JP6380642B1 - Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery - Google Patents

Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery Download PDF

Info

Publication number
JP6380642B1
JP6380642B1 JP2017211690A JP2017211690A JP6380642B1 JP 6380642 B1 JP6380642 B1 JP 6380642B1 JP 2017211690 A JP2017211690 A JP 2017211690A JP 2017211690 A JP2017211690 A JP 2017211690A JP 6380642 B1 JP6380642 B1 JP 6380642B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
dispersant
carbon material
dispersion composition
examples
battery
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017211690A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2019087304A (en
Inventor
秋生 日水
秋生 日水
優 青谷
優 青谷
淳 小関
淳 小関
直幹 出口
直幹 出口
友明 枡岡
友明 枡岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Original Assignee
Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Ink SC Holdings Co Ltd filed Critical Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority to JP2017211690A priority Critical patent/JP6380642B1/en
Priority to PCT/JP2018/018420 priority patent/WO2018207933A1/en
Priority to CN201880030079.9A priority patent/CN110603089B/en
Priority to US16/612,409 priority patent/US11352511B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6380642B1 publication Critical patent/JP6380642B1/en
Publication of JP2019087304A publication Critical patent/JP2019087304A/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

【課題】従来の分散剤と比較して、良好な分散性で電子抵抗を低減するだけでなく、イオン抵抗や反応抵抗を低減し、さらに優れた特性の電池を提供すること。
【解決手段】前記課題は一般式(1)で表されるトリアジン誘導体と、アミンまたは無機塩基とを含む分散剤、また、前記分散剤と、炭素材料と、溶剤とを含んでなる分散組成物、さらに、バインダーを含んでなる前記分散組成物、また、前記分散組成物に、さらに、活物質を含んでなる電池用分散組成物によって解決される。
【選択図】なし
An object of the present invention is to provide a battery having excellent characteristics as well as reducing the ionic resistance and reaction resistance as well as reducing the electronic resistance with good dispersibility as compared with a conventional dispersant.
The object is to provide a dispersant containing a triazine derivative represented by the general formula (1) and an amine or an inorganic base, and a dispersion composition comprising the dispersant, a carbon material, and a solvent. Further, the invention is solved by the dispersion composition comprising a binder, and the dispersion composition for a battery further comprising an active material in addition to the dispersion composition.
[Selection figure] None

Description

本発明は、分散剤、分散組成物、電池用分散組成物、電極、電池に関する。   The present invention relates to a dispersant, a dispersion composition, a battery dispersion composition, an electrode, and a battery.

電池分野において炭素材料は導電助剤として広く用いられており、電池の抵抗を下げて高いパフォーマンスを得るためには、炭素材料分布の高精度なコントロールによって、電極中で効率よく導電パスを形成する必要がある。   Carbon materials are widely used as conductive aids in the battery field, and in order to reduce battery resistance and obtain high performance, a conductive path is efficiently formed in the electrode by high-precision control of the carbon material distribution. There is a need.

そのためには、炭素材料を溶液中に均一かつ高濃度で分散する必要があるが、表面積が大きいナノ粒子である炭素材料は、炭素材料同士の凝集力が強く、初期はもちろん、経時後でも安定な分散液を製造するのは難しい。   For this purpose, it is necessary to disperse the carbon material uniformly and at a high concentration in the solution. However, the carbon material, which is a nanoparticle having a large surface area, has a strong cohesive force between the carbon materials and is stable not only in the initial stage but also after aging. It is difficult to produce a simple dispersion.

こうした問題を解決するために、各種分散剤が盛んに研究されている。例えば、特許文献1や特許文献2には、ポリビニルピロリドンやポリビニルブチラール等のポリマー分散剤を用いて炭素材料分散液を作製し電池用組成物として用いている。   In order to solve these problems, various dispersants have been actively studied. For example, in Patent Document 1 and Patent Document 2, a carbon material dispersion is prepared using a polymer dispersant such as polyvinyl pyrrolidone or polyvinyl butyral and used as a battery composition.

しかしながら、こうしたポリマー分散剤はそれ自体が粘性を有するため、特に高導電性で知られるカーボンナノチューブなどの高比表面積な炭素材料に用いた場合、必要な分散剤量が多くなって分散液の粘度が高くなり、塗工性が低下して良好な電極が得られなくなることがあった。   However, since these polymer dispersants themselves have viscosity, particularly when used for carbon materials with high specific surface areas such as carbon nanotubes that are known for high conductivity, the amount of dispersant required increases and the viscosity of the dispersion liquid increases. As a result, the coating property was lowered and a good electrode could not be obtained.

また、電池中で電解液を吸収して膨潤し、炭素材料同士や炭素材料と活物質または集電体との接触状態が壊れ、適切に形成されていた導電パスが切れてしまい、電池の抵抗を悪化させたり、サイクル寿命を低下させるという問題もあった。   In addition, the electrolyte solution swells by absorbing in the battery, the contact state between the carbon materials or between the carbon material and the active material or the current collector is broken, the appropriately formed conductive path is cut, and the resistance of the battery There is also a problem that the cycle life is deteriorated.

さらには、電解液中に溶け出した分散剤が電解液の粘度を増加させ、電解質イオンの拡散性を低下させることで電池の抵抗が悪化してしまう問題もある。電解液は低温で特に粘度上昇の影響を受けるため、低温のイオン抵抗悪化が顕著となってしまう。   Furthermore, the dispersant dissolved in the electrolyte increases the viscosity of the electrolyte and decreases the diffusibility of the electrolyte ions, thereby deteriorating the battery resistance. Since the electrolytic solution is particularly affected by an increase in viscosity at low temperatures, the deterioration of ionic resistance at low temperatures becomes significant.

一方、特許文献3には、トリアジンの酸性誘導体にアミンを添加した分散剤を用いた電池用分散組成物が開示されている。これらは高分子のような粘性はなく、非プロトン性極性溶媒であるN−メチル−2−ピロリドンなどの溶剤中で適切に電荷反発を起こして良好な分散液の製造を可能としている。   On the other hand, Patent Document 3 discloses a battery dispersion composition using a dispersant in which an amine is added to an acidic derivative of triazine. These have no viscosity like a polymer, and appropriately cause charge repulsion in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone, which is an aprotic polar solvent, to enable production of a good dispersion.

しかし、これらの分散剤もそれ自体は絶縁性成分であるため、効率的な導電パス形成による電池特性向上には役立っているものの、炭素材料固有の導電性を最大限に引き出すのが限界であり、さらなる低抵抗化の要求には応えられない。また、電子抵抗以外のイオン抵抗や反応抵抗といった抵抗成分の低減は実現できない。   However, since these dispersants are also insulating components themselves, it is useful to improve battery characteristics by forming an efficient conductive path, but it is the limit to maximize the conductivity inherent to carbon materials. It cannot meet the demand for further lower resistance. Moreover, reduction of resistance components such as ion resistance and reaction resistance other than electronic resistance cannot be realized.

特許文献4には、芳香族系の水酸基または芳香族系のチオール基を有するトリアジン誘導体にアミンを添加した電池用組成物が開示されている。これらは炭素材料の分散安定性に優れるとともに、電解液の濡れ性を改善できるとされているが、やはり、同様に電子抵抗以外のイオン抵抗や反応抵抗といった抵抗成分の低減は実現できない。   Patent Document 4 discloses a battery composition in which an amine is added to a triazine derivative having an aromatic hydroxyl group or an aromatic thiol group. These are said to be excellent in dispersion stability of the carbon material and to improve the wettability of the electrolytic solution. However, similarly, reduction of resistance components such as ion resistance and reaction resistance other than electronic resistance cannot be realized.

また、分散剤をあらかじめ処理した炭素材料を得る方法として、アミンや無機塩基等を添加した塩基性水溶液に完全ないしは一部溶解させ、その溶液中に炭素材料を添加して混合・分散することで、これら分散剤を炭素材料に作用(例えば吸着)させる方法が記載されている。   In addition, as a method of obtaining a carbon material pretreated with a dispersant, completely or partially dissolved in a basic aqueous solution to which an amine or an inorganic base is added, and the carbon material is added and mixed and dispersed in the solution. A method is described in which these dispersants act (for example, adsorb) on a carbon material.

しかしながら、特許文献3や特許文献4の分散剤は、分散液に対する溶解性が高いだけでなく、電解液にも溶出しやすいため、溶出した分散剤が電池内で拡散して対極やセパレーター、外装材等の周辺部材に悪影響を及ぼす懸念もあった。   However, since the dispersants of Patent Document 3 and Patent Document 4 are not only highly soluble in the dispersion but also easily eluted into the electrolyte, the eluted dispersant is diffused in the battery to counter electrode, separator, and exterior. There was also a concern of adversely affecting peripheral members such as materials.

特許文献5では、分散剤としてトリアジン誘導体とポリビニルアルコールを併用して炭素材料分散液を製造し、電極や二次電池を製造している。これにより高濃度で貯蔵安定性に優れ、かつ塗工した電極(塗膜)の密着性(剥離強度)が良好な分散液を提供できるとしているが、トリアジン誘導体とポリビニルアルコールのそれぞれの長所を単純に足し合わせたに過ぎないため、それぞれの性能を超えた効果までは期待できなかった。   In Patent Document 5, a carbon material dispersion is manufactured using a triazine derivative and polyvinyl alcohol in combination as a dispersant, and an electrode and a secondary battery are manufactured. This is to provide a dispersion with high concentration, excellent storage stability, and good adhesion (peel strength) of the coated electrode (coating film), but the advantages of triazine derivatives and polyvinyl alcohol are simplified. Because it was only added to the above, it was not possible to expect an effect that exceeded each performance.

また、特許文献5に記載のトリアジン誘導体は、特許文献3や特許文献4に記載のトリアジン誘導体と同様に電解液への溶解性の課題も有していた。   In addition, the triazine derivative described in Patent Document 5 has a problem of solubility in an electrolytic solution, similarly to the triazine derivatives described in Patent Document 3 and Patent Document 4.

ところで、電池に求められる性能は近年益々高まっている。例えばモバイル用途では、スマートフォンはより複雑なアプリケーションに大画面で対応することが求められ、消費電力が高くなっているにも関わらず、さらなる高速充電や長時間稼働、薄型化、小型化、軽量化も同時に求められる。また、時計などのウェアラブル端末の普及により、さらに小さく高エネルギー密度な電池が必要となってきた。車載用途としては、高出力が求められる反面、低容量が許容されてきたハイブリッド自動車向けから、プラグインハイブリッド自動車や電気自動車向けにバランス良く全ての特性に優れた電池が求められるようになってきた。   By the way, the performance required for batteries is increasing more and more in recent years. For example, in mobile applications, smartphones are required to support more complex applications on a large screen, and even though power consumption is high, even faster charging, longer operation, thinner, smaller, and lighter weight Is also required at the same time. In addition, with the spread of wearable terminals such as watches, smaller and higher energy density batteries have become necessary. For in-vehicle applications, high output is required, but for hybrid vehicles where low capacity has been allowed, batteries with excellent balance in all characteristics have been required for plug-in hybrid vehicles and electric vehicles. .

特開2003−157846号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2003-157846 特開2011−184664号公報JP 2011-184664 A 国際公開第2008/108360号International Publication No. 2008/108360 特開2010−61932号公報JP 2010-61932 A 特開2015−101615号公報JP2015-101615A

以上の背景に鑑み、本発明では、従来の分散剤と比較して、良好な分散性で電子抵抗を低減するだけでなく、常温及び低温のイオン抵抗や反応抵抗を低減し、さらに優れた特性の電池を提供することが課題である。また、分散剤が電解液へ溶出することによって生じる周辺部材への不具合の懸念をなくすこと、電極密着性(剥離強度)の良化も課題とした。   In view of the above background, the present invention not only reduces electronic resistance with good dispersibility, but also reduces ionic resistance and reaction resistance at room temperature and low temperature, as compared with conventional dispersants, and further excellent characteristics. It is a problem to provide a battery. In addition, it was also an object to eliminate concerns about problems with peripheral members caused by elution of the dispersant into the electrolytic solution and to improve electrode adhesion (peel strength).

本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を行った結果、下記一般式(1)で表されるトリアジン誘導体と、アミンまたは無機塩基とを含む分散剤を使用した分散組成物が、良好な導電パス形成によって電子抵抗を低減させるだけでなく、イオン抵抗および反応抵抗をも低減できることを見出し、本発明をなすに至ったものである。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have obtained a dispersion composition using a dispersant containing a triazine derivative represented by the following general formula (1) and an amine or an inorganic base, The present inventors have found that not only the electronic resistance can be reduced by forming a good conductive path but also the ionic resistance and reaction resistance can be reduced, and the present invention has been made.

さらに、一般式(1)で表されるトリアジン誘導体と、アミンまたは無機塩基とを含む分散剤は、溶解性が低いため電解液への溶出による不具合の懸念はない。この理由は、ひとつのトリアジン環に対して−NH−Rと水酸基が2つ直結した水素結合性が高い構造によって、結晶性が高くなり溶解性が抑えられたことによると考えられる。また、水素結合などの強い相互作用を起こしやすいことから、炭素材料に対しても作用しやすく、分散液に対する溶解性が低くても十分な分散性を発揮できるものと考えられる。 Furthermore, since the dispersant containing the triazine derivative represented by the general formula (1) and an amine or an inorganic base has low solubility, there is no fear of inconvenience due to elution into the electrolytic solution. The reason for this is considered to be that the crystallinity is increased and the solubility is suppressed by a structure having high hydrogen bonding properties in which two —NH—R 1 and two hydroxyl groups are directly bonded to one triazine ring. In addition, since strong interaction such as hydrogen bonding is likely to occur, it is likely to act on the carbon material, and sufficient dispersibility can be exhibited even if the solubility in the dispersion is low.

また、一般式(1)で表されるトリアジン誘導体とポリマー分散剤とを併用すると、炭素材料同士、炭素材料と活物質や集電体との密着性(剥離強度)が特異的に向上する相乗効果が得られることを見出した。この効果は、特に、ポリマー分散剤が水酸基を有する場合に顕著であった。この原理は定かではないが、ポリマー分散剤との間に水素結合などの強い分子間力が作用したことによると考えられた。   Further, when the triazine derivative represented by the general formula (1) and the polymer dispersant are used in combination, the synergy that specifically improves the adhesion (peel strength) between the carbon materials and between the carbon material and the active material or the current collector. It was found that an effect can be obtained. This effect was particularly remarkable when the polymer dispersant had a hydroxyl group. Although this principle is not clear, it was considered that a strong intermolecular force such as a hydrogen bond was applied to the polymer dispersant.

すなわち本発明は、下記一般式(1)で表される酸性官能基を有するトリアジン誘導体と、アミンまたは無機塩基とを含む分散剤に関する。   That is, the present invention relates to a dispersant containing a triazine derivative having an acidic functional group represented by the following general formula (1) and an amine or an inorganic base.

Figure 0006380642
[一般式(1)中、R1は、少なくとも−NHC(=O)−を含む置換基を有するフェニル基、ベンゾイミダゾール基、置換基を有してもよいインドール基または置換基を有してもよいピラゾール基を表す。ここで、−NHC(=O)−を含む置換基を有するフェニル基の前記置換基は、少なくとも1つは以下の構造を有する置換基である。ただし、*印はベンゼン環との結合部分を表す。
Figure 0006380642
Figure 0006380642
[In General Formula (1), R 1 has a phenyl group having a substituent containing at least —NHC (═O) —, a benzimidazole group, an indole group which may have a substituent, or a substituent. Represents a good pyrazole group. Here, at least one of the substituents of the phenyl group having a substituent containing —NHC (═O) — is a substituent having the following structure. However, * mark represents the bonding part with the benzene ring. ]
Figure 0006380642

また、本発明は、トリアジン誘導体に対するアミンの含有量が0.1〜5モル当量である分散剤に関する。   Moreover, this invention relates to the dispersing agent whose content of the amine with respect to a triazine derivative is 0.1-5 molar equivalent.

また、本発明は、トリアジン誘導体に対するアミンの含有量が0.3〜2モル当量である分散剤に関する。   Moreover, this invention relates to the dispersing agent whose content of the amine with respect to a triazine derivative is 0.3-2 molar equivalent.

また、本発明は、トリアジン誘導体に対する無機塩基の含有量が0.1〜1モル当量である分散剤に関する。   Moreover, this invention relates to the dispersing agent whose content of the inorganic base with respect to a triazine derivative is 0.1-1 molar equivalent.

また、本発明は、前記分散剤と、炭素材料と、溶剤とを含んでなる分散組成物に関する。   The present invention also relates to a dispersion composition comprising the dispersant, a carbon material, and a solvent.

また、本発明は、さらに、ポリマー分散剤を含んでなる分散組成物に関する。   The present invention further relates to a dispersion composition comprising a polymer dispersant.

また、本発明は、ポリマー分散剤が水酸基を有する分散組成物に関する。   The present invention also relates to a dispersion composition in which the polymer dispersant has a hydroxyl group.

また、本発明は、ポリマー分散剤がポリビニルアルコール系樹脂および/またはセルロース系樹脂である分散組成物に関する。   The present invention also relates to a dispersion composition in which the polymer dispersant is a polyvinyl alcohol resin and / or a cellulose resin.

また、本発明は、さらに、バインダーを含んでなる分散組成物に関する。   The present invention further relates to a dispersion composition comprising a binder.

また、本発明は、さらに、活物質を含んでなる電池用分散組成物に関する。   The present invention further relates to a battery dispersion composition comprising an active material.

また、本発明は、分散剤の添加量が、活物質表面積1mに対して0.1〜200mgである前記電池用分散組成物に関する。 Moreover, this invention relates to the said dispersion composition for batteries whose addition amount of a dispersing agent is 0.1-200 mg with respect to 1 m < 2 > of active material surface areas.

また、本発明は、集電体上に前記電池用分散組成物より形成されてなる合剤層を有する電極に関する。   Moreover, this invention relates to the electrode which has the mixture layer formed from the said dispersion composition for batteries on a collector.

また、本発明は、前記電極と、非水電解液を具備してなる電池に関する。   The present invention also relates to a battery comprising the electrode and a non-aqueous electrolyte.

また、本発明は、非水電解液1mlに対する前記分散剤量が10μg〜60mgである電池に関する。   The present invention also relates to a battery in which the amount of the dispersant with respect to 1 ml of the non-aqueous electrolyte is 10 μg to 60 mg.

本発明により、従来公知の分散組成物を用いた場合よりも、イオン抵抗と反応抵抗が低く、レート特性や低温特性に優れた電池を提供することが可能となる。また、ポリマー分散剤と併用することで、特異的に密着性(剥離強度)が向上する相乗効果が得られる。   According to the present invention, it is possible to provide a battery having lower ionic resistance and reaction resistance than in the case of using a conventionally known dispersion composition and excellent in rate characteristics and low temperature characteristics. Moreover, the combined use with a polymer dispersing agent provides the synergistic effect which improves adhesiveness (peeling strength) specifically.

以下、本発明について詳細に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail.

<分散剤>
本発明の一態様は、一般式(1)で表わされるトリアジン誘導体、およびアミンまたは無機塩基を含む分散剤と、炭素材料と、溶剤とを含んでなる分散組成物である。
<Dispersant>
One embodiment of the present invention is a dispersion composition comprising a triazine derivative represented by the general formula (1), a dispersant containing an amine or an inorganic base, a carbon material, and a solvent.

一般式(1)中、Rは、少なくとも−NHC(=O)−を含む置換基を有するフェニル基、ベンゾイミダゾール基、置換基を有してもよいインドール基または置換基を有してもよいピラゾール基を表す。 In general formula (1), R 1 may have a phenyl group having a substituent containing at least —NHC (═O) —, a benzimidazole group, an indole group which may have a substituent, or a substituent. Represents a good pyrazole group.

Rの−NHC(=O)−を含む置換基としては、以下の構造が挙げられる。ただし、*印はベンゼン環との結合部分を表す。 Examples of the substituent containing —NHC (═O) — of R 1 include the following structures. However, * mark represents the bonding part with the benzene ring.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

また、少なくとも−NHC(=O)−を含む置換基を有するフェニル基は、その他の置換基として、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、エトキシ基、フッ素、塩素などのハロゲン基等を有していてもよい。また、これらの置換基は、複数あってもよい。   In addition, a phenyl group having a substituent containing at least —NHC (═O) — has, as other substituents, a halogen group such as a methyl group, a trifluoromethyl group, a methoxy group, an ethoxy group, fluorine, and chlorine. You may do it. Moreover, there may be a plurality of these substituents.

Rの置換基を有してもよいインドール基または置換基を有してもよいピラゾール基の置換基としては、メチル基が挙げられる。 Examples of the substituent of the indole group which may have a substituent of R 1 or the pyrazole group which may have a substituent include a methyl group.

さらに、トリアジン誘導体とともに添加するアミンとしては、炭素数1〜40の1級、2級、3級アルキルアミンが挙げられる。   Furthermore, examples of the amine added together with the triazine derivative include primary, secondary, and tertiary alkyl amines having 1 to 40 carbon atoms.

炭素数1〜40の1級アルキルアミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、オクチルアミン、2ーエチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、2−アミノエタノール、3−アミノプロパノール、3−エトキシプロピルアミン、3−ラウリルオキシプロピルアミン等が挙げられる。   Examples of the primary alkylamine having 1 to 40 carbon atoms include propylamine, butylamine, isobutylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, laurylamine, stearylamine, oleylamine, 2-aminoethanol, 3-aminopropanol, and 3-ethoxy. Examples include propylamine and 3-lauryloxypropylamine.

炭素数1〜40の2級アルキルアミンとしては、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジステアリルアミン、2−メチルアミノエタノール等が挙げられる。   Examples of the secondary alkylamine having 1 to 40 carbon atoms include dibutylamine, diisobutylamine, N-methylhexylamine, dioctylamine, distearylamine, and 2-methylaminoethanol.

炭素数1〜40の3級アルキルアミンとしては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルブチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、トリエタノールアミン、2−(ジメチルアミノ)エタノール等が挙げられる。   Examples of the tertiary alkylamine having 1 to 40 carbon atoms include triethylamine, tributylamine, N, N-dimethylbutylamine, N, N-diisopropylethylamine, dimethyloctylamine, trioctylamine, dimethyldecylamine, dimethyllaurylamine, dimethylmyristyl. Examples include amine, dimethyl palmitylamine, dimethylstearylamine, dilauryl monomethylamine, triethanolamine, and 2- (dimethylamino) ethanol.

この内、炭素数1〜30の1級、2級または3級アルキルアミンが好ましく、炭素数1〜20の1級、2級または3級アルキルアミンがさらに好ましい。   Of these, primary, secondary or tertiary alkylamines having 1 to 30 carbon atoms are preferred, and primary, secondary or tertiary alkylamines having 1 to 20 carbon atoms are more preferred.

本発明で使用されるアミンの添加量は、特に限定されるものではないが、一般式(1)で表わされるトリアジン誘導体に対して、0.1モル当量以上、5モル当量以下が好ましく、0.3モル当量以上、2モル当量以下がより好ましい。   The addition amount of the amine used in the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.1 molar equivalent or more and 5 molar equivalent or less with respect to the triazine derivative represented by the general formula (1). It is more preferably 3 molar equivalents or more and 2 molar equivalents or less.

アミンは、分散剤製造時および/または分散組成物製造時に添加することができる。   The amine can be added during the production of the dispersant and / or during the production of the dispersion composition.

トリアジン誘導体とともに添加する無機塩基としては、アルカリ金属の水酸化物、アルカリ土類金属の水酸化物、アルカリ金属の炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩、アルカリ金属のリン酸塩、アルカリ土類金属のリン酸塩等が挙げられる。   Examples of the inorganic base added together with the triazine derivative include alkali metal hydroxides, alkaline earth metal hydroxides, alkali metal carbonates, alkaline earth metal carbonates, alkali metal phosphates, alkaline earths Examples thereof include metal phosphates.

アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。   Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, and potassium hydroxide.

アルカリ土類金属の水酸化物としては、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム等が挙げられる。   Examples of the alkaline earth metal hydroxide include magnesium hydroxide, calcium hydroxide, strontium hydroxide, and barium hydroxide.

アルカリ金属の炭酸塩としては、炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。   Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, sodium carbonate, sodium bicarbonate, potassium carbonate, and potassium bicarbonate.

アルカリ土類金属の炭酸塩としては、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸ストロンチウム、炭酸バリウム等が挙げられる。   Examples of the alkaline earth metal carbonate include magnesium carbonate, calcium carbonate, strontium carbonate, and barium carbonate.

アルカリ金属のリン酸塩としては、リン酸リチウム、リン酸三ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三カリウム、リン酸水素二カリウム等が挙げられる。   Examples of the alkali metal phosphate include lithium phosphate, trisodium phosphate, disodium hydrogen phosphate, tripotassium phosphate, and dipotassium hydrogen phosphate.

アルカリ土類金属のリン酸塩としては、リン酸マグネシウム、リン酸カルシウム、リン酸ストロンチウム、リン酸バリウム等が挙げられる。   Examples of alkaline earth metal phosphates include magnesium phosphate, calcium phosphate, strontium phosphate, and barium phosphate.

本発明で使用される無機塩基の添加量は、特に限定されるものではないが、一般式(1)で表わされるトリアジン誘導体1モルに対して、0.1モル以上、1.0モル以下が好ましく、0.3モル以上、0.7モル以下がより好ましい。   The addition amount of the inorganic base used in the present invention is not particularly limited, but is 0.1 mol or more and 1.0 mol or less with respect to 1 mol of the triazine derivative represented by the general formula (1). Preferably, 0.3 mol or more and 0.7 mol or less are more preferable.

無機塩基は、分散剤製造時および/または分散組成物製造時に添加することができる。   The inorganic base can be added during the production of the dispersant and / or during the production of the dispersion composition.

以上に記載の一般式(1)で表されるトリアジン誘導体と、アミンまたは無機塩基とを含む分散剤を使用することで、本発明の効果が現れる。   The effect of this invention appears by using the dispersing agent containing the triazine derivative represented by the general formula (1) described above and an amine or an inorganic base.

分散剤の添加量としては、活物質表面積1mに対して0.1〜200mgが好ましく、0.2〜100mgがより好ましく、0.5〜50mgがさらに好ましい。 The amount of the dispersant added is preferably 0.1 to 200 mg, more preferably 0.2 to 100 mg, and further preferably 0.5 to 50 mg with respect to 1 m 2 of the active material surface area.

また、非水電解液1mlに対しては、分散剤量は10μg〜60mgが好ましく、50μg〜20mgがより好ましく、70μg〜15mgがさらに好ましい。   Moreover, 10 micrograms-60 mg are preferable with respect to 1 ml of non-aqueous electrolyte, 50 micrograms-20 mg are more preferable, and 70 micrograms-15 mg are more preferable.

本発明の分散剤は、特に電池やコンデンサー、キャパシター用途で使用されるカーボンブラック等の炭素材料の分散剤として好適に使用することができるが、各種インキ、塗料、カラーフィルターレジスト等の着色組成物に使用される顔料の分散剤としても使用可能である。   The dispersant of the present invention can be suitably used as a dispersant for carbon materials such as carbon black used for batteries, capacitors and capacitors, but it can be used as a coloring composition for various inks, paints, color filter resists and the like. It can also be used as a dispersant for pigments used in the above.

<ポリマー分散剤>
本発明における分散剤は、成膜性や膜強度の調整、またはレオロジーコントロールを目的に、一般的に用いられるポリマー分散剤を一種類併用してもよいし、二種類以上併せて用いてもよい。
<Polymer dispersant>
The dispersant in the present invention may be used in combination with one or more commonly used polymer dispersants for the purpose of adjusting film formability and film strength, or controlling rheology, or may be used in combination of two or more. .

本発明で用いるポリマー分散剤は、ポリビニルアルコール、水酸基以外の官能基、例えば、アセチル基、スルホ基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基を有する変性ポリビニルアルコール、各種塩によって変性されたもの、その他アニオンまたはカチオン変性されたもの、アルデヒド類によってアセタール変性(アセトアセタール変性またはブチラール変性等)されたポリビニルアルコール系樹脂や、各種(メタ)アクリル系ポリマー、エチレン性不飽和炭化水素由来のポリマー、各種セルロース系ポリマー等や、これらのコポリマーが使用できるが、これらに限定されるものではない。   The polymer dispersant used in the present invention is a polyvinyl alcohol, a modified polyvinyl alcohol having a functional group other than a hydroxyl group, such as an acetyl group, a sulfo group, a carboxyl group, a carbonyl group, or an amino group, one modified with various salts, other anions Or a cation-modified one, an acetal-modified (acetoacetal-modified or butyral-modified, etc.) polyvinyl alcohol resin, various (meth) acrylic polymers, polymers derived from ethylenically unsaturated hydrocarbons, various cellulose types Although a polymer etc. and these copolymers can be used, it is not limited to these.

ポリマー分散剤の平均重合度は、低すぎると分散質への吸着力が弱く、高すぎると粘性が悪くなるだけでなく分散液中でうまく広がらず分散安定化効果が薄くなるため、50〜3000のものが好ましく、100〜2000のものが特に好ましく、200〜1000のものがさらに好ましい。   If the average degree of polymerization of the polymer dispersant is too low, the adsorptive power to the dispersoid is weak, and if it is too high, not only does the viscosity deteriorate, but also it does not spread well in the dispersion and the dispersion stabilizing effect is reduced. The thing of 100-2000 is preferable, The thing of 200-1000 is further more preferable.

ポリビニルアルコール系樹脂としては、分散質や分散溶剤、電解液と適度な親和性を持たせるために、水酸基が60mol%以上のものが好ましく、75mol%以上のものがより好ましく、80mol%以上のものがさらに好ましい。   The polyvinyl alcohol-based resin preferably has a hydroxyl group of 60 mol% or more, more preferably 75 mol% or more, and more preferably 80 mol% or more in order to have an appropriate affinity with the dispersoid, the dispersion solvent, and the electrolytic solution. Is more preferable.

上記水酸基量の範囲に含まれる市販のポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、クラレポバール(クラレ社製ポリビニルアルコール樹脂)やゴーセノール、ゴーセネックス(日本合成化学工業社製ポリビニルアルコール樹脂)、デンカポバール(デンカ社製ポリビニルアルコール樹脂)、J−ポバール(日本酢ビ・ポバール社製ポリビニルアルコール樹脂)などの商品名で、種々のグレードを入手することが出来る。また、各種官能基を有する変性ポリビニルアルコールも同様に入手できる。   Examples of commercially available polyvinyl alcohol resins included in the range of the hydroxyl amount include, for example, Kuraray Poval (polyvinyl alcohol resin manufactured by Kuraray Co., Ltd.), Gohsenol, Gohsenx (polyvinyl alcohol resin manufactured by Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.), Denka Poval (Denka Company) Various grades can be obtained under trade names such as “Polyvinyl alcohol resin” and “J-Poval” (polyvinyl alcohol resin manufactured by Nippon Vinegar-Poval). Moreover, the modified polyvinyl alcohol which has various functional groups can be obtained similarly.

市販品を使用せず合成して用いる場合には、一般に、メタノール溶液中等で酢酸ビニルを所定の重合度まで重合し、得られたポリ酢酸ビニルに水酸化ナトリウム等のアルカリ触媒を加えてけん化反応させることで、水酸基量をコントロールしたポリビニルアルコールが得られることが知られている。   When synthesizing without using commercially available products, generally, vinyl acetate is polymerized to a predetermined degree of polymerization in a methanol solution, etc., and an alkali catalyst such as sodium hydroxide is added to the obtained polyvinyl acetate to saponify the reaction. It is known that polyvinyl alcohol having a controlled amount of hydroxyl group can be obtained.

変性ポリビニルアルコールを合成して用いる場合には、一般に、メタノール溶液中等で酢酸ビニルとともに(メタ)アクリル酸等の(メタ)アクリル系モノマーや、ビニルエステル系モノマー、α‐β不飽和結合と官能基を有するモノマーなどを共重合させてから、けん化反応させることで、変性率をコントロールした変性ポリビニルアルコールが得られることが知られている。また、ポリビニルアルコール系樹脂に対して酸無水物を付加反応させたり、エステル化反応させる等して変性ポリビニルアルコール系樹脂を得ることもできる。   When synthesizing and using denatured polyvinyl alcohol, it is generally (meth) acrylic monomers such as (meth) acrylic acid, vinyl ester monomers, α-β unsaturated bonds and functional groups together with vinyl acetate in methanol solution etc. It is known that a modified polyvinyl alcohol with a controlled modification rate can be obtained by copolymerization of a monomer having saponification and the like and then a saponification reaction. In addition, a modified polyvinyl alcohol resin can be obtained by addition reaction or esterification reaction of an acid anhydride with the polyvinyl alcohol resin.

市販のポリビニルアセタール樹脂としては、例えば、モビタール(クラレ社製ポリビニルブチラール樹脂)、エスレック(積水化学工業社製ポリビニルアセタール、またはポリビニルブチラール)などの商品名で、種々のグレードを入手することができるが、上記の好ましい水酸基量を得るために合成して用いてもよい。一般的な合成方法としては、ポリビニルアルコールにアルデヒドを反応させることで、所定のアセタール化度にコントロールしたポリビニルアセタール樹脂を得ることができる。また、アルデヒドの炭素数を変更すればアセタール基の炭素数を任意に選択することができる。   As a commercially available polyvinyl acetal resin, various grades can be obtained under trade names such as Mobital (polyvinyl butyral resin manufactured by Kuraray Co., Ltd.) and Eslek (polyvinyl acetal or polyvinyl butyral manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.). In order to obtain the above preferred hydroxyl group amount, it may be synthesized and used. As a general synthesis method, a polyvinyl acetal resin controlled to have a predetermined degree of acetalization can be obtained by reacting polyvinyl alcohol with an aldehyde. Moreover, if the carbon number of the aldehyde is changed, the carbon number of the acetal group can be arbitrarily selected.

セルロース系樹脂としては、セルロースまたは、セルロースの水酸基の一部がアルキル基やヒドロキシアルキル基、カルボキシアルキル基に変性されたものやその塩を用いることができ、例えば、メトローズ(信越化学工業社製メチルセルロース、またはヒドロキシプロピルメチルセルロース)、メセロース(巴工業社製水溶性セルロースエーテル、ヒドロキシエチルメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、メチルセルロース)、サンローズ(日本製紙社製カルボシメチルセルロースナトリウム)、エトセル(ダウケミカル社製エチルセルロース)、ダイセルCMC(ダイセルファインケム社製カルボシメチルセルロースナトリウム)などの商品名で、種々のグレードを入手することができる。特に、電解液への溶解性や膨潤性の観点から、メチルセルロースやエチルセルロースが好ましい。   As the cellulose-based resin, cellulose, a cellulose whose hydroxyl group is partly modified with an alkyl group, a hydroxyalkyl group or a carboxyalkyl group or a salt thereof can be used. For example, Metrols (methyl cellulose manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) , Or hydroxypropylmethylcellulose), Meserose (water-soluble cellulose ether, Sakai Kogyo Co., Ltd., hydroxyethylmethylcellulose, hydroxypropylmethylcellulose, methylcellulose), Sunrose (Carbomethylmethylcellulose sodium, Nippon Paper Industries Co., Ltd.) Various grades can be obtained under trade names such as Daicel CMC (Carbomethylmethylcellulose sodium manufactured by Daicel Finechem). In particular, methyl cellulose and ethyl cellulose are preferable from the viewpoints of solubility in an electrolytic solution and swelling properties.

<炭素材料>
本発明で使用される炭素材料は、特に限定されるものではないが、電池用の炭素材料として使用する場合、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、グラフェン、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好ましい。炭素材料として用いる場合、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。
<Carbon material>
The carbon material used in the present invention is not particularly limited, but when used as a carbon material for a battery, graphite, carbon black, carbon nanotube, carbon nanofiber, carbon fiber, graphene, fullerene, etc. are used alone. Or two or more types are preferably used in combination. When used as a carbon material, carbon black is preferably used from the viewpoint of conductivity, availability, and cost.

本発明に用いられるカーボンブラックとしては、市販のファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなど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。また、カーボンブラクの粒径は、0.01〜1μmが好ましく、0.01〜0.2μmがより好ましい。ここでいう粒径とは、電子顕微鏡で測定された平均一次粒子径を示し、この物性値は一般にカーボンブラックの物理的特性を表すのに用いられている。   As the carbon black used in the present invention, various types such as commercially available furnace black, channel black, thermal black, acetylene black, and ketjen black can be used alone or in combination of two or more. Ordinarily oxidized carbon black, hollow carbon and the like can also be used. The carbon black has a particle diameter of preferably 0.01 to 1 μm, more preferably 0.01 to 0.2 μm. As used herein, the particle size refers to the average primary particle size measured with an electron microscope, and the physical property values are generally used to represent the physical characteristics of carbon black.

本発明に用いられるカーボンナノチューブは、グラフェンを筒状に巻いた形状を有する炭素材料であり、電子顕微鏡で観察して求めた直径は数nmから100nm程度で、長さは数nmから1mm程度である。半導体特性、塗膜の透明性等を発揮するには、直径50nm以下、特に20nm以下が好ましい。長さは100nmから1mmが好ましく、特に500nmから1mmが好ましい。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、電子顕微鏡で観察して求めた繊維径が100nmから1μm程度のものについても使用可能である。   The carbon nanotube used in the present invention is a carbon material having a shape in which graphene is wound in a cylindrical shape. The diameter obtained by observation with an electron microscope is about several nm to 100 nm, and the length is about several nm to 1 mm. is there. In order to exhibit semiconductor characteristics, transparency of the coating film, etc., the diameter is preferably 50 nm or less, particularly preferably 20 nm or less. The length is preferably from 100 nm to 1 mm, particularly preferably from 500 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 about 1 μm, which are classified as carbon nanofibers and obtained by observation with an electron microscope, can be used.

本発明に用いられるグラフェンは、グラファイトを構成する単原子薄膜で、炭素原子が平面上で蜂の巣格子(六角形)状に並んだ炭素材料であり、これが積層化した多層グラフェンを含む。多層グラフェンとしては、グラフェン層数2から50層のものが使用可能である。   The graphene used in the present invention is a monoatomic thin film constituting graphite, which is a carbon material in which carbon atoms are arranged in a honeycomb lattice (hexagonal shape) on a plane, and includes multilayered graphene that is laminated. As the multilayer graphene, graphene having 2 to 50 graphene layers can be used.

<溶剤>
本発明に使用する溶剤としては、非プロトン性の極性溶剤、水溶性の極性溶剤、水の内1種類を単独で用いても、2種類以上を混合して用いてもよい。非プロトン性の極性溶剤としては、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−2−ピロリドン、ヘキサメチルリン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。水溶性の極性溶剤としては、アルコール系、エステル系、エーテル系、グリコール系、グリコールエステル系、グリコールエーテル系が好ましい。水は単独で用いてもよいし、炭素材料の濡れ性や塗工性向上のために、表面張力が低い水溶性の極性溶剤を少量併用してもよく、特に、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、N−メチル−2−ピロリドンとの併用が好ましい。
<Solvent>
As a solvent used in the present invention, one of an aprotic polar solvent, a water-soluble polar solvent and water may be used alone, or two or more may be used in combination. As the aprotic polar solvent, an amide solvent is preferable, and in particular, N, N-dimethylformamide, N, N-diethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methyl-2 -Use of amide type aprotic solvents such as pyrrolidone and hexamethylphosphoric triamide is preferred. The water-soluble polar solvent is preferably an alcohol, ester, ether, glycol, glycol ester, or glycol ether. Water may be used alone, or in order to improve the wettability and coating properties of the carbon material, a small amount of a water-soluble polar solvent having a low surface tension may be used in combination, especially propylene glycol monoethyl ether, ethylene Use in combination with glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, and N-methyl-2-pyrrolidone is preferred.

<バインダー>
使用するバインダーとしては特に限定されないが、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および共重合体でも良い。特に、電池用途で使用する場合には、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。これらバインダーは、1種または複数を組み合わせて使用することもできる。また、溶剤に水を用いる場合には、これらフッ素原子を含む高分子化合物やスチレン−ブタジエンゴムなどのエマルションと、増粘剤としても機能するカルボキシメチルセルロースとの併用が好ましい。
<Binder>
The binder to be used is not particularly limited, but ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl alcohol, maleic acid, acrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylic acid ester, acrylonitrile, styrene, vinyl butyral, vinyl acetal, Polymer or copolymer containing vinylpyrrolidone as a structural unit, polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, formaldehyde resin, silicon resin, fluorine resin And cellulose resins such as carboxymethyl cellulose, rubbers such as styrene-butadiene rubber and fluororubber, and conductive resins such as polyaniline and polyacetylene. Moreover, the modified body and copolymer of these resin may be sufficient. In particular, when used in battery applications, 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. These binders can be used alone or in combination. When water is used as the solvent, it is preferable to use a combination of an emulsion such as a polymer compound containing fluorine atoms or styrene-butadiene rubber and carboxymethyl cellulose that also functions as a thickener.

<活物質>
活物質は、電池内において、酸化還元反応を伴って蓄電または放電を行う物質である。正極に用いられる正極活物質と、負極に用いられる負極活物質が挙げられる。
<Active material>
The active material is a substance that stores or discharges with an oxidation-reduction reaction in the battery. Examples include a positive electrode active material used for a positive electrode and a negative electrode active material used for a negative electrode.

<正極活物質>
使用する正極活物質は、電池用活物質として機能するものであれば、特に限定はされない。例えば、リチウムイオン二次電池に使用する場合には、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。
<Positive electrode active material>
The positive electrode active material to be used is not particularly limited as long as it functions as a battery active material. For example, when used in a lithium ion secondary battery, metal oxides capable of doping or intercalating lithium ions, metal compounds such as metal sulfides, conductive polymers, and the like can be used.

具体的には、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLiMnまたはLiMnO)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLiNiO)、リチウムコバルト複合酸化物(LiCoO)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi1−yCo)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLiMnCo1−y)、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(例えばLiNiCoMn1−y−z)、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LiMn2−yNi)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LiFePO、LiFe1−yMnPO、LiCoPO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V、V13)、酸化チタン等の遷移金属酸化物粉末、硫酸鉄(Fe(SO)、TiS、およびFeS等の遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。ただし、x、y、zは数であり、0<x<1、0<y<1、0<z<1、0<y+z<1である。また、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性ポリマーを使用することもできる。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できる。 Specifically, 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 CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (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 y Co z Mn 1- y-z O 2), spinel type lithium-manganese-nickel composite oxide (e.g., Li x Mn 2-y Ni y O 4) a composite oxide of lithium and a transition metal, such as powders, olivine Lithium phosphorus oxide powder having a structure (for example, Li x FePO 4 , Li x Fe 1-y Mn y PO 4, Li x etc. CoPO 4), manganese oxide, iron oxide, copper oxide, nickel oxide, vanadium oxide (e.g. V 2 O 5, V 6 O 13), a transition metal oxide powder such as titanium oxide, sulfate Examples thereof include transition metal sulfide powders such as iron (Fe 2 (SO 4 ) 3 ), TiS 2 , and FeS. However, x, y, and z are numbers, and 0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, and 0 <y + z <1. In addition, conductive polymers such as polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, and polythiophene can also be used. These positive electrode active materials can be used alone or in combination.

<負極活物質>
使用す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、LiTiO、LiFe、LiFe、LiWO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。ただし、xは数であり、0<x<1である。これら負極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することもできる。
<Negative electrode active material>
There are no particular limitations on the negative electrode active material to be used, lithium ion doping or capable of intercalating Li metal or its alloy, tin alloy, a silicon alloy negative electrode, Li X TiO 2, 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, or amorphous-based carbon material such as soft carbon or hard carbon, highly graphitized carbon material or the like Carbonaceous materials such as artificial graphite or natural graphite, carbon black, mesophase carbon black, resin-fired carbon material, air-growth carbon fiber, carbon fiber and the like are used. However, x is a number and 0 <x <1. These negative electrode active materials can be used alone or in combination.

<分散組成物>
以上述べた通り、本発明の分散組成物は、上記分散剤、炭素材料、溶剤を含む炭素材料分散液、または、さらにバインダーを含む炭素材料分散ワニスであり、均質で良好な塗膜物性が求められる印刷インキ、塗料、プラスチック、トナー、カラーフィルタレジストインキ、電池等の分野に使用することができる。特に、均質で良好な塗膜物性と、表面抵抗の低い電極層に適した塗膜を提供することができるため、電池の電極を形成する用途で好適に使用することができる。集電体と合剤層との間に設ける下地層に用いても良い。
<Dispersion composition>
As described above, the dispersion composition of the present invention is a carbon material dispersion containing the above dispersant, carbon material, solvent, or carbon material dispersion varnish further containing a binder, and is required to have uniform and good coating film properties. Can be used in the fields of printing inks, paints, plastics, toners, color filter resist inks, batteries and the like. In particular, since a coating film suitable for an electrode layer having a uniform and good coating film property and a low surface resistance can be provided, it can be suitably used in an application for forming a battery electrode. You may use for the base layer provided between a collector and a mixture layer.

<分散組成物の製造方法>
本発明の分散組成物である炭素材料分散液は、上記分散剤と、炭素材料と、溶剤とを混合することにより製造することができる。また、炭素材料分散ワニスは、上記分散剤と、炭素材料と、溶剤と、バインダーとを混合することにより製造することができる。各成分の添加順序などについては限定されるものではなく、例えば、炭素材料分散液は、(1)全成分を一括に混合・分散する方法、(2)予め分散剤を分散・溶解した溶剤に炭素材料を分散させる方法等が挙げられる。また、炭素材料分散ワニスは、(1)全成分を一括に混合・分散・溶解する方法、(2)予め炭素材料分散液を作製した後に、バインダー粉を混合・溶解する方法、(3)予め炭素材料分散液を作製した後に、バインダー溶液を混合する方法等が挙げられる。また、必要に応じて上記に記載の溶剤を更に追加しても良い。
<Method for producing dispersion composition>
The carbon material dispersion which is the dispersion composition of the present invention can be produced by mixing the dispersant, the carbon material, and a solvent. The carbon material-dispersed varnish can be produced by mixing the dispersant, the carbon material, a solvent, and a binder. The order of addition of each component is not limited. For example, the carbon material dispersion is (1) a method in which all components are mixed and dispersed at once, and (2) a solvent in which a dispersant is previously dispersed and dissolved. Examples thereof include a method of dispersing a carbon material. The carbon material dispersion varnish includes (1) a method of mixing, dispersing, and dissolving all components at once, (2) a method of mixing and dissolving a binder powder after preparing a carbon material dispersion in advance, and (3) Examples thereof include a method of mixing a binder solution after preparing a carbon material dispersion. Moreover, you may add the above-mentioned solvent further as needed.

混合・分散・溶解装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機を使用することができる。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、シルバーソン社製「アブラミックス」等)類、ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、コロイドミル(PUC社製「PUCコロイドミル」、IKA社製「コロイドミルMK」)類、コーンミル(IKA社製「コーンミルMKO」等)、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。   As the mixing / dispersing / dissolving apparatus, a disperser usually used for pigment dispersion or the like can be used. For example, mixers such as dispersers, homomixers, planetary mixers, homogenizers (such as “Clairemix” manufactured by M Technique, “Fillmix” manufactured by PRIMIX, “Abramix” manufactured by Silverson, etc.), paint conditioners ( Red Devil), colloid mill ("PUC colloid mill" manufactured by PUC, "colloid mill MK" manufactured by IKA), cone mill ("Cone mill MKO" manufactured by IKA), ball mill, sand mill (Shinmaru Enterprises) "Dynomill", etc.), Attritor, Pearl Mill ("DCP Mill" manufactured by Eirich), Coball Mill and other media type dispersers, Wet Jet Mill ("Genus PY" manufactured by Genus, "Starburst" manufactured by Sugino Machine "Nanomizer" manufactured by Nanomizer ), M Technique Co., Ltd. "Claire SS-5", Nara Machinery Co., Ltd. "MICROS" media-less dispersing machine such as, but other roll mill, and the like, but is not limited to these.

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、アジテーターおよびベッセルがセラミック製また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およ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、ガラスビーズまたはジルコニアビーズも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。また、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。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。   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, a metal agitator and vessel are made of ceramic or resin dispersers, or the metal agitator and 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 medium, 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. Only one type of disperser may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination.

<電池用分散組成物>
本発明の電池用分散組成物は、上記分散剤、炭素材料、溶剤、バインダーを含む分散組成物に、活物質を含有させた電池用分散組成物(以下、「合剤ペースト」と云う)として使用することが好ましい。
<Dispersion composition for battery>
The battery dispersion composition of the present invention is a battery dispersion composition (hereinafter referred to as “mixture paste”) in which an active material is contained in a dispersion composition containing the dispersant, carbon material, solvent, and binder. It is preferable to use it.

この合剤ペーストは、上記分散剤と、炭素材料と、溶剤と、バインダーと、活物質とを混合することにより製造することができる。各成分の添加順序など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、上述の方法で予め作製した炭素材料分散液に残りの成分を投入して混合する方法、上述の方法で予め作製した炭素材料分散ワニスに活物質を投入して混合する方法等が挙げられる。また、必要に応じて上記に記載の溶剤を更に追加しても良い。   This mixture paste can be produced by mixing the dispersant, the carbon material, the solvent, the binder, and the active material. The order of addition of each component is not limited. For example, a method of mixing all components at once, a method of adding the remaining components to the carbon material dispersion prepared in advance by the above method, and mixing, For example, the active material is added to the carbon material-dispersed varnish prepared in advance by the above method and mixed. Moreover, you may add the above-mentioned solvent further as needed.

合剤ペーストを製造するための装置としては、上述した本発明の分散組成物を作製する際に用いられるものと同様のものを使用することができる。   As an apparatus for producing the mixture paste, the same apparatus as that used when producing the above-described dispersion composition of the present invention can be used.

<電池>
次に、本発明の組成物を用いた電池について説明する。本発明の組成物は、特にリチウムイオン二次電池に好適に使用することができる。以下ではリチウムイオン二次電池について説明するが、本発明の組成物を用いた電池はリチウムイオン二次電池に限定されるものではない。
<Battery>
Next, a battery using the composition of the present invention will be described. The composition of the present invention can be suitably used particularly for a lithium ion secondary battery. Hereinafter, a lithium ion secondary battery will be described, but a battery using the composition of the present invention is not limited to a lithium ion secondary battery.

リチウムイオン二次電池は、集電体上に正極合剤層を有する正極電極と、集電体上に負極合剤層を有する負極電極と、リチウムを含む電解質からなる非水電解液を具備する。   A 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 a non-aqueous electrolyte composed of 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。また、集電体には、集電体と合剤層との接触抵抗や密着性(剥離強度)を向上させる目的で、導電性の下地層を設けても良い。   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. The current collector may be provided with a conductive underlayer for the purpose of improving contact resistance and adhesion (peeling strength) between the current collector and the mixture layer.

合剤層は、集電体上に上記の合剤ペーストを直接塗布し、乾燥することで形成できる。合剤層の厚みとしては、一般的には1μm以上、1mm以下であり、好ましくは100μm以上、500μm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 mixture layer can be formed by directly applying the mixture paste on the current collector and drying it. The thickness of the mixture layer is generally 1 μm or more and 1 mm or less, preferably 100 μm or more and 500 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.

リチウムイオン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媒に溶解したものを用いる。電解質としては、LiBF、LiClO、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、Li(CFSON、LiCSO、Li(CFSOC、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN、LiBPh(ただし、Phはフェニル基である。)等が挙げられるがこれらに限定されない。 As an electrolytic solution constituting the lithium ion secondary battery, a solution in which an electrolyte containing lithium is dissolved in a non-aqueous solvent is used. As the electrolyte, 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 (where Ph is a phenyl group) and the like, but are not limited thereto.

非水系の溶媒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、N−メチル−2−ピロリドン等が挙げられる。またこれらの溶媒は、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。特に、高誘電率で電解質の溶解力が高いエチレンカーボネートとその他溶媒との混合が好ましく、さらに、その他溶媒としては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直線状のカーボネート系溶媒がより好ましい。   The non-aqueous solvent is not particularly limited, but carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, 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, nitriles such as acetonitrile, and N-methyl-2-pyrrolidone . These solvents may be used alone or in combination of two or more. In particular, a mixture of ethylene carbonate with a high dielectric constant and high electrolyte dissolving power and other solvents is preferable. Further, as other solvents, linear carbonates such as propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate are preferred. A system solvent is more preferable.

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.

本発明の組成物を用いた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、角型、ボタン型、積層型、巻回型など、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 battery using the composition 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, a cylindrical type, a square type, a button type, a laminate. Various shapes can be formed according to the purpose of use, such as a mold and a wound mold.

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。また、個々の組成物の違いを明確にするために、分散剤、炭素材料、溶剤からなる分散組成物を「炭素材料分散液」、分散剤、炭素材料、溶剤、バインダーからなる分散組成物を「炭素材料分散ワニス」、分散剤、炭素材料、溶剤、バインダー、活物質からなる電池用分散組成物を「合剤ペースト」と呼称することとする。また、特に断わりの無い限り、溶剤として使用したN−メチル−2−ピロリドンを「NMP」、質量%を「%」と略記する。   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 addition, in order to clarify the difference between individual compositions, a dispersion composition comprising a dispersant, a carbon material, and a solvent is referred to as a “carbon material dispersion”, and a dispersion composition comprising a dispersant, a carbon material, a solvent, and a binder. A battery dispersion composition comprising “carbon material dispersion varnish”, a dispersant, a carbon material, a solvent, a binder, and an active material is referred to as “mixture paste”. Unless otherwise specified, N-methyl-2-pyrrolidone used as a solvent is abbreviated as “NMP”, and mass% is abbreviated as “%”.

<分散剤>
以下に本発明の一般式(1)で表わされるトリアジン誘導体A〜Yの構造を示す。本発明に用いる一般式(1)で表わされるトリアジン誘導体A〜Yの製造方法としては、特に限定されるものではなく、周知の方法を適用することができる。例えば、特開2004−217842号公報等に記載されている方法を適用することができる。上記公報による開示を参照することにより、本明細書の一部に組み込むものとする。
<Dispersant>
The structures of triazine derivatives A to Y represented by the general formula (1) of the present invention are shown below. The method for producing the triazine derivatives A to Y represented by the general formula (1) used in the present invention is not particularly limited, and a known method can be applied. For example, the method described in JP 2004-217842 A can be applied. The disclosure by the above publication is incorporated into a part of this specification by reference.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<トリアジン誘導体とアミンからなる分散剤の製造方法>
以下の実施例に記載した方法で表1記載の分散剤a〜aoを製造した。
<Method for producing dispersant comprising triazine derivative and amine>
Dispersants a to ao listed in Table 1 were produced by the methods described in the following examples.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[実施例1−1]
(分散剤aの製造)
水200gにトリアジン誘導体Aを0.040モル加えた。これにオクチルアミンを0.040モル加え、60℃で2時間撹拌した。室温まで冷却後、ろ過精製を行った。得られた残渣を90℃で48時間乾燥することにより、分散剤aを得た。
[Example 1-1]
(Production of Dispersant a)
0.040 mol of triazine derivative A was added to 200 g of water. 0.040 mol of octylamine was added to this, and it stirred at 60 degreeC for 2 hours. After cooling to room temperature, filtration purification was performed. The obtained residue was dried at 90 ° C. for 48 hours to obtain Dispersant a.

[実施例1−2〜1−25]
(分散剤b〜yの製造)
分散剤aの製造においてトリアジン誘導体Aの代わりに表1の実施例1−2〜1−25に記載のトリアジン誘導体B〜Yを添加した以外は、実施例1−1と同様な方法で製造し、分散剤b〜yを得た。
[Examples 1-2 to 1-25]
(Production of dispersants b to y)
The dispersant a was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that instead of the triazine derivative A, the triazine derivatives B to Y described in Examples 1-2 to 1-25 in Table 1 were added. Dispersants b to y were obtained.

[実施例1−26〜1−36]
(分散剤z〜ajの製造)
分散剤bの製造においてオクチルアミンの代わりに表1の実施例1−26〜1−36に記載のアミンを添加した以外は、実施例1−2と同様な方法で製造し、分散剤z〜ajを得た。
[Examples 1-26 to 1-36]
(Production of dispersants z to aj)
The dispersant b was prepared in the same manner as in Example 1-2 except that the amine described in Examples 1-26 to 1-36 in Table 1 was added instead of octylamine in the manufacture of the dispersant b. aj was obtained.

[実施例1−37〜1−41]
(分散剤ak〜aoの製造)
分散剤bの製造においてオクチルアミンの添加量を表1の実施例1−37〜1−41に記載の添加量に変更した以外は実施例1−2と同様な方法で製造し、分散剤ak〜aoを得た。
[Examples 1-37 to 1-41]
(Production of dispersants ak to ao)
The dispersant b was produced in the same manner as in Example 1-2 except that the amount of octylamine added was changed to the amount described in Examples 1-37 to 1-41 in Table 1, and the dispersant ak ~ Ao was obtained.

以下に比較例で使用するトリアジン誘導体AA〜ACの構造を示す。比較例に用いるトリアジン誘導体AA〜ACの製造方法としては、特に限定されるものではなく、周知の方法を適用することができる。例えば、特開2004−217842号公報等に記載されている方法を適用することができる。上記公報による開示を参照することにより、本明細書の一部に組み込むものとする。   The structures of triazine derivatives AA to AC used in the comparative examples are shown below. The method for producing the triazine derivatives AA to AC used in the comparative examples is not particularly limited, and a known method can be applied. For example, the method described in JP 2004-217842 A can be applied. The disclosure by the above publication is incorporated into a part of this specification by reference.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

以下の比較例に記載した方法で表2記載の分散剤ba〜bcを製造した。   Dispersants ba to bc listed in Table 2 were produced by the method described in the following comparative examples.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[比較例1−1〜1−3]
(分散剤ba〜bcの製造)
分散剤aの製造においてトリアジン誘導体Aの代わりに表2の比較例1−1〜1−3に記載のトリアジン誘導体AA〜ACを添加した以外は、実施例1−1と同様な方法で製造し、分散剤ba〜bcを得た。
[Comparative Examples 1-1 to 1-3]
(Production of dispersants ba to bc)
The dispersant a was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that the triazine derivatives AA to AC described in Comparative Examples 1-1 to 1-3 in Table 2 were added instead of the triazine derivative A. Dispersants ba-bc were obtained.

<トリアジン誘導体と無機塩基からなる分散剤の製造方法>
以下の実施例に記載した方法で表3記載の分散剤ca〜diを製造した。
<Method for producing dispersant composed of triazine derivative and inorganic base>
Dispersants ca to di listed in Table 3 were produced by the methods described in the following examples.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[実施例2−1]
(分散剤caの製造)
水200gにトリアジン誘導体Aを0.040モル加えた。これに水酸化ナトリウムを0.020モル加え、60℃で2時間撹拌した。室温まで冷却後、ろ過精製を行った。得られた残渣を90℃で48時間乾燥することにより、分散剤caを得た。
[Example 2-1]
(Production of dispersant ca)
0.040 mol of triazine derivative A was added to 200 g of water. 0.020 mol of sodium hydroxide was added to this, and it stirred at 60 degreeC for 2 hours. After cooling to room temperature, filtration purification was performed. The obtained residue was dried at 90 ° C. for 48 hours to obtain a dispersant ca.

[実施例2−2〜2−25]
(分散剤cb〜cyの製造)
分散剤caの製造においてトリアジン誘導体Aの代わりに表3の実施例2−2〜2−25に記載のトリアジン誘導体B〜Yを添加した以外は、実施例2−1と同様な方法で製造し、分散剤cb〜cyを得た。
[Examples 2-2 to 2-25]
(Production of dispersants cb to cy)
The dispersant ca was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the triazine derivatives BY described in Examples 2-2 to 2-25 in Table 3 were added instead of the triazine derivative A. Dispersants cb to cy were obtained.

[実施例2−26〜2−31]
(分散剤cz〜deの製造)
分散剤cbの製造において水酸化ナトリウムの代わりに表3の実施例2−26〜2−31に記載の無機塩基を添加した以外は、実施例2−2と同様な方法で製造し、分散剤cz〜deを得た。
[Examples 2-26 to 2-31]
(Production of dispersants cz to de)
The dispersant cb was prepared in the same manner as in Example 2-2 except that the inorganic base described in Examples 2-26 to 2-31 in Table 3 was added instead of sodium hydroxide. cz to de were obtained.

[実施例2−32〜2−35]
(分散剤df〜diの製造)
分散剤cbの製造において水酸化ナトリウムの添加量を表3の実施例2−32〜2−35に記載の添加量に変更した以外は実施例2−2と同様な方法で製造し、分散剤df〜diを得た。
[Examples 2-32 to 2-35]
(Production of dispersants df to di)
The dispersant cb was produced in the same manner as in Example 2-2 except that the amount of sodium hydroxide added was changed to the amount described in Examples 2-32 to 2-35 in Table 3, and the dispersant was df-di were obtained.

以下の比較例に記載した方法で表4記載の分散剤ea〜ecを製造した。   Dispersants ea to ec listed in Table 4 were produced by the method described in the following comparative examples.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[比較例2−1〜2−3]
(分散剤ea〜ecの製造)
分散剤caの製造においてトリアジン誘導体Aの代わりに表4の比較例2−1〜2−3に記載のトリアジン誘導体AA〜ACを添加した以外は、実施例2−1と同様な方法で製造し、分散剤ea〜ecを得た。
[Comparative Examples 2-1 to 2-3]
(Production of dispersants ea to ec)
The dispersant ca was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that the triazine derivatives AA to AC described in Comparative Examples 2-1 to 2-3 in Table 4 were added instead of the triazine derivative A. Dispersants ea to ec were obtained.

実施例、比較例に示す炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、合剤ペーストは、以下に示す材料を用いて作製した。   The carbon material dispersions, carbon material dispersion varnishes, and mixture pastes shown in Examples and Comparative Examples were prepared using the materials shown below.

<炭素材料>
デンカブラックHS100(デンカ社製):アセチレンブラック、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が48nm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が39m/g、以下「HS100」と略記する。
super−P(TIMCAL社製):ファーネスブラック、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が40nm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が62m/g。
モナーク800(キャボット社製):ファーネスブラック、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が17nm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が210m/g、以下「M800」と略記する。
EC−300J(ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製):ケッチェンブラック、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が40nm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が800m/g。
カーボンナノチューブ:多層カーボンナノチューブ、電子顕微鏡で観察して求めた繊維径10nm、繊維長2〜5μm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が600m/g、以下CNTと略記する。
VGCF(昭和電工社製):カーボンナノファイバー、電子顕微鏡で観察して求めた繊維径150nm、繊維長10〜20μm。
<Carbon material>
DENKA BLACK HS100 (manufactured by DENKA CORPORATION): acetylene black, average primary particle diameter determined by observation with an electron microscope of 48 nm, specific surface area determined by S-BET formula from nitrogen adsorption amount is 39 m 2 / g, hereinafter “HS100” Abbreviated.
super-P (manufactured by TIMCAL): furnace black, the average primary particle diameter determined by observation with an electron microscope is 40 nm, and the specific surface area determined by the S-BET formula from the amount of nitrogen adsorption is 62 m 2 / g.
Monarch 800 (manufactured by Cabot Corporation): Furnace black, the average primary particle diameter determined by observation with an electron microscope is 17 nm, the specific surface area determined by the S-BET formula from the nitrogen adsorption amount is 210 m 2 / g, hereinafter “M800” Abbreviated.
EC-300J (manufactured by Lion Specialty Chemicals): Ketjen black, average primary particle size determined by observation with an electron microscope of 40 nm, specific surface area determined by S-BET formula from nitrogen adsorption amount is 800 m 2 / g .
Carbon nanotube: Multi-walled carbon nanotube, fiber diameter of 10 nm obtained by observation with an electron microscope, fiber length of 2 to 5 μm, specific surface area of 600 m 2 / g obtained from the amount of nitrogen adsorption by the S-BET equation, hereinafter abbreviated as CNT.
VGCF (manufactured by Showa Denko KK): carbon nanofiber, fiber diameter 150 nm, fiber length 10-20 μm determined by observation with an electron microscope.

<バインダー>
KFポリマーW1100(クレハ社製):ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、以下PVDFと略記する。
ポリテトラフッ化エチレンエマルション:(三井・デュポンフロロケミカル社製)、以下PTFEと略記する。
カルボキシメチルセルロース(日本製紙社製):以下CMCと略記する。
<Binder>
KF polymer W1100 (manufactured by Kureha): polyvinylidene fluoride (PVDF), hereinafter abbreviated as PVDF.
Polytetrafluoroethylene emulsion: (Mitsui / Dupont Fluorochemical Co., Ltd.), hereinafter abbreviated as PTFE.
Carboxymethylcellulose (manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.): hereinafter abbreviated as CMC.

<正極活物質>
LiNi1/3Mn1/3Co1/3(戸田工業社製):正極活物質、ニッケルマンガンコバルト酸リチウム、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が5.0μm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が0.62m/g、以下、NMCと略記する。
HLC−22(本荘ケミカル社製):正極活物質、コバルト酸リチウム(LiCoO)、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が6.6μm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が0.62m/g、以下LCOと略記する。
LiNi0.8Co0.15Al0.05(住友金属社製):正極活物質、ニッケルコバルトアルミ酸リチウム、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が5.8μm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が0.38m/g、以下、NCAと略記する。
LiFePO(クラリアント社製):正極活物質、リン酸鉄リチウム、電子顕微鏡で観察して求めた平均一次粒子径が0.4μm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が15.3m/g、以下、LFPと略記する。
<Positive electrode active material>
LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 (manufactured by Toda Kogyo Co., Ltd.): positive electrode active material, nickel manganese lithium cobaltate, average primary particle size determined by observation with an electron microscope is 5.0 μm, nitrogen adsorption The specific surface area determined by the S-BET formula from the amount is 0.62 m 2 / g, hereinafter abbreviated as NMC.
HLC-22 (Honjo Chemical Co., Ltd.): Positive electrode active material, lithium cobaltate (LiCoO 2 ), average primary particle size determined by observation with an electron microscope was 6.6 μm, determined from the amount of nitrogen adsorption by the S-BET equation Specific surface area is 0.62 m 2 / g, hereinafter abbreviated as LCO.
LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (manufactured by Sumitomo Metals): positive electrode active material, nickel cobalt lithium aluminate, average primary particle size determined by observation with an electron microscope is 5.8 μm, nitrogen adsorption The specific surface area determined from the amount by the S-BET equation is 0.38 m 2 / g, hereinafter abbreviated as NCA.
LiFePO 4 (manufactured by Clariant): positive electrode active material, lithium iron phosphate, average primary particle diameter determined by observation with an electron microscope is 0.4 μm, specific surface area determined by S-BET formula from nitrogen adsorption amount is 15. 3 m 2 / g, hereinafter abbreviated as LFP.

<負極活物質>
球状黒鉛(日本黒鉛社製):負極活物質、電子顕微鏡で観察して求めた一次粒子径が15μm、窒素吸着量からS−BET式で求めた比表面積が1.0m/g、以下球状黒鉛と略記する。
<Negative electrode active material>
Spherical graphite (manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd.): negative electrode active material, primary particle diameter determined by observation with an electron microscope is 15 μm, specific surface area determined by S-BET formula from nitrogen adsorption amount is 1.0 m 2 / g, hereinafter spherical Abbreviated as graphite.

<ポリマー分散剤>
PVA−103(クラレ社製):ポリビニルアルコール、けん化度98.0〜99.0mol%、平均重合度300
PVA−403(クラレ社製):ポリビニルアルコール、けん化度78.5〜81.5mol%、平均重合度300
KL−506(クラレ社製):アニオン変性ポリビニルアルコール、けん化度74.0〜80.0mol%、重合度600
ゴーセネックスL−3266(日本合成化学社製):スルホン酸変性ポリビニルアルコール、けん化度86.5〜89.0mol%(以下、L−3266と略記する)
ゴーセネックスK−434(日本合成化学社製):カチオン変性ポリビニルアルコール、けん化度85.5〜88.0mol%(以下、K−434と略記する)
ポリビニルブチラールA: ポリビニルブチラール、ブチラール化度15mol%、水酸基量84mol%、酢酸基1mol%、重合度300(以下、PVB−Aと略記する)
メトローズSM−15(信越化学社製):メチルセルロース、置換度1.8、20℃における2%水溶液の粘度約15mPa・s、(以下、SM−15と略記する)
エトセルー10(ダウケミカル社製):エチルセルロース、25℃における5%トルエン/エタノール(8/2)溶液の粘度 9.0〜11.0mPa・s
<Polymer dispersant>
PVA-103 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.): polyvinyl alcohol, saponification degree 98.0-99.0 mol%, average polymerization degree 300
PVA-403 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.): polyvinyl alcohol, saponification degree 78.5-81.5 mol%, average polymerization degree 300
KL-506 (manufactured by Kuraray Co., Ltd.): anion-modified polyvinyl alcohol, saponification degree 74.0-80.0 mol%, polymerization degree 600
Gohsenx L-3266 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.): sulfonic acid-modified polyvinyl alcohol, saponification degree 86.5-89.0 mol% (hereinafter abbreviated as L-3266)
Gohsenx K-434 (manufactured by Nippon Synthetic Chemical Co., Ltd.): cation-modified polyvinyl alcohol, saponification degree 85.5-88.0 mol% (hereinafter abbreviated as K-434)
Polyvinyl butyral A: polyvinyl butyral, degree of butyralization 15 mol%, hydroxyl group amount 84 mol%, acetic acid group 1 mol%, polymerization degree 300 (hereinafter abbreviated as PVB-A)
Metrows SM-15 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.): methyl cellulose, substitution degree 1.8, viscosity of 2% aqueous solution at 20 ° C., about 15 mPa · s (hereinafter abbreviated as SM-15)
Etcello 10 (Dow Chemical Co.): Viscosity of ethyl cellulose, 5% toluene / ethanol (8/2) solution at 25 ° C. 9.0 to 11.0 mPa · s

PVB−Aの合成
(合成例)PVA−103の10%水溶液を調製し、水溶液100質量部に対し、塩酸0.2質量部、ブチルアルデヒド2質量部を撹拌しながら滴下した。続いて80℃に昇温して1時間保持した後放冷した。これを乾燥、粉砕してアセタール化度15mol%のPVB−Aを得た。
Synthesis of PVB-A (Synthesis Example) A 10% aqueous solution of PVA-103 was prepared, and 0.2 parts by mass of hydrochloric acid and 2 parts by mass of butyraldehyde were added dropwise to 100 parts by mass of the aqueous solution while stirring. Subsequently, the temperature was raised to 80 ° C., held for 1 hour, and then allowed to cool. This was dried and pulverized to obtain PVB-A having an acetalization degree of 15 mol%.

[実施例3−1] [Example 3-1]

<炭素材料分散液の調製>
表5に示す組成に従い、ガラス瓶にN−メチル−2−ピロリドンと分散剤aを仕込み、混合した後、炭素材料を加え、ジルコニアビーズをメディアとして、ペイントコンディショナーで2時間分散し、分散剤aを含む炭素材料分散液を得た。
<Preparation of carbon material dispersion>
In accordance with the composition shown in Table 5, N-methyl-2-pyrrolidone and dispersant a were charged into a glass bottle and mixed, then a carbon material was added, and zirconia beads were used as a medium and dispersed with a paint conditioner for 2 hours. A carbon material dispersion containing was obtained.

<炭素材料分散ワニスの調製>
表5に示す組成に従い、調製した分散剤aを含む炭素材料分散液とバインダー、N−メチル−2−ピロリドンをディスパーにて混合し、炭素材料分散ワニスを得た。
<Preparation of carbon material dispersion varnish>
According to the composition shown in Table 5, the carbon material dispersion containing the prepared dispersant a, a binder, and N-methyl-2-pyrrolidone were mixed with a disper to obtain a carbon material-dispersed varnish.

<正極合剤ペーストの調製>
表5に示す組成に従い、調製した分散剤aを含む炭素材料分散ワニスと活物質、N−メチル−2−ピロリドンをディスパーにて混合し、正極合剤ペーストを得た。
<Preparation of positive electrode mixture paste>
According to the composition shown in Table 5, the prepared carbon material dispersion varnish containing the dispersant a, the active material, and N-methyl-2-pyrrolidone were mixed with a disper to obtain a positive electrode mixture paste.

<電極の作製>
調製した分散剤aを含む正極合剤ペーストを、厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗工した後、減圧下120℃で30分間乾燥し、ローラープレス機にて圧延処理し、塗布量17mg/cm、密度3.0g/cmの電極を作製した。厚みや密度が均一な電極が得られた。
<Production of electrode>
After coating the prepared positive electrode mixture paste containing the dispersant a on a 20 μm-thick aluminum foil using a doctor blade, it was dried at 120 ° C. for 30 minutes under reduced pressure, and rolled with a roller press. An electrode having a coating amount of 17 mg / cm 2 and a density of 3.0 g / cm 3 was produced. An electrode having a uniform thickness and density was obtained.

<リチウムイオン二次電池正極評価用セルの組み立て>
作製した分散剤aを含む電極を直径16mmに打ち抜き正極とし、金属リチウム箔(厚さ0.15mm)を負極として、正極および負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(厚さ20μm、空孔率50%)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体積比1:1に混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を0.1ml満たして二極密閉式金属セル(宝泉社製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。

Figure 0006380642
<Assembly of lithium ion secondary battery positive electrode evaluation cell>
The produced electrode containing the dispersant a was punched out to a diameter of 16 mm as a positive electrode, a metallic lithium foil (thickness 0.15 mm) as a negative electrode, and a separator (thickness 20 μm, pores) made of a porous polypropylene film between the positive electrode and the negative electrode 50%) is inserted and laminated, and 0.1 ml of electrolyte (nonaqueous electrolyte in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 1) is filled. A bipolar sealed metal cell (HS flat cell manufactured by Hosen Co., Ltd.) was assembled. The cell was assembled in a glove box substituted with argon gas.
Figure 0006380642

[実施例3−2〜3−76]分散剤種の比較−1
分散剤aを用いた代わりに、表6に示した分散剤b〜ao、ca〜diをそれぞれ用いた以外は実施例3−1と同様な組成および方法で分散し、正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 3-2 to 3-76] Comparison of dispersant types-1
A positive electrode evaluation cell is assembled by dispersing in the same composition and method as in Example 3-1, except that the dispersants b to ao and ca to di shown in Table 6 are used instead of the dispersant a. It was.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[比較例3−1〜3−7]分散剤種の比較−2
表7に示した分散剤ba〜bc、ea〜ecを用いた以外は実施例3−1と同様な方法で分散し、正極評価用セルを組み立てた。ただし、比較例3−7には分散剤を用いず、その分の組成は溶剤に振り替えた。
[Comparative Examples 3-1 to 3-7] Comparison of dispersant types-2
A positive electrode evaluation cell was assembled by dispersing in the same manner as in Example 3-1, except that the dispersants ba to bc and ea to ec shown in Table 7 were used. However, in Comparative Example 3-7, no dispersant was used, and the composition was changed to a solvent.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<イオン抵抗評価>
実施例3−1〜3−76、比較例3−1〜3−7で組み立てた正極評価用セルを−20℃の恒温槽内で12時間静置し、開回路電位にて周波数0.1Hz、振幅10mVで交流インピーダンス測定を行い、イオン抵抗|Z|ionを求めた。続いて正極評価用セルを室温(25℃)に移して3時間静置し、同様にインピーダンス測定を行い、イオン抵抗|Z|ionを求めた。測定にはインピーダンスアナライザーを用いた。
<Ion resistance evaluation>
The positive electrode evaluation cells assembled in Examples 3-1 to 3-76 and Comparative Examples 3-1 to 3-7 were allowed to stand in a thermostatic bath at −20 ° C. for 12 hours, and the frequency was 0.1 Hz at an open circuit potential. performs AC impedance measurement with amplitude 10 mV, ionic resistance | sought ion | Z. Subsequently, the positive electrode evaluation cell was moved to room temperature (25 ° C.) and allowed to stand for 3 hours, and the impedance was measured in the same manner to obtain the ion resistance | Z | An impedance analyzer was used for the measurement.

<反応抵抗評価>
イオン抵抗評価に続いて、充放電測定装置を用い、室温にて0.1Cの定電流定電圧充電(上限電圧4.2V)で満充電とし、0.1C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サイクルとして合計5サイクル行った。5サイクル目の0.1C放電容量を記録しておいた。次に、3.0Vまで放電した状態の正極評価用セルをインピーダンスアナライザーに接続し、3.0V、振幅10mV、周波数0.1Hzから1MHzにおいて交流インピーダンス測定を行った。結果をコールコールプロット法にて複素平面上にプロットすると、半円状の曲線が得られる。この円弧の直径を活物質の反応抵抗|Z|reとした。
<Evaluation of reaction resistance>
Subsequent to the ionic resistance evaluation, using a charge / discharge measuring device, the battery is fully charged with a constant current and constant voltage charge of 0.1 C (upper limit voltage 4.2 V) at room temperature, and a discharge lower limit voltage of 3. A total of 5 cycles were performed, with 1 cycle being a charge / discharge cycle for discharging to 0V. The 0.1 C discharge capacity at the fifth cycle was recorded. Next, the positive electrode evaluation cell in a state discharged to 3.0 V was connected to an impedance analyzer, and AC impedance measurement was performed at 3.0 V, an amplitude of 10 mV, and a frequency of 0.1 Hz to 1 MHz. When the result is plotted on the complex plane by the Cole-Cole plot method, a semicircular curve is obtained. The diameter of this arc was defined as the reaction resistance | Z | re of the active material.

<室温レート特性・低温放電特性評価>
次に、室温にて0.1Cで同様に満充電にした後、0.5Cの定電流で放電下限電圧3.0Vまで放電し、再度0.1Cで満充電にしてから5Cの定電流で3.0Vまで放電した。反応抵抗評価の試験で記録しておいた5サイクル目の0.1C放電容量に対する5C放電容量の比率を、室温レート特性(%)とした。またここで、室温における0.5C放電容量を記録しておいた。続いて、室温、0.1Cで同様に満充電にしてから−20℃の恒温槽内に移して12時間静置した後に、0.5Cの定電流で同じく放電した。室温の0.5C放電容量に対する−20℃の0.5C放電容量の比率を、低温放電特性(%)とした。室温レート特性、低温放電特性共に100%に近いほど良好である。
<Evaluation of room temperature rate characteristics / low temperature discharge characteristics>
Next, after being fully charged at 0.1 C at room temperature, the battery was discharged at a constant current of 0.5 C to a discharge lower limit voltage of 3.0 V, fully charged again at 0.1 C and then at a constant current of 5 C The battery was discharged to 3.0V. The ratio of the 5C discharge capacity to the 0.1C discharge capacity at the fifth cycle recorded in the reaction resistance evaluation test was defined as the room temperature rate characteristic (%). Here, the 0.5 C discharge capacity at room temperature was recorded. Subsequently, the battery was fully charged at room temperature and 0.1 C in the same manner, then transferred to a −20 ° C. constant temperature bath and allowed to stand for 12 hours, and then discharged at a constant current of 0.5 C. The ratio of the 0.5 C discharge capacity at −20 ° C. to the 0.5 C discharge capacity at room temperature was defined as the low temperature discharge characteristic (%). Both room temperature rate characteristics and low-temperature discharge characteristics are better as they are closer to 100%.

<評価結果>
実施例3−1〜3−76、比較例3−1〜3−6に記載の炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペーストは良好な分散状態であり、1か月経時後も沈降や増粘はなかった。分散剤を用いていない比較例3−7は初期からかなりの高粘度で流動性が悪かったが、そのまま比較用に用いた。また、1か月経時後はゲル状になっていた。
<Evaluation results>
The carbon material dispersions, carbon material dispersion varnishes, and positive electrode mixture pastes described in Examples 3-1 to 3-76 and Comparative Examples 3-1 to 3-6 are in a well dispersed state, and after 1 month There was no sedimentation or thickening. Comparative Example 3-7 using no dispersant had a considerably high viscosity and poor fluidity from the beginning, but was used for comparison as it was. Moreover, it was gel-like after one month passage.

実施例3−1〜3−76、比較例3−1〜3−7の正極評価用セルのイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表8−1、8−2に示す。   Tables 8-1 and 8-2 show the evaluation results of ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of the positive electrode evaluation cells of Examples 3-1 to 3-76 and Comparative Examples 3-1 to 3-7. Shown in

Figure 0006380642
Figure 0006380642

Figure 0006380642
Figure 0006380642

表8からわかる通り、分散剤a〜ao、ca〜diを用いた実施例3−1〜3−76の正極は室温および−20℃のイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の全てにおいて、分散剤を用いない比較例3−7や分散剤ba〜bc、ea〜ecを用いた比較例3−1〜3−6の正極と比べて非常に優れていた。   As can be seen from Table 8, the positive electrodes of Examples 3-1 to 3-76 using dispersants a to ao and ca to di have room temperature and −20 ° C. ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics. In all, it was very excellent compared with the positive electrode of Comparative Example 3-7 which does not use a dispersing agent and Comparative Examples 3-1 to 3-6 using dispersing agents ba to bc and ea to ec.

分散剤a〜ao、ca〜diは、極めて電子密度の高いLiが近傍に存在することで、誘電分極を生じ、電池内では高い誘電率で存在していると考えられる。これによりイオン伝導度を向上させたり、活物質とLiが反応する際のLiの脱溶媒和エネルギーや溶媒和エネルギーを低減させ、結果としてイオン抵抗および反応抵抗が小さくなって、電池全体としても特性が向上すると思われる。 It is considered that the dispersants a to ao and ca to di cause dielectric polarization due to the presence of Li + having an extremely high electron density in the vicinity, and have a high dielectric constant in the battery. As a result, the ion conductivity is improved, and the desolvation energy and solvation energy of Li + when the active material and Li react with each other are reduced. It seems that the characteristics are improved.

[実施例4−1〜4−5][比較例4−1〜4−5]炭素材料種の比較
表9に示した炭素材料分散液、表10に示した炭素材料分散ワニス、表11に示した正極合剤ペーストの材料と組成に従い、実施例3−1と同様な方法で分散し、正極評価用セルを組み立てた。高比表面積の炭素材料に対しては分散剤が多く必要であるため、それぞれの炭素材料に合わせて適宜使用量を決定した。
[Examples 4-1 to 4-5] [Comparative Examples 4-1 to 4-5] Comparison of carbon material types Carbon material dispersions shown in Table 9, carbon material dispersion varnishes shown in Table 10, and Table 11 According to the material and composition of the positive electrode mixture paste shown, the positive electrode evaluation cell was assembled by dispersing in the same manner as in Example 3-1. Since a large amount of dispersant is necessary for the carbon material having a high specific surface area, the amount used was appropriately determined according to each carbon material.

炭素材料分散液の組成

Figure 0006380642
Composition of carbon material dispersion
Figure 0006380642

炭素材料分散ワニスの組成

Figure 0006380642
Composition of carbon material dispersion varnish
Figure 0006380642

正極合剤ペーストの組成

Figure 0006380642
Composition of positive electrode mixture paste
Figure 0006380642

<評価結果>
いずれの実施例、比較例に記載の炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペーストも良好な分散状態であり、1か月経時後も沈降や増粘はなかった。
<Evaluation results>
The carbon material dispersions, carbon material dispersion varnishes, and positive electrode mixture pastes described in any of the examples and comparative examples were also in a well dispersed state, and neither sedimentation nor thickening occurred after 1 month.

実施例4−1〜4−5、比較例4−1〜4−5の正極評価用セルのイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表12に示す。   Table 12 shows the evaluation results of the ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of the positive electrode evaluation cells of Examples 4-1 to 4-5 and Comparative Examples 4-1 to 4-5.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

いずれの炭素材料であっても同様の効果が確認できた。実施例4−1〜4−5の差異は炭素材料の導電性による差異であると考えられる。また、比較例4−1〜4−5では、分散剤の添加量が多いものほど抵抗が高く特性が悪い傾向にあった。   The same effect could be confirmed with any carbon material. The difference between Examples 4-1 to 4-5 is considered to be a difference due to the conductivity of the carbon material. Moreover, in Comparative Examples 4-1 to 4-5, the more the amount of the dispersant added, the higher the resistance and the worse the characteristics.

以上の検証から、先に述べた効果は炭素材料種によらないことが確認できた。   From the above verification, it was confirmed that the effects described above were not dependent on the carbon material type.

[実施例5−1〜5−6]活物質表面積あたりの分散剤量の比較−1
実施例3−2の分散剤量の代わりに、表13、表14、表15に示す分散剤量とした以外は同様にして正極評価用セルを組み立てた。電極中の活物質表面積1mに対する分散剤量(mg)を表16に示した。
[Examples 5-1 to 5-6] Comparison of dispersant amount per active material surface area-1
A positive electrode evaluation cell was assembled in the same manner except that the dispersant amount shown in Table 13, Table 14, and Table 15 was used instead of the dispersant amount in Example 3-2. Table 16 shows the amount of the dispersant (mg) with respect to the active material surface area of 1 m 2 in the electrode.

炭素材料分散液の組成

Figure 0006380642
Composition of carbon material dispersion
Figure 0006380642

炭素材料分散ワニスの組成

Figure 0006380642
Composition of carbon material dispersion varnish
Figure 0006380642

正極合剤ペーストの組成

Figure 0006380642
Composition of positive electrode mixture paste
Figure 0006380642

活物質表面積あたりの分散剤量

Figure 0006380642
Dispersant amount per surface area of active material
Figure 0006380642

<評価結果>
比較例3−7、実施例3−2、実施例5−1〜5−6の反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表17に示す。
<Evaluation results>
Table 17 shows the evaluation results of reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of Comparative Example 3-7, Example 3-2 and Examples 5-1 to 5-6.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例5−1から、活物質表面積に対する分散剤量が少なすぎると効果が小さくなることがわかった。実施例5−2の分散剤量以上で特に大きな効果が得られるようになり、分散剤量が増えるにつれて徐々に良化した。   From Example 5-1, it turned out that an effect will become small when there are too few amounts of dispersing agents with respect to an active material surface area. Above the amount of the dispersant of Example 5-2, a particularly large effect can be obtained, and gradually improved as the amount of the dispersant increased.

[実施例6−1〜6−9]活物質表面積あたりの分散剤量の比較−2
表18、表19、表20に示す材料、組成にて実施例3−2と同様に分散し、正極評価用セルを作製した。電極中の活物質表面積1mに対する分散剤量(mg)を表21に示した。
[Examples 6-1 to 6-9] Comparison of dispersant amount per active material surface area-2
The materials and compositions shown in Table 18, Table 19, and Table 20 were dispersed in the same manner as in Example 3-2 to produce positive electrode evaluation cells. Table 21 shows the amount of the dispersing agent (mg) with respect to the active material surface area of 1 m 2 in the electrode.

炭素材料分散液の組成

Figure 0006380642
Composition of carbon material dispersion
Figure 0006380642

炭素材料分散ワニスの組成

Figure 0006380642
Composition of carbon material dispersion varnish
Figure 0006380642

正極合剤ペーストの組成

Figure 0006380642
Composition of positive electrode mixture paste
Figure 0006380642

活物質表面積あたりの分散剤量

Figure 0006380642
Dispersant amount per surface area of active material
Figure 0006380642

<評価結果>
実施例6−1〜実施例6−9、の反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表22に示す。
<Evaluation results>
Table 22 shows the evaluation results of reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of Example 6-1 to Example 6-9.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

表22より、実施例6−6の分散剤量を超えると反応抵抗低減効果が小さくなることがわかった。分散剤量が過剰になると、脱溶媒和エネルギーの低減以上に抵抗成分としての悪影響が大きくなることによると考えられる。   From Table 22, it was found that when the amount of the dispersant in Example 6-6 was exceeded, the reaction resistance reduction effect was reduced. When the amount of the dispersant is excessive, it is considered that the adverse effect as the resistance component becomes larger than the reduction of the desolvation energy.

以上のことから、より大きな反応抵抗低減効果を得るためには、活物質表面積に対する分散剤添加量の最適な範囲が存在することがわかった。   From the above, in order to obtain a greater reaction resistance reduction effect, it has been found that there is an optimum range of the dispersant addition amount relative to the active material surface area.

[実施例7−1〜7−6]電解液量に対する分散剤量の比較−1
実施例5−2で作製した正極を用いて、表23に示す電解液の量に変更した以外は、実施例5−2と同様に正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 7-1 to 7-6] Comparison of amount of dispersing agent with respect to amount of electrolyte-1
A positive electrode evaluation cell was assembled in the same manner as in Example 5-2, except that the amount of the electrolytic solution shown in Table 23 was changed using the positive electrode manufactured in Example 5-2.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[実施例8−1〜8−7]電解液量に対する分散剤量の比較−2
実施例6−3で作製した正極合剤ペーストを用いて、塗布量を28mg/cmに変更した以外は実施例6−3と同様な方法で正極を作製した。さらに、正極評価用セルに添加する電解液の量を表24に示す量に変更し、それ以外は実施例6−3と同様に正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 8-1 to 8-7] Comparison of dispersant amount with respect to electrolyte amount-2
A positive electrode was produced in the same manner as in Example 6-3, except that the coating amount was changed to 28 mg / cm 2 using the positive electrode mixture paste produced in Example 6-3. Furthermore, the amount of the electrolytic solution added to the positive electrode evaluation cell was changed to the amount shown in Table 24, and the positive electrode evaluation cell was assembled in the same manner as in Example 6-3.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<評価結果>
実施例5−2、実施例7−1〜7−6、比較例3−7のイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表25に示す。実施例8−1〜8−7のイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表26に示す。
<Evaluation results>
Table 25 shows the evaluation results of the ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of Example 5-2, Examples 7-1 to 7-6, and Comparative Example 3-7. Table 26 shows the evaluation results of the ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of Examples 8-1 to 8-7.

実施例5−2、実施例7−1〜7−6の反応抵抗はいずれも同等であった。これは、活物質表面積に対する分散剤量が等しいことによると考えられる。   The reaction resistances of Example 5-2 and Examples 7-1 to 7-6 were the same. This is thought to be due to the equal amount of dispersant relative to the active material surface area.

また、実施例7−1〜7−4では室温および低温のイオン抵抗は比較例3−7に比べて大幅に低くなっており、実施例7−4を下限に実施例7−5、7−6では効果が小さくなった。大きな効果を得るには、電解液量に対する分散剤最適量の下限が存在することが示された。   Moreover, in Examples 7-1 to 7-4, the ionic resistance at room temperature and low temperature was significantly lower than that of Comparative Example 3-7, and Examples 7-5 and 7- In 6, the effect was small. In order to obtain a great effect, it has been shown that there is a lower limit of the optimum amount of the dispersing agent with respect to the amount of the electrolyte.

室温レート特性および低温放電特性はイオン抵抗と反応抵抗両方の影響を受けるため、電池として優れた特性を得るためには両方の効果が得られるよう設計するのが良い。   Since room temperature rate characteristics and low-temperature discharge characteristics are affected by both ionic resistance and reaction resistance, it is preferable to design so that both effects can be obtained in order to obtain excellent characteristics as a battery.

一方、実施例8−1〜8−7の比較から、電解液量に対する分散剤量が多すぎてもイオン抵抗低減効果が小さくなることがわかった。これは、分散剤は絶縁性の化合物であるため、過剰にあると、それ自体が抵抗成分になってしまうことによると考えられる。   On the other hand, from the comparison of Examples 8-1 to 8-7, it was found that the effect of reducing the ionic resistance is small even if the amount of the dispersant is too much with respect to the amount of the electrolytic solution. This is presumably because the dispersant is an insulating compound, so that if it is excessive, it itself becomes a resistance component.

以上のことから、電解液量に対する分散剤最適量には上限も存在することがわかった。   From the above, it has been found that there is an upper limit for the optimum amount of dispersant relative to the amount of electrolyte.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[実施例9−1]電解液の影響調査
実施例3−2で用いた電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:1に混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液)の代わりに、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:2に混合した混合溶媒に、LiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液を用いた以外は、実施例3−2と同様に正極評価用セルを組み立てた。
[Example 9-1] Investigation of influence of electrolyte solution LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M in the electrolyte solution used in Example 3-2 (a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1). Example 3 except that a nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 2 was used instead of the nonaqueous electrolytic solution). As in -2, a positive electrode evaluation cell was assembled.

[実施例9−2]
実施例3−2で用いた電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:1に混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液)の代わりに、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネートを体積比1:1:1に混合した混合溶媒に、LiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液を用いた以外は、実施例3−2と同様に正極評価用セルを組み立てた。
[比較例9−1]
比較例3−7で用いた電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:1に混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液)の代わりに、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:2に混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液を用いた以外は、比較例3−7と同様に正極評価用セルを組み立てた。
[Example 9-2]
Instead of the electrolytic solution used in Example 3-2 (nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1), ethylene carbonate and A positive electrode in the same manner as in Example 3-2 except that a nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M was used in a mixed solvent in which ethylmethyl carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1: 1. An evaluation cell was assembled.
[Comparative Example 9-1]
Instead of the electrolytic solution used in Comparative Example 3-7 (nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1), ethylene carbonate and A positive electrode evaluation cell was assembled in the same manner as in Comparative Example 3-7, except that a nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M was used in a mixed solvent in which diethyl carbonate was mixed at a volume ratio of 1: 2.

[比較例9−2]
比較例3−7で用いた電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比1:1に混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液)の代わりに、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネートを体積比1:1:1に混合した混合溶媒に、LiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液を用いた以外は、比較例3−7と同様に正極評価用セルを組み立てた。
[Comparative Example 9-2]
Instead of the electrolytic solution used in Comparative Example 3-7 (nonaqueous electrolytic solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1), ethylene carbonate and A positive electrode as in Comparative Example 3-7, except that a non-aqueous electrolyte in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M was used in a mixed solvent in which ethyl methyl carbonate and dimethyl carbonate were mixed at a volume ratio of 1: 1: 1. An evaluation cell was assembled.

<評価結果>
実施例3−2、実施例9−1、実施例9−2、比較例3−7、比較例9−1、比較例9−2のイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表27に示す。
<Evaluation results>
Example 3-2, Example 9-1, Example 9-2, Comparative Example 3-7, Comparative Example 9-1, and Comparative Example 9-2 have ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low-temperature discharge characteristics. The evaluation results are shown in Table 27.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例9−1、実施例9−2より、電解液の種類によらず、すべての特性が比較例よりも良化することが確認できた。本実施例に示した電解液以外でも、一般的に用いられる非水電解液であれば、種類によらず同じ効果が得られると思われる。   From Example 9-1 and Example 9-2, it was confirmed that all the characteristics were improved compared to the comparative example, regardless of the type of the electrolytic solution. In addition to the electrolytic solution shown in this example, it is considered that the same effect can be obtained regardless of the type of the nonaqueous electrolytic solution that is generally used.

次に、活物質の種類を変更して同様に評価した。   Next, the type of active material was changed and evaluated in the same manner.

[実施例10−1〜10−3]活物質種の比較
実施例3−2で用いた炭素材料分散ワニスを用いて、表28に示した活物質と組成に従って、実施例3−2と同様な方法で分散し、正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 10-1 to 10-3] Comparison of Active Material Species Similar to Example 3-2 using the carbon material-dispersed varnish used in Example 3-2 and according to the active material and composition shown in Table 28 Then, a positive electrode evaluation cell was assembled.

[比較例10−1〜10−3]
比較例3−1で用いた炭素材料分散ワニスを用いて、表28に示した活物質と組成に従って、比較例3−1と同様な方法で分散し、正極評価用セルを組み立てた。
[Comparative Examples 10-1 to 10-3]
Using the carbon material-dispersed varnish used in Comparative Example 3-1, it was dispersed in the same manner as in Comparative Example 3-1, according to the active material and composition shown in Table 28, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<評価結果>
実施例10−1〜10−3、比較例10−1〜10−3のイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表29に示す。
<Evaluation results>
Table 29 shows the evaluation results of the ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of Examples 10-1 to 10-3 and Comparative Examples 10-1 to 10-3.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

活物質の性能によって電池の特性に差異はあるものの、同じ活物質で実施例と比較例を比較すると、実施例10−1〜10−3はいずれも特性が向上していることが確認できた。   Although there are differences in battery characteristics depending on the performance of the active material, when Examples and Comparative Examples were compared with the same active material, it was confirmed that all of Examples 10-1 to 10-3 had improved characteristics. .

続いて、本発明の分散組成物を負極に用いた場合の評価を行った。   Then, the evaluation at the time of using the dispersion composition of this invention for a negative electrode was performed.

[実施例11−1] [Example 11-1]

<炭素材料分散ワニスの調製>
表30に示す組成に従い、実施例3−1で作製した分散剤aを含む炭素材料分散液とバインダー、N−メチル−2−ピロリドンをディスパーにて混合し、炭素材料分散ワニスを得た。
<Preparation of carbon material dispersion varnish>
According to the composition shown in Table 30, the carbon material dispersion containing the dispersant a prepared in Example 3-1 was mixed with a binder and N-methyl-2-pyrrolidone with a disper to obtain a carbon material-dispersed varnish.

<負極合剤ペーストの調製>
表30に示す組成に従い、調製した分散剤aを含む炭素材料分散ワニスと活物質、N−メチル−2−ピロリドンをディスパーにて混合し、負極合剤ペーストを得た。
<Preparation of negative electrode mixture paste>
According to the composition shown in Table 30, the prepared carbon material dispersion varnish containing dispersant a, the active material, and N-methyl-2-pyrrolidone were mixed with a disper to obtain a negative electrode mixture paste.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<電極の作製>
調製した分散剤aを含む負極合剤ペーストを、厚さ20μmの銅箔上にドクターブレードを用いて塗工した後、減圧下120℃で30分間乾燥し、ローラープレス機にて圧延処理し、塗布量15mg/cm、密度1.8g/cmの電極を作製した。厚みや密度が均一な電極が得られた。
<Production of electrode>
After coating the prepared negative electrode mixture paste containing the dispersant a on a copper foil having a thickness of 20 μm using a doctor blade, it is dried at 120 ° C. for 30 minutes under reduced pressure, and is subjected to a rolling process by a roller press. An electrode having a coating amount of 15 mg / cm 2 and a density of 1.8 g / cm 3 was produced. An electrode having a uniform thickness and density was obtained.

<リチウムイオン二次電池負極評価用セルの組み立て>
作製した分散剤aを含む電極を直径18mmに打ち抜き負極とし、金属リチウム箔(厚さ0.15mm)を正極として、負極および正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(厚さ20μm、空孔率50%)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体積比1:1に混合した混合溶媒にLiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を0.1ml満たして二極密閉式金属セル(宝泉社製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。
<Assembly of lithium ion secondary battery negative electrode evaluation cell>
The produced electrode containing the dispersant a was punched out to a diameter of 18 mm to form a negative electrode, a metal lithium foil (thickness 0.15 mm) as a positive electrode, and a separator (thickness 20 μm, pores) made of a porous polypropylene film between the negative electrode and the positive electrode 50%) is inserted and laminated, and 0.1 ml of electrolyte (nonaqueous electrolyte in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 M in a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 1: 1) is filled. A bipolar sealed metal cell (HS flat cell manufactured by Hosen Co., Ltd.) was assembled. The cell was assembled in a glove box substituted with argon gas.

[実施例11−2〜11−76]
実施例3−2〜3−76で作製した分散剤b〜ao、分散剤ca〜diをそれぞれ含む炭素材料分散液を用いて、実施例11−1と同じ組成、方法で分散し、炭素材料分散ワニス、負極合剤ペーストを作製して、負極評価用セルを組み立てた。用いた炭素材料分散液と分散剤の対応は表31に示した。
[Examples 11-2 to 11-76]
Using the carbon material dispersion liquid containing the dispersants b to ao and the dispersants ca to di produced in Examples 3-2 to 3-76, the carbon material was dispersed by the same composition and method as in Example 11-1. A dispersion varnish and a negative electrode mixture paste were prepared, and a negative electrode evaluation cell was assembled. Table 31 shows the correspondence between the carbon material dispersion used and the dispersant.

[比較例11−1〜11−7]
比較例3−1〜3−7で作製した分散剤ba〜bc、分散剤ea〜ecをそれぞれ含む炭素材料分散液を用いて、実施例11−1と同じ組成、方法で分散し、炭素材料分散ワニス、負極合剤ペーストを作製して、負極評価用セルを組み立てた。ただし、比較例11−7には分散剤を用いず、その分の組成は溶剤に振り替えた。用いた炭素材料分散液と分散剤の対応は表32に示した。
[Comparative Examples 11-1 to 11-7]
Using the carbon material dispersion liquids containing the dispersants ba to bc and the dispersants ea to ec prepared in Comparative Examples 3-1 to 3-7, the carbon material was dispersed by the same composition and method as in Example 11-1. A dispersion varnish and a negative electrode mixture paste were prepared, and a negative electrode evaluation cell was assembled. However, Comparative Example 11-7 did not use a dispersant, and the composition was changed to a solvent. Table 32 shows the correspondence between the carbon material dispersion used and the dispersant.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<イオン抵抗評価>
実施例3−1と同じ条件でインピーダンス測定を行い、−20℃および室温(25℃)におけるイオン抵抗|Z|ionを求めた。
<Ion resistance evaluation>
Impedance was measured under the same conditions as in Example 3-1, and the ionic resistance | Z | ion at −20 ° C. and room temperature (25 ° C.) was determined.

<反応抵抗評価>
イオン抵抗評価に続いて、充放電測定装置を用い、室温にて0.1Cの定電流定電圧充電(下限電圧0.0V)で満充電とし、0.1Cの定電流で放電上限電圧2.0Vまで放電を行う充放電を1サイクルとして合計5サイクル行った。5サイクル目の0.1C放電容量を記録しておいた。次に、2.0Vまで放電した状態の負極評価用セルをインピーダンスアナライザーに接続し、2.0V、振幅10mV、周波数0.1Hzから1MHzにおいて交流インピーダンス測定を行った。結果をコールコールプロット法にて複素平面上にプロットすると、半円状の曲線が得られる。この円弧の直径を活物質の反応抵抗|Z|reとした。
<Evaluation of reaction resistance>
Subsequent to the ionic resistance evaluation, using a charge / discharge measuring device, the battery is fully charged at a constant current and constant voltage of 0.1 C (lower limit voltage 0.0 V) at room temperature, and the discharge upper limit voltage is 2. A total of 5 cycles were performed, with 1 cycle being a charge / discharge cycle for discharging to 0V. The 0.1 C discharge capacity at the fifth cycle was recorded. Next, the negative electrode evaluation cell discharged to 2.0 V was connected to an impedance analyzer, and AC impedance measurement was performed at 2.0 V, an amplitude of 10 mV, and a frequency of 0.1 Hz to 1 MHz. When the result is plotted on the complex plane by the Cole-Cole plot method, a semicircular curve is obtained. The diameter of this arc was defined as the reaction resistance | Z | re of the active material.

<室温レート特性・低温放電特性評価>
次に、室温にて0.1Cで同様に満充電にした後、0.5Cの定電流で放電上限電圧2.0Vまで放電し、再度0.1Cで満充電にしてから5Cの定電流で2.0Vまで放電した。反応抵抗評価の試験で記録しておいた5サイクル目の0.1C放電容量に対する5Cの放電容量の比率を、室温レート特性(%)とした。またここで、室温における0.5C放電容量を記録しておいた。続いて、室温、0.1Cで同様に満充電にしてから−20℃の恒温槽内に移して12時間静置し、0.5Cの定電流で同じく放電した。室温の0.5C放電容量に対する−20℃の0.5C放電容量の比率を、低温放電特性(%)とした。
<Evaluation of room temperature rate characteristics / low temperature discharge characteristics>
Next, after being fully charged at 0.1 C at room temperature, the battery was discharged at a constant current of 0.5 C to a discharge upper limit voltage of 2.0 V, fully charged again at 0.1 C, and then at a constant current of 5 C. Discharged to 2.0V. The ratio of the discharge capacity of 5C to the 0.1C discharge capacity of the fifth cycle recorded in the test for evaluating the reaction resistance was defined as the room temperature rate characteristic (%). Here, the 0.5 C discharge capacity at room temperature was recorded. Subsequently, the battery was fully charged at room temperature and 0.1 C in the same manner, then transferred to a -20 ° C. constant temperature bath, left still for 12 hours, and discharged at a constant current of 0.5 C. The ratio of the 0.5 C discharge capacity at −20 ° C. to the 0.5 C discharge capacity at room temperature was defined as the low temperature discharge characteristic (%).

<評価結果>
実施例11−1〜11−76、比較例11−1〜11−6に記載の炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、負極合剤ペーストは良好な分散状態であり、1か月経時後も沈降や増粘はなかった。分散剤を用いていない比較例11−7は初期から高粘度で流動性が悪かったが、そのまま比較用に用いた。また、1か月経時後は活物質の沈降が確認された。
<Evaluation results>
The carbon material dispersions, carbon material dispersion varnishes, and negative electrode mixture pastes described in Examples 11-1 to 11-76 and Comparative Examples 11-1 to 11-6 are in a well dispersed state, and after 1 month There was no sedimentation or thickening. Comparative Example 11-7 using no dispersant had a high viscosity and poor fluidity from the beginning, but was used for comparison as it was. Moreover, sedimentation of the active material was confirmed after lapse of one month.

実施例11−1〜11−76、比較例11−1〜11−7の負極評価用セルのイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価結果を表33−1、33−2に示す。   The evaluation results of the ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of the negative electrode evaluation cells of Examples 11-1 to 11-76 and Comparative Examples 11-1 to 11-7 are shown in Tables 33-1 and 33-2. Shown in

Figure 0006380642
Figure 0006380642

Figure 0006380642
Figure 0006380642

本発明の分散組成物を負極に用いた場合も、正極の場合と同じくイオン抵抗低減および反応抵抗低減効果が得られた。   When the dispersion composition of the present invention was used for the negative electrode, the effect of reducing ionic resistance and reaction resistance was obtained as in the case of the positive electrode.

[実施例12−1]
<炭素材料分散液の調製>
表34に示す組成に従い、ガラス瓶に水と分散剤caを仕込み、混合した後、炭素材料を加え、ジルコニアビーズをメディアとして、ペイントコンディショナーで2時間分散し、炭素材料分散液を得た。
[Example 12-1]
<Preparation of carbon material dispersion>
In accordance with the composition shown in Table 34, water and a dispersant ca were charged into a glass bottle and mixed, and then a carbon material was added and dispersed with a paint conditioner using zirconia beads as a medium for 2 hours to obtain a carbon material dispersion.

<炭素材料分散ワニスの調製>
表34に示す組成に従い、調製した炭素材料分散液とバインダー、水をディスパーにて混合し、炭素材料分散ワニスを得た。
<Preparation of carbon material dispersion varnish>
According to the composition shown in Table 34, the prepared carbon material dispersion, binder, and water were mixed with a disper to obtain a carbon material dispersion varnish.

<合剤ペーストの調製>
表34に示す組成に従い、調製した炭素材料分散ワニスと活物質、水をディスパーにて混合し、正極合剤ペーストを得た。
<Preparation of mixture paste>
According to the composition shown in Table 34, the prepared carbon material dispersion varnish, the active material, and water were mixed with a disper to obtain a positive electrode mixture paste.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<電極の作製>
<リチウムイオン二次電池正極評価用セルの組み立て>
実施例3−1において、分散剤aを含む正極合剤ペーストの代わりに、分散剤caを含む正極合剤ペーストを用いた以外は、実施例3−1と同様にして電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
<Production of electrode>
<Assembly of lithium ion secondary battery positive electrode evaluation cell>
In Example 3-1, an electrode was prepared in the same manner as in Example 3-1, except that a positive electrode mixture paste containing a dispersant ca was used instead of the positive electrode mixture paste containing the dispersant a. An evaluation cell was assembled.

[実施例12−2〜12−35]
分散剤caを用いた代わりに、表35に示した分散剤cb〜diをそれぞれ用いた以外は、実施例12−1と同様な方法で分散し、正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 12-2 to 12-35]
A positive electrode evaluation cell was assembled by dispersing in the same manner as in Example 12-1, except that the dispersants cb to di shown in Table 35 were used instead of the dispersant ca.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[比較例12−1〜12−4]
表36に示した分散剤を用いて、実施例12−1と同様な方法で分散し、正極評価用セルを組み立てた。比較例12−4には分散剤を使用せず、その分の組成を水に振り替えた。
[Comparative Examples 12-1 to 12-4]
Using the dispersant shown in Table 36, dispersion was performed in the same manner as in Example 12-1, and a positive electrode evaluation cell was assembled. In Comparative Example 12-4, no dispersant was used, and the composition was changed to water.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<評価結果>
実施例12−1〜12−35、比較例12−1〜12−3で調製した炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペーストはいずれも良好な分散状態であり、1か月経時後も沈降や増粘はなかった。分散剤を使用していない比較例12−4は初期から高粘度で粗大粒子が多かったが、そのまま比較用に用いた。1か月経時後はゲル状になっていた。
<Evaluation results>
The carbon material dispersions, carbon material dispersion varnishes, and positive electrode mixture pastes prepared in Examples 12-1 to 12-35 and Comparative Examples 12-1 to 12-3 are all in a well-dispersed state. There was no sedimentation or thickening afterwards. Comparative Example 12-4 using no dispersant had a high viscosity and a large amount of coarse particles from the beginning, but was used for comparison as it was. After 1 month, it was gelled.

実施例12−1〜12−35、比較例12−1〜12−4の正極評価用セルを用いて、実施例3−1と同様な方法でイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価を行った。結果を表37に示す。   Using the positive electrode evaluation cells of Examples 12-1 to 12-35 and Comparative Examples 12-1 to 12-4, ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, low temperature discharge in the same manner as in Example 3-1. The characteristics were evaluated. The results are shown in Table 37.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例12−1〜12−35は、いずれの特性も優れており、溶剤を水とした場合でも同じ効果が得られることが確認できた。   Examples 12-1 to 12-35 were excellent in all characteristics, and it was confirmed that the same effect was obtained even when water was used as the solvent.

[実施例13−1〜13−8]ポリマー分散剤との併用−1
実施例3−2で用いた分散剤bの半量を表38に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、実施例3−2と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 13-1 to 13-8] Combined use with polymer dispersant-1
A carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, and a positive electrode mixture were prepared in the same manner as in Example 3-2 except that half of the dispersant b used in Example 3-2 was replaced with the polymer dispersant shown in Table 38. A paste and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

[比較例13−1〜13−8]
比較例3−1で用いた分散剤baの半量を表38に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、比較例3−1と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Comparative Examples 13-1 to 13-8]
A carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, and a positive electrode mixture were prepared in the same manner as in Comparative Example 3-1, except that half of the dispersant ba used in Comparative Example 3-1 was replaced with the polymer dispersant shown in Table 38. A paste and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<剥離強度試験>
電極の剥離強度測定用の試験片は、塗工方向を長軸として90mm×20mmの長方形に2本カットして用いた。剥離強度の測定には卓上型引張試験機(東洋精機製作所製、ストログラフE3)を用い、180度剥離試験法により評価した。具体的には、100mm×30mmサイズの両面テープ(No.5000NS、ニトムズ(株)製)をステンレス板上に貼り付け、作製した電池電極合剤層を両面テープのもう一方の面に密着させ、一定速度(50mm/分)で下方から上方に引っ張りながら剥がし、このときの応力の平均値を剥離強度とした。剥離強度試験の結果は、◎:優れる、○:問題なし(良好)、△:〇よりは剥離強度が低いが問題なし(可)、×:強度が弱く、剥がれやすい(極めて不良)、とした。
<Peel strength test>
Two test pieces for measuring the peel strength of the electrode were cut into two rectangles of 90 mm × 20 mm with the coating direction as the major axis. The peel strength was measured by a 180-degree peel test method using a desktop tensile tester (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho, Strograph E3). Specifically, a 100 mm × 30 mm double-sided tape (No. 5000NS, manufactured by Nitoms Co., Ltd.) is attached on a stainless steel plate, and the produced battery electrode mixture layer is adhered to the other side of the double-sided tape, Peeling while pulling upward from below at a constant speed (50 mm / min), the average value of the stress at this time was defined as the peel strength. The results of the peel strength test were ◎: excellent, ○: no problem (good), △: peel strength lower than ○ but no problem (possible), x: weak strength, easy to peel (very bad) .

<評価結果>
実施例13−1〜13−8、比較例13−1〜13−8で調製した炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペーストは、実施例3−2や比較例3−1と比較すると若干高粘度となったものの、いずれも良好な分散状態であり、1か月経時後も沈降や増粘はなかった。
<Evaluation results>
The carbon material dispersions, carbon material dispersion varnishes, and positive electrode mixture pastes prepared in Examples 13-1 to 13-8 and Comparative Examples 13-1 to 13-8 are the same as Example 3-2 and Comparative Example 3-1. In comparison, the viscosity was slightly higher, but all were in a well dispersed state and did not settle or thicken even after one month.

実施例3−2、実施例13−1〜13−8、比較例3−1、比較例13−1〜13−8で作製した電極の剥離強度試験結果を表39に示す。分散剤baのみを用いた比較例3−1と比較して、各種ポリマー分散剤を併用した比較例13−1〜13−8は剥離強度がいずれも向上した。これは、膜形成能がない低分子の分散剤baの代わりに膜形成に関与できるポリマー成分が入ったことによって若干ではあるが向上したものによると考えられる。一方、分散剤bのみを用いた実施例3−2と、各種ポリマー分散剤を併用した実施例13−1〜13−8を比較すると、いずれも大幅な向上が見られた。   Table 39 shows the peel strength test results of the electrodes prepared in Example 3-2, Examples 13-1 to 13-8, Comparative Example 3-1, and Comparative Examples 13-1 to 13-8. Compared with Comparative Example 3-1 using only the dispersant ba, Comparative Examples 13-1 to 13-8 using various polymer dispersants all improved the peel strength. This is thought to be due to a slight improvement due to the inclusion of a polymer component capable of participating in film formation instead of the low molecular weight dispersant ba having no film forming ability. On the other hand, when Example 3-2 using only dispersant b and Examples 13-1 to 13-8 using various polymer dispersants were compared, a significant improvement was observed.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例3−2、実施例13−1〜13−8、比較例3−1、比較例13−1〜13−8の正極評価用セルを用いて、実施例3−1と同様な方法でイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性の評価を行った。結果を表40に示す。   Using the positive electrode evaluation cells of Example 3-2, Examples 13-1 to 13-8, Comparative Example 3-1, and Comparative Examples 13-1 to 13-8, the same method as in Example 3-1. Ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics were evaluated. The results are shown in Table 40.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例13−1〜13−8はいずれの特性も優れており、実施例3−2と同等程度だった。本発明の分散剤とポリマー分散剤を併用することにより、優れた分散性や電池特性を維持したまま剥離強度を大幅に向上させることができた。比較例13−1〜13−8は比較例3−1に対して遜色ない程度であり、ポリマー分散剤を用いても電池特性にはほとんど影響しないことがわかった。   Examples 13-1 to 13-8 were all excellent in properties and were comparable to those of Example 3-2. By using the dispersant of the present invention and the polymer dispersant in combination, the peel strength could be greatly improved while maintaining excellent dispersibility and battery characteristics. Comparative Examples 13-1 to 13-8 were inferior to Comparative Example 3-1, and it was found that even if a polymer dispersant was used, the battery characteristics were hardly affected.

[実施例13−9〜13−14]
剥離強度向上効果が本発明の他の分散剤でも得られるか確認するために、実施例13−1〜13−8の剥離強度試験結果を参考に、特に効果が高かったKL−506およびSM−15を用いて同様に試験した。実施例3−1、3−3、3−4でそれぞれ用いた分散剤a、c、dの半量を表41に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、実施例13−1と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 13-9 to 13-14]
In order to confirm whether the effect of improving the peel strength can be obtained with other dispersants of the present invention, KL-506 and SM-, which were particularly effective, were referred to the peel strength test results of Examples 13-1 to 13-8. 15 was tested in the same manner. Except that half of the dispersants a, c, and d used in Examples 3-1, 3-3, and 3-4 were respectively replaced with the polymer dispersants shown in Table 41, the same as in Example 13-1. A carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, a positive electrode mixture paste, and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

[比較例13−9〜13−12]
比較例3−2、3−3でそれぞれ用いた分散剤bb、bcの半量を表41に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、比較例13−1と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Comparative Examples 13-9 to 13-12]
A carbon material dispersion liquid and carbon were prepared in the same manner as in Comparative Example 13-1, except that half of the dispersants bb and bc used in Comparative Examples 3-2 and 3-3 were respectively replaced with the polymer dispersants shown in Table 41. A material-dispersed varnish, a positive electrode mixture paste, and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<評価結果>
実施例3−1、3−3、3−4、実施例13−9〜13−14、比較例3−2、3−3、比較例13−9〜13−12で作製した電極の剥離強度試験結果を表42に示す。分散剤baの場合と同様に、分散剤bb、bcと各種ポリマー分散剤を併用しても特異的な剥離強度向上はなかったが、分散剤a、c、dの場合は、分散剤bと同様に、各種ポリマー分散剤を併用することで特異的な剥離強度の向上が確認できた。さらに、本発明の他の分散剤を用いても同様の傾向であることを確認した。
<Evaluation results>
Peel strength of electrodes prepared in Examples 3-1, 3-3, 3-4, Examples 13-9 to 13-14, Comparative Examples 3-2 and 3-3, and Comparative Examples 13-9 to 13-12 The test results are shown in Table 42. As in the case of the dispersant ba, the combination of the dispersants bb and bc and various polymer dispersants did not improve the specific peel strength, but in the case of the dispersants a, c and d, the dispersant b and Similarly, specific improvement in peel strength was confirmed by using various polymer dispersants together. Furthermore, it was confirmed that the same tendency was observed even when other dispersants of the present invention were used.

この効果は本発明の分散剤に特有であることから、ひとつのトリアジン環に対して一般式(1)で表される−NH−Rと水酸基が2つ直結した構造によって、ポリマー分散剤との間に水素結合などの強い分子間力が作用したことによると考えられる。 Since this effect is peculiar to the dispersant of the present invention, a polymer dispersant and a triazine ring have a structure in which —NH—R 1 represented by the general formula (1) and two hydroxyl groups are directly connected to each other. This is thought to be due to the fact that strong intermolecular forces such as hydrogen bonds acted between the two.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例13−9〜13−14で作製した正極評価用セルのイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性は、実施例13−1〜13−8と同様に本発明の分散剤単独で用いた場合と同等程度に優れていた。一方、比較例13−9〜13−12で作製した正極評価用セルのイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性は比較例13−1〜13−8と同様にポリマー分散剤を用いない場合と同程度でほとんど差異はなかった。   The ionic resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low-temperature discharge characteristics of the positive electrode evaluation cells prepared in Examples 13-9 to 13-14 were the same as that of Examples 13-1 to 13-8. It was as good as that used in On the other hand, the ionic resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low-temperature discharge characteristics of the positive electrode evaluation cells prepared in Comparative Examples 13-9 to 13-12 are the same as in Comparative Examples 13-1 to 13-8. There was almost no difference in the same degree as when there was no.

[実施例13−15〜13−22]ポリマー分散剤との併用−2
実施例3−43で用いた分散剤cbの半量を表43に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、それぞれ実施例3−43と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 13-15 to 13-22] Combined use with polymer dispersant-2
Except that half of the dispersant cb used in Example 3-43 was replaced with the polymer dispersant shown in Table 43, a carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, a positive electrode composite were prepared in the same manner as in Example 3-43. An agent paste and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

[実施例13−23〜13−30]ポリマー分散剤との併用−3
実施例12−2で用いた分散剤cbの半量を表43に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、それぞれ実施例12−2と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Examples 13-23 to 13-30] Combined use with polymer dispersant-3
Except that half of the dispersant cb used in Example 12-2 was replaced with the polymer dispersant shown in Table 43, a carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, a positive electrode composite were prepared in the same manner as in Example 12-2. An agent paste and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

[比較例13−13〜13−20]
比較例3−4で用いた分散剤eaの半量を表44に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、それぞれ比較例3−4と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Comparative Examples 13-13 to 13-20]
Except that half of the dispersant ea used in Comparative Example 3-4 was replaced with the polymer dispersant shown in Table 44, the same procedure was followed as in Comparative Example 3-4. An agent paste and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

[比較例13−21〜13−28]
比較例12−1で用いた分散剤eaの半量を表44に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、それぞれ比較例12−1と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Comparative Examples 13-21 to 13-28]
Except that half of the dispersant ea used in Comparative Example 12-1 was replaced with the polymer dispersant shown in Table 44, in the same manner as Comparative Example 12-1, the carbon material dispersion, the carbon material dispersion varnish, and the positive electrode composite were respectively used. An agent paste and an electrode were prepared, and a positive electrode evaluation cell was assembled.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

<評価結果>
実施例3−43、12−2、実施例13−15〜13−30、比較例3−4、比較例12−1、比較例13−13〜13−28の剥離強度試験結果を表45に示す。アミンか無機塩基かに係らず、また溶剤種が変わっても剥離強度の傾向は変わらなかった。したがって、この特異的な剥離強度向上効果は本発明のトリアジン誘導体構造に特有の現象であることが示唆された。
<Evaluation results>
Table 45 shows the peel strength test results of Examples 3-43 and 12-2, Examples 13-15 to 13-30, Comparative Example 3-4, Comparative Example 12-1, and Comparative Examples 13-13 to 13-28. Show. Regardless of amine or inorganic base, the tendency of peel strength did not change even when the solvent type was changed. Therefore, it was suggested that this specific peel strength improvement effect is a phenomenon peculiar to the triazine derivative structure of the present invention.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例13−15〜13−30の正極評価用セルも同様に、ポリマー分散剤を用いない場合と同程度に優れたイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性が得られた。一方、比較例13−13〜13−28の正極評価用セルは、やはりポリマー分散剤を用いない場合と同程度のイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性であった。さらに、本発明の他の分散剤を用いても同様の傾向であることが確認できた。   Similarly, the positive electrode evaluation cells of Examples 13-15 to 13-30 also exhibited ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low-temperature discharge characteristics that were as excellent as when the polymer dispersant was not used. On the other hand, the positive electrode evaluation cells of Comparative Examples 13-13 to 13-28 had the same ionic resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics as when no polymer dispersant was used. Furthermore, it was confirmed that the same tendency was observed even when other dispersants of the present invention were used.

次に、負極に対しても同様の剥離強度向上効果が得られるか確認するために、以下の試験を行った。   Next, in order to confirm whether the same peel strength improvement effect can be obtained for the negative electrode, the following test was performed.

[実施例14−1〜14−2]
実施例11−2で用いた分散剤bの半量を表46に示したポリマー分散剤に置き換えた以外は、それぞれ実施例11−2と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、負極合剤ペースト、電極を作製し、負極評価用セルを組み立てた。
[Examples 14-1 to 14-2]
Except that half of the dispersant b used in Example 11-2 was replaced with the polymer dispersant shown in Table 46, a carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, and a negative electrode composite were obtained in the same manner as in Example 11-2. An agent paste and an electrode were prepared, and a negative electrode evaluation cell was assembled.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

実施例14−1、14−2の負極評価用セルのイオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性は、実施例11−2と同程度だった。また、剥離強度試験結果を47に示す。正極に用いた場合と同様に、分散剤bとポリマー分散剤を併用することで優れた電池特性を維持したまま大幅な剥離強度向上が確認できた。さらに、本発明の他の分散剤を用いても、また他のポリマー分散剤を用いても同様の傾向であることが確認できた。

Figure 0006380642
The ionic resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics of the negative electrode evaluation cells of Examples 14-1 and 14-2 were similar to those of Example 11-2. The peel strength test result is shown in 47. As in the case of the positive electrode, a significant improvement in peel strength was confirmed while maintaining excellent battery characteristics by using the dispersant b and the polymer dispersant in combination. Furthermore, it was confirmed that the same tendency was observed even when other dispersants of the present invention were used and when other polymer dispersants were used.
Figure 0006380642

ポリマー分散剤2種との併用
[実施例15−1]
続いて、ポリマー分散剤を2種類併用した場合の挙動を確認した。実施例13−3で用いたKL−506のさらに半量をSM−15に置き換えた以外は、実施例13−3と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
Combined use with two polymer dispersants [Example 15-1]
Subsequently, the behavior when two types of polymer dispersants were used in combination was confirmed. A carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, a positive electrode mixture paste, and an electrode were prepared in the same manner as in Example 13-3, except that a further half of KL-506 used in Example 13-3 was replaced with SM-15. It produced and assembled the cell for positive electrode evaluation.

[実施例15−2]
実施例13−17で用いたKL−506のさらに半量をSM−15に置き換えた以外は、実施例13−17と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Example 15-2]
A carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, a positive electrode mixture paste, and an electrode were prepared in the same manner as in Example 13-17 except that a further half of KL-506 used in Example 13-17 was replaced with SM-15. It produced and assembled the cell for positive electrode evaluation.

[実施例15−3]
実施例13−25で用いたKL−506のさらに半量をSM−15に置き換えた以外は、実施例13−25と同様にして炭素材料分散液、炭素材料分散ワニス、正極合剤ペースト、電極を作製し、正極評価用セルを組み立てた。
[Example 15-3]
A carbon material dispersion, a carbon material dispersion varnish, a positive electrode mixture paste, and an electrode were prepared in the same manner as in Example 13-25, except that a further half of KL-506 used in Example 13-25 was replaced with SM-15. It produced and assembled the cell for positive electrode evaluation.

実施例15−1〜15−3の剥離強度試験結果を表48に示す。いずれも極めて良好であり、ポリマー分散剤を1種類用いた場合よりもさらに剥離強度が高かった。また、イオン抵抗、反応抵抗、室温レート特性、低温放電特性もいずれも優れていた。さらに本発明の他の分散剤を用いても、また他のポリマー分散剤と組み合わせた場合も同様の傾向であることを別途確認した。   Table 48 shows the peel strength test results of Examples 15-1 to 15-3. All were extremely good, and the peel strength was higher than when one kind of polymer dispersant was used. Also, the ion resistance, reaction resistance, room temperature rate characteristics, and low temperature discharge characteristics were all excellent. Furthermore, it was separately confirmed that the same tendency was observed when another dispersant of the present invention was used or when it was combined with another polymer dispersant.

Figure 0006380642
Figure 0006380642

以上の検証から、電極の加工性や長期サイクル中の剥がれが問題になる場合には、本発明の分散剤とポリマー分散剤とを組み合わせることで、本発明の効果を活かしながら補うことができる。また、大幅な剥離強度向上効果が得られることから、バインダーを減量して導電助剤や活物質を増やすこともでき、高出力化や高容量化など電池の使用目的に応じて設計することもできる。
From the above verification, when electrode processability and peeling during a long-term cycle become a problem, it can be compensated by combining the dispersant of the present invention and the polymer dispersant while utilizing the effects of the present invention. In addition, since a significant peel strength improvement effect can be obtained, the binder can be reduced to increase the conductive aid and active material, and it can also be designed according to the intended use of the battery, such as higher output and higher capacity. it can.

Claims (14)

下記一般式(1)で表されるトリアジン誘導体と、アミンまたは無機塩基とを含む分散剤。
Figure 0006380642
[一般式(1)中、R1は、少なくとも−NHC(=O)−を含む置換基を有するフェニル基、ベンゾイミダゾール基、置換基を有してもよいインドール基または置換基を有してもよいピラゾール基を表す。ここで、−NHC(=O)−を含む置換基を有するフェニル基の前記置換基は、少なくとも1つは以下の構造を有する置換基である。ただし、*印はベンゼン環との結合部分を表す。
Figure 0006380642
A dispersant comprising a triazine derivative represented by the following general formula (1) and an amine or an inorganic base.
Figure 0006380642
[In General Formula (1), R 1 has a phenyl group having a substituent containing at least —NHC (═O) —, a benzimidazole group, an indole group which may have a substituent, or a substituent. Represents a good pyrazole group. Here, at least one of the substituents of the phenyl group having a substituent containing —NHC (═O) — is a substituent having the following structure. However, * mark represents the bonding part with the benzene ring. ]
Figure 0006380642
トリアジン誘導体に対するアミンの含有量が0.1〜5モル当量である請求項1記載の分散剤。 The dispersant according to claim 1, wherein the content of the amine with respect to the triazine derivative is 0.1 to 5 molar equivalents. トリアジン誘導体に対するアミンの含有量が0.3〜2モル当量である請求項1記載の分散剤。 The dispersant according to claim 1, wherein the content of the amine with respect to the triazine derivative is 0.3 to 2 molar equivalent. トリアジン誘導体に対する無機塩基の含有量が0.1〜1モル当量である請求項1記載の分散剤。 The dispersant according to claim 1, wherein the content of the inorganic base relative to the triazine derivative is 0.1 to 1 molar equivalent. 請求項1〜4いずれか記載の分散剤と、炭素材料と、溶剤とを含んでなる分散組成物。 A dispersion composition comprising the dispersant according to claim 1, a carbon material, and a solvent. さらに、ポリマー分散剤を含んでなる請求項5記載の分散組成物。 The dispersion composition according to claim 5, further comprising a polymer dispersant. ポリマー分散剤が水酸基を有する請求項6の分散組成物。 The dispersion composition of claim 6, wherein the polymer dispersant has a hydroxyl group. ポリマー分散剤がポリビニルアルコール系樹脂および/またはセルロース系樹脂である請求項6または7記載の分散組成物。 The dispersion composition according to claim 6 or 7, wherein the polymer dispersant is a polyvinyl alcohol resin and / or a cellulose resin. さらに、バインダーを含んでなる請求項5〜8いずれか記載の分散組成物。 The dispersion composition according to any one of claims 5 to 8, further comprising a binder. 請求項5〜9いずれか記載の分散組成物に、さらに、活物質を含んでなる電池用分散組成物。 The dispersion composition for batteries which further contains an active material in the dispersion composition in any one of Claims 5-9. 分散剤の添加量が、活物質表面積1mに対して0.1〜200mgである請求項10記載の電池用分散組成物。 The dispersion composition for a battery according to claim 10, wherein the addition amount of the dispersant is 0.1 to 200 mg with respect to 1 m 2 of the active material surface area. 集電体上に請求項10または請求項11記載の電池用分散組成物より形成されてなる合剤層を有する電極。 The electrode which has the mixture layer formed from the dispersion composition for batteries of Claim 10 or Claim 11 on a collector. 請求項12記載の電極と、非水電解液を具備してなる電池。 A battery comprising the electrode according to claim 12 and a nonaqueous electrolytic solution. 非水電解液1mlに対する分散剤量が10μg〜60mgである請求項13に記載の電池。 The battery according to claim 13, wherein the amount of the dispersant with respect to 1 ml of the non-aqueous electrolyte is 10 μg to 60 mg.
JP2017211690A 2017-05-12 2017-11-01 Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery Active JP6380642B1 (en)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017211690A JP6380642B1 (en) 2017-11-01 2017-11-01 Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery
PCT/JP2018/018420 WO2018207933A1 (en) 2017-05-12 2018-05-11 Dispersant, dispersant composition, dispersion composition for batteries, electrode and battery
CN201880030079.9A CN110603089B (en) 2017-05-12 2018-05-11 Dispersant, dispersant composition, dispersion composition for battery, electrode, and battery
US16/612,409 US11352511B2 (en) 2017-05-12 2018-05-11 Dispersant, dispersant composition, dispersion composition for batteries, electrode and battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017211690A JP6380642B1 (en) 2017-11-01 2017-11-01 Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6380642B1 true JP6380642B1 (en) 2018-08-29
JP2019087304A JP2019087304A (en) 2019-06-06

Family

ID=63354822

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017211690A Active JP6380642B1 (en) 2017-05-12 2017-11-01 Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6380642B1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7107413B1 (en) 2021-07-14 2022-07-27 東洋インキScホールディングス株式会社 Method for producing resin composition for secondary battery electrode, method for producing mixture slurry for secondary battery electrode, method for producing electrode film, and method for producing secondary battery
JP7109632B1 (en) 2021-07-14 2022-07-29 東洋インキScホールディングス株式会社 Resin composition for secondary battery electrode, method for producing mixture slurry for secondary battery electrode, method for producing electrode film, and method for producing secondary battery

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4634552A (en) * 1985-04-26 1987-01-06 Bergvik Kemi Ab Polymeric diamino triazine dispersing agent and preparation thereof
WO2008108360A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-12 Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. Composition for battery
JP2010061932A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Toyo Ink Mfg Co Ltd Battery composition
JP2013139488A (en) * 2010-04-16 2013-07-18 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd Pigment composition, pigment dispersion, and ink-jet ink and electrophotographic toner using the same
JP2015101615A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 東洋インキScホールディングス株式会社 Carbon black dispersion liquid and use of the same
JP2015191760A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 東洋インキScホールディングス株式会社 Dispersant, dispersion composition, dispersion composition for batteries, and battery
JP6274343B1 (en) * 2017-05-12 2018-02-07 東洋インキScホールディングス株式会社 Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4634552A (en) * 1985-04-26 1987-01-06 Bergvik Kemi Ab Polymeric diamino triazine dispersing agent and preparation thereof
WO2008108360A1 (en) * 2007-03-05 2008-09-12 Toyo Ink Mfg. Co., Ltd. Composition for battery
JP2010061932A (en) * 2008-09-03 2010-03-18 Toyo Ink Mfg Co Ltd Battery composition
JP2013139488A (en) * 2010-04-16 2013-07-18 Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd Pigment composition, pigment dispersion, and ink-jet ink and electrophotographic toner using the same
JP2015101615A (en) * 2013-11-22 2015-06-04 東洋インキScホールディングス株式会社 Carbon black dispersion liquid and use of the same
JP2015191760A (en) * 2014-03-28 2015-11-02 東洋インキScホールディングス株式会社 Dispersant, dispersion composition, dispersion composition for batteries, and battery
JP6274343B1 (en) * 2017-05-12 2018-02-07 東洋インキScホールディングス株式会社 Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019087304A (en) 2019-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6524479B1 (en) Compound, dispersant, dispersion composition for battery, electrode, battery
KR100952277B1 (en) Composition for battery
JP6079386B2 (en) Secondary battery electrode forming composition, method for producing the same, secondary battery electrode, and secondary battery
JP5470780B2 (en) Battery composition
JP6028286B2 (en) Emulsion binder for forming secondary battery electrode, mixed ink for forming secondary battery electrode, secondary battery electrode, and secondary battery
JP5954322B2 (en) Secondary battery electrode forming composition, secondary battery electrode, and secondary battery
JP6743954B1 (en) Conductive material dispersion and use thereof
JP5900111B2 (en) Secondary battery electrode forming composition, secondary battery electrode, and secondary battery
JP6569548B2 (en) Method for producing carbon black dispersion for lithium ion secondary battery
JP6269013B2 (en) Power storage device electrode forming composition, power storage device electrode, and power storage device
WO2014129313A1 (en) Conductive composition, collector with base layer for electricity storage devices, electrode for electricity storage devices, and electricity storage device
JP2010061997A (en) Cathode mixture paste for lithium secondary battery
JP6274343B1 (en) Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery
WO2013115368A1 (en) Composition for forming secondary cell electrode, secondary cell electrode, and secondary cell
JP6036261B2 (en) Secondary battery electrode forming composition, secondary battery electrode, and secondary battery
CN110603089B (en) Dispersant, dispersant composition, dispersion composition for battery, electrode, and battery
JP6314491B2 (en) Secondary battery electrode forming composition, secondary battery electrode and secondary battery
JP6036260B2 (en) Secondary battery electrode forming composition, secondary battery electrode, and secondary battery
JP6380642B1 (en) Dispersant, dispersion composition, battery dispersion composition, electrode, battery
JP2014135198A (en) Composition for forming secondary battery electrode, secondary battery electrode, and secondary battery
JP2015191760A (en) Dispersant, dispersion composition, dispersion composition for batteries, and battery
JP5764804B2 (en) Compound paste for positive electrode of lithium ion secondary battery
JP2014053115A (en) Battery composition and lithium secondary battery using the same
JP2017174708A (en) Dispersion composition, dispersion composition for battery, and battery
JP6375050B1 (en) Battery composition, battery dispersion composition, electrode, battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171108

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20171108

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180312

A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20180315

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180327

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180511

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180703

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180716

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6380642

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313114

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250