1 s −1 can be reduced.

このようなポリビニルアセタールを有する本発明のカーボンナノチューブ分散体の、0.1s-1における粘度の、1000s-1における粘度の比は、1000以下、900以下、800以下、700以下、600以下、又は550以下であることができる。 The ratio of the viscosity at 0.1 s −1 to the viscosity at 1000 s −1 of the carbon nanotube dispersion of the present invention having such a polyvinyl acetal is 1000 or less, 900 or less, 800 or less, 700 or less, 600 or less, or It can be 550 or less.

ここで、上記の粘度の比の測定においては、剪断速度を0.1s-1から1000s-1まで対数傾斜により20秒で変化させ、その後、剪断速度を1000s-1から0.1s-1まで対数傾斜により20秒で変化させて、計40秒間における粘度を経時的に測定し、20秒時点の粘度を剪断速度1000s-1粘度の測定値とし、40秒時点の粘度を剪断速度0.1s-1粘度の測定値とした。 Here, in the measurement of the viscosity ratio mentioned above, the shear rate was changed from 0.1 s -1 to 1000 s -1 by a logarithmic slope in 20 seconds, and then the shear rate was changed from 1000 s -1 to 0.1 s -1 . The viscosity was changed over time using a logarithmic slope for 20 seconds, and the viscosity was measured over time for a total of 40 seconds. The viscosity at 20 seconds was taken as the measured value of the viscosity at a shear rate of 1000 s -1 , and the viscosity at 40 seconds was measured at a shear rate of 0.1 s. -1 was taken as the measured value of viscosity.

本発明におけるポリビニルアセタールの、上記のアセタール基の含有率は、ポリビニルアセタールの質量に対して、70質量%以上、75質量%以上、80質量%以上、81質量%以上、82質量%以上、又は83質量%以上であることができる。 The content of the acetal groups in the polyvinyl acetal of the present invention is 70% by mass or more, 75% by mass or more, 80% by mass or more, 81% by mass or more, 82% by mass or more, or It can be 83% by mass or more.

上記式(I)中のRを構成するアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、1以上、3以上、5以上、7以上、又は9以上であってよく、また20以下、18以下、16以下、14以下、又は12以下であってよい。特に、本発明におけるポリビニルアセタールは、上記のRを構成するアルキル基の炭素数が4である、ポリビニルブチラールであってよい。 The number of carbon atoms in the alkyl group constituting R in the above formula (I) is not particularly limited, but may be 1 or more, 3 or more, 5 or more, 7 or more, or 9 or more, and may be 20 or less, 18 or less, It may be 16 or less, 14 or less, or 12 or less. In particular, the polyvinyl acetal in the present invention may be polyvinyl butyral in which the alkyl group constituting R has 4 carbon atoms.

本発明におけるポリビニルアセタールの10質量%NMP溶液の320nmにおける吸光度は、0.25以上、0.30以上、0.35以上、0.40以上、0.45以上、0.50以上、0.55以上、0.60以上、又は0.65以上であってよく、中でも0.50以上であることが、分散性を良好にする観点から好ましい。この吸光度は、0.90以下、0.85以下、0.80以下、0.75以下、0.70以下であってよい。また、この吸光度の測定においては、NMPの吸光度をブランクとする。 The absorbance at 320 nm of a 10% by mass NMP solution of polyvinyl acetal in the present invention is 0.25 or more, 0.30 or more, 0.35 or more, 0.40 or more, 0.45 or more, 0.50 or more, 0.55 Above, it may be 0.60 or more, or 0.65 or more, and 0.50 or more is particularly preferable from the viewpoint of improving dispersibility. This absorbance may be 0.90 or less, 0.85 or less, 0.80 or less, 0.75 or less, 0.70 or less. In addition, in this absorbance measurement, the absorbance of NMP is used as a blank.

本発明におけるポリビニルアセタールの10質量%NMP溶液の、剪断速度76.6/sにおける粘度は、10.0mPa.s以上、15.0mPa.s以上、20.0mPa.s以上、21.0mPa.s以上であってよく、また70.0mPa.s以下、65.0mPa.s以下、60.0mPa.s以下、55.0mPa.s以下、50.0mPa.s以下、45.0mPa.s以下、40.0mPa.s以下、35.0mPa.s以下、33.0mPa.s以下、31.0mPa.s以下、又は30.0mPa.s以下であってよい。この粘度は、コーンプレート型粘度計を用い、測定時間60sの条件で測定することができる。 The viscosity of the 10% by mass NMP solution of polyvinyl acetal in the present invention at a shear rate of 76.6/s is 10.0 mPa. s or more, 15.0 mPa. s or more, 20.0 mPa. s or more, 21.0 mPa. s or more, and 70.0 mPa.s or more. s or less, 65.0 mPa. s or less, 60.0 mPa. s or less, 55.0 mPa. s or less, 50.0 mPa. s or less, 45.0 mPa. s or less, 40.0 mPa. s or less, 35.0 mPa. s or less, 33.0 mPa. s or less, 31.0 mPa. s or less, or 30.0 mPa. It may be less than or equal to s. This viscosity can be measured using a cone-plate viscometer for a measurement time of 60 seconds.

本発明におけるポリビニルアセタールの、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した重量平均分子量は、100,000以下である。この重量平均分子量は、90,000以下、85,000以下、80,000以下、75,000以下、70,000以下、65,000以下、60,000以下、55,000以下、又は50,000以下であってよい。このような重量平均分子量によれば、ポリビニルアセタールの溶液の粘度を低減し、その結果、得られるカーボンナノチューブの凝集を抑制することができる。この重量平均分子量は、10,000以上、15,000以上、20,000以上、25,000以上、30,000以上、35,000以上、又は40,000以上であってよい。このゲル透過クロマトグラフィーにより得た重量平均分子量は、ポリスチレンを標準ポリマーとして得た換算値である。 The weight average molecular weight of the polyvinyl acetal in the present invention measured by gel permeation chromatography is 100,000 or less. This weight average molecular weight is 90,000 or less, 85,000 or less, 80,000 or less, 75,000 or less, 70,000 or less, 65,000 or less, 60,000 or less, 55,000 or less, or 50,000 or less It may be the following. According to such a weight average molecular weight, the viscosity of the polyvinyl acetal solution can be reduced, and as a result, aggregation of the resulting carbon nanotubes can be suppressed. The weight average molecular weight may be 10,000 or more, 15,000 or more, 20,000 or more, 25,000 or more, 30,000 or more, 35,000 or more, or 40,000 or more. The weight average molecular weight obtained by this gel permeation chromatography is a converted value obtained using polystyrene as a standard polymer.

ポリビニルアセタールの含有率は、カーボンナノチューブ分散体の全質量に対し、0.1質量%以上、0.3質量%以上、0.5質量%以上、0.7質量%以上、又は0.9質量%以上であってよく、また10.0質量%以下、8.0質量%以下、5.0質量%以下、3.0質量%以下、2.5質量%以下、2.0質量%以下、1.5質量%以下、1.3質量%以下、又は1.1質量%以下であってよい。 The content of polyvinyl acetal is 0.1% by mass or more, 0.3% by mass or more, 0.5% by mass or more, 0.7% by mass or more, or 0.9% by mass with respect to the total mass of the carbon nanotube dispersion. % or more, and 10.0 mass% or less, 8.0 mass% or less, 5.0 mass% or less, 3.0 mass% or less, 2.5 mass% or less, 2.0 mass% or less, It may be 1.5% by weight or less, 1.3% by weight or less, or 1.1% by weight or less.

〈他のポリマー〉
ポリビニルアセタール以外のポリマーとしては、例えばバインダーとして用いられ得るポリマーを用いることができる。かかるポリマーとしては、例えば種々のエマルション型や溶解型のポリマーを用いることができ、例えばポリフッ化ビニリデン(PVdF)、テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル重合体(PFA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系ポリマー、エチレン-プロピレン-ジエン共重合体(EPDM)、ニトリル-ブタジエンゴム(NBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)等のエラストマー系ポリマー、アクリル系のポリマー等を用いることができる。
<Other polymers>
As the polymer other than polyvinyl acetal, for example, a polymer that can be used as a binder can be used. As such a polymer, for example, various emulsion-type or dissolved-type polymers can be used, such as polyvinylidene fluoride (PVdF), tetrafluoroethylene/hexafluoropropylene polymer (FEP), and tetrafluoroethylene/perfluoroalkyl vinyl ether. Polymers (PFA), fluorine-based polymers such as polytetrafluoroethylene (PTFE), elastomers such as ethylene-propylene-diene copolymer (EPDM), nitrile-butadiene rubber (NBR), and styrene-butadiene rubber (SBR) Polymers, acrylic polymers, etc. can be used.

また、ポリマーとしては、例えば多糖類等の天然高分子、合成高分子を用いることができる。このようなポリマーは、増粘剤として用いられることがある。 Further, as the polymer, for example, natural polymers such as polysaccharides and synthetic polymers can be used. Such polymers are sometimes used as thickeners.

多糖類としては、例えばアラビアガム、トラガカントガム、グアーガム、ローカストビーンガム、アルギン酸、カラギーナン、ゼラチン、キサンタンガム、ウェランガム、サクシノグリカン、ダイユータンガム、デキストラン、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、デンプングリコール酸及びその塩を用いることができる。中でも、カルボキシメチルセルロースを用いることが、分散安定性の観点から好ましい。 Examples of polysaccharides include gum arabic, gum tragacanth, guar gum, locust bean gum, alginic acid, carrageenan, gelatin, xanthan gum, welan gum, succinoglycan, diutan gum, dextran, methylcellulose, ethylcellulose, hydroxyethylcellulose, carboxymethylcellulose, and starch glycolic acid. and its salts can be used. Among them, it is preferable to use carboxymethylcellulose from the viewpoint of dispersion stability.

合成高分子としては、例えばポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリアクリル酸及びその塩、ポリエチレシオキサイド、酢酸ビニル-ポリビニルピロリドン共重合体、スチレン-アクリル酸共重合体及びその塩、イソブチレン無水マレイン酸共重合体及びその塩等の水溶性樹脂を用いることができる。 Examples of synthetic polymers include polyvinylpyrrolidone, polyvinylmethyl ether, polyacrylic acid and its salts, polyethylene oxide, vinyl acetate-polyvinylpyrrolidone copolymer, styrene-acrylic acid copolymer and its salts, and isobutylene maleic anhydride copolymer. Water-soluble resins such as polymers and salts thereof can be used.

また、ポリマーとしては、例えばポリアルキレンオキサイド、ポリビニルエーテル、キチン類、キトサン類、デンプン等の非イオン性分散剤を用いることができる。これらのポリマーは、分散助剤として用いられることがある。 Furthermore, as the polymer, nonionic dispersants such as polyalkylene oxide, polyvinyl ether, chitins, chitosan, starch, etc. can be used. These polymers are sometimes used as dispersion aids.

また、ポリマーとしては、分散剤を挙げることができる。具体的には、分散剤であるポリマーとしては、例えば非イオン性又はアニオン性の分散剤、多糖類を用いることができる。非イオン性分散剤としては、上記分散助剤又はポリビニルピロリドンを用いることができ、アニオン性分散剤としては、スチレンアクリル樹脂等のアクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、及びエポキシ系樹脂等を用いることができる。 Further, examples of the polymer include dispersants. Specifically, as the polymer which is a dispersant, for example, a nonionic or anionic dispersant or a polysaccharide can be used. As the nonionic dispersant, the above-mentioned dispersion aid or polyvinylpyrrolidone can be used, and as the anionic dispersant, acrylic resins such as styrene acrylic resins, urethane resins, polyester resins, polyvinyl chloride resins, and epoxy resin, etc. can be used.

他のポリマーの合計の含有率は、カーボンナノチューブ分散体の全質量を基準として、0.5質量%以上、1.0質量%以上、1.5質量%以上、2.0質量%以上、又は2.2質量%以上であってよく、また15.0質量%以下、12.0質量%以下、10.0質量%以下、8.0質量%以下、6.0質量%以下、5.0質量%、4.5質量%以下、4.0質量%以下、3.5質量%以下、3.0質量%以下、又は2.5質量%以下であってよい。 The total content of other polymers is 0.5% by mass or more, 1.0% by mass or more, 1.5% by mass or more, 2.0% by mass or more, based on the total mass of the carbon nanotube dispersion, or It may be 2.2% by mass or more, and 15.0% by mass or less, 12.0% by mass or less, 10.0% by mass or less, 8.0% by mass or less, 6.0% by mass or less, 5.0% by mass or less. % by weight, 4.5% by weight or less, 4.0% by weight or less, 3.5% by weight or less, 3.0% by weight or less, or 2.5% by weight or less.

〈プロトン濃度調整剤〉
随意のプロトン濃度調整剤としては、例えばアンモニア、尿素、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、アミノメチルプロパノール、トリポリン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム等の、炭酸又はリン酸のアルカリ金属塩、水酸化ナトリウム等のアルカリ金属の水酸化物等の少なくとも1種を用いることができる。
<Proton concentration regulator>
Optional proton concentration regulators include, for example, ammonia, urea, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, aminomethylpropanol, alkali metal salts of carbonic acid or phosphoric acid, such as sodium tripophosphate, sodium carbonate, sodium hydroxide, etc. At least one kind of alkali metal hydroxides can be used.

〈防腐剤〉
随意の防腐剤としては、例えばフェノール、ナトリウムオマジン、ペンタクロロフェノールナトリウム、1,2-ベンズイソチアゾリン3-オン、2,3,5,6-テトラクロロ-4(メチルフォニル)ピリジン、安息香酸、ソルビン酸又はデヒドロ酢酸のアルカリ金属塩、ベンズイミダゾール系化合物、フェノキシエタノール等のアルコール類、1.3-ペンタンジオール等のグリコール類等の少なくとも1種を用いることができる。
<Preservative>
Optional preservatives include, for example, phenol, sodium omazine, sodium pentachlorophenol, 1,2-benzisothiazolin 3-one, 2,3,5,6-tetrachloro-4(methylphonyl)pyridine, benzoic acid, sorbin. At least one of alkali metal salts of acids or dehydroacetic acids, benzimidazole compounds, alcohols such as phenoxyethanol, and glycols such as 1,3-pentanediol can be used.

《正極電極用分散体》
本発明の正極電極用分散体は、上記のカーボンナノチューブ分散体、及び正極活物質を含有している。
《Dispersion for positive electrode》
The positive electrode dispersion of the present invention contains the above carbon nanotube dispersion and a positive electrode active material.

良好な分散性を有する本発明のカーボンナノチューブ分散体を含有している本発明の正極電極用分散体は、良好なシート抵抗、容量維持率、及びサイクル維持率を得ることができる。 The positive electrode dispersion of the present invention containing the carbon nanotube dispersion of the present invention having good dispersibility can obtain good sheet resistance, capacity retention rate, and cycle retention rate.

本発明の正極電極用分散体では、正極活物質100質量部に対するカーボンナノチューブの質量は、0.1質量部以上、0.3質量部以上、0.5質量部以上、0.7質量部以上、又は0.9質量部以上であり、かつ6.0質量部以下、5.5質量部以下、5.0質量部以下、4.5質量部以下、4.0質量部以下、3.5質量部以下、3.0質量部以下、2.5質量部以下、2.0質量部以下、又は1.5質量部以下である。 In the positive electrode dispersion of the present invention, the mass of carbon nanotubes relative to 100 parts by mass of the positive electrode active material is 0.1 part by mass or more, 0.3 parts by mass or more, 0.5 parts by mass or more, 0.7 parts by mass or more. , or 0.9 parts by mass or more, and 6.0 parts by mass or less, 5.5 parts by mass or less, 5.0 parts by mass or less, 4.5 parts by mass or less, 4.0 parts by mass or less, 3.5 It is not more than 3.0 parts by mass, not more than 2.5 parts by mass, not more than 2.0 parts by mass, or not more than 1.5 parts by mass.

正極電極用分散体は、ポリビニルアセタール以外のポリマーを含有していてよい。このようなポリマーとしては、カーボンナノチューブ分散体に関して挙げたものを用いることができる。 The positive electrode dispersion may contain polymers other than polyvinyl acetal. As such a polymer, those mentioned in connection with the carbon nanotube dispersion can be used.

また、正極電極用分散体は、溶媒を更に含有していてよい。溶媒としては、カーボンナノチューブ分散体に関して挙げたものを用いることができる。 Further, the positive electrode dispersion may further contain a solvent. As the solvent, those mentioned regarding the carbon nanotube dispersion can be used.

また、正極電極用分散体は、他の導電性物質を含有していてよい。他の導電性物質としては、例えばカーボンナノチューブ以外の炭素系導電材を用いることができる。 Further, the positive electrode dispersion may contain other conductive substances. As the other conductive substance, for example, a carbon-based conductive material other than carbon nanotubes can be used.

導電材としては、例えば炭素系導電材を用いることができる。炭素系導電材は、炭素繊維及び/又は炭素粒子であってよい。 As the conductive material, for example, a carbon-based conductive material can be used. The carbon-based conductive material may be carbon fibers and/or carbon particles.

炭素繊維としては、これに限られないが、ミルドファイバー、及びチョップドファイバー等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また組み合わせて使用してもよい。 Carbon fibers include, but are not limited to, milled fibers, chopped fibers, and the like. These may be used alone or in combination.

炭素繊維の平均長は、1μm以上、3μm以上、5μm以上、10μm以上、又は15μm以上であることができ、また100μm以下、70μm以下、50μm以下、又は30μm以下であることができる。 The average length of the carbon fibers can be 1 μm or more, 3 μm or more, 5 μm or more, 10 μm or more, or 15 μm or more, and can be 100 μm or less, 70 μm or less, 50 μm or less, or 30 μm or less.

炭素粒子としては、例えばグラフェン、黒鉛、並びにアセチレンブラック及びケッチェンブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、また組み合わせて使用してもよい。 Examples of the carbon particles include graphene, graphite, and carbon black such as acetylene black and Ketjen black. These may be used alone or in combination.

炭素粒子の形状は、特に限定されず、例えば扁平状、アレイ状、球状等の形状であってよい。 The shape of the carbon particles is not particularly limited, and may be, for example, flat, arrayed, spherical, or the like.

炭素粒子の平均粒子径は、100nm以上、200nm以上、300nm以上、500nm以上、700nm以上、1μm以上、2μm以上、又は3μm以上であることができ、また20μm以下、15μm以下、10μm以下、又は7μm以下であることができる。ここで、本明細書において採用される平均粒子径は、対象となる炭素粒子の大きさによって適宜選択され、概ね1μm未満の粒子の場合は、動的光散乱法により測定した散乱強度分布によるヒストグラム平均粒子径(D50)の値であり、1μm以上の粒子の場合は、レーザー回折法において体積基準により算出されたメジアン径(D50)の値である。動的光散乱法による測定は、例えばDelsaMax CORE(ベックマン・コールター社)を用いて行うことができる。レーザー回折法による測定は、例えば粒度分布測定装置 MT3300II(マイクロトラック・ベル株式会社)を用いて行うことができる。 The average particle diameter of the carbon particles can be 100 nm or more, 200 nm or more, 300 nm or more, 500 nm or more, 700 nm or more, 1 μm or more, 2 μm or more, or 3 μm or more, and 20 μm or less, 15 μm or less, 10 μm or less, or 7 μm. It can be less than or equal to: Here, the average particle diameter employed in this specification is appropriately selected depending on the size of the target carbon particles, and in the case of particles of approximately less than 1 μm, the histogram based on the scattering intensity distribution measured by the dynamic light scattering method. It is the value of the average particle diameter (D50), and in the case of particles of 1 μm or more, it is the value of the median diameter (D50) calculated on a volume basis in the laser diffraction method. Measurement by dynamic light scattering can be performed using, for example, DelsaMax CORE (Beckman Coulter). Measurement by laser diffraction can be performed using, for example, a particle size distribution analyzer MT3300II (Microtrac Bell Co., Ltd.).

電極層形成用非水系分散体における炭素質導電材の含有率は、電極層形成用非水系分散体の全質量を基準として、1.0質量%以上、1.5質量%以上、2.0質量%以上、又は2.5質量%以上であってよく、また15.0質量%以下、12.0質量%以下、10.0質量%以下、8.0質量%以下、6.0質量%以下、5.0質量%、4.5質量%以下、4.0質量%以下、3.5質量%以下、又は3.0質量%以下であってよい。 The content of the carbonaceous conductive material in the nonaqueous dispersion for electrode layer formation is 1.0% by mass or more, 1.5% by mass or more, 2.0% by mass or more, based on the total mass of the nonaqueous dispersion for electrode layer formation. It may be 2.5% by mass or more, and 15.0% by mass or less, 12.0% by mass or less, 10.0% by mass or less, 8.0% by mass or less, 6.0% by mass. The content may be 5.0% by mass or less, 4.5% by mass or less, 4.0% by mass or less, 3.5% by mass or less, or 3.0% by mass or less.

〈正極活物質〉
正極活物質としては、例えばリチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。例えば、Fe、Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、MnO、V25、V613、TiO2等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウム、三元系(NCM)リチウム材料、例えばLiNi0.8Co0.1Mn0.1等のリチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リチウム系材料、TiS2、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。また、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用することもできる。また、上記の無機化合物や有機化合物を混合して用いてもよい。
<Cathode active material>
As the positive electrode active material, for example, metal compounds such as metal oxides and metal sulfides that can be doped or intercalated with lithium ions, conductive polymers, and the like can be used. Examples include oxides of transition metals such as Fe, Co, Ni, and Mn, composite oxides with lithium, and inorganic compounds such as transition metal sulfides. Specifically, transition metal oxide powders such as MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , etc., lithium nickelate with a layered structure, lithium cobalt oxide, lithium manganate, lithium manganate with a spinel structure, (NCM) lithium materials, such as composite oxide powders of lithium and transition metals such as LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , lithium iron phosphate materials that are phosphoric acid compounds with an olivine structure , TiS 2 , FeS, and other transition metal sulfide powders. Furthermore, conductive polymers such as polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, and polythiophene can also be used. Further, the above inorganic compounds and organic compounds may be used in combination.

正極活物質の含有率は、正極電極用分散体の質量に対して、40質量%以上、45質量%以上、50質量%以上、55質量%以上、60質量%以上、又は65質量%以上であってよく、また80質量%以下、75質量%以下、又は70質量%以下であってよい。 The content of the positive electrode active material is 40% by mass or more, 45% by mass or more, 50% by mass or more, 55% by mass or more, 60% by mass or more, or 65% by mass or more with respect to the mass of the positive electrode dispersion. It may be 80% by mass or less, 75% by mass or less, or 70% by mass or less.

実施例及び比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。 The present invention will be specifically explained with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

《カーボンナノチューブ分散体の作製》
〈実施例1〉
4質量部のカーボンナノチューブ(FT7010、Cnano社)、1質量部のポリビニルブチラールA(PVB-A)、及び95質量部の溶媒としてのN-メチル-2-ピロリドンを、高圧ホモジナイザー(分散圧力100MPa、10Pass)により分散させることにより、実施例1のカーボンナノチューブ(CNT)分散体を100質量部作製した。
《Preparation of carbon nanotube dispersion》
<Example 1>
4 parts by mass of carbon nanotubes (FT7010, Cnano), 1 part by mass of polyvinyl butyral A (PVB-A), and 95 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent were mixed using a high-pressure homogenizer (dispersion pressure of 100 MPa, 10Pass) to prepare 100 parts by mass of the carbon nanotube (CNT) dispersion of Example 1.

〈実施例2~3及び比較例1~5〉
PVB-Aの代わりに、同じ量の下記及び表1に示す分散剤を用いたことを除き、実施例1と同様にして、実施例2~3及び比較例1~5のカーボンナノチューブ分散体を作製した。
PVB-B、PVB-C、PVB-D、PVB-E、PVB-F、PVB-G:ポリビニルブチラール
PVP:ポリビニルピロリドン
<Examples 2-3 and Comparative Examples 1-5>
The carbon nanotube dispersions of Examples 2 to 3 and Comparative Examples 1 to 5 were prepared in the same manner as in Example 1, except that the same amount of the dispersant shown below and in Table 1 was used instead of PVB-A. Created.
PVB-B, PVB-C, PVB-D, PVB-E, PVB-F, PVB-G: Polyvinyl butyral PVP: Polyvinylpyrrolidone

なお、PVB-B、及びPVB-Fの官能基の推定割合は以下のとおりである:
PVB-B:ブチラール基83質量%、アセチル基3質量%、ビニルアルコール基14質量%のポリビニルブチラール
PVB-F:ブチラール基78質量%、アセチル基3質量%、ビニルアルコール基19質量%のポリビニルブチラール
The estimated proportions of functional groups in PVB-B and PVB-F are as follows:
PVB-B: Polyvinyl butyral with 83% by mass of butyral groups, 3% by mass of acetyl groups, and 14% by mass of vinyl alcohol groups PVB-F: Polyvinyl butyral with 78% by mass of butyral groups, 3% by mass of acetyl groups, and 19% by mass of vinyl alcohol groups

《正極電極用分散体の作製》
25質量部の作製したカーボンナノチューブ分散体、2質量部の導電性材料としてのアセチレンブラック、100質量部の正極活物質としてのLiNi0.8Co0.1Mn0.1、2質量部の他のポリマーとしてのポリフッ化ビニリデン、及び21質量部の溶媒としてのN-メチル-2-ピロリドンを、プラネタリーミキサーにより分散させることにより、正極電極用分散体を100質量部作製した。
《Preparation of dispersion for positive electrode》
25 parts by mass of the prepared carbon nanotube dispersion, 2 parts by mass of acetylene black as a conductive material, 100 parts by mass of LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 as a positive electrode active material, 2 parts by mass Polyvinylidene fluoride as another polymer and 21 parts by mass of N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent were dispersed using a planetary mixer to prepare 100 parts by mass of a positive electrode dispersion.

《分散剤の物性》
〈FT-IR強度〉
各PVBに関し、FT-IRスペクトルを測定し、3400cm-1付近、2950cm-1付近、及び1650cm-1付近のピーク強度の値を得、この値に基づき、所定の強度比を算出した。測定にはATR法を採用し、クリスタルにはダイヤモンドを用いた。また、各PVBは測定前に露点温度マイナス30℃の環境で3日間乾燥させた。
《Physical properties of dispersant》
<FT-IR intensity>
For each PVB, the FT-IR spectrum was measured to obtain peak intensity values around 3400 cm -1 , around 2950 cm -1 , and around 1650 cm -1 , and based on these values, a predetermined intensity ratio was calculated. The ATR method was adopted for the measurement, and diamond was used as the crystal. Furthermore, each PVB was dried for 3 days in an environment with a dew point temperature of minus 30° C. before measurement.

〈吸光度及び粘度〉
各分散剤のN-メチルピロリドンの10質量%溶液を作製し、この溶液の320nmにおける吸光度を測定した。この際、N-メチルピロリドンの吸光度をブランクとした。
<Absorbance and viscosity>
A 10% by mass solution of N-methylpyrrolidone for each dispersant was prepared, and the absorbance of this solution at 320 nm was measured. At this time, the absorbance of N-methylpyrrolidone was used as a blank.

また、この溶液の粘度を、コーンプレート型粘度計を用い、剪断速度76.6/s、測定時間60sの条件で測定した。 Further, the viscosity of this solution was measured using a cone-plate viscometer at a shear rate of 76.6/s and a measurement time of 60 seconds.

〈重量平均分子量〉
各分散剤の重量平均分子量を、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した。重量平均分子量は、ポリスチレンを標準ポリマーとして得た換算値により決定した。
<Weight average molecular weight>
The weight average molecular weight of each dispersant was measured by gel permeation chromatography. The weight average molecular weight was determined by a converted value obtained using polystyrene as a standard polymer.

分散剤の各物性を、表1に示す。 Table 1 shows the physical properties of the dispersant.

Figure 2024030584000004
Figure 2024030584000004

《評価》
〈分散体の粘度〉
作製した各CNT分散体及びこれを用いて得た正極電極用分散体のそれぞれに関し、レオメーター(Anton paar社 モジュラーコンパクトレオメーターMCR102、直径50mm-2°コーン)を用い、試料温度25℃において剪断速度0.1s-1及び1000s-1における粘度をそれぞれ測定した。剪断速度を0.1s-1から1000s-1まで対数傾斜により20秒で変化させ、その後、剪断速度を1000s-1から0.1s-1まで対数傾斜により20秒で変化させて、計40秒間における粘度を経時的に測定した。20秒時点の粘度を剪断速度1000s-1粘度の測定値とし、40秒時点の粘度を剪断速度0.1s-1粘度の測定値とした。
"evaluation"
<Viscosity of dispersion>
Each of the prepared CNT dispersions and the positive electrode dispersion obtained using the same was subjected to shearing at a sample temperature of 25°C using a rheometer (Modular Compact Rheometer MCR102 manufactured by Anton Paar, diameter 50 mm - 2° cone). The viscosity was measured at speeds of 0.1 s −1 and 1000 s −1 , respectively. The shear rate was varied from 0.1 s -1 to 1000 s -1 by a logarithmic ramp in 20 seconds, and then the shear rate was varied from 1000 s -1 to 0.1 s -1 by a logarithmic ramp in 20 seconds for a total of 40 seconds. The viscosity was measured over time. The viscosity at 20 seconds was taken as the measured value of viscosity at a shear rate of 1000 s -1 , and the viscosity at 40 seconds was taken as the measured value of viscosity at a shear rate of 0.1 s -1 .

〈塗工安定性〉
得られた正極電極用分散体を塗工幅200mmのコンマコーターを用いアルミ箔に湿潤膜厚100μmで10m塗工した。得られた塗膜に生じた筋のうち、長さ10mm以上のものを以下の基準で評価した。筋が複数個発生した場合は、各々の合計の長さを基準とした。
評価基準:
◎:長さ10mm以上の筋が存在しなかった。
○:筋の合計長が10mm以上50mm未満であった。
△:筋の合計長が50mm以上1000mm未満であった。
×:筋の合計長が1000mm以上であった。
<Coating stability>
The obtained positive electrode dispersion was coated on aluminum foil in a wet film thickness of 100 μm for 10 m using a comma coater with a coating width of 200 mm. Among the streaks that occurred on the obtained coating film, those with a length of 10 mm or more were evaluated according to the following criteria. If multiple streaks occurred, the total length of each streak was used as the standard.
Evaluation criteria:
◎: There were no streaks with a length of 10 mm or more.
Good: The total length of the streaks was 10 mm or more and less than 50 mm.
Δ: The total length of the streaks was 50 mm or more and less than 1000 mm.
×: The total length of the streaks was 1000 mm or more.

〈電極シート抵抗〉
得られた正極電極用分散体を液膜が50μmになるようにPETフィルム(ルミラー#100-T60、東レ社)の片面にアプリケーターで塗布した後、室温で30分乾燥し、次いで80℃で5分間更に乾燥して、電極層を得た。探針間隔10mmの4探針プローブとミリオームハイテスタ3227(日置電機)とからなる装置を用いて、作製した電極層のシート抵抗を測定した。
<Electrode sheet resistance>
The obtained positive electrode dispersion was applied to one side of a PET film (Lumirror #100-T60, Toray Industries, Inc.) using an applicator so that the liquid film was 50 μm, dried at room temperature for 30 minutes, and then heated at 80°C for 5 minutes. Further drying was performed for a minute to obtain an electrode layer. The sheet resistance of the prepared electrode layer was measured using an apparatus consisting of a 4-point probe with a probe interval of 10 mm and a milliohm high tester 3227 (manufactured by Hioki Electric Co., Ltd.).

〈10C充放電後の容量維持率〉
得られた正極電極用分散体を、塗工幅200mmのコンマコーターを用いアルミ箔に湿潤膜厚100μmで塗工し、100℃の乾燥炉で5分乾燥させた電極を正極として、コイン二次電池を5つ作製した。このコイン二次電池を、1Cにおいて1回充放電した時の放電容量(A)と、その次に充放電レート10C1回にて充放電したときの放電容量(B)から、式「B/A×100」によりコイン二次電池5つの平均値を求めることにより、10C充放電後の容量維持率を評価した。
<Capacity retention rate after 10C charge/discharge>
The obtained positive electrode dispersion was coated on aluminum foil with a wet film thickness of 100 μm using a comma coater with a coating width of 200 mm, and the electrode was dried in a drying oven at 100°C for 5 minutes. Five batteries were manufactured. The formula "B/A The capacity retention rate after charging and discharging at 10C was evaluated by calculating the average value of five coin secondary batteries using "x100".

このコイン二次電池において、電解液としては、カーボネート系溶媒を用いた。セパレーターとしてはポリプロピレン製のものを用いた。対極としては金属リチウムを用いた。 In this coin secondary battery, a carbonate solvent was used as the electrolyte. As the separator, one made of polypropylene was used. Metallic lithium was used as the counter electrode.

〈100回サイクル維持率〉
上記と同じ条件のコイン二次電池を5つ作製し、初期の放電容量(A)と、充放電レート1Cにて100回の充放電を繰り返したときの100回目の放電容量(B)から、式「B/A×100」によりコイン二次電池5つの平均値を求めることにより、100回サイクル維持率を以下の基準で評価した。
評価基準:
◎:98%以上
○:95%以上
△:85%以上
×:85%未満
<100 cycles maintenance rate>
Five coin secondary batteries were made under the same conditions as above, and from the initial discharge capacity (A) and the 100th discharge capacity (B) after repeated charging and discharging 100 times at a charge and discharge rate of 1C, By determining the average value of five coin secondary batteries using the formula "B/A x 100", the 100 cycle retention rate was evaluated based on the following criteria.
Evaluation criteria:
◎: 98% or more ○: 95% or more △: 85% or more ×: Less than 85%

実施例及び比較例の各構成及び評価結果を表2に示す。 Table 2 shows the configurations and evaluation results of Examples and Comparative Examples.

Figure 2024030584000005
Figure 2024030584000005

表2から、実施例のCNT分散体、及びこれを用いた正極電極用分散体は、0.1s-1粘度/1000s-1粘度比率が低く抑えられていることから、CNTの良好な安定性が得られていることが理解できよう。 From Table 2, the CNT dispersion of the example and the positive electrode dispersion using the same have a low 0.1 s -1 viscosity/1000 s -1 viscosity ratio, and therefore have good stability of CNT. It can be seen that this is obtained.

また、実施例のCNT分散体から得た電極層は、塗工安定性、電極シート抵抗、容量維持率、及びサイクル維持率が良好であることが理解できよう。 Furthermore, it can be seen that the electrode layer obtained from the CNT dispersion of the example has good coating stability, electrode sheet resistance, capacity retention rate, and cycle retention rate.

Claims (5)

カーボンナノチューブと、溶媒と、下記式(I)で表されるポリビニルアセタールとを少なくとも含み、
前記ポリビニルアセタールの、ATR法により得たFT-IRスペクトルにおける1650cm―1におけるピークの強度に対する2950cm-1におけるピークの強度の比が、50以上であり、かつ
前記ポリビニルアセタールの、ゲル透過クロマzトグラフィーにより測定した質量平均分子量が、100,000以下である、
カーボンナノチューブ分散体。
Figure 2024030584000006
(式中、l、m及びnは正の整数であり、Rは、炭素数1~20のアルキル基である。)
Containing at least carbon nanotubes, a solvent, and a polyvinyl acetal represented by the following formula (I),
The ratio of the intensity of the peak at 2950 cm −1 to the intensity of the peak at 1650 cm −1 in the FT-IR spectrum of the polyvinyl acetal obtained by the ATR method is 50 or more, and the gel permeation chromatography of the polyvinyl acetal The mass average molecular weight measured by graphography is 100,000 or less,
Carbon nanotube dispersion.
Figure 2024030584000006
(In the formula, l, m and n are positive integers, and R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.)
前記ポリビニルアセタールの10質量%NMP溶液の320nmにおける吸光度が0.50以上である、請求項1に記載のカーボンナノチューブ分散体。 The carbon nanotube dispersion according to claim 1, wherein the 10% by mass NMP solution of the polyvinyl acetal has an absorbance at 320 nm of 0.50 or more. 前記ポリビニルアセタールの10質量%NMP溶液の剪断速度76.6/sにおける粘度が21.0mPa・s以上、31.0mPa・s以下である、請求項1又は2に記載のカーボンナノチューブ分散体。 The carbon nanotube dispersion according to claim 1 or 2, wherein the viscosity of the 10% by mass NMP solution of the polyvinyl acetal at a shear rate of 76.6/s is 21.0 mPa·s or more and 31.0 mPa·s or less. 前記ポリビニルアセタールの、ゲル浸透クロマトグラフィーにより測定した質量平均分子量が、30,000~50,000である、請求項1又は2に記載のカーボンナノチューブ分散体。 The carbon nanotube dispersion according to claim 1 or 2, wherein the polyvinyl acetal has a mass average molecular weight of 30,000 to 50,000 as measured by gel permeation chromatography. 請求項1又は2に記載のカーボンナノチューブ分散体、及び正極活物質を含有しており、かつ
前記正極活物質100質量部に対する前記カーボンナノチューブの質量が、0.1~6.0質量部である、
正極電極用分散体。
It contains the carbon nanotube dispersion according to claim 1 or 2 and a positive electrode active material, and the mass of the carbon nanotubes is 0.1 to 6.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. ,
Dispersion for positive electrodes.
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