JP6735538B2 - Electrode manufacturing method and battery manufacturing method - Google Patents

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Description

本発明は、電極前駆体に関する。より詳しくは、特に亜鉛負極を含む電池に好適に用いることができる電極前駆体、該電極前駆体を用いて構成される電極、該電極を用いて構成される電池、これらの製造方法に関する。 The present invention relates to electrode precursors. More specifically, the present invention relates to an electrode precursor that can be preferably used for a battery including a zinc negative electrode, an electrode that includes the electrode precursor, a battery that includes the electrode, and a method for producing these.

近年、小型携帯機器から自動車等大型用途まで多くの産業において、電池の重要性が急速に高まっており、主にその容量、エネルギー密度や二次電池化(蓄電池化)の面において優位性を持つ新たな電池系が種々開発・改良されている。
これら多様な電池の中で、亜鉛種を負極活物質とし、亜鉛負極が、電池の普及とともに古くから研究されてきた。亜鉛負極を用いる電池としては、一次電池、二次電池、空気電池等が挙げられ、例えば、正極活物質に空気中の酸素を用いる空気・亜鉛電池(正極が正極活物質を保持しない)、正極活物質にニッケル含有化合物を用いるニッケル・亜鉛電池、正極活物質にマンガン含有化合物を用いるマンガン・亜鉛電池や亜鉛イオン電池、正極活物質に酸化銀を使用する銀・亜鉛電池等が研究及び開発され、特に、空気・亜鉛一次電池、マンガン・亜鉛一次電池、銀・亜鉛一次電池は実用化され、広く世界で使用されている。
亜鉛負極を用いて構成される二次電池は、安価であり、エネルギー密度が高いことから、広く世界で使用されることが期待されるところである。
In recent years, the importance of batteries is rapidly increasing in many industries, from small portable devices to large-scale applications such as automobiles, and they have an advantage mainly in terms of their capacity, energy density, and conversion to secondary batteries (storage batteries). Various new battery systems have been developed and improved.
Among these various batteries, a zinc negative electrode using a zinc species as a negative electrode active material has been studied for a long time with the spread of batteries. Examples of batteries that use zinc negative electrodes include primary batteries, secondary batteries, and air batteries. For example, air/zinc batteries that use oxygen in the air as the positive electrode active material (the positive electrode does not hold the positive electrode active material), the positive electrode. Research and development of nickel-zinc batteries that use nickel-containing compounds as active materials, manganese-zinc batteries and zinc-ion batteries that use manganese-containing compounds as positive electrode active materials, and silver-zinc batteries that use silver oxide as positive electrode active materials. Especially, the air/zinc primary battery, the manganese/zinc primary battery, and the silver/zinc primary battery have been put into practical use and widely used in the world.
A secondary battery constructed using a zinc negative electrode is inexpensive and has a high energy density, and thus is expected to be widely used in the world.

二次電池(蓄電池)においては、正極と負極のそれぞれが、通常、活物質と呼ばれる電気化学反応を生じる原材料を備える。活物質の量が充放電できる容量となる。このような二次電池等の電池を構成する際、まず集電体が用意され、そこにスラリー状又はペースト状に調製された活物質を含む混合物を集電体に塗布又は圧延にて貼り付ける。最後に、セパレータを介して正極と負極を対面させ、電解液を注入することで二次電池等の電池が構成される(例えば、特許文献1参照。)。 In a secondary battery (storage battery), each of the positive electrode and the negative electrode is usually provided with a raw material called an active material that causes an electrochemical reaction. The amount of the active material becomes the chargeable/dischargeable capacity. When constructing a battery such as such a secondary battery, first, a current collector is prepared, and a mixture containing an active material prepared in the form of a slurry or paste is applied to the current collector by coating or rolling. .. Finally, the positive electrode and the negative electrode are opposed to each other via the separator, and the electrolytic solution is injected to form a battery such as a secondary battery (see, for example, Patent Document 1).

国際公開第2013/27767号International Publication No. 2013/27767

上記のとおり、亜鉛負極等の従来の電極は、集電体と活物質とを電気的に充分に接触させるために、スラリー状又はペースト状(以下、スラリー状等とも言う。)の電極前駆体を集電体上に塗布した後に圧延ロール等でプレスして成形したり、当該電極前駆体を金属発泡体である集電体の孔に含浸して成形したりして構成される。スラリー状又はペースト状は、不安定な状態であるため、保管する間に固形物質の沈降や、水分の蒸発による固化といった経時的変化が生じる。これを防ぐため、スラリー状等の電極前駆体を調製後、速やかに集電体に塗布等されることが一般的である。 As described above, a conventional electrode such as a zinc negative electrode is a slurry-like or paste-like (hereinafter also referred to as slurry-like) electrode precursor in order to bring the current collector and the active material into sufficient electrical contact. Is applied onto a current collector and then pressed by a rolling roll or the like to be molded, or the electrode precursor is impregnated into holes of a current collector which is a metal foam to be molded. Since the slurry or paste is in an unstable state, it changes with time such as settling of a solid substance and solidification due to evaporation of water during storage. In order to prevent this, it is common to prepare an electrode precursor in the form of a slurry and then apply it to a current collector immediately.

以上のことから、二次電池等の電池を組み立てるためには、電池の組立設備だけではなく、スラリー状等の電極前駆体の調製から電極の形成までを一貫して行うための設備や原材料・人員・時間等の各種資源が必要であった。また、電極形成後においては、得られる活物質層と集電体とが容易に分離できなかった。したがって、電池の設計に応じて活物質層を様々な寸法にあわせるときは、活物質層を集電体と共にカットすることとなり、不要な部分の活物質だけを集めてリサイクルすることは困難であった。また、従来は、活物質層部分だけで商品として流通されていなかった。 From the above, in order to assemble a battery such as a secondary battery, not only the battery assembling equipment, but also equipment and raw materials for consistently performing from the preparation of the electrode precursor in the form of a slurry to the formation of the electrode Various resources such as personnel and time were needed. Further, after the formation of the electrode, the active material layer obtained and the current collector could not be easily separated. Therefore, when adjusting the active material layer to various dimensions according to the design of the battery, the active material layer is cut together with the current collector, and it is difficult to collect and recycle only the unnecessary portion of the active material. It was Further, conventionally, only the active material layer portion has not been distributed as a product.

本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、電池を容易に製造でき、電極形成時の自由度がより高く、材料を無駄なく使用する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for easily manufacturing a battery, having a higher degree of freedom when forming an electrode, and using a material without waste.

本発明者は、電池を容易に製造でき、電極形成時の自由度がより高く、材料を無駄なく使用する方法を種々検討し、電極の活物質層を形成する材料となる電極前駆体に着目した。
本発明者は、溶媒含有量が0.1質量%以下である電極前駆体とし、この電極前駆体を集電体に接するように配置して電極を構成することとした。本発明者は、溶媒含有量が0.1質量%以下である電極前駆体を集電体に接するように配置すれば、集電体と活物質とが電気的に接触することで電極として機能でき、優れた充放電特性を有する電池を製造できることを見出した。
The present inventor examined various methods of easily manufacturing a battery, having a higher degree of freedom in forming an electrode, and using a material without waste, and focusing on an electrode precursor which is a material for forming an active material layer of an electrode. did.
The present inventor has determined that an electrode precursor having a solvent content of 0.1% by mass or less, and disposing the electrode precursor in contact with a current collector to form an electrode. The present inventor functions as an electrode by disposing an electrode precursor having a solvent content of 0.1% by mass or less in contact with the current collector so that the current collector and the active material electrically contact with each other. It has been found that a battery having excellent charge/discharge characteristics can be manufactured.

そして、本発明者は、溶媒含有量が0.1質量%以下の電極前駆体が、固体状態で安定化されたものであるため、従来のスラリー状等の電極前駆体とは異なり、保管しても上述した経時的変化が無く、調製後速やかに集電体と一体化させて電極を形成する必要が無いことを見出した。その結果、スラリー状等の電極前駆体の調製から電極の形成(集電体との一体化)までを一貫して行うための設備や各種資源が必要なくなる。また、電極形成時に集電体を自由に選ぶことができ、更に、必要に応じて電極前駆体を重ね合わせることもでき、その結果、得られる電極の各種性能を適宜調整することが可能となる。そして、電極形成時に、電池の設計に応じて活物質層部分だけを所望のサイズにカットすることができ、不要な部分をカットした際に発生する切れ端等を収集して再度成形し直すことで容易にリサイクルすることも可能であり、電極前駆体を無駄なく使い切ることができる。また、上記のように固体状態で安定化された電極前駆体は、集電体と一体化されないまま活物質層部分だけで流通されるものである。本発明者は、上記の利点を見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。 Then, the present inventor, since the electrode precursor having a solvent content of 0.1% by mass or less is stabilized in a solid state, unlike the conventional electrode precursor in the form of a slurry, it is stored. However, it has been found that there is no change with time as described above, and there is no need to form an electrode by integrating with the current collector immediately after preparation. As a result, equipment and various resources for consistently performing from the preparation of the electrode precursor in the form of slurry to the formation of the electrode (integration with the current collector) are unnecessary. Further, the collector can be freely selected at the time of forming the electrode, and the electrode precursors can be overlapped with each other as necessary, and as a result, various performances of the obtained electrode can be appropriately adjusted. .. Then, at the time of electrode formation, only the active material layer portion can be cut to a desired size according to the design of the battery, and the scraps and the like generated when the unnecessary portion is cut can be collected and remolded. It can be easily recycled, and the electrode precursor can be used up without waste. The electrode precursor stabilized in the solid state as described above is distributed only in the active material layer portion without being integrated with the current collector. The present inventor has reached the present invention by discovering the above-mentioned advantages and realizing that the above-mentioned problems can be solved satisfactorily.

すなわち本発明は、活物質とポリマーとを含む電極前駆体であって、上記電極前駆体は、溶媒含有量が0.1質量%以下であり、集電体に接するように配置して活物質層を形成するために用いられる電極前駆体である。
本発明はまた、集電体と活物質層とを含んで構成される電極であって、上記活物質層は、本発明の電極前駆体を集電体に接するように配置して形成される電極である。
本発明は更に、本発明の電極を用いて構成される電池である。
本発明はそして、集電体と活物質層とを含んで構成される電極を製造する方法であって、上記方法は、活物質とポリマーとを含み、溶媒含有量が0.1質量%以下である電極前駆体を集電体に接するように配置して該電極を構成する工程を含む電極の製造方法である。
本発明はまた、電池を製造する方法であって、上記方法は、活物質とポリマーとを含み、溶媒含有量が0.1質量%以下である電極前駆体を集電体に接するように配置して、集電体と活物質層とを含んで構成される電極を構成する工程、及び、上記電極を用いて電池を構成する工程を含む電池の製造方法である。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
That is, the present invention is an electrode precursor containing an active material and a polymer, wherein the electrode precursor has a solvent content of 0.1% by mass or less and is arranged so as to be in contact with a current collector. It is an electrode precursor used to form a layer.
The present invention also provides an electrode including a current collector and an active material layer, wherein the active material layer is formed by disposing the electrode precursor of the present invention in contact with the current collector. It is an electrode.
The invention is further a battery constructed using the electrodes of the invention.
The present invention is also a method for producing an electrode including a current collector and an active material layer, wherein the method includes an active material and a polymer and has a solvent content of 0.1% by mass or less. Is a method for manufacturing an electrode, which comprises a step of arranging the electrode precursor as described above so as to be in contact with a current collector to form the electrode.
The present invention is also a method for producing a battery, wherein the method comprises placing an electrode precursor containing an active material and a polymer and having a solvent content of 0.1% by mass or less in contact with a current collector. Then, the method for producing a battery includes the steps of forming an electrode including a current collector and an active material layer, and the step of forming a battery using the electrode.
The present invention is described in detail below.
It should be noted that a combination of two or more of the individual preferred embodiments of the present invention described below is also a preferred embodiment of the present invention.

<電極前駆体>
本発明の電極前駆体は、溶媒含有量が0.1質量%以下であることを特徴とする。
本発明の電極前駆体は、溶媒含有量が0.05質量%以下であることが好ましく、0.03質量%以下であることがより好ましく、0.01質量%以下であることが更に好ましい。上記溶媒含有量の下限は特に限定されず、0質量%であってもよい。
上記溶媒含有量とは、電極前駆体全体100質量%中の溶媒の含有量を意味する。
上記溶媒含有量は、本発明の電極前駆体を加熱等による乾燥工程を経て調製した場合は、乾燥工程により溶媒成分が蒸発した後に残った溶媒の質量を算出し、当該溶媒の質量の、電極前駆体全体の質量に対する百分率として算出することができる。
<Electrode precursor>
The electrode precursor of the present invention is characterized by having a solvent content of 0.1% by mass or less.
The electrode precursor of the present invention preferably has a solvent content of 0.05% by mass or less, more preferably 0.03% by mass or less, and further preferably 0.01% by mass or less. The lower limit of the solvent content is not particularly limited and may be 0% by mass.
The solvent content means the content of the solvent in 100% by mass of the entire electrode precursor.
The solvent content, when the electrode precursor of the present invention is prepared through a drying step such as heating, calculate the mass of the solvent remaining after the solvent component is evaporated by the drying step, the mass of the solvent, the electrode It can be calculated as a percentage of the total mass of the precursor.

本発明の電極前駆体が含む溶媒としては、水;エタノール、アセトン、イソプロピルアルコール、ブタノール、酢酸ブチル、N−メチルピロリドン等の有機溶媒が挙げられ、これらの1種又は2種以上を用いることができる。 Examples of the solvent contained in the electrode precursor of the present invention include water; organic solvents such as ethanol, acetone, isopropyl alcohol, butanol, butyl acetate, and N-methylpyrrolidone, and one or more of these may be used. it can.

本発明の電極前駆体は、集電体上に接するように配置して用いるものであり、集電体をもたないものである。
集電体とは、電池を構成したときに、正極及び負極のそれぞれにおいて、活物質層よりも、正極と負極とが電気的に接続される経路側に配置される集電体を言う。
本発明の電極前駆体は、成形体であり、その形状は、電池の設計に応じて活物質層として好適な形状とすることができ、特に限定されないが、例えば柱状であることが好ましく、角柱状であることがより好ましく、ブロック状(直方体形状)であることが更に好ましい。
The electrode precursor of the present invention is arranged so as to be in contact with a current collector and used, and does not have a current collector.
The current collector refers to a current collector that is arranged closer to a path, which is electrically connected to the positive electrode and the negative electrode than the active material layer, in each of the positive electrode and the negative electrode when a battery is formed.
The electrode precursor of the present invention is a molded body, and the shape thereof can be a shape suitable as an active material layer depending on the design of the battery and is not particularly limited, but it is preferably, for example, columnar, and The columnar shape is more preferable, and the block shape (rectangular solid shape) is further preferable.

本発明の電極前駆体は、集電体をもたず、通常、電気抵抗が1×10Ωcm以上であるが、集電体上に接するように配置して用いるものである限り、電気抵抗の下限は特に限定されず、例えば後述する導電助剤を含み、電気抵抗が1×10Ωcm未満となるものであっても構わない。電極としての導電性能を発揮する観点からは、該電気抵抗は、例えば、1×10Ωcm以下であることが好ましく、1×10Ωcm以下であることがより好ましい。
上記電気抵抗は、テスターにより測定されるものである。
The electrode precursor of the present invention does not have a current collector and usually has an electric resistance of 1×10 6 Ωcm or more, but as long as it is arranged so as to be in contact with the current collector, the electric resistance The lower limit of is not particularly limited, and may include, for example, a conductive auxiliary agent described later and have an electric resistance of less than 1×10 6 Ωcm. From the viewpoint of exhibiting the conductive performance as an electrode, the electric resistance is, for example, preferably 1×10 9 Ωcm or less, and more preferably 1×10 8 Ωcm or less.
The electric resistance is measured by a tester.

本発明の電極前駆体は、真密度に対するみかけ密度の割合が、20%以上であることが好ましく、40%以上であることがより好ましく、60%以上であることが更に好ましい。また、該真密度に対するみかけ密度の割合は、90%以下であることが好ましく、80%以下であることがより好ましい。 In the electrode precursor of the present invention, the ratio of the apparent density to the true density is preferably 20% or more, more preferably 40% or more, and further preferably 60% or more. Further, the ratio of the apparent density to the true density is preferably 90% or less, and more preferably 80% or less.

本発明の電極前駆体が含むポリマーとしては、ポリエチレンやポリプロピレン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリスチレン等に代表される芳香族基含有ポリマー;アルキレングリコール等に代表されるエーテル基含有ポリマー;ポリビニルアルコールやポリ(α−ヒドロキシメチルアクリル酸塩)等に代表される水酸基含有ポリマー;ポリアミド、ナイロン、ポリアクリルアミド、ポリビニルピロリドンやN−置換ポリアクリルアミド等に代表されるアミド結合含有ポリマー;ポリマレイミド等に代表されるイミド結合含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸、ポリマレイン酸、ポリイタコン酸、ポリメチレングルタル酸等に代表されるカルボキシル基含有ポリマー;ポリ(メタ)アクリル酸塩、ポリマレイン酸塩、ポリイタコン酸塩、ポリメチレングルタル酸塩等に代表されるカルボン酸塩含有ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のハロゲン含有ポリマー;エポキシ樹脂等のエポキシ基が開環することにより結合したポリマー;スルホン酸塩部位含有ポリマー;ARB(Aは、N又はPを表す。Bは、ハロゲンアニオンやOH等のアニオンを表す。R、R、Rは、同一又は異なって、炭素数1〜7のアルキル基、ヒドロキシアルキル基、アルキルカルボキシル基、芳香環基を表す。R、R、Rは、結合して環構造を形成してもよい。)で表される基が結合したポリマーに代表される第四級アンモニウム塩や第四級ホスホニウム塩含有ポリマー;陽イオン・陰イオン交換膜等に使用されるイオン交換性重合体;天然ゴム;スチレンブタジエンゴム(SBR)等に代表される人工ゴム;セルロース、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース(例えば、ヒドロキシエチルセルロース)、カルボキシメチルセルロース、キチン、キトサン、アルギン酸(塩)等に代表される糖類;ポリエチレンイミンに代表されるアミノ基含有ポリマー;カルバメート基部位含有ポリマー;カルバミド基部位含有ポリマー;エポキシ基部位含有ポリマー;複素環、及び/又は、イオン化した複素環部位含有ポリマー;ポリマーアロイ;ヘテロ原子含有ポリマー;低分子量界面活性剤などが挙げられる。これらのポリマーは、電極前駆体のバインダーとしてはたらき、例えば得られる電極においてクラックの発生を防止できる。 Examples of the polymer contained in the electrode precursor of the present invention include hydrocarbon moiety-containing polymers such as polyethylene and polypropylene, aromatic group-containing polymers such as polystyrene; ether group-containing polymers such as alkylene glycol; polyvinyl alcohol and Hydroxyl group-containing polymers represented by poly(α-hydroxymethyl acrylate); amide bond-containing polymers represented by polyamide, nylon, polyacrylamide, polyvinylpyrrolidone, N-substituted polyacrylamide, etc.; represented by polymaleimide, etc. Imido bond-containing polymer; carboxyl group-containing polymer represented by poly(meth)acrylic acid, polymaleic acid, polyitaconic acid, polymethyleneglutaric acid, etc.; poly(meth)acrylic acid salt, polymaleic acid salt, polyitaconic acid salt, poly Carboxylate-containing polymers typified by methylene glutarate; halogen-containing polymers such as polyvinyl chloride, polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene; polymers in which epoxy groups such as epoxy resins are bonded by ring opening; sulfones AR 1 R 2 R 3 B (A represents N or P. B represents a halogen anion or anion such as OH −. R 1 , R 2 and R 3 are the same or different. Represents an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, a hydroxyalkyl group, an alkylcarboxyl group, and an aromatic ring group. R 1 , R 2 , and R 3 may combine to form a ring structure). Polymers containing a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt, which are represented by polymers to which groups are bonded; ion-exchangeable polymers used for cation/anion exchange membranes; natural rubber; styrene-butadiene rubber ( SBR) and the like artificial rubber; cellulose, cellulose acetate, hydroxyalkyl cellulose (eg, hydroxyethyl cellulose), carboxymethyl cellulose, chitin, chitosan, alginic acid (salt) and the like saccharide; polyethyleneimine, an amino Group-containing polymer; Carbamate group-containing polymer; Carbamide group-containing polymer; Epoxy group-containing polymer; Heterocycle and/or ionized heterocycle-containing polymer; Polymer alloy; Heteroatom-containing polymer; Low molecular weight surfactant And so on. These polymers act as a binder for the electrode precursor and can prevent the occurrence of cracks in the resulting electrode, for example.

本発明の電極前駆体が含むポリマーとしては、上記のものの中でも、ハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基及びエーテル基からなる群より選択される少なくとも1種を含有するポリマーが好ましい。カルボキシル基の代りにカルボン酸塩を有するポリマーも好ましい。より好ましくは、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素含有ポリマーである。フッ素含有ポリマーを用いると、活物質及びポリマーを混錬する際に、ペースト化しやすくなり、扱いやすくなる。また、ポリマーの繊維化が促進されるため、得られる電極においてクラックの発生を防止できる効果が顕著なものとなる。 As the polymer contained in the electrode precursor of the present invention, among the above polymers, a polymer containing at least one selected from the group consisting of a halogen atom, a carboxyl group, a hydroxyl group and an ether group is preferable. Polymers having carboxylates instead of carboxyl groups are also preferred. More preferred are fluorine-containing polymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene. When the fluorine-containing polymer is used, it becomes easy to form a paste when kneading the active material and the polymer, and it becomes easy to handle. In addition, since the fiber formation of the polymer is promoted, the effect of preventing the occurrence of cracks in the obtained electrode becomes remarkable.

ポリマーはその構成単位に該当するモノマーより、ラジカル重合、ラジカル(交互)共重合、アニオン重合、アニオン(交互)共重合、カチオン重合、カチオン(交互)共重合、グラフト重合、グラフト(交互)共重合、リビング重合、リビング(交互)共重合、分散重合、乳化重合、懸濁重合、開環重合、環化重合、光、紫外線や電子線照射による重合、メタセシス重合、電解重合等により得ることができる。これらポリマーが官能基を有する場合には、それを主鎖及び/又は側鎖に有していても良く、架橋剤との結合部位として存在しても良い。これらポリマーは、1種を用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
上記ポリマーは、層状複水化合物や、それ以外の有機架橋剤化合物により、エステル結合、アミド結合、イオン結合、ファンデルワールス結合、アゴスチック相互作用、水素結合、アセタール結合、ケタール結合、エーテル結合、ペルオキシド結合、炭素−炭素結合、炭素−窒素結合、炭素−酸素結合、炭素−硫黄結合、カルバメート結合、チオカルバメート結合、カルバミド結合、チオカルバミド結合、オキサゾリン部位含有結合、トリアジン結合等を介して、架橋されていてもよい。
A polymer is radical polymerization, radical (alternating) copolymerization, anionic polymerization, anionic (alternating) copolymerization, cationic polymerization, cationic (alternating) copolymerization, graft polymerization, graft (alternating) copolymerization from a monomer corresponding to its constitutional unit. , Living polymerization, living (alternating) copolymerization, dispersion polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization, ring-opening polymerization, cyclization polymerization, polymerization by light, UV or electron beam irradiation, metathesis polymerization, electrolytic polymerization, etc. .. When these polymers have a functional group, the functional group may be present in the main chain and/or the side chain, and may be present as a binding site with the crosslinking agent. These polymers may be used alone or in combination of two or more.
The polymer is a layered double water compound or an organic cross-linking agent compound other than the ester bond, amide bond, ionic bond, van der Waals bond, agostic interaction, hydrogen bond, acetal bond, ketal bond, ether bond, peroxide. Crosslinked via a bond, a carbon-carbon bond, a carbon-nitrogen bond, a carbon-oxygen bond, a carbon-sulfur bond, a carbamate bond, a thiocarbamate bond, a carbamide bond, a thiocarbamide bond, an oxazoline moiety-containing bond, a triazine bond, etc. May be.

上記ポリマーは、重量平均分子量が、200〜7000000であることが好ましい。これにより、電極前駆体のイオン伝導性や可とう性等を調節することができる。ポリマーの重量平均分子量は、より好ましくは、400〜6500000であり、更に好ましくは、500〜5000000である。
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することができる。
The polymer preferably has a weight average molecular weight of 200 to 7,000,000. Thereby, the ionic conductivity and flexibility of the electrode precursor can be adjusted. The weight average molecular weight of the polymer is more preferably 400 to 65,000,000, and further preferably 500 to 5,000,000.
The weight average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC).

上記電極前駆体におけるポリマーの割合としては、電極前駆体が含む活物質及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、0.1〜30質量%であることが好ましい。該ポリマーの割合は、より好ましくは、0.3〜15質量%であり、更に好ましくは、0.5〜10質量%であり、特に好ましくは、1〜5質量%である。
なお、本発明の電極前駆体を、圧延により脱水時に生じる空隙を減らして高密度化した場合は、得られる電極において空隙に起因するクラックの発生をより抑制できることから、電極前駆体中の上記ポリマーの割合を小さくして(例えば、3質量%未満として)導電性能を高めた形態が一層好ましいものとなる。
The proportion of the polymer in the electrode precursor is preferably 0.1 to 30 mass% with respect to the total 100 mass% of the active material and the polymer (solid content) contained in the electrode precursor. The proportion of the polymer is more preferably 0.3 to 15% by mass, further preferably 0.5 to 10% by mass, and particularly preferably 1 to 5% by mass.
In addition, when the electrode precursor of the present invention is densified by reducing the voids generated during dehydration by rolling, it is possible to further suppress the occurrence of cracks due to the voids in the obtained electrode, and thus the polymer in the electrode precursor. It is more preferable to use a form in which the conductivity ratio is improved by reducing the ratio of (for example, less than 3% by mass).

本発明の電極前駆体が含む電極活物質は、亜鉛種又はカドミウム種を含むことが好ましい。本発明の電極前駆体は、これらの金属種を活物質として含む場合に、電極前駆体から形成される活物質層と集電体とを一体化することができ、優れた充放電特性を有する電池を製造できる。なお、ここで、金属種とは、金属単体又は金属化合物を意味する。
カドミウム種としては、金属カドミウム単体が挙げられ、亜鉛種としては、下記のものが挙げられる。
本発明の電極前駆体が含む活物質は、亜鉛種であることが好ましい。これにより、亜鉛種を含む電極前駆体を集電体に接するように配置して形成される電極は、亜鉛が充放電等の過程でイオン化し、移動できるため、当初集電体と活物質層との間に隙間があっても、隙間が埋まって密着性が高くなる。これにより、優れた充放電特性を有する電池を製造できる。亜鉛負極は、デンドライトが析出するといった独自の性質を有するが、一方で、電池の使用中に活物質層と集電体とを一体化できる性質を有し、活物質と集電体とを圧延等により予め密着させることが重要ではない。本発明を亜鉛負極に適用した場合、当該性質を有効に活用できる。なお、亜鉛負極以外にも、電池中で使用したときに活物質がイオン化して溶解・析出する電極(例えば、カドミウム負極)であれば同様に活物質層と集電体とを一体化できる。
The electrode active material contained in the electrode precursor of the present invention preferably contains zinc species or cadmium species. When the electrode precursor of the present invention contains these metal species as the active material, the active material layer formed from the electrode precursor and the current collector can be integrated, and has excellent charge/discharge characteristics. Batteries can be manufactured. Here, the metal species means a simple metal or a metal compound.
Examples of the cadmium species include simple metal cadmium, and examples of the zinc species include the following.
The active material contained in the electrode precursor of the present invention is preferably a zinc species. As a result, the electrode formed by disposing the electrode precursor containing the zinc species so as to contact the current collector has a structure in which the zinc ionizes and moves during a process such as charging and discharging, so that the current collector and the active material layer are initially formed. Even if there is a gap between and, the gap is filled and the adhesion is improved. As a result, a battery having excellent charge/discharge characteristics can be manufactured. The zinc negative electrode has a unique property that dendrite precipitates, but on the other hand, it has a property that the active material layer and the current collector can be integrated during use of the battery, and the active material and the current collector are rolled. It is not important to adhere them in advance by such means. When the present invention is applied to a zinc negative electrode, this property can be effectively utilized. In addition to the zinc negative electrode, the active material layer and the current collector can be similarly integrated as long as the electrode is an electrode (for example, a cadmium negative electrode) in which the active material is ionized and dissolved/precipitated when used in a battery.

本発明の電極前駆体が含む亜鉛種としては、金属亜鉛単体の他、亜鉛含有化合物は、活物質として用いることができるものであればよく、例えば、酸化亜鉛(JIS K1410(2006年)に規定する1種/2種/3種)や、水酸化亜鉛・硫化亜鉛・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩・テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩・亜鉛ハロゲン化合物・亜鉛カルボキシラート化合物・亜鉛合金・亜鉛固溶体・ホウ酸亜鉛・リン酸亜鉛・リン酸水素亜鉛・ケイ酸亜鉛・アルミン酸亜鉛・炭酸化合物・炭酸水素化合物・硝酸化合物・硫酸化合物等に代表される周期表の第1族〜第17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する亜鉛(合金)化合物、有機亜鉛化合物、亜鉛化合物塩等が挙げられる。
これらの中でも、酸化亜鉛(JIS K1410(2006年)に規定する1種/2種/3種)、水酸化亜鉛、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ金属塩、テトラヒドロキシ亜鉛アルカリ土類金属塩、亜鉛ハロゲン化合物、亜鉛カルボキシラート化合物、亜鉛合金、亜鉛固溶体、ホウ酸亜鉛、リン酸亜鉛、ケイ酸亜鉛、アルミン酸亜鉛、炭酸亜鉛、周期表の第1族〜第17族に属する元素からなる群より選択される少なくとも1つの元素を有する亜鉛(合金)化合物がより好ましい。上記亜鉛合金は、(アルカリ)乾電池や空気電池に使用される亜鉛合金であってもよい。上記亜鉛含有化合物は、1種でも2種以上でも使用することができる。
As the zinc species contained in the electrode precursor of the present invention, in addition to metallic zinc alone, a zinc-containing compound may be used as long as it can be used as an active material, for example, zinc oxide (JIS K1410 (2006)). 1 type/2 type/3 types), zinc hydroxide, zinc sulfide, tetrahydroxyzinc alkali metal salt, tetrahydroxyzinc alkaline earth metal salt, zinc halogen compound, zinc carboxylate compound, zinc alloy, zinc solid solution, Belongs to Groups 1 to 17 of the periodic table represented by zinc borate, zinc phosphate, zinc hydrogen phosphate, zinc silicate, zinc aluminate, carbonic acid compounds, hydrogen carbonate compounds, nitric acid compounds, sulfuric acid compounds, etc. Examples thereof include zinc (alloy) compounds having at least one element selected from the group consisting of elements, organic zinc compounds, and zinc compound salts.
Among these, zinc oxide (1 type/2 types/3 types specified in JIS K1410 (2006)), zinc hydroxide, tetrahydroxyzinc alkali metal salt, tetrahydroxyzinc alkaline earth metal salt, zinc halogen compound, Zinc carboxylate compound, zinc alloy, zinc solid solution, zinc borate, zinc phosphate, zinc silicate, zinc aluminate, zinc carbonate, selected from the group consisting of elements belonging to Groups 1 to 17 of the periodic table More preferred are zinc (alloy) compounds having at least one element. The zinc alloy may be a zinc alloy used in (alkaline) dry batteries and air batteries. The zinc-containing compound may be used alone or in combination of two or more.

上記活物質として用いる亜鉛種は、平均粒子径が1nm〜500μmであることが好ましい。より好ましくは5nm〜200μmであり、更に好ましくは10nm〜100μmであり、特に好ましくは、10nm〜60μmである。
亜鉛種の平均粒子径は、粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
The zinc species used as the active material preferably has an average particle size of 1 nm to 500 μm. The thickness is more preferably 5 nm to 200 μm, still more preferably 10 nm to 100 μm, and particularly preferably 10 nm to 60 μm.
The average particle size of zinc species can be measured using a particle size distribution measuring device.

本発明の電極前駆体が活物質として含む金属種の割合は、電極前駆体が含む活物質及びポリマー(固形分)の合計100質量%に対して、50〜99.9質量%であることが好ましい。活物質の割合がこのような範囲であると、電極前駆体を用いて形成される電極が、電池容量の点でもより充分なものとなる。該金属種の割合は、より好ましくは、55〜99.5質量%であり、更に好ましくは、60〜99質量%である。 The ratio of the metal species contained in the electrode precursor of the present invention as an active material is 50 to 99.9 mass% with respect to the total 100 mass% of the active material contained in the electrode precursor and the polymer (solid content). preferable. When the ratio of the active material is within such a range, the electrode formed using the electrode precursor will be more sufficient in terms of battery capacity. The ratio of the metal species is more preferably 55 to 99.5% by mass, and further preferably 60 to 99% by mass.

本発明の電極前駆体は、これを用いて作成した二次電池等の電池で水含有電解液を使用した場合に生じるおそれのある水の分解副反応を抑制するために、元素の単体又はこれらの元素を構成元素とする化合物を含ませたものであってもよい。特定の元素としては、Al、B、Ba、Bi、Br、C、Ca、Cd、Ce、Cl、Cu、Eu、F、Ga、Hg、In、La、Mg、Mn、N、Nb、Nd、Ni、P、Pb、S、Sb、Sc、Si、Sm、Sn、Sr、Ti、Tl、Y、Zr等が挙げられる。 The electrode precursor of the present invention, in order to suppress water decomposition side reactions that may occur when a water-containing electrolytic solution is used in a battery such as a secondary battery prepared by using the element precursor or these A compound containing the element as a constituent element may be included. Specific elements include Al, B, Ba, Bi, Br, C, Ca, Cd, Ce, Cl, Cu, Eu, F, Ga, Hg, In, La, Mg, Mn, N, Nb, Nd, Examples thereof include Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Si, Sm, Sn, Sr, Ti, Tl, Y and Zr.

本発明の電極前駆体は、更に導電助剤を含むことが好ましい。導電助剤を含むことで、電極前駆体を用いて形成される活物質層の導電性能が高くなり、活物質層に含まれる活物質を有効に利用して電池の容量を更に高めることができる。
上記導電助剤としては、例えば、導電性カーボン、導電性セラミックス、亜鉛・亜鉛末・亜鉛合金・(アルカリ)(蓄)乾電池や空気電池に使用される亜鉛(以下、纏めて金属亜鉛とも称する)、銅・真鍮・ニッケル・銀・ビスマス・インジウム・鉛・錫等の金属等の1種又は2種以上を用いることができる。
The electrode precursor of the present invention preferably further contains a conductive auxiliary agent. By including the conductive additive, the conductive performance of the active material layer formed by using the electrode precursor is enhanced, and the active material contained in the active material layer can be effectively used to further increase the capacity of the battery. ..
Examples of the conductive aid include conductive carbon, conductive ceramics, zinc/zinc dust/zinc alloy/(alkaline) (storage) zinc used in dry batteries and air batteries (hereinafter also collectively referred to as metallic zinc). It is possible to use one or more of metals such as copper, brass, nickel, silver, bismuth, indium, lead and tin.

上記導電性カーボンとしては、天然黒鉛・人造黒鉛等の黒鉛、グラッシーカーボン、アモルファス炭素、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、カーボンナノフォーム、活性炭、グラフェン、ナノグラフェン、グラフェンナノリボン、フラーレン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相法炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、金属によりコートしたカーボン、カーボンコートした金属、ファイバー状カーボン、ホウ素含有カーボン、窒素含有カーボン、多層/単層カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、バルカン、アセチレンブラック、酸素含有官能基を導入することにより親水処理したカーボン、SiCコートカーボン、分散・乳化・懸濁・マイクロサスペンジョン重合等により表面処理したカーボン、マイクロカプセルカーボン等が挙げられる。 As the conductive carbon, graphite such as natural graphite and artificial graphite, glassy carbon, amorphous carbon, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, carbon nanofoam, activated carbon, graphene, nanographene, graphene nanoribbon, fullerene, carbon black, Graphitized carbon black, Ketjen black, vapor grown carbon fiber, pitch carbon fiber, mesocarbon microbeads, carbon coated with metal, carbon coated metal, fibrous carbon, boron-containing carbon, nitrogen-containing carbon, multi-layer/ Single-walled carbon nanotubes, carbon nanohorns, vulcanes, acetylene black, carbon hydrophilically treated by introducing oxygen-containing functional groups, SiC-coated carbon, surface-treated carbon by dispersion/emulsion/suspension/microsuspension polymerization, microcapsules Examples thereof include carbon.

上記導電性セラミックスとしては、例えば、酸化亜鉛と共に焼成したBi、Co、Nb、及び、Yから選ばれる少なくとも1種を含有する化合物等が挙げられる。 Examples of the conductive ceramics include a compound containing at least one selected from Bi, Co, Nb, and Y, which is fired with zinc oxide.

上記導電助剤の中でも、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛、易黒鉛化炭素、難黒鉛化炭素、グラフェン、カーボンブラック、黒鉛化カーボンブラック、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、ファイバー状カーボン、多層/単層カーボンナノチューブ、バルカン、アセチレンブラック、酸素含有官能基を導入することにより親水処理したカーボン、金属亜鉛、銅・真鍮・ニッケル・銀・ビスマス・インジウム・鉛・錫等の金属が好ましい。なお、金属亜鉛はアルカリ(蓄)電池や空気電池のような実電池に使用されるものであってもよく、表面を他元素やカーボン等で処理されたものであってもよいし、合金化されていてもよい。固溶体であってもよい。上記導電助剤は、1種でも2種以上でも使用することができる。 Among the above conductive assistants, natural graphite, graphite such as artificial graphite, graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, graphene, carbon black, graphitized carbon black, Ketjen black, vapor grown carbon fiber, pitch-based carbon fiber , Mesocarbon microbeads, fibrous carbon, multi-wall/single-wall carbon nanotubes, vulcan, acetylene black, carbon hydrophilically treated by introducing oxygen-containing functional groups, metal zinc, copper/brass/nickel/silver/bismuth/indium -Metal such as lead and tin is preferable. The metallic zinc may be used in an actual battery such as an alkaline (storage) battery or an air battery, or may be one whose surface is treated with another element or carbon, or may be alloyed. It may have been done. It may be a solid solution. The above-mentioned conductive aid may be used alone or in combination of two or more.

上記金属亜鉛は活物質としても働くことが可能である。言い換えれば、電池の使用の過程で、導電助剤である金属亜鉛は酸化還元反応をおこなって活物質としても機能する。なお、同様に、電池の使用の過程で、活物質である亜鉛含有化合物から生成する金属亜鉛は導電助剤としても機能する。負極等の電極の調製段階で合剤として加える金属亜鉛及び亜鉛含有化合物は、電池の使用の過程では、活物質かつ導電助剤として実質的に機能する。 The metallic zinc can also function as an active material. In other words, in the process of using the battery, the metal zinc, which is a conductive aid, undergoes a redox reaction and also functions as an active material. Similarly, in the process of using the battery, metallic zinc produced from the zinc-containing compound that is the active material also functions as a conductive additive. Metal zinc and a zinc-containing compound, which are added as a mixture at the stage of preparing an electrode such as a negative electrode, substantially function as an active material and a conductive auxiliary agent during the process of using the battery.

上記導電助剤には、水含有電解液を使用した場合の水の分解副反応を抑制するため、上述した特定の元素と同様の元素の単体又はこれらの元素を構成元素とする化合物を含ませたものであってもよい。導電性カーボンを導電助剤の一つとして使用する場合には、特定の元素としては、Al、B、Ba、Bi、C、Ca、Cd、Ce、Cu、F、Ga、In、La、Mg、Mn、N、Nb、Nd、Ni、P、Pb、S、Sb、Sc、Si、Sn、Ti、Tl、Y、Zrが好ましい。 In order to suppress the decomposition side reaction of water when the water-containing electrolytic solution is used, the conductive additive contains a simple substance of the same element as the above-mentioned specific element or a compound having these elements as constituent elements. It may be one. When conductive carbon is used as one of the conductive assistants, specific elements include Al, B, Ba, Bi, C, Ca, Cd, Ce, Cu, F, Ga, In, La and Mg. , Mn, N, Nb, Nd, Ni, P, Pb, S, Sb, Sc, Si, Sn, Ti, Tl, Y and Zr are preferable.

上記導電助剤の電極前駆体中の含有割合は、電極前駆体中の活物質100質量%に対して、0.0001〜100質量%であることが好ましい。導電助剤の含有割合がこのような範囲であると、活物質層を含んで構成される電極を電池に用いた場合に、より良好な電池性能を発揮する。より好ましくは、0.0005〜60質量%であり、更に好ましくは、0.001〜40質量%である。
なお、電極前駆体の成分として金属亜鉛を使用する場合には、金属亜鉛は活物質ではなく、導電助剤として考えて計算する。また、亜鉛種を活物質とする本発明の電極前駆体では、亜鉛含有化合物である酸化亜鉛や水酸化亜鉛等から電池の使用の過程で生成する金属亜鉛は、系中で導電助剤としての機能も果たすことになるが、電極前駆体や電極(亜鉛負極)調製時には0価の金属亜鉛ではないため、ここでは導電助剤と考えず、活物質と考えて計算する。すなわち、上記活物質、導電助剤の好ましい含有割合は、電極前駆体や電極(亜鉛負極)調製時における亜鉛含有化合物は活物質として考え、金属亜鉛は導電助剤として考えて計算する。
The content ratio of the conductive additive in the electrode precursor is preferably 0.0001 to 100 mass% with respect to 100 mass% of the active material in the electrode precursor. When the content ratio of the conductive additive is in such a range, better battery performance is exhibited when the electrode including the active material layer is used in the battery. It is more preferably 0.0005 to 60% by mass, and even more preferably 0.001 to 40% by mass.
In addition, when using metallic zinc as a component of an electrode precursor, it considers metallic zinc as an electroconductive auxiliary agent rather than an active material, and calculates it. Further, in the electrode precursor of the present invention using a zinc species as an active material, metallic zinc produced in the process of using the battery from zinc oxide, zinc hydroxide or the like which is a zinc-containing compound is used as a conductive auxiliary agent in the system. Although it also has a function, it is not considered as a conductive auxiliary agent here because it is not a zero-valent metal zinc at the time of preparing an electrode precursor or an electrode (zinc negative electrode). That is, the preferable content ratios of the active material and the conductive additive are calculated by considering the zinc-containing compound at the time of preparing the electrode precursor and the electrode (zinc negative electrode) as the active material and the metallic zinc as the conductive additive.

本発明の電極前駆体は、亜鉛種、ポリマー、溶媒以外のその他の成分を1種又は2種以上含んでいてもよい。
その他の成分は、特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、導電性セラミックス等が挙げられる。その他の成分は、イオン伝導性を補助する等の働きが可能である。
The electrode precursor of the present invention may contain one or more components other than zinc species, polymers, and solvents.
Other components are not particularly limited, and examples thereof include alumina, silica, conductive ceramics, and the like. Other components can function to assist ionic conductivity.

本発明の電極前駆体は、上述した電極前駆体の各種成分を混錬してスラリー状等の電極前駆体とし、これを脱水・圧延等し、必要に応じてオーブン等で加熱して調製することができる。このように、本発明の電極前駆体は、圧延工程を経て得られたものであることが好ましい。なお、圧延により、電極前駆体中において脱水時に生じる空隙を減少させ、高密度化し、これにより得られる電極において空隙に起因するクラックの発生を抑制できる。脱水・圧延は、不織布を介して行ってもよい。 The electrode precursor of the present invention is prepared by kneading various components of the electrode precursor described above into an electrode precursor in the form of a slurry, dehydrating and rolling the same, and heating in an oven or the like as necessary. be able to. As described above, the electrode precursor of the present invention is preferably obtained through the rolling process. By rolling, the voids generated during dehydration in the electrode precursor can be reduced and the density can be increased, and the generation of cracks due to the voids can be suppressed in the resulting electrode. Dehydration/rolling may be performed via a nonwoven fabric.

<電極>
本発明はまた、集電体と活物質層とを含んで構成される電極であって、上記活物質層は、上述した本発明の電極前駆体を集電体に接するように配置して形成される電極でもある。
「電極前駆体を集電体に接するように配置して活物質層を形成する」は、後述するとおりである。
本発明の電極前駆体を用いて形成される電極は、従来のものよりも容易に形成することができる。
<Electrode>
The present invention also provides an electrode including a current collector and an active material layer, wherein the active material layer is formed by disposing the electrode precursor of the present invention described above in contact with the current collector. It is also used as an electrode.
“The electrode precursor is placed in contact with the current collector to form the active material layer” is as described later.
The electrode formed using the electrode precursor of the present invention can be formed more easily than the conventional one.

本発明の電極が含む活物質層は、厚みが0.1mm以上であることが好ましく、0.2mm以上であることがより好ましく、0.3mm以上であることが更に好ましい。また、該活物質層の厚みは、10mm以下であることが好ましい。
なお、ここでいう活物質層の厚みは、活物質層全体の厚みを意味し、複数の電極前駆体が積層して形成された構造の活物質層の場合、当該活物質層全体の厚みを意味する。なお、本発明の電極が含む活物質層は、集電用の導電部材を含まない電極前駆体を重ね合わせて形成することができる等、形成時の自由度が高いため、例えば、活物質層の厚みが厚く容量の大きな電極を容易に形成することができる。
活物質層の厚みは、マイクロメーター等により測定することができる。
The thickness of the active material layer included in the electrode of the present invention is preferably 0.1 mm or more, more preferably 0.2 mm or more, and further preferably 0.3 mm or more. Further, the thickness of the active material layer is preferably 10 mm or less.
Note that the thickness of the active material layer here means the thickness of the entire active material layer, and in the case of an active material layer having a structure formed by stacking a plurality of electrode precursors, the thickness of the entire active material layer is means. Note that the active material layer included in the electrode of the present invention can be formed by stacking electrode precursors that do not include a conductive member for collecting current, and thus has a high degree of freedom during formation, and thus, for example, the active material layer It is possible to easily form an electrode having a large thickness and a large capacity.
The thickness of the active material layer can be measured with a micrometer or the like.

本発明の電極が含む活物質層の好ましい形状は、上述した本発明の電極前駆体の好ましい形状と同様である。 The preferable shape of the active material layer included in the electrode of the present invention is the same as the preferable shape of the electrode precursor of the present invention described above.

本発明の電極が含む活物質層は、1つの電極前駆体のみから形成された構造であってもよく、複数の電極前駆体が積層して形成された構造であってもよい。
複数の電極前駆体が積層して形成された構造の活物質層においては、それぞれの電極前駆体の各種成分の種類・割合は、同じであってもよく、異なっていてもよい。必要であれば、特定の成分の割合が異なる複数の電極前駆体を積層させることにより、活物質層の厚み方向に当該成分割合の分布がある活物質層を作製することも可能である。
The active material layer included in the electrode of the present invention may have a structure formed from only one electrode precursor or may have a structure formed by stacking a plurality of electrode precursors.
In the active material layer having a structure formed by stacking a plurality of electrode precursors, the types and proportions of various components of each electrode precursor may be the same or different. If necessary, it is possible to produce an active material layer having a distribution of the component ratio in the thickness direction of the active material layer by laminating a plurality of electrode precursors having different ratios of the specific components.

本発明の電極を構成する集電体としては、(電解)銅箔、銅メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡銅、パンチング銅、真鍮等の銅合金、真鍮箔、真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)、発泡真鍮、パンチング真鍮、ニッケル箔、耐食性ニッケル、ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)、パンチングニッケル、金属亜鉛、耐食性金属亜鉛、亜鉛箔、亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)、(パンチング)鋼板、導電性を付与した不織布;Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等を添加した(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・不織布;Ni・Zn・Sn・Pb・Hg・Bi・In・Tl・真鍮等によりメッキされた(電解)銅箔・銅メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡銅・パンチング銅・真鍮等の銅合金・真鍮箔・真鍮メッシュ(エキスパンドメタル)・発泡真鍮・パンチング真鍮・ニッケル箔・耐食性ニッケル・ニッケルメッシュ(エキスパンドメタル)・パンチングニッケル・金属亜鉛・耐食性金属亜鉛・亜鉛箔・亜鉛メッシュ(エキスパンドメタル)・(パンチング)鋼板・不織布;銀;アルカリ(蓄)電池や空気亜鉛電池に集電体や容器として使用される材料等が挙げられる。 As the current collector constituting the electrode of the present invention, (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), copper foam, punching copper, copper alloy such as brass, brass foil, brass mesh (expanded metal), foam brass , Punching brass, nickel foil, corrosion resistant nickel, nickel mesh (expanded metal), punching nickel, metal zinc, corrosion resistant metal zinc, zinc foil, zinc mesh (expanded metal), (punching) steel plate, non-woven fabric with conductivity; Ni・Zinc, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, brass added (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloy such as brass, brass foil, brass mesh (Expanded Metal) / Foamed Brass / Punching Brass / Nickel Foil / Corrosion Resistant Nickel / Nickel Mesh (Expanded Metal) / Punching Nickel / Metal Zinc / Corrosion Resistant Metal Zinc / Zinc Foil / Zinc Mesh (Expanded Metal) / (Punching) Steel Plate / Nonwoven Fabric ; Ni, Zn, Sn, Pb, Hg, Bi, In, Tl, brass plated (electrolytic) copper foil, copper mesh (expanded metal), foamed copper, punched copper, copper alloy such as brass, brass foil・Brass mesh (expanded metal) ・Foamed brass ・Punching brass ・Nickel foil ・Corrosion resistant nickel ・Nickel mesh (expanded metal) ・Punching nickel ・Metal zinc ・Corrosion resistant metal zinc ・Zinc foil ・Zinc mesh (expanded metal) ・(Punching) Steel plates/nonwoven fabrics; silver; materials used as current collectors and containers for alkaline (storage) batteries and zinc-air batteries.

<電極の製造方法>
本発明は更に、集電体と活物質層とを含んで構成される電極を製造する方法であって、上記方法は、活物質とポリマーとを含み、溶媒含有量が0.1質量%以下である電極前駆体を集電体に接するように配置して該電極を構成する工程を含む電極の製造方法でもある。
上記「電極前駆体を集電体に接するように配置して該電極を構成する」は、本明細書中、上記電極前駆体を集電体上に塗工・圧着・接着・圧電・圧延・延伸・溶融等したりする必要はなく、固体状態の電極前駆体の少なくとも一部が集電体の少なくとも一部に接触するように配置すればよい。これにより、活物質と集電体とが電気的に接続され、電池を駆動できる電極を形成できる。本発明の電極が、複数の電極前駆体が積層して形成された構造のものである場合も、結着材等を用いる等して電極前駆体間を結着させる必要はなく、本発明の電極前駆体を複数重ね合わせればよい。
なお、本発明の電極前駆体を集電体上に圧着等して活物質層を形成したり、結着材等を用いる等して電極前駆体間を結着したりしても構わない。
<Method of manufacturing electrode>
The present invention further provides a method for producing an electrode including a current collector and an active material layer, the method including an active material and a polymer, and having a solvent content of 0.1% by mass or less. It is also a method for producing an electrode, which comprises a step of arranging the electrode precursor which is in contact with a current collector to form the electrode.
In the present specification, "the electrode precursor is arranged so as to be in contact with the current collector to form the electrode" means that in the present specification, the electrode precursor is coated, pressure-bonded, bonded, piezoelectric, rolled, on the current collector. It is not necessary to stretch or melt, and it may be arranged so that at least a part of the solid-state electrode precursor is in contact with at least a part of the current collector. Thereby, the active material and the current collector are electrically connected to each other, and an electrode capable of driving the battery can be formed. Even when the electrode of the present invention has a structure formed by laminating a plurality of electrode precursors, it is not necessary to bind the electrode precursors by using a binder or the like. A plurality of electrode precursors may be superposed.
The electrode precursor of the present invention may be pressure-bonded onto the current collector to form an active material layer, or a binder or the like may be used to bind the electrode precursors.

上記電極前駆体を集電体に接するように配置する際に、電極前駆体の集電体に接する部分(電極前駆体が直方体形状等の柱状である場合は、底面積)が、集電体の電極前駆体に接する部分よりも大きいときは、本発明の電極前駆体をカットして容易にサイズ調整することができる。電極前駆体の集電体に接する部分の面積は、電池の設計に応じて適宜決定することができる。
なお、カット時に発生した切れ端等の部材は、公知の方法で粉砕し、水等の溶媒を加えて再度混錬し、その後、必要に応じて脱水・圧延等することにより、再度本発明の電極前駆体を得ることができる。
When the electrode precursor is placed in contact with the current collector, the portion of the electrode precursor in contact with the current collector (the bottom area when the electrode precursor is a columnar shape such as a rectangular parallelepiped) is the current collector. When it is larger than the portion in contact with the electrode precursor, the electrode precursor of the present invention can be cut to easily adjust the size. The area of the portion of the electrode precursor that comes into contact with the current collector can be appropriately determined according to the design of the battery.
Incidentally, the member such as a cut end generated at the time of cutting is pulverized by a known method, re-kneaded by adding a solvent such as water, and then dehydrated/rolled, etc., if necessary, so that the electrode of the present invention can be obtained again. A precursor can be obtained.

<電池>
本発明はそして、上述した本発明の電極を用いて構成される電池でもある。
上述したとおり、本発明の電池は、本発明の電極を用いて構成されることにより、充分に駆動できるとともに、容易に製造でき、また、組立時の自由度が高いものである。
<Battery>
The present invention is also a battery constructed using the electrode of the present invention described above.
As described above, the battery of the present invention, which is configured by using the electrode of the present invention, can be sufficiently driven, can be easily manufactured, and has a high degree of freedom in assembly.

本発明の電池が、亜鉛種を活物質とする亜鉛負極として本発明の電極を含む電池である場合、正極活物質としては、一次電池や二次電池の正極活物質として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、酸素(酸素が正極活物質となる場合、正極は、酸素の還元や水の酸化が可能なペロブスカイト型化合物、コバルト含有化合物、鉄含有化合物、銅含有化合物、マンガン含有化合物、白金含有化合物等より構成される空気極となる)、オキシ水酸化ニッケル、水酸化ニッケル、コバルト含有水酸化ニッケル等のニッケル化合物、酸化銀などが挙げられる。これらの中でも、例えば、正極活物質がニッケル化合物であることが好ましい。
また、正極活物質が酸素であることもまた好ましい。上述したとおり、本発明の電極が含む活物質層は、集電用の導電部材を含まない電極前駆体を重ね合わせて形成することができる等、形成時の自由度が高いため、容易に活物質層の厚みを厚くすることができる。したがって、本発明の電池が、容量を大きくするために負極活物質の厚みを厚くすることが求められる亜鉛空気電池であることが好ましい。言い換えれば、本発明の電池が空気亜鉛電池であることは、本発明の好適な実施形態の1つである。
また、本発明の電極を負極として使用した電池の形態としては、一次電池、充放電が可能な二次電池、メカニカルチャージ(亜鉛負極の機械的な交換)の利用、本発明の負極と上述したような正極活物質より構成される正極とは別の第3極の利用等、いずれの形態であっても良い。
When the battery of the present invention is a battery including the electrode of the present invention as a zinc negative electrode having a zinc species as an active material, the positive electrode active material used is one usually used as the positive electrode active material of primary batteries or secondary batteries. It can be, but is not particularly limited, for example, oxygen (when oxygen becomes a positive electrode active material, the positive electrode is a perovskite type compound capable of reducing oxygen or oxidizing water, a cobalt-containing compound, an iron-containing compound, a copper-containing compound , An air electrode composed of a manganese-containing compound, a platinum-containing compound, and the like), nickel compounds such as nickel oxyhydroxide, nickel hydroxide, and cobalt-containing nickel hydroxide, and silver oxide. Among these, for example, the positive electrode active material is preferably a nickel compound.
It is also preferable that the positive electrode active material is oxygen. As described above, the active material layer included in the electrode of the present invention has a high degree of freedom during formation, such as being able to be formed by stacking electrode precursors that do not include a conductive member for current collection, and thus can be easily activated. The thickness of the substance layer can be increased. Therefore, the battery of the present invention is preferably a zinc-air battery in which it is required to increase the thickness of the negative electrode active material in order to increase the capacity. In other words, it is one of the preferred embodiments of the present invention that the battery of the present invention is a zinc-air battery.
In addition, as a form of a battery using the electrode of the present invention as a negative electrode, a primary battery, a rechargeable secondary battery, use of mechanical charge (mechanical replacement of zinc negative electrode), the negative electrode of the present invention are described above. Any form such as the use of a third pole different from the positive electrode composed of such a positive electrode active material may be used.

本発明の電池に用いる電解液としては、蓄電池の電解液として通常用いられるものを用いることができ、特に制限されないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、メチルテトラヒドロフラン、ジエトキシエタン、ジメチルスルホキシド、スルホラン、アセトニトリル、ベンゾニトリル、イオン性液体、フッ素含有カーボネート類、フッ素含有エーテル類、ポリエチレングリコール類、フッ素含有ポリエチレングリコール類等が挙げられる。上記有機溶剤系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。水系電解液としては、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液、硫酸亜鉛水溶液、硝酸亜鉛水溶液、リン酸亜鉛水溶液、酢酸亜鉛水溶液等などが挙げられる。これらの中でも、水酸化カリウム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化リチウム水溶液といったアルカリ性電解質が好ましい。上記水系電解液は、1種でも2種以上でも使用することができる。水系電解液は、上記有機溶剤系電解液を含んでいてもよい。 As the electrolytic solution used in the battery of the present invention, those usually used as an electrolytic solution of a storage battery can be used, and are not particularly limited, but for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, dimethoxy. Methane, diethoxymethane, dimethoxyethane, tetrahydrofuran, methyltetrahydrofuran, diethoxyethane, dimethylsulfoxide, sulfolane, acetonitrile, benzonitrile, ionic liquid, fluorine-containing carbonates, fluorine-containing ethers, polyethylene glycols, fluorine-containing polyethylene glycol And the like. The organic solvent-based electrolytic solution may be used alone or in combination of two or more. Examples of the aqueous electrolyte include potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, lithium hydroxide aqueous solution, zinc sulfate aqueous solution, zinc nitrate aqueous solution, zinc phosphate aqueous solution, zinc acetate aqueous solution and the like. Among these, alkaline electrolytes such as potassium hydroxide aqueous solution, sodium hydroxide aqueous solution, and lithium hydroxide aqueous solution are preferable. The water-based electrolytic solution may be used alone or in combination of two or more. The aqueous electrolytic solution may include the organic solvent electrolytic solution described above.

本発明の電池としては、更に、セパレータを使用することもできる。セパレータは、正極と負極を隔離し、電解液を保持して正極と負極との間のイオン伝導性を確保する部材であればよい。セパレータとして特に制限はないが、不織布、濾紙、ポリエチレンやポリプロピレン等の炭化水素部位含有ポリマー、ポリテトラフルオロエチレン部位含有ポリマー、ポリフッ化ビニリデン部位含有ポリマー、セルロース、フィブリル化セルロース、ビスコースレイヨン、酢酸セルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール含有ポリマー、セロファン、ポリスチレン等の芳香環部位含有ポリマー、ポリアクリロニトリル部位含有ポリマー、ポリアクリルアミド部位含有ポリマー、ポリハロゲン化ビニル部位含有ポリマー、ポリアミド部位含有ポリマー、ポリイミド部位含有ポリマー、ナイロン等のエステル部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸部位含有ポリマー、ポリ(メタ)アクリル酸塩部位含有ポリマー、ポリイソプレノールやポリ(メタ)アリルアルコール等の水酸基含有ポリマー、ポリカーボネート等のカーボネート基含有ポリマー、ポリエステル等のエステル基含有ポリマー、ポリウレタン等のカルバメートやカルバミド基部位含有ポリマー、寒天、ゲル化合物、有機無機ハイブリッド(コンポジット)化合物、イオン交換膜性ポリマー、環化ポリマー、スルホン酸塩含有ポリマー、第四級アンモニウム塩含有ポリマー、第四級ホスホニウム塩ポリマー、環状炭化水素基含有ポリマー、エーテル基含有ポリマー、セラミックス等の無機物等が挙げられる。セパレータはこれらのうちの1種であってもよく、2種以上であってもよい。 A separator may also be used as the battery of the present invention. The separator may be a member that separates the positive electrode from the negative electrode and holds the electrolytic solution to ensure ionic conductivity between the positive electrode and the negative electrode. The separator is not particularly limited, but non-woven fabrics, filter papers, polymers containing hydrocarbon moieties such as polyethylene and polypropylene, polymers containing polytetrafluoroethylene moieties, polymers containing polyvinylidene fluoride moieties, cellulose, fibrillated cellulose, viscose rayon, cellulose acetate. , Hydroxyalkyl cellulose, carboxymethyl cellulose, polyvinyl alcohol-containing polymer, cellophane, polystyrene-containing aromatic ring site-containing polymer, polyacrylonitrile site-containing polymer, polyacrylamide site-containing polymer, polyhalogenated vinyl site-containing polymer, polyamide site-containing polymer, polyimide Site-containing polymer, ester site-containing polymer such as nylon, poly(meth)acrylic acid site-containing polymer, poly(meth)acrylate site-containing polymer, hydroxyl group-containing polymer such as polyisoprenol or poly(meth)allyl alcohol, polycarbonate Carbonate group-containing polymer such as polyester, ester group-containing polymer such as polyester, carbamate or carbamide group-containing polymer such as polyurethane, agar, gel compound, organic-inorganic hybrid (composite) compound, ion exchange membrane polymer, cyclized polymer, sulfone Examples thereof include acid-containing polymers, quaternary ammonium salt-containing polymers, quaternary phosphonium salt polymers, cyclic hydrocarbon group-containing polymers, ether group-containing polymers, and inorganic materials such as ceramics. The separator may be one of these or two or more.

<電池の製造方法>
本発明はまた、電池を製造する方法であって、上記方法は、活物質とポリマーとを含み、溶媒含有量が0.1質量%以下である電極前駆体を集電体に接するように配置して、集電体と活物質層とを含んで構成される電極を構成する工程、及び、上記電極を用いて電池を構成する工程を含む電池の製造方法でもある。
<Battery manufacturing method>
The present invention is also a method for producing a battery, wherein the method comprises placing an electrode precursor containing an active material and a polymer and having a solvent content of 0.1% by mass or less in contact with a current collector. Then, it is also a method of manufacturing a battery including a step of forming an electrode including a current collector and an active material layer, and a step of forming a battery using the electrode.

上記電極を用いて電池を構成する工程は、活物質と集電体との接触が維持される限り、公知の方法を適宜用いることができる。例えば、集電体上に本発明の電極前駆体を1つ以上重ね合わせ、その上にセパレータ、正極を重ね合わせ、適切なサイズの電池セルに挿入して活物質と集電体との接触を維持し、電解質溶液を電池セル中に導入して電池を作製することができる。
なお、本発明の電池の製造方法における電極を構成する工程は、上述した本発明の電極の製造方法と同様である。
In the step of forming a battery using the above electrodes, a known method can be appropriately used as long as the contact between the active material and the current collector is maintained. For example, one or more electrode precursors of the present invention are superposed on a current collector, a separator and a positive electrode are superposed on it, and they are inserted into a battery cell of an appropriate size to bring the active material into contact with the current collector. A battery can be made by maintaining and introducing the electrolyte solution into the battery cell.
The steps of forming the electrode in the battery manufacturing method of the present invention are the same as those of the above-described electrode manufacturing method of the present invention.

本発明の電極前駆体は、上述の構成よりなり、集電体と一体化させることなく保管できるため、電極前駆体の調製から集電体との一体化までを一貫して行う必要がなく、そのための設備や資源が必要ない。また、本発明の電極前駆体は、集電体と一体化されていないため、電極形成時に集電体を自由に選ぶことができ、また、必要に応じて電極前駆体を重ね合わせることもでき、その結果、得られる電極の各種性能を適宜調整できる。更に、電極形成時に所望のサイズに容易にカットすることができ、不要な部分を容易に除去できるとともに、電極前駆体のカット時に生じた切れ端等を再度電池前駆体としてリサイクルすることができる。そして、本発明の電極前駆体は、集電体と一体化されないまま活物質層部分だけで流通されるものである。 The electrode precursor of the present invention has the above-mentioned structure and can be stored without being integrated with the current collector, so that it is not necessary to consistently perform from the preparation of the electrode precursor to the integration with the current collector. No equipment or resources are needed for that. Further, since the electrode precursor of the present invention is not integrated with the current collector, the current collector can be freely selected at the time of forming the electrode, and the electrode precursors can be superposed if necessary. As a result, various performances of the obtained electrode can be adjusted appropriately. Further, it is possible to easily cut into a desired size when forming the electrode, to easily remove an unnecessary portion, and it is possible to recycle the scraps and the like generated during the cutting of the electrode precursor as a battery precursor. The electrode precursor of the present invention is distributed only in the active material layer portion without being integrated with the current collector.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「%」は「質量%」を意味するものとする。また、溶媒含有量は、上述の方法で測定した。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples. In addition, "part" means "part by weight" and "%" means "% by mass" unless otherwise specified. The solvent content was measured by the above method.

(実施例1)
ポリオレフィン水分散液(三井化学社製、ケミパールS100)とポリテトラフルオロエチレンと酸化亜鉛(平均粒子径1μm)とを1:3:96の質量比で混錬し、不織布を介して脱水しながら圧延し、その後60度のオーブンで完全に乾燥させて電極前駆体を作製した。このときの電気抵抗は、1MΩcmまで測定可能なテスターを用いたところ、測定不能な電気抵抗であった。また、この電極前駆体の溶媒含有量は、0.01質量%以下であり、厚みは0.3mmであり、真密度に対するみかけ密度の割合は、70%であった。その電極前駆体を錫でメッキされたパンチング鋼板上に配置し、その上にセパレータ、ニッケル正極の順番で重ね合わせ、電池セルへ挿入した。その後8MKOH溶液を電池セルへ導入し、ニッケル亜鉛電池構成とした。この電池に対し、充放電試験を試みたところ30mA/cmの充放電レートに対し、クーロン効率99.8%を示し、電池として充分に駆動していることを観測した。
(Example 1)
Polyolefin aqueous dispersion (Memii Chemical Co., Chemipearl S100), polytetrafluoroethylene and zinc oxide (average particle size 1 μm) were kneaded at a mass ratio of 1:3:96 and rolled while dehydrating through a nonwoven fabric. Then, it was completely dried in an oven at 60° C. to prepare an electrode precursor. The electrical resistance at this time was unmeasurable when a tester capable of measuring up to 1 MΩcm was used. The solvent content of this electrode precursor was 0.01 mass% or less, the thickness was 0.3 mm, and the ratio of the apparent density to the true density was 70%. The electrode precursor was placed on a punched steel plate plated with tin, a separator and a nickel positive electrode were superposed in that order, and then inserted into a battery cell. After that, the 8MKOH solution was introduced into the battery cell to form a nickel-zinc battery structure. When a charge/discharge test was attempted on this battery, a Coulomb efficiency of 99.8% was shown at a charge/discharge rate of 30 mA/cm 2 , and it was observed that the battery was sufficiently driven.

(実施例2)
ポリオレフィン水分散液(三井化学社製、ケミパールS100)とポリテトラフルオロエチレンと酸化亜鉛(平均粒子径1μm)とを1:3:96の質量比で混錬し、不織布を介して脱水しながら圧延し、その後60度のオーブンで完全に乾燥させて電極前駆体を作製した。このときの電気抵抗は、1MΩcmまで測定可能なテスターを用いたところ、測定不能な電気抵抗であった。また、この電極前駆体の溶媒含有量は、0.01質量%以下であり、厚みは0.3mmであり、真密度に対するみかけ密度の割合は、70%であった。このときの電極前駆体のサイズ(集電体と接する底面部分の面積)が3cm×3cmであったが、電池セルのサイズ(電極前駆体と接する底面部分の面積)が2cm×2cmであったため、電極前駆体のサイズを電池セルのサイズに合わせるように電極前駆体をカットした。このカットした際に発生した不要部材を粉砕し、水分を加えて再度混錬することで、同様の電極部材を得ることができた。これを集電体とセパレータとニッケル正極と重ねて電池として駆動したところ、99.8%のクーロン効率を示し、電極前駆体をリサイクル利用することができた。
(Example 2)
Polyolefin aqueous dispersion (Memii Chemical Co., Chemipearl S100), polytetrafluoroethylene and zinc oxide (average particle size 1 μm) were kneaded at a mass ratio of 1:3:96 and rolled while dehydrating through a nonwoven fabric. Then, it was completely dried in an oven at 60° C. to prepare an electrode precursor. The electrical resistance at this time was unmeasurable when a tester capable of measuring up to 1 MΩcm was used. The solvent content of this electrode precursor was 0.01 mass% or less, the thickness was 0.3 mm, and the ratio of the apparent density to the true density was 70%. At this time, the size of the electrode precursor (the area of the bottom surface in contact with the current collector) was 3 cm×3 cm, but the size of the battery cell (the area of the bottom surface in contact with the electrode precursor) was 2 cm×2 cm. The electrode precursor was cut so that the size of the electrode precursor matches the size of the battery cell. A similar electrode member could be obtained by crushing unnecessary members generated during this cutting, adding water and kneading again. When this was stacked on a current collector, a separator and a nickel positive electrode and driven as a battery, a Coulomb efficiency of 99.8% was exhibited, and the electrode precursor could be recycled.

(実施例3)
ポリオレフィン水分散液(三井化学社製、ケミパールS100)とポリテトラフルオロエチレンと酸化亜鉛(平均粒子径1μm)とを1:3:96の質量比で混錬し、不織布を介して脱水しながら圧延し、その後60度のオーブンで完全に乾燥させて電極前駆体を作製した。このときの電気抵抗は、1MΩcmまで測定可能なテスターを用いたところ、測定不能な電気抵抗であった。また、この電極前駆体の溶媒含有量は、0.01質量%以下であり、厚みは0.3mmであり、真密度に対するみかけ密度の割合は、70%であった。このときの活物質容量は100mAh/cmであったが、より大容量の電池を得るために、この電極前駆体を結着材などを用いずに3枚重ね、それに対して集電体とセパレータとニッケル正極を重ね、電池セルに挿入し、電池を構成した。3枚分の容量が駆動できるか確認するために、250mAh/cmまで充電し、放電容量を計測したところ、99.8%の効率で充電電気量を放電できた。
(Example 3)
Polyolefin aqueous dispersion (Memii Chemical Co., Chemipearl S100), polytetrafluoroethylene and zinc oxide (average particle size 1 μm) were kneaded at a mass ratio of 1:3:96 and rolled while dehydrating through a nonwoven fabric. Then, it was completely dried in an oven at 60° C. to prepare an electrode precursor. The electrical resistance at this time was unmeasurable when a tester capable of measuring up to 1 MΩcm was used. The solvent content of this electrode precursor was 0.01 mass% or less, the thickness was 0.3 mm, and the ratio of the apparent density to the true density was 70%. The active material capacity at this time was 100 mAh/cm 2 , but in order to obtain a larger capacity battery, three electrode precursors were stacked without using a binder or the like, and a current collector A separator and a nickel positive electrode were overlaid and inserted into a battery cell to form a battery. In order to confirm whether the capacity for three sheets could be driven, the battery was charged up to 250 mAh/cm 2 and the discharge capacity was measured. As a result, the charged electricity quantity could be discharged with an efficiency of 99.8%.

上記実施例は、亜鉛負極や当該亜鉛負極を用いたニッケル亜鉛電池に係るものであり、これが本発明の好適な形態であるが、その他の種々の電極・電池においても、本発明に係る電極前駆体を用いるものであれば、優れた充放電特性を有する電池を容易に製造でき、また、電極形成時の自由度が高いものとなると理解される。少なくとも、本発明に係る電極前駆体を用いて、亜鉛負極等の、電池中で使用したときに活物質がイオン化して溶解・析出する電極を形成すれば、電極形成時の自由度が高いものとなり、また、優れた充放電特性を有する電池を容易に製造できると理解される。 The above examples relate to a zinc negative electrode and a nickel-zinc battery using the zinc negative electrode, and this is a preferred embodiment of the present invention. However, in other various electrodes and batteries, the electrode precursor according to the present invention is also used. It is understood that if the body is used, a battery having excellent charge/discharge characteristics can be easily manufactured, and the degree of freedom in forming electrodes is high. At least, if the electrode precursor according to the present invention is used to form an electrode, such as a zinc negative electrode, in which an active material is ionized and dissolved/precipitated when used in a battery, the degree of freedom in electrode formation is high. Further, it is understood that a battery having excellent charge/discharge characteristics can be easily manufactured.

Claims (2)

集電体と活物質層とを含んで構成される電極を製造する方法であって、
該方法は、活物質としての金属亜鉛単体及び/又は亜鉛含有化合物とポリマーとを含み、溶媒含有量が0.1質量%以下の成形体である電極前駆体を集電体に接するように配置して該電極を構成する工程(ただし、ロール法により該電極前駆体を集電体に接するように配置して該電極を構成する工程を除く)を含み、
該ポリマーは、ポリオレフィン及びポリテトラフルオロエチレンを含有する
ことを特徴とする電極の製造方法。
A method for producing an electrode including a current collector and an active material layer, comprising:
The method comprises a metal zinc simple substance and/or a zinc-containing compound as an active material and a polymer, and a solvent content of 0. 0 1 mass% or less arranged in the electrode precursor is shaped body in contact with the current collector to step constituting the electrode (however, the electrode precursor was placed in contact with the current collector by a roll method the Te excluding steps constituting the electrode) seen including,
The method for producing an electrode, wherein the polymer contains polyolefin and polytetrafluoroethylene .
電池を製造する方法であって、
該方法は、活物質としての金属亜鉛単体及び/又は亜鉛含有化合物とポリマーとを含み、溶媒含有量が0.1質量%以下の成形体である電極前駆体を集電体に接するように配置して、集電体と活物質層とを含んで構成される電極を構成する工程(ただし、ロール法により該電極前駆体を集電体に接するように配置して該電極を構成する工程を除く)、及び、
該電極を用いて電池を構成する工程を含み、
該ポリマーは、ポリオレフィン及びポリテトラフルオロエチレンを含有する
ことを特徴とする電池の製造方法。
A method of manufacturing a battery, comprising:
The method comprises a metal zinc simple substance and/or a zinc-containing compound as an active material and a polymer, and a solvent content of 0. A step of arranging an electrode precursor, which is a molded body of 0.1% by mass or less , in contact with the current collector to form an electrode including the current collector and the active material layer (however, by a roll method (Excluding the step of arranging the electrode precursor so as to contact the current collector to form the electrode), and
Look including the step of a battery by using the electrode,
The method for producing a battery, wherein the polymer contains polyolefin and polytetrafluoroethylene .
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