JP6264157B2 - Nonaqueous secondary battery electrode and nonaqueous secondary battery - Google Patents

Nonaqueous secondary battery electrode and nonaqueous secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、非水系二次電池用電極及び非水系二次電池に関する。   The present invention relates to an electrode for a non-aqueous secondary battery and a non-aqueous secondary battery.

近年、アルカリ金属イオン電池において、有機系の電極活物質を用いることが検討されている。例えば、テレフタル酸ジナトリウムを負極活物質に用いることが提案されている(非特許文献1参照)。この電池では、50質量%の負極活物質と、37.5質量%のカーボンブラックと、12.5質量%のカルボキシメチルセルロース(CMC)とを混合した負極を用いている。   In recent years, it has been studied to use an organic electrode active material in an alkali metal ion battery. For example, it has been proposed to use disodium terephthalate as a negative electrode active material (see Non-Patent Document 1). In this battery, a negative electrode obtained by mixing 50% by mass of a negative electrode active material, 37.5% by mass of carbon black, and 12.5% by mass of carboxymethyl cellulose (CMC) is used.

Adv. Mater. 2012, 24, 3562-3567Adv. Mater. 2012, 24, 3562-3567

しかしながら、非特許文献1のものでは、初期の充放電における不可逆容量が大きい場合や、充放電サイクルを繰り返したときの容量維持率が低い場合があるなど、充放電特性が低いことがあった。このため、充放電特性をより高めることが望まれていた。   However, in the non-patent document 1, the charge / discharge characteristics may be low, for example, the irreversible capacity in the initial charge / discharge may be large or the capacity retention rate may be low when the charge / discharge cycle is repeated. For this reason, it has been desired to further improve the charge / discharge characteristics.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、充放電特性をより高めることができる非水系二次電池用電極及びそれを備えた非水系二次電池を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in order to solve such problems, and mainly provides an electrode for a non-aqueous secondary battery capable of further improving charge / discharge characteristics and a non-aqueous secondary battery including the same. Objective.

上述した目的を達成するために鋭意研究したところ、本発明者らは、ジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を用い、このカルボン酸に含まれる酸素にリチウムを配位させた構造体を電極活物質とすると、充放電特性を高めることができることを見いだした。さらに、この電極活物質に、導電材と2質量%以上8質量%以下のカルボキシメチルセルロースとを加えて電極を作製したところ、充放電特性をより高めることができることを見いだし、本発明を完成するに至った。   As a result of diligent research to achieve the above-mentioned object, the present inventors have used a structure in which lithium is coordinated to oxygen contained in the carboxylic acid using an aromatic compound that is a dicarboxylic acid anion as an electrode active material. Then, it has been found that the charge / discharge characteristics can be improved. Furthermore, when an electrode was produced by adding a conductive material and 2% by mass or more and 8% by mass or less of carboxymethyl cellulose to this electrode active material, it was found that charge / discharge characteristics could be further improved, and the present invention was completed. It came.

即ち、本発明の非水系二次電池用電極は、
2以上の芳香族環構造を有するジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を含む有機骨格層と、前記カルボン酸アニオンに含まれる酸素にアルカリ金属元素が配位して骨格を形成するアルカリ金属元素層と、を有する層状構造体を含む電極活物質と、
導電材と、
カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも一方である水溶性ポリマーと、
を含み、前記水溶性ポリマーを2質量%以上8質量%以下の範囲で含むものである。
That is, the electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention is
An organic skeleton layer containing an aromatic compound that is a dicarboxylic acid anion having two or more aromatic ring structures; and an alkali metal element layer in which an alkali metal element coordinates to oxygen contained in the carboxylic acid anion to form a skeleton. An electrode active material comprising a layered structure having
Conductive material;
A water-soluble polymer that is at least one of carboxymethylcellulose and polyvinyl alcohol;
The water-soluble polymer is contained in the range of 2% by mass or more and 8% by mass or less.

本発明の非水系二次電池は、
上述した非水系二次電池用電極と、
アルカリ金属イオンを伝導するイオン伝導媒体と、
を備えたものである。
The non-aqueous secondary battery of the present invention is
The non-aqueous secondary battery electrode described above;
An ion conducting medium that conducts alkali metal ions;
It is equipped with.

本発明の非水系二次電池用電極及び非水系二次電池では、充放電特性をより高めることができる。このような効果が得られる理由は、以下のように推察される。すなわち、活物質である層状構造体は、ジカルボン酸の酸素とアルカリ金属元素(例えばリチウム)とが4配位を形成しており、非水系電解液に溶けにくく、結晶構造を保つことで充放電サイクル特性の安定性がより高められるものと推察される。この層状構造体は、有機骨格層が酸化還元部位として機能し、アルカリ金属元素層が充放電するアルカリ金属イオンの吸蔵部位として機能するものと推察される。また、ジカルボン酸である層状構造体と−OR構造(Rは、水素、ナトリウム、アンモニウムなど)を有する水溶性ポリマーとの間に相互作用が働くことにより、電極材料が均一に混合し相互に密着した電極とすることができると推察される。このとき、水溶性ポリマーの量が2.0質量%以上では電極材料がより均一に混合し、水溶性ポリマーの量が8.0質量%以下では電極材料にある程度の柔軟性があり電極材料がより密着するため、不均一反応などが抑制され、充放電サイクル特性の安定性がより高められるものと推察される。   In the electrode for nonaqueous secondary batteries and the nonaqueous secondary battery of the present invention, charge / discharge characteristics can be further improved. The reason why such an effect can be obtained is assumed as follows. In other words, the layered structure that is an active material has a 4-coordination between the oxygen of the dicarboxylic acid and the alkali metal element (for example, lithium), is hardly soluble in the non-aqueous electrolyte, and is charged and discharged by maintaining the crystal structure. It is presumed that the stability of the cycle characteristics is further improved. In this layered structure, it is presumed that the organic skeleton layer functions as a redox site, and the alkali metal element layer functions as an occlusion site for alkali metal ions that are charged and discharged. In addition, the interaction between the layered structure, which is a dicarboxylic acid, and a water-soluble polymer having an —OR structure (where R is hydrogen, sodium, ammonium, etc.) allows the electrode materials to be uniformly mixed and adhered to each other. It is speculated that the electrode can be made. At this time, when the amount of the water-soluble polymer is 2.0% by mass or more, the electrode material is mixed more uniformly, and when the amount of the water-soluble polymer is 8.0% by mass or less, the electrode material has a certain degree of flexibility and the electrode material is In order to adhere more closely, it is guessed that a heterogeneous reaction etc. are suppressed and stability of a charge / discharge cycle characteristic is improved more.

層状構造体の構造の一例を示す説明図。Explanatory drawing which shows an example of the structure of a layered structure. 非水系二次電池20の一例を示す模式図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an example of a non-aqueous secondary battery 20. 2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムのX線回折測定結果。X-ray diffraction measurement results of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate. 実験例4の充放電曲線。The charge / discharge curve of Experimental Example 4. 実験例12の充放電曲線。The charge / discharge curve of Experimental Example 12. CMCの割合と最大容量との関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between the ratio of CMC and the maximum capacity. CMCの割合と初期効率との関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between the ratio of CMC and initial efficiency. CMCの割合と容量維持率との関係を表すグラフ。The graph showing the relationship between the ratio of CMC and a capacity maintenance rate.

本発明の非水系二次電池用電極は、電極活物質と、導電材と、水溶性ポリマーと、を含むものである。   The electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention includes an electrode active material, a conductive material, and a water-soluble polymer.

電極活物質は、2以上の芳香族環構造を有するジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を含む有機骨格層と、前記カルボン酸アニオンに含まれる酸素にアルカリ金属元素が配位して骨格を形成するアルカリ金属元素層と、を有する層状構造体を含むものである。図1は、こうした層状構造体の構造の一例を示す説明図である。この層状構造体は、有機骨格層とアルカリ金属元素層(Li層)とを備えている。層状構造体は、芳香族化合物のπ電子相互作用により層状に形成されたものであることが好ましく、例えば、空間群P21/cに帰属される単斜晶型の結晶構造を有するものや、空間群Pbc21に帰属される斜方晶型の結晶構造を有するものが、構造的に安定であり、好ましい。このうち、空間群P21/cに帰属される単斜晶型の結晶構造を有するものがより好ましい。なお、アルカリ金属元素層がリチウムを含む場合には空間群P21/cに帰属される単斜晶型の結晶構造を有するものとなりやすく、アルカリ金属元素層がナトリウムを含む場合には空間群Pbc21に帰属される斜方晶型の結晶構造を有するものとなりやすい。層状構造体は、異なるジカルボン酸アニオンの酸素4つとアルカリ金属元素とが4配位を形成する次式(1)の構造を備えているものとすることが、構造的に安定であり、好ましい。但し、この式(1)において、Rは2以上の芳香族環構造を有し、複数あるRのうち2以上が同じであってもよいし、1以上が異なっていてもよい。また、Aはアルカリ金属元素である。このように、アルカリ金属元素によって有機骨格層が結合した構造を有することが好ましい。 An electrode active material forms an organic skeleton layer containing an aromatic compound which is a dicarboxylic acid anion having two or more aromatic ring structures, and an alkali metal element coordinates to oxygen contained in the carboxylic acid anion to form a skeleton. A layered structure having an alkali metal element layer. FIG. 1 is an explanatory view showing an example of the structure of such a layered structure. This layered structure includes an organic skeleton layer and an alkali metal element layer (Li layer). The layered structure is preferably formed in a layered form by the π-electron interaction of the aromatic compound, for example, those having a monoclinic crystal structure belonging to the space group P2 1 / c, Those having an orthorhombic crystal structure belonging to the space group Pbc2 1 are preferred because they are structurally stable. Among these, those having a monoclinic crystal structure belonging to the space group P2 1 / c are more preferable. When the alkali metal element layer contains lithium, it tends to have a monoclinic crystal structure belonging to the space group P2 1 / c, and when the alkali metal element layer contains sodium, the space group Pbc2 It tends to have an orthorhombic crystal structure belonging to 1 . It is preferable that the layered structure has a structure represented by the following formula (1) in which four oxygen atoms of different dicarboxylic acid anions and an alkali metal element form a four-coordination. However, in this formula (1), R has two or more aromatic ring structures, and two or more of a plurality of Rs may be the same or one or more may be different. A is an alkali metal element. Thus, it is preferable to have a structure in which the organic skeleton layer is bonded by an alkali metal element.

有機骨格層は、2以上の芳香族環構造を有するジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を含んでいる。この2以上の芳香族環構造は、例えば、ビフェニルなど2以上の芳香族環が結合した芳香族多環化合物としてもよいし、ナフタレンやアントラセン、ピレンなど2以上の芳香族環が縮合した縮合多環化合物としてもよい。この芳香族環は、五員環や六員環、八員環としてもよく、六員環が好ましい。また、芳香族環は、2以上5以下とするのが好ましい。芳香族環が2以上では層状構造を形成しやすく、芳香族環が5以下ではエネルギー密度をより高めることができる。この有機骨格層は、ジカルボン酸アニオンのうちカルボン酸アニオンの一方と他方とが芳香族環構造の対角位置に結合されている芳香族化合物を含むものとするのが好ましい。こうすれば、有機骨格層とアルカリ金属元素層とによる層状構造を形成しやすい。カルボン酸が結合されている対角位置とは、一方のカルボン酸の結合位置から他方のカルボン酸の結合位置までが最も遠い位置としてもよく、例えば芳香族環構造がナフタレンであれば2,6位が挙げられ、ピレンであれば2,7位が挙げられる。この有機骨格層は、次式(2)で示される構造を含む芳香族化合物により構成されているものとしてもよい。但し、Rは2以上の芳香族環構造を有する上記芳香族環構造であるものとしてもよい。具体的には、この有機骨格層は、次式(3)〜(5)のうちいずれか1以上の芳香族化合物を備えているものとしてもよい。但し、式(3)〜(5)において、nは2以上5以下の整数、mは0以上3以下の整数であることが好ましい。nが2以上5以下では、有機骨格層の大きさが好適であり、より充放電容量を高めることができる。また、mが0以上3以下では、有機骨格層の大きさが好適であり、より充放電容量を高めることができる。この式(3)〜(5)において、これらの芳香族化合物は、その構造中に置換基、ヘテロ原子を有してもよい。具体的には、芳香族化合物の水素の代わりに、ハロゲン、鎖状又は環状のアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、スルホニル基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、アシル基、アミド基、水酸基を置換基として持っていてもよいし、芳香族化合物の炭素の代わりに、窒素、硫黄、酸素が導入された構造であってもよい。   The organic skeleton layer contains an aromatic compound that is a dicarboxylic acid anion having two or more aromatic ring structures. The two or more aromatic ring structures may be, for example, an aromatic polycyclic compound in which two or more aromatic rings such as biphenyl are bonded, or a condensed polycyclic compound in which two or more aromatic rings such as naphthalene, anthracene, and pyrene are condensed. It may be a ring compound. This aromatic ring may be a 5-membered ring, a 6-membered ring or an 8-membered ring, and a 6-membered ring is preferred. The aromatic ring is preferably 2 or more and 5 or less. When the aromatic ring is 2 or more, a layered structure is easily formed, and when the aromatic ring is 5 or less, the energy density can be further increased. This organic skeleton layer preferably contains an aromatic compound in which one of the dicarboxylic acid anions and the other of the carboxylic acid anions are bonded to diagonal positions of the aromatic ring structure. By doing so, it is easy to form a layered structure of the organic skeleton layer and the alkali metal element layer. The diagonal position to which the carboxylic acid is bonded may be the farthest position from the bonding position of one carboxylic acid to the bonding position of the other carboxylic acid. For example, if the aromatic ring structure is naphthalene, 2, 6 In the case of pyrene, the 2nd and 7th positions are mentioned. This organic skeleton layer may be composed of an aromatic compound including a structure represented by the following formula (2). However, R may be the above aromatic ring structure having two or more aromatic ring structures. Specifically, this organic skeleton layer may include any one or more aromatic compounds of the following formulas (3) to (5). However, in the formulas (3) to (5), n is preferably an integer of 2 or more and 5 or less, and m is an integer of 0 or more and 3 or less. When n is 2 or more and 5 or less, the size of the organic skeleton layer is suitable, and the charge / discharge capacity can be further increased. Moreover, when m is 0 or more and 3 or less, the size of the organic skeleton layer is suitable, and the charge / discharge capacity can be further increased. In the formulas (3) to (5), these aromatic compounds may have a substituent or a hetero atom in the structure. Specifically, instead of hydrogen of an aromatic compound, a halogen, a chain or cyclic alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a sulfonyl group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, an acyl group Further, it may have an amide group or a hydroxyl group as a substituent, or may have a structure in which nitrogen, sulfur or oxygen is introduced instead of carbon of the aromatic compound.

アルカリ金属元素層は、図1に示すように、カルボン酸アニオンに含まれる酸素にアルカリ金属元素が配位して骨格を形成している。このアルカリ金属元素は、Li,Na及びKのうちいずれか1以上としてもよいが、このうちLiが好ましい。アルカリ金属元素層に含まれるアルカリ金属元素は、層状構造体の骨格を形成することから、充放電に伴うイオン移動には関与しないものと推察される。このように構成された層状構造体は、図1に示すように、構造においては、有機骨格層とこの有機骨格層の間に存在するLi層(アルカリ金属元素層)とにより形成されている。また、エネルギー貯蔵メカニズムにおいては、層状構造体の有機骨格層はレドックス(e-)サイトとして機能する一方、Li層はLi+吸蔵サイトとして機能するものと考えられる。即ち、この層状構造体は、次式(6)に示すようにエネルギーを貯蔵・放出すると考えられる。更に、この層状構造体において、有機骨格層にはLiが入り込み可能な空間が形成されていることがあり、式(6)におけるアルカリ金属層以外の部分にもLiを吸蔵放出可能であり、充放電容量をより高めることができると推察される。 As shown in FIG. 1, the alkali metal element layer has a skeleton formed by coordination of an alkali metal element with oxygen contained in the carboxylate anion. The alkali metal element may be any one or more of Li, Na, and K, and among these, Li is preferable. Since the alkali metal element contained in the alkali metal element layer forms a skeleton of the layered structure, it is presumed that the alkali metal element does not participate in the ion migration accompanying charge / discharge. As shown in FIG. 1, the layered structure thus configured is formed by an organic skeleton layer and a Li layer (alkali metal element layer) existing between the organic skeleton layers. In the energy storage mechanism, the organic skeleton layer of the layered structure is considered to function as a redox (e ) site, while the Li layer functions as a Li + storage site. That is, this layered structure is considered to store and release energy as shown in the following formula (6). Furthermore, in this layered structure, a space where Li can enter may be formed in the organic skeleton layer, and Li can be occluded and released also in portions other than the alkali metal layer in Formula (6). It is assumed that the discharge capacity can be further increased.

導電材は、負極の電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛)や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維などの炭素材料、金属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など)などの1種又は2種以上を混合したものを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性及び塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。導電材は、粒子状のものとしてもよいし繊維状のものとしてもよいが、粒子状のものが好ましい。有機系の電極活物質では一般に導電性が低いため、繊維状の導電材を加えて導電性を向上させることが多いが、そうした繊維状の導電材を使用しなくてもよい点で、本発明を適用する意義が高いからである。なお、繊維状とは、例えば、直交する3軸方向の寸法をa,b,c(a≧b≧c)としたときに、a/c及びa/bがいずれも2よりも大きいものとしてもよい。また、粒子状とは、繊維状以外のものとしてもよく、例えば、このうち、a/c及びb/cがいずれも3以下であることが好ましく、1.5以下であることがより好ましく、1.2以下であることがさらに好ましい。   The conductive material is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not adversely affect the battery performance of the negative electrode. For example, graphite such as natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite) or artificial graphite, acetylene black, carbon black, A mixture of one or more of carbon materials such as ketjen black, carbon whisker, needle coke, and carbon fiber, and metals (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.) can be used. Among these, as the conductive material, carbon black and acetylene black are preferable from the viewpoints of electron conductivity and coatability. The conductive material may be particulate or fibrous, but is preferably particulate. In general, organic electrode active materials have low conductivity, and thus a fibrous conductive material is often added to improve conductivity. However, the present invention does not require the use of such a fibrous conductive material. It is because the significance of applying is high. Note that the fibrous form means that a / c and a / b are both larger than 2 when the dimensions in the three orthogonal directions are a, b, c (a ≧ b ≧ c), for example. Also good. Further, the particulate form may be other than the fibrous form. For example, a / c and b / c are preferably 3 or less, more preferably 1.5 or less. More preferably, it is 1.2 or less.

水溶性ポリマーは、カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも一方である。水溶性ポリマーは、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める結着材としての役割を果たす。カルボキシメチルセルロースは、例えば、カルボキシメチル基の末端がナトリウムやカルシウムなどである無機塩としてもよいし、カルボキシメチル基の末端がアンモニウムであるアンモニウム塩としてもよい。   The water-soluble polymer is at least one of carboxymethyl cellulose and polyvinyl alcohol. The water-soluble polymer plays a role as a binder for connecting the active material particles and the conductive material particles. Carboxymethyl cellulose may be, for example, an inorganic salt having a carboxymethyl group terminated with sodium or calcium, or an ammonium salt having a carboxymethyl group terminated with ammonium.

非水系二次電池用電極は、上述した水溶性ポリマーを2質量%以上8質量%以下の範囲で含むものである。水溶性ポリマーを2質量%以上の範囲で含むものでは、容量維持率をより高めることができる。また、水溶性ポリマーを8質量%以下の範囲で含むものでは、電極材料同士や電極材料と集電体との密着性が高い。このうち、水溶性ポリマーを7質量%以下の範囲で含むものが好ましく、6質量%以下の範囲で含むものがより好ましい。また、非水系二次電池用電極は、電極活物質を70質量%以上90質量%以下の範囲で含むことが好ましい。有機系の電極活物質を用いた電極では一般に導電性が低く導電材を多量に加えて導電性を向上させる必要があるため、電極活物質の量は70質量%未満となってしまうが、本発明では、電極活物質を70質量%以上にまで増加させることができる点で好ましい。電極活物質を90質量%以下の範囲で含むものでは、導電材や水溶性ポリマーの量が少なくなり過ぎないため、導電材や水溶性ポリマーの機能を十分に発揮できる。また、非水系二次電池用電極は、導電材を5質量%以上15質量%以下の範囲で含むことが好ましい。5質量%以上であれば、電極に十分な導電性を持たせることができ、充放電特性の劣化を抑制できる。また、15質量%以下であれば、電極活物質や水溶性ポリマーが少なくなり過ぎないため、電極活物質や水溶性ポリマーの機能を十分に発揮できる。   The electrode for a non-aqueous secondary battery contains the above-described water-soluble polymer in the range of 2% by mass to 8% by mass. When the water-soluble polymer is contained in the range of 2% by mass or more, the capacity retention rate can be further increased. Moreover, in the thing containing a water-soluble polymer in 8 mass% or less, the adhesiveness of electrode materials or an electrode material and a collector is high. Among these, what contains a water-soluble polymer in 7 mass% or less is preferable, and what contains in 6 mass% or less is more preferable. Moreover, it is preferable that the electrode for non-aqueous secondary batteries contains an electrode active material in 70 mass% or more and 90 mass% or less. In general, an electrode using an organic electrode active material has low conductivity, and it is necessary to improve the conductivity by adding a large amount of a conductive material. Therefore, the amount of the electrode active material is less than 70% by mass. In the invention, the electrode active material is preferable in that it can be increased to 70% by mass or more. In the case where the electrode active material is contained in the range of 90% by mass or less, the amount of the conductive material and the water-soluble polymer is not decreased too much, so that the functions of the conductive material and the water-soluble polymer can be sufficiently exhibited. Moreover, it is preferable that the electrode for non-aqueous secondary batteries contains a electrically conductive material in 5 to 15 mass%. If it is 5 mass% or more, sufficient electroconductivity can be given to an electrode and deterioration of a charge / discharge characteristic can be suppressed. Moreover, if it is 15 mass% or less, since an electrode active material and a water-soluble polymer do not decrease too much, the function of an electrode active material and a water-soluble polymer can fully be exhibited.

非水系二次電池用電極は、電極活物質、導電材、水溶性ポリマーに加えて、スチレンブタジエン共重合体をさらに含むものとしてもよい。スチレンブタジエン共重合体は、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める結着材としての役割を果たす。スチレンブタジエン共重合体を含むものでは、活物質粒子間をより強く結着できる点で好ましい。スチレンブタジエン共重合体を含む場合、8質量%以下の範囲で含むことが好ましい。8質量%以下であれば、活物質、導電材、水溶性ポリマーの量が少なくなり過ぎないため、活物質や導電材、水溶性ポリマーの機能を十分に発揮できる。   The electrode for a non-aqueous secondary battery may further include a styrene-butadiene copolymer in addition to the electrode active material, the conductive material, and the water-soluble polymer. The styrene-butadiene copolymer plays a role as a binder that holds the active material particles and the conductive material particles together. A material containing a styrene-butadiene copolymer is preferable in that the active material particles can be bound more strongly. When a styrene butadiene copolymer is included, it is preferably included in a range of 8% by mass or less. If the amount is 8% by mass or less, the amount of the active material, the conductive material, and the water-soluble polymer does not decrease too much, so that the functions of the active material, the conductive material, and the water-soluble polymer can be sufficiently exhibited.

非水系二次電池用電極は、例えば電極活物質と導電材と結着材(水溶性ポリマーやスチレンブタジエン共重合体)とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。電極活物質、導電材、結着材を分散させる溶剤としては、例えば水やアルコールなどを用いることができる。塗布方法としては、例えば、アプリケータロールなどのローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレイド方式、スピンコーティング、バーコータなどが挙げられ、これらのいずれかを用いて任意の厚さ・形状とすることができる。集電体としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、アルミニウム、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラス、Al−Cd合金などのほか、接着性、導電性及び耐還元性向上の目的で、例えば銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものも用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状については、箔状、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。集電体の厚さは、例えば1〜500μmのものが用いられる。   Non-aqueous secondary battery electrodes are prepared by mixing, for example, an electrode active material, a conductive material, and a binder (water-soluble polymer or styrene-butadiene copolymer) and adding a suitable solvent to form a paste-like mixture. May be applied to the surface of the current collector and dried, and may be compressed to increase the electrode density as necessary. As a solvent for dispersing the electrode active material, the conductive material, and the binder, for example, water or alcohol can be used. Examples of the application method include roller coating such as applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, bar coater, and the like, and any of these can be used to obtain an arbitrary thickness and shape. Current collectors include copper, nickel, stainless steel, titanium, aluminum, calcined carbon, conductive polymer, conductive glass, Al-Cd alloy, etc., for the purpose of improving adhesion, conductivity and reduction resistance. For example, the surface of copper or the like treated with carbon, nickel, titanium, silver, or the like can also be used. For these, the surface can be oxidized. Examples of the shape of the current collector include foil, film, sheet, net, punched or expanded, lath, porous, foam, and formed fiber group. The thickness of the current collector is, for example, 1 to 500 μm.

本発明の非水系二次電池は、上述した本発明の非水系二次電池用電極と、アルカリ金属イオンを伝導するイオン伝導媒体とを備えたものである。この電池において、正極及び負極は、アルカリ金属を吸蔵・放出可能なものであることが好ましい。本発明の非水系二次電池において、上述した本発明の非水系二次電池用電極は、正極としてもよいし負極としてもよいが、負極とすることが好ましい。すなわち、上述した層状構造体は、負極活物質とすることが好ましい。また、充放電により吸蔵・放出されるアルカリ金属は、アルカリ金属元素層のアルカリ金属元素と異なるものとしてもよいし、同じものとしてもよく、例えば、Li,Na及びKなどのうちいずれか1以上とすることができる。ここでは、説明の便宜のため、上述した本発明の非水系二次電池用電極を負極とし、層状化合物のアルカリ金属元素層にLiを含み、充放電により吸蔵・放出されるアルカリ金属をLiとした非水系二次電池を以下主として説明する。   The non-aqueous secondary battery of the present invention includes the above-described electrode for a non-aqueous secondary battery of the present invention and an ion conductive medium that conducts alkali metal ions. In this battery, the positive electrode and the negative electrode are preferably capable of occluding and releasing alkali metals. In the non-aqueous secondary battery of the present invention, the non-aqueous secondary battery electrode of the present invention described above may be a positive electrode or a negative electrode, but is preferably a negative electrode. That is, the layered structure described above is preferably a negative electrode active material. Further, the alkali metal occluded / released by charging / discharging may be different from the alkali metal element of the alkali metal element layer or may be the same, for example, any one or more of Li, Na, K, etc. It can be. Here, for convenience of explanation, the above-described electrode for a non-aqueous secondary battery according to the present invention is used as a negative electrode, the alkali metal element layer of the layered compound contains Li, and the alkali metal occluded / released by charge / discharge is Li. The non-aqueous secondary battery will be mainly described below.

非水系二次電池の正極は、例えば正極活物質と導電材と結着材とを混合し、適当な溶剤を加えてペースト状の正極合材としたものを、集電体の表面に塗布乾燥し、必要に応じて電極密度を高めるべく圧縮して形成してもよい。正極活物質としては、遷移金属元素を含む硫化物や、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物などを用いることができる。具体的には、TiS2、TiS3、MoS3、FeS2などの遷移金属硫化物、Li(1-a)MnO2(0<a<1など、以下同じ)、Li(1-a)Mn24などのリチウムマンガン複合酸化物、Li(1-a)CoO2などのリチウムコバルト複合酸化物、Li(1-a)NiO2などのリチウムニッケル複合酸化物、LiV23などのリチウムバナジウム複合酸化物、V25などの遷移金属酸化物などを用いることができる。これらのうち、リチウムの遷移金属複合酸化物、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiV23などが好ましい。導電材は、正極の電池性能に悪影響を及ぼさない電子伝導性材料であれば特に限定されず、例えば、天然黒鉛(鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛)や人造黒鉛などの黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンウィスカ、ニードルコークス、炭素繊維、金属(銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金など)などの1種又は2種以上を混合したものを用いることができる。これらの中で、導電材としては、電子伝導性及び塗工性の観点より、カーボンブラック及びアセチレンブラックが好ましい。結着材は、活物質粒子及び導電材粒子を繋ぎ止める役割を果たすものであり、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ素ゴム等の含フッ素樹脂、或いはポリプロピレン、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂、エチレン−プロピレン−ジエンマー(EPDM)、スルホン化EPDM、天然ブチルゴム(NBR)等を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。また、水系バインダーであるセルロース系やスチレンブタジエンゴム(SBR)の水分散体等を用いることもできる。正極活物質、導電材、結着材を分散させる溶剤としては、例えばN−メチルピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、エチレンオキシド、テトラヒドロフランなどの有機溶剤を用いることができる。また、水に分散剤、増粘剤等を加え、SBRなどのラテックスで活物質をスラリー化してもよい。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロースなどの多糖類を単独で、あるいは2種以上の混合物として用いることができる。塗布方法としては、例えば、アプリケータロールなどのローラコーティング、スクリーンコーティング、ドクターブレイド方式、スピンコーティング、バーコータなどが挙げられ、これらのいずれかを用いて任意の厚さ・形状とすることができる。集電体としては、アルミニウム、チタン、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、焼成炭素、導電性高分子、導電性ガラスなどのほか、接着性、導電性及び耐酸化性向上の目的で、アルミニウムや銅などの表面をカーボン、ニッケル、チタンや銀などで処理したものを用いることができる。これらについては、表面を酸化処理することも可能である。集電体の形状については、箔状、フィルム状、シート状、ネット状、パンチ又はエキスパンドされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の形成体などが挙げられる。集電体の厚さは、例えば1〜500μmのものが用いられる。 The positive electrode of the non-aqueous secondary battery is, for example, a mixture of a positive electrode active material, a conductive material, and a binder, and an appropriate solvent added to form a paste-like positive electrode mixture on the surface of the current collector. However, it may be compressed to increase the electrode density as necessary. As the positive electrode active material, a sulfide containing a transition metal element, an oxide containing lithium and a transition metal element, or the like can be used. Specifically, transition metal sulfides such as TiS 2 , TiS 3 , MoS 3 , FeS 2 , Li (1-a) MnO 2 (0 <a <1, etc., the same shall apply hereinafter), Li (1-a) Mn Lithium manganese composite oxide such as 2 O 4 , lithium cobalt composite oxide such as Li (1-a) CoO 2 , lithium nickel composite oxide such as Li (1-a) NiO 2 , lithium such as LiV 2 O 3 Vanadium composite oxides, transition metal oxides such as V 2 O 5, and the like can be used. Of these, lithium transition metal composite oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , and LiV 2 O 3 are preferable. The conductive material is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not adversely affect the battery performance of the positive electrode. For example, graphite such as natural graphite (scale-like graphite, scale-like graphite) or artificial graphite, acetylene black, carbon black, What mixed 1 type (s) or 2 or more types, such as ketjen black, carbon whisker, needle coke, carbon fiber, metal (copper, nickel, aluminum, silver, gold, etc.) can be used. Among these, as the conductive material, carbon black and acetylene black are preferable from the viewpoints of electron conductivity and coatability. The binder serves to bind the active material particles and the conductive material particles. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), fluorine-containing resin such as fluorine rubber, or polypropylene, Thermoplastic resins such as polyethylene, ethylene-propylene-dienemer (EPDM), sulfonated EPDM, natural butyl rubber (NBR) and the like can be used alone or as a mixture of two or more. In addition, an aqueous dispersion of cellulose or styrene butadiene rubber (SBR), which is an aqueous binder, can also be used. Examples of the solvent for dispersing the positive electrode active material, the conductive material, and the binder include N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, and N, N-dimethylaminopropyl. Organic solvents such as amine, ethylene oxide, and tetrahydrofuran can be used. Moreover, a dispersing agent, a thickener, etc. may be added to water, and an active material may be slurried with latex, such as SBR. As the thickener, for example, polysaccharides such as carboxymethyl cellulose and methyl cellulose can be used alone or as a mixture of two or more. Examples of the application method include roller coating such as applicator roll, screen coating, doctor blade method, spin coating, bar coater, and the like, and any of these can be used to obtain an arbitrary thickness and shape. Current collectors include aluminum, titanium, stainless steel, nickel, iron, calcined carbon, conductive polymer, conductive glass, and aluminum, copper, etc. for the purpose of improving adhesion, conductivity, and oxidation resistance. A surface treated with carbon, nickel, titanium, silver or the like can be used. For these, the surface can be oxidized. Examples of the shape of the current collector include foil, film, sheet, net, punched or expanded, lath, porous, foam, and formed fiber group. The thickness of the current collector is, for example, 1 to 500 μm.

非水系二次電池のイオン伝導媒体としては、支持塩を含む非水系電解液や非水系ゲル電解液などの非水電解液を用いることができる。非水電解液の溶媒としては、カーボネート類、エステル類、エーテル類、ニトリル類、フラン類、スルホラン類及びジオキソラン類などが挙げられ、これらを単独又は混合して用いることができる。具体的には、カーボネート類としてエチレンカーボネートやプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類や、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、エチル−n−ブチルカーボネート、メチル−t−ブチルカーボネート、ジ−i−プロピルカーボネート、t−ブチル−i−プロピルカーボネートなどの鎖状カーボネート類、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトンなどの環状エステル類、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酪酸メチルなどの鎖状エステル類、ジメトキシエタン、エトキシメトキシエタン、ジエトキシエタンなどのエーテル類、アセトニトリル、ベンゾニトリルなどのニトリル類、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、などのフラン類、スルホラン、テトラメチルスルホランなどのスルホラン類、1,3−ジオキソラン、メチルジオキソランなどのジオキソラン類などが挙げられる。このうち、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組み合わせが好ましい。この組み合わせによると、充放電の繰り返しでの電池特性を表すサイクル特性が優れているばかりでなく、電解液の粘度、得られる電池の電気容量、電池出力などをバランスの取れたものとすることができる。なお、環状カーボネート類は、比誘電率が比較的高く、電解液の誘電率を高めていると考えられ、鎖状カーボネート類は、電解液の粘度を抑えていると考えられる。   As an ion conduction medium of the non-aqueous secondary battery, a non-aqueous electrolyte such as a non-aqueous electrolyte containing a supporting salt or a non-aqueous gel electrolyte can be used. Examples of the solvent for the nonaqueous electrolytic solution include carbonates, esters, ethers, nitriles, furans, sulfolanes and dioxolanes, and these can be used alone or in combination. Specifically, as carbonates, cyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, butylene carbonate, chloroethylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl-n-butyl carbonate, methyl-t -Chain carbonates such as butyl carbonate, di-i-propyl carbonate, t-butyl-i-propyl carbonate, cyclic esters such as γ-butyllactone and γ-valerolactone, methyl formate, methyl acetate, ethyl acetate, Chain esters such as methyl butyrate, ethers such as dimethoxyethane, ethoxymethoxyethane, and diethoxyethane; nitriles such as acetonitrile and benzonitrile; Examples include furans such as lan, methyltetrahydrofuran, sulfolanes such as sulfolane and tetramethylsulfolane, and dioxolanes such as 1,3-dioxolane and methyldioxolane. Among these, the combination of cyclic carbonates and chain carbonates is preferable. According to this combination, not only the cycle characteristics representing the battery characteristics in repeated charge and discharge are excellent, but also the viscosity of the electrolyte, the electric capacity of the obtained battery, the battery output, etc. should be balanced. it can. The cyclic carbonates are considered to have a relatively high relative dielectric constant and increase the dielectric constant of the electrolytic solution, and the chain carbonates are considered to suppress the viscosity of the electrolytic solution.

非水系二次電池に含まれている支持塩は、例えば、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiC(CF3SO23、LiSbF6、LiSiF6、LiAlF4、LiSCN、LiClO4、LiCl、LiF、LiBr、LiI、LiAlCl4などが挙げられる。このうち、LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4などの無機塩、及びLiCF3SO3、LiN(CF3SO22、LiC(CF3SO23などの有機塩からなる群より選ばれる1種又は2種以上の塩を組み合わせて用いることが電気特性の点から見て好ましい。この電解質塩は、非水電解液中の濃度が0.1mol/L以上5mol/L以下であることが好ましく、0.5mol/L以上2mol/L以下であることがより好ましい。電解質塩の濃度が0.1mol/L以上では、十分な電流密度を得ることができ、5mol/L以下では、電解液をより安定させることができる。また、この非水電解液には、リン系、ハロゲン系などの難燃剤を添加してもよい。 The supporting salt contained in the nonaqueous secondary battery is, for example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiSbF 6. , LiSiF 6 , LiAlF 4 , LiSCN, LiClO 4 , LiCl, LiF, LiBr, LiI, LiAlCl 4 and the like. Among these, from the group consisting of inorganic salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , and organic salts such as LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3. It is preferable from the viewpoint of electrical characteristics to use a combination of one or two or more selected salts. This electrolyte salt preferably has a concentration in the non-aqueous electrolyte of 0.1 mol / L or more and 5 mol / L or less, and more preferably 0.5 mol / L or more and 2 mol / L or less. When the concentration of the electrolyte salt is 0.1 mol / L or more, a sufficient current density can be obtained, and when the concentration is 5 mol / L or less, the electrolytic solution can be made more stable. Moreover, you may add flame retardants, such as a phosphorus type and a halogen type, to this non-aqueous electrolyte.

また、液状のイオン伝導媒体の代わりに、固体のイオン伝導性ポリマーをイオン伝導媒体として用いることもできる。イオン伝導性ポリマーとしては、例えば、アクリロニトリル、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、メチルメタクリレート、ビニルアセテート、ビニルピロリドン、ポリフッ化ビニリデンなどのポリマーと支持塩とで構成されるポリマーゲルを用いることができる。更に、イオン伝導性ポリマーと非水系電解液とを組み合わせて用いることもできる。また、イオン伝導媒体としては、イオン伝導性ポリマーのほか、無機固体電解質あるいは有機ポリマー電解質と無機固体電解質の混合材料、若しくは有機バインダーによって結着された無機固体粉末などを利用することができる。   Further, instead of the liquid ion conducting medium, a solid ion conducting polymer may be used as the ion conducting medium. As the ion conductive polymer, for example, a polymer gel composed of a polymer such as acrylonitrile, ethylene oxide, propylene oxide, methyl methacrylate, vinyl acetate, vinyl pyrrolidone, and polyvinylidene fluoride and a supporting salt can be used. Further, an ion conductive polymer and a non-aqueous electrolyte can be used in combination. In addition to the ion conductive polymer, an inorganic solid electrolyte, a mixed material of an organic polymer electrolyte and an inorganic solid electrolyte, an inorganic solid powder bound by an organic binder, or the like can be used as the ion conductive medium.

非水系二次電池は、正極と負極との間にセパレータを備えていてもよい。セパレータとしては、非水系二次電池の使用範囲に耐えうる組成であれば特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン製不織布やポリフェニレンスルフィド製不織布などの高分子不織布、ポリエチレンやポリプロピレンなどのオレフィン系樹脂の薄い微多孔膜が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数を混合して用いてもよい。   The nonaqueous secondary battery may include a separator between the positive electrode and the negative electrode. The separator is not particularly limited as long as it is a composition that can withstand the range of use of the non-aqueous secondary battery. For example, a polymer nonwoven fabric such as a polypropylene nonwoven fabric or a polyphenylene sulfide nonwoven fabric, or a thin olefin resin such as polyethylene or polypropylene is thin. A microporous membrane is mentioned. These may be used alone or in combination.

非水系二次電池の形状は、特に限定されないが、例えばコイン型、ボタン型、シート型、積層型、円筒型、偏平型、角型などが挙げられる。また、電気自動車等に用いる大型のものなどに適用してもよい。図2は、非水系二次電池20の一例を示す模式図である。この非水系二次電池20は、カップ形状の電池ケース21と、正極活物質を有しこの電池ケース21の下部に設けられた正極22と、負極活物質を有し正極22に対してセパレータ24を介して対向する位置に設けられた負極23と、絶縁材により形成されたガスケット25と、電池ケース21の開口部に配設されガスケット25を介して電池ケース21を密封する封口板26と、を備えている。この非水系二次電池20は、正極22と負極23との間の空間にアルカリ金属塩(リチウム塩)を溶解したイオン伝導媒体27が満たされている。この負極23は、2以上の芳香族環構造を有するジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を含み、ジカルボン酸アニオンのうちカルボン酸アニオンの一方と他方とが芳香族化合物の対角位置に結合されている有機骨格層と、カルボン酸アニオンに含まれる酸素に配位したアルカリ金属元素層と、を備えた層状構造体を負極活物質として含んでいる。また、負極活物質の他に、導電材と、カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも一方である水溶性ポリマーとを含み、水溶性ポリマーの含有量が2質量%以上8質量%以下の範囲である。   The shape of the non-aqueous secondary battery is not particularly limited, and examples thereof include a coin type, a button type, a sheet type, a laminated type, a cylindrical type, a flat type, and a square type. Moreover, you may apply to the large sized thing etc. which are used for an electric vehicle etc. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an example of the non-aqueous secondary battery 20. The non-aqueous secondary battery 20 includes a cup-shaped battery case 21, a positive electrode 22 having a positive electrode active material and provided at a lower portion of the battery case 21, a negative electrode active material having a separator 24 with respect to the positive electrode 22. A negative electrode 23 provided at a position opposed to each other via a gasket, a gasket 25 formed of an insulating material, a sealing plate 26 disposed in an opening of the battery case 21 and sealing the battery case 21 via the gasket 25, It has. In the nonaqueous secondary battery 20, an ion conductive medium 27 in which an alkali metal salt (lithium salt) is dissolved is filled in a space between the positive electrode 22 and the negative electrode 23. The negative electrode 23 includes an aromatic compound that is a dicarboxylic acid anion having two or more aromatic ring structures, and one of the dicarboxylic acid anions and the other of the carboxylic acid anions are bonded to diagonal positions of the aromatic compound. A layered structure including an organic skeleton layer and an alkali metal element layer coordinated to oxygen contained in a carboxylate anion is included as a negative electrode active material. Further, in addition to the negative electrode active material, it contains a conductive material and a water-soluble polymer that is at least one of carboxymethyl cellulose and polyvinyl alcohol, and the content of the water-soluble polymer is in the range of 2 mass% to 8 mass%. is there.

以上説明した非水系二次電池では、活物質である層状構造体において、ジカルボン酸の酸素とLi元素とが4配位を形成しており、非水系に溶けにくく、結晶構造を保つことで充放電サイクル特性の安定性がより高められるものと推察される。この層状構造体は、有機骨格層が酸化還元部位として機能し、Li層がLiイオンの吸蔵部位として機能するものと推察される。また、ジカルボン酸である層状構造体と−OR構造(Rは、水素、ナトリウム、アンモニウムなど)を有する水溶性ポリマーとの間に相互作用が働くことにより、電極材料が均一に混合し密着した電極とすることができると推察される。このとき、水溶性ポリマーを2.0質量%以上の範囲で含んでいるため、電極材料がより均一に混合すると考えられる。また、水溶性ポリマーを8.0質量%以下の範囲で含んでいるため、ある程度の柔軟性があり電極材料がより密着し、不均一反応などが抑制され、充放電サイクル特性の安定性をより高めることができると推察される。   In the non-aqueous secondary battery described above, in the layered structure that is the active material, the oxygen of the dicarboxylic acid and the Li element form a 4-coordination, which is difficult to dissolve in the non-aqueous system, and is maintained by maintaining the crystal structure. It is presumed that the stability of the discharge cycle characteristics can be further improved. In this layered structure, it is presumed that the organic skeleton layer functions as a redox site, and the Li layer functions as a Li ion storage site. In addition, the electrode material is uniformly mixed and adhered by the interaction between the layered structure which is a dicarboxylic acid and a water-soluble polymer having an —OR structure (R is hydrogen, sodium, ammonium, etc.) It is assumed that it can be. At this time, since the water-soluble polymer is contained in the range of 2.0% by mass or more, it is considered that the electrode material is mixed more uniformly. In addition, since the water-soluble polymer is contained in the range of 8.0% by mass or less, the electrode material has a certain degree of flexibility, the electrode material is more closely adhered, the heterogeneous reaction is suppressed, and the stability of the charge / discharge cycle characteristics is further improved. It is assumed that it can be increased.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

以下には、非水系二次電池用負極及び非水系二次電池を具体的に作製した例について、実験例として説明する。なお、実験例1〜8が本発明の実施例に相当し、実験例9〜12が比較例に相当する。   Below, the example which produced the negative electrode for non-aqueous secondary batteries and the non-aqueous secondary battery concretely is demonstrated as an experiment example. Experimental examples 1 to 8 correspond to examples of the present invention, and experimental examples 9 to 12 correspond to comparative examples.

[実験例1]
(2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムの合成)
層状構造体(電極活物質)としての2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウム(式(7)参照)の合成には、出発原料として2,6−ナフタレンジカルボン酸および水酸化リチウム1水和物(LiOH・H2O)を用いた。水酸化リチウム1水和物(0.556g)にメタノール(100mL)を加え撹拌した。水酸化リチウム1水和物がとけた後に2,6−ナフタレンジカルボン酸(1.0g)を加え1時間撹拌した。撹拌後溶媒を除去し、真空下150℃で16時間乾燥することにより白色の粉末試料を合成した。
[Experimental Example 1]
(Synthesis of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate)
For the synthesis of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate (see formula (7)) as a layered structure (electrode active material), 2,6-naphthalenedicarboxylic acid and lithium hydroxide monohydrate (LiOH) are used as starting materials. • H 2 O) was used. Methanol (100 mL) was added to lithium hydroxide monohydrate (0.556 g) and stirred. After the lithium hydroxide monohydrate was dissolved, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid (1.0 g) was added and stirred for 1 hour. After stirring, the solvent was removed, and a white powder sample was synthesized by drying at 150 ° C. for 16 hours under vacuum.

(X線回折測定)
合成した2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムの粉末X線回折測定を行った。測定は、放射線としてCuKα線(波長1.54051Å)を使用し、X線回折装置(リガク製RINT2200)を用いて行った。また、測定は、X線の単色化にはグラファイトの単結晶モノクロメーターを用い、印加電圧を40kV、電流30mAに設定し、4°/分の走査速度で2θ=10°〜90°の角度範囲で行った。図3は、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムのX線回折測定結果である。図3に示すように、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムは、空間群P21/cに帰属される単斜晶を仮定した時の(001)、(111)、(102)、(112)ピークが明確に現れていることから、図1に示した、リチウム層と有機骨格層からなる層状構造を形成していると推察された。また、実験例1は、空間群P21/cに帰属される単斜晶であることから、4つの異なる芳香族ジカルボン酸分子の酸素とリチウムとが4配位を形成する構造を形成し、有機骨格の部分でπ電子共役雲による相互作用が働いているものと推察された。
(X-ray diffraction measurement)
Powder X-ray diffraction measurement of the synthesized dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate was performed. The measurement was performed using CuKα rays (wavelength 1.54051Å) as radiation and using an X-ray diffractometer (RINT2200 manufactured by Rigaku). In addition, the measurement was performed by using a graphite single crystal monochromator for monochromatic X-ray, setting the applied voltage to 40 kV and current 30 mA, and the angle range of 2θ = 10 ° to 90 ° at a scanning speed of 4 ° / min. I went there. FIG. 3 is a result of X-ray diffraction measurement of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate. As shown in FIG. 3, dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate has (001), (111), (102), (112) when assuming a monoclinic crystal belonging to the space group P2 1 / c. Since the peak appeared clearly, it was guessed that the layered structure which consists of a lithium layer and an organic frame | skeleton layer shown in FIG. 1 was formed. In addition, since Experimental Example 1 is a monoclinic crystal belonging to the space group P2 1 / c, a structure in which oxygen and lithium of four different aromatic dicarboxylic acid molecules form a four-coordination, It is inferred that the interaction by the π-electron conjugated cloud works in the organic skeleton.

(塗工電極の作製)
合成した2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを73.9質量%、粒子状炭素導電材としてカーボンブラック(東海カーボン製、TB5500(直径約50nm))を13.0質量%、水溶性ポリマーであるカルボキシメチルセルロース(CMC)(ダイセルファインケム製、CMCダイセル1120)を5.2質量%、スチレンブタジエン共重合体(SBR)(日本ゼオン製、BM−400B)を7.8質量%の割合で混合し、これに分散剤としての水を適量添加して分散させてスラリー状合材とした。このスラリー状合材を10μm厚の銅箔集電体に均一に塗布し、加熱乾燥させて塗布シートを作製した。その後、塗布シートを加圧プレス処理し、2.05cm2の面積に打ち抜いて円盤状の電極を準備した。その後、アルゴン不活性雰囲気下、120℃で12時間、乾燥を行った。
(Preparation of coated electrode)
73.9% by mass of the synthesized dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 13.0% by mass of carbon black (Tokai Carbon, TB5500 (diameter: about 50 nm)) as the particulate carbon conductive material, carboxy which is a water-soluble polymer Methyl cellulose (CMC) (manufactured by Daicel Finechem, CMC Daicel 1120) was mixed in an amount of 5.2% by mass, and styrene butadiene copolymer (SBR) (manufactured by Nippon Zeon, BM-400B) in a ratio of 7.8% by mass. An appropriate amount of water as a dispersant was added to and dispersed in the slurry to obtain a slurry-like composite material. This slurry-like mixture was uniformly applied to a 10 μm thick copper foil current collector and dried by heating to prepare a coated sheet. Thereafter, the coated sheet was pressure-pressed and punched out to an area of 2.05 cm 2 to prepare a disk-shaped electrode. Thereafter, drying was performed at 120 ° C. for 12 hours in an argon inert atmosphere.

(二極式評価セルの作製)
エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートを体積比で30:40:30の割合となるよう混合した非水溶媒に、六フッ化リン酸リチウムを1mol/Lとなるように添加して非水電解液を作製した。上記電極を作用極とし、リチウム金属箔(厚み300μm)を対極として、両電極の間に上記非水電解液を含浸させたセパレータ(東レ東燃製)を挟んで二極式評価セルを作製した。
(Preparation of bipolar evaluation cell)
Non-aqueous electrolysis by adding lithium hexafluorophosphate to 1 mol / L to a non-aqueous solvent in which ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a volume ratio of 30:40:30. A liquid was prepared. Using the electrode as a working electrode, a lithium metal foil (thickness: 300 μm) as a counter electrode, a separator (manufactured by Toray Tonen) impregnated with the non-aqueous electrolyte was sandwiched between the two electrodes to produce a bipolar evaluation cell.

(充放電試験)
上記二極式評価セルを用い、20℃の温度環境下、0.14mAで0.5Vまで還元(放電)したのち、0.14mAで2.0Vまで酸化(充電)させた。この充放電操作において、1回目の還元容量をQ(1st)red、酸化容量をQ(1st)oxiとし、10回目の還元容量をQ(10th)red、酸化容量をQ(10th)oxiとした。そして、(Q(1st)oxi/Q(1st)red)×100の式より初期効率を算出した。また、(Q(10th)oxi/Q(1st)oxi)×100の式より10サイクル後の容量維持率を算出した。また、最大容量は、1回目から10回目の酸化容量のうち最大のものとした。
(Charge / discharge test)
Using the above bipolar evaluation cell, reduction (discharge) was performed at 0.14 mA to 0.5 V in a temperature environment of 20 ° C., and then oxidation (charge) was performed at 0.14 mA to 2.0 V. In this charge / discharge operation, the first reduction capacity is Q (1st) red, the oxidation capacity is Q (1st) oxi, the 10th reduction capacity is Q (10th) red, and the oxidation capacity is Q (10th) oxi. . Then, the initial efficiency was calculated from the equation of (Q (1st) oxi / Q (1st) red) × 100. Further, the capacity retention rate after 10 cycles was calculated from the formula of (Q (10th) oxi / Q (1st) oxi) × 100. The maximum capacity was the maximum of the first to tenth oxidation capacities.

[実験例2]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを77.7質量%、カーボンブラックを13.7質量%、CMCを5.5質量%、SBRを3.2質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experiment 2]
In preparation of the coated electrode, 77.7% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 13.7% by mass of carbon black, 5.5% by mass of CMC, and 3.2% by mass of SBR were used. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実験例3]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを78.7質量%、カーボンブラックを13.9質量%、CMCを5.6質量%、SBRを1.9質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experiment 3]
In the preparation of the coated electrode, 78.7% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 13.9% by mass of carbon black, 5.6% by mass of CMC, and 1.9% by mass of SBR. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実験例4]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを79.8質量%、カーボンブラックを14.1質量%、CMCを4.2質量%、SBRを1.9質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experimental Example 4]
In preparation of the coated electrode, 79.8% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 14.1% by mass of carbon black, 4.2% by mass of CMC, and 1.9% by mass of SBR were used. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実験例5]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを80.2質量%、カーボンブラックを14.2質量%、CMCを5.7質量%、SBRを0.0質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experimental Example 5]
In preparation of the coated electrode, the dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate was 80.2% by mass, the carbon black was 14.2% by mass, the CMC was 5.7% by mass, and the SBR was 0.0% by mass. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実験例6]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを81.0質量%、カーボンブラックを14.3質量%、CMCを2.9質量%、SBRを1.9質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experimental Example 6]
In the production of the coated electrode, dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate was 81.0% by mass, carbon black was 14.3% by mass, CMC was 2.9% by mass, and SBR was 1.9% by mass. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実施例7]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを81.8質量%、カーボンブラックを11.2質量%、CMCを4.5質量%、SBRを2.6質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Example 7]
In the production of the coated electrode, 81.8% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 11.2% by mass of carbon black, 4.5% by mass of CMC, and 2.6% by mass of SBR. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実施例8]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを84.7質量%、カーボンブラックを9.4質量%、CMCを3.8質量%、SBRを2.2質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Example 8]
In preparation of the coated electrode, 84.7% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 9.4% by mass of carbon black, 3.8% by mass of CMC, and 2.2% by mass of SBR were used. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実験例9]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを87.1質量%、カーボンブラックを9.7質量%、CMCを1.9質量%、SBRを1.3質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experimental Example 9]
In the production of the coated electrode, 86.1% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 9.7% by mass of carbon black, 1.9% by mass of CMC, and 1.3% by mass of SBR. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実験例10]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを83.3質量%、カーボンブラックを14.7質量%、CMCを0質量%、SBRを2.0質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experimental Example 10]
In preparation of the coated electrode, except that the ratio of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate was 83.3 mass%, carbon black was 14.7 mass%, CMC was 0 mass%, and SBR was 2.0 mass%. A cell was produced in the same manner as in Experimental Example 1, and a charge / discharge test was performed.

[実験例11]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを74.9質量%、カーボンブラックを13.2質量%、CMCを8.8質量%、SBRを3.0質量%の割合とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experimental Example 11]
In preparation of the coated electrode, 74.9% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 13.2% by mass of carbon black, 8.8% by mass of CMC, and 3.0% by mass of SBR. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that a charge / discharge test was performed.

[実験例12]
塗工電極の作製において、2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウムを66.7質量%、粒子状炭素導電材としてカーボンブラックを11.1質量%、繊維状炭素(気相成長炭素繊維、昭和電工製、VGCF(直径約150nm、長さ約10〜20μm))を11.1質量%、結着材としてポリフッ化ビニリデンを10質量% の割合で混合し、分散材としてN−メチル−2−ピロリドンを適量添加、分散してスラリー状合材とした以外は実験例1と同様にセルを作製し、充放電試験を行った。
[Experimental example 12]
In the production of the coated electrode, 66.7% by mass of dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate, 11.1% by mass of carbon black as a particulate carbon conductive material, fibrous carbon (vapor-grown carbon fiber, Showa Denko VGCF (diameter of about 150 nm, length of about 10 to 20 μm)), polyvinylidene fluoride as a binder at a ratio of 10% by mass, and N-methyl-2-pyrrolidone as a dispersant. A cell was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that an appropriate amount was added and dispersed to obtain a slurry composite, and a charge / discharge test was performed.

[結果と考察]
表1に最大容量、初期効率及び容量維持率の結果を示す。また、図4に実験例4の充放電曲線を、図5に実験例12の充放電曲線を示す。さらに、図6〜8にCMCの割合と最大容量、初期効率、容量維持率との関係を表すグラフを示す。表1及び図4,5より、CMC系結着材を用いなかった実験例10や、CMC系結着材を過剰に用いた実験例11、PVdF系結着材を用いた実験例12に比べて、CMC系結着材を2質量%以上8質量%以下の割合で用いた実験例1〜8では、最大容量、初期効率及び容量維持率の全てにおいて優れていることが分かった。この点について、電極の断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察したところ、実験例1〜8では電極合材全体が黒っぽく、活物質、導電材及び水溶性ポリマーが均一に混合しており集電体に密着しているた。これに対し、実験例10では、電極合材に白い部分と黒い部分とが混在しており、相分離していた。また、実験例11や12では、電極合材が集電体に密着していない部分が多く観察された。このことから、CMC系結着材を適量用いた実験例1〜8では、CMC系結着材を用いない実験例10、CMC系結着材を過剰に用いた実験例11、PVdF系の結着材を用た実験例12よりも、活物質や導電材を均一に混合させて集電体に密着させる効果が高いため、電極内での不均一反応の発生を抑制することができ、充放電特性をより高めることができるものと推察された。また、図6,7より、電極中のCMCが8.0質量%以下であれば、最大容量や初期効率を高めることができることがわかった。また、図8より、電極中のCMCが2.0質量%以上8.0質量%以下であれば、容量維持率を高めることができることがわかった。なお、電極中のCMCが1.9質量%である実験例9では、最大容量や初期効率は実験例1〜8と同等であるものの、容量維持率は実験例1〜8よりも1割以上低い値となった。よって、本件で提案する負極は、水溶性ポリマーを2質量%以上8質量%以下の範囲で含むものとすることで、良好な発現容量、初期効率、容量維持率を示すことがわかった。
[Results and discussion]
Table 1 shows the results of maximum capacity, initial efficiency, and capacity maintenance rate. 4 shows the charge / discharge curve of Experimental Example 4, and FIG. 5 shows the charge / discharge curve of Experimental Example 12. Further, FIGS. 6 to 8 are graphs showing the relationship between the ratio of CMC and the maximum capacity, initial efficiency, and capacity maintenance rate. From Table 1 and FIGS. 4 and 5, compared with Experimental Example 10 in which the CMC binder was not used, Experimental Example 11 in which the CMC binder was excessive, and Experimental Example 12 in which the PVdF binder was used. In Experimental Examples 1 to 8 in which the CMC binder was used at a ratio of 2% by mass or more and 8% by mass or less, it was found that all of the maximum capacity, the initial efficiency, and the capacity maintenance rate were excellent. In this regard, when the cross section of the electrode was observed with a scanning electron microscope (SEM), in Experimental Examples 1 to 8, the entire electrode mixture was blackish, and the active material, conductive material, and water-soluble polymer were uniformly mixed and collected. It was in close contact with the electrical body. On the other hand, in Experimental Example 10, a white portion and a black portion were mixed in the electrode mixture, and phase separation occurred. In Experimental Examples 11 and 12, many portions where the electrode mixture was not in close contact with the current collector were observed. Therefore, in Experimental Examples 1 to 8 using an appropriate amount of CMC-based binder, Experimental Example 10 using no CMC-based binder, Experimental Example 11 using an excessive amount of CMC-based binder, PVdF-based binder Since the effect of mixing the active material and the conductive material uniformly and intimately adhering to the current collector is higher than in Experimental Example 12 using the dressing material, it is possible to suppress the occurrence of a heterogeneous reaction in the electrode. It was inferred that the discharge characteristics could be further improved. 6 and 7 show that the maximum capacity and the initial efficiency can be increased if the CMC in the electrode is 8.0% by mass or less. Further, FIG. 8 indicates that the capacity retention ratio can be increased when the CMC in the electrode is 2.0 mass% or more and 8.0 mass% or less. In Experimental Example 9 in which CMC in the electrode is 1.9% by mass, the maximum capacity and initial efficiency are equivalent to those of Experimental Examples 1 to 8, but the capacity retention rate is 10% or more than Experimental Examples 1 to 8. The value was low. Therefore, it was found that the negative electrode proposed in this case exhibits a good expression capacity, initial efficiency, and capacity retention rate by including a water-soluble polymer in the range of 2% by mass to 8% by mass.

なお、実験例1〜12では、電極活物質として2,6−ナフタレンジカルボン酸ジリチウム(式(7)参照)を用いたが、特願2011−115093の記載より、電極活物質は、4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウム(式(8)参照)など、式(1)で表されるものであればよいと推察された。特願2011−115093の実施例では、結着材としてSBRを用いているものの、テレフタル酸ジリチウム(式(9)参照)や2,3−ナフタレンジカルボン酸ジリチウム(式(10)参照)を用いる場合よりも、2,6−ジカルボン酸ジリチウムや4,4’−ビフェニルジカルボン酸ジリチウムを用いた場合の方が充放電特性を高めることができることが確認されている。   In Experimental Examples 1 to 12, dilithium 2,6-naphthalenedicarboxylate (see formula (7)) was used as the electrode active material. However, from the description in Japanese Patent Application No. 2011-115093, the electrode active material is 4,4. It was guessed that what is represented by Formula (1), such as dilithium '-biphenyl dicarboxylate (refer Formula (8)), may be sufficient. In the example of Japanese Patent Application No. 2011-115093, although SBR is used as a binder, dilithium terephthalate (see formula (9)) or dilithium 2,3-naphthalenedicarboxylate (see formula (10)) is used. It has been confirmed that charge and discharge characteristics can be improved when dilithium 2,6-dicarboxylate or dilithium 4,4′-biphenyldicarboxylate is used.

本発明は、電池産業の分野に利用可能である。   The present invention can be used in the field of the battery industry.

20 非水系二次電池、21 電池ケース、22 正極、23 負極、24 セパレータ、25 ガスケット、26 封口板、27 イオン伝導媒体。   20 Nonaqueous secondary battery, 21 Battery case, 22 Positive electrode, 23 Negative electrode, 24 Separator, 25 Gasket, 26 Sealing plate, 27 Ion conduction medium.

Claims (10)

2以上の芳香族環構造を有するジカルボン酸アニオンである芳香族化合物を含む有機骨格層と、前記ジカルボン酸アニオンのうちのカルボン酸アニオンに含まれる酸素にアルカリ金属元素が配位して骨格を形成するアルカリ金属元素層と、を有する層状構造体を含む電極活物質と、
繊維状でなく粒子状の導電材と、
カルボキシメチルセルロース及びポリビニルアルコールのうちの少なくとも一方である水溶性ポリマーと、
を含み、前記水溶性ポリマーを2質量%以上8質量%以下の範囲で含み、前記有機骨格層は、次式(1)〜(3)のうちいずれか1以上の芳香族化合物を備えている、非水系二次電池用電極。
An organic skeleton layer containing an aromatic compound which is a dicarboxylic acid anion having two or more aromatic ring structures, and an alkali metal element coordinates to oxygen contained in the carboxylic acid anion of the dicarboxylic acid anions to form a skeleton An electrode active material comprising a layered structure having an alkali metal element layer
A particulate conductive material rather than a fiber ,
A water-soluble polymer that is at least one of carboxymethylcellulose and polyvinyl alcohol;
Wherein the said look-containing water-soluble polymer in the range of 8 wt% or more 2 wt%, the organic framework layer, provides the following equation (1) to any one or more of an aromatic compound of (3) An electrode for a non-aqueous secondary battery.
前記電極活物質を70質量%以上90質量%以下の範囲で含む、請求項1に記載の非水系二次電池用電極。   The electrode for non-aqueous secondary batteries according to claim 1, comprising the electrode active material in a range of 70 mass% to 90 mass%. 前記導電材を5質量%以上15質量%以下の範囲で含む、請求項1又は2に記載の非水系二次電池用電極。   The electrode for a nonaqueous secondary battery according to claim 1 or 2, comprising the conductive material in a range of 5 mass% to 15 mass%. スチレンブタジエン共重合体をさらに含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の非水系二次電池用電極。   The electrode for nonaqueous secondary batteries according to any one of claims 1 to 3, further comprising a styrene-butadiene copolymer. 前記スチレンブタジエン共重合体を8質量%以下の範囲で含む、請求項4に記載の非水系二次電池用電極。   The electrode for non-aqueous secondary batteries according to claim 4, comprising the styrene-butadiene copolymer in an amount of 8% by mass or less. 前記層状構造体は、前記芳香族化合物のπ電子相互作用により層状に形成され、空間群P21/cに帰属される単斜晶系の結晶構造を有する、請求項1〜5のいずれか1項に記載の非水系二次電池用電極。 The layered structure is formed in a layer shape by π-electron interaction of the aromatic compound, and has a monoclinic crystal structure belonging to the space group P2 1 / c. The electrode for non-aqueous secondary batteries as described in the item. 前記有機骨格層は、前記ジカルボン酸アニオンのうちカルボン酸アニオンの一方と他方とが前記芳香族環構造の対角位置に結合されている芳香族化合物を含む、請求項1〜のいずれか1項に記載の非水系二次電池用電極。 The organic framework layer comprises the aromatic one and the other of the carboxylate anion is bound to the diagonal positions of the aromatic ring of the dicarboxylic acid anion compound, any one of the claims 1-6 The electrode for non-aqueous secondary batteries as described in the item. 前記アルカリ金属元素層に含まれるアルカリ金属元素は、Liである、請求項1〜のいずれか1項に記載の非水系二次電池用電極。 Alkali metal element contained in the alkali metal element layers are Li, nonaqueous secondary battery electrode according to any one of claims 1-7. 前記層状構造体は、負極活物質である、請求項1〜のいずれか1項に記載の非水系二次電池用電極。 The electrode for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 8 , wherein the layered structure is a negative electrode active material. 請求項1〜のいずれか1項に記載の非水系二次電池用電極と、
アルカリ金属イオンを伝導するイオン伝導媒体と、
を備えた非水系二次電池。
The electrode for a non-aqueous secondary battery according to any one of claims 1 to 9 ,
An ion conducting medium that conducts alkali metal ions;
A non-aqueous secondary battery comprising:
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