JP5181607B2 - Method for producing electrode plate for negative electrode of non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池などの非水電解液二次電池に用いられる負極用電極板及び非水電解液二次電池に関するものである。   The present invention relates to a negative electrode plate and a non-aqueous electrolyte secondary battery used in a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解液二次電池は、高エネルギー密度、高電圧を有し、また充放電時におけるメモリ効果(完全に放電させる前に電池の充電を行なうと次第に電池容量が減少していく現象)が無いことから、携帯機器、大型機器など様々な分野で用いられている。
一般的な非水電解液二次電池は、集電体上に活物質層を設けた正極板と負極板、これら正・負極板の間に介在し両極間を電気的に遮断するセパレータを容器に収納し、容器内空間に有機電解液を充填し、密閉した構造を有している。
A non-aqueous electrolyte secondary battery represented by a lithium ion secondary battery has a high energy density and a high voltage, and has a memory effect during charging / discharging (when the battery is charged before it is completely discharged, Since there is no phenomenon in which the capacity decreases, it is used in various fields such as portable devices and large devices.
A typical nonaqueous electrolyte secondary battery contains a positive electrode plate and a negative electrode plate with an active material layer provided on a current collector, and a separator that is interposed between the positive and negative electrode plates and electrically cuts off both electrodes. In addition, the inner space of the container is filled with an organic electrolyte and sealed.

近年、特に電気自動車、ハイブリッド自動車そしてパワーツールなどの高出力特性が必要とされる分野に向けて大容量の二次電池の開発が進んでいる。
しかしながら、インピーダンスが高い電池は高出力充放電時にその大容量を十分に生かすことができない。そのため、電極活物質層を薄膜大面積化して、電池のインピーダンスを下げる方法が用いられている。
また、リチウムイオン二次電池で用いられる非水電解液は、一般的に水系電解液に比べて抵抗が高いことから、開発当初から鉛蓄電池などの他の電池に比べて、薄く広い面積の電極を使用し、かつ正極と負極との極板間距離を短くする形態が開発されている。
In recent years, development of large-capacity secondary batteries has been progressing especially for fields that require high output characteristics such as electric vehicles, hybrid vehicles, and power tools.
However, a battery with high impedance cannot make full use of its large capacity during high output charge / discharge. Therefore, a method is used in which the electrode active material layer has a large thin film area to reduce the battery impedance.
In addition, since non-aqueous electrolytes used in lithium ion secondary batteries generally have higher resistance than aqueous electrolytes, they are thin and wide electrodes compared to other batteries such as lead-acid batteries from the beginning of development. A form has been developed in which the distance between the positive electrode and the negative electrode is shortened.

非水電解液二次電池の正極板及び負極板は、充放電可能な活物質、増粘剤、結着剤、必要に応じて導電剤などを混合してスラリー状の電極活物質層用塗工組成物を調製し、当該塗工組成物を金属箔などの集電体の上に塗布して塗膜を形成し乾燥し、必要に応じて焼成して電極活物質層を作製することで得られる。
従来、電極活物質層の結着剤にはフッ素系樹脂、ポリイミド樹脂などが使用され、これらの結着剤を使用する場合には、トルエン、メチルエチルケトン、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)或いはこれらの混合物である有機系溶媒が用いられる。
The positive electrode plate and the negative electrode plate of the non-aqueous electrolyte secondary battery are mixed with a chargeable / dischargeable active material, a thickener, a binder, and a conductive agent, if necessary. By preparing a coating composition, applying the coating composition on a current collector such as a metal foil to form a coating film, drying it, and firing it as necessary to produce an electrode active material layer can get.
Conventionally, a fluorine-based resin, a polyimide resin, or the like is used as a binder for the electrode active material layer. When these binders are used, toluene, methyl ethyl ketone, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or An organic solvent that is a mixture of these is used.

しかしながら、高出力化及び大容量化の観点から正極板及び負極板の薄膜・大面積化が進むと、電極板製造時に活物質及び有機溶媒の使用量が増大すると予想される。有機溶媒の使用量が増えると、電極板の製造コストがかさみ、気化させた溶媒の回収装置が大型化し、且つ、自然環境へ悪影響を及ぼす可能性が高くなる。
特に、フッ素系樹脂の一つであるポリフッ化ビニリデン(PVDF)を結着剤として用いる場合には、電極活物質層用塗工組成物を調製するための溶媒としてNMPが好適に用いられるが、NMPの沸点(204℃)は、水よりもはるかに高いため、乾燥除去するのに大きなエネルギーが必要とされる。
However, if the positive electrode plate and the negative electrode plate are made thin and have a large area from the viewpoint of high output and large capacity, it is expected that the amount of active material and organic solvent used will increase during the production of the electrode plate. When the amount of the organic solvent used is increased, the manufacturing cost of the electrode plate is increased, the apparatus for recovering the vaporized solvent is increased in size, and the possibility of adversely affecting the natural environment is increased.
In particular, when polyvinylidene fluoride (PVDF), which is one of fluororesins, is used as a binder, NMP is preferably used as a solvent for preparing a coating composition for an electrode active material layer. Since the boiling point of NMP (204 ° C.) is much higher than that of water, a large amount of energy is required for drying and removing.

そのため、電極活物質層用塗工組成物を調製する際に、従来の有機溶媒に替えて、水を主体とした水系溶媒を用いることが検討されている。
水系溶媒を用いる方法としては、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)などの水溶性高分子、及び結着剤としてスチレンブタジエンゴム(SBR)などを、水を主体とする水系溶媒に分散させてスラリー状の塗工組成物を調製し、使用する方法が知られている。
Therefore, when preparing the coating composition for electrode active material layers, it has been examined to use an aqueous solvent mainly composed of water instead of the conventional organic solvent.
As a method using an aqueous solvent, a water-soluble polymer such as carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener and styrene butadiene rubber (SBR) as a binder are dispersed in an aqueous solvent mainly composed of water to form a slurry. A method for preparing and using a coating composition in the form of a sheet is known.

ところで、非水電解液二次電池が高出力・大容量の電源として通用するためには、持続的な高出力特性が要求されることは勿論であるが、その他の点として、初期充放電効率にも優れていて、二次電池の充放電開始直後から十分な電力を外部装置に対して供給できることが望ましい。   By the way, in order for a non-aqueous electrolyte secondary battery to be used as a high-output and large-capacity power source, it is a matter of course that sustained high-output characteristics are required. It is desirable that sufficient power can be supplied to the external device immediately after the start of charging / discharging of the secondary battery.

特許文献1には、マンガン化合物、及びリン酸を含む天然系リン酸ポリマー(代表的にはデオキシリボ核酸(以下、「DNA」と称する。))から反応前駆体を合成して、その反応前駆体を結晶化しない温度で焼成することにより、多孔質状のリン酸マンガン(Mn(PO)からなる活物質を有するリチウムイオン二次電池が得られることが記載されている。 In Patent Document 1, a reaction precursor is synthesized from a natural phosphate polymer (typically deoxyribonucleic acid (hereinafter referred to as “DNA”)) containing a manganese compound and phosphoric acid, and the reaction precursor is synthesized. It is described that a lithium ion secondary battery having an active material made of porous manganese phosphate (Mn (PO 4 ) x ) can be obtained by firing at a temperature at which crystallization is not performed.

しかしながら、特許文献1において、DNAは、リン酸供給源として用いられているに過ぎず、また、活物質を合成する際に加えられる熱の温度は、400〜600℃という高温であり、DNAは変性していると考えられる。また、特許文献1は、出力密度、及びサイクル特性を向上させることを目的としており、DNAの添加と初期充放電効率との関係については言及されていない。   However, in Patent Document 1, DNA is only used as a phosphate source, and the temperature of heat applied when synthesizing an active material is as high as 400 to 600 ° C. It is considered denatured. Patent Document 1 aims to improve the power density and cycle characteristics, and does not mention the relationship between the addition of DNA and the initial charge / discharge efficiency.

特開2003−77465号公報JP 2003-77465 A

本発明は上記の実状に鑑みて成し遂げられたものであり、その第1の目的は、水系溶媒をベースとした活物質層用塗工組成物を用いて形成することが可能であり、しかも、高出力充放電時にその容量を十分に生かすことが可能となるような初期充放電効率に優れる非水電解液二次電池負極用電極板を提供することにある。   The present invention has been achieved in view of the above-described actual situation, and the first object thereof can be formed using an aqueous solvent-based coating composition for an active material layer, An object of the present invention is to provide an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode that is excellent in initial charge / discharge efficiency so that the capacity can be fully utilized during high output charge / discharge.

また、本発明の第2の目的は、上記した初期充放電効率に優れる負極用電極板を用いた非水電解液二次電池を提供することにある。   The second object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery using the negative electrode plate having excellent initial charge / discharge efficiency.

本発明に係る非水電解液二次電池負極用電極板の製造方法は、集電体の少なくとも一面に、負極活物質層を形成する工程を含む、非水電解液二次電池負極用電極板の製造方法であって、
前記負極活物質層を形成する工程が、
少なくとも負極活物質と、増粘剤としてのDNAと、結着剤と、水を主体とする水系溶媒とを含む塗工組成物を、10℃以上100℃以下の温度範囲で調製する工程、
前記塗工組成物を前記集電体上に塗工することによって、塗膜を形成する工程、
前記塗膜を80℃以上120℃以下の温度範囲で乾燥し、溶媒を除去する工程、
溶媒を除去した前記塗膜を20℃以上120℃以下の温度範囲でプレス加工する工程、
を含むことを特徴とする。
The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode plate according to the present invention includes a step of forming a negative electrode active material layer on at least one surface of a current collector , and the non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode plate A manufacturing method of
Forming the negative electrode active material layer,
Preparing a coating composition comprising at least a negative electrode active material, DNA as a thickener, a binder, and an aqueous solvent mainly comprising water in a temperature range of 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower;
A step of forming a coating film by applying the coating composition onto the current collector;
Drying the coating film in a temperature range of 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower to remove the solvent;
A step of pressing the coating film from which the solvent has been removed in a temperature range of 20 ° C. or more and 120 ° C. or less,
It is characterized by including .

前記塗工組成物中の前記負極活物質の含有量を100重量部としたときに、前記DNAが0.5重量部以上3重量部以下の範囲で、前記塗工組成物中に含まれていることが好ましい。
前記塗工組成物中の前記負極活物質の含有量を100重量部としたときに、前記結着剤が0.5重量部以上3重量部以下の範囲で、前記塗工組成物中に含まれていることが好ましい。
前記結着剤がゴム系樹脂を主成分とした材料であることが好ましい。
When the content of the negative electrode active material in the coating composition is 100 parts by weight, the DNA is contained in the coating composition in a range of 0.5 to 3 parts by weight. Preferably it is.
When the content of the negative electrode active material in the coating composition is 100 parts by weight, the binder is contained in the coating composition in a range of 0.5 parts by weight to 3 parts by weight. It is preferable that
The binder is preferably a material mainly composed of a rubber-based resin.

本発明によれば、水系溶媒をベースとした活物質層用塗工組成物を調製する際に、増粘剤としてDNAを含有させることによって、集電体上に塗布するのに適した粘度に調節することができるので、該水系溶媒をベースとした負極活物質層を形成することができる。
水系溶媒を用いると、溶媒そのもののコストを減らすことができるだけでなく、塗工組成物を乾燥する際の揮発成分の回収コストも低減(乾燥エネルギーの減少)させることができ、及び環境配慮にも優れる。
また、その塗工組成物から形成される負極活物質層を有する負極板は、初期充放電効率が高い。
また、本発明によれば、上記した本発明に係る負極用電極板を用いることによって、初期充放電効率に優れた非水電解液二次電池が得られる。
According to the present invention, when preparing a coating composition for an active material layer based on an aqueous solvent, by incorporating DNA as a thickener, the viscosity is suitable for application on a current collector. Therefore, a negative electrode active material layer based on the aqueous solvent can be formed.
Use of an aqueous solvent not only reduces the cost of the solvent itself, but also reduces the recovery cost of volatile components when drying the coating composition (decrease in drying energy), and is also environmentally friendly. Excellent.
Moreover, the negative electrode plate which has the negative electrode active material layer formed from the coating composition has high initial charge / discharge efficiency.
Moreover, according to this invention, the nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in initial stage charge / discharge efficiency is obtained by using the electrode plate for negative electrodes based on this invention mentioned above.

本発明に係る非水電解液二次電池負極用電極板は、集電体の少なくとも一面に、少なくとも負極活物質と、増粘剤としてのDNAと、結着剤と、水を主体とする水系溶媒とを含む塗工組成物を、該集電体上に塗布することによって、形成された負極活物質層を備えることを特徴とする。   An electrode plate for a negative electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is an aqueous system mainly composed of at least a negative electrode active material, DNA as a thickener, a binder, and water on at least one surface of a current collector. A negative electrode active material layer formed by applying a coating composition containing a solvent onto the current collector is provided.

(負極板)
図1は、本発明に係る負極板(負極用電極板)の層構成の一例を模式的に示した断面図である。図1の負極板1は、集電体2の表面側に負極活物質層3が形成されている。また、図1では裏面にも負極活物質層4が形成されているものを示しているが、本発明に係る正極板1は、集電体2の両面の何れか一面に負極活物質層が形成されていればよい。また、本発明に係る負極板は図示した形態に限定されるものではない。
(Negative electrode plate)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a layer configuration of a negative electrode plate (negative electrode plate) according to the present invention. In the negative electrode plate 1 of FIG. 1, a negative electrode active material layer 3 is formed on the surface side of a current collector 2. Further, FIG. 1 shows that the negative electrode active material layer 4 is formed on the back surface, but the positive electrode plate 1 according to the present invention has a negative electrode active material layer on one of both surfaces of the current collector 2. It only has to be formed. The negative electrode plate according to the present invention is not limited to the illustrated form.

二次電池の負極集電体は、従来から非水電解液二次電池の負極集電体として用いられている材料であれば、特に限定されるものではないが、電解銅箔や圧延銅箔等の銅箔などが好ましく用いられる。
なお、負極集電体の厚みは、特に限定されるものではないが、通常は5〜50μm程度のものを用いる。
The negative electrode current collector of the secondary battery is not particularly limited as long as it is a material conventionally used as a negative electrode current collector of a non-aqueous electrolyte secondary battery, but an electrolytic copper foil or a rolled copper foil A copper foil or the like is preferably used.
The thickness of the negative electrode current collector is not particularly limited, but usually about 5 to 50 μm is used.

本発明において、負極活物質層用塗工組成物(以下、「塗工組成物」と称す。)を構成する成分として、負極活物質、増粘剤としてのDNA、結着剤、及び水を主体とする水系溶媒を用い、さらに必要に応じて、導電剤等のその他の添加剤を用いてもよい。   In the present invention, a negative electrode active material, DNA as a thickener, a binder, and water are used as components constituting the negative electrode active material layer coating composition (hereinafter referred to as “coating composition”). A main aqueous solvent may be used, and other additives such as a conductive agent may be used as necessary.

本発明において、負極活物質は、従来から非水電解液二次電池の負極活物質として用いられている材料を用いることができる。
負極活物質としては、例えば、天然グラファイト、人造グラファイト、アモルファス炭素、カーボンブラック、又は、これらの成分に異種元素を添加した炭素質材料などが好ましく用いられる。
また、負極活物質の粒子形状は、特に限定されるものではないが、例えば、鱗片状、塊状、繊維状、及び球状等の形状を有するものが使用可能である。
In the present invention, the negative electrode active material may be a material conventionally used as a negative electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
As the negative electrode active material, for example, natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon black, or a carbonaceous material obtained by adding a different element to these components is preferably used.
Moreover, the particle shape of the negative electrode active material is not particularly limited, but for example, those having a shape such as a scale shape, a lump shape, a fiber shape, and a spherical shape can be used.

本発明において、水系溶媒をベースとする正極活物質層用塗工組成物の増粘剤として、DNAを用いる。
DNAは、水を主体とする水系溶媒に比較的容易に溶解させることができ、溶解後は溶液に対して増粘作用が発揮して、塗布性が良好なスラリー状の塗工組成物が得られる。
また、塗工組成物中に、DNAを含有させることにより、該塗工組成物から形成される負極活物質層を有する負極板の初期充放電効率を向上させることもできる。
DNAを塗工組成物中に含有させることにより、負極板の初期充放電効率が向上する理由は定かではないが、DNAが有する特殊な二重らせん構造が起因して、負極板に、導電性、及びイオン伝導性などの効果が付与されるのではないかと推定される。
そのため、DNAを含有した塗工組成物から形成される負極活物質層の表面には、イオン伝導性が高い膜(以下、「イオン透過膜」と称する。)が形成され、負極板に均一な導電性、及びイオン伝導性などの効果が付与された結果、負極板の初期充放電効率が向上すると考えられる。
In the present invention, DNA is used as a thickener for the positive electrode active material layer coating composition based on an aqueous solvent.
DNA can be dissolved relatively easily in an aqueous solvent mainly composed of water, and after the dissolution, a thickening action is exerted on the solution to obtain a slurry-like coating composition having good coatability. It is done.
Moreover, the initial charging / discharging efficiency of the negative electrode plate which has the negative electrode active material layer formed from this coating composition can also be improved by containing DNA in a coating composition.
The reason why the initial charge / discharge efficiency of the negative electrode plate is improved by including DNA in the coating composition is not clear, but due to the special double helix structure of DNA, the negative electrode plate has conductivity. It is estimated that effects such as ionic conductivity and the like may be imparted.
Therefore, a film having high ion conductivity (hereinafter referred to as “ion permeable film”) is formed on the surface of the negative electrode active material layer formed from the coating composition containing DNA, and is uniform on the negative electrode plate. As a result of imparting effects such as conductivity and ion conductivity, the initial charge and discharge efficiency of the negative electrode plate is considered to be improved.

DNAを得る方法としては、サケの精巣、ホタテ貝の生殖巣などの魚類試料を用いて、DNAを抽出する方法が代表的に挙げられる。魚類試料の中でも、サケの精巣は、多量の細胞を含み、DNAを多量に抽出できることから好ましく用いられている。   A typical method for obtaining DNA is a method of extracting DNA using a fish sample such as salmon testis or scallop gonad. Among fish samples, salmon testis is preferably used because it contains a large amount of cells and can extract a large amount of DNA.

サケの精巣からDNAを抽出する方法の一例を以下に挙げる。
先ず、サケの精巣1gをシャーレにのせ、蒸留水10mlを加えながら薬さじを用いて、すり潰す。すり潰した精巣を、フィルターで漉してビーカーに移し、蒸留水30mlを加える。
次いで、このビーカーに、細胞膜を壊すために、界面活性剤(10%SDS溶液)4mlを加え、ゆっくり攪拌する。さらに、タンパク質を除去するために、2M NaCl溶液10mlを加え、ゆっくり攪拌する。
このビーカーを、60℃のお湯で湯煎しながら、粘度が低くなるまでゆっくりと約5分間攪拌する。お湯からビーカーを取り出し、残存しているタンパク質を除去するために、2M NaCl溶液30mlを加え、ゆっくり攪拌しながら、室温程度まで溶液を冷ます。
次いで、このビーカーに、攪拌棒を伝わらせて100%エタノールを適量加えることにより、DNAを沈殿させる。抽出されたDNAは、糸状の白い構造体として現れるため、攪拌棒でかき混ぜることで容易に巻取れる状態で得られる。
An example of a method for extracting DNA from salmon testis is given below.
First, 1 g of salmon testis is placed on a petri dish and ground with a spoonful while adding 10 ml of distilled water. The ground testis is strained with a filter and transferred to a beaker, and 30 ml of distilled water is added.
Next, in order to break the cell membrane, 4 ml of a surfactant (10% SDS solution) is added to the beaker and gently stirred. In addition, 10 ml of 2M NaCl solution is added and slowly stirred to remove protein.
The beaker is slowly stirred for about 5 minutes until the viscosity is lowered while bathing in hot water at 60 ° C. Remove the beaker from the hot water, add 30 ml of 2M NaCl solution to remove the remaining protein, and cool the solution to room temperature while stirring slowly.
Next, DNA is precipitated by adding an appropriate amount of 100% ethanol to the beaker through a stirring bar. Since the extracted DNA appears as a thread-like white structure, it can be easily wound up by stirring with a stirring bar.

塗工組成物中のDNAの含有量は、塗工組成物中の負極活物質を100重量部としたときに、0.5重量部以上3重量部以下であることが好ましく、1重量部以上2重量部以下であることがより好ましい。
上記塗工組成物中のDNAの含有量が、上記範囲未満である場合には、集電体上に塗布するのに適した粘度に調節すること難しくなり、負極板の初期充放電効率を低下させる場合がある。一方、上記塗工組成物中のDNAの含有量が、上記範囲を超える場合には、塗工組成物の粘度が高くなり過ぎ、取り扱いが不自由になる場合がある。
The content of DNA in the coating composition is preferably 0.5 parts by weight or more and 3 parts by weight or less, when the negative electrode active material in the coating composition is 100 parts by weight. More preferably, it is 2 parts by weight or less.
When the DNA content in the coating composition is less than the above range, it becomes difficult to adjust the viscosity to be suitable for coating on the current collector, and the initial charge / discharge efficiency of the negative electrode plate is reduced. There is a case to let you. On the other hand, when the content of DNA in the coating composition exceeds the above range, the viscosity of the coating composition becomes too high, and handling may become inconvenient.

増粘剤として用いるDNAは、1種を単独で用いることもできるが、カルボキシメチルセルロース(CMC)及びその塩などの水溶性高分子と併用して用いることもできる。   Although DNA used as a thickener can be used alone, it can also be used in combination with water-soluble polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and its salts.

本発明において、結着剤は、水系溶媒をベースとした塗工組成物との相溶性或いは分散性が良好となる高分子材料を用いることができる。これらの高分子材料の中でも、形成される負極活物質層に、柔軟性や耐久性を付与させることができることから、ゴム系樹脂を主成分とする材料であることが好ましい。
ゴム系樹脂としては、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ハイスチレンゴム(HSR)、エチレンプロピレンゴム(EPDM)、ブチルゴム(IIR)、クロロプレンゴム(CR)、ブタジエンゴム(BR)、イソプレンゴム(IR)、及びシリコーンゴム等が挙げられる。これらの中でも、スチレンブタジエンゴム(SBR)が特に好ましく用いられる。
In the present invention, as the binder, a polymer material having good compatibility or dispersibility with a coating composition based on an aqueous solvent can be used. Among these polymer materials, a material mainly composed of a rubber-based resin is preferable because flexibility and durability can be imparted to the formed negative electrode active material layer.
Examples of rubber resins include styrene butadiene rubber (SBR), high styrene rubber (HSR), ethylene propylene rubber (EPDM), butyl rubber (IIR), chloroprene rubber (CR), butadiene rubber (BR), and isoprene rubber (IR). ), And silicone rubber. Among these, styrene butadiene rubber (SBR) is particularly preferably used.

塗工組成物中の結着樹脂の含有量は、塗工組成物中の負極活物質を100重量部としたときに、0.5重量部以上3重量部以下であることが好ましく、1重量部以上2重量部以下であることがより好ましい。
上記塗工組成物中の結着樹脂の含有量が、上記範囲未満である場合には、塗工組成物を集電体上に固定させる効果が弱まり、均質性が劣る場合がある。一方、上記塗工組成物中の結着樹脂の含有量が、上記範囲を超える場合には、相対的に負極活物質の量が減少し、導電性効果が十分に得られない場合がある。
The content of the binder resin in the coating composition is preferably 0.5 parts by weight or more and 3 parts by weight or less, based on 100 parts by weight of the negative electrode active material in the coating composition. More preferably, it is at least 2 parts by weight.
When the content of the binder resin in the coating composition is less than the above range, the effect of fixing the coating composition on the current collector is weakened and the homogeneity may be inferior. On the other hand, when the content of the binder resin in the coating composition exceeds the above range, the amount of the negative electrode active material is relatively decreased, and the conductive effect may not be sufficiently obtained.

本発明で用いる溶媒は、水を主体とする水系溶媒を用いる。本発明で用いる溶媒は、NMPなどの高沸点有機溶媒を用いる必要がないため、塗工組成物を乾燥する際に大きなエネルギーを必要としない。
水を主体とする水系溶媒は、溶媒そのもののコストを減らすことができるだけではなく、塗工組成物を乾燥する際の揮発成分の回収コストの低減(乾燥エネルギーの減少)、及び環境配慮にも優れる。
水を主成分とする水系溶媒は、通常は水単独で用いるが、アルコール等の水溶性有機溶媒を数%程度水に含有させて用いてもよい。
The solvent used in the present invention is an aqueous solvent mainly composed of water. Since the solvent used in the present invention does not need to use a high-boiling organic solvent such as NMP, large energy is not required when drying the coating composition.
Aqueous solvents mainly composed of water not only reduce the cost of the solvent itself, but also reduce the cost of recovering volatile components when drying the coating composition (decrease in drying energy) and are environmentally friendly. .
The water-based solvent containing water as a main component is usually used alone. However, a water-soluble organic solvent such as alcohol may be contained in water for several percent.

負極活物質は、それ自体が導電性の高いものが多いため、負極活物質層には導電剤を含有させる必要は必ずしもないが、必要に応じて含有させてもよい。
導電剤としては、従来から非水電解液二次電池の導電剤として用いられている材料であれば、特に限定されるものではないが、例えば、グラファイト、カーボンブラックまたはアセチレンブラック等の炭素質材料などが挙げられる。
なお、塗工組成物中への導電剤の含有量は、特に限定されるものではない。
Since many negative electrode active materials themselves have high conductivity, the negative electrode active material layer does not necessarily contain a conductive agent, but may be contained as necessary.
The conductive agent is not particularly limited as long as it is a material conventionally used as a conductive agent for non-aqueous electrolyte secondary batteries. For example, a carbonaceous material such as graphite, carbon black, or acetylene black Etc.
In addition, content of the electrically conductive agent in a coating composition is not specifically limited.

塗工組成物の調製方法は、DNAの増粘作用、及びイオン伝導性などの特性を消失しないように調製される限り、特に限定されない。
塗工組成物の調製方法の一例を以下に挙げる。
水を主体とする水系溶媒に、増粘剤であるDNAを加えて分散させ、さらに、負極活物質を加えて分散させて、水系分散液を得る。該水系分散液に、結着剤を加えて分散させて、スラリー状の塗工組成物を調製する。
さらに、上記の成分の他に、必要に応じて導電剤、その他の増粘剤などを加えて、塗工組成物の調製を行なってもよい。また、粘度を調節するために、水を主体とする水系溶媒をさらに加えて、塗工組成物の調製を行なってもよい。
The preparation method of the coating composition is not particularly limited as long as it is prepared so as not to lose the thickening action of DNA and the properties such as ion conductivity.
An example of the preparation method of a coating composition is given below.
A water-based dispersion is obtained by adding and dispersing the thickener DNA in an aqueous solvent mainly composed of water, and further adding and dispersing the negative electrode active material. A slurry-like coating composition is prepared by adding a binder to the aqueous dispersion and dispersing it.
Furthermore, in addition to the above components, a conductive composition, other thickeners, and the like may be added as necessary to prepare a coating composition. Further, in order to adjust the viscosity, an aqueous solvent mainly containing water may be further added to prepare a coating composition.

上記に挙げた調製方法の一例のように、成分を順次加えて分散させて調製を行なってもよいし、成分を一度に加えて分散させて調製を行なってもよい。また、各成分の分散には、ホモジナイザー、ボールミル、サンドミル、ロールミル、プラネタリーミキサーなどの分散機を用いて塗工組成物の調製を行なってもよい。
なお、分散機を用いた際の分散時間は、特に限定されるものではないが、10分以上120分以下であることが好ましい。
As an example of the preparation method listed above, the components may be added and dispersed in sequence, or the components may be added and dispersed all at once. In addition, for dispersion of each component, the coating composition may be prepared using a dispersing machine such as a homogenizer, a ball mill, a sand mill, a roll mill, or a planetary mixer.
In addition, the dispersion time when using a disperser is not particularly limited, but is preferably 10 minutes or more and 120 minutes or less.

本発明において、塗工組成物の調製に際して重要なことは、DNAの特性を消失させないように、水系分散液の温度調整などを十分に行なうということである。
DNAの特性を消失させない水系分散液の温度の一例としては、10℃以上100℃以下の温度範囲を挙げることができる。
In the present invention, what is important in the preparation of the coating composition is that the temperature of the aqueous dispersion is sufficiently adjusted so as not to lose the characteristics of the DNA.
As an example of the temperature of the aqueous dispersion liquid that does not lose the characteristics of the DNA, a temperature range of 10 ° C. or more and 100 ° C. or less can be mentioned.

集電体上への塗工組成物の塗工方法は、DNAの増粘作用、及びイオン伝導性などの特性を消失しないように塗工される限り、特に限定されないが、例えば、スプレー、ディップコート、グラビアコート、及びダイコート等の塗工方法が代表的に挙げられる。このような塗工方法を用いて、塗工組成物を集電体に対して間欠的に塗布する。   The method of applying the coating composition onto the current collector is not particularly limited as long as the coating composition is applied so as not to lose the properties such as the thickening action of DNA and the ionic conductivity. Representative examples include coating methods such as coating, gravure coating, and die coating. Using such a coating method, the coating composition is intermittently applied to the current collector.

塗工組成物の粘度が比較的低い場合には、スプレー、ディップコートなどの塗工方法が好ましく用いられる。一方、塗工組成物の粘度が比較的高い場合には、グラビアコート、ダイコートなどの塗工方法が好ましく用いられる。
本発明において用いる塗工方法としては、ダイコート、コンマコートが好ましく用いられる。
When the viscosity of the coating composition is relatively low, a coating method such as spraying or dip coating is preferably used. On the other hand, when the viscosity of the coating composition is relatively high, a coating method such as gravure coating or die coating is preferably used.
As the coating method used in the present invention, die coating and comma coating are preferably used.

集電体上へ塗工された塗工組成物中に残存する溶媒の除去方法は、DNAの増粘作用、及びイオン伝導性などの特性を消失しないように除去される限り、特に限定されないが、組成成分の耐熱性、溶媒の除去効率、乾燥後の負極活物質層の膜厚分布の一様さなどをも考慮して最適な乾燥方法を選択する。
乾燥方法としては、例えば、温風乾燥、接触乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、及びフリーズドライ乾燥等の乾燥方法が代表的に挙げられる。また、焼成を行なうことによって乾燥させることもできる。このような乾燥方法を用いて、塗工組成物中に残存する溶媒を除去する。
The method for removing the solvent remaining in the coating composition coated on the current collector is not particularly limited as long as it is removed so as not to lose properties such as DNA thickening and ion conductivity. The optimum drying method is selected in consideration of the heat resistance of the composition components, the solvent removal efficiency, the uniformity of the film thickness distribution of the negative electrode active material layer after drying, and the like.
Typical examples of the drying method include drying methods such as hot air drying, contact drying, reduced pressure drying, vacuum drying, and freeze drying drying. It can also be dried by firing. Using such a drying method, the solvent remaining in the coating composition is removed.

本発明において、塗工組成物中に残存する溶媒の除去に際して重要なことは、DNAの特性を消失させないように、乾燥時の温度調整などを十分に行なうということである。
DNAの特性を消失させない乾燥時の温度の一例としては、80℃以上120℃以下の温度範囲を挙げることができる。
In the present invention, what is important in removing the solvent remaining in the coating composition is that the temperature during drying is sufficiently adjusted so that the characteristics of the DNA are not lost.
As an example of the temperature at the time of drying which does not lose | disappear the characteristic of DNA, the temperature range of 80 to 120 degreeC can be mentioned.

上記にて塗工組成物中に残存する溶媒の除去(乾燥)を行なって形成される負極活物質層は、さらに、プレス加工することにより、負極活物質層の密度、並びに、集電体に対する密着性及び均質性を向上させることができる。
プレス加工としては、例えば、金属ロール、弾性ロール、加熱ロール、ロールプレス、及びシートプレス等を用いて行うことができる。これらの中でも、ロングシート状の電極板を連続的にプレス加工できる観点から、ロールプレス、及びシートプレスが好ましく用いられる。
The negative electrode active material layer formed by removing (drying) the solvent remaining in the coating composition as described above is further pressed to reduce the density of the negative electrode active material layer and the current collector. Adhesion and homogeneity can be improved.
As press work, it can carry out using a metal roll, an elastic roll, a heating roll, a roll press, a sheet press etc., for example. Among these, a roll press and a sheet press are preferably used from the viewpoint that a long sheet electrode plate can be continuously pressed.

ロールプレスを用いてプレス加工を行う場合には、定位プレス、定圧プレスのいずれで行っても良い。プレスのライン速度は、通常5〜50m/minとする。ロールプレスの圧力を線圧で管理する場合、加圧ロールの直径に応じて調節するが、通常は線圧を4.9N(0.5kgf/cm)〜9.8kN(1tf/cm)とする。   In the case of performing press working using a roll press, either a stereotaxic press or a constant pressure press may be used. The line speed of the press is usually 5 to 50 m / min. When the pressure of the roll press is managed by the linear pressure, the pressure is adjusted according to the diameter of the pressure roll. Usually, the linear pressure is 4.9 N (0.5 kgf / cm) to 9.8 kN (1 tf / cm). .

シートプレスを用いてプレス加工を行う場合には、プレスの圧力は、通常4903〜73550N/cm(500〜7500kgf/cm)であり、好ましくは29420〜49033N/cm(3000〜5000kgf/cm)の範囲に圧力を調節する。
プレス圧力が小さ過ぎると、負極活物質層内での均質性が得られ難い場合がある。一方、プレス圧力が大き過ぎると、集電体を含めて電極板自体を破壊してしまう場合がある。
負極活物質層は、一回のプレスで所定の厚さにしてもよく、均質性を向上させる目的で数回に分けてプレスしてもよい。
In the case of performing press working using a sheet press, the pressure of the press is usually 4903 to 73550 N / cm 2 (500 to 7500 kgf / cm 2 ), preferably 29420 to 49033 N / cm 2 (3000 to 5000 kgf / cm). 2 ) Adjust the pressure within the range.
If the pressing pressure is too low, it may be difficult to obtain homogeneity in the negative electrode active material layer. On the other hand, if the pressing pressure is too high, the electrode plate itself including the current collector may be destroyed.
The negative electrode active material layer may have a predetermined thickness by a single press, or may be pressed several times for the purpose of improving homogeneity.

本発明において、プレス加工するに際して重要なことは、DNAの特性を消失させないように、プレス加工時の温度調整などを十分に行なうということである。
DNAの特性を消失させないプレス加工時の温度の一例としては、20℃以上120℃以下の温度範囲を挙げることができる。
In the present invention, what is important in the press processing is that the temperature during the press processing is sufficiently adjusted so that the characteristics of the DNA are not lost.
As an example of the temperature at the time of press working which does not lose the characteristics of DNA, a temperature range of 20 ° C. or more and 120 ° C. or less can be mentioned.

集電体上へ塗工する塗工組成物の量は、乾燥後の塗工組成物の塗工量が20g/m〜250g/mの範囲となるように塗工することが好ましい。
得られた負極活物質層の厚みは、乾燥及びプレス加工後に、好ましくは10μm〜200μm、より好ましくは50μm〜170μmの範囲となるように塗工することが好ましい。
The amount of coating composition coated to a current collector on the body, the coating amount of the coating composition after drying it is preferable to coat to be in the range of 20g / m 2 ~250g / m 2 .
The thickness of the obtained negative electrode active material layer is preferably applied so as to be in the range of 10 μm to 200 μm, more preferably 50 μm to 170 μm after drying and pressing.

また、得られた負極活物質層の密度は、乾燥後には1.0g/cm程度であるが、プレス加工後には1.5g/cm以上(通常は1.5g/cm〜1.75g/cm程度)まで増大させることができる。
したがって、プレス加工を支障なく行って体積エネルギー密度を向上させることにより、電池の高容量化を図ることができる。以上の工程を経て負極板が作製される。
Further, the density of the obtained negative electrode active material layer is about 1.0 g / cm 3 after drying, but is 1.5 g / cm 3 or more after pressing (normally 1.5 g / cm 3 to 1. Up to about 75 g / cm 3 ).
Therefore, the capacity of the battery can be increased by improving the volume energy density by performing the pressing process without any problem. A negative electrode plate is produced through the above steps.

(正極板)
正極集電体としては、従来から非水電解液二次電池の正極集電体として用いられている材料を用いることができる。
例えば、アルミニウム箔が好ましく用いられる。
なお、正極集電体の厚みは特に限定されるものではないが、通常は5〜50μm程度のものを用いる。
(Positive electrode plate)
As the positive electrode current collector, materials conventionally used as the positive electrode current collector of non-aqueous electrolyte secondary batteries can be used.
For example, aluminum foil is preferably used.
The thickness of the positive electrode current collector is not particularly limited, but usually about 5 to 50 μm is used.

正極活物質としては、従来から非水電解液二次電池の正極活物質として用いられている材料であれば、特に限定されずに用いることができる。
正極活物質としては、例えば、LiMn(マンガン酸リチウム)、LiCoO(コバルト酸リチウム)、及びLiNiO(ニッケル酸リチウム)等のリチウム複合酸化物、並びに、TiS、MnO、MoO、及びV等のカルコゲン化合物;等が好ましく用いられる。
As a positive electrode active material, if it is the material conventionally used as a positive electrode active material of a nonaqueous electrolyte secondary battery, it can use without being specifically limited.
Examples of the positive electrode active material include lithium composite oxides such as LiMn 2 O 4 (lithium manganate), LiCoO 2 (lithium cobaltate), and LiNiO 2 (lithium nickelate), and TiS 2 , MnO 2 , and MoO. 3 , and chalcogen compounds such as V 2 O 5 ;

正極活物質用塗工組成物の調製・塗工・乾燥などの方法は、特に限定されるものではなく、公知の方法を適用でき、また前述した負極活物質用塗工組成物の調製・塗工・乾燥などの方法を適用してもよい。
例えば、正極活物質、増粘剤、結着剤、導電剤(例えば、グラファイトなど)、必要に応じて分散剤などを有機溶媒または水系溶媒に混合してスラリー状の正極活物質層用塗工組成物を調製する。なお、正極活物質用塗工組成物も、水を主体とする水系溶媒を用いて調製することが好ましい。
そして、調製された正極活物質層用塗工組成物を、正極集電体上に、塗工、乾燥を行ない、正極活物質層を形成して正極板を得る。
The method for preparing, coating and drying the coating composition for the positive electrode active material is not particularly limited, and a known method can be applied, and the above-described preparation and coating of the coating composition for the negative electrode active material can be applied. Methods such as construction and drying may be applied.
For example, coating a positive electrode active material layer in the form of a slurry by mixing a positive electrode active material, a thickener, a binder, a conductive agent (for example, graphite, etc.) and, if necessary, a dispersant in an organic solvent or an aqueous solvent. A composition is prepared. In addition, it is preferable that the coating composition for positive electrode active materials is also prepared using an aqueous solvent mainly composed of water.
Then, the prepared coating composition for the positive electrode active material layer is coated and dried on the positive electrode current collector to form a positive electrode active material layer to obtain a positive electrode plate.

(電解液)
非水電解液二次電池の代表例であるリチウムイオン二次電池を作製する際には、電解液として、リチウム塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液が用いられる。
リチウム塩としては、例えば、LiClO、LiBF、LiPF、LiAsF、LiCl、及びLiBr等の無機リチウム塩、並びに、LiB(C、LiN(SOCF、LiC(SOCF、LiOSOCF、LiOSO、LiOSO、LiOSO11、LiOSO13、及びLiOSO15等の有機リチウム塩;等が代表的に挙げられる。
リチウム塩の溶解に用いられる有機溶媒としては、環状エステル類、鎖状エステル類、環状エーテル類、及び鎖状エーテル類などを例示できる。
(Electrolyte)
When producing a lithium ion secondary battery which is a typical example of a nonaqueous electrolyte secondary battery, a nonaqueous electrolyte solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent is used as the electrolyte solution.
Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiCl, and LiBr, and LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC. (SO 2 CF 3 ) 3 , LiOSO 2 CF 3 , LiOSO 2 C 2 F 5 , LiOSO 2 C 4 F 9 , LiOSO 2 C 5 F 11 , LiOSO 2 C 6 F 13 , and LiOSO 2 C 7 F 15 An organic lithium salt;
Examples of the organic solvent used for dissolving the lithium salt include cyclic esters, chain esters, cyclic ethers, and chain ethers.

環状エステル類としては、例えば、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、ビニレンカーボネート、2−メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、及びγ−バレロラクトン等が挙げられる。   Examples of the cyclic esters include propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, vinylene carbonate, 2-methyl-γ-butyrolactone, acetyl-γ-butyrolactone, and γ-valerolactone.

鎖状エステル類としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、及び酢酸アルキルエステル等が挙げられる。   Examples of the chain esters include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, dibutyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl butyl carbonate, methyl propyl carbonate, ethyl butyl carbonate, ethyl propyl carbonate, butyl propyl carbonate, and propionic acid alkyl ester. , Malonic acid dialkyl ester, and acetic acid alkyl ester.

環状エーテル類としては、例えば、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、ジアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、1、3−ジオキソラン、アルキル−1、3−ジオキソラン、及び1、4−ジオキソラン等が挙げられる。   Examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran, alkyltetrahydrofuran, dialkyltetrahydrofuran, alkoxytetrahydrofuran, dialkoxytetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, alkyl-1,3-dioxolane, and 1,4-dioxolane.

鎖状エーテル類としては、例えば、1、2−ジメトキシエタン、1、2−ジエトキシエタン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、及びテトラエチレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられる。   Examples of chain ethers include 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether, triethylene glycol dialkyl ether, and tetraethylene glycol dialkyl ether. Can be mentioned.

(非水電解液二次電池)
前述した方法で得られる負極活物質層を備えた負極集電体は、非水電解液二次電池負極用電極板として用いられる。
非水電解液二次電池は、公知の正極板、及び本発明に係る負極板を、ポリエチレン製多孔質フィルムのようなセパレータを介して巻き回して、電池容器内に収納する。そして、電池容器内に非水電解液を充填することにより組み立てられる。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
The negative electrode current collector provided with the negative electrode active material layer obtained by the above-described method is used as a nonaqueous electrolyte secondary battery negative electrode plate.
In a non-aqueous electrolyte secondary battery, a known positive electrode plate and a negative electrode plate according to the present invention are wound through a separator such as a polyethylene porous film and stored in a battery container. And it assembles by filling a non-aqueous electrolyte in a battery container.

<実施例1>
(DNA水溶液の作製)
先ず、サケの精巣1gをシャーレにのせ、蒸留水10mlを加えながら薬さじを用いて、すり潰した。すり潰した精巣を、フィルターで漉してビーカーに移し、蒸留水30mlを加えた。次いで、このビーカーに、細胞膜を壊すために、界面活性剤(10%SDS溶液)4mlを加え、ゆっくり攪拌した。さらに、タンパク質を除去するために、2M NaCl溶液10mlを加え、ゆっくり攪拌した。
このビーカーを、60℃のお湯で湯煎しながら、粘度が低くなるまでゆっくりと約5分間攪拌した。お湯からビーカーを取り出し、残存しているタンパク質を除去するために、2M NaCl溶液30mlを加え、ゆっくり攪拌しながら、室温程度まで溶液を冷ました。次いで、このビーカーに、攪拌棒を伝わらせて100%エタノールを適量加えることにより、DNAを沈殿させた。DNAは、糸状の白い構造体として現れるため、攪拌棒でかき混ぜることで容易に巻取れる状態で得た。
得られたDNAの濃度が1重量%となるように、蒸留水で濃度調整し、1重量%DNA水溶液を作製した。
<Example 1>
(Preparation of aqueous DNA solution)
First, 1 g of salmon testis was placed on a petri dish and ground using a spoonful while adding 10 ml of distilled water. The ground testis was strained with a filter and transferred to a beaker, and 30 ml of distilled water was added. Next, 4 ml of a surfactant (10% SDS solution) was added to the beaker and slowly stirred in order to break the cell membrane. Furthermore, in order to remove protein, 10 ml of 2M NaCl solution was added and stirred slowly.
The beaker was slowly stirred for about 5 minutes while boiling in 60 ° C. water until the viscosity decreased. The beaker was taken out of the hot water, 30 ml of 2M NaCl solution was added to remove the remaining protein, and the solution was cooled to about room temperature while stirring slowly. Subsequently, DNA was precipitated by adding an appropriate amount of 100% ethanol to the beaker along a stir bar. Since DNA appears as a thread-like white structure, it was obtained in a state where it can be easily wound up by stirring with a stir bar.
The concentration of the obtained DNA was adjusted to 1% by weight with distilled water to prepare a 1% by weight DNA aqueous solution.

(塗工組成物の調製)
負極活物質である平均粒径20μmの人造黒鉛粉末100重量部に、上記にて作製した増粘剤である1重量%DNA水溶液のDNA成分が1.5重量部となるよう加え、分散させて、水系分散液を得た。また必要に応じて蒸留水を加えるなどして粘度調整した。
該DNAの濃度調整をした水系分散液に、結着剤として40%SBR分散液(日本ゼオン社製、BM400B)1.5重量部を加え、分散させて、スラリー状の塗工組成物を調製した。
なお、塗工組成物を調製する際には、水系分散液の温度が20〜80℃の範囲となるように温度調節し、DNAの変性を防止した。
(Preparation of coating composition)
To 100 parts by weight of artificial graphite powder having an average particle diameter of 20 μm as the negative electrode active material, the DNA component of the 1 wt% DNA aqueous solution as the thickener prepared above was added to 1.5 parts by weight and dispersed. An aqueous dispersion was obtained. The viscosity was adjusted by adding distilled water as necessary.
A slurry-like coating composition is prepared by adding 1.5 parts by weight of 40% SBR dispersion (manufactured by Zeon Corporation, BM400B) as a binder to the aqueous dispersion whose concentration of DNA has been adjusted, and dispersing it. did.
In preparing the coating composition, the temperature of the aqueous dispersion was adjusted so as to be in the range of 20 to 80 ° C. to prevent DNA denaturation.

(負極用電極板の作製)
上記にて調製したスラリー状の塗工組成物を、負極集電体である厚さ10μmの銅箔上に、塗工、乾燥を行ない、負極活物質層を形成させた。
このとき、乾燥後の塗工組成物の塗工量が100g/mとなるように負極活物質層を形成させた。
なお、塗布、乾燥を行なう際には、銅箔の温度が80〜120℃の範囲となるように温度調節し、DNAの変性を防止した。
さらに、得られた負極活物質層の密度が1.5g/cmとなるように、ロールプレス機を用いてプレスした後、直径15mmの円盤状に打ち抜き、120℃にて12時間、真空乾燥させて、負極用電極板を作製した。
(Preparation of electrode plate for negative electrode)
The slurry-like coating composition prepared above was applied and dried on a copper foil having a thickness of 10 μm, which was a negative electrode current collector, to form a negative electrode active material layer.
At this time, the negative electrode active material layer was formed so that the coating amount of the coating composition after drying was 100 g / m 2 .
When coating and drying, the temperature of the copper foil was adjusted so as to be in the range of 80 to 120 ° C. to prevent DNA denaturation.
Furthermore, after pressing using a roll press machine so that the density of the obtained negative electrode active material layer becomes 1.5 g / cm 3 , it is punched into a disk shape having a diameter of 15 mm and vacuum-dried at 120 ° C. for 12 hours. Thus, a negative electrode plate was produced.

(非水電解液の作製)
エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)を体積比1:1で混合した溶媒に、溶質としてLiPFを加え、該LiPFの濃度が1mol/lとなるように濃度調整して、非水電解液を作製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
LiPF 6 is added as a solute to a solvent in which ethylene carbonate (EC) and dimethyl carbonate (DMC) are mixed at a volume ratio of 1: 1, and the concentration is adjusted so that the concentration of LiPF 6 is 1 mol / l. An electrolytic solution was prepared.

(三電極式コインセルの作製)
作用極として上記にて作製した負極用電極板、対極及び参照極として金属リチウム、及びセパレータとして多孔性ポリエチレンシートを用い、上記にて作製した非水電解液を注入して、実施例1の三極式コインセルを作製し、下記充放電試験に供した。
(Production of three-electrode coin cell)
Using the negative electrode plate prepared above as a working electrode, metallic lithium as a counter electrode and a reference electrode, and a porous polyethylene sheet as a separator, the non-aqueous electrolyte prepared above was injected, and three of Example 1 were injected. A polar coin cell was prepared and subjected to the following charge / discharge test.

(試験方法)
(充放電試験)
上記にて作製した三極式コインセルを、25℃の環境下にて、充放電試験を行なった。
1C(キャパシタンス;放電レートを意味する。なお、1Cとは公称容量値を有する電池を定電流放電して、ちょうど1時間で放電終了となる電流値であり、本実施例1においては6.2mAである。)で参照極に対して0.01Vになるまで充電した。
その後に充電電流が、放電レート1Cの5%以下(すなわち、0.3mA以下)となるまで参照極に対して0.01Vにて定電圧充電を行って充電を完了した。
その後、10分間休止し、放電レートを一定の1Cとして参照極に対して2.0Vになるまで放電した。
横軸を放電容量(放電時間)、縦軸をセル電圧として、1Cにおける充電放電カーブを算出し、1Cにおける放電容量(mAh/g)を求めた。
1サイクル目の充電容量(初期充電容量)、及び1サイクル目の放電容量(初期放電容量)を測定し、それぞれの測定値を負極活物質の重量あたりに換算し、下記計算式1より、初期充放電効率(%)を算出した。
(Test method)
(Charge / discharge test)
The charge / discharge test was performed on the three-pole coin cell produced above in an environment of 25 ° C.
1C (capacitance; means discharge rate. 1C is a current value at which a battery having a nominal capacity value is discharged at a constant current and discharge is completed in just one hour. In this embodiment, 6.2 mA is used. The battery was charged to 0.01 V with respect to the reference electrode.
Thereafter, the charging was completed by performing constant voltage charging at 0.01 V with respect to the reference electrode until the charging current became 5% or less (that is, 0.3 mA or less) of the discharge rate 1C.
Thereafter, the operation was stopped for 10 minutes, and the discharge was performed at a constant 1 C until the voltage reached 2.0 V with respect to the reference electrode.
With the horizontal axis as the discharge capacity (discharge time) and the vertical axis as the cell voltage, the charge / discharge curve at 1C was calculated to determine the discharge capacity (mAh / g) at 1C.
The charge capacity (initial charge capacity) of the first cycle and the discharge capacity (initial discharge capacity) of the first cycle are measured, and each measured value is converted per weight of the negative electrode active material. Charge / discharge efficiency (%) was calculated.

Figure 0005181607
Figure 0005181607

<比較例1>
実施例1において増粘剤として用いたDNAを、CMCナトリウム塩(第一工業製薬社製、セロゲン4H)に変更したこと以外は、実施例1と同様にして比較例1の三極式コインセルを作製し、充放電試験に供した。
<Comparative Example 1>
The tripolar coin cell of Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the DNA used as the thickener in Example 1 was changed to CMC sodium salt (Sellogen 4H, manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.). It produced and used for the charging / discharging test.

(結果)
実施例1及び比較例1で作製した三極式コインセルの充放電試験の結果を、表1に示す。
(result)
Table 1 shows the results of the charge / discharge test of the tripolar coin cell produced in Example 1 and Comparative Example 1.

Figure 0005181607
Figure 0005181607

(結果のまとめ)
表1に記載されている充放電試験の結果より、以下のことが分かる。
比較例1の三極式コインセルは、増粘剤として従来のCMCナトリウム塩を用いて作製した負極用電極板であったことに起因し、初期充放電効率が低かった。
これに対して、実施例1の三極式コインセルは、増粘剤としてDNAを用いて作製した負極用電極板であったことに起因し、初期充放電効率が優れていた。
(Summary of results)
From the results of the charge / discharge test described in Table 1, the following can be understood.
The tripolar coin cell of Comparative Example 1 had a low initial charge / discharge efficiency due to the fact that it was a negative electrode plate produced using a conventional CMC sodium salt as a thickener.
In contrast, the tripolar coin cell of Example 1 was excellent in initial charge / discharge efficiency because it was a negative electrode plate produced using DNA as a thickener.

図1は、本発明に係る非水電解液二次電池負極用電極板の要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a negative electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 負極板
2 集電体
3 負極活物質層
4 負極活物質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Negative electrode plate 2 Current collector 3 Negative electrode active material layer 4 Negative electrode active material layer

Claims (4)

集電体の少なくとも一面に、負極活物質層を形成する工程を含む、非水電解液二次電池負極用電極板の製造方法であって、
前記負極活物質層を形成する工程が、
少なくとも負極活物質と、増粘剤としてのDNAと、結着剤と、水を主体とする水系溶媒とを含む塗工組成物を、10℃以上100℃以下の温度範囲で調製する工程、
前記塗工組成物を前記集電体上に塗工することによって、塗膜を形成する工程、
前記塗膜を80℃以上120℃以下の温度範囲で乾燥し、溶媒を除去する工程、
溶媒を除去した前記塗膜を20℃以上120℃以下の温度範囲でプレス加工する工程、
を含むことを特徴とする、非水電解液二次電池負極用電極板の製造方法
A method for producing a negative electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a step of forming a negative electrode active material layer on at least one surface of a current collector ,
Forming the negative electrode active material layer,
Preparing a coating composition comprising at least a negative electrode active material, DNA as a thickener, a binder, and an aqueous solvent mainly comprising water in a temperature range of 10 ° C. or higher and 100 ° C. or lower;
A step of forming a coating film by applying the coating composition onto the current collector;
Drying the coating film in a temperature range of 80 ° C. or higher and 120 ° C. or lower to remove the solvent;
A step of pressing the coating film from which the solvent has been removed in a temperature range of 20 ° C. or more and 120 ° C. or less,
The manufacturing method of the electrode plate for nonaqueous electrolyte secondary battery negative electrodes characterized by including .
前記塗工組成物中の前記負極活物質の含有量を100重量部としたときに、
前記DNAが0.5重量部以上3重量部以下の範囲で、
前記塗工組成物中に含まれていることを特徴とする、請求項1に記載の非水電解液二次電池負極用電極板の製造方法
When the content of the negative electrode active material in the coating composition is 100 parts by weight,
In the range of 0.5 to 3 parts by weight of the DNA,
The method for producing an electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery negative electrode according to claim 1, wherein the electrode plate is contained in the coating composition.
前記塗工組成物中の前記負極活物質の含有量を100重量部としたときに、
前記結着剤が0.5重量部以上3重量部以下の範囲で、
前記塗工組成物中に含まれていることを特徴とする、請求項1または2に記載の非水電解液二次電池負極用電極板の製造方法
When the content of the negative electrode active material in the coating composition is 100 parts by weight,
In the range of 0.5 parts by weight or more and 3 parts by weight or less of the binder,
The method for producing an electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery negative electrode according to claim 1 or 2, wherein the electrode plate is contained in the coating composition.
前記結着剤がゴム系樹脂を主成分とした材料であることを特徴とする、請求項1乃至3の何れか一項に記載の非水電解液二次電池負極用電極板の製造方法The method for producing an electrode plate for a nonaqueous electrolyte secondary battery negative electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the binder is a material mainly composed of a rubber-based resin.
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