JP6683028B2 - Conductive composition, current collector with underlayer for power storage device, electrode for power storage device, and power storage device - Google Patents

Conductive composition, current collector with underlayer for power storage device, electrode for power storage device, and power storage device Download PDF

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Description

本発明は、導電性組成物、及びその組成物を用いて得られる蓄電デバイス(例えばリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池、電気二重層キャパシター、リチウムイオンキャパシターなど)用電極、並びにその電極を用いて得られる蓄電デバイスに関する。詳しくは、蓄電デバイスの温度が上昇した場合に該蓄電デバイスの内部抵抗を高くする機能を備えた導電性組成物、蓄電デバイス用電極並びに蓄電デバイスに関する。   The present invention provides a conductive composition, and an electrode for an electricity storage device (for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor) obtained by using the composition, and The present invention relates to an electricity storage device obtained by using the electrode. More specifically, the present invention relates to a conductive composition having a function of increasing the internal resistance of an electricity storage device when the temperature of the electricity storage device rises, an electrode for an electricity storage device, and an electricity storage device.

近年、デジタルカメラや携帯電話のような小型携帯型電子機器が広く用いられるようになってきた。これらの電子機器には、容積を最小限にし、かつ重量を軽くすることが常に求められてきており、搭載される電池においても、小型、軽量かつ大容量の電池の実現が求められている。特にリチウムイオン二次電池は鉛蓄電池、ニッカド電池、ニッケル水素電池等の水溶系二次電池と比較して大きなエネルギー密度が得られることから、パソコンや携帯端末等の電源としての重要性が高まっており、さらには車載搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。   In recent years, small portable electronic devices such as digital cameras and mobile phones have been widely used. For these electronic devices, it has been constantly required to minimize the volume and reduce the weight, and it is also required to realize a small-sized, lightweight and large-capacity battery as a battery to be mounted. Lithium-ion secondary batteries, in particular, have a greater energy density than water-based secondary batteries such as lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries, and nickel-hydrogen batteries, so their importance as power sources for personal computers and mobile terminals has increased. In addition, it is expected to be preferably used as a high-output power source mounted on a vehicle.

リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いという利点の反面、非水電解質を使用することから、安全性に対する十分な対応策が必要になる。近年、電池の大型化及び高容量化に応じて、安全性の確保が大きな課題となっている。例えば、過充電や電池内部での短絡等により、電池温度が異常に、かつ急激に上昇する場合、電池の外部に設けられた安全性機構だけでは、発熱を規制するのは困難となり、発火する危険性がある。   The lithium-ion secondary battery has the advantage of high energy density, but uses a non-aqueous electrolyte, and therefore requires a sufficient safety countermeasure. In recent years, ensuring the safety has become a major issue in accordance with the increase in size and capacity of batteries. For example, if the battery temperature rises abnormally and suddenly due to overcharging or a short circuit inside the battery, it will be difficult to control heat generation with only the safety mechanism provided outside the battery, and it will ignite. There is a risk.

特許文献1では、集電体に正温度係数抵抗体(以下PTC)の機能を有する電子伝導材料を接合する方法が記載されている。しかし、電子伝導性材料の厚みが50μmと厚いために、電池全体としてのエネルギー密度が低いといった問題点が挙げられる。
Patent Document 1 describes a method of joining an electron conductive material having a function of a positive temperature coefficient resistor (hereinafter referred to as PTC) to a current collector. However, since the thickness of the electron conductive material is as thick as 50 μm, there is a problem that the energy density of the entire battery is low.

特許文献2では、正極、負極、非水電解液のいずれかにPTCの特性をもたせることが開示されている。しかし、これらにPTC特性を付与するには、電池容量に寄与しない多量の添加物を加える必要があり、エネルギー密度が低いといった問題点が挙げられる。   Patent Document 2 discloses that any one of the positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolyte has PTC characteristics. However, in order to impart PTC characteristics to these, it is necessary to add a large amount of additives that do not contribute to the battery capacity, and there is a problem that the energy density is low.

特許文献3では、集電体表面に結晶性熱可塑性樹脂と導電剤および結着材からなる導電層を設ける方法が記載されている。この導電層は、電池内の温度が結晶性熱可塑性樹脂の融点を超えると、導電層の抵抗が上昇して、集電体と活物質間の電流が遮断される。しかし、電池の通常作動時における内部抵抗が高くなり、電池の出力特性が低いといった問題点が挙げられる。   Patent Document 3 describes a method of providing a conductive layer made of a crystalline thermoplastic resin, a conductive agent, and a binder on the surface of the current collector. In this conductive layer, when the temperature inside the battery exceeds the melting point of the crystalline thermoplastic resin, the resistance of the conductive layer increases and the current between the current collector and the active material is cut off. However, there is a problem that the internal resistance of the battery during normal operation becomes high and the output characteristic of the battery is low.

特許文献4では、集電体表面にポリフッ化ビニリデンと導電剤からなる導電層を設け、この導電層を設けた集電体を120℃を超える温度で加熱する方法が記載されている。しかし、熱処理する工程が追加されるほか、電池内の温度が上昇したときの抵抗上昇は十分でないといった問題点が挙げられる。   Patent Document 4 describes a method in which a conductive layer made of polyvinylidene fluoride and a conductive agent is provided on the surface of the current collector, and the current collector provided with the conductive layer is heated at a temperature of higher than 120 ° C. However, in addition to the step of heat treatment, there is a problem that the resistance rise is not sufficient when the temperature inside the battery rises.

特許文献5では、導電性粒子、カルボキシメチルセルロース、水分散オレフィン系樹脂および分散剤からなる導電層を設けた集電体を設ける方法が記載されているが電池内部の温度が上昇したときの抵抗上昇は十分ではないといった問題点が挙げられる。   Patent Document 5 describes a method of providing a current collector provided with a conductive layer composed of conductive particles, carboxymethyl cellulose, a water-dispersed olefin resin, and a dispersant. However, the resistance increases when the temperature inside the battery rises. Is not enough.

特開平10−241665号公報JP, 10-241665, A 特開平11−329503号公報JP-A-11-329503 特開2001−357854号公報JP, 2001-357854, A 特開2012−104422号公報JP, 2012-104422, A 国際公開第2015/046469号International Publication No. 2015/046469

本発明が解決しようとする課題は、蓄電デバイス(例えば、非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシター、リチウムイオンキャパシターなど)のエネルギー密度を損なうことなく、通常作動時の蓄電デバイスの出力特性等に優れ、蓄電デバイスの内部温度が上昇した場合にも、内部抵抗を上昇させて過度の発熱や発火を抑制することができる蓄電デバイスと、それを構成するための電極、集電体および導電性組成物を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a power storage device (for example, a non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, etc.) without impairing the energy density during normal operation. , Which has excellent output characteristics of the electricity storage device and can suppress excessive heat generation and ignition by increasing the internal resistance even when the internal temperature of the electricity storage device rises, and an electrode for forming the electricity storage device , A current collector and a conductive composition.

本発明は、導電性の炭素材料(A)と、水溶性樹脂(B)と、少なくともオレフィン系樹脂微粒子を含む水分散樹脂微粒子(C)とを含む導電性組成物であり、蓄電デバイスの発熱時に集電体の抵抗が増大し、電流を遮断することで、蓄電デバイスの発火等を回避するものである。
本発明者らは、導電性組成物の固形分比と導電性の炭素材料(A)の総比表面積を適切に制御すると、驚くべきことに、通常作動時の内部抵抗の低減と、蓄電デバイス内の温度が上昇したときに飛躍的に抵抗上昇が発現することを見出し、本発明をなすに至った。
The present invention is a conductive composition containing a conductive carbon material (A), a water-soluble resin (B), and water-dispersed resin fine particles (C) containing at least olefin-based resin fine particles. At times, the resistance of the current collector increases and the current is cut off to prevent the electric storage device from firing.
Appropriately controlling the solid content ratio of the conductive composition and the total specific surface area of the conductive carbon material (A), the present inventors surprisingly reduced the internal resistance during normal operation, and stored electricity devices. The inventors have found that a dramatic increase in resistance occurs when the internal temperature rises, and completed the present invention.

即ち、本発明は、導電性の炭素材料(A)と、水溶性樹脂(B)と、水分散樹脂微粒子(C)と、水性液状媒体(D)とを含有してなる蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物であって、前記水分散樹脂微粒子が少なくともオレフィン系樹脂微粒子を含み、導電性組成物の固形分の合計100質量%中、導電性の炭素材料(A)の含有率が、30〜70質量%であり、水溶性樹脂(B)の含有率が、1〜40質量%であり、水分散樹脂微粒子(C)の含有率が、20〜60質量%であり、導電性の炭素材料(A)の総比表面積が30m2/g以下であることを特徴とする蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物に関する。 That is, the present invention relates to an electrode for an electricity storage device containing a conductive carbon material (A), a water-soluble resin (B), water-dispersed resin fine particles (C) and an aqueous liquid medium (D). A conductive composition for forming an underlayer, wherein the water-dispersed resin fine particles contain at least olefinic resin fine particles, and the conductive carbon material (A) is contained in 100% by mass of the total solid content of the conductive composition. The content is 30 to 70% by mass, the content of the water-soluble resin (B) is 1 to 40% by mass, and the content of the water-dispersed resin fine particles (C) is 20 to 60% by mass, The present invention relates to a conductive composition for forming an underlayer of an electrode for an electricity storage device, wherein the conductive carbon material (A) has a total specific surface area of 30 m 2 / g or less.

また、本発明は、導電性の炭素材料(A)が、少なくとも黒鉛を含み、導電性の炭素材料(A)中の黒鉛の含有率が、60〜100質量%である上記下地層形成用導電性組成物に関する。   In the present invention, the conductive carbon material (A) contains at least graphite, and the content of graphite in the conductive carbon material (A) is 60 to 100% by mass. Sex composition.

また、本発明は、水分散樹脂微粒子(C)に含まれるオレフィン系樹脂微粒子が、カルボニル基を有するポリオレフィン樹脂微粒子であり、ポリオレフィン樹脂微粒子の赤外吸収スペクトルにおいて、2800〜3000cm-1の最大ピーク高さ(極大吸光度)(X)と、1690〜1740cm-1の最大ピーク高さ(極大吸光度)(Y)との比(Y)/(X)が、0.05〜1.0である上記下地層形成用導電性組成物に関する。 Further, in the present invention, the olefin resin fine particles contained in the water-dispersible resin fine particles (C) are polyolefin resin fine particles having a carbonyl group, and the infrared absorption spectrum of the polyolefin resin fine particles has a maximum peak at 2800 to 3000 cm −1 . The ratio (Y) / (X) between the height (maximum absorbance) (X) and the maximum peak height (maximum absorbance) (Y) at 1690 to 1740 cm −1 is 0.05 to 1.0. The present invention relates to a conductive composition for forming an underlayer.

また、本発明は、集電体と、上記蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物から形成された下地層とを有する蓄電デバイス用下地層付き集電体であって、下地層の密度が、1.4g/cm3以上である下地層付き集電体に関する。 Further, the present invention is a current collector with an underlayer for an electricity storage device, which has a current collector and an underlayer formed from the above-mentioned underlayer-forming conductive composition for an electrode for an electricity storage device. The present invention relates to a current collector with an underlayer having a density of 1.4 g / cm 3 or more.

また、本発明は、集電体と、上記蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物から形成された下地層と、電極活物質とバインダーとを含有する電極形成用組成物から形成された合材層とを有する蓄電デバイス用電極に関する。   Further, the present invention is formed from a current collector, an underlayer formed from the conductive composition for forming an underlayer of the electrode for an electricity storage device, and an electrode forming composition containing an electrode active material and a binder. And a composite material layer.

また、本発明は、正極と負極と電解液とを具備する蓄電デバイスであって、前記正極または前記負極の少なくとも一方が上記蓄電デバイス用電極である蓄電デバイスに関する。   The present invention also relates to an electricity storage device including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for the electricity storage device.

また、本発明は、蓄電デバイスが、非水電解質二次電池、電気二重層キャパシターまたはリチウムイオンキャパシターのいずれかである上記蓄電デバイスに関する。   The present invention also relates to the above-mentioned electricity storage device, which is either a non-aqueous electrolyte secondary battery, an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor.

本発明によって、通常作動時の蓄電デバイスの出力特性等に優れ、蓄電デバイスの内部温度が上昇した場合に、過度の発熱や発火を抑制することができる蓄電デバイス(例えばリチウムイオン二次電池などの非水電解質二次電池、電気二重層キャパシター、リチウムイオンキャパシターなど)を提供できるようになった。   INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, an electric storage device which has excellent output characteristics and the like of an electric storage device during normal operation and which can suppress excessive heat generation and ignition when the internal temperature of the electric storage device rises (for example, a lithium ion secondary battery) Non-aqueous electrolyte secondary batteries, electric double layer capacitors, lithium ion capacitors, etc.) are now available.

<導電性組成物>
本発明の導電性組成物は、蓄電デバイス用電極の下地層形成用として使用できる。導電性組成物は、導電性の炭素材料(A)と水溶性樹脂バインダー(B)と、少なくともオレフィン系樹脂微粒子を含む水分散性樹脂微粒子(C)と、水性液状媒体(D)とを含有する。
<Conductive composition>
The conductive composition of the present invention can be used for forming a base layer of an electrode for a power storage device. The conductive composition contains a conductive carbon material (A), a water-soluble resin binder (B), water-dispersible resin particles (C) containing at least olefin resin particles, and an aqueous liquid medium (D). To do.

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、導電性の炭素材料(A)の含有量は、導電性と内部抵抗の観点から、30〜70質量%であり、好ましくは40〜60質量%である。   The content of the conductive carbon material (A) in the total solid content of the conductive composition of 100% by mass is 30 to 70% by mass, preferably 40 to 60% by mass, from the viewpoint of conductivity and internal resistance. %.

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、水溶性樹脂(B)の含有量は、電極の密着性と導電性、および発熱時における電池の内部抵抗上昇の観点から、1〜40質量%であり、好ましくは5〜30質量%である。水溶性樹脂(B)の含有量が1〜40質量%であれば、加熱によりポリオレフィン樹脂微粒子が溶融した場合でも、水溶性樹脂(B)が炭素同士の再接触を防ぐ効果が確認され、電池の安全性を飛躍的に向上させるため好ましい。   The content of the water-soluble resin (B) in the total solid content of 100% by mass of the conductive composition is from 1 to 40 mass from the viewpoint of the adhesion and conductivity of the electrodes and the increase of the internal resistance of the battery at the time of heat generation. %, And preferably 5 to 30 mass%. If the content of the water-soluble resin (B) is 1 to 40% by mass, it is confirmed that the water-soluble resin (B) has an effect of preventing re-contact between carbons even when the polyolefin resin fine particles are melted by heating. It is preferable because it dramatically improves the safety of.

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、水分散樹脂微粒子(C)の含有量は、内部抵抗と導電性、および発熱時における電池の内部抵抗上昇の観点から、20〜60質量%であり、好ましくは30〜50質量%である。水分散樹脂微粒子(C)の含有量が20〜60質量%以内であれば、ポリオレフィン樹脂(水分散樹脂微粒子(C))の体積膨張が十分に発現し、電池の内部温度が上昇した際に内部抵抗が効果的に上昇するため、好ましい。   The content of the water-dispersed resin fine particles (C) in the total solid content of 100% by mass of the conductive composition is 20 to 60% by mass from the viewpoint of internal resistance and conductivity, and increase in internal resistance of the battery during heat generation. And preferably 30 to 50% by mass. When the content of the water-dispersed resin fine particles (C) is within 20 to 60% by mass, the volume expansion of the polyolefin resin (the water-dispersed resin fine particles (C)) is sufficiently exhibited, and when the internal temperature of the battery is increased. This is preferable because the internal resistance is effectively increased.

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、導電性組成物(A)と水溶性樹脂(B)と水分散樹脂微粒子(C)の総量は、内部抵抗と導電性および発熱時における電池の内部抵抗上昇の観点から、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。上記組成物中に必要に応じて任意の成分を追加しても良い。   The total amount of the conductive composition (A), the water-soluble resin (B), and the water-dispersed resin fine particles (C) is 100% by mass of the total solid content of the conductive composition. From the viewpoint of increasing the internal resistance of, it is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 95% by mass or more. Any component may be added to the composition as needed.

任意の成分としては特に限定されないが、例えば電解液の反応によって生成する酸を吸着または消費する材料や、所定温度以上になるとガスを発生する材料、無機のPTC材料、ポリオレフィン系樹脂微粒子が体積膨張した後の導電パスを保持する材料などを追加しても良い。   Although the optional component is not particularly limited, for example, a material that adsorbs or consumes an acid generated by a reaction of an electrolytic solution, a material that generates a gas when a temperature exceeds a predetermined temperature, an inorganic PTC material, or a polyolefin resin fine particle expands in volume. You may add the material etc. which hold | maintain the electrically conductive path after doing.

電解液の反応によって生成する酸を吸着する材料としては、例えば、酸化マグネシウム(MgO)、酸化アルミニウム(Al23)、酸化ホウ素(B23)、酸化ガリウム(Ga23)、酸化インジウム(In23)などが挙げられる。 Examples of the material that adsorbs the acid generated by the reaction of the electrolytic solution include magnesium oxide (MgO), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), boron oxide (B 2 O 3 ), gallium oxide (Ga 2 O 3 ), Examples thereof include indium oxide (In 2 O 3 ).

電解液の反応によって生成する酸を消費する材料としては、炭酸マグネシウム、炭酸カルシムなどの金属炭酸塩類、カルボン酸ナトリウム、カルボン酸カリウム、スルホン酸ナトリウム、スルホン酸カリウム、安息香酸ナトリウム、安息香酸カリウムなどの金属有機塩類、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、二酸化珪素などの珪酸塩類、水酸化マグネシウムなどのアルカリ性水酸化物類などが挙げられる。   Materials that consume the acid generated by the reaction of the electrolytic solution include metal carbonates such as magnesium carbonate and calcium carbonate, sodium carboxylate, potassium carboxylate, sodium sulfonate, potassium sulfonate, sodium benzoate, and potassium benzoate. And organic silicates, sodium silicate, potassium silicate, aluminum silicate, magnesium silicate, silicates such as silicon dioxide, and alkaline hydroxides such as magnesium hydroxide.

所定温度以上になるとガスを発生する材料としては、炭酸リチウム、炭酸亜鉛、炭酸鉛、炭酸ストロンチウムなどの炭酸塩類、膨張黒鉛などが挙げられる。   Examples of materials that generate gas at a predetermined temperature or higher include lithium carbonate, zinc carbonate, lead carbonate, carbonates such as strontium carbonate, and expanded graphite.

無機のPTC材料としては、BaTiMO3(Mは、Cr、Pb、Ca、Sr、Ce、Mn、La、Y、NbおよびNdからなる群より選ばれる一種類以上の元素)などが挙げられる。 Examples of the inorganic PTC material include BaTiMO 3 (M is at least one element selected from the group consisting of Cr, Pb, Ca, Sr, Ce, Mn, La, Y, Nb, and Nd).

ポリオレフィン系樹脂微粒子が体積膨張した後の導電パスを保持する材料としは、セルロースナノファイバーやシリカ、アルミナなどの無機微粒子などが挙げられる。   Examples of the material that holds the conductive path after the volume expansion of the polyolefin resin fine particles include inorganic fine particles such as cellulose nanofibers, silica, and alumina.

また、導電性組成物の適正粘度は、導電性組成物の塗工方法によるが、一般には、10mPa・s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい。   The appropriate viscosity of the conductive composition depends on the method of applying the conductive composition, but it is generally preferable to be 10 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less.

<導電性の炭素材料(A)>
本発明における導電性の炭素材料(A)としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、黒鉛(グラファイト)、カーボンブラック、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー)、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。特に発熱時における電池の内部抵抗上昇の観点から、黒鉛を使用することが好ましい。導電性の炭素材料(A)に黒鉛を含有させることで、オレフィン系樹脂微粒子が体積膨張すると同時に、黒鉛も体積膨張し、導電性の炭素材料同士の接点が面接触から点接触もしくは接触が切れるため、導電性の炭素材料同士の接触を切断する効果が高まると考えられる。
<Conductive carbon material (A)>
The conductive carbon material (A) in the present invention is not particularly limited as long as it is a carbon material having conductivity, but graphite (graphite), carbon black, conductive carbon fibers (carbon nanotube, carbon nano). Fiber, carbon fiber), fullerene and the like can be used alone or in combination of two or more kinds. In particular, graphite is preferably used from the viewpoint of increasing the internal resistance of the battery during heat generation. When graphite is contained in the conductive carbon material (A), the olefin resin fine particles are expanded in volume, and at the same time, the graphite is expanded in volume, and the contact points between the conductive carbon materials are changed from surface contact to point contact or disconnection. Therefore, it is considered that the effect of cutting the contact between the conductive carbon materials is enhanced.

黒鉛とは、炭素の六角板状結晶であるが、本発明としては、土状黒鉛、塊状黒鉛、鱗状黒鉛等の天然黒鉛、及び人造黒鉛等が挙げられる。さらに、膨張化黒鉛、薄片化により成型性、導電性を向上させた薄片化黒鉛、球状化粉砕加工により配向性を抑えた球状化黒鉛、溶けた銑鉄が溶銑予備処理等で温度低下するのに伴い析出した、平面的に結晶化した炭素であるキッシュ黒鉛等も挙げられる。なお、膨張化黒鉛とは、例えば、天然黒鉛等を、濃硫酸と硝酸との混液、濃硫酸と過酸化水素水との混液の強酸化性の溶液に浸漬処理して黒鉛層間化合物を生成させ、水洗してから急速加熱して、黒鉛結晶のC軸方向を膨張処理することによって得られた粉末や、それを一度シート状に圧延したものを粉砕した粉末である。特に蓄電デバイスのエネルギー密度や下地層の導電性の観点から、薄片化黒鉛や天然黒鉛を使用することが好ましい。   Graphite is a hexagonal plate-like crystal of carbon, and examples of the present invention include natural graphite such as earth graphite, lump graphite, and scaly graphite, and artificial graphite. In addition, expanded graphite, exfoliated graphite with exfoliation to improve moldability and conductivity, exfoliated graphite with reduced orientation due to spheroidizing and crushing, and molten pig iron to reduce temperature due to hot metal pretreatment Also included is quiche graphite, which is planarly crystallized carbon that is precipitated along with it. The expanded graphite is, for example, natural graphite or the like is immersed in a strong oxidizing solution of a mixed solution of concentrated sulfuric acid and nitric acid or a mixed solution of concentrated sulfuric acid and hydrogen peroxide to form a graphite intercalation compound. It is a powder obtained by subjecting the graphite crystal to washing in water and then rapidly heating to expand the graphite crystal in the C-axis direction, or a powder obtained by once rolling it into a sheet and crushing it. In particular, exfoliated graphite or natural graphite is preferably used from the viewpoint of the energy density of the electricity storage device and the conductivity of the underlayer.

市販の黒鉛としては、昭和電工社製のSCMG−AH、SCMG−AR、SCMG−AR−H、SCMG−AF、SCMG−AFC、UF−G10、UF−G30、Timcal社製のKS−6、SFG−6、日本黒鉛工業社製のCPB、UCP、AP、P#1、PAG−5、HAG−10W、ACP、ACB−150、SP−10、SP−20、J−SP、GR−15、UP−5N、UP−15N、CGC−20、CGB−20、J−SP−α、UP−5−α、SP−5030−α、EXP−SM、富士黒鉛工業社製のUF−2,BF−3A、BF−5A、BF−8A、BF−10A、BF−20A、CNG−44N、BSP−5A、BSP−20A、A−0、FAG−1C、JSG−25、JSG−75、WF−10,WF−20,WF−30,中越黒鉛工業所社製のCX−3000、BF−1AT、FBF、BF、CBR、G−6S,WF−15C,CPB−6S、BSP−10AK、HF−80、HF−48、伊藤黒鉛工業社製のZ−5F,CNP−7、CNP−15、CNP−35、Z+80、Z−25、Z−50、X−10、X−20、SRP7、SRP10、CP2000M、EC1500、SG−BH8、SG−BH、SECカーボン社製のSNO−20、SNO−10、SNO−5、SNE−20、SNE−10、SNE−5等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種類以上を組み合わせてもよい。   Examples of commercially available graphite include SCMG-AH, SCMG-AR, SCMG-AR-H, SCMG-AF, SCMG-AFC, UF-G10, UF-G30, KS-6 and SFG manufactured by Timcal. -6, CPB, UCP, AP, P # 1, PAG-5, HAG-10W, ACP, ACB-150, SP-10, SP-20, J-SP, GR-15, UP manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd. -5N, UP-15N, CGC-20, CGB-20, J-SP-α, UP-5-α, SP-5030-α, EXP-SM, UF-2, BF-3A manufactured by Fuji Graphite Industry Co., Ltd. , BF-5A, BF-8A, BF-10A, BF-20A, CNG-44N, BSP-5A, BSP-20A, A-0, FAG-1C, JSG-25, JSG-75, WF-10, WF. -20, WF- 0, CX-3000, BF-1AT, FBF, BF, CBR, G-6S, WF-15C, CPB-6S, BSP-10AK, HF-80, HF-48, Ito Graphite Industry manufactured by Chuetsu Graphite Industry Co., Ltd. Z-5F, CNP-7, CNP-15, CNP-35, Z + 80, Z-25, Z-50, X-10, X-20, SRP7, SRP10, CP2000M, EC1500, SG-BH8, SG manufactured by the same company. -BH, SNO-20 manufactured by SEC Carbon Co., SNO-10, SNO-5, SNE-20, SNE-10, SNE-5, and the like, but are not limited to these, two or more types. You may combine.

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

導電性炭素繊維としては石油由来の原料から焼成して得られるものが良いが、植物由来の原料からも焼成して得られるものも用いることができる。例えば石油由来の原料で製造される昭和電工社製のVGCFなどを挙げることができる。   As the conductive carbon fiber, one obtained by firing from a petroleum-derived raw material is preferable, but one obtained by firing from a plant-derived raw material can also be used. For example, VGCF manufactured by Showa Denko KK, which is manufactured from petroleum-derived raw materials, can be mentioned.

更に、通常使用時における蓄電デバイスの導電性や、温度上昇時における抵抗上昇の観点から、本発明における導電性の炭素材料(A)の総比表面積は30m2/g以下である。好ましくは1.0m2/g以上かつ30m2/g以下であり、より好ましくは5.0m2/g以上かつ30m2/g以下である。また、導電性の炭素材料(A)の総比表面積が30m2/g以下であることで、水溶性樹脂(B)が炭素同士の再接触を防ぐ効果を高めることができると考えられる。
本発明の導電性炭素材料(A)における総比表面積とは、ガス吸着量測定装置を用い、JIS K6217−2で測定されたBET比表面積から、各導電性の炭素材料のBET比表面積と混合比の加重平均値を算出したものである。
Further, from the viewpoint of the conductivity of the electricity storage device during normal use and the increase in resistance when the temperature rises, the total specific surface area of the conductive carbon material (A) in the present invention is 30 m 2 / g or less. It is preferably 1.0 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less, more preferably 5.0 m 2 / g or more and 30 m 2 / g or less. Further, it is considered that when the total specific surface area of the conductive carbon material (A) is 30 m 2 / g or less, the effect of the water-soluble resin (B) for preventing recontact of carbons can be enhanced.
The total specific surface area of the conductive carbon material (A) of the present invention is the BET specific surface area measured by JIS K6217-2 using a gas adsorption measuring device and mixed with the BET specific surface area of each conductive carbon material. The weighted average value of the ratio is calculated.

<水溶性樹脂(B)>
本明細書における水溶性樹脂(B)とは、25℃の水99g中に水溶性樹脂(B)1g入れて撹拌し、25℃で24時間放置した後、分離・析出せずに水中で樹脂が溶解可能なものである。
<Water-soluble resin (B)>
The water-soluble resin (B) in the present specification means 1 g of the water-soluble resin (B) in 99 g of water at 25 ° C., stirring the mixture, and leaving it at 25 ° C. for 24 hours, and then separating the resin in water without precipitation. Is soluble.

水溶性樹脂(B)としては、上述の通り水溶性を示す樹脂であれば特に限定されるものではないが、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリルアミン樹脂、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、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、フッ素樹脂、カルボキシメチルセルロース等の多糖類の樹脂を含む高分子化合物が挙げられる。また、水溶性であれば、これらの樹脂の変性物、混合物、又は共重合体でも良い。これら水溶性樹脂は、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。導電性組成物中に所定量の水溶性樹脂(B)を含むことで、ポリエステル系樹脂微粒子またはポリウレタン系樹脂微粒子が溶解した場合でも、水溶性樹脂(B)が炭素同士の再接触を防ぐ効果が確認され、電池の安全性を向上させることができる。さらに、水溶性樹脂(B)は導電性組成物(スラリー)において、化学的に安定であることから、経時変化が少なく、下地層を形成する際の塗工特性に優れる。   The water-soluble resin (B) is not particularly limited as long as it is a water-soluble resin as described above. For example, acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyallylamine resin, Examples of the polymer compound include a phenol resin, an epoxy resin, a phenoxy resin, a urea resin, a melamine resin, an alkyd resin, a formaldehyde resin, a silicone resin, a polyvinyl alcohol resin, a fluororesin, and a polysaccharide resin such as carboxymethyl cellulose. Further, if it is water-soluble, a modified product, a mixture, or a copolymer of these resins may be used. These water-soluble resins may be used alone or in combination of two or more. By including a predetermined amount of the water-soluble resin (B) in the conductive composition, the water-soluble resin (B) prevents re-contact between carbons even when the polyester-based resin particles or the polyurethane-based resin particles are dissolved. Is confirmed, and the safety of the battery can be improved. Furthermore, since the water-soluble resin (B) is chemically stable in the conductive composition (slurry), it is less likely to change with time and has excellent coating properties when forming the underlayer.

水溶性樹脂(B)の分子量は特に限定されないが、好ましくは質量平均分子量が5,000〜2,000,000である。質量平均分子量(Mw)とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)におけるポリエチレンオキサイド換算分子量を示す。   The molecular weight of the water-soluble resin (B) is not particularly limited, but the weight average molecular weight is preferably 5,000 to 2,000,000. The mass average molecular weight (Mw) indicates a polyethylene oxide-equivalent molecular weight in gel permeation chromatography (GPC).

また、本発明において、水溶性樹脂(B)は、カルボキシメチルセルロースを用いることが好ましく、蓄電デバイスの内部温度が上昇したときの抵抗上昇の観点から、上記の質量平均分子量が10,000〜70,000であり、エーテル化度が0.3〜1.0であることがより好ましい。エーテル化は、灰化した試料を硫酸にて煮沸し、フェノールフタレイン指示薬に加え、過剰の酸を水酸化カリウムで逆滴定することにより求める。   Further, in the present invention, it is preferable to use carboxymethyl cellulose as the water-soluble resin (B), and the above-mentioned mass average molecular weight is 10,000 to 70, from the viewpoint of resistance increase when the internal temperature of the electricity storage device rises. More preferably, the degree of etherification is 0.3 to 1.0. Etherification is determined by boiling an ashed sample in sulfuric acid, adding phenolphthalein indicator, and back titrating excess acid with potassium hydroxide.

さらに、カルボキシメチルセルロース1gを25℃の水99g中に入れて撹拌して得られた1質量%水溶液の粘度が0.01〜0.1Pa・sであることがより好ましい。水溶液の粘度測定はレオメーター(TAインスツルメント社製AR−G2)により、コーンプレート(60mm、1°)を用いて、測定温度25℃、せん断速度360(1/s)で測定したものである。   Furthermore, it is more preferable that the viscosity of a 1 mass% aqueous solution obtained by putting 1 g of carboxymethyl cellulose in 99 g of water at 25 ° C. and stirring is 0.01 to 0.1 Pa · s. The viscosity of the aqueous solution was measured by a rheometer (AR-G2 manufactured by TA Instruments Co., Ltd.) using a cone plate (60 mm, 1 °) at a measurement temperature of 25 ° C. and a shear rate of 360 (1 / s). is there.

以上のようなカルボキシメチルセルロースは市販品を用いることが可能であり、市販品としては、例えば、ダイセル化学工業社製の#1110、#1120、#1130、#1140.#1170、#1210、#1240、#1250、#1260、#1270などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Commercial products can be used as the carboxymethyl cellulose as described above, and examples of the commercially available products include # 1110, # 1120, # 1130, # 1140. Examples include # 1170, # 1210, # 1240, # 1250, # 1260, and # 1270, but are not limited to these.

<水分散樹脂微粒子(C)>
本発明の水分散樹脂微粒子(C)としては、一般的に水性エマルションとも呼ばれるものであり、樹脂微粒子が水中で溶解せずに、微粒子の形態で分散されているものである。水分散樹脂微粒子であることから、炭素材料(A)の導電性を損なうことがなく、通常作動時の内部抵抗を低減でき、出力特性を改善することができる。
<Water-dispersed resin fine particles (C)>
The water-dispersed resin fine particles (C) of the present invention are generally called an aqueous emulsion, and the resin fine particles are not dissolved in water but are dispersed in the form of fine particles. Since they are water-dispersed resin particles, the conductivity of the carbon material (A) is not impaired, the internal resistance during normal operation can be reduced, and the output characteristics can be improved.

水分散樹脂微粒子は少なくともオレフィン系樹脂微粒子を含み、水分散樹脂微粒子に含まれるオレフィン系樹脂微粒子の割合が50〜100質量%であることが好ましい。また、2種以上のオレフィン系樹脂微粒子を含んでいても良く、必要に応じて、オレフィン系樹脂微粒子以外の水分散樹脂微粒子を含んでいても良い。オレフィン系樹脂微粒子以外の水分散樹脂微粒子は特に限定されないが、(メタ)アクリル系エマルション、ニトリル系エマルション、ウレタン系エマルション、ジエン系エマルション(SBRなど)、フッ素系エマルション(PVDFやPTFEなど)等が挙げられる。
The water-dispersed resin fine particles contain at least olefin-based resin fine particles, and the proportion of the olefin-based resin fine particles contained in the water-dispersed resin fine particles is preferably 50 to 100% by mass. Further, two or more kinds of olefin resin fine particles may be contained, and if necessary, water dispersed resin fine particles other than the olefin resin fine particles may be contained. The water-dispersed resin fine particles other than the olefin resin fine particles are not particularly limited, but (meth) acrylic emulsion, nitrile emulsion, urethane emulsion, diene emulsion (SBR, etc.), fluorine emulsion (PVDF, PTFE, etc.), etc. Can be mentioned.

水分散樹脂微粒子としては、80〜180℃の範囲内でオレフィン系樹脂微粒子が体積膨張することによって、導電層中に分散している導電性の炭素材料同士の接触を断つことができる樹脂であることが好ましい。これにより、電極自体の抵抗が高くなるので、短絡箇所に流れる電流が減少し、ジュール発熱を抑制し、電池の安全性が保たれるという効果を奏すると考えられる。
ポリオレフィン樹脂微粒子中のオレフィン成分としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、イソブテン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、ノルボルネン等が挙げられる。これらオレフィン成分は、1種でも2種以上であっても良い。また、蓄電デバイスの内部の温度上昇時おけるオレフィン系樹脂微粒子の体積膨張を保持する効果から、カルボン酸やカルボン酸エステルによる変性や共重合などがされていても良い。
The water-dispersed resin fine particles are resins capable of interrupting the contact between the conductive carbon materials dispersed in the conductive layer by volume expansion of the olefin resin fine particles in the range of 80 to 180 ° C. It is preferable. As a result, the resistance of the electrode itself is increased, so that it is considered that the current flowing to the short-circuited portion is reduced, Joule heat generation is suppressed, and the safety of the battery is maintained.
As the olefin component in the polyolefin resin fine particles, for example, ethylene, propylene, isobutylene, isobutene, 1-butene, 2-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1- Hexene, 1-octene, norbornene and the like can be mentioned. These olefin components may be one type or two or more types. In addition, modification or copolymerization with a carboxylic acid or a carboxylic acid ester may be performed in order to maintain the volume expansion of the olefin resin fine particles when the temperature inside the electricity storage device rises.

本発明において、水分散樹脂微粒子(C)に含まれるオレフィン系樹脂微粒子は、カルボニル基(−CO−)を一定量以上有することが好ましい。また、カルボン酸またはカルボン酸エステルで変性されたオレフィン系樹脂微粒子であることが好ましい。カルボニル基を有すると、樹脂微粒子の溶融耐性を付与できることから、内部短絡などによる蓄電デバイスの内部温度上昇時に、ポリオレフィン樹脂微粒子の体積膨張を維持することができ、炭素材料同士の切断効果を維持し続けることができると考えられる。   In the present invention, the olefin resin fine particles contained in the water dispersed resin fine particles (C) preferably have a certain amount or more of carbonyl groups (—CO—). Further, it is preferable that the olefin resin fine particles are modified with a carboxylic acid or a carboxylic acid ester. Having a carbonyl group can impart resistance to melting of the resin fine particles, so that when the internal temperature of the electricity storage device rises due to an internal short circuit, the volume expansion of the polyolefin resin fine particles can be maintained, and the cutting effect between the carbon materials can be maintained. I think we can continue.

例えば、カルボン酸またはカルボン酸エステルは、特に限定されないが、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピパリン酸ビニルなどが挙げられる。   For example, carboxylic acid or carboxylic acid ester is not particularly limited, but acrylic acid, methacrylic acid, maleic anhydride, maleic acid, itaconic anhydride, itaconic acid, fumaric acid, crotonic acid, methyl acrylate, (meth) acrylic acid Methyl, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl acrylate, hexyl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, decyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, (meth ) Dodecyl acrylate, stearyl (meth) acrylate, vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pipariate and the like can be mentioned.

カルボニル基を有するポリオレフィン樹脂微粒子中のカルボニル基の含有量は、フーリエ変換赤外分光装置(FT−IR:PerkinElmer社製Spectrum One/100)による全反射測定法(ATR)によって求めることができ、2800〜3000cm-1のオレフィン由来の最大ピーク高さ(極大吸光度)(X)と、1690〜1740cm-1のカルボニル基由来の最大ピーク高さ(極大吸光度)(Y)との比(Y)/(X)が0.05〜1.0であることが好ましい。また、ポリエチレンからなる樹脂微粒子においては、上記(Y)/(X)が0.3〜0.8であり、ポリプロピレンからなる樹脂微粒子においては、上記(Y)/(X)が0.05〜0.5であることがさらに好ましい。 The content of a carbonyl group in the polyolefin resin fine particles having a carbonyl group can be determined by a total reflection measurement method (ATR) using a Fourier transform infrared spectroscope (FT-IR: Spectrum One / 100 manufactured by PerkinElmer) and can be determined by 2800. Ratio (Y) / (of maximum peak height (maximum absorbance) (X) derived from olefin of ˜3000 cm −1 (X) and maximum peak height (maximum absorbance) (Y) derived from carbonyl group of 1690 to 1740 cm −1. X) is preferably 0.05 to 1.0. In the resin fine particles made of polyethylene, the (Y) / (X) is 0.3 to 0.8, and in the resin fine particles made of polypropylene, the (Y) / (X) is 0.05 to 0.8. More preferably, it is 0.5.

ここでいうピーク高さとは、水分散樹脂微粒子(C)から分散媒を除去し、最終的に120℃で乾燥させて得られた固形物をFT−IRにて測定したものである。ポリオレフィン樹脂微粒子中のカルボニル基の含有量は、波数に対して吸光度をプロットしたスペクトルを用い、2700m-1における吸光度を示す点と3000cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBXとした際の、2800〜3000cm-1に見られるオレフィン由来の2本または4本のうち、最大ピークからベースラインBXまでの高さ(極大吸光度)(X)と、1650m-1における吸光度を示す点と1850cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBYとした際の、1690〜1740cm-1のカルボニル基由来の最大ピークからベースラインBYまでの高さ(極大吸光度)(Y)との比(Y)/(X)から求めることができる。一般的に、ポリエチレン系樹脂は2本、ポリプロピレン系樹脂は4本のピークが認められるが、両者とも最大ピークは2915cm-1付近に認められる。 The peak height referred to here is a solid substance obtained by removing the dispersion medium from the water-dispersed resin fine particles (C) and finally drying at 120 ° C., and measuring the solid substance by FT-IR. The content of carbonyl group in the polyolefin resin fine particles is based on a straight line connecting two points, that is, the absorbance at 2700 m -1 and the absorbance at 3000 cm -1 by using the spectrum in which the absorbance is plotted against the wave number. Of the two or four olefin-derived ones found in 2800 to 3000 cm −1 when the line BX is used, the height from the maximum peak to the baseline BX (maximum absorbance) (X) and the absorbance at 1650 m −1 When the straight line connecting the two points of the point indicating the and the point indicating the absorbance at 1850 cm −1 is used as the baseline BY, the height from the maximum peak derived from the carbonyl group at 1690 to 1740 cm −1 to the baseline BY (maximum Absorbance) (Y) and ratio (Y) / (X). In general, two peaks are observed for polyethylene resin and four peaks for polypropylene resin, and the maximum peaks of both peaks are observed near 2915 cm −1 .

以上のようなポリオレフィン系樹脂微粒子は、市販品を用いることが可能であり、市販品としてはユニチカ社製のアローベースSB−1200、SD−1200、SE−1200、TC−4010、TD−4010、東洋アドレ社製のアクアペトロDP−2401、DP−2502、住友精化社製のザイクセンAC、A、AC−HW−10,L、NC、Nなど、三井化学社製のケミパールA100、A400、M200、S100、S200、S300、V100、V200、V300、W100、W200、W300、W400、W4005、WP100、東洋紡社製のハードレンNZ−1004、NZ−1015、東邦化学社製ハイテックE−6500、P−9018、S−3121などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上を組み合わせて用いても良い。   As the polyolefin resin fine particles as described above, commercially available products can be used, and as commercially available products, Arrow Base SB-1200, SD-1200, SE-1200, TC-4010, TD-4010 manufactured by Unitika Ltd., Aquapetro DP-2401, DP-2502 manufactured by Toyo Adre, Saixen AC, A, AC-HW-10, L, NC, N manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., Chemipearl A100, A400, M200 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. , S100, S200, S300, V100, V200, V300, W100, W200, W300, W400, W4005, WP100, HARDREN NZ-1004, NZ-1015 manufactured by Toyobo Co., Ltd., Hitec E-6500, P-9018 manufactured by Toho Kagaku. , S-3121, etc., but are not limited to these. , It may be used in combination of two or more thereof.

水分散樹脂微粒子(C)の分散媒としては、水を使用することが好ましいが、樹脂微粒子の安定化等のために、水と相溶する以下に示す水性液状媒体(D)を使用しても良い。水と相溶する液状媒体としては、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類等が挙げられ、水と相溶する範囲で使用しても良い。   Water is preferably used as the dispersion medium for the water-dispersed resin fine particles (C), but for the purpose of stabilizing the resin fine particles, the following aqueous liquid medium (D) compatible with water is used. Is also good. Examples of the liquid medium that is compatible with water include alcohols, glycols, cellosolves, amino alcohols, amines, ketones, carboxylic acid amides, phosphoric acid amides, sulfoxides, carboxylic acid esters, and phosphoric acid esters. Examples thereof include ethers, ethers, nitriles, etc., and may be used in a range compatible with water.

水分散樹脂微粒子(C)の平均粒子径は、好ましくは0.01〜5μmであり、さらに好ましくは0.05〜1μmである。粒子径が小さすぎると、安定に製造するのが困難となり、一方、粒子径が大きすぎると、導電層の導電性を均一に保つことが困難となり、通常作動時の内部抵抗が上昇し、出力性能等が悪化する。   The average particle diameter of the water-dispersed resin fine particles (C) is preferably 0.01 to 5 μm, more preferably 0.05 to 1 μm. If the particle size is too small, it will be difficult to manufacture stably, while if the particle size is too large, it will be difficult to keep the conductivity of the conductive layer uniform, and the internal resistance during normal operation will increase, and the output Performance etc. deteriorates.

なお、本明細書における平均粒子径とは、体積平均粒子径(D50)のことを表し、動的光散乱法により測定した値を指す。動的光散乱法による平均粒子径の測定は、以下のようにして行うことができる。水分散樹脂微粒子分散液は固形分に応じて200〜1000倍に水希釈しておく。該希釈液約5mlを測定装置[(株)日機装製 ナノトラック]のセルに注入し、サンプルに応じた溶剤(本発明では水)および樹脂の屈折率条件を入力後、測定を行う。   In addition, the average particle diameter in this specification represents a volume average particle diameter (D50), and indicates a value measured by a dynamic light scattering method. The average particle size can be measured by the dynamic light scattering method as follows. The water-dispersed resin particle dispersion is diluted with water 200 to 1000 times depending on the solid content. About 5 ml of the diluted solution is injected into the cell of a measuring device [Nanotrack manufactured by Nikkiso Co., Ltd.], and the solvent (water in the present invention) and the refractive index condition of the resin according to the sample are input, and then the measurement is performed.

<水性液状媒体(D)>
水性液状媒体(D)としては、水を使用することが好ましいが、必要に応じて、例えば、集電体への塗工性向上のために、水と相溶する液状媒体を使用しても良い。
<Aqueous liquid medium (D)>
As the aqueous liquid medium (D), it is preferable to use water, but if necessary, for example, a liquid medium compatible with water may be used to improve coatability on the current collector. good.

水と相溶する液状媒体としては、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類等が挙げられ、水と相溶する範囲で使用しても良い。   Examples of the liquid medium that is compatible with water include alcohols, glycols, cellosolves, amino alcohols, amines, ketones, carboxylic acid amides, phosphoric acid amides, sulfoxides, carboxylic acid esters, and phosphoric acid esters. Examples thereof include ethers, ethers, nitriles, etc., and may be used in a range compatible with water.

<その他添加剤>
さらに、導電性組成物には、界面活性剤、成膜助剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、pH調整剤、粘性調整剤などを必要に応じて配合できる。
<Other additives>
Further, a surfactant, a film forming aid, a defoaming agent, a leveling agent, a preservative, a pH adjusting agent, a viscosity adjusting agent and the like can be added to the conductive composition as required.

<分散機・混合機>
本発明の導電性組成物や後述する合材インキを得る際に用いられる装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機、混合機が使用できる。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類;エム・テクニック社製「クレアミックス」、若しくはPRIMIX社「フィルミックス」等のホモジナイザー類;ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、若しくは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」、若しくは奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機;または、その他ロールミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、分散機としては、分散機からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい。
<Disperser / Mixer>
As a device used for obtaining the conductive composition of the present invention and the composite ink described below, a disperser or a mixer which is usually used for pigment dispersion can be used.
For example, mixers such as a disperser, a homomixer, or a planetary mixer; a homogenizer such as "Clearmix" manufactured by M Technique Co., Ltd. or a "Fillmix" manufactured by PRIMIX; a paint conditioner (manufactured by Red Devil), a ball mill, a sand mill Media type disperser such as (Dimino Mill manufactured by Shinmaru Enterprises Co., Ltd.), attritor, pearl mill (“DCP mill” manufactured by Eirich, etc.), or coball mill; wet jet mill (“Genus PY” manufactured by Genus, Sugino) Machineless "Starburst", Nanomizer "Nanomizer" etc.), M Technique "Clear SS-5" or Nara Machinery "MICROS" medialess disperser; or other roll mills etc. Can be mentioned, The present invention is not limited to these. Further, as the disperser, it is preferable to use a disperser that has been subjected to a metal mixing prevention treatment.

例えば、メディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。そして、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、若しくはアルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。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。分散装置は、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。また、強い衝撃で粒子が割れたり、潰れたりしやすい正または負極活物質の場合は、メディア型分散機よりは、ロールミルやホモジナイザー等のメディアレス分散機が好ましい。   For example, when using a media type disperser, a method in which the agitator and vessel use a ceramic or resin disperser, or a metal agitator and a disperser in which the vessel surface is treated with tungsten carbide spraying or resin coating, etc. Is preferably used. Then, as the medium, it is preferable to use glass beads, or ceramic beads such as zirconia beads or alumina beads. Also when using a roll mill, it is preferable to use a ceramic roll. Only one type of dispersion device may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination. Further, in the case of a positive or negative electrode active material in which particles are easily broken or crushed by a strong impact, a medialess disperser such as a roll mill or a homogenizer is preferable to a media type disperser.

<蓄電デバイス用下地層付き集電体、蓄電デバイス用電極>
本発明の蓄電デバイス用下地層付き集電体とは、集電体上に、本発明の導電性組成物から形成された下地層を有するものである。また、本発明の蓄電デバイス用電極とは、集電体上に、本発明の導電性組成物から形成された下地層と、電極活物質とバインダーとを含有する電極形成用組成物(合材インキ)から形成された合材層とを有する。
<Current collector with underlayer for electricity storage device, electrode for electricity storage device>
The current collector with an underlayer for an electricity storage device of the present invention has an underlayer formed from the conductive composition of the present invention on the current collector. Moreover, the electrode for an electricity storage device of the present invention refers to an electrode forming composition (mixture) containing a base layer formed from the conductive composition of the present invention on a collector and an electrode active material and a binder. Ink) and a composite material layer formed from the ink.

(集電体)
電極に使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、各種蓄電デバイス用にあったものを適宜選択することができる。例えば、集電体の材質としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はステンレス等の金属や合金が挙げられる。リチウムイオン電池の場合、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が、それぞれ好ましい。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、及びメッシュ状の集電体も使用できる。
(Current collector)
The material and shape of the current collector used for the electrode are not particularly limited, and those suitable for various power storage devices can be appropriately selected. For example, examples of the material of the current collector include metals and alloys such as aluminum, copper, nickel, titanium, and stainless. In the case of a lithium ion battery, aluminum is particularly preferable as the positive electrode material, and copper is particularly preferable as the negative electrode material. Further, as the shape, a flat foil is generally used, but a roughened surface, a perforated foil-shaped one, and a mesh-shaped current collector can also be used.

集電体上に導電性組成物や後述する合材インキを塗工する方法としては、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、ナイフコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法または静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できるが、特にこれらに限定されるものではなく、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。   There is no particular limitation on the method of applying the conductive composition or the mixture ink described below on the current collector, and a known method can be used. Specific examples thereof include die coating method, dip coating method, roll coating method, doctor coating method, knife coating method, spray coating method, gravure coating method, screen printing method or electrostatic coating method, and drying. As the method, standing drying, blow dryer, warm air dryer, infrared heater, far infrared heater and the like can be used, but are not particularly limited thereto, and rolling treatment by a lithographic press or calendar roll after coating is performed. You may go.

下地層の厚みは、好ましくは0.1〜10μmであり、より好ましくは0.5〜5μm、さらに好ましくは0.5〜3μmである。下地層の厚みが0.1μm以上であれば、集電体と活物質とが直接接触するバイパス部分が均一に形成され、電池が発熱した際、下地層部分の抵抗増大による電流遮断効果が十分となる。一方、下地層の厚みが10μm以下であれば、蓄電デバイスの容量が低下しにくいため好ましい。   The thickness of the underlayer is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.5 to 5 μm, and further preferably 0.5 to 3 μm. When the thickness of the underlayer is 0.1 μm or more, the bypass portion where the current collector and the active material are in direct contact is uniformly formed, and when the battery heats up, the current blocking effect due to the increase in the resistance of the underlayer portion is sufficient. Becomes On the other hand, when the thickness of the underlayer is 10 μm or less, the capacity of the electricity storage device does not easily decrease, which is preferable.

通常使用時における蓄電デバイスの導電性や、温度上昇時における抵抗上昇の観点から、下地層の密度は、好ましくは1.4g/cm3以上であり、より好ましくは、1.4g/cm3以上2.2g/cm3以下である。下地層の密度が1.4g/cm3以上であれば、オレフィン系樹脂微粒子の体積膨張による炭素材料同士の接触の切断する効果が高まると考えられ、特に、炭素材料に黒鉛を使用することが好ましい。 And a conductive electric storage device in normal use, from the viewpoint of resistance increase at the time of temperature rise, the density of the base layer is preferably 1.4 g / cm 3 or more, more preferably, 1.4 g / cm 3 or more It is 2.2 g / cm 3 or less. When the density of the underlayer is 1.4 g / cm 3 or more, it is considered that the effect of cutting the contact between the carbon materials due to the volume expansion of the olefin resin fine particles is enhanced, and it is particularly preferable to use graphite as the carbon material. preferable.

下地層は集電体の片面もしくは両面に設置できるが、熱による抵抗上昇や蓄電デバイスの内部抵抗低減の観点から、集電体の両面に設置することが好ましい。   The underlayer can be provided on one side or both sides of the current collector, but it is preferably provided on both sides of the current collector from the viewpoint of increasing the resistance due to heat and reducing the internal resistance of the electricity storage device.

<合材インキ>
前記したように、一般的な蓄電デバイス用の合材インキは、活物質と、溶媒を必須とし、必要に応じて導電助剤と、バインダーとを含有する。
活物質はできるだけ多く含まれることが好ましく、例えば、合材インキ固形分に占める活物質の割合は、80〜99質量%が好ましい。導電助剤を含む場合、合材インキ固形分に占める導電助剤の割合は、0.1〜15質量%であることが好ましい。バインダーを含む場合、合材インキ固形分に占めるバインダーの割合は、0.1〜15質量%であることが好ましい。
<Compound ink>
As described above, a general mixture ink for a power storage device essentially contains an active material and a solvent, and optionally contains a conductive auxiliary agent and a binder.
The active material is preferably contained as much as possible, and for example, the ratio of the active material in the solid content of the mixture ink is preferably 80 to 99% by mass. When the conductive additive is contained, the ratio of the conductive additive in the solid content of the mixture ink is preferably 0.1 to 15% by mass. When a binder is included, the proportion of the binder in the mixture ink solid content is preferably 0.1 to 15% by mass.

塗工方法によるが、固形分30〜90質量%の範囲で、合材インキの粘度は、100mPa・s以上、30,000mPa・s以下とするのが好ましい。   Although it depends on the coating method, it is preferable that the viscosity of the mixture ink is 100 mPa · s or more and 30,000 mPa · s or less in the range of solid content of 30 to 90% by mass.

合材インキの溶媒(分散媒)は特に限定されないが、使用するバインダーに応じて使い分けることができる。例えば樹脂型のバインダーを用いる場合、樹脂を溶解可能な溶媒が使用され、エマルション型のバインダーを用いる場合、エマルションの分散を維持できる溶媒を用いることが好ましい。溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルホルムアミドなどのアミド類、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルアミンなどのアミン類、メチルエチルケトン、アセトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類、水等が挙げられる。また、必要に応じて、上記溶媒を2種以上組み合わせて使用しても良い。例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)をバインダーに用いる場合、PVDFを溶解可能なNMPが好ましく用いられ、カルボキシメチルセルロース(CMC)とスチレンブタジエンゴム(SBR)をバインダーに用いる場合、CMCを溶解し、SBRの分散を維持できる水が好ましく用いられる。   The solvent (dispersion medium) of the composite material ink is not particularly limited, but can be properly selected according to the binder used. For example, when a resin type binder is used, a solvent capable of dissolving the resin is used, and when an emulsion type binder is used, it is preferable to use a solvent capable of maintaining the dispersion of the emulsion. Examples of the solvent include amides such as dimethylformamide, dimethylacetamide and methylformamide, amines such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and dimethylamine, ketones such as methyl ethyl ketone, acetone and cyclohexanone, alcohols, Examples thereof include glycols, cellosolves, amino alcohols, sulfoxides, carboxylic acid esters, phosphoric acid esters, ethers, nitriles, water and the like. Moreover, you may use the said solvent in combination of 2 or more types as needed. For example, when polyvinylidene fluoride (PVDF) is used as a binder, NMP capable of dissolving PVDF is preferably used, and when carboxymethyl cellulose (CMC) and styrene butadiene rubber (SBR) are used as binders, CMC is dissolved to obtain SBR. Water that can maintain dispersion is preferably used.

合材インキ中で使用される活物質について以下説明する。
リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。
The active material used in the composite ink will be described below.
The positive electrode active material for the lithium-ion secondary battery is not particularly limited, but metal oxides capable of doping or intercalating lithium ions, metal compounds such as metal sulfides, and conductive polymers are used. be able to.

例えば、Fe、Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、MnO、V25、V613
TiO2等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム
、マンガン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リチウム系材料、TiS2、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。
For example, oxides of transition metals such as Fe, Co, Ni, and Mn, complex oxides with lithium, inorganic compounds such as transition metal sulfides, and the like can be given. Specifically, MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 ,
Transition metal oxide powder such as TiO 2 ; layered structure lithium nickel oxide, lithium cobalt oxide, lithium manganate, complex oxide powder of lithium and transition metal such as spinel structure lithium manganate, olivine structure phosphoric acid compound Examples include lithium iron phosphate-based materials, transition metal sulfide powders such as TiS 2 and FeS, and the like.

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高分子を使用することもできる。また、上記の無機化合物や導電性高分子を混合して用いてもよい。   In addition, conductive polymers such as polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, and polythiophene can also be used. Moreover, you may mix and use the said inorganic compound and electroconductive polymer.

リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、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ものであれば特に限定されない。例えば、金属Li、その合金であるスズ合金、シリコン合金、鉛合金等の合金系、LiXFe23、LiXFe34、LiXWO2、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の導電性高分子系、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挙げられる。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出来る。 The negative electrode active material for a lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can dope or intercalate lithium ions. For example, metallic Li, alloys thereof such as tin alloy, silicon alloy, lead alloy, Li X Fe 2 O 3 , Li X Fe 3 O 4 , Li X WO 2 , lithium titanate, lithium vanadate, and silicon. Metal oxides such as lithium oxide, conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene, amorphous carbonaceous materials such as soft carbon and hard carbon, artificial graphite such as highly graphitized carbon materials, or natural Carbonaceous materials such as carbonaceous powders such as graphite, carbon black, mesophase carbon black, resin-fired carbon materials, vapor-grown carbon fibers, carbon fibers and the like can be mentioned. These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

電気二重層キャパシター用の電極活物質としては、特に限定されないが、活性炭、ポリアセン、カーボンウィスカ及びグラファイト等が挙げられ、これらの粉末または繊維などが挙げられる。電気二重層キャパシター用の好ましい電極活物質は活性炭であり、具体的にはフェノール系、ヤシガラ系、レーヨン系、アクリル系、石炭/ 石油系ピッチコークス、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)等を賦活した活性炭を挙げることができる。同じ重量でもより広い面積の界面を形成することが可能な、比表面積の大きいものが好ましい。具体的には、比表面積が30m2/g以上、好ましくは500〜5000m2/g、より好ましくは1000〜 3000m2/gであることが好ましい。 The electrode active material for the electric double layer capacitor is not particularly limited, but examples thereof include activated carbon, polyacene, carbon whiskers, graphite and the like, and powders or fibers thereof. A preferred electrode active material for electric double layer capacitors is activated carbon, specifically, activated carbon activated with phenolic, coconut husk, rayon, acrylic, coal / petroleum pitch coke, mesocarbon microbeads (MCMB), etc. Can be mentioned. It is preferable that the specific surface area is large so that an interface having a larger area can be formed even with the same weight. Specifically, the specific surface area is preferably 30 m 2 / g or more, preferably 500 to 5000 m 2 / g, more preferably 1000 to 3000 m 2 / g.

これらの電極活物質は、単独、または二種類以上を組み合わせて使用することができるし、体積平均粒子径(D50)または粒度分布の異なる二種類以上の炭素を組み合わせて使用してもよい。   These electrode active materials can be used alone or in combination of two or more kinds, and may be used in combination of two or more kinds of carbon having different volume average particle diameter (D50) or particle size distribution.

リチウムイオンキャパシター用の正極活物質としては、リチウムイオンおよびアニオンを可逆的にドープ・脱ドープすることが可能な材料であれば、特に限定されるものではないが、例えば活性炭粉末が挙げられる。活性炭の体積平均粒子径(D50)は、0.1μm〜20μmが好ましい。ここでいう体積平均粒子径(D50)は、上述の通りである。   The positive electrode active material for a lithium ion capacitor is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly doping / dedoping lithium ions and anions, and examples thereof include activated carbon powder. The volume average particle diameter (D50) of the activated carbon is preferably 0.1 μm to 20 μm. The volume average particle diameter (D50) here is as described above.

リチウムイオンキャパシター用の負極活物質としては、リチウムイオンを可逆的にドープ・脱ドープ可能である材料であれば、特に限定されるものではないが、例えば人造黒鉛、天然黒鉛などの黒鉛系材料が挙げられる。黒鉛材料の体積平均粒子径(D50)は、0.1μm〜20μmが好ましい。ここでいう体積平均粒子径(D50)は、上述の通りである。   The negative electrode active material for a lithium ion capacitor is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly doping / dedoping lithium ions, and examples thereof include graphite-based materials such as artificial graphite and natural graphite. Can be mentioned. The volume average particle diameter (D50) of the graphite material is preferably 0.1 μm to 20 μm. The volume average particle diameter (D50) here is as described above.

合材インキ中の導電助剤とは、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではなく、上述の導電性の炭素材料(A)と同様のものも使用できる。   The conductive auxiliary agent in the composite ink is not particularly limited as long as it is a carbon material having conductivity, and the same material as the above-mentioned conductive carbon material (A) can be used.

合材インキ中のバインダーとは、活物質や導電性の炭素材料などの粒子同士、あるいは導電性の炭素材料と集電体を結着させるために使用されるものである。   The binder in the composite ink is used to bind particles of the active material or the conductive carbon material to each other, or to bind the conductive carbon material and the current collector.

合材インキ中で使用されるバインダーとしては、例えば、アクリル樹脂、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、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等のセルロース樹脂、スチレン−ブタジエンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴム、ポリアニリンやポリアセチレン等の導電性樹脂等、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、及びテトラフルオロエチレン等のフッ素原子を含む高分子化合物が挙げられる。また、これらの樹脂の変性物、混合物、又は共重合体でも良い。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出来る。
また、水性の合材インキ中で好適に使用されるバインダーとしては水媒体のものが好ましく、水媒体のバインダーの形態としては、水溶性型、エマルション型、ハイドロゾル型等が挙げられ、適宜選択することができる。
As the binder used in the mixture ink, for example, acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, formaldehyde resin, silicone resin, fluorine resin, Cellulose resins such as carboxymethyl cellulose, synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber and fluororubber, conductive resins such as polyaniline and polyacetylene, polymer compounds containing fluorine atoms such as polyvinylidene fluoride, polyvinyl fluoride, and tetrafluoroethylene. Is mentioned. Further, a modified product, a mixture, or a copolymer of these resins may be used. These binders may be used alone or in combination of two or more.
The binder preferably used in the aqueous mixture ink is preferably an aqueous medium, and examples of the binder form of the aqueous medium include water-soluble type, emulsion type, hydrosol type, etc., and are appropriately selected. be able to.

さらに、合材インキには、成膜助剤、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、pH調整剤、粘性調整剤などを必要に応じて配合できる。   Further, a film forming aid, a defoaming agent, a leveling agent, a preservative, a pH adjusting agent, a viscosity adjusting agent and the like can be added to the mixture ink as required.

<電極の製造方法>
本発明の導電性組成物を、集電体上に塗工・乾燥し、下地層を形成し、蓄電デバイス用下地層電極を得ることができる。
<Method of manufacturing electrode>
The conductive composition of the present invention can be applied on a current collector and dried to form an underlayer, whereby an underlayer electrode for an electricity storage device can be obtained.

あるいは、本発明の導電性組成物を、集電体上に塗工・乾燥し、下地層を形成し、該下地層上に、合材層を設け、蓄電デバイス用電極を得ることもできる。下地層上に設ける合材層は、上記した合材インキを用いて形成することができる。   Alternatively, the conductive composition of the present invention may be applied on a current collector and dried to form an underlayer, and a mixture layer may be provided on the underlayer to obtain an electrode for a power storage device. The composite material layer provided on the base layer can be formed using the composite material ink described above.

<蓄電デバイス>
正極もしくは負極の少なくとも一方に上記の電極を用い、二次電池、キャパシターなどの蓄電デバイスを得ることができる。
<Power storage device>
By using the above electrode for at least one of the positive electrode and the negative electrode, a power storage device such as a secondary battery or a capacitor can be obtained.

二次電池としては、リチウムイオン二次電池の他、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウムイオン二次電池、アルカリ二次電池、鉛蓄電池、ナトリウム硫黄二次電池、リチウム空気二次電池等が挙げられ、それぞれの二次電池で従来から知られている、電解液やセパレーター等を適宜用いることができる。   Examples of the secondary battery include a lithium-ion secondary battery, a sodium-ion secondary battery, a magnesium-ion secondary battery, an alkaline secondary battery, a lead storage battery, a sodium-sulfur secondary battery, a lithium-air secondary battery, and the like. An electrolytic solution, a separator, or the like conventionally known in each secondary battery can be appropriately used.

キャパシターとしては、電気二重層キャパシター、リチウムイオンキャパシターなどが挙げられ、それぞれのキャパシターで従来から知られている、電解液やセパレーター等を適宜用いることができる。   Examples of the capacitor include an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, and the like, and an electrolytic solution, a separator, or the like conventionally known for each capacitor can be appropriately used.

<電解液>
リチウムイオン二次電池の場合を例にとって説明する。電解液としては、リチウムを含んだ電解質を非水系の溶剤に溶解したものを用いる。
<Electrolyte>
A case of a lithium ion secondary battery will be described as an example. As the electrolytic solution, a solution containing an electrolyte containing lithium dissolved in a non-aqueous solvent is used.

電解質としては、LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO22N、LiC49SO3、Li(CF3SO23C、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF2、LiSCN、又はLiBPh4等が挙げられるがこれらに限定されない。 Examples of the electrolyte include LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 3 C. , LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2 , LiSCN, LiBPh 4 and the like, but are not limited thereto.

非水系の溶剤としては特に限定はされないが、例えば、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、及び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、及び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、及び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、及び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、及びスルホラン等のスルホキシド類;並びに、
アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。又これらの溶剤は、それぞれ単独で使用しても良いが、2種以上を混合して使用しても良い。
The non-aqueous solvent is not particularly limited, but examples thereof include carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate;
Lactones such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and γ-octanoic lactone;
Glymes such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,2-methoxyethane, 1,2-ethoxyethane, and 1,2-dibutoxyethane;
Esters such as methyl formate, methyl acetate, and methyl propionate; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane;
Examples thereof include nitriles such as acetonitrile. Further, these solvents may be used alone or in combination of two or more kinds.

さら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、及び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。   Further, the above electrolyte solution may be held in a polymer matrix to form a gel polymer electrolyte. 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, and a polysiloxane having a polyalkylene oxide segment.

<セパレーター>
セパレーターとしては、例えば、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリアミド不織布及びそれらに親水性処理を施したものが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
<Separator>
Examples of the separator include polyethylene non-woven fabric, polypropylene non-woven fabric, polyamide non-woven fabric, and those obtained by subjecting them to hydrophilic treatment, but are not particularly limited thereto.

本発明の組成物を用いたリチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシター、リチウムイオンキャパシターの構造については特に限定されないが、通常、正極及び負極と、必要に応じて設けられるセパレーターとから構成され、ペーパー型、円筒型、ボタン型、積層型等、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。   The structure of the lithium ion secondary battery, the electric double layer capacitor, the lithium ion capacitor 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, Various shapes such as a paper type, a cylinder type, a button type, and a laminated type can be used according to the purpose of use.

(実施例1)
<導電性組成物>
導電性の炭素材料として黒鉛(A−1:TIMREX KS−6、Timcal社製)60質量部、水溶性樹脂であるカルボキシメチルセルロース(B−1:CMCダイセル#1240、ダイセル化学工業社製)2.5%水溶液200質量部(固形分として5質量部)、水性液状媒体(D)として水500質量部をミキサーに入れて30分間混合し、更にサンドミルに入れて30分間分散を行った。次に水分散樹脂微粒子であるポリオレフィン系樹脂微粒子(C−1:アローベースSB−1200、ユニチカ社製、25%水系分散液(平均粒子径0.10μm))140質量部(固形分として35質量部)を入れ、ミキサーで10分間混合し、導電性組成物(1)を得た。
(Example 1)
<Conductive composition>
1. 60 parts by mass of graphite (A-1: TIMREX KS-6, manufactured by Timcal) as a conductive carbon material, carboxymethyl cellulose (B-1: CMC Daicel # 1240, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) which is a water-soluble resin 2. 200 parts by mass of a 5% aqueous solution (5 parts by mass as a solid content) and 500 parts by mass of water as an aqueous liquid medium (D) were put in a mixer and mixed for 30 minutes, and further put in a sand mill and dispersed for 30 minutes. Next, 140 parts by mass of polyolefin-based resin particles (C-1: Arrow Base SB-1200, manufactured by Unitika Ltd., 25% aqueous dispersion liquid (average particle diameter 0.10 μm)) which are water-dispersed resin particles (35 parts by mass as solid content). Part) and mixed for 10 minutes with a mixer to obtain a conductive composition (1).

実施例および比較例に用いた材料の評価については、以下の通り行った。
(導電性の炭素材料の総比表面積)
導電性の炭素材料は、ガス吸着量測定装置(日本ベル社製 BELSORP−mini)を用い、JIS K6217−2にて比表面積を測定した。総比表面積は、各導電性の炭素材料の比表面積と混合比の加重平均値を総比表面積とした。
The materials used in Examples and Comparative Examples were evaluated as follows.
(Total specific surface area of conductive carbon material)
The specific surface area of the conductive carbon material was measured according to JIS K6217-2 using a gas adsorption amount measuring device (BELSORP-mini manufactured by Bell Japan Ltd.). For the total specific surface area, the weighted average value of the specific surface area of each conductive carbon material and the mixing ratio was used as the total specific surface area.

(カルボキシメチルセルロース水溶液の粘度)
カルボキシメチルセルロース1gと水99gとを混合して水溶液を作成した。そして、水溶液の粘度をレオメーター(TAインスツルメント社製AR−G2)により、コーンプレート(60mm、1°)を用いて、測定温度25℃、せん断速度360(1/s)で測定した。
(Viscosity of carboxymethyl cellulose aqueous solution)
An aqueous solution was prepared by mixing 1 g of carboxymethyl cellulose and 99 g of water. Then, the viscosity of the aqueous solution was measured by a rheometer (AR-G2 manufactured by TA Instruments Co., Ltd.) using a cone plate (60 mm, 1 °) at a measurement temperature of 25 ° C. and a shear rate of 360 (1 / s).

(水分散樹脂微粒子の体積平均粒子径)
水分散樹脂微粒子分散液を、固形分に応じて200〜1000倍に水で希釈し、該希釈液約5mlをナノトラック(日機装社製 Wave−EX150)のセルに注入し、水および樹脂の屈折率条件を入力後、測定を行い、D50体積平均粒子径を求めた。尚、「体積平均粒子径」を「平均粒子径」と略記することがある。
(Volume average particle diameter of water-dispersed resin particles)
The water-dispersed resin fine particle dispersion is diluted with water 200 to 1000 times according to the solid content, and about 5 ml of the diluted solution is injected into the cell of Nanotrac (Wave-EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) to refract water and resin. After inputting the rate conditions, measurement was performed to determine the D50 volume average particle diameter. The "volume average particle diameter" may be abbreviated as "average particle diameter".

(ポリオレフィン樹脂微粒子中のカルボニル基含有量(Y)/(X))
水分散樹脂微粒子(C)を含む分散液を80℃のオーブンに入れ、分散媒を除去した後、120℃で30分乾燥させて固形物を得た。この固形物をフーリエ変換赤外分光装置(FT−IR:PerkinElmer社製Spectrum One/100)による全反射測定法(ATR)によって測定して赤外吸収スペクトルを得た。樹脂微粒子中のカルボニル基含有量は、波数に対して吸光度をプロットした赤外吸収スペクトルを用い、2700cm-1における吸光度を示す点と3000cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBXとした際の、2800〜3000cm-1のオレフィン由来の最大ピークからベースラインBXまでの高さ(極大吸光度)(X)と、1650m-1における吸光度を示す点と1850cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBYとした際の、1690〜1740cm-1のカルボニル基由来の最大ピークからベースラインBYまでの高さ(極大吸光度)(Y)との比(Y)/(X)を求めた。
(Carbonyl group content in polyolefin resin fine particles (Y) / (X))
The dispersion liquid containing the water-dispersed resin fine particles (C) was placed in an oven at 80 ° C to remove the dispersion medium, and then dried at 120 ° C for 30 minutes to obtain a solid. This solid was measured by a total reflection measurement method (ATR) using a Fourier transform infrared spectroscope (FT-IR: Spectrum One / 100 manufactured by PerkinElmer) to obtain an infrared absorption spectrum. Carbonyl group content in the resin fine particles, using an infrared absorption spectrum obtained by plotting absorbance against wave number, a straight line connecting two points of the point indicating the absorbance at a point and 3000 cm -1 indicating the absorbance at 2700 cm -1 The height (maximum absorbance) (X) from the maximum peak derived from olefin at 2800 to 3000 cm -1 to the baseline BX when the baseline BX is set (X), the point indicating the absorbance at 1650 m -1 and the absorbance at 1850 cm -1 When the straight line connecting two points with the point indicating is the baseline BY, the ratio from the maximum peak derived from the carbonyl group at 1690 to 1740 cm −1 to the baseline BY (maximum absorbance) (Y) ( Y) / (X) was calculated.

(実施例2〜15、比較例2〜3、参考例1)
表1に示す材料、組成比に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、それぞれ導電性組成物(2)〜(15)、(17)〜(19)を得た。
(Examples 2-15, Comparative Examples 2-3, Reference Example 1)
Conductive compositions (2) to (15) and (17) to (19) were obtained in the same manner as in Example 1 except that the materials and composition ratios shown in Table 1 were changed.

実施例および比較例で使用した材料を以下に示す。
(導電性の炭素材料(A))
・A−1:TIMREX KS−6(Timcal社製、黒鉛、比表面積20m2/g)
・A−2:J−SP−α (日本黒鉛社製、黒鉛、比表面積10m2/g、平均粒子径6μm)
・A−3:SNO−5(SECカーボン社製、黒鉛、比面積15m2/g、平均粒子径5μm)
・A−4:デンカブラックHS−100(デンカ社製、アセチレンブラック、平均粒子径48nm、比表面積45m2/g)
(水溶性樹脂)(B))
・B−1:CMCダイセル#1240(ダイセル化学工業社製、カルボキシメチルセルロース、粘度0.02Pa・s)
・B−2:ポリアクリル酸ナトリウム(和光純薬工業社製、平均分子量5000)
・B−3:クラレポバールPVA235(クラレ社製、ポリビニルアルコール)
(水分散樹脂微粒子(C))
・C−1:ザイクセンAC(固形分30%水分散液、平均粒子径0.04μm、変性量(Y)/(X)0.64、カルボニル基を有するポリエチレン系樹脂微粒子)(住友精化社製)
・C−2:アローベースSB−1200(固形分25%水分散液、平均粒子径0.10μm、変性量(Y)/(X)0.58、カルボニル基を有するポリエチレン系樹脂微粒子)(ユニチカ社製)
・C−3:ケミパールW4005(固形分40%水分散液、平均粒子径0.57μm、変性なし、ポリエチレン系樹脂微粒子)(三井化学社製)
The materials used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(Conductive carbon material (A))
A-1: TIMREX KS-6 (manufactured by Timcal, graphite, specific surface area 20 m 2 / g)
A-2: J-SP-α (manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd., graphite, specific surface area 10 m 2 / g, average particle size 6 μm)
A-3: SNO-5 (made by SEC Carbon Co., graphite, specific area 15 m 2 / g, average particle size 5 μm)
-A-4: Denka Black HS-100 (manufactured by Denka Co., acetylene black, average particle diameter 48 nm, specific surface area 45 m 2 / g)
(Water-soluble resin) (B))
B-1: CMC Daicel # 1240 (manufactured by Daicel Chemical Industries, carboxymethyl cellulose, viscosity 0.02 Pa · s)
B-2: sodium polyacrylate (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., average molecular weight 5000)
B-3: Kuraray Poval PVA235 (Kuraray's polyvinyl alcohol)
(Water-dispersed resin fine particles (C))
C-1: Saixen AC (30% solid content aqueous dispersion, average particle size 0.04 μm, modification amount (Y) / (X) 0.64, carbonyl group-containing polyethylene resin fine particles) (Sumitomo Seika Chemicals Ltd.) Made)
C-2: Arrow base SB-1200 (solid content 25% aqueous dispersion, average particle size 0.10 μm, modification amount (Y) / (X) 0.58, carbonyl group-containing polyethylene resin fine particles) (Unitika) (Made by the company)
C-3: Chemipearl W4005 (solid content 40% aqueous dispersion, average particle size 0.57 μm, unmodified, polyethylene resin fine particles) (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)

<下地層付き集電体>(実施例1〜14、比較例2〜3、参考例1)
導電性組成物(1)〜(14)、(17)〜(19)を、乾燥後の厚みが表1に示す厚みとなるように、集電体となる厚さ20μmのアルミニウム箔(以下、「アルミ」と略記することがある)上にバーコーターを用いて、塗布をした後、80℃で加熱乾燥し、下地層付き集電体(1)〜(14)、(17)〜(19)をそれぞれ得た。
<Current collector with underlayer> (Examples 1 to 14, Comparative examples 2 to 3, Reference example 1)
The conductive compositions (1) to (14) and (17) to (19) were formed into aluminum foil having a thickness of 20 μm (hereinafter, referred to as a current collector) so that the thickness after drying would be the thickness shown in Table 1. (Although abbreviated as "aluminum") is applied using a bar coater, then dried by heating at 80 ° C., and current collectors (1) to (14) and (17) to (19) with a base layer. ) Respectively.

<下地層付き集電体>(実施例15)
導電性組成物(15)を、乾燥後の厚みが3μmとなるように、集電体となる厚さ20μmの銅箔上にバーコーターを用いて塗布をした後、80℃で加熱乾燥し、下地層付き集電体(15)を得た。
<Current collector with underlayer> (Example 15)
The conductive composition (15) was applied using a bar coater on a copper foil having a thickness of 20 μm to serve as a current collector so that the thickness after drying was 3 μm, and then dried by heating at 80 ° C. A collector (15) with a base layer was obtained.

得られた導電性組成物および下地層付き集電体を、表1に示す。   Table 1 shows the obtained conductive composition and current collector with an underlayer.

<リチウムイオン二次電池正極用合材インキ>
電極活物質の一種である正極活物質としてLiNi0.5Mn0.3Co0.2293質量部、導電剤としてアセチレンブラック4質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン3質量部、N―メチルピロリドン45質量部を入れて混合して、電極形成用組成物の一種である正極用合材インキを作製した。
<Compound ink for lithium-ion secondary battery positive electrode>
93 parts by mass of LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 as a positive electrode active material, which is a kind of electrode active material, 4 parts by mass of acetylene black as a conductive agent, 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a binder, and 45 parts by mass of N-methylpyrrolidone. And mixed to prepare a positive electrode mixture ink which is a kind of electrode forming composition.

<リチウムイオン二次電池負極用合材インキ>
電極活物質の一種である負極活物質として人造黒鉛98質量部、カルボキシメチルセルロース1.5%水溶液66.7質量部(固形分として1質量部)をプラネタリーミキサーに入れて混練し、水33質量部、スチレンブタジエンエマルション48質量%水系分散液2.08質量部(固形分として1質量部)を混合して、電極形成用組成物の一種である負極二次電池電極用合材インキを得た。
<Lithium-ion secondary battery negative electrode mixture ink>
As a negative electrode active material, which is a kind of electrode active material, 98 parts by mass of artificial graphite and 66.7 parts by mass of 1.5% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (1 part by mass as solid content) were put into a planetary mixer and kneaded, and 33 parts of water was added. Part, and 2.08 parts by mass of a styrene-butadiene emulsion 48% by mass aqueous dispersion (1 part by mass as a solid content) were mixed to obtain a negative electrode secondary battery electrode mixture ink which is a kind of electrode forming composition. .

<下地層付きリチウムイオン二次電池用正極>(実施例1〜14、比較例2〜3、参考例1)
上述のリチウムイオン二次電池正極用合材インキを、二次電池用下地層付き集電体(1)〜(14)、(17)〜(19)の下地層が形成された面に、乾燥後の目付け量が20mg/cm2となるようにドクターブレードを用いて塗布し、80℃で加熱乾燥した。さらにロールプレスによる圧延処理を行い、合材層の密度が3.1g/cm3となる正極(1)〜(14)、(17)〜(19)をそれぞれ作製した。
<Positive Electrode for Lithium Ion Secondary Battery with Underlayer> (Examples 1 to 14, Comparative Examples 2 to 3, Reference Example 1)
The above-mentioned lithium ion secondary battery positive electrode mixture ink is dried on the surface of the current collectors (1) to (14) and (17) to (19) with an underlayer for a secondary battery on which the underlayer is formed. It was applied using a doctor blade so that the subsequent basis weight would be 20 mg / cm 2, and dried by heating at 80 ° C. Further, a rolling treatment was performed by a roll press to produce positive electrodes (1) to (14) and (17) to (19) having a composite material layer density of 3.1 g / cm 3 .

<下地層なしリチウムイオン二次電池用正極>(実施例15、比較例1用正極)
上述のリチウムイオン二次電池正極用合材インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上に、乾燥後の目付け量が20mg/cm2となるようにとなるようにドクターブレードを用いて塗布し、80℃で加熱乾燥した。さらにロールプレスによる圧延処理を行い、合材層の密度が3.1g/cm3となる正極(15)、(16)をそれぞれ作製した。
<Cathode for Lithium Ion Secondary Battery without Underlayer> (Cathode for Example 15 and Comparative Example 1)
The above-mentioned lithium ion secondary battery positive electrode mixture ink was used on a 20 μm thick aluminum foil as a current collector using a doctor blade so that the basis weight after drying would be 20 mg / cm 2. And then dried by heating at 80 ° C. Further, a rolling treatment was performed by a roll press to produce positive electrodes (15) and (16) having a composite material layer density of 3.1 g / cm 3 .

<下地層なしリチウムイオン二次電池用負極>(実施例1〜14、比較例1〜3、参考例1用負極)
上述のリチウムイオン二次電池負極用合材インキを、乾燥後の目付け量が12mg/cm2となるようにドクターブレードを用いて塗布し、80℃で加熱乾燥した。さらにロールプレスによる圧延処理を行い、合材層の密度が1.5g/cm3となる負極(1)〜(14)、(16)〜(19)をそれぞれ作製した。
<Anode for Lithium Ion Secondary Battery without Underlayer> (Anodes for Examples 1-14, Comparative Examples 1-3, and Reference Example 1)
The above-mentioned lithium ion secondary battery negative electrode mixture ink was applied using a doctor blade so that the basis weight after drying was 12 mg / cm 2, and was heated and dried at 80 ° C. Further, a rolling process was performed by a roll press to produce negative electrodes (1) to (14) and (16) to (19) having a composite material layer density of 1.5 g / cm 3 .

<下地層付きリチウムイオン二次電池用負極>(実施例15)
上述のリチウムイオン二次電池負極用合材インキを、下地層付き集電体(15)の下地層が形成された面に、乾燥後の目付け量が12mg/cm2となるようにドクターブレードを用いて塗布し、80℃で加熱乾燥した。さらにロールプレスによる圧延処理を行い、合材層の密度が1.5g/cm3となる負極(15)を作製した。
<Anode for Lithium Ion Secondary Battery with Underlayer> (Example 15)
A doctor blade was applied to the surface of the current collector (15) having a base layer on which the base layer was formed, so that the basis weight of the lithium ion secondary battery negative electrode composite material ink was 12 mg / cm 2. It was applied, and dried by heating at 80 ° C. Further, a rolling treatment was performed by a roll press to prepare a negative electrode (15) having a composite material layer density of 1.5 g / cm 3 .

<ラミネート型リチウムイオン二次電池>(実施例1〜15、比較例1〜3、参考例1)
表2に示す正極と負極を、各々45mm×40mm、50mm×45mmに打ち抜き、その間に挿入されるセパレーター(多孔質ポリプロプレンフィルム)とをアルミ製ラミネート袋に挿入し、真空乾燥の後、電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを1:1(体積比)の割合で混合した混合溶媒に、LiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水系電解液)を注入した後、アルミ製ラミネートを封口してラミネート型リチウムイオン電池を作製した。ラミネート型リチウムイオン型電池の作製はアルゴンガス置換したグロ−ブボックス内で行い、ラミネート型リチウムイオン型電池作製後、以下に示す方法によって、初期抵抗、抵抗増加、レート特性およびサイクル特性の電池特性評価を行った。
<Laminate type lithium ion secondary battery> (Examples 1 to 15, Comparative examples 1 to 3, Reference example 1)
The positive electrode and the negative electrode shown in Table 2 were punched out into 45 mm × 40 mm and 50 mm × 45 mm, respectively, and a separator (porous polypropylene film) inserted between them was inserted into an aluminum laminate bag, vacuum-dried, and then an electrolytic solution. After injecting (a non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1M into a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate were mixed at a ratio of 1: 1 (volume ratio)), the aluminum laminate was sealed. A laminate type lithium ion battery was produced. The laminate type lithium ion type battery is manufactured in a glove box in which argon gas is replaced. After the laminate type lithium ion type battery is manufactured, the initial resistance, resistance increase, rate characteristics and cycle characteristics of the battery characteristics are measured by the following methods. An evaluation was made.

(抵抗測定)
放電電流12mA(0.2C)にて放電終止電圧3.0Vで定電流放電を行ったラミネート型電池を、インピーダンスアナライザー(biologic社製SP−50)にて500kHzでの抵抗測定を行った。
上述したラミネート型電池を25℃から180℃まで昇温速度10℃/分で一気に加熱し、抵抗測定を行った。25℃で測定した抵抗を初期抵抗とし、下記(式1)により算出される値を抵抗増加とした。
(式1) 抵抗増加=180℃での抵抗値/25℃での抵抗値
初期抵抗および抵抗増加について、以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・初期抵抗
○:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より小さい。優れている。」
△:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗と同等。」
×:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より大きい。劣っている。」
・抵抗増加
○○:「抵抗増加が初期抵抗の10倍以上。特に優れている。」
○:「抵抗増加が初期抵抗の5倍以上、10倍未満。優れている。」
△:「抵抗増加が初期低能の3倍以上、5倍未満。実用可能なレベル。」
×:「抵抗増加が初期抵抗の3倍未満。電流の遮断効果が低い。劣っている。」
(Resistance measurement)
The resistance of the laminate type battery, which was subjected to constant current discharge at a discharge end voltage of 3.0 V at a discharge current of 12 mA (0.2 C), at 500 kHz by an impedance analyzer (SP-50 manufactured by biologic).
The above-mentioned laminated battery was heated from 25 ° C. to 180 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min all at once, and the resistance was measured. The resistance measured at 25 ° C. was taken as the initial resistance, and the value calculated by the following (formula 1) was taken as the resistance increase.
(Equation 1) Resistance increase = resistance value at 180 ° C./resistance value at 25 ° C. Table 2 shows the results of evaluation of initial resistance and resistance increase based on the following criteria.
-Initial resistance ◯: "Initial resistance is smaller than the initial resistance of Comparative Example 1 without the underlayer. Excellent."
Δ: “Initial resistance is equivalent to that of Comparative Example 1 without the underlayer.”
X: "Initial resistance is larger than the initial resistance of Comparative Example 1 without the underlayer. Inferior."
・ Increase in resistance ○ ○: “Increase in resistance is 10 times or more of initial resistance. Particularly excellent.”
◯: “Increase in resistance is 5 times or more and less than 10 times the initial resistance. Excellent.”
Δ: “Increase in resistance is 3 times or more and less than 5 times the initial inefficiency. A practical level”
X: "Increase in resistance is less than three times the initial resistance. Current cutoff effect is low. Poor."

(レート特性)
上述したラミネート電池について、充放電装置(北斗電工社製SM−8)を用い、充放電測定を行った。
充電電流12mA(0.2C)にて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流0.6mAを行った後、放電電流12mA(0.2C)および120mA(2C)で放電終止電圧3.0Vに達するまで定電流放電を行って、それぞれ放電容量を求めた。レート特性は0.2C放電容量と2C放電容量の比、つまり以下(式2)で表される。
(式2) レート特性=2C放電容量/0.2C放電容量×100(%)
以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・レート特性
○:「レート特性が80%以上。優れている。」
△:「レート特性が70以上、80%未満。下地層なしの比較例1のレート特性と同等。」
×:「レート特性が70%未満。劣っている。」
(Rate characteristics)
The above-mentioned laminated battery was subjected to charge / discharge measurement using a charge / discharge device (SM-8 manufactured by Hokuto Denko KK).
Constant current constant voltage charge with charge end voltage 4.2V at charge current 12mA (0.2C) (cutoff current 0.6mA, then discharge end at discharge currents 12mA (0.2C) and 120mA (2C). Constant-current discharge was performed until the voltage reached 3.0 V, and the respective discharge capacities were obtained.The rate characteristics are represented by the ratio of 0.2 C discharge capacity and 2 C discharge capacity, that is, (Formula 2) below.
(Equation 2) Rate characteristic = 2C discharge capacity / 0.2C discharge capacity × 100 (%)
The results evaluated according to the following criteria are shown in Table 2.
-Rate characteristic ◯: "Rate characteristic is 80% or more. Excellent."
Δ: “Rate characteristic is 70 or more and less than 80%. Equivalent to the rate characteristic of Comparative Example 1 without the underlayer.”
X: "Rate characteristic is less than 70%. Inferior."

(サイクル特性)
50℃恒温槽にて充電電流を60mAにて充電終止電圧を4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流0.6mA)を行った後、放電電流60mAで放電終止電圧3.0Vに達するまで定電流放電を行って、初回放電容量を求めた。この充放電サイクルを200回行い、放電容量維持率(初回放電容量に対する200回目の放電容量の百分率)を算出した。以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・サイクル特性
○:「放電容量維持率が85%以上。優れている。」
△:「放電容量維持率が80%以上、85%未満。下地層なしの比較例1の放電容量維持率と同等。」
×:「放電容量維持率が80%未満。劣っている。」
(Cycle characteristics)
After performing constant-current constant-voltage charging (cut-off current 0.6 mA) at a charge current of 60 mA and a charge end voltage of 4.2 V in a 50 ° C. constant temperature bath, the discharge end voltage reaches 3.0 V at a discharge current of 60 mA. The constant current discharge was performed up to and the initial discharge capacity was determined. This charging / discharging cycle was performed 200 times, and the discharge capacity retention ratio (percentage of the discharge capacity at the 200th time with respect to the initial discharge capacity) was calculated. The results evaluated according to the following criteria are shown in Table 2.
・ Cycle characteristics ○: "Discharge capacity maintenance rate is 85% or more. Excellent."
Δ: “Discharge capacity retention rate is 80% or more and less than 85%. Equivalent to the discharge capacity retention rate of Comparative Example 1 without the underlayer.”
X: "Discharge capacity retention rate is less than 80%. Inferior."

表2に示すように、本発明の導電性組成物から形成された下地層を用いることで、電池の内部温度が上昇した場合、電池の内部抵抗が上昇することが確認された。このことから、例えば、内部短絡などにより電池が異常発熱した場合、集電体の抵抗が増大し、電流を遮断することで、電池の発火等を回避するものと考えられる。   As shown in Table 2, it was confirmed that by using the underlayer formed of the conductive composition of the present invention, the internal resistance of the battery was increased when the internal temperature of the battery was increased. From this, for example, when the battery abnormally generates heat due to an internal short circuit or the like, it is considered that the resistance of the current collector increases and the current is cut off to prevent the battery from igniting.

一方、下地層を形成していない比較例1や、黒鉛を含まないまたは黒鉛の比率が少なく、導電性の炭素材料(A)の比表面積が高く、下地層の密度が低い比較例2〜3や参考例1では、電池の内部温度が上昇しても、目立った電池の内部抵抗の上昇は見られなかった。   On the other hand, Comparative Example 1 in which an underlayer is not formed, and Comparative Examples 2 to 3 in which graphite is not included or the ratio of graphite is small, the specific surface area of the conductive carbon material (A) is high, and the density of the underlayer is low. In Reference Example 1, no noticeable increase in the internal resistance of the battery was observed even if the internal temperature of the battery increased.

比較例1は下地層を形成していないため、発熱時に抵抗を増大させる効果がなく、比較例2〜3や参考例1では、発熱時における樹脂の体積膨張に伴う黒鉛の体積膨張が不十分なため、炭素材料同士の導電性を遮断する効果が少なかったためと考えられる。   Since Comparative Example 1 does not form the underlayer, it has no effect of increasing the resistance during heat generation, and in Comparative Examples 2-3 and Reference Example 1, the volume expansion of graphite accompanying the volume expansion of the resin during heat generation is insufficient. Therefore, it is considered that the effect of blocking the conductivity between the carbon materials was small.

<電気二重層キャパシター用正極、負極用合材インキ>
活物質として活性炭(比表面積1800m2/g)85部、導電助剤(アセチレンブラック:デンカブラックHS−100、デンカ社製)5部、カルボキシメチルセルロース(和光純薬工業社製)8部、バインダー(ポリテトラフルオロエチレン30−J:三井・デュポンフロロケミカル社製、60%水系分散体)3.3部(固形分として2部)、水220部を混合して正極、負極用合材インキを作製した。
<Compound ink for positive and negative electrodes for electric double layer capacitors>
85 parts of activated carbon (specific surface area 1800 m 2 / g) as an active material, 5 parts of conduction aid (acetylene black: Denka Black HS-100, manufactured by Denka), 8 parts of carboxymethyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), binder ( Polytetrafluoroethylene 30-J: Mitsui DuPont Fluorochemical Co., 60% aqueous dispersion 3.3 parts (2 parts as solid content) and 220 parts of water are mixed to prepare a composite ink for positive and negative electrodes. did.

<下地層なし電気二重層キャパシター用正極、負極(比較例4、及び評価用対極)>
上述の電気二重層キャパシター用合材インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上に、ドクターブレードを用いて塗布した後、加熱乾燥した後にロールプレスによる圧延処理を行い、電極の厚みが50μmとなる正極および負極を作製した。
<Positive Electrode for Electric Double Layer Capacitor without Underlayer, Negative Electrode (Comparative Example 4, and Counter Electrode for Evaluation)>
The mixture ink for electric double layer capacitors described above was applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm, which is a current collector, using a doctor blade, followed by heating and drying, followed by rolling treatment by a roll press to obtain an electrode thickness. A positive electrode and a negative electrode having a thickness of 50 μm were produced.

<下地層付き電気二重層キャパシター用正極、負極>
(実施例16)
上述の電気二重層キャパシター用合材インキを、実施例1の下地層付き集電体(1)の下地層が形成された面に、ドクターブレードを用いて塗布した後、80℃で加熱乾燥した後、ロールプレスによる圧延処理を行い、厚みが50μmとなる正極を作製した。
<Positive electrode, negative electrode for electric double layer capacitor with underlayer>
(Example 16)
The composite ink for electric double layer capacitors described above was applied to the surface of the current collector (1) with an underlayer of Example 1 on which the underlayer was formed by using a doctor blade and then dried by heating at 80 ° C. After that, rolling treatment was performed by a roll press to produce a positive electrode having a thickness of 50 μm.

(実施例17〜29、比較例5、6、参考例2)
下地層付き集電体(1)を表3に示す集電体に変更した以外は、実施例16と同様にして、正極および負極をそれぞれ作製した。
(Examples 17 to 29, Comparative Examples 5 and 6, Reference Example 2)
A positive electrode and a negative electrode were produced in the same manner as in Example 16, except that the current collector with underlayer (1) was changed to the current collector shown in Table 3.

<電気二重層キャパシター>
表3に示す正極と負極をそれぞれ直径16mmに打ち抜き、その間に挿入されるセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)と、電解液(プロピレンカーボネート溶媒にTEMABF4(四フッ化ホウ素トリエチルメチルアンモニウム)を1Mの濃度で溶解させた非水系電解液)とからなる電気二重層キャパシターを作製した。電気二重層キャパシターはアルゴンガス置換したグロ−ブボックス内で行い、電気二重層キャパシター作製後、所定の電気特性評価を行った。
<Electric double layer capacitor>
Each of the positive electrode and the negative electrode shown in Table 3 was punched out to a diameter of 16 mm, and a separator (porous polypropylene film) inserted between them and an electrolytic solution (propylene carbonate solvent TEMABF 4 (boron tetrafluoride triethylmethylammonium)) at a concentration of 1M. An electric double layer capacitor composed of the non-aqueous electrolyte solution dissolved in. The electric double layer capacitor was carried out in a glove box in which argon gas was replaced, and after the electric double layer capacitor was manufactured, predetermined electric characteristics were evaluated.

(充放電サイクル特性)
得られた電気二重層キャパシターについて、充放電装置を用い、充放電測定を行った。
充電電流10Cレートにて充電終止電圧2.0Vまで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧0Vに達するまで定電流放電を行った。これらの充電・放電サイクルを1サイクルとして5サイクルの充電・放電を繰り返し、5サイクル目の放電容量を初回放電容量とした。(初回放電容量を維持率100%とする)。また、充放電電流レートは、セル容量を1時間で放電出来る電流の大きさを1Cとした。
次に、50℃恒温槽にて充電電流10Cレートにて充電終止電圧2.0Vで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧0Vに達するまで定電流放電を行った。この充放電サイクルを500回行い放電容量維持率の変化率を算出した(100%に近いほど良好)。
○:「変化率が85%以上。優れている。」
△:「変化率が80%以上、85%未満。下地層なしの比較例1の放電容量維持率と同等。」
×:「変化率が80%未満。劣っている。」
(Charge / discharge cycle characteristics)
The obtained electric double layer capacitor was subjected to charge / discharge measurement using a charge / discharge device.
After charging to a charge end voltage of 2.0 V at a charge current of 10 C rate, constant current discharge was performed at a discharge current of 10 C until a discharge end voltage of 0 V was reached. These charging / discharging cycles were set as one cycle, charging / discharging was repeated for 5 cycles, and the discharging capacity at the 5th cycle was defined as the initial discharging capacity. (The initial discharge capacity is 100% maintenance rate). The charging / discharging current rate was set such that the amount of current capable of discharging the cell capacity in 1 hour was 1C.
Next, after charging at a charge current of 10 C at a charge end voltage of 2.0 V in a 50 ° C. constant temperature bath, constant current discharge was performed at a discharge current of 10 C until a discharge end voltage of 0 V was reached. This charge / discharge cycle was repeated 500 times to calculate the change rate of the discharge capacity retention rate (the closer to 100%, the better).
◯: “The change rate is 85% or more. Excellent.”
Δ: “The rate of change is 80% or more and less than 85%. Equivalent to the discharge capacity retention rate of Comparative Example 1 without the underlayer.”
X: "The change rate is less than 80%. Inferior."

(抵抗測定)
充電電流10Cレートにて充電終止電圧2.0Vまで充電を行ったラミネート型電池を、インピーダンスアナライザー(biologic社製SP−50)にて500kHzでの抵抗測定を行った。
上述したラミネート型電池を25℃から180℃まで昇温速度10℃/分で一気に加熱し、抵抗測定を行った。25℃で測定した抵抗を初期抵抗とし、180℃で測定した抵抗値と25℃で測定した抵抗値の商を抵抗増加とした。すなわち抵抗増加は以下(式1)で表される。
(式1) 抵抗増加=180℃での抵抗値/25℃での抵抗値
初期抵抗および抵抗増加について、以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・初期抵抗
○:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より小さい。優れている。」
△:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗と同等。」
×:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より大きい。劣っている。」
・抵抗増加
○○:「抵抗増加が初期抵抗の10倍以上。特に優れている。」
○:「抵抗増加が初期抵抗の5倍以上、10倍未満。優れている。」
△:「抵抗増加が初期低能の3倍以上、5倍未満。実用可能なレベル。」
×:「抵抗増加が初期抵抗の3倍未満。電流の遮断効果が低い。劣っている。」
(Resistance measurement)
The resistance of the laminate type battery charged at a charge current of 10 C to a charge end voltage of 2.0 V was measured at 500 kHz with an impedance analyzer (SP-50 manufactured by biologic).
The above-mentioned laminated battery was heated from 25 ° C. to 180 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min all at once, and the resistance was measured. The resistance measured at 25 ° C. was taken as the initial resistance, and the quotient of the resistance value measured at 180 ° C. and the resistance value measured at 25 ° C. was taken as the resistance increase. That is, the increase in resistance is represented by the following (Equation 1).
(Equation 1) Resistance increase = resistance value at 180 ° C./resistance value at 25 ° C. Table 2 shows the results of evaluation of initial resistance and resistance increase based on the following criteria.
-Initial resistance ◯: "Initial resistance is smaller than the initial resistance of Comparative Example 1 without the underlayer. Excellent."
Δ: “Initial resistance is equivalent to that of Comparative Example 1 without the underlayer.”
X: "Initial resistance is larger than the initial resistance of Comparative Example 1 without the underlayer. Inferior."
・ Increase in resistance ○ ○: “Increase in resistance is 10 times or more of initial resistance. Particularly excellent.”
◯: “Increase in resistance is 5 times or more and less than 10 times the initial resistance. Excellent.”
Δ: “Increase in resistance is 3 times or more and less than 5 times the initial inefficiency. A practical level”
X: "Increase in resistance is less than three times the initial resistance. Current cutoff effect is low. Poor."

<リチウムイオンキャパシター用正極用合材インキ>
活物質として活性炭(比表面積1800m2/g)85部、導電助剤(アセチレンブラック:デンカブラックHS−100、デンカ社製)5部、カルボキシメチルセルロース(和光純薬工業社製)8部、バインダー(ポリテトラフルオロエチレン30−J:三井・デュポンフロロケミカル社製、60%水系分散体)3.3部(固形分として2部)を混合して正極用合材インキを作製した。
<Compound ink for positive electrode for lithium ion capacitor>
85 parts of activated carbon (specific surface area 1800 m 2 / g) as an active material, 5 parts of conduction aid (acetylene black: Denka Black HS-100, manufactured by Denka), 8 parts of carboxymethyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), binder ( Polytetrafluoroethylene 30-J: manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemical Co., Ltd., 60% aqueous dispersion 3.3 parts (2 parts as solid content) were mixed to prepare a positive electrode material mixture ink.

<リチウムイオンキャパシター用負極用合材インキ>
負極活物質として黒鉛90部、導電助剤(アセチレンブラック:デンカブラックHS−100、デンカ社製)5部、ヒドロキシエチルセルロース(和光純薬工業社製)2重量%水溶液175部(固形分として3.5部)をミキサーに入れて混合し、水26.3部、バインダー(SBR:スチレンブタジエン系ラテックス40%水系分散体)3.75部(固形分として1.5部)を混合して、負極用合材インキを作製した。
<Negative electrode mixture ink for lithium-ion capacitors>
90 parts of graphite as a negative electrode active material, 5 parts of a conductive additive (acetylene black: Denka Black HS-100, manufactured by Denka), 175 parts of a 2 wt% aqueous solution of hydroxyethyl cellulose (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) (as a solid content of 3. 5 parts) are put into a mixer and mixed, and 26.3 parts of water and 3.75 parts of binder (SBR: 40% aqueous dispersion of styrene butadiene latex) (1.5 parts as solid content) are mixed to form a negative electrode. A mixed material ink was prepared.

<下地層なしリチウムイオンキャパシター用正極(実施例41、比較例7)>
上述のリチウムイオンキャパシター用正極用合材インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥してロールプレスによる圧延処理を行った後、厚みが60μmとなる正極を作製した。
<Positive Electrode for Lithium Ion Capacitor without Underlayer (Example 41, Comparative Example 7)>
The positive electrode mixture ink for a lithium ion capacitor described above was applied onto a 20 μm thick aluminum foil serving as a current collector using a doctor blade, dried under reduced pressure and subjected to rolling treatment by a roll press. A positive electrode having a thickness of 60 μm was produced.

<下地層付きリチウムイオンキャパシター用正極>
(実施例30)
上述のリチウムイオンキャパシター用正極用合材インキを、実施例1の下地層付き集電体(1)の下地層が形成された面に、ドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥してロールプレスによる圧延処理を行った後、厚みが60μmとなる正極を作製した。
<Positive electrode for lithium-ion capacitor with underlayer>
(Example 30)
The positive electrode mixture ink for a lithium ion capacitor described above was applied to the surface of the current collector (1) with an underlayer of Example 1 on which the underlayer was formed using a doctor blade, followed by heating under reduced pressure and drying. After performing rolling treatment by a roll press, a positive electrode having a thickness of 60 μm was produced.

(実施例31〜40、42、43、比較例8、9、参考例3)
下地層付き集電体(1)を表4に示す集電体に変更した以外は、実施例30と同様にして、正極を得た。
(Examples 31 to 40, 42, 43, Comparative Examples 8, 9 and Reference Example 3)
A positive electrode was obtained in the same manner as in Example 30, except that the collector (1) with the underlayer was changed to the collector shown in Table 4.

<下地層なしリチウムイオンキャパシター用負極(実施例30〜40、42、43、比較例7〜9、参考例3)>
上述のリチウムイオンキャパシター用負極用合材インキを、集電体となる厚さ20μmの銅箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥してロールプレスによる圧延処理を行った後、厚みが45μmとなる負極を作製した。
<Negative Electrode for Lithium Ion Capacitor without Underlayer (Examples 30 to 40, 42, 43, Comparative Examples 7 to 9 and Reference Example 3)>
The above-mentioned negative electrode mixture ink for lithium ion capacitors was applied onto a copper foil having a thickness of 20 μm to be a current collector using a doctor blade, followed by drying under reduced pressure and rolling treatment by a roll press, A negative electrode having a thickness of 45 μm was produced.

<下地層付きリチウムイオンキャパシター用負極>
(実施例41)
上述のリチウムイオンキャパシター用負極用合材インキを、実施例1の下地層付き集電体(1)上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥してロールプレスによる圧延処理を行った後、厚みが45μmとなる負極を作製した。
<Negative electrode for lithium ion capacitor with underlayer>
(Example 41)
The above negative electrode mixture ink for lithium ion capacitors was applied onto the current collector (1) with an underlayer of Example 1 by using a doctor blade, followed by drying under reduced pressure and rolling treatment by a roll press. After that, a negative electrode having a thickness of 45 μm was manufactured.

<リチウムイオンキャパシター>
表4示す正極と、あらかじめリチウムイオンのハーフドープ処理を施した負極を、それぞれ直径16mmの大きさで用意し、その間に挿入されるセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)と、電解液(エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートを1:1:1(体積比)の割合で混合した混合溶媒にLiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水系電解液)とからなるリチウムイオンキャパシターを作製した。リチウムイオンのハーフドープは、ビーカーセル中で負極とリチウム金属の間にセパレーターを挟み、負極容量の約半分の量となるようリチウムイオンを負極にドープして行った。また、リチウムイオンキャパシターはアルゴンガス置換したグロ−ブボックス内で行い、リチウムイオンキャパシター作製後、所定の電気特性評価を行った。
<Lithium-ion capacitor>
A positive electrode shown in Table 4 and a negative electrode half-doped with lithium ions were prepared in a size of 16 mm in diameter, and a separator (porous polypropylene film) inserted between them and an electrolytic solution (ethylene carbonate and dimethyl) were prepared. A lithium ion capacitor composed of a mixed solvent of carbonate and diethyl carbonate in a ratio of 1: 1: 1 (volume ratio) and a non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1 M was produced. Half-doping of lithium ions was performed by sandwiching a separator between a negative electrode and lithium metal in a beaker cell and doping the negative electrode with lithium ions so that the amount of the lithium ions would be about half the negative electrode capacity. Further, the lithium ion capacitor was carried out in a glove box whose atmosphere was replaced with argon gas, and after the lithium ion capacitor was produced, predetermined electric characteristics were evaluated.

(充放電サイクル特性)
得られたリチウムイオンキャパシターについて、充放電装置を用い、充放電測定を行った。
充電電流10Cレートにて充電終止電圧4.0Vまで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧2.0Vに達するまで定電流放電を行った。これらの充電・放電サイクルを1サイクルとして5サイクルの充電・放電を繰り返し、5サイクル目の放電容量を初回放電容量とした。(初回放電容量を維持率100%とする)。
次に、50℃恒温槽にて充電電流10Cレートにて充電終止電圧4.0Vで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧2.0Vに達するまで定電流放電を行った。この充放電サイクルを500回行い放電容量維持率の変化率を算出した(100%に近いほど良好)。
○:「変化率が85%以上。優れている。」
△:「変化率が80%以上、85%未満。下地層なしの比較例1の放電容量維持率と同等。」
×:「変化率が80%未満。劣っている。」
(Charge / discharge cycle characteristics)
The obtained lithium ion capacitor was subjected to charge / discharge measurement using a charge / discharge device.
After charging to a charge end voltage of 4.0 V at a charge current of 10 C, constant current discharge was performed at a discharge current of 10 C until a discharge end voltage of 2.0 V was reached. These charging / discharging cycles were set as one cycle, charging / discharging was repeated for 5 cycles, and the discharging capacity at the 5th cycle was defined as the initial discharging capacity. (The initial discharge capacity is 100% maintenance rate).
Next, after charging at a charge current of 10 C at a charge end voltage of 4.0 V in a 50 ° C. constant temperature bath, constant current discharge was performed at a discharge current of 10 C until a discharge end voltage of 2.0 V was reached. This charge / discharge cycle was repeated 500 times to calculate the change rate of the discharge capacity retention rate (the closer to 100%, the better).
◯: “The change rate is 85% or more. Excellent.”
Δ: “The rate of change is 80% or more and less than 85%. Equivalent to the discharge capacity retention rate of Comparative Example 1 without the underlayer.”
X: "The change rate is less than 80%. Inferior."

(抵抗測定)
充電電流10Cレートにて充電終止電圧4.0Vまで充電を行ったラミネート型電池を、インピーダンスアナライザー(biologic社製SP−50)にて500kHzでの抵抗測定を行った。
上述したラミネート型電池を25℃から180℃まで昇温速度10℃/分で一気に加熱し、抵抗測定を行った。25℃で測定した抵抗を初期抵抗とし、180℃で測定した抵抗値と25℃で測定した抵抗値の商を抵抗増加とした。すなわち抵抗増加は以下(式1)で表される。
(式1) 抵抗増加=180℃での抵抗値/25℃での抵抗値
初期抵抗および抵抗増加について、以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・初期抵抗
○:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より小さい。優れている。」
△:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗と同等。」
×:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より大きい。劣っている。」
・抵抗増加
○○:「抵抗増加が初期抵抗の10倍以上。特に優れている。」
○:「抵抗増加が初期抵抗の5倍以上、10倍未満。優れている。」
△:「抵抗増加が初期低能の3倍以上、5倍未満。実用可能なレベル。」
×:「抵抗増加が初期抵抗の3倍未満。電流の遮断効果が低い。劣っている。」
(Resistance measurement)
The resistance of the laminate type battery charged at a charge current of 10 C to a charge end voltage of 4.0 V was measured at 500 kHz with an impedance analyzer (SP-50 manufactured by biologic).
The above-mentioned laminated battery was heated from 25 ° C. to 180 ° C. at a heating rate of 10 ° C./min all at once, and the resistance was measured. The resistance measured at 25 ° C. was taken as the initial resistance, and the quotient of the resistance value measured at 180 ° C. and the resistance value measured at 25 ° C. was taken as the resistance increase. That is, the increase in resistance is represented by the following (Equation 1).
(Equation 1) Resistance increase = resistance value at 180 ° C./resistance value at 25 ° C. Table 2 shows the results of evaluation of initial resistance and resistance increase based on the following criteria.
-Initial resistance ◯: "Initial resistance is smaller than the initial resistance of Comparative Example 1 without the underlayer. Excellent."
Δ: “Initial resistance is equivalent to that of Comparative Example 1 without the underlayer.”
X: "Initial resistance is larger than the initial resistance of Comparative Example 1 without the underlayer. Inferior."
・ Increase in resistance ○ ○: “Increase in resistance is 10 times or more of initial resistance. Particularly excellent.”
◯: “Increase in resistance is 5 times or more and less than 10 times the initial resistance. Excellent.”
Δ: “Increase in resistance is 3 times or more and less than 5 times the initial inefficiency. A practical level”
X: "Increase in resistance is less than three times the initial resistance. Current cutoff effect is low. Poor."

また、表3、表4に示すように、電気二重層キャパシターや、リチウムイオンキャパシターでもリチウムイオン二次電池の実施例と同様の効果を得ることが確認できた。   Further, as shown in Tables 3 and 4, it was confirmed that the electric double layer capacitor and the lithium ion capacitor had the same effects as those of the examples of the lithium ion secondary battery.

以上の結果から、本発明によって、蓄電デバイスの出力特性等に優れ、過充電や内部短絡などにより蓄電デバイスの内部温度が上昇した場合に、内部抵抗を上昇させることで流れる電流を抑制することで、電池の安全性を高める機能を備えた非水電解質二次電池などの蓄電デバイスを形成するための導電性組成物を提供することができる。   From the above results, according to the present invention, it is possible to suppress the current flowing by increasing the internal resistance when the internal temperature of the electricity storage device rises due to overcharge, internal short-circuiting, etc. It is possible to provide a conductive composition for forming a power storage device such as a non-aqueous electrolyte secondary battery having a function of enhancing battery safety.

Claims (7)

導電性の炭素材料(A)と、水溶性樹脂(B)と、水分散樹脂微粒子(C)と、水性液状媒体(D)とを含有してなる蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物であって、前記水分散樹脂微粒子が少なくともオレフィン系樹脂微粒子を含み、導電性組成物の固形分の合計100質量%中、導電性の炭素材料(A)の含有率が、30〜70質量%であり、水溶性樹脂(B)の含有率が、1〜40質量%であり、水分散樹脂微粒子(C)の含有率が、20〜60質量%であり、導電性の炭素材料(A)の総比表面積が30m2/g以下であることを特徴とする蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物。 Conductivity for forming an underlayer of an electrode for an electricity storage device, which contains a conductive carbon material (A), a water-soluble resin (B), water-dispersed resin fine particles (C), and an aqueous liquid medium (D) In the composition, the water-dispersed resin fine particles contain at least olefin-based resin fine particles, and the content of the conductive carbon material (A) is 30 to 70 in the total solid content of 100% by mass of the conductive composition. The content of the water-soluble resin (B) is 1 to 40 mass%, the content of the water-dispersed resin fine particles (C) is 20 to 60 mass%, and the conductive carbon material ( A total specific surface area of A) is 30 m 2 / g or less, a conductive composition for forming an underlayer of an electrode for an electricity storage device. 導電性の炭素材料(A)が、少なくとも黒鉛を含み、導電性の炭素材料(A)中の黒鉛の含有率が、60〜100質量%である請求項1に記載の下地層形成用導電性組成物。 The conductive carbon material (A) contains at least graphite, and the content ratio of graphite in the conductive carbon material (A) is 60 to 100% by mass. Composition. 水分散樹脂微粒子(C)に含まれるオレフィン系樹脂微粒子が、カルボニル基を有するポリオレフィン樹脂微粒子であり、ポリオレフィン樹脂微粒子の赤外吸収スペクトルにおいて、2800〜3000cm-1の最大ピーク高さ(極大吸光度)(X)と、1690〜1740cm-1の最大ピーク高さ(極大吸光度)(Y)との比(Y)/(X)が、0.05〜1.0であることを特徴とする請求項1または2に記載の下地層形成用導電性組成物。 The olefin resin fine particles contained in the water-dispersed resin fine particles (C) are polyolefin resin fine particles having a carbonyl group, and the infrared absorption spectrum of the polyolefin resin fine particles has a maximum peak height of 2800 to 3000 cm -1 (maximum absorbance). The ratio (Y) / (X) of (X) and the maximum peak height (maximum absorbance) (Y) of 1690 to 1740 cm −1 is 0.05 to 1.0. 1. The underlayer-forming conductive composition as described in 1 or 2. 集電体と、請求項1〜3いずれかに記載の蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物から形成された下地層とを有する蓄電デバイス用下地層付き集電体。 A current collector with an underlayer for an electricity storage device, comprising a current collector and an underlayer formed from the conductive composition for forming an underlayer of an electrode for an electricity storage device according to claim 1. 集電体と、請求項1〜3いずれかに記載の蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物から形成された下地層と、電極活物質とバインダーとを含有する電極形成用組成物から形成された合材層とを有する蓄電デバイス用電極。 An electrode forming composition comprising a current collector, an underlayer formed from the conductive composition for forming an underlayer of an electrode for an electricity storage device according to any one of claims 1 to 3, an electrode active material and a binder. An electrode for a power storage device having a composite material layer formed from. 正極と負極と電解液とを具備する蓄電デバイスであって、前記正極または前記負極の少なくとも一方が請求項5に記載の蓄電デバイス用電極である、蓄電デバイス。 An electricity storage device comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for an electricity storage device according to claim 5. 蓄電デバイスが、非水電解質二次電池、電気二重層キャパシターまたはリチウムイオンキャパシターのいずれかである請求項6に記載の蓄電デバイス。 The power storage device according to claim 6, wherein the power storage device is a non-aqueous electrolyte secondary battery, an electric double layer capacitor or a lithium ion capacitor.
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