JP5764804B2 - Compound paste for positive electrode of lithium ion secondary battery - Google Patents

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Description

本発明は、正極活物質の沈降を抑制したリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストに関する。また、該合材ペーストを使用して合材層が形成されてなるリチウムイオン二次電池用正極、および該正極を構成要素とするリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a composite paste for a positive electrode of a lithium ion secondary battery in which the precipitation of a positive electrode active material is suppressed. The present invention also relates to a positive electrode for a lithium ion secondary battery in which a composite material layer is formed using the composite paste, and a lithium ion secondary battery having the positive electrode as a constituent element.

近年、デジタルカメラや携帯電話のような小型携帯型電子機器が広く用いられるようになってきた。これらの電子機器には、容積を最小限にし、かつ重量を軽くすることが常に求められてきており、搭載される電池においても、小型、軽量かつ大容量の電池の実現が求められている。また、自動車搭載用などの大型二次電池においても、従来の鉛蓄電池に代えて、大型の非水電解質二次電池の実現が望まれている。   In recent years, small portable electronic devices such as digital cameras and mobile phones have been widely used. These electronic devices have always been required to minimize the volume and reduce the weight, and the batteries to be mounted are also required to be small, light, and have a large capacity. Also, in large-sized secondary batteries for automobiles and the like, it is desired to realize a large non-aqueous electrolyte secondary battery instead of a conventional lead-acid battery.

そのような要求に応えるため、リチウムイオン二次電池の開発が活発に行われている。リチウムイオン二次電池の電極としては、リチウムイオンを含む正極活物質と導電助剤と有機バインダーなどからなる電極合材を金属箔の集電体の表面に固着させた正極、及び、リチウムイオンの脱挿入可能な負極活物質と導電助剤と有機バインダーなどからなる電極合材を金属箔の集電体の表面に固着させた負極が使用されている。   In order to meet such demands, lithium ion secondary batteries are being actively developed. As an electrode of a lithium ion secondary battery, a positive electrode in which an electrode mixture composed of a positive electrode active material containing lithium ions, a conductive additive, an organic binder, and the like is fixed to the surface of a current collector of metal foil, and a lithium ion A negative electrode is used in which an electrode mixture made of a removable negative electrode active material, a conductive additive, an organic binder, and the like is fixed to the surface of a current collector of a metal foil.

一般的に、正極活物質としてはコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム等のリチウム遷移金属複合酸化物が用いられているが、これらは比重の大きい粉末材料である。そのため、正極合材ペーストを調製した後、静置しておいた場合、活物質が時間の経過とともに徐々に沈降し、均一な状態を保ちにくい。沈降が顕著な合材ペーストは、配管途中での沈降、堆積による閉塞のリスクや、合材ペーストの組成が沈降に伴って変化することで、形成される合材層の組成や厚さが一定せず、均一な電極を得にくいという問題があった。   In general, lithium transition metal composite oxides such as lithium cobaltate and lithium manganate are used as the positive electrode active material, and these are powder materials having a large specific gravity. Therefore, when the positive electrode mixture paste is prepared and then allowed to stand, the active material gradually settles with time, and it is difficult to maintain a uniform state. The mixture paste with significant settling has a constant composition and thickness of the formed mixture layer due to the risk of blockage due to settling and accumulation during piping, and the composition of the mixture paste changing with settling. There was a problem that it was difficult to obtain a uniform electrode.

ここで、正極活物質の沈降を防止する方法の一つとして、合材ペーストの高粘度化が考えられる。例えば、バインダーの添加量を多くすることで、ペーストが増粘し、正極活物質の沈降を防止できる効果が得られる。しかし、この方法によると合材層中の活物質の比率が減少することで電池重量あたりの放電容量が減少する、バインダーの比率が増えることで合材層の導電性が低下するといった懸念がある。そのためバインダーの添加量には限界があり、充放電容量に優れた電池を得ることは困難である。   Here, as one method for preventing the positive electrode active material from settling, it is conceivable to increase the viscosity of the composite paste. For example, by increasing the amount of binder added, the paste can be thickened and the effect of preventing the positive electrode active material from settling can be obtained. However, according to this method, there is a concern that the discharge capacity per battery weight is reduced by reducing the ratio of the active material in the composite layer, and the conductivity of the composite layer is reduced by increasing the binder ratio. . Therefore, there is a limit to the amount of binder added, and it is difficult to obtain a battery with excellent charge / discharge capacity.

そこで、合材ペーストにチクソトロピー性を付与して活物質の沈降を防ぐ種々の沈降防止剤を用いることが提案されている。例えば、特許文献1には酸化ポリエチレン、脂肪酸アマイド、脂肪酸グリセリドを沈降防止剤として用いることの開示がある。しかしながらこの場合も、添加量を多くすると電池特性への影響が懸念されるため、添加量には限界があり、充放電容量に優れた電池を得ることは困難である。   Therefore, it has been proposed to use various anti-settling agents that impart thixotropy to the composite paste to prevent the active material from settling. For example, Patent Document 1 discloses the use of polyethylene oxide, fatty acid amide, and fatty acid glyceride as an anti-settling agent. However, in this case as well, if the amount added is increased, there is a concern about the effect on the battery characteristics. Therefore, the amount added is limited, and it is difficult to obtain a battery with excellent charge / discharge capacity.

一方で、特許文献2、特許文献3にあるように導電助剤である炭素材料を、分散剤を用いて分散することで、均一な導電ネットワークを形成し、電極の内部抵抗の低減を図る試みがなされてきた。しかしながら一般的に、単に分散剤を用いたペーストは、その粘度が低下し、チクソトロピー性が失われるという傾向がある。このため、単に分散剤を含有する合材ペーストは、かえって活物質が沈降しやすく、均一な分散状態を保ちにくいという問題があった。このように、合材ペーストを高粘度化したり、チクソトロピー性を付与することは、分散剤を含有しない合材ペーストよりも製造することが困難である。   On the other hand, as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, a carbon material that is a conductive auxiliary agent is dispersed using a dispersant, thereby forming a uniform conductive network and reducing the internal resistance of the electrode. Has been made. However, in general, a paste using only a dispersant tends to have a reduced viscosity and a loss of thixotropy. For this reason, the composite paste simply containing a dispersing agent has a problem that the active material tends to settle, and it is difficult to maintain a uniform dispersed state. As described above, it is more difficult to produce a mixture paste having a higher viscosity or impart thixotropy than a mixture paste containing no dispersant.

特開2001−266855号公報JP 2001-266855 A 特開2003−157846号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-157846 特許第4240157号公報Japanese Patent No. 4240157

以上のような問題に鑑み、本発明は、正極活物質の沈降を抑制した、塗工性に優れた粘度を有し、しかも経時安定性(保存安定性)に優れたリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストを提供することを目的とする。また、本発明のリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストを用いることで、充放電サイクルを繰り返しても放電容量維持率が低下しにくい、充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池用正極、およびリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。   In view of the above problems, the present invention is a lithium ion secondary battery positive electrode having a viscosity excellent in coatability and excellent in aging stability (storage stability) in which precipitation of the positive electrode active material is suppressed. It is an object to provide a composite paste for use. In addition, by using the lithium ion secondary battery positive electrode mixture paste of the present invention, the discharge capacity retention rate is less likely to be reduced even if the charge / discharge cycle is repeated, and the positive electrode for a lithium ion secondary battery excellent in charge / discharge characteristics, And it aims at providing a lithium ion secondary battery.

本発明者らは、鋭意検討の結果、正極活物質と、バインダーと、導電助剤である炭素材料と、溶剤と、分散剤と、一般式(1)および/または一般式(2)および/または一般式(3)で表される塩とを含むことで、正極活物質の沈降を抑制したリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストを調製できることを見出し、本発明に至った。   As a result of intensive investigations, the present inventors have found that the positive electrode active material, the binder, the carbon material that is a conductive auxiliary agent, the solvent, the dispersant, the general formula (1) and / or the general formula (2) and / or Alternatively, the present inventors have found that a mixture paste for a positive electrode of a lithium ion secondary battery in which precipitation of the positive electrode active material is suppressed can be prepared by including the salt represented by the general formula (3).

即ち本発明は、正極活物質と、バインダーと、導電助剤である炭素材料と、溶剤と、分散剤と、一般式(1)および/または一般式(2)および/または一般式(3)で表される塩とを含む、リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストであって、分散剤が、一般式(4)で表される酸性官能基を有するトリアジン誘導体および一般式(7)で表される酸性官能基を有する有機色素誘導体から選ばれる1種類以上の分散剤である、リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストに関する。
一般式(1) AXa
(式中、AはLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれるa価の元素である。Xはハロゲンである。aはAの価数であり1または2の整数である。)
一般式(2) NH4
(式中、Nは窒素、Hは水素、Xはハロゲンである。)
一般式(3) D(HX)d
(式中、Dは分子内にアミノ基をd個有するアミンである。Hは水素、Xはハロゲンである。dはDの分子内のアミノ基の数であり1以上の整数である。)
一般式(4)

Figure 0005764804
(一般式(4)中、
101 は、−NH−であり、
102 は、−NH−であり、
101 は、炭素数1〜20で構成された、置換基を有してもよいアリーレン基であり、
101 は、−COOM 101 であり、
101 は、1〜3価のカチオンの一当量であり、
101 は、−O−R 102 、または−T 101 −R 101 であり、
102 は、水素原子であり、
101 は、1〜4の整数であり、
101 は、置換基を有していてもよい複素環残基であって、複素環残基はベンズイミダゾロンまたはカルバゾールの残基である。)

一般式(7)
Figure 0005764804

(一般式(7)中、
401 は、直接結合であり、
401 は、−SO 3 401 であり、
401 は、1〜3価のカチオンの一当量であり、
401 は、有機色素残基であって、有機色素残基はアゾ系色素またはキナクリドン系色素の残基であり、
401 は、1〜4の整数である。)
That is, the present invention includes a positive electrode active material, a binder, a carbon material that is a conductive auxiliary agent, a solvent, a dispersant, a general formula (1) and / or a general formula (2) and / or a general formula (3). A lithium ion secondary battery positive electrode composite paste comprising a salt represented by formula (7), wherein the dispersant is a triazine derivative having an acidic functional group represented by formula (4) and formula (7): The present invention relates to a composite paste for a lithium ion secondary battery positive electrode, which is one or more dispersants selected from organic dye derivatives having an acidic functional group .
General formula (1) AX a
(In the formula, A is an a-valent element selected from Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, and Ba. X is halogen. A is the valence of A and 1 Or an integer of 2.)
General formula (2) NH 4 X
(In the formula, N is nitrogen, H is hydrogen, and X is halogen.)
General formula (3) D (HX) d
(In the formula, D is an amine having d amino groups in the molecule. H is hydrogen and X is halogen. D is the number of amino groups in the molecule of D and is an integer of 1 or more.)
General formula (4)
Figure 0005764804
(In general formula (4),
T 101 is —NH—;
T 102 is a -NH-,
Y 101 is an arylene group which has 1 to 20 carbon atoms and may have a substituent,
Z 101 is —COOM 101 ;
M 101 is one equivalent of a monovalent to trivalent cation,
Q 101 is —O—R 102 or —T 101 —R 101 ,
R 102 is a hydrogen atom,
n 101 is an integer of 1 to 4,
R 101 is a heterocyclic residue which may have a substituent, and the heterocyclic residue is a benzimidazolone or carbazole residue. )

General formula (7)
Figure 0005764804

(In general formula (7),
T 401 is a direct bond,
Z 401 is —SO 3 M 401 ,
M 401 is one equivalent of a monovalent to trivalent cation,
R 401 is an organic dye residue, and the organic dye residue is a residue of an azo dye or a quinacridone dye;
n 401 is an integer of 1 to 4. )

一般式(1) AXa
(式中、AはLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれるa価の元素である。Xはハロゲンである。aはAの価数であり1または2の整数である。)
一般式(2) NH4
(式中、Nは窒素、Hは水素、Xはハロゲンである。)
一般式(3) D(HX)d
(式中、Dは分子内にアミノ基をd個有するアミンである。Hは水素、Xはハロゲンである。dはDの分子内のアミノ基の数であり1以上の整数である。)
また本発明は、合材ペースト中の総固形分に占める塩の割合が0.2重量%未満である前記リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストに関する。
General formula (1) AX a
(In the formula, A is an a-valent element selected from Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, and Ba. X is halogen. A is the valence of A and 1 Or an integer of 2.)
General formula (2) NH 4 X
(In the formula, N is nitrogen, H is hydrogen, and X is halogen.)
General formula (3) D (HX) d
(In the formula, D is an amine having d amino groups in the molecule. H is hydrogen and X is halogen. D is the number of amino groups in the molecule of D and is an integer of 1 or more.)
The present invention also relates to the lithium ion secondary battery positive electrode composite paste, wherein the proportion of the salt in the total solid content of the composite paste is less than 0.2% by weight.

また本発明は、前記リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストを使用して合材層が形成されてなるリチウムイオン二次電池用正極に関する。   Moreover, this invention relates to the positive electrode for lithium ion secondary batteries by which a composite material layer is formed using the said composite paste for lithium ion secondary battery positive electrodes.

また本発明は、集電体上に正極合材層を有する正極と、集電体上に負極合材層を有する負極と、リチウムを含む電解質とを具備するリチウムイオン二次電池であって、正極が前記リチウムイオン二次電池用正極であるリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention is a lithium ion secondary battery comprising a positive electrode having a positive electrode mixture layer on a current collector, a negative electrode having a negative electrode mixture layer on the current collector, and an electrolyte containing lithium, The present invention relates to a lithium ion secondary battery in which a positive electrode is the positive electrode for a lithium ion secondary battery.

本発明により、正極活物質の沈降を抑制した、塗工性に優れた粘度を有し、しかも経時安定性(保存安定性)に優れたリチウムイオン二次電池正極用合材ペースト、およびこれを用いることで、充放電サイクルを繰り返しても放電容量維持率が低下しにくい、充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池用正極、リチウムイオン二次電池が得られる。   According to the present invention, a lithium ion secondary battery positive electrode mixture paste having a viscosity excellent in coating property and excellent in aging stability (storage stability), which suppresses the precipitation of the positive electrode active material, and By using it, a positive electrode for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery excellent in charge / discharge characteristics, in which the discharge capacity retention rate is not easily lowered even when the charge / discharge cycle is repeated, are obtained.

本発明におけるリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストは、正極活物質と、バインダーと、導電助剤である炭素材料と、溶剤と、分散剤と、一般式(1)および/または一般式(2)および/または一般式(3)で表される塩とを含むことを特徴とするが、以下にその詳細を説明する。
<正極活物質>
本発明で使用する正極活物質としては特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。
The lithium ion secondary battery positive electrode mixture paste according to the present invention includes a positive electrode active material, a binder, a carbon material as a conductive additive, a solvent, a dispersant, a general formula (1) and / or a general formula ( 2) and / or a salt represented by the general formula (3), which will be described in detail below.
<Positive electrode active material>
The positive electrode active material used in the present invention is not particularly limited, and metal oxides that can be doped or intercalated with lithium ions, metal compounds such as metal sulfides, and conductive polymers can be used. .

例えば、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn24またはLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(LixCo2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLixNi1-yCoy2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixMnyCo1-y2)、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(例えばLixNi1/3Co1/3Mn1/32)、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物(例えばLixMn2-yNiy4)等のリチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物粉末(例えばLixFePO4、LixFe1-yMnyPO4、LixCoPO4など)、酸化マンガン、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、バナジウム酸化物(例えばV25、V613)、酸化チタン等の遷移金属酸化物粉末、硫酸鉄(Fe2(SO43)、TiS2、およびFeS等の遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。 For example, lithium manganese composite oxide (for example, Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), lithium nickel composite oxide (for example, Li x NiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (Li x Co 2 ), lithium nickel cobalt composite oxides (e.g., Li x Ni 1-y Co y O 2), lithium manganese cobalt composite oxides (e.g., Li x Mn y Co 1-y O 2), lithium nickel manganese cobalt composite oxide (e.g., Li x Ni 1 / 3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ), spinel-type lithium manganese nickel composite oxide (eg Li x Mn 2 -y Ni y O 4 ), etc., composite oxide powder of lithium and transition metal, olivine structure lithium phosphorus oxide powder having a (for example, Li x FePO 4, Li x Fe 1-y Mn y PO 4, Li x CoPO 4), manganese oxide, iron oxide, , Nickel oxide, vanadium oxide (e.g. V 2 O 5, V 6 O 13), a transition metal oxide powder such as titanium oxide, iron sulfate (Fe 2 (SO 4) 3 ), the transition of such TiS 2, and FeS Examples thereof include metal sulfide powder.

これら正極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。
<バインダー>
本発明で使用するバインダーとしては特に限定はされないが、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン、ビニルブチラール、ビニルアセタール、ビニルピロリドン等を構成単位として含む重合体または共重合体;ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂;カルボキシメチルセルロースのようなセルロース樹脂;スチレン−ブタジエンゴム、フッ素ゴムのようなゴム類;ポリアニリン、ポリアセチレンのような導電性樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂の変性体や混合物、および共重合体でも良い。特に、耐性面から分子内にフッ素原子を含む高分子化合物、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン等の使用が好ましい。
These positive electrode active materials can be used alone or in combination.
<Binder>
The binder used in the present invention is not particularly limited, but ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl alcohol, maleic acid, acrylic acid, acrylic ester, methacrylic acid, methacrylic ester, acrylonitrile, styrene, vinyl butyral. Polymers or copolymers containing vinyl acetal, vinyl pyrrolidone, etc. as structural units; polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, formaldehyde resin, silicon Resins, fluororesins; cellulose resins such as carboxymethylcellulose; rubbers such as styrene-butadiene rubber and fluororubber; conductive resins such as polyaniline and polyacetylene That. Moreover, the modified body and mixture of these resin, and a copolymer may be sufficient. In particular, it is preferable to use a polymer compound containing a fluorine atom in the molecule, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene, etc. from the viewpoint of resistance.

また、バインダーとしてのこれらの樹脂類の重量平均分子量は、10,000〜1,000,000が好ましい。分子量が小さいとバインダーの耐性が低下することがあるため好ましくない。分子量が大きくなるとバインダーの耐性は向上するものの、バインダー自体の粘度が高くなり作業性が低下するとともに、凝集剤として働き、合材成分が著しく凝集してしまうことがあるため好ましくない。
<導電助剤(炭素材料)>
本発明における導電助剤としては、炭素材料が最も好ましい。炭素材料としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。導電性、入手の容易さ、およびコスト面から、カーボンブラックの使用が好ましい。
Moreover, as for the weight average molecular weight of these resin as a binder, 10,000-1,000,000 are preferable. A low molecular weight is not preferable because the resistance of the binder may decrease. When the molecular weight is increased, the resistance of the binder is improved, but the viscosity of the binder itself is increased, the workability is lowered, the workability is decreased, and the mixture component may be significantly aggregated, which is not preferable.
<Conductive auxiliary agent (carbon material)>
As the conductive aid in the present invention, a carbon material is most preferable. The carbon material is not particularly limited as long as it is a conductive carbon material, but graphite, carbon black, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon fiber, fullerene, etc. alone or in combination of two or more. Can be used. From the viewpoint of conductivity, availability, and cost, it is preferable to use carbon black.

カーボンブラックとしては、気体もしくは液体の原料を反応炉中で連続的に熱分解し製造するファーネスブラック、特にエチレン重油を原料としたケッチェンブラック、原料ガスを燃焼させて、その炎をチャンネル鋼底面にあて急冷し析出させたチャンネルブラック、ガスを原料とし燃焼と熱分解を周期的に繰り返すことにより得られるサーマルブラック、特にアセチレンガスを原料とするアセチレンブラックなどの各種のものを単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。また、通常行われている酸化処理されたカーボンブラックや、中空カーボン等も使用できる。   Carbon black is a furnace black produced by continuously pyrolyzing a gas or liquid raw material in a reactor, especially ketjen black using ethylene heavy oil as a raw material. Channel black that has been rapidly cooled and precipitated, thermal black obtained by periodically repeating combustion and thermal decomposition using gas as a raw material, and particularly various types such as acetylene black using acetylene gas as a raw material, or 2 More than one type can be used in combination. Ordinarily oxidized carbon black, hollow carbon and the like can also be used.

カーボンの酸化処理は、カーボンを空気中で高温処理したり、硝酸や二酸化窒素、オゾン等で二次的に処理したりすることより、例えばフェノール基、キノン基、カルボキシル基、カルボニル基の様な酸素含有極性官能基をカーボン表面に直接導入(共有結合)する処理であり、カーボンの分散性を向上させるために一般的に行われている。しかしながら、官能基の導入量が多くなる程カーボンの導電性が低下することが一般的であるため、酸化処理をしていないカーボンの使用が好ましい。   The oxidation treatment of carbon is performed by treating carbon at a high temperature in the air or by secondary treatment with nitric acid, nitrogen dioxide, ozone, etc., for example, such as phenol group, quinone group, carboxyl group, carbonyl group. This is a treatment for directly introducing (covalently bonding) an oxygen-containing polar functional group to the carbon surface, and is generally performed to improve the dispersibility of carbon. However, since it is common for the conductivity of carbon to fall, so that the introduction amount of a functional group increases, it is preferable to use the carbon which has not been oxidized.

用いるカーボンブラックの比表面積は、値が大きいほど、カーボンブラック粒子同士の接触点が増えるため、電極の内部抵抗を下げるのに有利となる。具体的には、窒素の吸着量から求められる比表面積(BET)で、20m2/g以上、1500m2/g以下、好ましくは50m2/g以上、1500m2/g以下、更に好ましくは100m2/g以上、1500m2/g以下のものを使用することが望ましい。比表面積が20m2/gを下回るカーボンブラックを用いると、十分な導電性を得ることが難しくなる場合があり、1500m2/gを超えるカーボンブラックは、市販材料での入手が困難となる場合がある。 As the specific surface area of the carbon black used increases, the contact point between the carbon black particles increases, which is advantageous for lowering the internal resistance of the electrode. Specifically, the specific surface area (BET) determined from the amount of nitrogen adsorbed is 20 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, preferably 50 m 2 / g or more and 1500 m 2 / g or less, more preferably 100 m 2. / G or more and 1500 m 2 / g or less are desirable. If carbon black having a specific surface area of less than 20 m 2 / g is used, it may be difficult to obtain sufficient conductivity, and carbon black of more than 1500 m 2 / g may be difficult to obtain from commercially available materials. is there.

また、用いるカーボンブラックの粒径は、一次粒子径で0.005〜1μmが好ましく、特に、0.01〜0.2μmが好ましい。ただし、ここでいう一次粒子径とは、電子顕微鏡などで測定された粒子径を平均したものである。   Further, the particle size of the carbon black to be used is preferably 0.005 to 1 μm, particularly preferably 0.01 to 0.2 μm in terms of primary particle size. However, the primary particle diameter here is an average of the particle diameters measured with an electron microscope or the like.

市販のカーボンブラックとしては、例えば、トーカブラック#4300、#4400、#4500、#5500等(東海カーボン社製、ファーネスブラック)、プリンテックスL等(デグサ社製、ファーネスブラック)、Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULTRA等、Conductex SC ULTRA、Conductex 975 ULTRA等(コロンビヤン社製、ファーネスブラック)、#2350、#2400B、#30050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#5400B等(三菱化学社製、ファーネスブラック)、MONARCH1400、1300、900、VulcanXC−72R、BlackPearls2000等(キャボット社製、ファーネスブラック)、Ensaco250G、Ensaco260G、Ensaco350G、SuperP−Li(TIMCAL社製)、ケッチェンブラックEC−300J、EC−600JD(アクゾ社製)、デンカブラック、デンカブラックHS−100、FX−35(電気化学工業社製、アセチレンブラック)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Examples of commercially available carbon black include Toka Black # 4300, # 4400, # 4500, # 5500 (Tokai Carbon Co., Furnace Black), Printex L and the like (Degussa Co., Furnace Black), Raven 7000, 5750, 5250, 5000 ULTRA III, 5000 ULTRA, etc., Conductex SC ULTRA, Conductex 975 ULTRA, etc. (Columbian manufactured by Furnace Black), # 2350, # 2400B, # 30050B, # 3030B, # 3230B, # 3350B, # 3400B, # 5400B, etc. (Manufactured by Chemical Co., Furnace Black), MONARCH1400, 1300, 900, VulcanXC-72R, BlackPearls2000, etc. Furnace Black), Ensaco250G, Ensaco260G, Ensaco350G, SuperP-Li (manufactured by TIMCAL), Ketjen Black EC-300J, EC-600JD (manufactured by Akzo), Denka Black, Denka Black HS-100, FX-35 (Electrochemical Industry) However, it is not limited to these.

カーボンナノチューブは、グラファイトを筒状に巻いた形状を有する炭素材料であり、その直径は数nmから100nm程度で、長さは数nmから1mm程度である。カーボンナノチューブには単層のものや多層構造になったものがあるが、いずれの構造であってもよい。また、カーボンナノファイバーとして分類される、繊維径が100nmから1μm程度のものも使用可能である。
<溶剤>
本発明に使用する溶剤としては、例えば、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類、水等が挙げられる。
The carbon nanotube is a carbon material having a shape in which graphite is wound in a cylindrical shape, and has a diameter of several nm to 100 nm and a length of several nm to 1 mm. There are single-walled carbon nanotubes and multi-walled carbon nanotubes, but any structure may be used. In addition, fibers having a fiber diameter of about 100 nm to 1 μm, which are classified as carbon nanofibers, can be used.
<Solvent>
Examples of the solvent used in the present invention include alcohols, glycols, cellosolves, amino alcohols, amines, ketones, carboxylic acid amides, phosphoric acid amides, sulfoxides, carboxylic acid esters, and phosphoric acid. Examples include esters, ethers, nitriles, water and the like.

これらの中でも、比誘電率が15以上の極性溶剤を使用することが好ましい。比誘電率は、溶剤の極性の強さを表す指標のひとつであり、浅原ほか編「溶剤ハンドブック」((株)講談社サイエンティフィク、1990年)等に記載されている。例えば、メチルアルコール(比誘電率:33.1)、エチルアルコール(23.8)、2−プロパノール(18.3)、1,2−エタンジオール(38.66)、1,2−プロパンジオール(32.0)、ジエチレングリコール(31.69)、2−アミノエタノール(37.7)、アセトン(20.7)、メチルエチルケトン(18.51)、ホルムアミド(111.0)、N−メチルホルムアミド(182.4)、N,N−ジメチルホルムアミド(36.71)、N−メチルアセトアミド(191.3)、N,N−ジメチルアセトアミド(37.78)、N−メチルピロリドン(32.0)、ヘキサメチル燐酸トリアミド(29.6)、ジメチルスルホキシド(48.9)、スルホラン(43.3)、アセトニトリル(37.5)、水(80.1)等が挙げられるが、これらに限定されない。   Among these, it is preferable to use a polar solvent having a relative dielectric constant of 15 or more. The relative dielectric constant is one of the indices indicating the strength of the polarity of the solvent, and is described in Asahara et al., “Solvent Handbook” (Kodansha Scientific Co., Ltd., 1990). For example, methyl alcohol (dielectric constant: 33.1), ethyl alcohol (23.8), 2-propanol (18.3), 1,2-ethanediol (38.66), 1,2-propanediol ( 32.0), diethylene glycol (31.69), 2-aminoethanol (37.7), acetone (20.7), methyl ethyl ketone (18.51), formamide (111.0), N-methylformamide (182. 4), N, N-dimethylformamide (36.71), N-methylacetamide (191.3), N, N-dimethylacetamide (37.78), N-methylpyrrolidone (32.0), hexamethylphosphoric triamide (29.6), dimethyl sulfoxide (48.9), sulfolane (43.3), acetonitrile (37.5), water ( 0.1) and the like, but not limited thereto.

とりわけ、比誘電率が15以上、200以下、好ましくは20以上、100以下、更に好ましくは、25以上、100以下の極性溶剤を使用することが、後述する塩類の良好な溶解性を得るのに好ましい。比誘電率が15を下回る溶剤では塩類の溶解性が著しく低下し、実用的な濃度まで溶解できない可能性があるため好ましくない。また、比誘電率が200を超える溶剤を使用しても、顕著な溶解性向上効果が得られないことが多いため好ましくない。   In particular, the use of a polar solvent having a relative dielectric constant of 15 or more and 200 or less, preferably 20 or more and 100 or less, and more preferably 25 or more and 100 or less, provides good solubility of the salts described later. preferable. A solvent having a relative dielectric constant of less than 15 is not preferable because the solubility of salts is remarkably lowered and it may not be dissolved to a practical concentration. Further, it is not preferable to use a solvent having a relative dielectric constant exceeding 200 because a remarkable effect of improving the solubility is often not obtained.

また、本発明における溶剤の選択は、正極活物質との反応性、バインダーの溶解性、炭素材料の分散安定性、分散剤の溶解性等を鑑みつつ行う。活物質との反応性が低く、バインダーの溶解性が高く、炭素材料の分散安定性が高く、分散剤の溶解性が高い溶剤を選択することが好ましい。   In addition, the selection of the solvent in the present invention is performed in view of reactivity with the positive electrode active material, solubility of the binder, dispersion stability of the carbon material, solubility of the dispersant, and the like. It is preferable to select a solvent having low reactivity with the active material, high binder solubility, high carbon material dispersion stability, and high dispersant solubility.

更に、環境負荷軽減や経済的有利性等から、電極製造工程において排出される溶剤を回収・再利用する場合は、混合溶剤ではなく、単一溶剤での使用が好ましい。   Furthermore, from the viewpoint of reducing environmental burdens and economic advantages, when recovering and reusing the solvent discharged in the electrode manufacturing process, it is preferable to use a single solvent instead of a mixed solvent.

以上、後述する塩類の溶解性、正極活物質との反応性、バインダーの溶解性、炭素材料の分散安定性、分散剤の溶解性を満たし、単一使用での汎用性を有する溶剤としては、アミド系溶剤が好ましく、特に、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ヘキサメチル燐酸トリアミド等のアミド系非プロトン性溶剤の使用が好ましい。
<分散剤>
本発明に使用する分散剤としては特に限定はされないが、炭素材料および/または正極活物質の分散安定化に寄与し、調製される合材ペーストの粘度を低下させる効果のある分散剤を使用することができる。例えば、陰イオン系界面活性等の界面活性剤;分散性能を有する樹脂;酸性官能基を有するトリアジン誘導体、酸性官能基を有する有機色素誘導、塩基性官能基を有するトリアジン誘導等が挙げられる。これらを単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。
As mentioned above, as a solvent having versatility in a single use, satisfying the solubility of salts described later, the reactivity with the positive electrode active material, the solubility of the binder, the dispersion stability of the carbon material, the solubility of the dispersant, Amide solvents are preferred, and in particular, amide aprotic such as N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methylpyrrolidone and hexamethylphosphoric triamide. The use of a reactive solvent is preferred.
<Dispersant>
Although it does not specifically limit as a dispersing agent used for this invention, The dispersing agent which contributes to the dispersion stabilization of a carbon material and / or a positive electrode active material, and has the effect of reducing the viscosity of the compound paste prepared is used. be able to. For example, surfactants such as anionic surfactants; mentioned triazine derivative having an acidic functional group, an organic dye derived having an acidic functional group, triazine derived material or the like having a basic functional group; resin having dispersibility It is done. These can be used alone or in combination of two or more.

とりわけ、酸性官能基を有するトリアジン誘導体または酸性官能基を有する有機色素誘導体から選ばれる1種類以上のものを使用することが好ましい。詳しい理由は不明だが、上記の誘導体と後述する塩類とを併用する場合に、正極活物質の沈降抑制効果がより顕著に現れることを見出した。   In particular, it is preferable to use at least one selected from triazine derivatives having an acidic functional group or organic dye derivatives having an acidic functional group. Although a detailed reason is unknown, it discovered that the precipitation inhibitory effect of a positive electrode active material appeared more notably when using together said derivative | guide_body and the salt mentioned later.

酸性官能基を有するトリアジン誘導体または酸性官能基を有する有機色素誘導体としては、下記一般式(4)で示されるトリアジン誘導体または、一般式(7)で示される有機色素誘導体の使用が好ましい。   As the triazine derivative having an acidic functional group or the organic dye derivative having an acidic functional group, use of a triazine derivative represented by the following general formula (4) or an organic dye derivative represented by the general formula (7) is preferable.

一般式(4)   General formula (4)

Figure 0005764804
Figure 0005764804

一般式(4)中、
101は、−NHであり、
102 −NHであり
101は、炭素数1〜20で構成された置換基を有してもよいアリーレン基であり、
101−COO 101 であり、
101は、1〜3価のカチオンの一当量であり、
101は、−O−R102 、または−T101 101 であり、
102は、水素原であり、
101は、1〜4の整数であり、
101置換基を有していてもよい複素環残である。
In general formula (4),
T 101 is —NH 2
T 102 is, -NH - a and,
Y 101 is composed of 1 to 20 carbon atoms, an arylene group which may have a substituent,
Z 101 is a -COO M 101,
M 101 is one equivalent of a monovalent to trivalent cation,
Q 101 is —O—R 102 or —T 101 —R 101 ,
R 102 is hydrogen atom,
n 101 is an integer of 1 to 4,
R 101 is a heterocyclic residue may have a substituent.

一般式(4)の 101 で表される複素環残としては、例えばベンズイミダゾロンカルバゾー等の残基が挙げられる。とりわけ、少なくともS、N、Oのヘテロ原子のいずれかを含む複素環残基の使用が分散性に優れるため好ましい。
The heterocyclic residue represented by R 101 in formula (4), for example, benzimidazolone include residues such Karubazo Le. In particular, the use of a heterocyclic residue containing at least one of S, N, and O heteroatoms is preferable because of excellent dispersibility.

一般式(4)の 101 は、炭素数20以下の置換基を有していてもよアリーレン基を表すが、好ましくは置換されていてもよいフェニレン基、ビフェニレン基、ナフチレン基、または炭素数が10以下の側鎖を有していてもよいアルキレン基が挙げられる。
Y 101 of the general formula (4) represents an arylene group but it may also have a substituent group having 20 or less carbon atoms, preferably an optionally substituted phenylene group, biphenylene group, naphthylene group or carbon, An alkylene group which may have a side chain having a number of 10 or less is mentioned.

一般式(4)のQ101中に含まれるR102で表される置換基を有してもよいアルキル基、アルケニル基は、好ましくは炭素数20以下のものであり、更に好ましくは炭素数が10以下の側鎖を有していてもよいアルキル基が挙げられる。置換基を有しているアルキル基またはアルケニル基とは、アルキル基またはアルケニル基の水素原子が、フッ素原子、塩素原子、若しくは臭素原子等のハロゲン基、水酸基、またはメルカプト基等に置換されたものである。 Formula (4) substituent alkyl group which may have a represented by R 102 contained in Q 101, the alkenyl group is preferably of 20 or less carbon atoms, more preferably carbon atoms The alkyl group which may have 10 or less side chains is mentioned. An alkyl group or alkenyl group having a substituent is a group in which a hydrogen atom of an alkyl group or an alkenyl group is substituted with a halogen group such as a fluorine atom, a chlorine atom, or a bromine atom, a hydroxyl group, or a mercapto group It is.

一般式(4)の 101 は、1〜3価のカチオンの一当量を表し、例えば、水素原子(プロトン)、金属カチオン、または4級アンモニウムカチオンのいずれかを表す。また、分散剤構造中にMを2つ以上有する場合、Mはプロトン、金属カチオン、又は4級アンモニウムカチオンのいずれかひとつのみでも良いし、これらの組み合わせでも良い。金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、ニッケル、又はコバルト等が挙げられる。4級アンモニウムカチオンとしては、一般式(6)で示される構造を有する4級アンモニウムカチオン、またはその混合物である。
M 101 in the general formula (4) represents one equivalent of a valence of 1 to 3, and represents, for example, any of a hydrogen atom (proton), a metal cation, or a quaternary ammonium cation. Moreover, when it has two or more M in a dispersing agent structure, M may be only any one of a proton, a metal cation, or a quaternary ammonium cation, and these may be combined. Examples of the metal include lithium, sodium, potassium, calcium, barium, magnesium, aluminum, nickel, and cobalt. The quaternary ammonium cation is a quaternary ammonium cation having a structure represented by the general formula (6), or a mixture thereof.

一般式(6)   General formula (6)

Figure 0005764804
Figure 0005764804

一般式(6)中、R301、R302、R303、およびR304は、水素、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアルケニル基、または置換基を有してもよいアリール基のいずれかである。 In General Formula (6), R 301 , R 302 , R 303 , and R 304 have hydrogen, an alkyl group that may have a substituent, an alkenyl group that may have a substituent, or a substituent. Any of the aryl groups that may be present.

一般式(6)のR301、R302、R303、およびR304は、それぞれ同一でもよいし、異なっていてもよい。また、R301、R302、R303、およびR304が、炭素原子を有する場合、炭素数は1〜40、好ましくは1〜30、更に好ましくは1〜20である。炭素数が40を超えると電極の導電性が低下する場合がある。 R 301 , R 302 , R 303 , and R 304 in general formula (6) may be the same or different. In addition, when R 301 , R 302 , R 303 , and R 304 have a carbon atom, the carbon number is 1 to 40, preferably 1 to 30, and more preferably 1 to 20. If the carbon number exceeds 40, the conductivity of the electrode may be reduced.

4級アンモニウムカチオンの具体例としては、ジメチルアンモニウム、トリメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、ヒドロキシエチルアンモニウム、ジヒドロキシエチルアンモニウム、2−エチルヘキシルアンモニウム、ジメチルアミノプロピルアンモニウム、ラウリルアンモニウム、またはステアリルアンモニウム等が挙げられるが、これらに限定されない。   Specific examples of the quaternary ammonium cation include dimethylammonium, trimethylammonium, diethylammonium, triethylammonium, hydroxyethylammonium, dihydroxyethylammonium, 2-ethylhexylammonium, dimethylaminopropylammonium, laurylammonium, and stearylammonium. However, it is not limited to these.

一般式(7)   General formula (7)

Figure 0005764804
Figure 0005764804

一般式(7)中、
401は、直接結であり
401は、−SO3 401 であり、
401は、1〜3価のカチオンの一当量であり、
401は、有機色素残基であり、
401は、1〜4の整数である。
In general formula (7),
T 401 is a direct binding,
Z 401 is —SO 3 M 401 ,
M 401 is one equivalent of a monovalent to trivalent cation,
R 401 is an organic dye residue,
n 401 is an integer of 1 to 4.

一般式(7)のR401で表される有機色素残基としては、例えアゾ、ジスアゾ、ポリアゾ等のアゾ系色素キナクリドン系色等の残基が挙げられる中でもアゾ系色素キナクリドン系色の残基の使用が分散性に優れるため好ましい。
The organic dye residue represented by R 401 in formula (7), azo For example, disazo, azo dyes such as polyazo include residues such quinacridone color element. Of these azo dyes, the use of residues of quinacridone color element is preferable because of its excellent dispersibility.

一般式(7)の式中のM401は、1〜3価のカチオンの一当量を表し、例えば、水素原子(プロトン)、金属カチオン、または4級アンモニウムカチオンのいずれかを表す。また、分散剤構造中にMを2つ以上有する場合、M401はプロトン、金属カチオン、または4級アンモニウムカチオンのいずれかひとつのみでも良いし、これらの組み合わせでも良い。金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、バリウム、マグネシウム、アルミニウム、ニッケル、又はコバルト等が挙げられる。4級アンモニウムカチオンとしては、一般式(6)で示される構造を有する4級アンモニウムカチオン、またはその混合物である。 M 401 in the formula of the general formula (7) represents one equivalent of a monovalent to trivalent cation, for example, a hydrogen atom (proton), a metal cation, or a quaternary ammonium cation. In the case where the dispersant structure has two or more M, M 401 may be only one of a proton, a metal cation or a quaternary ammonium cation, or a combination thereof. Examples of the metal include lithium, sodium, potassium, calcium, barium, magnesium, aluminum, nickel, and cobalt. The quaternary ammonium cation is a quaternary ammonium cation having a structure represented by the general formula (6), or a mixture thereof.

上記の誘導体の合成方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、特公昭39−28884号公報、特公昭45−11026号公報、特公昭45−29755号公報、特公昭64−5070号公報、または特開2004−217842号公報等に記載されている方法で合成することができる。   The method for synthesizing the above derivatives is not particularly limited. For example, Japanese Patent Publication No. 39-28884, Japanese Patent Publication No. 45-11026, Japanese Patent Publication No. 45-29755, Japanese Patent Publication No. 64-5070. It can synthesize | combine by the method described in gazette or Unexamined-Japanese-Patent No. 2004-217842.

上記の分散剤のうち、例えば酸性官能基としてスルホン酸もしくはその塩を有するものについては、発煙硫酸、濃硫酸、およびクロロスルホン酸などのスルホン化剤を用いてスルホン化するのが一般的である。この場合、酸性官能基の数は分布を有し、例えば、無置換体、一置換体、ニ置換体等の混合物となり得る。スルホン酸およびその塩に限らず、カルボン酸、リン酸についても合成方法により酸性官能基の数が異なるものの混合物となる可能性がある。本発明の分散剤としては、この様な酸性官能基数の異なるものの混合物を用いることも可能である。
<塩>
本発明は、塩を含むことを特徴とする。詳しい理由は不明だが、塩を用いることで、正極活物質の沈降を抑制したリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストを調製できることを見出した。少量の塩を添加することで、リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストの粘度は上がり、チクソトロピー性が付与される傾向が確認された。チクソトロピー性とは、静止状態ではゲル状であるが外部から応力がかかると軟化し流動性のゾル状となるゾル−ゲル転換が、応力の有無によって可逆的に起こるような性質であり、揺変性とも言う。
Among the above dispersants, for example, those having sulfonic acid or a salt thereof as an acidic functional group are generally sulfonated using a sulfonating agent such as fuming sulfuric acid, concentrated sulfuric acid, and chlorosulfonic acid. . In this case, the number of acidic functional groups has a distribution and can be, for example, a mixture of unsubstituted, monosubstituted, disubstituted, and the like. Not only sulfonic acid and its salts, but also carboxylic acid and phosphoric acid may be a mixture of those having different numbers of acidic functional groups depending on the synthesis method. As the dispersant of the present invention, it is also possible to use a mixture of those having different numbers of acidic functional groups.
<Salt>
The present invention is characterized by containing a salt. Although the detailed reason is unknown, it discovered that the mixture paste for lithium ion secondary battery positive electrodes which suppressed the precipitation of a positive electrode active material could be prepared by using salt. By adding a small amount of salt, it was confirmed that the viscosity of the lithium ion secondary battery positive electrode mixture paste increased and thixotropic properties were imparted. Thixotropic property is a property in which the sol-gel conversion, which is gel-like in a stationary state but softens and becomes a fluid sol when externally stressed, occurs reversibly depending on the presence or absence of stress. Also say.

このとき用いる塩としては、一般式(1)および/または一般式(2)および/または一般式(3)で表される塩を使用することができる。   As a salt used at this time, the salt represented by General formula (1) and / or General formula (2) and / or General formula (3) can be used.

一般式(1) AXa
(式中、AはLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれるa価の元素である。Xはハロゲンである。aはAの価数であり1または2の整数である。)
一般式(2) NH4
(式中、Nは窒素、Hは水素、Xはハロゲンである。)
一般式(3) D(HX)d
(式中、Dは分子内にアミノ基をd個有するアミンである。Hは水素、Xはハロゲンである。dはDの分子内のアミノ基の数であり1以上の整数である。)
上記の塩は、溶剤に易溶であることが好ましい。合材ペースト中に未溶解の塩が残っていると、集電体上に形成した合材層の導電性を阻害したり、抵抗分布によって電池の劣化が促進される可能性があるため好ましくない。また、塩が溶剤に難溶で、溶解に長時間の攪拌や加熱が必要である場合、生産性やコスト面で問題となる可能性があるため好ましくない。溶剤100重量部に対し0.1重量部以上の溶解度の塩が好ましく、溶剤100重量部に対し1重量部以上の溶解度の塩がより好ましい。溶剤100重量部に対し0.1重量部未満の溶解度であると、実用的な濃度まで溶解できない可能性があるため好ましくない。
General formula (1) AX a
(In the formula, A is an a-valent element selected from Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, and Ba. X is halogen. A is the valence of A and 1 Or an integer of 2.)
General formula (2) NH 4 X
(In the formula, N is nitrogen, H is hydrogen, and X is halogen.)
General formula (3) D (HX) d
(In the formula, D is an amine having d amino groups in the molecule. H is hydrogen and X is halogen. D is the number of amino groups in the molecule of D and is an integer of 1 or more.)
The above salt is preferably easily soluble in a solvent. If undissolved salt remains in the composite paste, it is not preferable because the conductivity of the composite layer formed on the current collector may be hindered or the deterioration of the battery may be accelerated by the resistance distribution. . Further, when the salt is hardly soluble in the solvent and long time stirring or heating is required for dissolution, it is not preferable because it may cause a problem in productivity and cost. A salt having a solubility of 0.1 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the solvent is preferable, and a salt having a solubility of 1 part by weight or more with respect to 100 parts by weight of the solvent is more preferable. If the solubility is less than 0.1 part by weight with respect to 100 parts by weight of the solvent, it may not be dissolved to a practical concentration, which is not preferable.

また、詳しい理由は不明だが、上記の塩の効果は、構成するハロゲンの物質量との相関が見出された。したがって、塩の分子量が小さい、ハロゲンの原子量が小さい、または塩の分子量に対するハロゲンの原子量の割合が大きいほど、少量の塩で効果を発揮することができると考えられる。   Moreover, although the detailed reason is unknown, the effect of the above-mentioned salt was found to correlate with the amount of the halogen component. Therefore, the smaller the salt molecular weight, the smaller the atomic weight of the halogen, or the larger the ratio of the halogen atomic weight to the salt molecular weight, the more effective the effect can be achieved with a small amount of salt.

ところで、リチウムイオン二次電池においては、金属成分の負極上での還元、析出による電池性能劣化の問題や、短絡の発生による過剰発熱や発火といった安全性にかかわる問題もある。このため、塩の構成成分としてFeやCuのような遷移金属元素を含まないことが好ましいと考えた。リチウムイオン二次電池が必然的に含有するLiや、それと類似の性質を有するNa、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Ba、あるいはアンモニアやアミンを構成要素とする塩を使用することができる。とりわけ、リチウムイオン二次電池が必然的に含有し、さらには原子量が小さいために塩の分子量に対するハロゲン原子量の割合が大きい、リチウムハロゲン化物が好ましい。   By the way, in the lithium ion secondary battery, there are problems relating to safety such as reduction of battery performance due to reduction and deposition of metal components on the negative electrode and excessive heat generation and ignition due to occurrence of short circuit. For this reason, it was considered preferable not to contain a transition metal element such as Fe or Cu as a constituent component of the salt. Li, which is inevitably contained in a lithium ion secondary battery, or Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, Ba, or a salt containing ammonia or amine as constituent elements is used. can do. In particular, lithium halides that are necessarily contained in lithium ion secondary batteries and that have a large ratio of halogen atom weight to salt molecular weight due to small atomic weight are preferred.

以上に挙げた観点から、LiF、LiCl、LiBrなどが最適の塩として選択されるが、これらに限定されるものではない。また、上記の塩は単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。
<リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストの製造方法>
本発明のリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストは、正極活物質と、バインダーと、導電助剤である炭素材料と、溶剤と、分散剤と、塩とを混合することにより製造することができる。各成分の添加順序等については限定されるものではなく、例えば、全成分を一括に混合する方法;炭素材料を分散剤によってあらかじめ溶剤に分散させ、そこに残りの成分を投入して混合する方法;分散剤を溶剤に溶解した後、炭素材料とバインダーを投入して、炭素材料の分散とバインダーの溶解を同時に行い、そこに残りの成分を投入して混合する方法等が挙げられる。
From the viewpoints mentioned above, LiF, LiCl, LiBr and the like are selected as the optimum salts, but are not limited to these. Moreover, said salt can be used individually or in combination of 2 or more types.
<Method for Producing Compound Paste for Lithium Ion Secondary Battery Positive Electrode>
The lithium ion secondary battery positive electrode paste of the present invention can be produced by mixing a positive electrode active material, a binder, a carbon material as a conductive additive, a solvent, a dispersant, and a salt. it can. The order of addition of each component is not limited. For example, a method in which all components are mixed together; a method in which a carbon material is dispersed in a solvent in advance using a dispersant, and the remaining components are added thereto and mixed. A method in which after dispersing the dispersant in a solvent, the carbon material and the binder are added, the carbon material is dispersed and the binder is dissolved simultaneously, and the remaining components are added and mixed.

合材ペースト中の各成分の濃度は、使用する材料、合材ペーストの粘度、求めるリチウムイオン二次電池の性能等から任意に決定することができる。合材ペーストの適正粘度は、塗工方法によるが、一般には、100mPa・s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい。   The concentration of each component in the composite paste can be arbitrarily determined from the material to be used, the viscosity of the composite paste, the desired performance of the lithium ion secondary battery, and the like. The proper viscosity of the composite paste depends on the coating method, but generally it is preferably 100 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less.

好ましい組成比としては、合材ペースト中の総固形分に占める正極活物質の割合は80重量%以上98.5重量%以下、バインダーの割合は0.5重量%以上10重量%以下、導電助剤である炭素材料の割合は0.5重量%以上10重量%以下、分散剤の割合は0.01重量%以上1重量%以下、塩の割合は0.001重量%以上0.2重量%以下、合材ペースト中に占める溶剤の割合は20重量%以上60重量%以下である。   As a preferable composition ratio, the ratio of the positive electrode active material to the total solid content in the composite paste is 80% by weight or more and 98.5% by weight or less, the ratio of the binder is 0.5% by weight or more and 10% by weight or less. The proportion of the carbon material as the agent is 0.5 to 10% by weight, the proportion of the dispersant is 0.01 to 1% by weight, and the ratio of the salt is 0.001 to 0.2% by weight. Hereinafter, the ratio of the solvent in the composite paste is 20% by weight or more and 60% by weight or less.

合材ペースト中の総固形分に占める正極活物質の割合が80重量%を下回ると、十分な容量をもった電池を得ることができない可能性があり、98.5重量%を超えると他の成分の割合が低下するため、形成した合材層の導電性が不十分であったり、集電体への密着性が得られない可能性がある。   When the proportion of the positive electrode active material in the total solid content in the composite paste is less than 80% by weight, a battery having a sufficient capacity may not be obtained. Since the ratio of a component falls, there exists a possibility that the electroconductivity of the formed composite material layer may be inadequate, or the adhesiveness to a collector may not be obtained.

合材ペースト中の総固形分に占めるバインダーの割合が0.5重量%を下回ると、結着性が低下するため十分な集電体への密着性が得られない可能性があり、10重量%を超えると他の成分の割合が低下するため、十分な性能の電池が得られない可能性がある。   When the ratio of the binder to the total solid content in the composite paste is less than 0.5% by weight, there is a possibility that sufficient adhesion to the current collector cannot be obtained because the binding property is lowered. If the ratio exceeds 50%, the ratio of other components decreases, and a battery with sufficient performance may not be obtained.

合材ペースト中の総固形分に占める導電助剤である炭素材料の割合が0.5重量%を下回ると、形成した合材層の導電性が不十分である可能性があり、10重量%を超えると他の成分の割合が低下するため、十分な性能の電池が得られない可能性がある。   If the proportion of the carbon material, which is a conductive additive, in the total solid content in the composite paste is less than 0.5% by weight, the formed composite layer may have insufficient conductivity, and may be 10% by weight. If the ratio exceeds 1, the ratio of other components decreases, and a battery with sufficient performance may not be obtained.

合材ペースト中の総固形分に占める分散剤の割合が0.01重量%を下回ると、導電助剤である炭素材料および/または正極活物質の十分な分散安定化効果が得られない可能性があり、1重量%を超えても顕著な分散安定性の向上は期待できない可能性がある。   If the ratio of the dispersing agent to the total solid content in the composite paste is less than 0.01% by weight, the carbon material and / or the positive electrode active material that is a conductive auxiliary agent may not be sufficiently dispersed and stabilized. Even if the content exceeds 1% by weight, there is a possibility that a significant improvement in dispersion stability cannot be expected.

合材ペースト中の総固形分に占める塩の割合が0.001重量%を下回ると、正極活物質の沈降を抑制する効果が十分に得られない可能性があり、0.2重量%を超えると合材ペーストが非常に高粘度となり塗工が困難であったり、金属成分が電池性能に悪影響を与える可能性がある。   If the proportion of the salt in the total solid content in the composite paste is less than 0.001% by weight, the effect of suppressing the precipitation of the positive electrode active material may not be sufficiently obtained, and the content exceeds 0.2% by weight. In addition, the composite paste may have a very high viscosity, making it difficult to apply, and the metal component may adversely affect battery performance.

合材ペースト中に占める溶剤の割合が20重量%を下回ると、合材ペーストが非常に高粘度となり塗工が困難である可能性があり、60重量%を超えると本発明における塩の効果をもってしても正極活物質の沈降を抑制することができない可能性がある。   If the proportion of the solvent in the composite paste is less than 20% by weight, the composite paste may have a very high viscosity and may be difficult to apply. If it exceeds 60% by weight, the effect of the salt in the present invention is achieved. Even so, there is a possibility that the precipitation of the positive electrode active material cannot be suppressed.

また、合材ペーストを製造するための装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機が使用できる。例えば、ディスパー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー等のミキサー類、ホモジナイザー(エム・テクニック社製「クレアミックス」、PRIMIX社「フィルミックス」等)類、ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、コボールミル等のメディア型分散機、湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等)、エム・テクニック社製「クレアSS−5」、奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機、その他ロールミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、分散機としては、分散機からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい。金属混入防止処理としては、例えばメディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。メディアとしては、ガラスビーズ、又は、ジルコニアビーズ、若しくはアルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。又、ロールミルを使用する場合についても、セラミック製ロールを用いることが好ましい。
Moreover, as a device for producing the composite paste, a disperser usually used for pigment dispersion or the like can be used. For example, mixers such as dispersers, homomixers, planetary mixers, homogenizers ("Clearmix" manufactured by M Technique, PRIMIX "Fillmix", etc.), paint conditioners (manufactured by Red Devil), ball mills, sand mills ( Media type dispersers such as “Dynomill” manufactured by Shinmaru Enterprises, Inc.), Attritor, Pearl Mill (“DCP Mill” manufactured by Eirich), Coball Mill, etc., Wet Jet Mill (“Genus PY” manufactured by Genus, Sugino Machine Co., Ltd.) Media-less dispersers such as “Starburst” manufactured by Nanomizer, “Nanomizer” manufactured by Nanomizer, etc., “Claire SS-5” manufactured by M Technique, and “MICROS” manufactured by Nara Machinery Co., other roll mills, etc. It is not limited to.
Moreover, as the disperser, it is preferable to use a disperser that has been subjected to a metal contamination prevention treatment from the disperser. For example, when using a media-type disperser, the metal agitator and vessel use a ceramic or resin disperser, or the metal agitator and the vessel surface are coated with tungsten carbide spray or resin coating. It is preferable to use a disperser that has been treated as described above. As the media, glass beads, ceramic beads such as zirconia beads or alumina beads are preferably used. Moreover, also when using a roll mill, it is preferable to use a ceramic roll.

分散機は、1種のみを使用しても良いし、複数種の装置を組み合わせて使用しても良い。
<リチウムイオン二次電池>
リチウムイオン二次電池は、集電体上に正極合材層を有する正極と、集電体上に負極合材層を有する負極と、リチウムを含む電解質とを具備する。
Only one type of disperser may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination.
<Lithium ion secondary battery>
The lithium ion secondary battery includes a positive electrode having a positive electrode mixture layer on a current collector, a negative electrode having a negative electrode mixture layer on the current collector, and an electrolyte containing lithium.

電極について、使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、材質としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、ステンレス等の金属や合金が用いられるが、特に正極材料としてはアルミニウムが、負極材料としては銅の使用が好ましい。また、形状としては、一般的には平板上の箔が用いられるが、表面を粗面化したものや、穴あき箔状のもの、およびメッシュ状のものも使用できる。   Regarding the electrode, the material and shape of the current collector to be used are not particularly limited, and as the material, metals and alloys such as aluminum, copper, nickel, titanium, and stainless steel are used. In particular, as the positive electrode material, aluminum is used as the negative electrode. The material is preferably copper. As the shape, a flat plate foil is generally used, but a roughened surface, a perforated foil shape, and a mesh shape can also be used.

正極合材層は、本発明の合材ペーストを塗布、乾燥することで形成することができる。   The positive electrode composite material layer can be formed by applying and drying the composite material paste of the present invention.

負極合材層は、負極活物質、導電助剤、バインダー等からなる。負極活物質としては特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属Li、またはその合金、スズ合金、シリコン合金負極、LiXFe23、LiXFe34、LiXWO2等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の導電性高分子、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が用いられる。導電助剤、バインダーとしては特に限定はされないが、正極用合材ペーストに使用できるものとして上述したもの等を用いる。 The negative electrode mixture layer is composed of a negative electrode active material, a conductive aid, a binder, and the like. There are no particular limitations as an anode active material, lithium ion doping or capable of intercalating Li metal or its alloy, tin alloy, silicon alloy negative electrode, Li X Fe 2 O 3, Li X Fe 3 O 4, Li X WO 2 or the like of the metal oxide-based, polyacetylene conductive polymers poly -p- phenylene, such as soft carbon or hard carbon, and amorphous-based carbon material, artificial graphite such as highly graphitized carbon material or naturally occurring, Carbonaceous materials such as carbonaceous powder such as graphite, carbon black, mesophase carbon black, resin-fired carbon material, gas-grown carbon fiber, and carbon fiber are used. Although it does not specifically limit as a conductive support agent and a binder, What was mentioned above as what can be used for the composite paste for positive electrodes is used.

電極合材層の厚みとしては、一般的には1μm以上、500μm以下であり、好ましくは10μm以上、300μm以下である。塗布方法については、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法、静電塗装法等が挙げられる。また、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。   The thickness of the electrode mixture layer is generally 1 μm or more and 500 μm or less, preferably 10 μm or more and 300 μm or less. There is no restriction | limiting in particular about the coating method, A well-known method can be used. Specific examples include a die coating method, a dip coating method, a roll coating method, a doctor coating method, a spray coating method, a gravure coating method, a screen printing method, and an electrostatic coating method. Moreover, you may perform the rolling process by a lithographic press, a calender roll, etc. after application | coating.

本発明のリチウム二次電池を構成する電解液としては、リチウムを含んだ電解質を非水系の溶剤に溶解したものを用いる。電解質としては、LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO22N、LiC49SO3、Li(CF3SO23C、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF2、LiSCN、LiBPh4等が挙げられるがこれらに限定されない。 As the electrolytic solution constituting the lithium secondary battery of the present invention, an electrolyte containing lithium is dissolved in a non-aqueous solvent. As electrolytes, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 3 C , LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2 , LiSCN, LiBPh 4 and the like, but are not limited thereto.

非水系の溶剤としては特に限定はされないが、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート類、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−オクタノイックラクトン等のラクトン類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,2−メトキシエタン、1,2−エトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン等のグライム類、メチルフォルメート、メチルアセテート、メチルプロピオネート等のエステル類、ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド類、アセトニトリル等のニトリル類、が挙げられる。またこれらの溶剤は、それぞれ単独で使用しても良いが、2種以上を混合して使用しても良い。   The non-aqueous solvent is not particularly limited, but carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and γ-octanoic lactone. Lactones such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,2-methoxyethane, 1,2-ethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, etc. Glymes, esters such as methyl formate, methyl acetate and methyl propionate, sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane, and nitriles such as acetonitrile. These solvents may be used alone or in combination of two or more.

更に上記電解液を、ポリマーマトリクスに保持しゲル状とした高分子電解質とすることもできる。ポリマーマトリクスとしては、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するアクリレート系樹脂、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリホスファゼン系樹脂、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリシロキサン等が挙げられるがこれらに限定されない。   Furthermore, the electrolyte solution may be a gelled polymer electrolyte held in a polymer matrix. Examples of the polymer matrix include, but are not limited to, an acrylate resin having a polyalkylene oxide segment, a polyphosphazene resin having a polyalkylene oxide segment, a polysiloxane having a polyalkylene oxide segment, and the like.

本発明の合材ペーストを用いたリチウムイオン二次電池の構造については特に限定されないが、通常、正極および負極と、必要に応じて設けられるセパレーターとから構成され、ペーパー型、円筒型、ボタン型、積層型など、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。   The structure of the lithium ion secondary battery using the composite paste of the present invention is not particularly limited, but is usually composed of a positive electrode and a negative electrode, and a separator provided as necessary, and is a paper type, cylindrical type, button type Various shapes can be formed according to the purpose of use, such as a laminated type.

以下、実施例に基づき本発明を詳細に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。本実施例中、部は重量部を、%は重量%をそれぞれ表す。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated in detail based on an Example, this invention is not limited to a following example, unless the summary is exceeded. In this example, “part” represents “part by weight” and “%” represents “% by weight”.

実施例及び比較例で使用した正極活物質、バインダー、炭素材料、溶剤、分散剤、塩、および沈降防止剤を以下に示す。
<正極活物質>
コバルト酸リチウム(LiCoO2):平均粒径7.1μm、比表面積0.38m2/g、以下LCOと略記する。
The positive electrode active materials, binders, carbon materials, solvents, dispersants, salts, and anti-settling agents used in the examples and comparative examples are shown below.
<Positive electrode active material>
Lithium cobaltate (LiCoO 2 ): Average particle diameter 7.1 μm, specific surface area 0.38 m 2 / g, hereinafter abbreviated as LCO.

マンガン酸リチウム(LiMn24):平均粒径11.9μm、比表面積0.63m2/g、以下LMOと略記する。 Lithium manganate (LiMn 2 O 4 ): Average particle size 11.9 μm, specific surface area 0.63 m 2 / g, hereinafter abbreviated as LMO.

リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(LiNi1/3Co1/3Mn1/32):平均粒径9.2μm、比表面積0.36m2/g、以下NMCと略記する。 Lithium nickel manganese cobalt composite oxide (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ): average particle size 9.2 μm, specific surface area 0.36 m 2 / g, hereinafter abbreviated as NMC.

リン酸鉄リチウム(LiFePO4):平均粒径3.6μm、比表面積12.6m2/g、以下LFPと略記する。
<バインダー>
ポリフッ化ビニリデン:KFポリマーW#7200(クレハ社製)、以下PVDFと略記する。
Lithium iron phosphate (LiFePO 4 ): Average particle size 3.6 μm, specific surface area 12.6 m 2 / g, hereinafter abbreviated as LFP.
<Binder>
Polyvinylidene fluoride: KF polymer W # 7200 (manufactured by Kureha), hereinafter abbreviated as PVDF.

スチレン−ブタジエンゴム:TRD2001(JSR社製)、以下SBRと略記する。   Styrene-butadiene rubber: TRD2001 (manufactured by JSR), hereinafter abbreviated as SBR.

カルボキシメチルセルロース:サンローズF100MC(日本製紙ケミカル社製)、以下CMCと略記する。
<炭素材料>
アセチレンブラック:デンカブラック粒状品(電気化学工業社製)、一次粒子径35nm、比表面積68m2/g、以下ABと略記する。
Carboxymethylcellulose: Sunrose F100MC (manufactured by Nippon Paper Chemicals), hereinafter abbreviated as CMC.
<Carbon material>
Acetylene black: Denka black granular product (manufactured by Denki Kagaku Kogyo), primary particle size 35 nm, specific surface area 68 m 2 / g, hereinafter abbreviated as AB.

カーボンナノファイバー:VGCF(昭和電工社製)、繊維径150nm、繊維長10〜20μm。
<溶剤>
N−メチルピロリドン:比誘電率32.0、以下NMPと略記する。
Carbon nanofiber: VGCF (manufactured by Showa Denko), fiber diameter 150 nm, fiber length 10-20 μm.
<Solvent>
N-methylpyrrolidone: relative dielectric constant 32.0, hereinafter abbreviated as NMP.

精製水:比誘電率80.1。
<分散剤>
酸性官能基を有するトリアジン誘導体:TA−a、TA−b。
Purified water: relative dielectric constant 80.1.
<Dispersant>
Triazine derivatives having an acidic functional group: TA-a, TA-b.

酸性官能基を有する有機色素誘導体:PA−a、PA−b。   Organic dye derivatives having acidic functional groups: PA-a, PA-b.

塩基性官能基を有するトリアジン誘導体:TB。   Triazine derivative having a basic functional group: TB.

陰イオン系界面活性剤:デモールN(花王社製)、β−ナフタレンスルホン酸−ホルマリン縮合物のナトリウム塩、以下DemNと略記する。   Anionic surfactant: Demol N (manufactured by Kao Corporation), sodium salt of β-naphthalenesulfonic acid-formalin condensate, hereinafter abbreviated as DemN.

分散性能を有する樹脂:ルビテックK30(BASF社製)、ビニルピロリドンホモポリマー、以下PVPと略記する。   Resin having dispersibility: Rubytech K30 (manufactured by BASF), vinylpyrrolidone homopolymer, hereinafter abbreviated as PVP.

表1に分散剤である各種誘導体の構造を示す。   Table 1 shows the structures of various derivatives that are dispersants.

Figure 0005764804
Figure 0005764804

<塩>
塩化リチウム(LiCl):1g当たりの塩素の物質量は23.6mmol。
<Salt>
Lithium chloride (LiCl): The amount of chlorine per gram is 23.6 mmol.

臭化リチウム(LiBr):1g当たりの臭素の物質量は11.5mmol。   Lithium bromide (LiBr): The amount of bromine per gram is 11.5 mmol.

塩化カルシウム(CaCl2):1g当たりの塩素の物質量は18.0mmol。 Calcium chloride (CaCl 2 ): The amount of chlorine per gram is 18.0 mmol.

塩化アンモニウム(NH4Cl):1g当たりの塩素の物質量は18.7mmol。 Ammonium chloride (NH 4 Cl): The amount of chlorine per gram is 18.7 mmol.

トリエチルアンモニウムクロリド((C253NHCl):1g当たりの塩素の物質量は7.3mmol。 Triethylammonium chloride ((C 2 H 5 ) 3 NHCl): The amount of chlorine per gram is 7.3 mmol.

塩化ナトリウム(NaCl):1g当たりの塩素の物質量は17.1mmol。   Sodium chloride (NaCl): The amount of chlorine per gram is 17.1 mmol.

塩化鉄(III)(FeCl3):1g当たりの塩素の物質量は18.5mmol。 Iron (III) chloride (FeCl 3 ): The amount of chlorine per gram is 18.5 mmol.

酢酸リチウム(CH3COOLi)
<沈降防止剤>
酸化ポリエチレン:ディスパロン4200−20(楠木化成社製)、以下DisPと略記する。
<炭素材料分散液の調製>
分散剤TA−b1部をNMP349部に溶解し、その後、炭素材料AB25部とPVDF25部を添加し、ホモジナイザーによって1時間分散/溶解処理を行うことで、炭素材料分散液Aを得た。
<リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストの調製>
実施例、比較例で得られた合材ペーストの評価は、粘度の測定(初期評価)、沈降物の有無(経時評価)により行った。粘度の測定にはB型粘度計(東機産業社製「BL」)を用いて、25℃、6rpmおよび60rpmで行った。沈降物の有無は、25℃で静置して保存し、1日後および7日後に、保存容器からスパチュラにて掬い上げ、ゲル状の沈降物が観察されるか否かで判断した。
[実施例1]
PVDF7部をNMP93部に溶解し、バインダー溶液を作製した。塩化リチウム1部をNMP99部に溶解し、塩溶液を作製した。次に、表2に示す組成に従い、活物質LCO、炭素材料AB、分散剤TA−a、バインダー溶液、および塩溶液をプラネタリーミキサーに投入し、1時間混合処理を行った。さらに、NMPを表2に掲げる実施例1の組成になるまで加えた後、引き続きプラネタリーミキサーにて30分間混合処理を行い、合材ペーストを調製した。
[実施例2]
表2に示す組成に従い、活物質をLMO、炭素材料をVGCF、分散剤をPA−aとし、これら各材料の含有量を変更した以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。
[実施例3]
表2に示す組成に従い、活物質をNMC、分散剤をTA−bとした以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。
[実施例4]
表2に示す組成に従い、活物質をLFP、分散剤をPA−bとし、これら各材料の含有量を変更した以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。
[実施例5]
塩化リチウム1部をNMP99部に溶解し、塩溶液を作製した。次に、表2に示す組成に従い、活物質NMC、炭素材料分散液A、および塩溶液をプラネタリーミキサーに投入し、1時間混合処理を行った。さらに、NMPを表2に掲げる実施例5の組成になるまで加えた後、引き続きプラネタリーミキサーにて30分間混合処理を行い、合材ペーストを調製した。
[実施例6]
表2に示す組成に従い、活物質をNMC、分散剤をTA−b、塩化リチウム1部の代わりに臭化リチウム2部を用いた以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。[実施例7]
表2に示す組成に従い、活物質をNMC、分散剤をTA−b、塩化リチウムの代わりに塩化カルシウムを用いた以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。
[実施例8]
PVDF8部をNMP92部に溶解し、バインダー溶液を作製した。塩化アンモニウム1部をNMP799部に溶解し、塩溶液を作製した。次に、表2に示す組成に従い、活物質NMC、炭素材料AB、分散剤TA−b、およびバインダー溶液をプラネタリーミキサーに投入し、1時間混合処理を行った。さらに、塩溶液とNMPとを表2に掲げる実施例8の組成になるまで加えた後、引き続きプラネタリーミキサーにて30分間混合処理を行い、合材ペーストを調製した。
[実施例9]
表2に示す組成に従い、活物質をNMC、分散剤をTA−b、塩化リチウム1部の代わりにトリエチルアンモニウムクロライド3部を用いた以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。
[実施例10]
表2に示す組成に従い、分散剤をTBとした以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。実施例10は参考例である。
[実施例12]
表2に示す組成に従い、活物質をLMO、分散剤をPVPとし、これら各材料の含有量を変更した以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。実施例12は参考例である。
[実施例13]
SBR4部およびCMC1部を精製水95部に溶解し、バインダー溶液を作製した。塩化ナトリウム1部を精製水99部に溶解し、塩溶液を作製した。次に、表2に示す組成に従い、活物質LFP、炭素材料AB、分散剤DemN、バインダー溶液、および塩溶液をプラネタリーミキサーに投入し、1時間混合処理を行った。さらに、精製水を表2に掲げる実施例13の組成になるまで加えた後、引き続きプラネタリーミキサーにて30分間混合処理を行い、合材ペーストを調製した。実施例13は参考例である。
[比較例1]
表2に示す組成に従い、塩化リチウムを用いなかった以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。
[比較例2]
表2に示す組成に従い、塩化リチウムを用いなかった以外は実施例2と同様にして、合材ペーストを調製した。
[比較例3]
表2に示す組成に従い、塩化リチウムを用いなかった以外は実施例3と同様にして、合材ペーストを調製した。
[比較例4]
表2に示す組成に従い、塩化リチウムを用いなかった以外は実施例4と同様にして、合材ペーストを調製した。
[比較例5]
表2に示す組成に従い、活物質をNMCとし、これら各材料の含有量を変更し、分散剤および塩化リチウムを用いなかった以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調製した。
[比較例6]
PVDF35部および沈降防止剤DisP7部をNMP465部に溶解し、混合溶液を作製した。次に、表2に示す組成に従い、活物質NMC、炭素材料AB、分散剤TA−b、および上記の混合溶液をプラネタリーミキサーに投入し、1時間混合処理を行った。さらに、NMPを表2に掲げる比較例6の組成になるまで加えた後、引き続きプラネタリーミキサーにて30分間混合処理を行い、合材ペーストを調製した。
[比較例7]
表2に示す組成に従い、活物質をNMC、分散剤をTA−b、塩化リチウムの代わりに塩化鉄(III)を用いた以外は実施例1と同様にして、合材ペーストを調整した。
[比較例8]
表2に示す組成に従い、塩化ナトリウムの代わりに酢酸リチウムを用いた以外は実施例13と同様にして、合材ペーストを調製した。
Lithium acetate (CH 3 COOLi)
<Anti-settling agent>
Polyethylene oxide: Disparon 4200-20 (manufactured by Kashiwagi Chemical Co., Ltd.), hereinafter abbreviated as DisP.
<Preparation of carbon material dispersion>
Dispersant TA-b (1 part) was dissolved in NMP (349 parts), then carbon material AB (25 parts) and PVDF (25 parts) were added, and dispersion / dissolution treatment was performed for 1 hour with a homogenizer to obtain carbon material dispersion liquid A.
<Preparation of composite paste for positive electrode of lithium ion secondary battery>
The evaluation of the composite pastes obtained in Examples and Comparative Examples was performed by measuring the viscosity (initial evaluation) and the presence or absence of sediment (evaluation with time). The viscosity was measured using a B-type viscometer (“BL” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at 25 ° C., 6 rpm, and 60 rpm. Presence / absence of the precipitate was determined by standing at 25 ° C. and storing it, and after 1 day and 7 days, it was scooped up from the storage container with a spatula and whether or not a gel-like precipitate was observed.
[Example 1]
7 parts of PVDF was dissolved in 93 parts of NMP to prepare a binder solution. 1 part of lithium chloride was dissolved in 99 parts of NMP to prepare a salt solution. Next, according to the composition shown in Table 2, the active material LCO, the carbon material AB, the dispersant TA-a, the binder solution, and the salt solution were put into a planetary mixer and mixed for 1 hour. Further, NMP was added until the composition of Example 1 listed in Table 2 was reached, followed by a mixing treatment for 30 minutes with a planetary mixer to prepare a composite paste.
[Example 2]
According to the composition shown in Table 2, an active material was LMO, a carbon material was VGCF, a dispersant was PA-a, and a mixture paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the contents of these materials were changed. .
[Example 3]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was NMC and the dispersant was TA-b.
[Example 4]
According to the composition shown in Table 2, a mixture paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was LFP, the dispersant was PA-b, and the contents of these materials were changed.
[Example 5]
1 part of lithium chloride was dissolved in 99 parts of NMP to prepare a salt solution. Next, according to the composition shown in Table 2, the active material NMC, the carbon material dispersion A, and the salt solution were put into a planetary mixer and mixed for 1 hour. Furthermore, after adding NMP until it became the composition of Example 5 hung up in Table 2, it mixed by the planetary mixer for 30 minutes continuously, and prepared the composite paste.
[Example 6]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was NMC, the dispersant was TA-b, and 2 parts of lithium bromide was used instead of 1 part of lithium chloride. . [Example 7]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was NMC, the dispersant was TA-b, and calcium chloride was used instead of lithium chloride.
[Example 8]
8 parts of PVDF was dissolved in 92 parts of NMP to prepare a binder solution. 1 part of ammonium chloride was dissolved in 799 parts of NMP to prepare a salt solution. Next, according to the composition shown in Table 2, the active material NMC, the carbon material AB, the dispersant TA-b, and the binder solution were put into a planetary mixer and mixed for 1 hour. Further, a salt solution and NMP were added until the composition of Example 8 listed in Table 2 was added, and then a mixing treatment was performed for 30 minutes with a planetary mixer to prepare a composite paste.
[Example 9]
According to the composition shown in Table 2, a mixture paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was NMC, the dispersant was TA-b, and 3 parts of triethylammonium chloride was used instead of 1 part of lithium chloride. .
[Example 10]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the dispersant was TB . Example 10 is a reference example.
[Example 12]
According to the composition shown in Table 2, a mixture paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was LMO, the dispersant was PVP, and the contents of these materials were changed. Example 12 is a reference example.
[Example 13]
4 parts of SBR and 1 part of CMC were dissolved in 95 parts of purified water to prepare a binder solution. 1 part of sodium chloride was dissolved in 99 parts of purified water to prepare a salt solution. Next, according to the composition shown in Table 2, the active material LFP, the carbon material AB, the dispersant DemN, the binder solution, and the salt solution were put into a planetary mixer and mixed for 1 hour. Further, purified water was added until the composition of Example 13 listed in Table 2 was reached, and then mixed with a planetary mixer for 30 minutes to prepare a composite paste. Example 13 is a reference example.
[Comparative Example 1]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that lithium chloride was not used.
[Comparative Example 2]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 2 except that lithium chloride was not used.
[Comparative Example 3]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 3 except that lithium chloride was not used.
[Comparative Example 4]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 4 except that lithium chloride was not used.
[Comparative Example 5]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was NMC, the contents of these materials were changed, and the dispersant and lithium chloride were not used.
[Comparative Example 6]
35 parts of PVDF and 7 parts of antisettling agent DisP were dissolved in 465 parts of NMP to prepare a mixed solution. Next, according to the composition shown in Table 2, the active material NMC, the carbon material AB, the dispersant TA-b, and the above mixed solution were put into a planetary mixer and mixed for 1 hour. Furthermore, after adding NMP until it became a composition of the comparative example 6 hung up over Table 2, it mixed by the planetary mixer for 30 minutes, and prepared the compound paste.
[Comparative Example 7]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 1 except that the active material was NMC, the dispersant was TA-b, and iron (III) chloride was used instead of lithium chloride.
[Comparative Example 8]
According to the composition shown in Table 2, a composite paste was prepared in the same manner as in Example 13 except that lithium acetate was used instead of sodium chloride.

Figure 0005764804
Figure 0005764804

表2より、実施例の合材ペーストはいずれも静置保存7日後においても沈降物が観察されず、正極活物質の沈降を抑制できていることが確認できた。実施例1〜実施例4と比較例1〜比較例4との比較より、塩の添加により沈降が抑制されたことが分かる。   From Table 2, it was confirmed that no sediment was observed in the composite pastes of the examples even after 7 days of storage and the sedimentation of the positive electrode active material was suppressed. From comparison between Example 1 to Example 4 and Comparative Example 1 to Comparative Example 4, it can be seen that sedimentation was suppressed by the addition of salt.

比較例5の、分散剤が未添加である合材ペーストでは沈降物が観察されなかったが、非常に高粘度となり、塗工に適する粘度に調整するため、合材ペーストの固形分率を下げなければならなかった。   No sediment was observed in the composite paste of Comparative Example 5 to which no dispersant was added, but the solid content of the composite paste was lowered in order to adjust the viscosity to a viscosity suitable for coating. I had to.

比較例6の、沈降防止剤を添加した合材ペーストでは、静置1日後には沈降物が観察されなかったが、7日後には観察された。比較例7の合材ペーストは、実施例と同様に正極活物質の沈降を抑制できていることが確認できた。比較例8の酢酸リチウムを添加した合材ペーストでは、静置1日後から沈降物が観察された。


<リチウムイオン二次電池正極評価用セルの組み立て>
先に調製したリチウム二次電池正極用合材ペースト(実施例1〜13、比較例1〜8)を、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した。ここでは塗布速度(集電体の移動速度)を100mm/分とした。また、塗布装置の液だまり部には初期に充分量の合材ペーストを投入し、途中で追加することのないようにした。減圧下120℃で加熱乾燥した後、ローラープレス機にて圧延処理し、厚さ100μmの正極合材層を作製した。これを直径9mmに打ち抜く際、塗布中間部分(塗布開始端より5mの部分)と塗布終了部分(塗布終了端より20cmの部分)から打ち抜きいて作用極とし、金属リチウム箔(厚さ0.15mm)を対極として、作用極および対極の間に多孔質ポリプロピレンフィルムからなるセパレーター(セルガード社製#2400)を挿入積層し、電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを1:1に混合した混合溶媒にLiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を満たして二極密閉式金属セル(宝仙社製HSフラットセル)を組み立てた。セルの組み立てはアルゴンガス置換したグローブボックス内で行った。
<リチウムイオン二次電池正極特性評価>
作製した正極評価用セルを室温(25℃)で、充電レート1.0Cの定電流定電圧充電(上限電圧4.2V)で満充電とし、充電時と同じレートの定電流で放電下限電圧3.0Vまで放電を行う充放電を1サイクル(充放電間隔休止時間30分)とし、このサイクルを合計20サイクル行い、充放電サイクル特性(評価装置:北斗電工社製SM−8)を測定した。測定した充放電サイクル特性における1回目の放電容量(初期放電容量)、20サイクル目の放電容量(20サイクル放電容量)、20サイクル放電容量/初期放電容量より算出される20サイクル放電容量維持率(%)を表3に示した。

In the composite paste to which the anti-settling agent was added in Comparative Example 6, no precipitate was observed after 1 day of standing, but was observed after 7 days. It was confirmed that the composite paste of Comparative Example 7 was able to suppress sedimentation of the positive electrode active material as in the example. In the composite paste to which lithium acetate of Comparative Example 8 was added, sediment was observed after 1 day of standing.


<Assembly of lithium ion secondary battery positive electrode evaluation cell>
The previously prepared composite paste for lithium secondary battery positive electrodes (Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 8) was applied onto a 20 μm thick aluminum foil serving as a current collector using a doctor blade. Here, the coating speed (moving speed of the current collector) was 100 mm / min. In addition, a sufficient amount of the mixture paste was initially introduced into the liquid reservoir of the coating apparatus so that it was not added during the process. After heat drying at 120 ° C. under reduced pressure, the mixture was rolled with a roller press to produce a positive electrode mixture layer having a thickness of 100 μm. When this is punched out to a diameter of 9 mm, it is punched out from the middle part of coating (part of 5 m from the coating start end) and the end part of coating (part of 20 cm from the coating end) to form a working electrode, and a metal lithium foil (thickness 0.15 mm) As a counter electrode, a separator (# 2400 manufactured by Celgard) made of a porous polypropylene film is inserted and laminated between the working electrode and the counter electrode, and LiPF 6 is added to a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate are mixed 1: 1. Was filled with a non-aqueous electrolyte solution having a concentration of 1 M), and a two-pole sealed metal cell (HS flat cell manufactured by Hosensha) was assembled. The cell was assembled in a glove box substituted with argon gas.
<Characteristic evaluation of lithium ion secondary battery positive electrode>
The prepared positive electrode evaluation cell was fully charged at a constant current and constant voltage charge (upper limit voltage 4.2 V) at a room temperature (25 ° C.) with a charge rate of 1.0 C, and a discharge lower limit voltage 3 at a constant current at the same rate as during charging. Charging / discharging for discharging to 0.0 V was performed as one cycle (charging / discharging interval rest time 30 minutes), and this cycle was performed for a total of 20 cycles, and charging / discharging cycle characteristics (evaluation apparatus: SM-8 manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.) were measured. 20th cycle discharge capacity maintenance ratio calculated from the first discharge capacity (initial discharge capacity), 20th cycle discharge capacity (20th cycle discharge capacity), 20th cycle discharge capacity / initial discharge capacity in the measured charge / discharge cycle characteristics ( %) Is shown in Table 3.

Figure 0005764804
Figure 0005764804


表3より、実施例の合材ペーストを使用して正極合材層を形成した場合、放電容量、20サイクル放電容量維持率において良好な結果が得られた。また、作用極の打ち抜き箇所によらず放電容量は一定であり、均一な電極が得られたと考えられる。   From Table 3, when the positive mix layer was formed using the composite paste of the example, good results were obtained in the discharge capacity and the 20 cycle discharge capacity retention rate. Further, it is considered that the discharge capacity is constant regardless of the punched portion of the working electrode, and a uniform electrode was obtained.

比較例1〜比較例4、および比較例8では、作用極の打ち抜き箇所によって放電容量が変化した。これは時間の経過に伴い、液だまりの合材ペースト中で活物質の沈降が起こり、塗布中間部分では合材層における活物質含有量が増加し、逆に塗布終了部分では減少し、均一な電極が得られなかったためと考えられる。   In Comparative Examples 1 to 4 and Comparative Example 8, the discharge capacity varied depending on the punched portion of the working electrode. As time passes, sedimentation of the active material occurs in the puddle paste, and the active material content in the mixture layer increases at the middle part of the coating, and conversely decreases at the end of the coating. This is probably because an electrode was not obtained.

比較例5では、放電容量、20サイクル放電維持率が実施例より劣る結果であった。これは導電助剤や活物質の分散不良が原因と考えられる。   In Comparative Example 5, the discharge capacity and the 20 cycle discharge maintenance rate were inferior to those of the Examples. This is thought to be due to poor dispersion of the conductive assistant and active material.

比較例6では、実施例3等に比べて放電容量、20サイクル放電維持率が若干劣る結果であった。また、作用極の打ち抜き箇所による放電容量の差も比較的大きく、電極は若干不均一であったと考えられる。   In Comparative Example 6, the discharge capacity and the 20-cycle discharge retention rate were slightly inferior to those of Example 3 and the like. Further, the difference in discharge capacity due to the punched-out portion of the working electrode is relatively large, and it is considered that the electrodes were slightly non-uniform.

比較例7では、20サイクル放電維持率が実施例より劣る結果であった。これは鉄を含有する塩であったため、電池性能に悪影響を与えたと考えられる。   In Comparative Example 7, the 20-cycle discharge maintenance rate was inferior to that of the Example. Since this is a salt containing iron, it is considered that the battery performance was adversely affected.

Claims (4)

正極活物質と、バインダーと、導電助剤である炭素材料と、溶剤と、分散剤と、一般式(1)および/または一般式(2)および/または一般式(3)で表される塩とを含む、リチウムイオン二次電池正極用合材ペーストであって、分散剤が、一般式(4)で表される酸性官能基を有するトリアジン誘導体および一般式(7)で表される酸性官能基を有する有機色素誘導体から選ばれる1種類以上の分散剤である、リチウムイオン二次電池正極用合材ペースト
一般式(1) AXa
(式中、AはLi、Na、K、Rb、Cs、Be、Mg、Ca、Sr、Baから選ばれるa価の元素である。Xはハロゲンである。aはAの価数であり1または2の整数である。)
一般式(2) NH4
(式中、Nは窒素、Hは水素、Xはハロゲンである。)
一般式(3) D(HX)d
(式中、Dは分子内にアミノ基をd個有するアミンである。Hは水素、Xはハロゲンである。dはDの分子内のアミノ基の数であり1以上の整数である。)
一般式(4)
Figure 0005764804
(一般式(4)中、
101 は、−NH−であり、
102 は、−NH−であり、
101 は、炭素数1〜20で構成された、置換基を有してもよいアリーレン基であり、
101 は、−COOM 101 であり、
101 は、1〜3価のカチオンの一当量であり、
101 は、−O−R 102 、または−T 101 −R 101 であり、
102 は、水素原子であり、
101 は、1〜4の整数であり、
101 は、置換基を有していてもよい複素環残基であって、複素環残基はベンズイミダゾロンまたはカルバゾールの残基である。)

一般式(7)
Figure 0005764804

(一般式(7)中、
401 は、直接結合であり、
401 は、−SO 3 401 であり、
401 は、1〜3価のカチオンの一当量であり、
401 は、有機色素残基であって、有機色素残基はアゾ系色素またはキナクリドン系色素の残基であり、
401 は、1〜4の整数である。)
A positive electrode active material, a binder, a carbon material as a conductive additive, a solvent, a dispersant, and a salt represented by the general formula (1) and / or the general formula (2) and / or the general formula (3) A lithium ion secondary battery positive electrode composite paste , wherein the dispersant is a triazine derivative having an acidic functional group represented by the general formula (4) and an acidic functional group represented by the general formula (7) A composite paste for a positive electrode of a lithium ion secondary battery, which is one or more dispersants selected from organic dye derivatives having a group .
General formula (1) AX a
(In the formula, A is an a-valent element selected from Li, Na, K, Rb, Cs, Be, Mg, Ca, Sr, and Ba. X is halogen. A is the valence of A and 1 Or an integer of 2.)
General formula (2) NH 4 X
(In the formula, N is nitrogen, H is hydrogen, and X is halogen.)
General formula (3) D (HX) d
(In the formula, D is an amine having d amino groups in the molecule. H is hydrogen and X is halogen. D is the number of amino groups in the molecule of D and is an integer of 1 or more.)
General formula (4)
Figure 0005764804
(In general formula (4),
T 101 is —NH—;
T 102 is a -NH-,
Y 101 is an arylene group which has 1 to 20 carbon atoms and may have a substituent,
Z 101 is —COOM 101 ;
M 101 is one equivalent of a monovalent to trivalent cation,
Q 101 is —O—R 102 or —T 101 —R 101 ,
R 102 is a hydrogen atom,
n 101 is an integer of 1 to 4,
R 101 is a heterocyclic residue which may have a substituent, and the heterocyclic residue is a benzimidazolone or carbazole residue. )

General formula (7)
Figure 0005764804

(In general formula (7),
T 401 is a direct bond,
Z 401 is —SO 3 M 401 ,
M 401 is one equivalent of a monovalent to trivalent cation,
R 401 is an organic dye residue, and the organic dye residue is a residue of an azo dye or a quinacridone dye;
n 401 is an integer of 1 to 4. )
合材ペースト中の総固形分に占める塩の割合が0.2重量%未満である、請求項1記載のリチウムイオン二次電池正極用合材ペースト。   The composite paste for a lithium ion secondary battery positive electrode according to claim 1, wherein the proportion of the salt in the total solid content in the composite paste is less than 0.2% by weight. 請求項1または2記載のリチウムイオン二次電池正極用合材ペーストを使用して合材層が形成されてなるリチウムイオン二次電池用正極。   The positive electrode for lithium ion secondary batteries by which a composite material layer is formed using the mixed material paste for lithium ion secondary battery positive electrodes of Claim 1 or 2. 集電体上に正極合材層を有する正極と、集電体上に負極合材層を有する負極と、リチウムを含む電解質とを具備するリチウムイオン二次電池であって、正極が請求項3記載のリチウムイオン二次電池用正極であるリチウムイオン二次電池。   A lithium ion secondary battery comprising: a positive electrode having a positive electrode mixture layer on a current collector; a negative electrode having a negative electrode mixture layer on the current collector; and an electrolyte containing lithium. The lithium ion secondary battery which is a positive electrode for lithium ion secondary batteries as described.
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