JP5293539B2 - Electrode active material sheet with support and method for producing electrode for electrochemical device - Google Patents

Electrode active material sheet with support and method for producing electrode for electrochemical device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode active material sheet with a support which allows convenient and uniform formation of an electrode active material layer on a collector, especially a perforated collector having front-to-back through-holes such as a punching metal and an expanded metal, and a method for producing an electrode for an electrochemical element by using the same. <P>SOLUTION: The electrode active material sheet with a support comprises on the surface of a support an electrode active material layer made up of a binding agent A and an electrode active material, and an electro-conductive adhesive layer made up of a binding agent B and electro-conductive particles in this order. The method for producing an electrode for an electrochemical element comprises a process of sticking the electrode active material sheet with a support together to the collector, and a process of separating the support from the electrode active material sheet with a support which has been stuck together to the collector. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、リチウムイオン二次電池や鉛蓄電池などの二次電池や、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどのハイブリッドキャパシタや、キャパシタハイブリッド型鉛蓄電池などの電気化学素子に用いられる電極(以下、総称して「電気化学素子用電極」と記載することがある。)の製造に用いられる電極活物質層及びそれを用いた電気化学素子用電極の製造方法に関する。   The present invention relates to a secondary battery such as a lithium ion secondary battery or a lead-acid battery, a hybrid capacitor such as an electric double layer capacitor or a lithium-ion capacitor, or an electrode used for an electrochemical element such as a capacitor hybrid lead-acid battery (hereinafter referred to as the following). The present invention generally relates to an electrode active material layer used in the manufacture of an electrode and an electrochemical element electrode manufacturing method using the electrode active material layer.

小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可能な特性を活かし
て、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、ハイブリッドキャパシタ及びキャパシタハイブリッド型鉛蓄電池などの電気化学素子は、その需要を急速に拡大している。リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が比較的大きいことから、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータなどの分野で利用されている。また、電気二重層キャパシタは急速充放電が可能なので、パーソナルコンピュータ等のメモリーバックアップ小型電源として利用されている。さらに電気二重層キャパシタは電気自動車用の大型電源としての応用が期待されている。また、リチウムイオン二次電池と電気二重層キャパシタの長所を生かしたハイブリッドキャパシタは、エネルギー密度、出力密度ともに高いことから注目を集めている。これら電気化学素子には、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、高容量化、機械的特性の向上など、よりいっそうの改善が求められている。
Demand for electrochemical devices such as lithium ion secondary batteries, electric double layer capacitors, hybrid capacitors, and capacitor hybrid type lead-acid batteries by taking advantage of their small size, light weight, high energy density, and repeated charge / discharge characteristics. Is expanding rapidly. Lithium ion secondary batteries have a relatively high energy density and are therefore used in fields such as mobile phones and notebook personal computers. In addition, since the electric double layer capacitor can be rapidly charged and discharged, it is used as a memory backup compact power source for personal computers and the like. Furthermore, the electric double layer capacitor is expected to be applied as a large power source for electric vehicles. In addition, hybrid capacitors that make use of the advantages of lithium ion secondary batteries and electric double layer capacitors are attracting attention because of their high energy density and output density. With the expansion and development of applications, these electrochemical devices are required to be further improved such as lowering resistance, increasing capacity, and improving mechanical properties.

ハイブリッドキャパシタは、正極に分極性電極、負極に非分極性電極を備え、有機系電解液を用いることで作動電圧を高め、エネルギー密度を高めることができる。ハイブリッドキャパシタでは、リチウムイオンを吸蔵、脱離しうる材料に、予め化学的方法又は電気化学的方法でリチウムイオンを吸蔵させた材料を負極に用いることが提案されている(例えば、特許文献1、2)。   The hybrid capacitor includes a polarizable electrode as a positive electrode and a nonpolarizable electrode as a negative electrode, and can increase an operating voltage and an energy density by using an organic electrolyte. In a hybrid capacitor, it has been proposed to use a material in which lithium ions are occluded in advance by a chemical method or an electrochemical method as a material that can occlude and desorb lithium ions (for example, Patent Documents 1 and 2). ).

自動車用電源など大型セルを対象とした場合において、予めリチウムを負極に担持させる方法としては、正極集電体および負極集電体がそれぞれ表裏に貫通する孔を備え、負極活物質がリチウムを可逆的に担持可能であり、負極由来のリチウムが負極あるいは正極と対向して配置されたリチウムと電気化学的接触により担持される有機電解質電池が提案されている(例えば、特許文献3参照)。特許文献3においては、集電体に表裏面を貫通する孔を設け、孔開き集電体の表裏面に電極活物質層を形成している(以下、貫通孔を有する集電体を「孔開き集電体」と記載することがある)。このような構成により、静電容量が向上し、またリチウムイオンが集電体に遮断されることなく電極の表裏間を移動できるため、積層枚数の多いセル構成の蓄電装置においても、当該貫通孔を通じて、リチウム近傍に配置された負極だけでなくリチウムから離れて配置された負極にもリチウムを電気化学的に担持させることが可能となる。また、貫通孔を通じてリチウムイオンが自由に各極間を移動できるため、充放電がスムーズに進行する。   In cases where large cells such as automobile power supplies are targeted, as a method of supporting lithium on the negative electrode in advance, the positive electrode current collector and the negative electrode current collector each have a hole penetrating the front and back, and the negative electrode active material reversibly recharges lithium. An organic electrolyte battery has been proposed in which lithium from a negative electrode is supported by electrochemical contact with lithium arranged opposite to the negative electrode or the positive electrode (for example, see Patent Document 3). In Patent Document 3, holes that penetrate the front and back surfaces are provided in the current collector, and an electrode active material layer is formed on the front and back surfaces of the perforated current collector (hereinafter, the current collector having the through holes is referred to as “holes”). May be referred to as an "open current collector"). With such a configuration, the capacitance is improved, and lithium ions can move between the front and back of the electrode without being blocked by the current collector. Through this, lithium can be electrochemically supported not only on the negative electrode arranged in the vicinity of lithium but also on the negative electrode arranged away from lithium. In addition, since lithium ions can freely move between the electrodes through the through holes, charging and discharging proceed smoothly.

電極活物質層は、例えば、電極活物質、導電材及び結着剤を含むスラリーを集電体に塗布、乾燥して形成される。特に集電体の表裏面に同時に電極活物質層を形成することを目的として、垂直方向に走行する集電体の搬送路の両側に一対のダイを配し、この一対のダイの上方に一対のブレードを設けて、ダイから吐出されたスラリーをブレードで掻き落として塗工厚みを制御するツインブレード法が提案されている。しかし、集電体が貫通孔を有する孔開き集電体の場合には、スラリーを均一な厚みに塗工することが困難であり、得られる電極における電極活物質層の厚みおよび電極活物質層中の電極活物質量が一定せず、電極性能にばらつきが生じる。また、この方法では、集電体の両面からスラリーを塗布するため、必ず2台のダイを必要とし、さらに、塗料タンクや供給ポンプ、フィルター、配管などがそれぞれ2セット必要であり、設備が複雑化し、コストの増大を招く。また、塗工厚さや電極の表面状態を制御するためには、2台のダイのクリアランスやスラリーの吐出量、ダイリップ部のクリアランスなどを厳密に調整する必要があった。さらに、コンマコーターなどの一般的な横型の塗工機に、パンチングメタルやエキスパンドメタルなどの孔開き集電体を搬送すると、回転しているローラーにスラリーが転写してしまい、スラリーを均一に集電体上に塗工することが困難であった。   The electrode active material layer is formed, for example, by applying and drying a slurry containing an electrode active material, a conductive material, and a binder on a current collector. In particular, for the purpose of simultaneously forming electrode active material layers on the front and back surfaces of the current collector, a pair of dies are arranged on both sides of the current collector transport path running in the vertical direction, A twin blade method has been proposed in which the blade is provided and the slurry discharged from the die is scraped off by the blade to control the coating thickness. However, in the case where the current collector is a perforated current collector having through holes, it is difficult to apply the slurry to a uniform thickness, and the thickness of the electrode active material layer and the electrode active material layer in the obtained electrode The amount of the electrode active material therein is not constant, and the electrode performance varies. This method also requires two dies to apply the slurry from both sides of the current collector, and also requires two sets of paint tanks, supply pumps, filters, piping, etc. Resulting in an increase in cost. Further, in order to control the coating thickness and the surface state of the electrode, it is necessary to strictly adjust the clearance between the two dies, the discharge amount of the slurry, the clearance of the die lip portion, and the like. Furthermore, when a perforated current collector such as punching metal or expanded metal is conveyed to a general horizontal coating machine such as a comma coater, the slurry is transferred to a rotating roller, and the slurry is collected uniformly. It was difficult to apply on an electric body.

その他、孔開き集電体上に均一な厚みで電極活物質層を形成する方法として、たとえば、特許文献4には、定量フィーダーを用いて電極材料を一対のプレスロールに供給するとともに、プレスロール間に集電体を供給することで、電極材料のシート化と集電体への接合を同時に行う方法が開示されている。   In addition, as a method for forming an electrode active material layer with a uniform thickness on a perforated current collector, for example, in Patent Document 4, an electrode material is supplied to a pair of press rolls using a quantitative feeder, and a press roll A method of simultaneously forming a sheet of electrode material and joining to the current collector by supplying a current collector therebetween is disclosed.

また、特許文献5には、基材に塗布したスラリーを孔開き集電体に接触させ一体化し、その後スラリーを乾燥し、基材を剥離し、集電体上に電極活物質層を形成する方法が提案されている。この方法では、基材が積層された状態でスラリー層の乾燥を行うため、スラリーの溶媒が均一に蒸発し難い。このため、特許文献5では、基材として多孔質基材を用いて、溶媒を均一に蒸発させ、乾燥後の電極活物質層の厚みを均一化している。   In Patent Document 5, the slurry applied to the base material is brought into contact with the perforated current collector to be integrated, and then the slurry is dried, the base material is peeled off, and an electrode active material layer is formed on the current collector. A method has been proposed. In this method, since the slurry layer is dried in a state where the base material is laminated, the solvent of the slurry is difficult to evaporate uniformly. For this reason, in patent document 5, the porous base material is used as a base material, the solvent is evaporated uniformly, and the thickness of the electrode active material layer after drying is made uniform.

特許文献6には、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に活物質を含むペーストを塗布、シート化した物を、その後、アルミニウム製、もしくは銅製のエキスパンドメタルの両面に熱ロールで加熱圧着し電解液未含浸の正極もしくは負極素材を形成している。   In Patent Document 6, a sheet obtained by applying a paste containing an active material on a polyethylene terephthalate (PET) film and forming a sheet is then heated and pressure-bonded to both surfaces of an aluminum or copper expanded metal with a hot roll, and the electrolyte solution is not yet applied. An impregnated positive electrode or negative electrode material is formed.

特開平3−233860号公報JP-A-3-233860 特開平5−325965号公報JP-A-5-325965 国際公開第98/33227号公報International Publication No. 98/33227 特開2007−5747号公報JP 2007-5747 A 特開2008−41971号公報JP 2008-41971 A 特開平11−111337号公報JP-A-11-111337

しかし、特許文献4に記載の方法では、電極材料をプレスロールから集電体に転写する際に、プレスロール上に電極材料が残着することがある。その結果、集電体に転写される電極材料の量が一定にならず、また電極活物質層の厚みが不均一になり、電極特性にもばらつきが生じることがあった。   However, in the method described in Patent Document 4, when the electrode material is transferred from the press roll to the current collector, the electrode material may remain on the press roll. As a result, the amount of the electrode material transferred to the current collector is not constant, the thickness of the electrode active material layer becomes uneven, and the electrode characteristics may vary.

特許文献5の方法においても、スラリーの乾燥後に多孔質基材を電極活物質層から剥離する際に、多孔質基材上に電極材料が残着し、同様の問題を招来する。また、スラリーの塗工および乾燥のため、スラリー粘度や多孔質基材の孔径に制限があるといった問題点があった。   Also in the method of Patent Document 5, when the porous substrate is peeled from the electrode active material layer after the slurry is dried, the electrode material remains on the porous substrate, which causes the same problem. In addition, there is a problem that the slurry viscosity and the pore diameter of the porous substrate are limited due to the application and drying of the slurry.

特許文献6の方法においても、PETフィルム上にシート化された活物質をエキスパントメタルの両面に熱ロール加熱圧着する際、PETフィルム上に電極材料が残着し、同様の問題を招来する。   Also in the method of Patent Document 6, when the active material formed into a sheet on the PET film is hot-rolled and heat-bonded on both surfaces of the expanded metal, the electrode material remains on the PET film, causing the same problem.

したがって、本発明の目的は、集電体、特にパンチングメタルやエキスパンドメタルなどの表裏貫通孔を有する孔開き集電体上に簡便に、しかも均一に電極活物質層を形成することができる支持体付電極活物質シートとそれを用いた電気化学素子用電極の製造方法を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide a support that can easily and uniformly form an electrode active material layer on a current collector, particularly a perforated current collector having front and back through holes such as punching metal and expanded metal. An electrode active material sheet and an electrochemical element electrode manufacturing method using the same are provided.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、支持体表面上に、結着剤及び電極活物質を含有してなる電極活物質層、結着剤及び導電性粒子を含有してなる導電性接着剤層をこの順に有してなる支持体付電極活物質シートを用いることにより、電気化学素子用電極を容易に長尺でロール生産することができることを見出した。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventor contains an electrode active material layer containing a binder and an electrode active material, a binder and conductive particles on the support surface. It was found that the electrode for an electrochemical element can be easily produced in a roll by using a support-attached electrode active material sheet having the conductive adhesive layers in this order.

すなわち、上記課題を解決する本発明は、以下の事項を要旨として含む。   That is, this invention which solves the said subject contains the following matters as a summary.

(1)支持体表面上に、結着剤A及び電極活物質を含有してなる電極活物質層、並びに、結着剤B及び導電性粒子を含有してなる導電性接着剤層を、この順に有してなり、前記導電性接着剤層は、結着剤B及び導電性粒子を含んでなるスラリー状の導電性接着剤組成物を乾燥させてなる、支持体付電極活物質シート。 (1) An electrode active material layer containing a binder A and an electrode active material, and a conductive adhesive layer containing a binder B and conductive particles on the surface of the support, Ri Na has sequentially, the conductive adhesive layer is formed by a slurry-like conductive adhesive compositions comprising a binder B and the conductive particles are dried, the electrode active material sheet with support.

(2)支持体は粗面化された面を有し、かつ粗面化された面は電極活物質層に面しており、
粗面化された面の表面粗さRaが、0.1〜5μmである(1)記載の支持体付電極活物質シート。
(2) The support has a roughened surface, and the roughened surface faces the electrode active material layer,
The electrode active material sheet with a support according to (1), wherein the surface roughness Ra of the roughened surface is 0.1 to 5 μm.

(3)支持体の電極活物質層に面している表面が、離型処理されている(1)又は(2)に記載の支持体付電極活物質シート。 (3) The electrode active material sheet with a support according to (1) or (2), wherein a surface of the support facing the electrode active material layer is subjected to a release treatment.

(4)支持体の離型処理されている面における水との接触角が80°〜120°である(3)記載の支持体付電極活物質シート。 (4) The electrode active material sheet with a support according to (3), wherein a contact angle with water on a surface of the support that has been subjected to a release treatment is 80 ° to 120 °.

(5)支持体表面上に、電極活物質及び結着剤Aを含有してなる電極活物質層を形成する工程、並びに前記電極活物質層上に、結着剤B及び導電性粒子を含んでなるスラリー状の導電性接着剤組成物を塗布し、乾燥することで導電性接着剤層を形成する工程、を含む支持体付電極活物質シートの製造方法。 (5) A step of forming an electrode active material layer containing an electrode active material and a binder A on the surface of the support, and a binder B and conductive particles are included on the electrode active material layer. The manufacturing method of the electrode active material sheet | seat with a support body including the process of apply | coating the slurry-like conductive adhesive composition which consists of these, and forming a conductive adhesive layer by drying .

(6)(1)〜(4)のいずれかに記載の支持体付電極活物質シートを集電体に貼り合わせる工程、及び、集電体に貼り合わせた支持体付電極活物質シートから支持体を分離する工程を含む電気化学素子用電極の製造方法。 (6) A step of bonding the electrode active material sheet with a support according to any one of (1) to (4) to a current collector, and a support from the electrode active material sheet with a support bonded to the current collector The manufacturing method of the electrode for electrochemical elements including the process of isolate | separating a body.

(7)集電体が、貫通孔を有する集電体である(6)に記載の電気化学素子用電極の製造方法。 (7) The method for producing an electrode for an electrochemical element according to (6), wherein the current collector is a current collector having a through hole.

(8)(6)又は(7)に記載の製造方法により得られた電気化学素子用電極を備える電気化学素子。 (8) An electrochemical element comprising an electrode for an electrochemical element obtained by the production method according to (6) or (7).

(9)前記電気化学素子が、ハイブリッドキャパシタである(8)に記載の電気化学素子。 (9) The electrochemical device according to (8), wherein the electrochemical device is a hybrid capacitor.

本発明によれば、集電体と積層させる前の電極活物質シートを単独でかつ長尺でロール生産することができる。また、このロール状の電極活物質シートを用いて、効率よく、貫通孔を有する集電体や粗面化された集電体上に電極活物質層を形成することができる。また、電極活物質層上にさらに導電性接着剤層を設けることで集電体への転写性が向上し、さらに集電体との接触も良好となり、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタの内部抵抗を低減することができる。   According to the present invention, the electrode active material sheet before being laminated with the current collector can be produced alone and in a long roll. Moreover, an electrode active material layer can be efficiently formed on a current collector having through-holes or a roughened current collector by using this roll-shaped electrode active material sheet. In addition, by providing a conductive adhesive layer on the electrode active material layer, the transferability to the current collector is improved, and the contact with the current collector is also improved, and the internal resistance of the electric double layer capacitor or hybrid capacitor is improved. Can be reduced.

本発明の支持体付電極活物質シートの製造工程の具体的な態様を表す図である。It is a figure showing the specific aspect of the manufacturing process of the electrode active material sheet with a support body of this invention. 本発明の支持体付電極活物質シートを使用した電気化学素子用電極の製造工程の具体的な態様を表す図である。It is a figure showing the specific aspect of the manufacturing process of the electrode for electrochemical elements which uses the electrode active material sheet with a support body of this invention.

1…支持体
2…集電体
3…塗工機
4…乾燥機
10,12,14…アンワインダー
11,13,15…ワインダー
16…ラミネーター
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Support body 2 ... Current collector 3 ... Coating machine 4 ... Dryer 10, 12, 14 ... Unwinder 11, 13, 15 ... Winder 16 ... Laminator

<支持体付電極活物質シート>
本発明の支持体付電極活物質シートは、支持体表面上に、結着剤A及び電極活物質を含有してなる電極活物質層、並びに、結着剤B及び導電性粒子を含有してなる導電性接着剤層を、この順に有してなる。
<Electrode active material sheet with support>
The electrode active material sheet with a support of the present invention comprises an electrode active material layer containing a binder A and an electrode active material, a binder B and conductive particles on the support surface. The conductive adhesive layer is formed in this order.

(支持体)
本発明に使用する支持体を構成する材料としては、プラスチックフィルム、紙などが挙げられる。また、上記フィルムを重ねた多層構造のフィルムを用いてもよい。これらの中でも、汎用性や取扱いの観点から、紙や熱可塑性樹脂フィルムが好ましく、熱可塑性樹脂フィルムがより好ましく、熱可塑性樹脂フィルムの中でも、PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム、ポリオレフィン系フィルム、PVA(ポリビニルアルコール)フィルム、PVB(ポリビニルブチラールフィルム)、又はPVC(ポリ塩化ビニル)フィルムが好ましい。
(Support)
Examples of the material constituting the support used in the present invention include plastic film and paper. Moreover, you may use the film of the multilayered structure which accumulated the said film. Among these, from the viewpoint of versatility and handling, paper and thermoplastic resin film are preferable, thermoplastic resin film is more preferable, and among thermoplastic resin films, PET (polyethylene terephthalate) film, polyolefin film, PVA (polyvinyl chloride) Alcohol) film, PVB (polyvinyl butyral film), or PVC (polyvinyl chloride) film is preferred.

本発明で使用する支持体は、粗面化された面を有し、かつ粗面化された面が電極活物質層に面していることが好ましい。支持体が粗面化された面を有し、かつ粗面化された面が電極活物質層に面していることにより、アンカリング効果により電極活物質層と密着しロール巻き取りが可能となる。また、支持体付電極活物質シートを用いて電極を製造する際に、支持体付電極活物質シートから支持体を容易に剥離することができる。支持体の粗面化された面の表面粗さRaは、好ましくは0.1〜5μm、より好ましくは0.2〜3μm、さらに好ましくは0.2〜1μmの範囲にある。支持体の粗面化された面の表面粗さRaがこの範囲にあることにより、電極活物質層と支持体との密着性と、支持体付電極活物質層を用いて電極を製造する際における支持体の離型性との両立が可能となる。
また、支持体表面を粗面化させておくことで支持体の表面積が増加し、後述する水系スラリーを塗工して電極活物質層を形成する場合、その溶媒である水との接触角が低下し塗工が容易となる。
表面粗さRaは、JIS B0601−2001に準拠して、例えばナノスケールハイブリッド顕微鏡(VN−8010、キーエンス社製)を用いて、粗さ曲線を描き、下式に示す式より算出することができる。下式において、Lは測定長さ、xは平均線から測定曲線までの偏差である。
The support used in the present invention preferably has a roughened surface, and the roughened surface preferably faces the electrode active material layer. Since the support has a roughened surface and the roughened surface faces the electrode active material layer, it can be in close contact with the electrode active material layer due to the anchoring effect and can be rolled up. Become. Moreover, when manufacturing an electrode using an electrode active material sheet with a support, the support can be easily peeled from the electrode active material sheet with a support. The surface roughness Ra of the roughened surface of the support is preferably in the range of 0.1 to 5 μm, more preferably 0.2 to 3 μm, and still more preferably 0.2 to 1 μm. When the surface roughness Ra of the roughened surface of the support is within this range, the adhesion between the electrode active material layer and the support and the production of the electrode using the electrode active material layer with the support are performed. It is possible to achieve compatibility with the releasability of the support.
In addition, when the surface of the support is roughened, the surface area of the support increases, and when an electrode active material layer is formed by applying an aqueous slurry described later, the contact angle with water as the solvent is Decrease and coating becomes easy.
In accordance with JIS B0601-2001, the surface roughness Ra can be calculated from the equation shown below by drawing a roughness curve using, for example, a nanoscale hybrid microscope (VN-8010, manufactured by Keyence Corporation). . In the following formula, L is the measurement length, and x is the deviation from the average line to the measurement curve.

Figure 0005293539
Figure 0005293539

支持体表面を粗面化する方法は、特に制限されず、支持体表面をエンボス処理する方法;、支持体表面をサンドブラスト処理する方法;マット材を支持体を構成する材料に練り込む方法;マット材を含む層を支持体表面にコーティングする方法などが挙げられる。中でも、支持体表面を容易に粗面化できるサンドブラスト処理が方法が好ましい。支持体の粗面化処理は、片面のみに施してもよく、両面に施してもよい。   The method for roughening the support surface is not particularly limited, a method for embossing the support surface; a method for sandblasting the support surface; a method for kneading a mat material into a material constituting the support; Examples thereof include a method of coating a layer containing a material on the support surface. Among these methods, a sandblasting method that can easily roughen the surface of the support is preferable. The roughening treatment of the support may be performed only on one side or on both sides.

本発明で使用される支持体は、離型処理された面を有していることが好ましい。離型処理の方法は特に限定されないが、例えばアルキド樹脂などの熱硬化性樹脂を支持体上に塗工し、これを硬化する方法;シリコーン樹脂を支持体上に塗工し、これを硬化する方法;フッ素樹脂を支持体上に塗工する方法を用いることが好ましい。特に、均質な離型処理層を容易に形成できる熱硬化性樹脂を用いた離型処理が好ましく、また電極活物質層の成形性、および得られる支持体付電極活物質シートからの支持体の離型性のバランスの観点からアルキド樹脂の塗工、硬化による離型処理が好ましい。   The support used in the present invention preferably has a release-treated surface. The method of mold release treatment is not particularly limited. For example, a method of applying a thermosetting resin such as an alkyd resin on a support and curing it; a method of applying a silicone resin on a support and curing it Method: It is preferable to use a method of coating a fluororesin on a support. In particular, a release treatment using a thermosetting resin capable of easily forming a homogeneous release treatment layer is preferable. Also, the moldability of the electrode active material layer and the support from the obtained electrode active material sheet with a support are preferred. From the viewpoint of balance of releasability, release treatment by coating and curing of alkyd resin is preferable.

電極活物質層を、水系スラリーを塗工して形成する場合、支持体の離型処理面における水との接触角は、好ましくは80°〜120°、さらに好ましくは90°〜110°の範囲にある。離型処理面における水との接触角が小さすぎる場合には、スラリーの塗工性は良好ではあるが、スラリー乾燥後に形成される電極活物質層を支持体から剥離することが困難になる場合がある。一方、接触角が大きすぎる場合には、電極活物質層を基材から剥離することは容易になるが、スラリーが支持体表面ではじかれ、均一な塗工が困難になる。このように、塗工性と離型性とは一般に両立し難い特性ではあるが、基材の離型処理面における水との接触角を上記範囲とすることで、水系スラリーの塗工性と電極活物質層の離型性がバランスされ、均一な厚みの電極活物質層を形成でき、また電極活物質層の離型も容易になる。   When the electrode active material layer is formed by applying an aqueous slurry, the contact angle with water on the release treatment surface of the support is preferably in the range of 80 ° to 120 °, more preferably in the range of 90 ° to 110 °. It is in. When the contact angle with water on the release treatment surface is too small, the slurry coatability is good, but it is difficult to peel the electrode active material layer formed after drying the slurry from the support. There is. On the other hand, when the contact angle is too large, it becomes easy to peel the electrode active material layer from the substrate, but the slurry is repelled on the surface of the support, making uniform coating difficult. Thus, although coatability and releasability are generally incompatible characteristics, by making the contact angle with water on the release treatment surface of the substrate within the above range, The releasability of the electrode active material layer is balanced, an electrode active material layer having a uniform thickness can be formed, and the electrode active material layer can be easily released.

支持体の厚さは特に限定されないが、10〜200μmが好ましく、20〜150μmがより好ましく、20〜100μmが特に好ましい。支持体の厚さが、前記範囲にあることにより、支持体付電極活物質シートのロール巻取り性、ハンドリング性が向上する。また、幅も特に限定されないが100〜1000mm、さらには100〜500mmが好適である。   Although the thickness of a support body is not specifically limited, 10-200 micrometers is preferable, 20-150 micrometers is more preferable, 20-100 micrometers is especially preferable. When the thickness of the support is in the above range, the roll winding property and handling property of the electrode active material sheet with support are improved. The width is not particularly limited, but is preferably 100 to 1000 mm, more preferably 100 to 500 mm.

支持体の引っ張り強度は特に限定されないが、30〜500MPaが好適であり、30〜300MPaがより好適である。支持体の引っ張り強度が、前記範囲であることにより、支持体付電極活物質シート製造時の破断を防ぐことができる。支持体の引っ張り強度は、JIS K7127に準拠して測定する。   Although the tensile strength of a support body is not specifically limited, 30-500 Mpa is suitable and 30-300 Mpa is more suitable. When the tensile strength of the support is within the above range, breakage during the production of the electrode active material sheet with the support can be prevented. The tensile strength of the support is measured according to JIS K7127.

本発明に使用される支持体は繰り返し使用することも可能であり、繰り返し使用することで、さらに電極の生産コストを安くできる。   The support used in the present invention can be used repeatedly. By repeatedly using the support, the production cost of the electrode can be further reduced.

(電極活物質層)
本発明に用いる電極活物質層は、結着剤A及び電極活物質を含有してなる。
(Electrode active material layer)
The electrode active material layer used in the present invention contains a binder A and an electrode active material.

(電極活物質)
本発明に用いる電極活物質は、電気化学素子用電極内で電子の受け渡しをする物質である。電極活物質には主としてリチウムイオン二次電池用活物質、電気二重層キャパシタ用活物質やリチウムイオンキャパシタ用活物質がある。
(Electrode active material)
The electrode active material used in the present invention is a substance that transfers electrons in an electrode for an electrochemical element. The electrode active material mainly includes an active material for a lithium ion secondary battery, an active material for an electric double layer capacitor, and an active material for a lithium ion capacitor.

リチウムイオン二次電池用活物質には、正極用、負極用がある。リチウムイオン二次電池用電極の正極に用いる電極活物質としては、具体的には、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiFeVOなどのリチウム含有複合金属酸化物;TiS、TiS、非晶質MoSなどの遷移金属硫化物;Cu、非晶質VO・P、MoO、V、V13などの遷移金属酸化物が例示される。さらに、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレンなどの導電性高分子が挙げられる。好ましくは、リチウム含有複合金属酸化物である。 Examples of the active material for a lithium ion secondary battery include a positive electrode and a negative electrode. As the electrode active material used for the positive electrode of a lithium ion secondary battery electrode, specifically, LiCoO 2, LiNiO 2, LiMnO 2, LiMn 2 O 4, LiFePO 4, lithium-containing composite metal oxides such as LiFeVO 4; Transition metal sulfides such as TiS 2 , TiS 3 , and amorphous MoS 3 ; Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O · P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13, etc. These transition metal oxides are exemplified. Furthermore, conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene are listed. Preferred is a lithium-containing composite metal oxide.

リチウムイオン二次電池用電極の負極に用いる電極活物質としては、具体的には、アモルファスカーボン、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、及びピッチ系炭素繊維などの電極活物質;ポリアセン等の導電性高分子などが挙げられる。好ましくは、グラファイト、天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)などの結晶性電極活物質である。   Specific examples of the electrode active material used for the negative electrode of the lithium ion secondary battery electrode include electrode active materials such as amorphous carbon, graphite, natural graphite, mesocarbon microbeads (MCMB), and pitch-based carbon fibers; polyacene And the like, and the like. Crystalline electrode active materials such as graphite, natural graphite, and mesocarbon microbeads (MCMB) are preferable.

リチウムイオン二次電池用電極に用いる電極活物質の形状は、粒状に整粒されたものが好ましい。粒子の形状が球形であると、電極成形時により高密度な電極が形成できる。   The shape of the electrode active material used for the electrode for a lithium ion secondary battery is preferably a granulated particle. When the shape of the particles is spherical, a higher density electrode can be formed during electrode molding.

リチウムイオン二次電池用電極に用いる電極活物質の体積平均粒子径は、正極、負極ともに通常0.1〜100μm、好ましくは1〜50μm、より好ましくは5〜20μmである。   The volume average particle diameter of the electrode active material used for the electrode for a lithium ion secondary battery is usually 0.1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, more preferably 5 to 20 μm for both the positive electrode and the negative electrode.

リチウムイオン二次電池用電極に用いる電極活物質のタップ密度は、特に制限されないが、正極では2g/cm以上、負極では0.6g/cm以上のものが好適に用いられ
る。
The tap density of the electrode active material used for the electrode for the lithium ion secondary battery is not particularly limited, but preferably 2 g / cm 3 or more for the positive electrode and 0.6 g / cm 3 or more for the negative electrode.

電気二重層キャパシタ用電極に用いる電極活物質としては、通常、炭素の同素体が用いられる。炭素の同素体の具体例としては、活性炭、ポリアセン、カーボンウィスカ及びグラファイト等が挙げられ、これらの粉末または繊維を使用することができる。好ましい電極活物質は活性炭であり、具体的にはフェノール樹脂、レーヨン、アクリロニトリル樹脂、ピッチ、およびヤシ殻等を原料とする活性炭を挙げることができる。   As the electrode active material used for the electric double layer capacitor electrode, a carbon allotrope is usually used. Specific examples of the allotrope of carbon include activated carbon, polyacene, carbon whisker, and graphite, and these powders or fibers can be used. A preferred electrode active material is activated carbon, and specific examples include activated carbon made from phenol resin, rayon, acrylonitrile resin, pitch, coconut shell, and the like.

電気二重層キャパシタ用電極に用いる電極活物質の体積平均粒子径は、通常0.1〜100μm、好ましくは1〜50μm、更に好ましくは5〜20μmである。   The volume average particle diameter of the electrode active material used for the electric double layer capacitor electrode is usually 0.1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, and more preferably 5 to 20 μm.

電気二重層キャパシタ用電極に用いる電極活物質の比表面積は、30m2/g以上、好ましくは500〜5,000m/g、より好ましくは1,000〜3,000m/gであることが好ましい。電極活物質の比表面積が大きいほど得られる電極活物質層の密度は小さくなる傾向があるので、電極活物質を適宜選択することで、所望の密度を有する電極活物質層を得ることができる。 The specific surface area of the electrode active material used in the electrode for an electric double layer capacitor, 30 m @ 2 / g or more, and a preferably 500~5,000m 2 / g, more preferably 1,000~3,000m 2 / g . Since the density of the obtained electrode active material layer tends to decrease as the specific surface area of the electrode active material increases, an electrode active material layer having a desired density can be obtained by appropriately selecting the electrode active material.

リチウムイオンキャパシタ用電極に用いる電極活物質には、正極用と負極用がある。
リチウムイオンキャパシタ用電極の正極に用いる電極活物質としては、リチウムイオンと、例えばテトラフルオロボレートのようなアニオンとを可逆的に担持できるものであれば良い。具体的には、通常、炭素の同素体が用いられ、電気二重層キャパシタで用いられる電極活物質が広く使用できる。炭素の同素体を組み合わせて使用する場合は、平均粒径又は粒径分布の異なる二種類以上の炭素の同素体を組み合わせて使用してもよい。また、芳香族系縮合ポリマーの熱処理物であって、水素原子/炭素原子の原子比が0.50〜0.05であるポリアセン系骨格構造を有するポリアセン系有機半導体(PAS)も好適に使用できる。好ましくは、電気二重層キャパシタ用電極に用いる電極活物質である。
Electrode active materials used for electrodes for lithium ion capacitors include positive electrodes and negative electrodes.
The electrode active material used for the positive electrode of the lithium ion capacitor electrode may be any material that can reversibly carry lithium ions and anions such as tetrafluoroborate. Specifically, an allotrope of carbon is usually used, and electrode active materials used in electric double layer capacitors can be widely used. When carbon allotropes are used in combination, two or more types of carbon allotropes having different average particle diameters or particle size distributions may be used in combination. Further, a polyacene organic semiconductor (PAS) which is a heat-treated product of an aromatic condensation polymer and has a polyacene skeleton structure having a hydrogen atom / carbon atom atomic ratio of 0.50 to 0.05 can also be used suitably. . Preferably, it is an electrode active material used for the electrode for electric double layer capacitors.

リチウムイオンキャパシタ用電極の負極に用いる電極活物質は、リチウムイオンを可逆的に担持できる物質である。具体的には、リチウムイオン二次電池の負極で用いられる電極活物質が広く使用できる。好ましくは、黒鉛、難黒鉛化炭素等の結晶性炭素材料、上記正極活物質としても記載したポリアセン系物質(PAS)等を挙げることができる。これらの炭素材料及びPASは、フェノール樹脂等を炭化させ、必要に応じて賦活され、次いで粉砕したものが用いられる。   The electrode active material used for the negative electrode of the electrode for lithium ion capacitors is a substance that can reversibly carry lithium ions. Specifically, electrode active materials used in the negative electrode of lithium ion secondary batteries can be widely used. Preferred examples include crystalline carbon materials such as graphite and non-graphitizable carbon, and polyacene-based materials (PAS) described as the positive electrode active material. These carbon materials and PAS are obtained by carbonizing a phenol resin or the like, activated as necessary, and then pulverized.

リチウムイオンキャパシタ用電極に用いる電極活物質の形状は、粒状に整粒されたものが好ましい。粒子の形状が球形であると、電極成形時により高密度な電極が形成できる。   The shape of the electrode active material used for the electrode for a lithium ion capacitor is preferably a granulated particle. When the shape of the particles is spherical, a higher density electrode can be formed during electrode molding.

リチウムイオンキャパシタ用電極に用いる電極活物質の体積平均粒子径は、正極、負極ともに通常0.1〜100μm、好ましくは1〜50μm、より好ましくは5〜20μmである。これらの電極活物質は、それぞれ単独でまたは二種類以上を組み合わせて使用することができる。   The volume average particle diameter of the electrode active material used for the lithium ion capacitor electrode is usually 0.1 to 100 μm, preferably 1 to 50 μm, more preferably 5 to 20 μm for both the positive electrode and the negative electrode. These electrode active materials can be used alone or in combination of two or more.

(結着剤A)
本発明に用いる結着剤Aは、電極活物質および導電剤を相互に結着させることができる化合物であれば特に制限はない。好適な結着剤は、溶媒に分散する性質のある分散型結着剤である。分散型結着剤として、例えば、フッ素系重合体、ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン系重合体等の高分子化合物が挙げられ、フッ素系重合体、ジエン系重合体又はアクリレート系重合体が好ましく、ジエン系重合体又はアクリレート系重合体が、耐電圧を高くでき、かつ電気化学素子のエネルギー密度を高くすることができる点でより好ましい。
(Binder A)
The binder A used in the present invention is not particularly limited as long as it is a compound capable of binding the electrode active material and the conductive agent to each other. A suitable binder is a dispersion type binder having a property of being dispersed in a solvent. Examples of the dispersion-type binder include polymer compounds such as fluorine-based polymers, diene-based polymers, acrylate-based polymers, polyimides, polyamides, polyurethane-based polymers, and fluorine-based polymers and diene-based polymers. Alternatively, an acrylate polymer is preferable, and a diene polymer or an acrylate polymer is more preferable in that the withstand voltage can be increased and the energy density of the electrochemical element can be increased.

ジエン系重合体は、共役ジエンの単独重合体もしくは共役ジエンを含む単量体混合物を重合して得られる共重合体、またはそれらの水素添加物である。前記単量体混合物における共役ジエンの割合は通常40重量%以上、好ましくは50重量%以上、より好ましくは60重量%以上である。ジエン系重合体の具体例としては、ポリブタジエンやポリイソプレンなどの共役ジエン単独重合体;カルボキシ変性されていてもよいスチレン・ブタジエン共重合体(SBR)などの芳香族ビニル・共役ジエン共重合体;スチレン・ブタジエン・メタクリル酸共重合体や、スチレン・ブタジエン・イタコン酸共重合体などの芳香族ビニル・共役ジエン・カルボン酸基含有単量体の共重合体;アクリロニトリル・ブタジエン共重合体(NBR)などのシアン化ビニル・共役ジエン共重合体;水素化SBR、水素化NBR等が挙げられる。   The diene polymer is a homopolymer of a conjugated diene or a copolymer obtained by polymerizing a monomer mixture containing a conjugated diene, or a hydrogenated product thereof. The proportion of the conjugated diene in the monomer mixture is usually 40% by weight or more, preferably 50% by weight or more, more preferably 60% by weight or more. Specific examples of the diene polymer include conjugated diene homopolymers such as polybutadiene and polyisoprene; aromatic vinyl / conjugated diene copolymers such as carboxy-modified styrene / butadiene copolymer (SBR); Copolymers of styrene / butadiene / methacrylic acid copolymer and aromatic vinyl / conjugated diene / carboxylic acid group-containing monomers such as styrene / butadiene / itaconic acid copolymer; acrylonitrile / butadiene copolymer (NBR) And vinyl cyanide / conjugated diene copolymers such as hydrogenated SBR and hydrogenated NBR.

アクリレート系重合体は、一般式(1):CH=CR−COOR(式中、Rは水素原子またはメチル基を、Rはアルキル基またはシクロアルキル基を表す。)で表される化合物由来の単量体単位を含む重合体である。一般式(1)で表される化合物の具体例としては、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸t-ブチル、アクリル酸n−アミル、アクリル酸イソアミル、アクリル酸n−ヘキシル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ステアリルなどのアクリレート;メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n−ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル酸t-ブチル、メタクリル酸n−アミル、メタクリル酸イソアミル、メタクリル酸n−ヘキシル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸ステアリルなどのメタアクリレート等が挙げられる。これらの中でも、アクリレートが好ましく、アクリル酸n−ブチルおよびアクリル酸2−エチルヘキシルが、得られる電極の強度を向上できる点で、特に好ましい。アクリレート系重合体中の前記一般式(1)で表される化合物由来の単量体単位の割合は、通常50重量%以上、好ましくは70重量%以上である。前記一般式(1)で表される化合物由来の単量体単位の割合が前記範囲であるアクリレート系重合体を用いると、耐熱性が高く、かつ得られる電気化学素子用電極の内部抵抗を小さくできる。 The acrylate polymer is represented by the general formula (1): CH 2 = CR 1 —COOR 2 (wherein R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group, and R 2 represents an alkyl group or a cycloalkyl group). It is a polymer containing the monomer unit derived from a compound. Specific examples of the compound represented by the general formula (1) include ethyl acrylate, propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, t-butyl acrylate, n-amyl acrylate, Acrylates such as isoamyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate; ethyl methacrylate, propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, methacryl Examples thereof include methacrylates such as t-butyl acid, n-amyl methacrylate, isoamyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, lauryl methacrylate and stearyl methacrylate. Among these, acrylate is preferable, and n-butyl acrylate and 2-ethylhexyl acrylate are particularly preferable in that the strength of the obtained electrode can be improved. The ratio of the monomer unit derived from the compound represented by the general formula (1) in the acrylate polymer is usually 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more. When an acrylate polymer in which the proportion of the monomer unit derived from the compound represented by the general formula (1) is within the above range is used, the heat resistance is high and the internal resistance of the obtained electrode for an electrochemical device is reduced. it can.

前記アクリレート系重合体には、一般式(1)で表される化合物の他に、共重合可能なカルボン酸基含有単量体を用いることができ、具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸などの一塩基酸含有単量体;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの二塩基酸含有単量体が挙げられる。なかでも、二塩基酸含有単量体が好ましく、集電体との結着性を高め、電極強度を向上できる点で、イタコン酸が特に好ましい。これらの一塩基酸含有単量体、二塩基酸含有単量体は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。共重合の際のカルボン酸基含有単量体の量は、一般式(1)で表される化合物100重量部に対して、通常は0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部の範囲である。カルボン酸基含有単量体の量がこの範囲であると、集電体との結着性に優れ、得られる電極の強度が向上する。   In addition to the compound represented by the general formula (1), a copolymerizable carboxylic acid group-containing monomer can be used for the acrylate polymer. Specific examples include acrylic acid and methacrylic acid. Monobasic acid-containing monomers; dibasic acid-containing monomers such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid. Among these, a dibasic acid-containing monomer is preferable, and itaconic acid is particularly preferable in terms of enhancing the binding property with the current collector and improving the electrode strength. These monobasic acid-containing monomers and dibasic acid-containing monomers can be used alone or in combination of two or more. The amount of the carboxylic acid group-containing monomer in the copolymerization is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts per 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (1). Part by weight, more preferably in the range of 1 to 10 parts by weight. When the amount of the carboxylic acid group-containing monomer is within this range, the binding property with the current collector is excellent, and the strength of the obtained electrode is improved.

前記アクリレート系重合体には、一般式(1)で表される化合物の他に、共重合可能なニトリル基含有単量体を用いることができる。ニトリル基含有単量体の具体例としては、アクリロニトリルやメタクリロニトリルなどが挙げられ、中でもアクリロニトリルが、集電体との結着性が高まり、電極強度が向上できる点で好ましい。アクリロニトリルの量は、一般式(1)で表される化合物100重量部に対して、通常は0.1〜40重量部、好ましくは0.5〜30重量部、より好ましくは1〜20重量部の範囲である。アクリロニトリルの量がこの範囲であると、集電体との結着性に優れ、得られる電極の強度が向上する。   In addition to the compound represented by the general formula (1), a copolymerizable nitrile group-containing monomer can be used for the acrylate polymer. Specific examples of the nitrile group-containing monomer include acrylonitrile, methacrylonitrile, and the like. Among them, acrylonitrile is preferable in that the binding strength with the current collector is increased and the electrode strength can be improved. The amount of acrylonitrile is usually 0.1 to 40 parts by weight, preferably 0.5 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the compound represented by the general formula (1). Range. When the amount of acrylonitrile is within this range, the binding property with the current collector is excellent, and the strength of the resulting electrode is improved.

結着剤Aの形状は、特に制限はないが、集電体との結着性が良く、また、作成した電極の容量の低下や充放電の繰り返しによる劣化を抑えることができるため、粒子状であることが好ましい。粒子状の結着剤としては、例えば、ラテックスのごとき結着剤の粒子が水に分散した状態のものや、このような分散液を乾燥して得られる粉末状のものが挙げられる。   The shape of the binder A is not particularly limited, but it has good binding properties with the current collector, and can suppress deterioration of the capacity of the prepared electrode and deterioration due to repeated charge and discharge, so that it is particulate. It is preferable that Examples of the particulate binder include those in which binder particles such as latex are dispersed in water, and powders obtained by drying such a dispersion.

結着剤Aのガラス転移温度(Tg)は、好ましくは50℃以下、さらに好ましくは−40〜0℃である。結着剤のガラス転移温度(Tg)がこの範囲にあると、少量の使用量で結着性に優れ、電極強度が強く、柔軟性に富み、電極形成時のプレス工程により電極密度を容易に高めることができる。   The glass transition temperature (Tg) of the binder A is preferably 50 ° C. or lower, more preferably −40 to 0 ° C. When the glass transition temperature (Tg) of the binder is within this range, it is excellent in binding property with a small amount of use, strong in electrode strength, rich in flexibility, and facilitates the electrode density by a pressing process at the time of electrode formation. Can be increased.

結着剤Aの数平均粒子径は、格別な限定はないが、通常は0.0001〜100μm、好ましくは0.001〜10μm、より好ましくは0.01〜1μmである。結着剤Aの数平均粒子径がこの範囲であるときは、少量の使用でも優れた結着力を電極活物質層に与えることができる。ここで、数平均粒子径は、透過型電子顕微鏡写真で無作為に選んだ結着剤粒子100個の径を測定し、その算術平均値として算出される個数平均粒子径である。粒子の形状は球形、異形、どちらでもかまわない。これらの結着剤Aは単独でまたは二種類以上を組み合わせて用いることができる。電極活物質層における結着剤Aの量は、電極活物質100重量部に対して、通常は0.1〜50重量部、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜10重量部の範囲である。電極活物質層における結着剤Aの量がこの範囲にあると、得られる電極活物質層と集電体との密着性が充分に確保でき、電気化学素子の容量を高く且つ内部抵抗を低くすることができる。   The number average particle size of the binder A is not particularly limited, but is usually 0.0001 to 100 μm, preferably 0.001 to 10 μm, more preferably 0.01 to 1 μm. When the number average particle diameter of the binder A is within this range, an excellent binding force can be imparted to the electrode active material layer even with a small amount of use. Here, the number average particle diameter is a number average particle diameter calculated as an arithmetic average value obtained by measuring the diameter of 100 binder particles randomly selected in a transmission electron micrograph. The shape of the particles can be either spherical or irregular. These binders A can be used alone or in combination of two or more. The amount of the binder A in the electrode active material layer is usually 0.1 to 50 parts by weight, preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. Part range. When the amount of the binder A in the electrode active material layer is within this range, sufficient adhesion between the obtained electrode active material layer and the current collector can be secured, the capacity of the electrochemical device is increased, and the internal resistance is decreased. can do.

本発明に用いる電極活物質層は、電極活物質及び結着剤Aを必須成分として含むが、必要に応じて他の成分を含んでいてもよい。他の成分としては、導電剤、分散剤、界面活性剤などが挙げられる。   The electrode active material layer used in the present invention contains the electrode active material and the binder A as essential components, but may contain other components as necessary. Examples of other components include a conductive agent, a dispersant, and a surfactant.

(導電剤)
本発明に好適に用いる導電剤は、導電性を有し、電気二重層を形成し得る細孔を有さない粒子状の炭素の同素体からなり、具体的には、ファーネスブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック(アクゾノーベル ケミカルズ ベスローテン フェンノートシャップ社の登録商標)などの導電性カーボンブラックが挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラックおよびファーネスブラックが好ましい。
(Conductive agent)
The conductive agent suitably used in the present invention is composed of an allotrope of particulate carbon that has conductivity and does not have pores that can form an electric double layer. Specifically, furnace black, acetylene black, and Examples thereof include conductive carbon black such as Ketjen Black (registered trademark of Akzo Nobel Chemicals Besloten Fennaut Shap). Among these, acetylene black and furnace black are preferable.

本発明に好適に用いる導電剤の体積平均粒子径は、電極活物質の体積平均粒子径よりも小さいものが好ましく、その範囲は通常0.001〜10μm、好ましくは0.05〜5μm、より好ましくは0.01〜1μmである。導電材の体積平均粒子径がこの範囲にあると、より少ない使用量で高い導電性が得られる。これらの導電材は、単独でまたは二種類以上を組み合わせて用いることができる。電極活物質層における導電材の量は、電極活物質100重量部に対して、好ましくは0.1〜50重量部、より好ましくは0.5〜15重量部、特に好ましくは1〜10重量部の範囲である。導電材の量がこの範囲にあると、得られる電極を使用した電池の容量を高く且つ内部抵抗を低くすることができる。   The volume average particle diameter of the conductive agent suitably used in the present invention is preferably smaller than the volume average particle diameter of the electrode active material, and the range thereof is usually 0.001 to 10 μm, preferably 0.05 to 5 μm, more preferably. Is 0.01-1 μm. When the volume average particle diameter of the conductive material is within this range, high conductivity can be obtained with a smaller amount of use. These conductive materials can be used alone or in combination of two or more. The amount of the conductive material in the electrode active material layer is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.5 to 15 parts by weight, and particularly preferably 1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. Range. When the amount of the conductive material is within this range, the capacity of the battery using the obtained electrode can be increased and the internal resistance can be decreased.

(界面活性剤)
界面活性剤は、電極活物質、結着剤A、及び必要に応じて加えられる導電剤を良好に分散し、また後述するスラリー状の電極組成物の表面張力を低下させ、塗工性を向上させる。
界面活性剤としては、具体的には、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、脂肪酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物などの陰イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、グリセリン脂肪酸エステルなどの非イオン性界面活性剤、アルキルアミン塩、第四級アンモニウム塩などの陽イオン性界面活性剤、アルキルアミンオキサイド、アルキルベタインなどの両性界面活性剤が挙げられ、陰イオン界面活性剤、非イオン性界面活性剤が好ましく、電気化学素子の耐久性に優れる点で陰イオン性界面活性剤が特に好ましい。
(Surfactant)
The surfactant disperses the electrode active material, the binder A, and the conductive agent added as necessary, and reduces the surface tension of the slurry-like electrode composition described later, thereby improving the coating property. Let
Specific examples of the surfactant include anionic surfactants such as alkyl sulfate ester salts, alkylbenzene sulfonates, fatty acid salts, and naphthalenesulfonic acid formalin condensates, polyoxyethylene alkyl ethers, glycerin fatty acid esters, and the like. Nonionic surfactants, cationic surfactants such as alkylamine salts and quaternary ammonium salts, amphoteric surfactants such as alkylamine oxides and alkylbetaines, anionic surfactants and nonionic surfactants Surfactants are preferred, and anionic surfactants are particularly preferred from the viewpoint of excellent durability of the electrochemical element.

界面活性剤を使用する場合、その配合量は、電極活物質100重量部に対して、0.5〜20重量部の範囲であり、1.0〜10重量部が好ましく、2.0〜5重量部が特に好ましい。界面活性剤の配合量がこの範囲であると、電気化学素子の耐久性に優れる。   When using a surfactant, the blending amount is in the range of 0.5 to 20 parts by weight, preferably 1.0 to 10 parts by weight, and 2.0 to 5 parts per 100 parts by weight of the electrode active material. Part by weight is particularly preferred. When the compounding amount of the surfactant is within this range, the durability of the electrochemical element is excellent.

(分散剤)
分散剤の具体例としては、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体;ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド;ポリビニルピロリドン、ポリカルボン酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプン、キチン、キトサン誘導体などが挙げられる。これらの中でもセルロース誘導体が特に好ましい。
(Dispersant)
Specific examples of the dispersant include cellulose derivatives such as carboxymethyl cellulose; poly (meth) acrylates such as sodium poly (meth) acrylate; polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyethylene oxide; polyvinylpyrrolidone, polycarboxylic acid, oxidation Examples include starch, phosphate starch, casein, various modified starches, chitin, and chitosan derivatives. Among these, cellulose derivatives are particularly preferable.

セルロース誘導体は、セルロースの水酸基の少なくとも一部をエーテル化またはエステル化した化合物であり、水溶性のものが好ましい。セルロース誘導体は、通常、ガラス転移点を有さない。具体的には、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースなどが挙げられる。また、これらのアンモニウム塩およびアルカリ金属塩が挙げられる。中でも、カルボキシメチルセルロースの塩が好ましく、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩が特に好ましい。セルロース誘導体のエーテル化度は、好ましくは0.5〜2、より好ましくは0.5〜1.5である。なお、ここでエーテル化度とは、セルロースのグルコース単位あたりに3個含まれる水酸基が、平均で何個エーテル化されているかを表す値である。エーテル化度がこの範囲であると、電極組成物を含むスラリーの安定性が高く、固形分の沈降や凝集が生じにくい。さらに、セルロース誘導体を用いることにより、塗料の塗工性や流動性が向上する。   The cellulose derivative is a compound obtained by etherifying or esterifying at least a part of the hydroxyl group of cellulose, and is preferably water-soluble. Cellulose derivatives usually do not have a glass transition point. Specific examples include carboxymethyl cellulose, carboxymethyl ethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose, ethyl hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, and hydroxypropyl cellulose. Moreover, these ammonium salt and alkali metal salt are mentioned. Among these, a salt of carboxymethyl cellulose is preferable, and an ammonium salt of carboxymethyl cellulose is particularly preferable. The degree of etherification of the cellulose derivative is preferably 0.5 to 2, more preferably 0.5 to 1.5. Here, the degree of etherification is a value representing how many hydroxyl groups contained per 3 glucose units of cellulose are etherified on average. When the degree of etherification is within this range, the stability of the slurry containing the electrode composition is high, and solid matter sedimentation and aggregation are unlikely to occur. Furthermore, the coating property and fluidity | liquidity of a coating material improve by using a cellulose derivative.

本発明に用いる電極活物質層の密度は、特に制限されないが、通常は0.30〜10g/cm、好ましくは0.35〜5.0g/cm、より好ましくは0.40〜3.0g/cmである。また、電極活物質層の厚さは、特に制限されないが、通常は5〜1000μm、好ましくは20〜500μm、より好ましくは30〜300μmである。 The density of the electrode active material layer used in the present invention is not particularly limited, but is usually 0.30 to 10 g / cm 3 , preferably 0.35 to 5.0 g / cm 3 , and more preferably 0.40 to 3 . 0 g / cm 3 . The thickness of the electrode active material layer is not particularly limited, but is usually 5 to 1000 μm, preferably 20 to 500 μm, more preferably 30 to 300 μm.

(導電性接着剤層)
本発明の支持体付電極活物質シートに用いる導電性接着剤層は、結着剤B及び導電性粒子を含有してなる。
(Conductive adhesive layer)
The conductive adhesive layer used for the electrode active material sheet with a support of the present invention contains a binder B and conductive particles.

(結着剤B)
導電性接着剤層に用いる結着剤Bとしては、電極活物質層において用いる結着剤Aとして例示したものを用いることができる。具体的には、溶媒に分散する性質のある分散型バインダーである。分散型バインダーとして、例えば、フッ素系重合体、ジエン系重合体、アクリレート系重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリウレタン系重合体等の高分子化合物が挙げられ、フッ素系重合体、ジエン系重合体又はアクリレート系重合体が好ましく、ジエン系重合体又はアクリレート系重合体が、耐電圧を高くでき、かつ電気化学素子のエネルギー密度を高くすることができる点でより好ましい。
(Binder B)
As the binder B used in the conductive adhesive layer, those exemplified as the binder A used in the electrode active material layer can be used. Specifically, it is a dispersion type binder having a property of being dispersed in a solvent. Examples of the dispersion-type binder include polymer compounds such as fluorine-based polymers, diene-based polymers, acrylate-based polymers, polyimides, polyamides, polyurethane-based polymers, and fluorine-based polymers, diene-based polymers, or acrylates. Polymers are preferable, and diene polymers or acrylate polymers are more preferable in that the withstand voltage can be increased and the energy density of the electrochemical device can be increased.

本発明において、導電性接着剤層中の結着剤Bの含有量は、導電性粒子100重量部に対して、好ましくは0.5〜20重量部、より好ましくは1〜15重量部、特に好ましくは2〜10重量部である。   In the present invention, the content of the binder B in the conductive adhesive layer is preferably 0.5 to 20 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight, particularly 100 parts by weight of the conductive particles. Preferably it is 2-10 weight part.

(導電性粒子)
本発明に用いる導電性粒子としては、導電性を有する粒子であれば特に制限されないが、炭素粒子が好ましい。炭素粒子とは、炭素のみ、又は実質的に炭素のみからなる粒子である。炭素粒子の具体例としては、非局在化したπ電子の存在によって高い導電性を有する黒鉛(具体的には天然黒鉛、人造黒鉛など);黒鉛質の炭素微結晶が数層集まって乱層構造を形成した球状集合体であるカーボンブラック(具体的にはアセチレンブラック、ケッチェンブラック、その他のファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラックなど);炭素繊維やカーボンウィスカーなどが挙げられる。これらの中でも、導電性接着剤層の炭素粒子が高密度に充填し、電子移動抵抗を低減でき、さらに電気化学素子の内部抵抗を低減できる点で、黒鉛又はカーボンブラックが、特に好ましい。
(Conductive particles)
The conductive particles used in the present invention are not particularly limited as long as they are conductive particles, but carbon particles are preferable. A carbon particle is a particle | grains which consist only of carbon or substantially only carbon. Specific examples of carbon particles include graphite having high conductivity due to the presence of delocalized π electrons (specifically, natural graphite, artificial graphite, etc.); Carbon black (specifically, acetylene black, ketjen black, other furnace blacks, channel blacks, thermal lamp blacks, etc.) which is a spherical aggregate having a structure; carbon fibers, carbon whiskers and the like. Among these, graphite or carbon black is particularly preferable in that the carbon particles of the conductive adhesive layer can be filled at a high density, the electron transfer resistance can be reduced, and the internal resistance of the electrochemical element can be reduced.

炭素粒子は、上記で挙げたものを単独で用いてもよいが、二種類を組み合わせて用いることが特に好ましい。具体的な組み合わせとしては、黒鉛とカーボンブラック、黒鉛と炭素繊維、黒鉛とカーボンウィスカー、カーボンブラックと炭素繊維、カーボンブラックとカーボンウィスカーなどが挙げられ、黒鉛とカーボンブラック、黒鉛と炭素繊維、カーボンブラックと炭素繊維の組み合わせが好ましく、黒鉛とカーボンブラック、黒鉛と炭素繊維の組み合わせが特に好ましい。炭素粒子を上記組み合わせで用いると、導電性接着剤層の炭素粒子が高密度に充填するため、電子移動抵抗が低減され、電気化学素子の内部抵抗が低減する。   As the carbon particles, those mentioned above may be used alone, but it is particularly preferable to use two types in combination. Specific combinations include graphite and carbon black, graphite and carbon fiber, graphite and carbon whisker, carbon black and carbon fiber, carbon black and carbon whisker, graphite and carbon black, graphite and carbon fiber, and carbon black. A combination of graphite and carbon fiber is preferable, and a combination of graphite and carbon black and graphite and carbon fiber is particularly preferable. When carbon particles are used in the above combination, the carbon particles of the conductive adhesive layer are filled with high density, so that the electron transfer resistance is reduced and the internal resistance of the electrochemical device is reduced.

炭素粒子の電気抵抗率は、好ましくは0.0001〜1Ω・cmであり、より好ましくは0.0005〜0.5Ω・cm、特に好ましくは0.001〜0.1Ω・cmである。炭素粒子の電気抵抗率がこの範囲にあると、導電性接着剤層の電子移動抵抗を低減し、内部抵抗を低減することができる。ここで、電気抵抗率は、粉体抵抗測定システム(MCP−PD51型;ダイアインスツルメンツ社製)を用いて、炭素粒子に圧力をかけ続けながら抵抗値を測定し、圧力に対して収束した抵抗値R(Ω)と、圧縮された炭素粒子層の面積S(cm)と厚みd(cm)から電気抵抗率ρ(Ω・cm)=R×(S/d)を算出する。 The electrical resistivity of the carbon particles is preferably 0.0001 to 1 Ω · cm, more preferably 0.0005 to 0.5 Ω · cm, and particularly preferably 0.001 to 0.1 Ω · cm. When the electrical resistivity of the carbon particles is within this range, the electron transfer resistance of the conductive adhesive layer can be reduced and the internal resistance can be reduced. Here, the electrical resistivity is measured by using a powder resistance measurement system (MCP-PD51 type; manufactured by Dia Instruments Co., Ltd.) while measuring the resistance value while applying pressure to the carbon particles, and the resistance value converged with respect to the pressure. The electrical resistivity ρ (Ω · cm) = R × (S / d) is calculated from R (Ω), the area S (cm 2 ) and the thickness d (cm) of the compressed carbon particle layer.

炭素粒子の体積平均粒子径は、好ましくは0.01〜20μm、より好ましくは0.05〜15μm、特に好ましくは0.1〜10μmである。炭素粒子の体積平均粒子径がこの範囲であると、導電性接着剤層の炭素粒子が高密度に充填するため、電子移動抵抗が低減され、電気化学素子の内部抵抗が低減する。ここで体積平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布測定装置(SALD−3100;島津製作所製)にて測定し、算出される体積平均粒子径である。   The volume average particle diameter of the carbon particles is preferably 0.01 to 20 μm, more preferably 0.05 to 15 μm, and particularly preferably 0.1 to 10 μm. When the volume average particle diameter of the carbon particles is within this range, the carbon particles of the conductive adhesive layer are filled with high density, so that the electron transfer resistance is reduced and the internal resistance of the electrochemical device is reduced. Here, the volume average particle diameter is a volume average particle diameter calculated by measuring with a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-3100; manufactured by Shimadzu Corporation).

本発明において、導電性接着剤層に好適に用いる炭素粒子の体積平均粒子径分布はマルチモーダルであることが好ましい。ここで、マルチモーダルとは、粒径に対して、当該粒径を有する粒子の存在頻度をプロットした際に、複数のピークが出現する状態である。炭素粒子の体積平均粒子径分布は、好ましくは2つのピークを有するバイモーダルである。具体的には、炭素粒子が、体積平均粒子径が0.01μm以上1μm未満、、好ましくは0.1μm以上0.5μm以下である炭素粒子(a)と体積平均粒子径が1μm以上10μm以下、好ましくは1μm以上5μm以下である炭素粒子(b)とを含むものであることが好ましい。炭素粒子の体積平均粒子径分布がバイモーダルであると、導電性接着剤層の炭素粒子が高密度に充填するため、電子移動抵抗が低減され、内部抵抗が低減する。ここで体積平均粒子径分布は、レーザー回折式粒度分布測定装置(SALD−3100;島津製作所製)にて測定し、算出される体積平均粒子径分布である。   In the present invention, the volume average particle size distribution of the carbon particles suitably used for the conductive adhesive layer is preferably multimodal. Here, multimodal is a state in which a plurality of peaks appear when the existence frequency of particles having the particle size is plotted against the particle size. The volume average particle size distribution of the carbon particles is preferably bimodal having two peaks. Specifically, the carbon particles (a) having a volume average particle diameter of 0.01 μm or more and less than 1 μm, preferably 0.1 μm or more and 0.5 μm or less, and a volume average particle diameter of 1 μm or more and 10 μm or less, Preferably, it contains carbon particles (b) having a size of 1 μm or more and 5 μm or less. When the volume average particle size distribution of the carbon particles is bimodal, the carbon particles of the conductive adhesive layer are filled with high density, so that the electron transfer resistance is reduced and the internal resistance is reduced. Here, the volume average particle size distribution is a volume average particle size distribution calculated by measuring with a laser diffraction particle size distribution analyzer (SALD-3100; manufactured by Shimadzu Corporation).

本発明に好適に用いる二種類の炭素粒子(a)と炭素粒子(b)との重量比は、(a)/(b)の比で0.05〜1であり、0.1〜0.8が好ましく、0.2〜0.5が特に好ましい。二種類の炭素粒子の重量比がこの範囲であると、導電性接着剤層の炭素粒子が高密度に充填するため、電子移動抵抗が低減され、電気化学素子の内部抵抗が低減する。   The weight ratio of the two types of carbon particles (a) and carbon particles (b) suitably used in the present invention is 0.05 to 1 in the ratio (a) / (b), and is 0.1 to 0.00. 8 is preferable, and 0.2 to 0.5 is particularly preferable. When the weight ratio of the two types of carbon particles is within this range, the carbon particles of the conductive adhesive layer are filled with high density, so that the electron transfer resistance is reduced and the internal resistance of the electrochemical device is reduced.

導電性接着剤層には、導電性粒子及び結着剤Bの他に、これらを均一に分散するための分散剤を含んでいてもよい。分散剤としては、電極活物質層で例示した分散剤を用いることができる。中でも、セルロース誘導体が好ましく、カルボキシメチルセルロースの塩がより好ましく、カルボキシメチルセルロースのアンモニウム塩やナトリウム塩が特に好ましい。   In addition to the conductive particles and the binder B, the conductive adhesive layer may contain a dispersant for uniformly dispersing them. As the dispersant, the dispersant exemplified in the electrode active material layer can be used. Among them, cellulose derivatives are preferable, carboxymethyl cellulose salts are more preferable, and ammonium salts and sodium salts of carboxymethyl cellulose are particularly preferable.

これらの分散剤の使用量は、本発明の効果を損なわない範囲で用いることができ、格別な限定はないが、導電性粒子100重量部に対して、好ましくは0.1〜15重量部、より好ましくは0.5〜10重量部、特に好ましくは0.8〜5重量部の範囲である。   The amount of these dispersants can be used within a range that does not impair the effects of the present invention, and is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 15 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the conductive particles, More preferably, it is 0.5-10 weight part, Most preferably, it is the range of 0.8-5 weight part.

導電性接着剤層の厚みは、通常は0.01〜20μm、好ましくは0.1〜10μm、特に好ましくは1〜5μmである。導電性接着剤層の厚みが前記範囲であることにより、良好な接着性が得られ、かつ電子移動抵抗を低減することができる。   The thickness of the conductive adhesive layer is usually 0.01 to 20 μm, preferably 0.1 to 10 μm, and particularly preferably 1 to 5 μm. When the thickness of the conductive adhesive layer is within the above range, good adhesiveness can be obtained and the electron transfer resistance can be reduced.

<支持体付電極活物質シートの製造方法>
本発明の支持体付電極活物質シートの製造方法は、支持体表面上に、電極活物質及び結着剤Aを含有してなる電極活物質層を形成する工程、並びに電極活物質層上に、結着剤B及び導電性粒子を含有してなる導電性接着剤層を形成する工程を含む。
<Method for Producing Electrode Active Material Sheet with Support>
The method for producing an electrode active material sheet with a support of the present invention comprises a step of forming an electrode active material layer containing an electrode active material and a binder A on the surface of the support, and an electrode active material layer. And a step of forming a conductive adhesive layer containing the binder B and conductive particles.

(電極活物質層の形成方法)
本発明の支持体付電極活物質シートの製造方法では、まず、支持体表面上に、電極活物質及び結着剤Aを含有してなる電極活物質層を形成する。
電極活物質層を形成する方法としては、(1)結着剤A、電極活物質及び他の成分を混練してなる電極組成物をシート成形し、得られたシート状電極組成物を、支持体上に積層する方法、(2)結着剤A、電極活物質及び他の成分を含んでなるスラリー状の電極組成物を調製し、これを支持体上に塗布し、乾燥する方法;(3)結着剤A、電極活物質および他の成分を含んでなる複合粒子を調製し、これを支持体表面上にシート成形、必要に応じてロールプレスし得る方法などが挙げられる。中でも、支持体表面上に電極活物質層を均一形成できる点で前記(2)の方法が好ましい。
(Method for forming electrode active material layer)
In the method for producing an electrode active material sheet with a support of the present invention, first, an electrode active material layer containing an electrode active material and a binder A is formed on the support surface.
As a method for forming the electrode active material layer, (1) an electrode composition obtained by kneading the binder A, the electrode active material and other components is formed into a sheet, and the obtained sheet-like electrode composition is supported. A method of laminating on a body, (2) a method of preparing a slurry-like electrode composition comprising a binder A, an electrode active material and other components, applying this on a support, and drying; 3) A method in which a composite particle comprising a binder A, an electrode active material and other components is prepared, and this is formed into a sheet on the surface of the support, and roll-pressed as necessary can be mentioned. Especially, the method of said (2) is preferable at the point which can form an electrode active material layer uniformly on the support body surface.

前記(2)の方法で電極活物質層を形成する場合において用いるスラリー状の電極組成物は、電極活物質層を構成する材料、具体的には、電極活物質、結着剤A、その他必要に応じ加えられる添加剤と、分散媒とを含む。
電極活物質及び結着剤Aとしては、前記電極活物質層で例示したものを用いる。
その他必要に応じ加えられる添加剤としては、導電剤、分散剤、界面活性剤、分散媒以外の有機溶剤が挙げられる。導電剤、分散剤、界面活性剤としては、前記電極活物質層で例示したものを用いる。
The slurry-like electrode composition used when the electrode active material layer is formed by the method (2) is a material constituting the electrode active material layer, specifically, the electrode active material, the binder A, and other necessary And an additive that is added according to the above and a dispersion medium.
As the electrode active material and the binder A, those exemplified in the electrode active material layer are used.
Other additives that may be added as necessary include conductive agents, dispersants, surfactants, and organic solvents other than the dispersion medium. As the conductive agent, dispersant, and surfactant, those exemplified for the electrode active material layer are used.

分散媒としては、水、N−メチル−2−ピロリドン、テトラヒドロフラン、トルエンなどが挙げられるが、スラリー状の電極形成材料の乾燥の容易さと環境への負荷に優れる点から水が好ましい。   Examples of the dispersion medium include water, N-methyl-2-pyrrolidone, tetrahydrofuran, toluene, and the like, and water is preferable from the viewpoint of easy drying of the slurry-like electrode forming material and excellent environmental load.

本発明の支持体付電極活物質シートの製造方法においては、分散媒以外の有機溶剤を使用することで、スラリーの塗工性が向上する。また、特に沸点(常圧)が50〜150℃の有機溶剤を使用すると、水系スラリーを塗布して形成した電極活物質層を乾燥する際に、水の揮発とともに同時に有機溶剤が揮発するため、乾燥工程を簡素化できる。また、乾燥後の電極活物質層に有機溶剤が残存することもなく、電極の耐久性が向上する。有機溶剤としては、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのアルキルエステル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類などが挙げられ、好ましくはアルコール類、アルキルエステル類が挙げられ、電気化学素子の耐久性に優れる点でアルコール類が特に好ましい。   In the method for producing an electrode active material sheet with a support of the present invention, the coating property of the slurry is improved by using an organic solvent other than the dispersion medium. In particular, when an organic solvent having a boiling point (normal pressure) of 50 to 150 ° C. is used, the organic solvent volatilizes simultaneously with volatilization of water when the electrode active material layer formed by applying the aqueous slurry is dried. The drying process can be simplified. Further, the organic solvent does not remain in the dried electrode active material layer, and the durability of the electrode is improved. Specific examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, alkyl esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, preferably alcohols and alkyl esters. Alcohols are particularly preferable in view of excellent durability of the electrochemical element.

有機溶剤を使用する場合、その配合量は、電極活物質100重量部に対して、0.5〜20重量部の範囲であり、1.0〜10重量部が好ましく、2.0〜5重量部が特に好ましい。有機溶剤の配合量がこの範囲であると、得られる電気化学素子の耐久性に優れる。   When using an organic solvent, the compounding quantity is the range of 0.5-20 weight part with respect to 100 weight part of electrode active materials, 1.0-10 weight part is preferable, 2.0-5 weight Part is particularly preferred. When the blending amount of the organic solvent is within this range, the resulting electrochemical element is excellent in durability.

また、上記の界面活性剤と有機溶剤とを併用することが特に好ましい。界面活性剤と有機溶剤とを併用することにより、スラリー状の電極組成物の表面張力をより低下させ、生産性が向上する。この場合、界面活性剤と有機溶剤との合計量は、電極活物質100重量部に対して、0.5〜20重量部の範囲であり、1.0〜10重量部が好ましく、2.0〜5重量部が特に好ましい。   Further, it is particularly preferable to use the above surfactant and an organic solvent in combination. By using the surfactant and the organic solvent in combination, the surface tension of the slurry-like electrode composition is further reduced, and the productivity is improved. In this case, the total amount of the surfactant and the organic solvent is in the range of 0.5 to 20 parts by weight, preferably 1.0 to 10 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the electrode active material. ˜5 parts by weight is particularly preferred.

スラリー状の電極組成物は、電極活物質及び結着剤A、並びに、必要に応じ添加される導電剤、分散剤、界面活性剤、分散媒以外の有機溶剤を、分散媒中で混練することにより製造することができる。   The slurry-like electrode composition is prepared by kneading an electrode active material, a binder A, and a conductive agent, a dispersant, a surfactant, and an organic solvent other than the dispersion medium, if necessary, in the dispersion medium. Can be manufactured.

スラリー状の電極組成物の製造方法としては、分散媒および前記の各成分を、混合機を用いて混合して製造できる。混合機としては、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、およびホバートミキサーなどを用いることができる。また、電極活物質と必要に応じて加えられる導電剤とを擂潰機、プラネタリーミキサー、ヘンシェルミキサー、およびオムニミキサーなどの混合機を用いて先ず混合し、次いでバインダーを添加して均一に混合する方法も好ましい。この方法を採ることにより、容易に均一なスラリーを得ることができる。   As a manufacturing method of a slurry-like electrode composition, it can manufacture by mixing a dispersion medium and each said component using a mixer. As the mixer, a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a pulverizer, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, a Hobart mixer, and the like can be used. Also, the electrode active material and the conductive agent added as necessary are first mixed using a mixer such as a crusher, a planetary mixer, a Henschel mixer, and an omni mixer, and then a binder is added and mixed uniformly. The method of doing is also preferable. By adopting this method, a uniform slurry can be easily obtained.

本発明に使用されるスラリーの粘度は、塗工機の種類や塗工ラインの形状によっても異なるが、通常100〜100,000mPa・s、好ましくは、1,000〜50,000mPa・s、より好ましくは5,000〜20,000mPa・sである。   The viscosity of the slurry used in the present invention varies depending on the type of coating machine and the shape of the coating line, but is usually 100 to 100,000 mPa · s, preferably 1,000 to 50,000 mPa · s. Preferably, it is 5,000 to 20,000 mPa · s.

スラリー状の電極組成物の支持体表面上への塗布方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。スラリーの塗布厚は、目的とする電極活物質層の厚みに応じて適宜に設定される。   The method for applying the slurry-like electrode composition onto the support surface is not particularly limited. Examples thereof include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method. The coating thickness of the slurry is appropriately set according to the thickness of the target electrode active material layer.

電極活物質層を形成する方法として、前記(2)の方法、すなわち、スラリー状の電極組成物を支持体表面上に塗布し、乾燥させる方法を採用する場合における具体的な例を図1に示す。図1では、アンワインダー10に支持体1の巻収体を取り付け、アンワインダー10から支持体1を送り出し、支持体1の粗面化された面に塗工機3からスラリー状の電極組成物を吐出し、支持体1の粗面化された面上に塗工層を形成する。なお、図では形成された電極活物質層については図示していない。次いで、表面に塗工層が形成された支持体を乾燥機4に導入し、塗工層を乾燥し、電極活物質層を形成する。その後、電極活物質層を形成した支持体(支持体付電極活物質シート)をワインダー11により巻き取り、支持体付電極活物質シートの巻収体を得る。   As a method for forming the electrode active material layer, a specific example in the case of adopting the method of (2), that is, a method of applying a slurry-like electrode composition on the surface of a support and drying it is shown in FIG. Show. In FIG. 1, the winding body of the support body 1 is attached to the unwinder 10, the support body 1 is sent out from the unwinder 10, and the slurry-like electrode composition is applied from the coating machine 3 to the roughened surface of the support body 1. And a coating layer is formed on the roughened surface of the support 1. In the figure, the formed electrode active material layer is not shown. Next, the support having the coating layer formed on the surface is introduced into the dryer 4, and the coating layer is dried to form an electrode active material layer. Thereafter, the support (electrode active material sheet with support) on which the electrode active material layer is formed is wound up by the winder 11 to obtain a wound body of the electrode active material sheet with support.

支持体表面上に塗布したスラリー状電極組成物の乾燥温度と乾燥時間は、支持体上に塗布したスラリー状の電極組成物が十分に乾燥でき、使用している材料も酸化や溶解されず乾燥することができれば、特に限定されない。
乾燥温度は、通常50〜200℃、好ましくは80〜150℃、より好ましくは100〜130℃である。この範囲に乾燥温度を設定しておくことで使用している材料が酸化や溶解されずに乾燥することができる。
乾燥時間は、支持体やスラリー状電極組成物の種類、塗工速度や乾燥炉の長さに応じて、適宜設定される。
The drying temperature and drying time of the slurry-like electrode composition coated on the surface of the support are sufficient to dry the slurry-like electrode composition coated on the support, and the materials used are dried without being oxidized or dissolved. If it can do, it will not be specifically limited.
A drying temperature is 50-200 degreeC normally, Preferably it is 80-150 degreeC, More preferably, it is 100-130 degreeC. By setting the drying temperature within this range, the material used can be dried without being oxidized or dissolved.
The drying time is appropriately set according to the type of the support or the slurry-like electrode composition, the coating speed, and the length of the drying furnace.

(導電性接着剤層の形成方法)
本発明の支持体付電極活物質シートの製造方法では、上記支持体表面上に形成した電極活物質層上に、結着剤B及び導電性粒子を含有してなる導電性接着剤層を形成する。
導電性接着剤層の形成方法としては、(i)結着剤B、導電性粒子及び他の成分を混練してなる導電性接着剤組成物をシート成形し、得られたシート状電極組成物を、電極活物質層上に積層する方法、(ii)結着剤B、導電性粒子及び他の成分を含んでなるスラリー状の導電性接着剤組成物を調製し、これを電極活物質層上に塗布し、乾燥する方法;(iii)結着剤B、導電性粒子および他の成分を含んでなる複合粒子を調製し、これを電極活物質層上にシート成形、必要に応じてロールプレスする方法;(iv)剥離フィルム上に、結着剤B、導電性粒子及び他の成分を含んでなるスラリー状の導電性接着剤組成物を塗布・乾燥して導電性接着剤層を形成し、これを電極活物質層上に転写する方法;(v)結着剤B、導電性粒子および他の成分を含んでなる複合粒子を調製し、これを剥離フィルム上にシート成形、必要に応じてロールプレスして導電性接着剤層を形成し、これを電極活物質層上に転写する方法などが挙げられる。中でも、電極活物質層表面上に導電性接着剤層を均一形成できる点での点で、前記(ii)の方法が好ましい。
(Method for forming conductive adhesive layer)
In the method for producing an electrode active material sheet with a support of the present invention, a conductive adhesive layer containing a binder B and conductive particles is formed on the electrode active material layer formed on the support surface. To do.
As a method for forming the conductive adhesive layer, (i) a conductive adhesive composition obtained by kneading the binder B, conductive particles and other components is formed into a sheet, and the resulting sheet-like electrode composition is obtained. And (ii) preparing a slurry-like conductive adhesive composition comprising binder B, conductive particles and other components, and forming the electrode active material layer on the electrode active material layer. (Iii) A composite particle comprising binder B, conductive particles and other components is prepared, and this is formed into a sheet on the electrode active material layer, and optionally rolled. (Iv) A conductive adhesive layer is formed by applying and drying a slurry-like conductive adhesive composition containing binder B, conductive particles and other components on a release film. And (v) a binder B, conductive particles, and a method of transferring this onto the electrode active material layer; A composite particle comprising the above components is prepared, formed into a sheet on a release film, and roll-pressed as necessary to form a conductive adhesive layer, which is then transferred onto the electrode active material layer, etc. Is mentioned. Among these, the method (ii) is preferable in that the conductive adhesive layer can be uniformly formed on the surface of the electrode active material layer.

前記(ii)の方法で導電性接着剤層を形成する場合において用いるスラリー状の導電性接着剤組成物は、導電性接着剤層を構成する材料、具体的には、結着剤B、導電性粒子、その他必要に応じ加えられる添加剤と、分散媒とを含む。
結着剤B及び導電性粒子としては、前記導電性接着剤層で例示したものを用いる。
その他必要に応じ加えられる添加剤としては、分散剤、界面活性剤、分散媒以外の有機溶剤が挙げられる。分散剤、界面活性剤としては、前記電極活物質層で例示したものを用いる。
The slurry-like conductive adhesive composition used in the case of forming the conductive adhesive layer by the method (ii) is a material constituting the conductive adhesive layer, specifically, binder B, conductive Particles, other additives that are added as necessary, and a dispersion medium.
As the binder B and the conductive particles, those exemplified for the conductive adhesive layer are used.
Other additives that may be added as necessary include dispersants, surfactants, and organic solvents other than the dispersion medium. As the dispersant and the surfactant, those exemplified in the electrode active material layer are used.

分散媒としては、水、N−メチル−2−ピロリドン、テトラヒドロフラン、トルエンなどが挙げられるが、スラリー状の電極形成材料の乾燥の容易さと環境への負荷に優れる点から水が好ましい。   Examples of the dispersion medium include water, N-methyl-2-pyrrolidone, tetrahydrofuran, toluene, and the like, and water is preferable from the viewpoint of easy drying of the slurry-like electrode forming material and excellent environmental load.

本発明の支持体付電極活物質シートの製造方法においては、分散媒以外の有機溶剤を使用することで、スラリーの塗工性が向上する。また、特に沸点(常圧)が50〜150℃の有機溶剤を使用すると、水系スラリーを塗布して形成した導電性接着剤層を乾燥する際に、水の揮発とともに同時に有機溶剤が揮発するため、乾燥工程を簡素化できる。また、乾燥後の導電性接着剤層に有機溶剤が残存することもなく、電極の耐久性が向上する。有機溶剤としては、具体的には、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどのアルコール類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのアルキルエステル類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類などが挙げられ、好ましくはアルコール類、アルキルエステル類が挙げられ、電気化学素子の耐久性に優れる点でアルコール類が特に好ましい。   In the method for producing an electrode active material sheet with a support of the present invention, the coating property of the slurry is improved by using an organic solvent other than the dispersion medium. In particular, when an organic solvent having a boiling point (normal pressure) of 50 to 150 ° C. is used, the organic solvent volatilizes simultaneously with the volatilization of water when the conductive adhesive layer formed by applying the aqueous slurry is dried. The drying process can be simplified. In addition, the organic solvent does not remain in the conductive adhesive layer after drying, and the durability of the electrode is improved. Specific examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, alkyl esters such as methyl acetate and ethyl acetate, and ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, preferably alcohols and alkyl esters. Alcohols are particularly preferable in view of excellent durability of the electrochemical element.

有機溶剤を使用する場合、その配合量は、導電性粒子100重量部に対して、0.5〜20重量部の範囲であり、1.0〜10重量部が好ましく、2.0〜5重量部が特に好ましい。有機溶剤の配合量がこの範囲であると、得られる電気化学素子の耐久性に優れる。   When using an organic solvent, the compounding quantity is 0.5-20 weight part with respect to 100 weight part of electroconductive particles, 1.0-10 weight part is preferable, 2.0-5 weight Part is particularly preferred. When the blending amount of the organic solvent is within this range, the resulting electrochemical element is excellent in durability.

また、上記の界面活性剤と有機溶剤とを併用することが特に好ましい。界面活性剤と有機溶剤とを併用することにより、スラリー状の導電性接着剤組成物の表面張力をより低下させ、生産性が向上する。この場合、界面活性剤と有機溶剤との合計量は、導電性粒子100重量部に対して、0.5〜20重量部の範囲であり、1.0〜10重量部が好ましく、2.0〜5重量部が特に好ましい。   Further, it is particularly preferable to use the above surfactant and an organic solvent in combination. By using the surfactant and the organic solvent in combination, the surface tension of the slurry-like conductive adhesive composition is further reduced, and the productivity is improved. In this case, the total amount of the surfactant and the organic solvent is in the range of 0.5 to 20 parts by weight, preferably 1.0 to 10 parts by weight, with respect to 100 parts by weight of the conductive particles. ˜5 parts by weight is particularly preferred.

スラリー状の導電性接着剤組成物は、結着剤B及び導電性粒子、並びに、必要に応じ添加される分散剤、界面活性剤、分散媒以外の有機溶剤を、分散媒中で混練することにより製造することができる。   The slurry-like conductive adhesive composition is prepared by kneading binder B and conductive particles, and an organic solvent other than a dispersant, a surfactant, and a dispersion medium added as necessary in the dispersion medium. Can be manufactured.

スラリー状の導電性接着剤組成物の製造方法としては、分散媒および前記の各成分を、混合機を用いて混合して製造できる。混合機としては、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー、およびホバートミキサーなどを用いることができる。また、電極活物質と必要に応じて加えられる導電剤とを擂潰機、プラネタリーミキサー、ヘンシェルミキサー、およびオムニミキサーなどの混合機を用いて先ず混合し、次いでバインダーを添加して均一に混合する方法も好ましい。この方法を採ることにより、容易に均一なスラリーを得ることができる。   As a manufacturing method of a slurry-like electroconductive adhesive composition, a dispersion medium and each said component can be mixed and manufactured using a mixer. As the mixer, a ball mill, a sand mill, a pigment disperser, a pulverizer, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a planetary mixer, a Hobart mixer, and the like can be used. Also, the electrode active material and the conductive agent added as necessary are first mixed using a mixer such as a crusher, a planetary mixer, a Henschel mixer, and an omni mixer, and then a binder is added and mixed uniformly. The method of doing is also preferable. By adopting this method, a uniform slurry can be easily obtained.

本発明に使用されるスラリー状の導電性接着剤組成物の粘度は、塗工機の種類や塗工ラインの形状によっても異なるが、通常100〜100,000mPa・s、好ましくは、1,000〜50,000mPa・s、より好ましくは5,000〜20,000mPa・sである。   The viscosity of the slurry-like conductive adhesive composition used in the present invention varies depending on the type of coating machine and the shape of the coating line, but is usually 100 to 100,000 mPa · s, preferably 1,000. 50,000 mPa · s, more preferably 5,000 to 20,000 mPa · s.

スラリー状の導電性接着剤組成物の電極活物質層上への塗布方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。スラリーの塗布厚は、目的とする導電性接着剤層の厚みに応じて適宜に設定される。   The method for applying the slurry-like conductive adhesive composition onto the electrode active material layer is not particularly limited. Examples thereof include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method. The application thickness of the slurry is appropriately set according to the thickness of the target conductive adhesive layer.

<電気化学素子用電極の製造方法>
本発明の電気化学素子用電極の製造方法は、支持体付電極活物質シートを集電体へ貼り合わせる工程、及び、集電体へ貼り合わせた支持体付電極活物質シートから支持体を分離する工程を含む。
<Method for producing electrode for electrochemical device>
The method for producing an electrode for an electrochemical device of the present invention includes a step of bonding an electrode active material sheet with a support to a current collector, and separating the support from the electrode active material sheet with a support bonded to the current collector The process of carrying out.

(支持体付電極活物質シートを集電体へ貼り合わせる工程)
本発明の電気化学素子用電極の製造方法では、支持体付電極活物質シートを集電体へ貼り合わせる。
(Process of bonding the electrode active material sheet with support to the current collector)
In the method for producing an electrode for an electrochemical element of the present invention, an electrode active material sheet with a support is bonded to a current collector.

(集電体)
集電体は、電極活物質層から電流を取り出すために使用するものであり、集電体を構成する材料の種類は、例えば、金属、炭素、導電性高分子等を用いることができ、好適には金属が用いられる。例えば電池やキャパシタなどの用途で提案されている種々の材質を用いることができ、正極用集電体にはアルミニウム、ステンレス等、負極用集電体にはステンレス、銅、ニッケル等をそれぞれ好適に用いることができる。また、集電体は貫通孔を有しない構造であってもよいが、本発明の方法は、特に貫通孔を有する集電体(以下、「孔開き集電体」と記すことがある。)上への電極活物質層の形成に適している。したがって、集電体は、例えばエキスパンドメタル、パンチングメタル、金属網、発泡体、エッチングにより貫通孔を付与したエッヂング箔、あるいはエンボスロールを用いて突起付与および貫通孔を付与された突起付き集電体等が好ましく用いられる。
(Current collector)
The current collector is used for taking out an electric current from the electrode active material layer, and the type of material constituting the current collector can be, for example, metal, carbon, conductive polymer, etc. For this, metal is used. For example, various materials proposed for applications such as batteries and capacitors can be used. The positive electrode current collector is preferably aluminum, stainless steel, and the negative electrode current collector is preferably stainless steel, copper, nickel, etc. Can be used. The current collector may have a structure having no through-hole, but the method of the present invention particularly has a current collector having a through-hole (hereinafter, sometimes referred to as “perforated current collector”). Suitable for forming an electrode active material layer on top. Therefore, the current collector is, for example, an expanded metal, a punching metal, a metal net, a foam, an etching foil provided with through holes by etching, or a current collector with protrusions provided with protrusions and through holes using an embossing roll. Etc. are preferably used.

本発明の電気化学素子用電極の製造方法において、集電体として、孔開き集電体を用いる場合の孔開き集電体の開孔部の形状は特に限定はされず、開口率は好ましくは10%〜90%であり、さらに好ましくは20%〜60%、特に好ましくは40%〜60%の範囲にある。開口率は、孔開き集電体の平面観察により求められる。具体的には、孔開き集電体を平面観察し、単位面積当たりの貫通孔の面積を算出することで、開口率を決定する。   In the method for producing an electrode for an electrochemical device of the present invention, the shape of the aperture portion of the apertured current collector when the apertured current collector is used as the current collector is not particularly limited, and the aperture ratio is preferably It is 10% to 90%, more preferably 20% to 60%, and particularly preferably 40% to 60%. The aperture ratio is determined by planar observation of the perforated current collector. Specifically, the aperture ratio is determined by observing the perforated current collector in a plane and calculating the area of the through holes per unit area.

孔開き集電体の開口率を上記範囲とすることで、電気化学素子を作製した際のロット間の容量バラツキを抑えることができる。通常の開孔部を有さない集電体を用いた電気化学素子では、積層型の電気化学素子を作製した際に電極同士が向かい合わない非対向面ができると、その非対抗面からは静電容量は取り出せない。さらに電極の単位面積当たりの活物質量にバラツキが生じると、活物質量の重量から計算された静電容量に比べ、実際に取り出せる静電容量は少なくなることがあり、そのことが電気化学素子の劣化の要因にも繋がる。そのため、電気化学素子のロット間での容量バラツキが生じ、さらに電気化学素子の寿命を縮めることがある。これは電解質イオンの拡散は正負極の対抗面のみでしか起らないためである。しかし、孔開き集電体を用いることで、電解質イオンが集電体を通過し、拡散するため、電極が向かい合わない非対向面からも静電容量を取り出すことができる。さらに、電極の単位面積あたりの活物質量が異なっている電極を用いても、電極活物質の総重量さえ合わせれば、容易にキャパシタセル内で容量バランスを取ることができるため、電気化学素子のロット間での容量バラツキを抑えられる。さらに、セル内での電荷の偏りが生じないため、電気化学素子の寿命を延ばすことができる。   By setting the aperture ratio of the perforated current collector within the above range, it is possible to suppress the capacity variation between lots when the electrochemical device is manufactured. In an electrochemical element using a current collector that does not have a normal aperture, if a non-facing surface is formed where the electrodes do not face each other when a stacked electrochemical element is produced, the non-facing surface is static. The electric capacity cannot be taken out. Furthermore, if the amount of active material per unit area of the electrode varies, the actual capacitance that can be taken out may be smaller than the capacitance calculated from the weight of the active material. It also leads to deterioration factors. For this reason, capacity variation occurs between lots of electrochemical elements, and the lifetime of the electrochemical elements may be further shortened. This is because the diffusion of electrolyte ions occurs only on the opposing surface of the positive and negative electrodes. However, by using a perforated current collector, electrolyte ions pass through the current collector and diffuse, so that the capacitance can be taken out from the non-facing surface where the electrodes do not face each other. Furthermore, even when using electrodes with different amounts of active material per unit area of the electrode, as long as the total weight of the electrode active material is matched, capacity balance can be easily achieved in the capacitor cell. Capacity variation between lots can be suppressed. In addition, since there is no charge bias in the cell, the lifetime of the electrochemical element can be extended.

また、負極活物質にリチウムを担持させるのに、集電体の開口率が高すぎる場合には、担持させるのに要する時間が短く、リチウムの担持むらも生じにくいが、集電体の強度は低下し、皺や切れが発生しやすい。また、貫通孔に活物質等を保持させることが困難となり、活物質等の脱落、電極の切れ等により、電極製造時に歩留まりが低下する等の問題が生じる。   In addition, when the aperture ratio of the current collector is too high to support lithium on the negative electrode active material, the time required to support it is short, and unevenness of lithium support is unlikely to occur, but the strength of the current collector is It tends to drop and become wrinkled and cut. In addition, it becomes difficult to hold the active material or the like in the through-hole, and problems such as a decrease in yield during electrode manufacturing occur due to falling off of the active material or the like, or breakage of the electrode.

一方、開口率が低すぎる場合には、負極活物質にリチウムを担持させるのに要する時間が長くなり生産効率の低下およびセル特性のバラツキ増大などの問題が発生するが、集電体の強度は高くなり、活物質の脱落も起こりにくいため電極の歩留まりは高くなる。集電体の開口率や孔径は、電池の構造(積層タイプや捲回タイプなど) や生産性を考慮し、上述の範囲で適宜選定することが望ましい。   On the other hand, when the aperture ratio is too low, the time required to support lithium on the negative electrode active material becomes long and problems such as a decrease in production efficiency and an increase in variation in cell characteristics occur, but the strength of the current collector is The electrode yield is increased because the active material is less likely to fall off. The aperture ratio and the hole diameter of the current collector are desirably selected as appropriate within the above-mentioned ranges in consideration of the battery structure (stacked type, wound type, etc.) and productivity.

集電体は帯状であり、厚さは特に限定されないが厚さ5〜50μmが好適であり、さらには厚さ10〜40μmが好適である。また、幅も特に限定されないが約100〜1000mm、さらには約200〜500mmが好適である。   The current collector is strip-shaped, and the thickness is not particularly limited, but is preferably 5 to 50 μm, and more preferably 10 to 40 μm. The width is not particularly limited, but is preferably about 100 to 1000 mm, more preferably about 200 to 500 mm.

本発明の電気化学素子用電極の製造方法では、支持体付電極活物質シートの導電性接着剤層を集電体に圧着することにより貼り合わせる。
支持体付電極活物質シートを集電体に圧着する際の線圧は、支持体の面の形状を損なわない程度であれば、特に制限されないが、通常50〜2,000kN/m、好ましくは100〜1,000kN/m、特に好ましくは200〜500kN/mである。圧着の際の線圧がこの範囲であると、集電体に電極活物質層及び導電性接着剤層を均一に貼り合わせることができ、電極強度に優れる。
In the manufacturing method of the electrode for electrochemical elements of this invention, it bonds together by crimping | bonding the electroconductive adhesive layer of the electrode active material sheet with a support body to a collector.
The linear pressure when the electrode active material sheet with support is pressure-bonded to the current collector is not particularly limited as long as the shape of the surface of the support is not impaired, but is usually 50 to 2,000 kN / m, preferably 100 to 1,000 kN / m, particularly preferably 200 to 500 kN / m. When the linear pressure during crimping is within this range, the electrode active material layer and the conductive adhesive layer can be uniformly bonded to the current collector, and the electrode strength is excellent.

本発明の電気化学素子用電極の製造方法において、圧着と同時に熱を加え(熱プレス)てもよい。熱プレス法としては、具体的には、バッチ式熱プレス、連続式熱ロールプレスなどが挙げられ、生産性が高められる連続式熱ロールプレスが好ましい。熱プレスの温度は、特に制限されないが、通常50〜200℃、好ましくは70〜150℃である。熱プレスの温度がこの範囲であると、集電体に電極活物質層及び導電性接着剤層を均一に貼り合わせることができ、電極強度に優れる。   In the method for producing an electrode for an electrochemical element of the present invention, heat may be applied simultaneously with pressure bonding (hot pressing). Specific examples of the hot press method include a batch hot press and a continuous hot roll press, and a continuous hot roll press capable of improving productivity is preferable. The temperature of the hot press is not particularly limited, but is usually 50 to 200 ° C, preferably 70 to 150 ° C. When the temperature of the hot press is within this range, the electrode active material layer and the conductive adhesive layer can be uniformly bonded to the current collector, and the electrode strength is excellent.

本発明の電気化学素子用電極の製造方法において、支持体付電極活物質シートの集電体への圧着は、スラリー状の導電性接着剤組成物の塗工後直ちに行ってもよいが、塗工した導電性接着剤組成物を乾燥させた後に集電体に圧着することが特に好ましい。塗工した導電性接着剤組成物を乾燥することで、導電性接着剤層の層厚が一定となり、また強度が向上するため、集電体への圧着が容易になる。また、乾燥後に集電体に圧着するため、集電体上の必要な箇所にのみ電極活物質層及び導電性接着剤層を形成することができる。さらに集電体に圧着後、支持体を分離する際に、電極活物質層の一部が支持体に残着することも防止できる。   In the method for producing an electrode for an electrochemical element of the present invention, the electrode active material sheet with a support may be pressure-bonded to the current collector immediately after the application of the slurry-like conductive adhesive composition. It is particularly preferred that the processed conductive adhesive composition is dried and then pressure-bonded to the current collector. By drying the coated conductive adhesive composition, the layer thickness of the conductive adhesive layer becomes constant and the strength is improved, so that the pressure bonding to the current collector is facilitated. Moreover, since it crimps | bonds to a collector after drying, an electrode active material layer and a conductive adhesive layer can be formed only in the required location on a collector. Further, when the support is separated after being crimped to the current collector, part of the electrode active material layer can be prevented from remaining on the support.

乾燥方法としては例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。中でも、遠赤外線の照射による乾燥法が好ましい。本発明における乾燥温度と乾燥時間は、集電体に塗布したスラリー中の溶媒を完全に除去できる温度と時間が好ましく、乾燥温度としては100〜300℃、好ましくは120〜250℃である。乾燥時間としては、通常1分〜60分間、好ましくは5分〜30分間である。   Examples of the drying method include drying by warm air, hot air, low-humidity air, vacuum drying, and drying by irradiation with (far) infrared rays or electron beams. Among these, a drying method by irradiation with far infrared rays is preferable. The drying temperature and drying time in the present invention are preferably a temperature and a time at which the solvent in the slurry applied to the current collector can be completely removed, and the drying temperature is 100 to 300 ° C, preferably 120 to 250 ° C. The drying time is usually 1 minute to 60 minutes, preferably 5 minutes to 30 minutes.

本発明の電気化学素子用電極の製造方法では、集電体に貼り合わせた支持体付電極活物質シートから支持体を分離する。
集電体に圧着された支持体付電極活物質シートから支持体を分離する方法は、特に制限されず、例えば、電極活物質層及び導電性接着剤層付集電体と、支持体とを別々のロールに捲回することにより、容易に分離することができる。
In the method for producing an electrode for an electrochemical element of the present invention, the support is separated from the electrode active material sheet with the support bonded to the current collector.
The method for separating the support from the electrode active material sheet with the support pressure-bonded to the current collector is not particularly limited. For example, the current collector with the electrode active material layer and the conductive adhesive layer, and the support are combined. It can be easily separated by winding on separate rolls.

本発明の電気化学素子用電極の製造方法について、具体的な態様を図2に示す。なお、図では電極活物質層及び導電性接着剤層は図示していない。図2では、支持体付電極活物質シートの巻収体をアンワインダー12に取り付け、支持体付電極活物質シートを送り出す。別に、集電体2の巻収体をアンワインダー14に取り付け、集電体を送り出す。次いで、支持体付電極活物質シートと集電体2とを加熱機構を備えたラミネーター16に導入し、熱プレスを行い、集電体2に支持体付電極活物質シートを圧着する。次いで、集電体に圧着された支持体付電極活物質シートから支持体を分離し、分離された支持体をワインダー13で巻き取り、また電極活物質層及び導電性接着剤層が転写された集電体2をワインダー15により巻き取り、電極活物質層及び導電性接着剤層付集電体の巻収体が得られる。   A specific embodiment of the method for producing an electrode for an electrochemical element of the present invention is shown in FIG. In the figure, the electrode active material layer and the conductive adhesive layer are not shown. In FIG. 2, the wound body of the electrode active material sheet with a support is attached to the unwinder 12, and the electrode active material sheet with a support is sent out. Separately, the current collector 2 is attached to the unwinder 14 and the current collector is sent out. Next, the electrode active material sheet with support and the current collector 2 are introduced into a laminator 16 equipped with a heating mechanism, and hot pressing is performed, and the electrode active material sheet with support is pressure bonded to the current collector 2. Next, the support was separated from the electrode active material sheet with support pressed onto the current collector, the separated support was wound up by the winder 13, and the electrode active material layer and the conductive adhesive layer were transferred. The current collector 2 is wound up by a winder 15 to obtain a current collector with an electrode active material layer and a conductive adhesive layer.

また、電極活物質層及び導電性接着剤層を形成した集電体のもう一方の面に、同様に、支持体付電極活物質シートを用いて電極活物質層及び導電性接着剤層を転写して、集電体の両面に電極活物質層及び導電性接着剤層を形成した電気化学素子用電極を製造することもできる。さらに、図2に示したように、集電体の両面に上記方法により同時に電極活物質層及び導電性接着剤層を形成してもよい。   Similarly, the electrode active material layer and the conductive adhesive layer are transferred to the other surface of the current collector on which the electrode active material layer and the conductive adhesive layer are formed using the electrode active material sheet with a support. Thus, an electrode for an electrochemical device in which an electrode active material layer and a conductive adhesive layer are formed on both surfaces of the current collector can also be produced. Furthermore, as shown in FIG. 2, an electrode active material layer and a conductive adhesive layer may be simultaneously formed on both sides of the current collector by the above method.

<電気化学素子>
本発明の電気化学素子は、本発明の製造方法で得られる電気化学素子用電極を備える。電気化学素子としては、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタなどが挙げられるが、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタが好適で、より好ましくはハイブリッドキャパシタである。以下、本発明の製造方法で得られる電気化学素子用電極を電気二重層キャパシタ用電極やハイブリッドキャパシタ用電極に用いた場合について説明する。
<Electrochemical element>
The electrochemical device of the present invention includes an electrode for an electrochemical device obtained by the production method of the present invention. Examples of the electrochemical element include a lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, and a hybrid capacitor. An electric double layer capacitor and a hybrid capacitor are preferable, and a hybrid capacitor is more preferable. Hereinafter, the case where the electrode for electrochemical elements obtained by the manufacturing method of the present invention is used for an electrode for an electric double layer capacitor or an electrode for a hybrid capacitor will be described.

電気二重層キャパシタは、電気二重層キャパシタは、電極、セパレータおよび電解液で構成され、前記電極として、本発明の電気化学素子用電極を用いる。
ハイブリッドキャパシタは、正極、負極、セパレータおよび電解液で構成され、前記正極又は負極として、本発明の製造方法で得られた電気化学素子用電極を用いる。前記リチウムイオンキャパシタにおいては、正極及び負極が、本発明の製造方法で得られた電気化学素子用電極であることが好ましい。
The electric double layer capacitor is composed of an electrode, a separator and an electrolytic solution, and the electrode for an electrochemical element of the present invention is used as the electrode.
The hybrid capacitor is composed of a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution, and an electrode for an electrochemical element obtained by the production method of the present invention is used as the positive electrode or the negative electrode. In the lithium ion capacitor, the positive electrode and the negative electrode are preferably electrodes for electrochemical devices obtained by the production method of the present invention.

セパレータは、電極の間を絶縁でき、陽イオンおよび陰イオンを通過させることができるものであれば特に限定されない。具体的には、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン、レーヨン、アラミドもしくはガラス繊維製の微孔膜または不織布、一般に電解コンデンサ紙と呼ばれるパルプを主原料とする多孔質膜などを用いることができる。セパレータは、上記一対の電極活物質層が対向するように、電極の間に配置され、素子が得られる。セパレータの厚みは、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常は1〜100μm、好ましくは10〜80μm、より好ましくは20〜60μmである。   The separator is not particularly limited as long as it can insulate between the electrodes and allow a cation and an anion to pass therethrough. Specifically, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, microporous membranes or non-woven fabrics made of rayon, aramid or glass fiber, and porous membranes mainly made of pulp called electrolytic capacitor paper can be used. The separator is disposed between the electrodes so that the pair of electrode active material layers face each other, and an element is obtained. Although the thickness of a separator is suitably selected according to a use purpose, it is 1-100 micrometers normally, Preferably it is 10-80 micrometers, More preferably, it is 20-60 micrometers.

電解液は、通常、電解質と溶媒で構成される。電解質は、カチオン性であってもよく、アニオン性であってもよい。カチオン性電解質としては、以下に示すような(1)イミダゾリウム、(2)第四級アンモニウム、(3)第四級ホスホニウム、(4)リチウム等を用いることができる。   The electrolytic solution is usually composed of an electrolyte and a solvent. The electrolyte may be cationic or anionic. As the cationic electrolyte, (1) imidazolium, (2) quaternary ammonium, (3) quaternary phosphonium, (4) lithium and the like as shown below can be used.

(1)イミダゾリウム
1,3−ジメチルイミダゾリウム、1−エチル−3−メチルイミダゾリウム、1,3−ジエチルイミダゾリウム、1,2,3−トリメチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラメチルイミダゾリウム、1,3,4−トリメチル−エチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2,4−ジエチルイミダゾリウム、1,2−ジメチル−3,4−ジエチルイミダゾリウム、1−メチル−2,3,4−トリエチルメチルイミダゾリウム、1,2,3,4−テトラエチルイミダゾリウム、1,3−ジメチル−2−エチルイミダゾリウム、1−エチル−2,3−ジメチルイミダゾリウム、1,2,3−トリエチルイミダゾリウム等
(2)第四級アンモニウム
テトラメチルアンモニウム、エチルトリメチルアンモニウム、ジエチルジメチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、トリメチルプロピルアンモニウム等のテトラアルキルアンモニウム等
(3)第四級ホスホニウム
テトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テトラブチルホスホニウム、メチルトリエチルホスホニウム、メチルトリブチルホスホニウム、ジメチルジエチルホスホニウム等
(4)リチウム
(1) Imidazolium 1,3-Dimethylimidazolium, 1-ethyl-3-methylimidazolium, 1,3-diethylimidazolium, 1,2,3-trimethylimidazolium, 1,2,3,4-tetra Methylimidazolium, 1,3,4-trimethyl-ethylimidazolium, 1,3-dimethyl-2,4-diethylimidazolium, 1,2-dimethyl-3,4-diethylimidazolium, 1-methyl-2, 3,4-triethylmethylimidazolium, 1,2,3,4-tetraethylimidazolium, 1,3-dimethyl-2-ethylimidazolium, 1-ethyl-2,3-dimethylimidazolium, 1,2,3 -Triethylimidazolium, etc. (2) Quaternary ammonium tetramethylammonium, ethyltrimethylammonium, diethyl Tetraalkylammonium such as methylammonium, triethylmethylammonium, tetraethylammonium, trimethylpropylammonium, etc. (3) Quaternary phosphonium Tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, tetrabutylphosphonium, methyltriethylphosphonium, methyltributylphosphonium, dimethyldiethylphosphonium 4) Lithium

また、アニオン性電解質としては、PF 、BF 、AsF 、SbF 、N(RfSO2−、C(RfSO3−、RfSO (Rfはそれぞれ炭素数1〜12のフルオロアルキル基)、F、ClO 、AlCl 、AlF 等を用いることができる。これらの電解質は単独または二種類以上として使用することができる。 In addition, examples of the anionic electrolyte include PF 6 , BF 4 , AsF 6 , SbF 6 , N (RfSO 3 ) 2− , C (RfSO 3 ) 3− , RfSO 3 (Rf is 1 carbon number, respectively). ˜12 fluoroalkyl groups), F , ClO 4 , AlCl 4 , AlF 4 − and the like. These electrolytes can be used alone or in combination of two or more.

電解液の溶媒は、一般に電解液の溶媒として用いられるものであれば特に限定されない。具体的には、プロピレンカーボート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどのカーボネート類;γ−ブチロラクトンなどのラクトン類;スルホラン類;アセトニトリルなどのニトリル類;が挙げられる。これらは単独または二種以上の混合溶媒として使用することができる。中でも、カーボネート類が好ましい。   The solvent of the electrolytic solution is not particularly limited as long as it is generally used as a solvent for the electrolytic solution. Specifically, carbonates such as propylene car boat, ethylene carbonate and butylene carbonate; lactones such as γ-butyrolactone; sulfolanes; nitriles such as acetonitrile; These can be used alone or as a mixed solvent of two or more. Of these, carbonates are preferred.

上記の素子に電解液を含浸させて、電気二重層キャパシタやハイブリッドキャパシタが得られる。具体的には、キャパシタ素子を必要に応じ捲回、積層または折るなどして容器に入れ、容器に電解液を注入して封口して製造できる。また、素子に予め電解液を含浸させたものを容器に収納してもよい。容器としては、コイン型、円筒型、角型などの公知のものをいずれも用いることができる。   An electric double layer capacitor or a hybrid capacitor can be obtained by impregnating the above element with an electrolytic solution. Specifically, the capacitor element can be manufactured by winding, stacking, or folding into a container as necessary, and pouring the electrolyte into the container and sealing it. Further, a device in which an element is previously impregnated with an electrolytic solution may be stored in a container. Any known container such as a coin shape, a cylindrical shape, or a square shape can be used as the container.

以下、実施例および比較例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例における部および%は、特に断りのない限り重量基準である。実施例および比較例における各特性は、下記の方法に従い測定する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example demonstrate this invention further more concretely, this invention is not limited to these Examples. In the examples and comparative examples, “part” and “%” are based on weight unless otherwise specified. Each characteristic in an Example and a comparative example is measured in accordance with the following method.

(支持体の粗面化された面の算術平均粗さ(Ra)の測定)
JIS B 0601−2001をもとに測定する。支持表面の算術平均粗さ(Ra)は、キーエンス(株)社製ナノスケールハイブリッド顕微鏡(VN−8010)を用いて、粗さ曲線を描き、下式の算出法により求める。Lは測定長さ、xは平均線から測定曲線までの偏差である。
(Measurement of arithmetic average roughness (Ra) of the roughened surface of the support)
Measured based on JIS B 0601-2001. The arithmetic average roughness (Ra) of the support surface is obtained by drawing a roughness curve using a nano-scale hybrid microscope (VN-8010) manufactured by Keyence Corporation, and calculating by the following formula. L is the measurement length, and x is the deviation from the average line to the measurement curve.

Figure 0005293539
Figure 0005293539

(支持体の離型処理面の水との接触角)
支持体の離型処理面に純水2μLを滴下し、静的接触角を測定し、θ/2法により支持体表面の水との接触角を算出する。
(Contact angle of the release surface of the support with water)
2 μL of pure water is dropped on the release treatment surface of the support, the static contact angle is measured, and the contact angle with water on the support surface is calculated by the θ / 2 method.

(電極活物質層の転写率)
支持体の重量と支持体付電極活物質シートの重量から転写前の電極活物質層の重量を算出する。次いで、支持体付電極活物質シートを集電体に熱プレス後、支持体を剥離し、電極活物質層を集電体に転写する。そして、転写後に支持体上に残着した電極活物質層の重量を測定し、転写率を以下の式より算出する。
転写率(%)=(転写前の支持体上の電極活物質層の重量−転写後に支持体上に残着した電極活物質層の重量)/(転写前の電極活物質層の重量)×100
なお、上式において、転写前の支持体上の電極活物質層の重量、転写後に支持体上に残着した電極活物質層の重量は、以下の式により求められる。
転写前の支持体上の電極活物質層重量=電極活物質層形成後の支持体重量−電極活物質層形成前の支持体重量
転写後に支持体上に残着した電極活物質層の重量=転写後の支持体重量−電極活物質層形成前の支持体重量
(Transfer rate of electrode active material layer)
The weight of the electrode active material layer before transfer is calculated from the weight of the support and the weight of the electrode active material sheet with the support. Next, the support-attached electrode active material sheet is hot pressed onto the current collector, and then the support is peeled off, and the electrode active material layer is transferred to the current collector. Then, the weight of the electrode active material layer remaining on the support after the transfer is measured, and the transfer rate is calculated from the following equation.
Transfer rate (%) = (weight of electrode active material layer on support before transfer−weight of electrode active material layer remaining on support after transfer) / (weight of electrode active material layer before transfer) × 100
In the above equation, the weight of the electrode active material layer on the support before transfer and the weight of the electrode active material layer remaining on the support after transfer are obtained by the following equations.
Weight of electrode active material layer on support before transfer = weight of support after formation of electrode active material layer−weight of support before formation of electrode active material layer Weight of electrode active material layer remaining on support after transfer = Support weight after transfer-Support weight before electrode active material layer formation

(電極活物質層の厚み精度)
電極活物質層の厚み精度は、集電体の両面に電極活物質層を形成した後に、渦電流式変位センサ(センサヘッド部EX−110V、アンプユニット部EX−V02:キーエンス社製)を用いて測定する。長手方向2cm間隔、幅方向5cm間隔で各電極活物質層の厚さを測定し、それらの平均値を電極活物質層の厚さとし、厚み精度(厚さの変動係数)を算出する。
(Thickness accuracy of electrode active material layer)
The thickness accuracy of the electrode active material layer is determined by using an eddy current displacement sensor (sensor head part EX-110V, amplifier unit part EX-V02: manufactured by Keyence Corporation) after forming the electrode active material layer on both sides of the current collector. To measure. The thickness of each electrode active material layer is measured at intervals of 2 cm in the longitudinal direction and at an interval of 5 cm in the width direction, and the average value thereof is taken as the thickness of the electrode active material layer, and thickness accuracy (thickness variation coefficient) is calculated.

(電気二重層キャパシタの電気特性)
電気二重層キャパシタの電気特性は、電気二重層キャパシタの充放電試験により求める。充電電流は、電極の単位面積あたりの電流値が3.3mA/cmとなる電流値を用いて行い、電圧が2.7Vに達したら、その電圧を保って定電圧充電とし、充電電流の電流値が0.165mA/cmまで低下した時点で充電を完了する。次いで、充電終了直後に定電流放電を充電時に用いたのと同様な電流値で0Vに達するまで行う。静電容量は放電時の電力量からエネルギー換算法を用いて算出する。
(Electrical characteristics of electric double layer capacitor)
The electrical characteristics of the electric double layer capacitor are determined by a charge / discharge test of the electric double layer capacitor. Charging current is performed using a current value at which the current value per unit area of the electrode is 3.3 mA / cm 2, and when the voltage reaches 2.7 V, the voltage is maintained and constant voltage charging is performed. Charging is completed when the current value drops to 0.165 mA / cm 2 . Then, immediately after the end of charging, constant current discharging is performed until the voltage reaches 0 V at a current value similar to that used during charging. The capacitance is calculated from the amount of electric power at the time of discharge using an energy conversion method.

次に、この静電容量を用いて、電気二重層キャパシタの充放電速度が一定になるように5mA/Fの定電流で充電を開始し、定電流充電と定電圧充電の充電時間を合わせて20分間行った時点で充電完了とし、次いで、充電終了直後に定電流放電を充電時に用いたのと同様な電流値で0Vに達するまで行う。
内部抵抗は、放電開始から所定時間までの電圧データの最小二乗法による近似曲線の外挿からもとめた放電開始時電圧降下量を放電電流値で除した値とし、体積当たりの抵抗率、すなわち体積抵抗率として表す。但し、所定時間は全放電時間の10%とする。体積抵抗率が小さいほど、出力密度に優れることを示す。
静電容量は放電時の電力量からエネルギー換算法を用いて算出し、電気二重層キャパシタに使用している電極活物質層の体積当たりの静電容量、すなわち静電容量密度として算出する。静電容量密度が大きいほど、エネルギー密度に優れることを示す。
Next, using this capacitance, charging is started at a constant current of 5 mA / F so that the charging / discharging speed of the electric double layer capacitor is constant, and the charging times of constant current charging and constant voltage charging are matched. When the charging is completed for 20 minutes, the charging is completed. Then, immediately after the charging is completed, constant current discharging is performed until the voltage reaches 0 V at a current value similar to that used for charging.
The internal resistance is a value obtained by dividing the amount of voltage drop at the start of discharge from the extrapolation of the approximate curve by the least square method of the voltage data from the start of discharge to the predetermined time divided by the discharge current value, and the resistivity per volume, that is, the volume Expressed as resistivity. However, the predetermined time is 10% of the total discharge time. It shows that it is excellent in power density, so that volume resistivity is small.
The capacitance is calculated from the amount of electric power during discharge using an energy conversion method, and is calculated as the capacitance per volume of the electrode active material layer used in the electric double layer capacitor, that is, the capacitance density. It shows that it is excellent in energy density, so that an electrostatic capacitance density is large.

(ハイブリッドキャパシタの電気特性)
ハイブリッドキャパシタの電気特性は、ハイブリッドキャパシタの充放電試験により求める。充電電流は、電極の単位面積あたりの電流値が3.3mA/cmとなる電流値を用いて行い、電圧が3.8Vに達したら、その電圧を保って定電圧充電とし、充電電流の電流値が0.165mA/cmまで低下した時点で充電を完了する。次いで、充電終了直後に定電流放電を充電時に用いたのと同様な電流値で2.1Vに達するまで行う。静電容量は放電時の電力量からエネルギー換算法を用いて算出する。
(Electric characteristics of hybrid capacitor)
The electrical characteristics of the hybrid capacitor are determined by a charge / discharge test of the hybrid capacitor. The charging current is performed using a current value at which the current value per unit area of the electrode is 3.3 mA / cm 2. When the voltage reaches 3.8 V, the voltage is maintained and constant voltage charging is performed. Charging is completed when the current value drops to 0.165 mA / cm 2 . Next, immediately after the end of charging, constant current discharging is performed until the voltage reaches 2.1 V at a current value similar to that used during charging. The capacitance is calculated from the amount of electric power at the time of discharge using an energy conversion method.

次に、この静電容量を用いて、ハイブリッドキャパシタの充放電速度が一定になるように5mA/Fの定電流で充電を開始し、定電流充電と定電圧充電の充電時間を合わせて20分間行った時点で充電完了とし、次いで、充電終了直後に定電流放電を充電時に用いたのと同様な電流値で2.1Vに達するまで行う。
内部抵抗は、放電開始から所定時間までの電圧データの最小二乗法による近似曲線の外挿からもとめた放電開始時電圧降下量を放電電流値で除した値とし、体積当たりの抵抗率、すなわち体積抵抗率として表す。但し、所定時間は全放電時間の10%とする。体積抵抗率が小さいほど、出力密度に優れることを示す。
静電容量は放電時の電力量からエネルギー換算法を用いて算出し、ハイブリッドキャパシタに使用している電極活物質層の体積当たりの静電容量、すなわち静電容量密度として算出する。静電容量密度が大きいほど、エネルギー密度に優れることを示す。
Next, using this capacitance, charging is started at a constant current of 5 mA / F so that the charging / discharging speed of the hybrid capacitor is constant, and the charging time of constant current charging and constant voltage charging is combined for 20 minutes. The charging is completed when the charging is performed, and then constant current discharging is performed immediately after the charging is completed until the voltage reaches 2.1 V at a current value similar to that used during charging.
The internal resistance is a value obtained by dividing the amount of voltage drop at the start of discharge from the extrapolation of the approximate curve by the least square method of voltage data from the start of discharge to the predetermined time divided by the discharge current value, and the resistivity per volume, that is, the volume Expressed as resistivity. However, the predetermined time is 10% of the total discharge time. It shows that it is excellent in power density, so that volume resistivity is small.
The capacitance is calculated from the amount of electric power at the time of discharge using an energy conversion method, and is calculated as the capacitance per volume of the electrode active material layer used in the hybrid capacitor, that is, the capacitance density. It shows that it is excellent in energy density, so that an electrostatic capacitance density is large.

<実施例1>
(スラリー状の電極組成物の製造)
エーテル化度が0.6で1%水溶液の粘度が30mPa・sであるカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩3.3部をイオン交換水213.2部に溶解し、導電性付与剤として体積平均粒径0.035μmのアセチレンブラック(デンカブラック粉状:電気化学工業社製)50部を添加し、プラネタリーミキサーを用いて混合分散して固形分濃度20%の導電性付与剤分散液を得る。
<Example 1>
(Production of slurry-like electrode composition)
Carboxymethylcellulose ammonium salt having a degree of etherification of 0.6 and a 1% aqueous solution having a viscosity of 30 mPa · s is dissolved in 213.2 parts of ion-exchanged water, and a volume average particle diameter of 0. 50 parts of 035 μm acetylene black (Denka black powder: manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) is added and mixed and dispersed using a planetary mixer to obtain a conductivity imparting agent dispersion having a solid content of 20%.

得られた導電性付与剤分散液26部、電極活物質として平均粒径5μmで比表面積が2000m/gの活性炭粉末100部、結着剤Aとしてアクリレート重合体の固形分濃度40%の水分散液7.5部、およびエーテル化度が0.6で1%水溶液の粘度が900mPa・sであるカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩1部に適当量の水を加え、プラネタリーミキサーを用いて混合分散し、粘度が5,000〜20,000mPa・sの間に入るスラリー状の電極組成物を得る。なお、結着剤Aとして用いるアクリレート重合体としては、アクリル酸2−エチルヘキシル76部、アクリロニトリル20部およびイタコン酸4部を乳化重合して得られる、数平均粒子径が0.2μmで、ガラス転移温度(Tg)が−20℃の共重合体を用いる。 26 parts of the resulting conductivity imparting agent dispersion, 100 parts of activated carbon powder having an average particle size of 5 μm and a specific surface area of 2000 m 2 / g as the electrode active material, and water having an acrylate polymer solid content concentration of 40% as the binder A An appropriate amount of water is added to 7.5 parts of the dispersion and 1 part of carboxymethyl cellulose ammonium salt having a degree of etherification of 0.6 and a 1% aqueous solution having a viscosity of 900 mPa · s, and mixed and dispersed using a planetary mixer. A slurry-like electrode composition having a viscosity of between 5,000 and 20,000 mPa · s is obtained. The acrylate polymer used as the binder A is obtained by emulsion polymerization of 76 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 20 parts of acrylonitrile and 4 parts of itaconic acid, and has a number average particle size of 0.2 μm and a glass transition. A copolymer having a temperature (Tg) of −20 ° C. is used.

(導電性接着剤の製造)
導電性粒子として体積平均粒径3.7μmの黒鉛(KS−6:ティムカル社製)80部及び体積平均粒径0.4μmのカーボンブラック(Super―P:ティムカル社製)20部、分散剤としてエーテル化度が0.6で1%水溶液の粘度が30mPa・sであるカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩4部、結着剤Bとしてアクリレート重合体の固形分濃度40%水分散液8部に水を261部加え、プラネタリーミキサーを用いて混合分散して固形分濃度30%のスラリー状の導電性接着剤組成物を得る。なお、結着剤Bとして用いるアクリレート重合体としては、アクリル酸2−エチルヘキシル76部、アクリロニトリル20部およびイタコン酸4部を乳化重合して得られる、数平均粒子径が0.2μmで、ガラス転移温度(Tg)が−20℃の共重合体を用いる。
(Manufacture of conductive adhesive)
As conductive particles, 80 parts of graphite having a volume average particle diameter of 3.7 μm (KS-6: manufactured by Timcal) and 20 parts of carbon black having a volume average particle diameter of 0.4 μm (Super-P: manufactured by Timcar), as a dispersant. 4 parts of carboxymethylcellulose ammonium salt having a degree of etherification of 0.6 and a viscosity of 1% aqueous solution of 30 mPa · s, 261 parts of water in 8 parts of aqueous dispersion of 40% solid content of acrylate polymer as binder B In addition, it is mixed and dispersed using a planetary mixer to obtain a slurry-like conductive adhesive composition having a solid content concentration of 30%. The acrylate polymer used as the binder B is obtained by emulsion polymerization of 76 parts of 2-ethylhexyl acrylate, 20 parts of acrylonitrile and 4 parts of itaconic acid, and has a number average particle size of 0.2 μm and a glass transition. A copolymer having a temperature (Tg) of −20 ° C. is used.

(支持体付き電極活物質シートの製造)
支持体として、表面粗さRaが0.14μmとなるようにマット材を練り込んで粗面化処理したPETフィルム(厚み75μm、引っ張り強度200MPa)を用いる。この支持体の表面粗さRaが0.14μmの面に、前記スラリー状の電極組成物をダイコーターを用いて8m/分の速度で塗工し、次いで乾燥炉で乾燥し支持体上に厚さ110μmの電極活物質層を形成する。さらに、この電極活物質層上に前記スラリー状の導電性接着剤組成物をダイコーターを用いて15m/分の速度で塗工し、次いで乾燥炉で乾燥し電極活物質層上に厚さ4μmの導電性接着剤層を形成し、これを巻き取ってロール状の支持体付電極活物質シートを得る。
(Manufacture of electrode active material sheet with support)
As a support, a PET film (thickness 75 μm, tensile strength 200 MPa) obtained by kneading a mat material so as to have a surface roughness Ra of 0.14 μm is used. The surface of the support having a surface roughness Ra of 0.14 μm was coated with the slurry-like electrode composition at a rate of 8 m / min using a die coater, then dried in a drying furnace and thickened on the support. An electrode active material layer having a thickness of 110 μm is formed. Further, the slurry-like conductive adhesive composition was applied onto the electrode active material layer at a speed of 15 m / min using a die coater, and then dried in a drying furnace to have a thickness of 4 μm on the electrode active material layer. The conductive adhesive layer is formed and wound up to obtain a roll-like electrode active material sheet with a support.

(電気化学素子用電極の製造)
上記で得られる支持体付電極活物質シートを、厚さ30μmのアルミニウム製パンチングメタル(開口率50%、福田金属箔粉工業社製)の片面に、6m/分の速度でラミネーター(温度:100℃、線圧300kN/m)を用いて貼り合わせ、最後に、支持体を剥離し、集電体の片面に導電性接着剤層及び電極活物質層を形成する。
集電体のもう一方の面に、支持体付電極活物質シートを上記と同様に貼り合わせて、集電体の両面に導電性接着剤層及び電極活物質層を有する両面電極を作製する。
なお、集電体への電極活物質層の転写率は98%である。得られる電極の電極活物質層の厚み精度は3%以内である。
(Manufacture of electrodes for electrochemical devices)
The electrode active material sheet with a support obtained above is laminated on one side of a 30 μm thick aluminum punching metal (opening ratio: 50%, manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd.) at a speed of 6 m / min (temperature: 100). Then, the support is peeled off, and a conductive adhesive layer and an electrode active material layer are formed on one surface of the current collector.
A support-attached electrode active material sheet is bonded to the other surface of the current collector in the same manner as described above to produce a double-sided electrode having a conductive adhesive layer and an electrode active material layer on both sides of the current collector.
The transfer rate of the electrode active material layer to the current collector is 98%. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 3%.

(測定用セルの作製)
上記で得られた電極を、導電性接着剤層と電極活物質層が形成されていない未塗工部を縦2cm×横2cmを残し、電極活物質層が縦5cm×横5cmになるように切り抜く。これに縦7cm×横1cm×厚み0.01cmのアルミからなるタブ材を未塗工部に超音波溶接する。これを2組用意し、200℃で20時間乾燥した後、2組の電極活物質層面を対向させ、縦6cm×横6cm、厚さ35μmのレーヨン系多孔膜からなるセパレータを挟む。これをラミネートフィルム内に収納し、空気が残らないように電解液を真空含浸させた後にラミネーターでラミネートフィルムを圧着し、密閉して電気二重層キャパシタを製造する。なお、電解液としては、プロピレンカーボネートにホウフッ化テトラエチルアンモニウムを1.0モル/Lの濃度で溶解させたものを用いる。また、加熱処理後の電極の保管およびキャパシタの組み立ては、露点温度−60℃のドライルームで行う。得られる電気二重層キャパシタの静電容量密度は14F/ccおよび体積抵抗率は470Ω・cmである。結果を表1に示す。
(Preparation of measurement cell)
In the electrode obtained above, the uncoated part where the conductive adhesive layer and the electrode active material layer are not formed is left 2 cm × 2 cm wide, and the electrode active material layer is 5 cm long × 5 cm wide. cut out. A tab material made of aluminum having a length of 7 cm, a width of 1 cm, and a thickness of 0.01 cm is ultrasonically welded to the uncoated portion. Two sets are prepared and dried at 200 ° C. for 20 hours. The two electrode active material layer surfaces are opposed to each other, and a separator made of a rayon-based porous film having a length of 6 cm × width of 6 cm and a thickness of 35 μm is sandwiched therebetween. This is housed in a laminate film, vacuum impregnated with an electrolyte so that no air remains, and then the laminate film is pressure-bonded with a laminator and sealed to produce an electric double layer capacitor. As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving tetraethylammonium borofluoride at a concentration of 1.0 mol / L in propylene carbonate is used. The storage of the electrode after heat treatment and the assembly of the capacitor are performed in a dry room having a dew point temperature of −60 ° C. The electric double layer capacitor obtained has a capacitance density of 14 F / cc and a volume resistivity of 470 Ω · cm. The results are shown in Table 1.

<実施例2>
支持体として、表面粗さRaが0.4μmとなるようにサンドブラストによる粗面化処理をしたPETフィルム(厚み75μm、引っ張り強度200MPa)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、支持体付電極活物質シート、電極及び電気二重層キャパシタを作製する。
なお、集電体への電極活物質層の転写率は99%である。得られる電極の電極活物質層の厚み精度は3%以内である。また、得られた電気二重層キャパシタの静電容量密度は14F/ccおよび体積抵抗率は500Ω・cmであった。結果を表1に示す。
<Example 2>
The support was carried out in the same manner as in Example 1 except that a PET film (thickness 75 μm, tensile strength 200 MPa) that was roughened by sandblasting so that the surface roughness Ra was 0.4 μm was used as the support. A body-attached electrode active material sheet, an electrode, and an electric double layer capacitor are produced.
The transfer rate of the electrode active material layer to the current collector is 99%. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 3%. The obtained electric double layer capacitor had a capacitance density of 14 F / cc and a volume resistivity of 500 Ω · cm. The results are shown in Table 1.

<実施例3>
支持体として、表面粗さRaが1.2μmとなるようにサンドブラストによる粗面化処理をし、かつシリコン樹脂の塗布・硬化により離型処理をしたPETフィルム(厚み75μm、引っ張り強度200MPa、離型処理面における水との接触角100°)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、支持体付電極活物質シート、電極及び電気二重層キャパシタを作製する。
なお、集電体への電極活物質層の転写率は94%である。得られる電極の電極活物質層の厚み精度は4%以内である。また、得られる電気二重層キャパシタの静電容量密度は14F/ccおよび体積抵抗率は540Ω・cmである。結果を表1に示す。
<Example 3>
As a support, a PET film (thickness 75 μm, tensile strength 200 MPa, mold release treatment, which has been subjected to a surface roughening treatment by sandblasting so that the surface roughness Ra becomes 1.2 μm, and is subjected to a release treatment by applying and curing a silicone resin. A support-attached electrode active material sheet, an electrode, and an electric double layer capacitor are produced in the same manner as in Example 1 except that the contact angle with water on the treated surface is 100 °.
The transfer rate of the electrode active material layer to the current collector is 94%. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 4%. The obtained electric double layer capacitor has a capacitance density of 14 F / cc and a volume resistivity of 540 Ω · cm. The results are shown in Table 1.

<実施例4>
支持体として、表面粗さRaが0.04μmのPETフィルム(厚み75μm)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、支持体付電極活物質シート、電極及び電気二重層キャパシタを作製する。
なお、集電体への電極活物質層の転写率は94%である。得られる電極の電極活物質層の厚み精度は4%以内である。また、得られる電気二重層キャパシタの静電容量密度は14F/ccおよび体積抵抗率は530Ω・cmである。結果を表1に示す。
<Example 4>
A support-supported electrode active material sheet, an electrode, and an electric double layer capacitor were prepared in the same manner as in Example 1 except that a PET film (thickness: 75 μm) having a surface roughness Ra of 0.04 μm was used as the support. To do.
The transfer rate of the electrode active material layer to the current collector is 94%. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 4%. The obtained electric double layer capacitor has a capacitance density of 14 F / cc and a volume resistivity of 530 Ω · cm. The results are shown in Table 1.

<実施例5>
支持体として、アルキド樹脂の塗布・硬化により剥離処理をした、表面粗さRaが0.04μmのPETフィルム(厚み75μm、離型処理面の水との接触角:97°)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、支持体付電極活物質シート、電極及び電気二重層キャパシタを作製する。
なお、集電体への電極活物質層の転写率は97%である。得られる電極の電極活物質層
の厚み精度は4%以内である。また、得られる電気二重層キャパシタの静電容量密度は14F/ccおよび体積抵抗率は510Ω・cmである。結果を表1に示す。
<Example 5>
Other than using a PET film with a surface roughness Ra of 0.04 μm (thickness 75 μm, contact angle with water on the release treatment surface: 97 °) that has been peeled off by applying and curing an alkyd resin as a support. In the same manner as in Example 1, an electrode active material sheet with a support, an electrode, and an electric double layer capacitor are produced.
The transfer rate of the electrode active material layer to the current collector is 97%. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 4%. The obtained electric double layer capacitor has a capacitance density of 14 F / cc and a volume resistivity of 510 Ω · cm. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
厚さ30μmのアルミニウム製パンチングメタルの両面に、実施例1で得られるスラリー状の導電性接着剤組成物を、ロールコーターを用いて、2m/分の速度で塗工し、次いで乾燥炉で乾燥し、集電体の両面に厚さ4μmの導電性接着剤層を形成する。
さらに、この導電性接着剤層上に、実施例1で得られるスラリー状の電極組成物を、ダイコーターを用いて、5m/分の速度で塗工し、次いで乾燥炉で乾燥し、導電性接着剤層上に厚さ110μmの電極活物質層を形成する。これを、もう一方の導電性接着剤層上にも行い、電気化学素子用電極を得る。得られる電極の電極活物質層の厚み精度は5%以内である。
電気化学素子用電極として、上記電気化学素子用電極を用いた他は、実施例1と同様にして、電気二重層キャパシタを作製する。
得られる電気二重層キャパシタの静電容量密度は14F/ccおよび体積抵抗率は520Ω・cmである。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
The slurry-like conductive adhesive composition obtained in Example 1 was applied to both sides of an aluminum punching metal having a thickness of 30 μm at a speed of 2 m / min using a roll coater, and then dried in a drying furnace. Then, a conductive adhesive layer having a thickness of 4 μm is formed on both sides of the current collector.
Furthermore, on this conductive adhesive layer, the slurry-like electrode composition obtained in Example 1 was applied at a speed of 5 m / min using a die coater, and then dried in a drying furnace to obtain a conductive property. An electrode active material layer having a thickness of 110 μm is formed on the adhesive layer. This is also performed on the other conductive adhesive layer to obtain an electrode for an electrochemical element. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 5%.
An electric double layer capacitor is produced in the same manner as in Example 1 except that the electrode for electrochemical element is used as the electrode for electrochemical element.
The electric double layer capacitor obtained has a capacitance density of 14 F / cc and a volume resistivity of 520 Ω · cm. The results are shown in Table 1.

<実施例6>
(ハイブリッドキャパシタ用正極電極の製造)
実施例1と同様にして、厚さ30μmのアルミニウム製パンチングメタル(開口率50%、福田金属箔粉工業社製)の両面に導電性接着剤層及び電極活物質層を有する両面電極を作製する。これをハイブリッドキャパシタ用電極の正極電極として使用する。
<Example 6>
(Manufacture of positive electrode for hybrid capacitor)
In the same manner as in Example 1, a double-sided electrode having a conductive adhesive layer and an electrode active material layer on both sides of an aluminum punching metal (opening ratio 50%, manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd.) having a thickness of 30 μm is prepared. . This is used as the positive electrode of the hybrid capacitor electrode.

(ハイブリッドキャパシタ用負極の製造)
体積平均粒子径2.7μmの黒鉛(KS‐4、ティムカル社製)100部、ジエン系重合体の固形分濃度40%の水分散液を固形分相当で2部およびエーテル化度が0.6で1%水溶液の粘度が900mPa・sであるカルボキシメチルセルロースアンモニウム塩を固形分相当で2部に適当量の水を加え、プラネタリーミキサーを用いて混合分散し、粘度が5,000〜20,000mPa・sの間に入るスラリー状の負極用電極組成物を得る。なお、ジエン系重合体としては、スチレン46.5部、ブタジエン50部、メタクリル酸3部およびアクリル酸0.5部を乳化重合して得られる、Tgが−20℃、数平均粒子径が0.25μmの共重合体を用いる。
(Manufacture of negative electrode for hybrid capacitor)
100 parts of graphite (KS-4, manufactured by Timcal) having a volume average particle size of 2.7 μm, 2 parts of an aqueous dispersion of a diene polymer having a solid content concentration of 40%, and the degree of etherification is 0.6. A 1% aqueous solution having a viscosity of 900 mPa · s is added to 2 parts of carboxymethylcellulose ammonium salt corresponding to the solid content, and mixed and dispersed using a planetary mixer, and the viscosity is 5,000 to 20,000 mPas. A slurry-like electrode composition for negative electrode that falls between s is obtained. The diene polymer is obtained by emulsion polymerization of 46.5 parts of styrene, 50 parts of butadiene, 3 parts of methacrylic acid, and 0.5 part of acrylic acid, Tg is −20 ° C., and the number average particle diameter is 0. A 25 μm copolymer is used.

支持体として、表面粗さRaが0.4μmとなるようにサンドブラストによる粗面化処理をしたPETフィルム(厚み75μm、引っ張り強度200MPa)を用いて、前記スラリー状の負極用電極組成物をダイコーターを用いて12m/minの速度で塗工し、次いで乾燥炉で乾燥し、厚さ50μmの電極活物質層を有する支持体付電極活物質シートを作製し、これを巻き取ってロール状の支持体付電極活物質シートを得る。巻き取った支持体付電極活物質シートを厚さ20μmの銅製パンチングメタル(開口率50%、福田金属箔粉工業社製)の両面に12m/minの速度でラミネーター(温度:100℃、線圧300kN/m)を用いて貼り合わせ、最後に、支持体を剥離し、片面厚さ25μmの電極活物質層を有する両面電極を作製する。この両面電極をハイブリッドキャパシタ用電極の負極電極として使用する。
集電体への電極活物質層の転写率は97%である。得られる電極の電極活物質層の厚み精度は3%以内である。
A PET film (thickness: 75 μm, tensile strength: 200 MPa) that has been roughened by sandblasting so that the surface roughness Ra is 0.4 μm is used as a support, and the slurry-like electrode composition for negative electrode is die coater. The electrode active material sheet with a support having an electrode active material layer having a thickness of 50 μm is prepared by winding at a rate of 12 m / min using a substrate and then dried in a drying furnace. A body-attached electrode active material sheet is obtained. A wound electrode active material sheet is wound on a laminator (temperature: 100 ° C., linear pressure) at a speed of 12 m / min on both sides of a 20 μm-thick copper punching metal (opening ratio: 50%, manufactured by Fukuda Metal Foil Co., Ltd.). 300 kN / m), and finally the support is peeled off to produce a double-sided electrode having an electrode active material layer with a single-sided thickness of 25 μm. This double-sided electrode is used as the negative electrode of the hybrid capacitor electrode.
The transfer rate of the electrode active material layer to the current collector is 97%. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 3%.

(測定用セルの作製)
上記で得られた正極電極、負極電極、それぞれを、導電性接着剤層と電極活物質層が形成されていない未塗工部を縦2cm×横2cmを残し、電極活物質層が形成されている部分を縦5cm×横5cmになるように切り抜く。正極は、これに縦7cm×横1cm×厚み0.01cmのアルミからなるタブ材を未塗工部に超音波溶接して測定用電極を作製する。負極は、これに縦7cm×横1cm×厚み0.01cmのニッケルからなるタブ材を未塗工部に超音波溶接して測定用電極を作製する。測定用電極は、正極10組、負極11組を用意し、160℃で40分間乾燥した。セパレータとして厚さ35μmのセルロース/レーヨン混合不織布を用いて、正極集電体、負極集電体の端子溶接部がそれぞれ反対側になるよう配置し、正極、負極の対向面が20層になるように、また積層した電極の最外部の電極が負極となるように積層する。最上部と最下部はセパレータを配置させて4辺をテープ留めし、正極集電体の端子溶接部(10枚)、負極集電体の端子溶接部(11枚)をそれぞれ超音波溶接する。
(Preparation of measurement cell)
Each of the positive electrode and the negative electrode obtained above is formed by leaving an uncoated part where the conductive adhesive layer and the electrode active material layer are not formed, and leaving an electrode active material layer of 2 cm in length and 2 cm in width. Cut out the part to be 5cm long x 5cm wide. The positive electrode is ultrasonically welded to the uncoated portion with a tab material made of aluminum having a length of 7 cm, a width of 1 cm, and a thickness of 0.01 cm, thereby producing a measurement electrode. The negative electrode is ultrasonically welded to the uncoated portion with a tab material made of nickel having a length of 7 cm, a width of 1 cm, and a thickness of 0.01 cm, thereby producing a measurement electrode. As measurement electrodes, 10 sets of positive electrodes and 11 sets of negative electrodes were prepared and dried at 160 ° C. for 40 minutes. Using a cellulose / rayon mixed nonwoven fabric having a thickness of 35 μm as a separator, the terminal welds of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are arranged on opposite sides, and the opposing surfaces of the positive electrode and the negative electrode are 20 layers. In addition, lamination is performed so that the outermost electrode of the laminated electrodes becomes a negative electrode. The uppermost part and the lowermost part are provided with separators, and four sides are taped, and the terminal welded part (10 sheets) of the positive electrode current collector and the terminal welded part (11 sheets) of the negative electrode current collector are ultrasonically welded.

リチウム極として、リチウム金属箔(厚み82μm、縦5cm×横5cm)を厚さ80μmのステンレス網に圧着したものを用い、該リチウム極を最外部の負極と完全に対向するように積層した電極の上部および下部に各1枚配置する。尚、リチウム極集電体の端子溶接部(2枚)は負極端子溶接部に抵抗溶接する。   As a lithium electrode, a lithium metal foil (thickness 82 μm, length 5 cm × width 5 cm) bonded to an 80 μm-thick stainless steel mesh is used, and the lithium electrode is laminated so as to completely face the outermost negative electrode One sheet is placed at the top and one at the bottom. The terminal welding part (two sheets) of the lithium electrode current collector is resistance-welded to the negative electrode terminal welding part.

上記リチウム箔を最上部と最下部に配置した積層体を深絞り下外装フィルムの内部へ設置し、外装ラミネートフィルムで覆い三辺を融着後、電解液としてエチレンカーボネート、ジエチルカーボネートおよびプロピレンカーボネートを重量比で3:4:1とした混合溶媒に、1モル/リットルの濃度にLiPF6を溶解した溶液を真空含浸させた後、残り一辺を融着させ、フィルム型キャパシタを作製する。また、得られるハイブリッドキャパシタの容量密度は40F/ccおよび体積抵抗率は30Ω・cmである。結果を表2に示す。 Laminate with the lithium foil placed at the top and bottom is placed inside the deep-drawn lower exterior film, covered with the exterior laminate film and fused on the three sides, and then ethylene carbonate, diethyl carbonate and propylene carbonate are used as the electrolyte. A solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / liter is vacuum impregnated in a mixed solvent having a weight ratio of 3: 4: 1, and then the remaining one side is fused to produce a film type capacitor. The obtained hybrid capacitor has a capacitance density of 40 F / cc and a volume resistivity of 30 Ω · cm. The results are shown in Table 2.

(比較例2)
(ハイブリッドキャパシタ用正極電極の製造)
比較例1と同様にして、厚さ30μmのアルミニウム製パンチングメタル(開口率50%、福田金属箔粉工業社製)の両面に導電性接着剤層及び電極活物質層を有する両面電極を作製する。これをハイブリッドキャパシタ用電極の正極電極として使用する。
(Comparative Example 2)
(Manufacture of positive electrode for hybrid capacitor)
In the same manner as in Comparative Example 1, a double-sided electrode having a conductive adhesive layer and an electrode active material layer on both sides of an aluminum punching metal (opening ratio 50%, manufactured by Fukuda Metal Foil Powder Industry Co., Ltd.) having a thickness of 30 μm is prepared. . This is used as the positive electrode of the hybrid capacitor electrode.

(ハイブリッドキャパシタ用負極電極の製造)
厚さ20μmの銅製パンチングメタルの両面に、実施例6で得られるスラリー状の電極組成物を、ロールコーターを用いて、2m/分の速度で塗工し、次いで乾燥炉で乾燥し、集電体の両面に片面厚さ25μmの電極活物質層を有する両面電極を作製する。この両面電極をハイブリッドイオンキャパシタ用電極の負極電極として使用する。得られる電極の電極活物質層の厚み精度は4%以内である。
(Manufacture of negative electrode for hybrid capacitors)
The slurry-like electrode composition obtained in Example 6 was applied to both sides of a copper punched metal having a thickness of 20 μm at a speed of 2 m / min using a roll coater, and then dried in a drying furnace, A double-sided electrode having an electrode active material layer having a thickness of 25 μm on one side is prepared on both sides of the body. This double-sided electrode is used as the negative electrode for the hybrid ion capacitor electrode. The thickness accuracy of the electrode active material layer of the obtained electrode is within 4%.

実施例6において、電気化学素子用電極として、上記電気化学素子用電極を用いた他は、実施例6と同様にして、ハイブリッドキャパシタを作製する。   In Example 6, a hybrid capacitor was fabricated in the same manner as in Example 6 except that the electrochemical element electrode was used as the electrochemical element electrode.

得られるハイブリッドキャパシタの容量密度は40F/ccおよび体積抵抗率は35Ω・cmである。結果を表2に示す。 The obtained hybrid capacitor has a capacitance density of 40 F / cc and a volume resistivity of 35 Ω · cm. The results are shown in Table 2.

Figure 0005293539
Figure 0005293539

Figure 0005293539
Figure 0005293539

実施例及び比較例の結果より、以下のことがわかる。
本発明によれば、支持体表面上に電極活物質層及び導電性接着剤層をこの順に有してなる支持体付電極活物質シートを用いることにより、孔開き集電体上に簡便に、しかも均一に電極活物質層を形成することができる。実施例の中でも、支持体として粗面化された面を有し、かつ粗面化された面の表面粗さRaが0.4μmを用いたもの(実施例2、実施例6)は、転写率や電極活物質層の厚み精度に特に優れている。
From the results of Examples and Comparative Examples, the following can be understood.
According to the present invention, by using an electrode active material sheet with a support having an electrode active material layer and a conductive adhesive layer in this order on the surface of the support, it can be easily formed on a perforated current collector, In addition, the electrode active material layer can be formed uniformly. Among the examples, those having a roughened surface as a support and having a roughened surface with a surface roughness Ra of 0.4 μm (Examples 2 and 6) were transferred. It is particularly excellent in the rate and the thickness accuracy of the electrode active material layer.

Claims (9)

支持体表面上に、
結着剤A及び電極活物質を含有してなる電極活物質層、並びに、
結着剤B及び導電性粒子を含有してなる導電性接着剤層を、
この順に有してなり、
前記導電性接着剤層は、結着剤B及び導電性粒子を含んでなるスラリー状の導電性接着剤組成物を乾燥させてなる、
支持体付電極活物質シート。
On the support surface,
An electrode active material layer containing binder A and an electrode active material, and
A conductive adhesive layer comprising binder B and conductive particles,
Ri Na have in this order,
The conductive adhesive layer is formed by drying a slurry-like conductive adhesive composition containing the binder B and conductive particles.
Electrode active material sheet with support.
支持体は粗面化された面を有し、かつ粗面化された面は電極活物質層に面しており、
粗面化された面の表面粗さRaが、0.1〜5μmである請求項1記載の支持体付電極活物質シート。
The support has a roughened surface, and the roughened surface faces the electrode active material layer,
The electrode active material sheet with a support according to claim 1, wherein the surface roughness Ra of the roughened surface is 0.1 to 5 μm.
支持体の電極活物質層に面している表面が、離型処理されている請求項1又は2に記載の支持体付電極活物質シート。   The electrode active material sheet with a support according to claim 1, wherein a surface of the support facing the electrode active material layer is subjected to a release treatment. 支持体の離型処理されている面における水との接触角が80°〜120°である請求項3記載の支持体付電極活物質シート。   The electrode active material sheet with a support according to claim 3, wherein a contact angle with water on a surface of the support that has been subjected to a release treatment is 80 ° to 120 °. 支持体表面上に、電極活物質及び結着剤Aを含有してなる電極活物質層を形成する工程、並びに、
前記電極活物質層上に、結着剤B及び導電性粒子を含んでなるスラリー状の導電性接着剤組成物を塗布し、乾燥することで導電性接着剤層を形成する工程、
を含む支持体付電極活物質シートの製造方法。
A step of forming an electrode active material layer comprising an electrode active material and a binder A on the support surface; and
Applying a slurry-like conductive adhesive composition comprising binder B and conductive particles on the electrode active material layer, and forming a conductive adhesive layer by drying;
The manufacturing method of the electrode active material sheet with a support body containing this.
請求項1〜4のいずれかに記載の支持体付電極活物質シートを集電体に貼り合わせる工程、及び、
集電体に貼り合わせた支持体付電極活物質シートから支持体を分離する工程を含む電気化学素子用電極の製造方法。
A step of bonding the electrode active material sheet with a support according to any one of claims 1 to 4 to a current collector, and
The manufacturing method of the electrode for electrochemical elements including the process of isolate | separating a support body from the electrode active material sheet with a support body bonded together to the electrical power collector.
集電体が、貫通孔を有する集電体である請求項記載の電気化学素子用電極の製造方法。 The method for producing an electrode for an electrochemical element according to claim 6 , wherein the current collector is a current collector having a through hole. 請求項6又は7に記載の製造方法により得られた電気化学素子用電極を備える電気化学素子。   An electrochemical element comprising an electrode for an electrochemical element obtained by the production method according to claim 6. 前記電気化学素子が、ハイブリッドキャパシタである請求項8に記載の電気化学素子。   The electrochemical device according to claim 8, wherein the electrochemical device is a hybrid capacitor.
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