JP6759589B2 - Conductive composition for electrochemical element, composition for electrochemical element electrode, current collector with adhesive layer and electrode for electrochemical element - Google Patents

Conductive composition for electrochemical element, composition for electrochemical element electrode, current collector with adhesive layer and electrode for electrochemical element Download PDF

Info

Publication number
JP6759589B2
JP6759589B2 JP2016001491A JP2016001491A JP6759589B2 JP 6759589 B2 JP6759589 B2 JP 6759589B2 JP 2016001491 A JP2016001491 A JP 2016001491A JP 2016001491 A JP2016001491 A JP 2016001491A JP 6759589 B2 JP6759589 B2 JP 6759589B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
electrochemical element
electrode
conductive
composition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2016001491A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2017123264A (en
Inventor
雄介 大塚
雄介 大塚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Zeon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zeon Corp filed Critical Zeon Corp
Priority to JP2016001491A priority Critical patent/JP6759589B2/en
Publication of JP2017123264A publication Critical patent/JP2017123264A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6759589B2 publication Critical patent/JP6759589B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Description

本発明は、塗工性に優れた電気化学素子用導電性組成物、この電気化学素子用導電性組成物を用いて得られる電気化学素子電極用組成物、接着剤層付集電体及び電気化学素子用電極に関するものである。 The present invention relates to a conductive composition for an electrochemical element having excellent coatability, a composition for an electrode of an electrochemical element obtained by using this conductive composition for an electrochemical element, a current collector with an adhesive layer, and electricity. It relates to electrodes for chemical elements.

小型で軽量、且つエネルギー密度が高く、さらに繰り返し充放電が可能な電気化学素子、特にリチウムイオン電池は、その特性を活かして急速に需要を拡大している。また、リチウムイオン電池に代表される電気化学素子は、エネルギー密度、出力密度が大きいことから、携帯電話やノート型パーソナルコンピュータの小型用途から、車載などの大型用途での利用が期待されている。そのため、これらの電気化学素子には、用途の拡大や発展に伴い、低抵抗化、高容量化、高耐電圧、機械的特性、サイクル寿命の向上など、よりいっそうの改善が求められている。 Demand for electrochemical elements, especially lithium-ion batteries, which are small in size, lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, is rapidly expanding by taking advantage of their characteristics. Further, since the electrochemical element represented by the lithium ion battery has a large energy density and output density, it is expected to be used in a large-scale application such as a vehicle from a small-sized application of a mobile phone or a notebook personal computer. Therefore, these electrochemical devices are required to be further improved such as lower resistance, higher capacity, higher withstand voltage, mechanical properties, and improvement of cycle life with the expansion and development of applications.

電気化学素子は、有機系電解液を用いることで作動電圧を高め、エネルギー密度を高めることができるが、一方では電解液の粘度が高いために、内部抵抗が大きいという問題点があった。 Electrochemical devices can increase the operating voltage and energy density by using an organic electrolytic solution, but on the other hand, there is a problem that the internal resistance is large due to the high viscosity of the electrolytic solution.

内部抵抗を低減させるために、電極組成物層と集電体との間に導電性接着剤層を設けることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1においては、導電性カーボン、水溶性高分子、粒子状結着剤、及び分散媒を含む電気化学素子用導電性組成物を用いて導電性接着剤層を形成している。 In order to reduce the internal resistance, it has been proposed to provide a conductive adhesive layer between the electrode composition layer and the current collector (see, for example, Patent Document 1). In Patent Document 1, a conductive adhesive layer is formed by using a conductive composition for an electrochemical element containing a conductive carbon, a water-soluble polymer, a particulate binder, and a dispersion medium.

国際公開第2014/051043号International Publication No. 2014/05/1043

ところで、導電性組成物は、集電体への塗工性を考慮すると、その粘度を適度に低くすることが求められる。そのためには、例えば導電性カーボンの凝集を抑える必要がある。ここで、導電性カーボンが凝集すると、導電性組成物を用いて得られる導電性接着剤層の抵抗が増加するため、得られる電池は出力特性に劣る虞がある。 By the way, the conductive composition is required to have an appropriately low viscosity in consideration of the coatability on the current collector. For that purpose, for example, it is necessary to suppress the aggregation of conductive carbon. Here, when the conductive carbon aggregates, the resistance of the conductive adhesive layer obtained by using the conductive composition increases, so that the obtained battery may be inferior in output characteristics.

本発明の目的は、集電体に対する塗工性に優れ、得られる電気化学素子の出力特性及びサイクル特性が良好である電気化学素子用導電性組成物、この電気化学素子用導電性組成物を含む電気化学素子電極用組成物、接着剤層付集電体、及び電気化学素子用電極を提供することである。 An object of the present invention is to obtain a conductive composition for an electrochemical element, which is excellent in coatability on a current collector and has good output characteristics and cycle characteristics of the obtained electrochemical element, and a conductive composition for this electrochemical element. It is an object of the present invention to provide a composition for an electrochemical element electrode, a current collector with an adhesive layer, and an electrode for an electrochemical element.

本発明者は鋭意検討の結果、特定の粘度を有するキトサン化合物の水溶液と特定の表面酸量を有する粒子状共重合体とを併用することにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明によれば、
(1) 0.5%酢酸水溶液に0.5質量%となるように溶解させた水溶液の粘度が1mPa・s以上500mPa・s以下であるキトサン化合物と、表面酸量が0.1mmol/g以上である粒子状共重合体と、導電材とを含む電気化学素子用導電性組成物、
(2) 前記粒子状共重合体の電解液膨潤度が100%以上500%以下である(1)記載の電気化学素子用導電性組成物、
(3) 前記キトサン化合物の質量を、前記粒子状共重合体の質量で除した値が0.1以上10以下である(1)又は(2)記載の電気化学素子用導電性組成物、
(4) 前記粒子状共重合体は芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含み、前記粒子状共重合体に含まれる芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計量に対する芳香族ビニル単量体単位の含有割合が10質量%以上70質量%以下である(1)〜(3)の何れかに記載の電気化学素子用導電性組成物、
(5) 前記粒子状共重合体は芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含み、前記粒子状共重合体に含まれる芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計量に対する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合が30質量%以上90質量%以下である(1)〜(4)の何れかに記載の電気化学素子用導電性組成物、
(6) (1)〜(5)の何れかに記載の電気化学素子用導電性組成物を含んでなり、電極活物質を含有する、電気化学素子電極用組成物、
(7) 集電体上に、(1)〜(5)の何れかに記載の電気化学素子用導電性組成物を用いてなる導電性接着剤層を有する、接着剤層付集電体、
(8) (7)に記載の接着剤層付集電体の前記導電性接着剤層上に、電極活物質を含む電極組成物層を有する、電気化学素子用電極
が提供される。
As a result of diligent studies, the present inventor has found that the above object can be achieved by using an aqueous solution of a chitosan compound having a specific viscosity and a particulate copolymer having a specific surface acid amount in combination, and completed the present invention. I came to do it.
That is, according to the present invention
(1) A chitosan compound having a viscosity of 1 mPa · s or more and 500 mPa · s or less of an aqueous solution dissolved in a 0.5% acetic acid aqueous solution so as to be 0.5% by mass, and a surface acid amount of 0.1 mmol / g or more. A conductive composition for an electrochemical element, which comprises a particulate copolymer and a conductive material.
(2) The conductive composition for an electrochemical device according to (1), wherein the electrolytic solution swelling degree of the particulate copolymer is 100% or more and 500% or less.
(3) The conductive composition for an electrochemical element according to (1) or (2), wherein the value obtained by dividing the mass of the chitosan compound by the mass of the particulate copolymer is 0.1 or more and 10 or less.
(4) The particulate copolymer contains an aromatic vinyl monomer unit and a (meth) acrylic acid ester monomer unit, and the aromatic vinyl monomer unit and (meth) contained in the particulate copolymer. ) For the electrochemical element according to any one of (1) to (3), wherein the content ratio of the aromatic vinyl monomer unit to the total amount of the acrylic acid ester monomer unit is 10% by mass or more and 70% by mass or less. Conductive composition,
(5) The particulate copolymer contains an aromatic vinyl monomer unit and a (meth) acrylic acid ester monomer unit, and the aromatic vinyl monomer unit and (meth) contained in the particulate copolymer. ) The electricity according to any one of (1) to (4), wherein the content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit to the total amount of the acrylic acid ester monomer unit is 30% by mass or more and 90% by mass or less. Conductive composition for chemical elements,
(6) A composition for an electrochemical device electrode, which comprises the conductive composition for an electrochemical device according to any one of (1) to (5) and contains an electrode active material.
(7) A current collector with an adhesive layer, which has a conductive adhesive layer on the current collector using the conductive composition for an electrochemical element according to any one of (1) to (5).
(8) An electrode for an electrochemical element, which has an electrode composition layer containing an electrode active material on the conductive adhesive layer of the current collector with an adhesive layer according to (7), is provided.

本発明によれば、集電体に対する塗工性に優れ、得られる電気化学素子の出力特性及びサイクル特性が良好である電気化学素子用導電性組成物、この電気化学素子用導電性組成物を含む電気化学素子電極用組成物、接着剤層付集電体、及び電気化学素子用電極が提供される。 According to the present invention, a conductive composition for an electrochemical element, which is excellent in coatability to a current collector and has good output characteristics and cycle characteristics of the obtained electrochemical element, and a conductive composition for this electrochemical element can be obtained. The composition for an electrochemical element electrode, a current collector with an adhesive layer, and an electrode for an electrochemical element are provided.

粒子状共重合体の表面酸量の算出にあたり、添加した塩酸の累計量(mmol)に対して電気伝導度(mS)をプロットしたグラフである。In calculating the surface acid amount of the particulate copolymer, it is the graph which plotted the electric conductivity (mS) with respect to the cumulative amount (mmol) of added hydrochloric acid.

以下、本発明について、実施形態を含めてさらに具体的に説明する。本発明の電気化学素子用導電性組成物(以下、単に「導電性組成物」と記載することがある)は、0.5%酢酸水溶液に0.5質量%となるように溶解させた水溶液の粘度が1mPa・s以上500mPa・s以下であるキトサン化合物と、表面酸量が0.1mmol/g以上である粒子状共重合体と、導電材とを含む。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail including embodiments. The conductive composition for an electrochemical element of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as "conductive composition") is an aqueous solution dissolved in a 0.5% aqueous acetic acid solution so as to be 0.5% by mass. Includes a chitosan compound having a viscosity of 1 mPa · s or more and 500 mPa · s or less, a particulate copolymer having a surface acid amount of 0.1 mmol / g or more, and a conductive material.

(キトサン化合物)
本発明の電気化学素子用導電性組成物は、0.5%酢酸水溶液に0.5質量%となるように溶解させた水溶液の粘度が1mPa・s以上500mPa・s以下であるキトサン化合物を含む。
(Chitosan compound)
The conductive composition for an electrochemical element of the present invention contains a chitosan compound having a viscosity of 1 mPa · s or more and 500 mPa · s or less of an aqueous solution dissolved in a 0.5% acetic acid aqueous solution so as to be 0.5% by mass. ..

キトサン化合物は、本発明の電気化学素子用導電性組成物中において、水などの分散媒に溶解することで粘度調整剤として機能しつつ、導電性組成物を使用して集電体上に塗布乾燥して導電性接着剤層からなる塗膜(以下、単に「塗膜」と記載することがある)を形成した場合、塗膜成分の脱離を防ぐ結着剤、及び塗膜上に形成される電極組成物層との密着性を向上させる成分としても機能しうる。 In the conductive composition for an electrochemical element of the present invention, the chitosan compound functions as a viscosity modifier by being dissolved in a dispersion medium such as water, and is applied onto a current collector using the conductive composition. When a coating film composed of a conductive adhesive layer (hereinafter, may be simply referred to as "coating film") is formed by drying, it is formed on a binder and a coating film that prevent detachment of coating film components. It can also function as a component for improving the adhesion with the electrode composition layer to be formed.

本発明の電気化学素子用導電性組成物に用いるキトサン化合物としては、例えば、キチンを脱アセチル化することにより得られるキトサン、およびその誘導体(キトサン誘導体)が挙げられる。またキトサン化合物はナトリウム塩などの塩の形態となっていてもよい。ここでキトサン誘導体としては、例えば、キトサン中に複数存在するヒドロキシル基および/またはアミノ基の水素原子の少なくとも一部が他の構造に置換されたものが挙げられる。このようなキトサン誘導体としては、例えば、特開2009−277660号公報、特開2015−5474号公報、特開2013−229110号公報に記載のものが挙げられる。 Examples of the chitosan compound used in the conductive composition for an electrochemical element of the present invention include chitosan obtained by deacetylating chitin and a derivative thereof (chitosan derivative). Further, the chitosan compound may be in the form of a salt such as a sodium salt. Here, examples of the chitosan derivative include those in which at least a part of hydrogen atoms of a plurality of hydroxyl groups and / or amino groups existing in chitosan are replaced with other structures. Examples of such chitosan derivatives include those described in JP-A-2009-277660, JP-A-2015-5474, and JP-A-2013-229110.

これらのキトサン化合物の中でも、本発明においては水溶性のキトサン化合物を使用することが必要である。キトサン化合物が「水溶性」であるとは、キトサン化合物および水を含む評価用試料が250メッシュのスクリーンを通過した際の、添加したキトサン化合物の質量(固形分相当)に対する、スクリーンを通過せずにスクリーン上に残る残渣の質量(固形分相当)の割合が50質量%以下となることをいう。また、上記条件を満たす場合、本発明においては「キトサン化合物が水に溶解した」という。ここで、上述した評価用試料は、イオン交換水100質量部当たりキトサン化合物1質量部(固形分相当)を添加し撹拌して得られる混合物を、温度20℃以上70℃以下の範囲内で、かつ、pH5以上7以下(pH調整にはHCl水溶液を使用)の範囲内である条件のうち少なくとも一条件に調整したものである。なお、上記評価用試料が、静置した場合に二相に分離するエマルジョン状態であっても、上記定義を満たせば、そのキトサン化合物は水溶性であると規定する。
キトサン化合物が非水溶性であると、スラリー状の導電性組成物(以下、単に「スラリー」と記載することがある)の塗工性が損なわれ、また電極のピール強度およびリチウムイオン二次電池の出力特性とサイクル特性が低下する問題が発生する。
Among these chitosan compounds, it is necessary to use a water-soluble chitosan compound in the present invention. The term "water-soluble" means that the chitosan compound does not pass through the screen with respect to the mass (equivalent to solid content) of the added chitosan compound when the evaluation sample containing the chitosan compound and water passes through the 250 mesh screen. It means that the ratio of the mass (corresponding to the solid content) of the residue remaining on the screen is 50% by mass or less. Further, when the above conditions are satisfied, it is said that "the chitosan compound is dissolved in water" in the present invention. Here, the above-mentioned evaluation sample is a mixture obtained by adding 1 part by mass (equivalent to solid content) of a chitosan compound per 100 parts by mass of ion-exchanged water and stirring the mixture in a temperature range of 20 ° C. or higher and 70 ° C. or lower. Moreover, it is adjusted to at least one of the conditions within the range of pH 5 or more and 7 or less (a HCl aqueous solution is used for pH adjustment). Even if the evaluation sample is in an emulsion state in which it separates into two phases when left to stand, the chitosan compound is defined to be water-soluble if the above definition is satisfied.
When the chitosan compound is water-insoluble, the coatability of the slurry-like conductive composition (hereinafter, may be simply referred to as “slurry”) is impaired, and the peel strength of the electrode and the lithium ion secondary battery are impaired. There is a problem that the output characteristics and cycle characteristics of the are deteriorated.

本発明に用いるキトサン化合物の、0.5%酢酸水溶液に0.5質量%となるように溶解させた水溶液の粘度は、塗工性及び分散性が良好なスラリーが得られる観点から、1mPa・s以上500mPa・s以下、好ましくは5mPa・s以上300mPa・s以下、さらに好ましくは10mPa・s以上100mPa・s以下である。粘度が高すぎると、スラリーの粘度が増加し、塗工性が低下する。逆に、粘度が低すぎると、スラリーの分散性が低下し、得られる塗膜の抵抗値が増加する。 The viscosity of the aqueous solution of the chitosan compound used in the present invention dissolved in a 0.5% acetic acid aqueous solution so as to be 0.5% by mass is 1 mPa · from the viewpoint of obtaining a slurry having good coatability and dispersibility. It is s or more and 500 mPa · s or less, preferably 5 mPa · s or more and 300 mPa · s or less, and more preferably 10 mPa · s or more and 100 mPa · s or less. If the viscosity is too high, the viscosity of the slurry will increase and the coatability will decrease. On the contrary, if the viscosity is too low, the dispersibility of the slurry is lowered and the resistance value of the obtained coating film is increased.

電気化学素子用導電性組成物中におけるキトサン化合物の含有割合は、好ましくは2質量%以上50質量%以下、さらに好ましくは3質量%以上40質量%以下、特に好ましくは4質量%以上30質量%以下である。 The content ratio of the chitosan compound in the conductive composition for an electrochemical element is preferably 2% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less, and particularly preferably 4% by mass or more and 30% by mass or less. It is as follows.

(粒子状共重合体)
本発明の電気化学素子用導電性組成物は、表面酸量が0.1mmol/g以上である粒子状共重合体を含む。本発明に用いられる粒子状共重合体としては、芳香族ビニル単量体単位、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、脂肪族共役ジエン単量体単位、酸性基含有単量体単位等を含むものが挙げられ、芳香族ビニル単量体単位、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、酸性基含有単量体単位を含むものであることが好ましい。
(Particulate copolymer)
The conductive composition for an electrochemical device of the present invention contains a particulate copolymer having a surface acid amount of 0.1 mmol / g or more. Examples of the particulate copolymer used in the present invention include aromatic vinyl monomer units, (meth) acrylic acid ester monomer units, aliphatic conjugated diene monomer units, and acidic group-containing monomer units. Examples thereof include those containing an aromatic vinyl monomer unit, a (meth) acrylic acid ester monomer unit, and an acidic group-containing monomer unit.

(芳香族ビニル単量体)
芳香族ビニル単量体単位を形成しうる芳香族ビニル単量体としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、ジビニルベンゼンなどが挙げられる。これらの中でも、塗膜の機械的強度を高める観点から、スチレンが好ましい。また、これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(Aromatic vinyl monomer)
Examples of the aromatic vinyl monomer capable of forming an aromatic vinyl monomer unit include styrene, α-methylstyrene, vinyltoluene, divinylbenzene and the like. Among these, styrene is preferable from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the coating film. Further, these may be used alone or in combination of two or more.

本発明に用いる粒子状共重合体に含まれる、芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計量に対する芳香族ビニル単量体単位の含有割合は、塗膜の密着性が良好となり、電解液浸漬時の膨潤を抑制する観点から、好ましくは10質量%以上70質量%以下、さらに好ましくは20質量%以上60質量%以下、特に好ましくは30質量%以上50質量%以下である。芳香族ビニル単量体単位の含有割合が上記範囲の上限値以下であると、塗膜の強度及び密着性が過度に低下する、という現象を抑えることができる。また、その含有割合が上記範囲の下限値以上であると、膨潤により塗膜と集電体との間の密着性が過度に低下する、という現象や、膨潤により塗膜と電極組成物層との密着性が過度に低下する、という現象を抑えることができる。 The content ratio of the aromatic vinyl monomer unit to the total amount of the aromatic vinyl monomer unit and the (meth) acrylic acid ester monomer unit contained in the particulate copolymer used in the present invention is the coating film. From the viewpoint of improving adhesion and suppressing swelling during immersion in the electrolytic solution, it is preferably 10% by mass or more and 70% by mass or less, more preferably 20% by mass or more and 60% by mass or less, and particularly preferably 30% by mass or more and 50% by mass. % Or less. When the content ratio of the aromatic vinyl monomer unit is not more than the upper limit of the above range, the phenomenon that the strength and adhesion of the coating film are excessively lowered can be suppressed. Further, when the content ratio is equal to or higher than the lower limit of the above range, the adhesion between the coating film and the current collector is excessively lowered due to swelling, and the coating film and the electrode composition layer are swelled. It is possible to suppress the phenomenon that the adhesion of the material is excessively lowered.

((メタ)アクリル酸エステル単量体)
(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成しうる(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレート、t−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n−ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n−テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレートなどのアクリル酸アルキルエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n−プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n−ペンチルメタクリレート、イソペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n−テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、グリシジルメタクリレートなどのメタクリル酸アルキルエステル;などが挙げられる。これらの中でも、塗膜に十分な柔軟性と密着性を付与する観点から、2−エチルヘキシルアクリレートが好ましい。また、これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
なお、本発明において「(メタ)アクリル」とは、アクリル又はメタクリルのことを意味する。
((Meta) acrylic acid ester monomer)
Examples of the (meth) acrylic acid ester monomer capable of forming a (meth) acrylic acid ester monomer unit include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, and t-butyl acrylate. Acrylic acid alkyl esters such as isobutyl acrylate, n-pentyl acrylate, isopentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate; Methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, n-pentyl methacrylate, isopentyl methacrylate, hexyl methacrylate, heptyl methacrylate, octyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, Alkyl methacrylates such as nonyl methacrylate, decyl methacrylate, lauryl methacrylate, n-tetradecyl methacrylate, stearyl methacrylate, and glycidyl methacrylate; and the like. Among these, 2-ethylhexyl acrylate is preferable from the viewpoint of imparting sufficient flexibility and adhesion to the coating film. Further, these may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, "(meth) acrylic" means acrylic or methacrylic.

本発明に用いる粒子状共重合体に含まれる、芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計量に対する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合は、塗膜の密着性が良好となり、電解液浸漬時の膨潤を抑制する観点から、好ましくは30質量%以上90質量%以下、さらに好ましくは40質量%以上80質量%以下、特に好ましくは50質量%以上70質量%以下である。(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合が上記範囲の上限値以下であると、膨潤により塗膜と集電体との間の密着性が過度に低下する、という現象や、膨潤により塗膜と電極組成物層との密着性が過度に低下する、という現象を抑えることができる。また、その含有割合が上記範囲の下限値以上であると、塗膜の強度及び密着性が過度に低下する、という現象を抑えることができる。 The content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit to the total amount of the aromatic vinyl monomer unit and the (meth) acrylic acid ester monomer unit contained in the particulate copolymer used in the present invention is. From the viewpoint of improving the adhesion of the coating film and suppressing swelling during immersion in the electrolytic solution, it is preferably 30% by mass or more and 90% by mass or less, more preferably 40% by mass or more and 80% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass. It is 70% by mass or less. When the content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit is not more than the upper limit of the above range, the adhesion between the coating film and the current collector is excessively lowered due to swelling, or due to swelling. It is possible to suppress the phenomenon that the adhesion between the coating film and the electrode composition layer is excessively lowered. Further, when the content ratio is not more than the lower limit value in the above range, the phenomenon that the strength and adhesion of the coating film are excessively lowered can be suppressed.

(脂肪族共役ジエン単量体)
脂肪族共役ジエン単量体単位を形成しうる脂肪族共役ジエン単量体としては、1,3−ブタジエン、2−メチル−1,3−ブタジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−クロル−1,3−ブタジエン、置換直鎖共役ペンタジエン類、置換および側鎖共役ヘキサジエン類などが挙げられる。これらの中でも、1,3−ブタジエンが好ましい。また、これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
(Aliphatic conjugated diene monomer)
Examples of the aliphatic conjugated diene monomer capable of forming an aliphatic conjugated diene monomer unit include 1,3-butadiene, 2-methyl-1,3-butadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, Examples include 2-chloro-1,3-butadiene, substituted linear conjugated pentadienes, substituted and side chain conjugated hexadienes and the like. Of these, 1,3-butadiene is preferable. Further, these may be used alone or in combination of two or more.

(酸性基含有単量体)
酸性基含有単量体単位を形成しうる酸性基含有単量体としては、例えば、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体、およびリン酸基を有する単量体が挙げられる。なお、本発明において酸性基を有する単量体は、酸性基以外の官能基(例えばアミド基やヒドロキシル基)を有している場合であっても、酸性基含有単量体に含まれるものとする。
(Acid group-containing monomer)
Examples of the acidic group-containing monomer capable of forming an acidic group-containing monomer unit include a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a sulfonic acid group, and a monomer having a phosphoric acid group. Can be mentioned. In the present invention, the monomer having an acidic group is included in the acidic group-containing monomer even when it has a functional group (for example, an amide group or a hydroxyl group) other than the acidic group. To do.

カルボン酸基を有する単量体としては、例えば、モノカルボン酸、ジカルボン酸などが挙げられる。モノカルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などが挙げられる。ジカルボン酸としては、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などが挙げられる。 Examples of the monomer having a carboxylic acid group include monocarboxylic acid and dicarboxylic acid. Examples of the monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like. Examples of the dicarboxylic acid include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like.

スルホン酸基を有する単量体としては、例えば、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、(メタ)アクリル酸−2−スルホン酸エチル、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、3−アリロキシ−2−ヒドロキシプロパンスルホン酸などが挙げられる。なお、本発明において、「(メタ)アリル」とは、アリルおよび/またはメタリルを意味する。 Examples of the monomer having a sulfonic acid group include vinyl sulfonic acid, methyl vinyl sulfonic acid, (meth) allyl sulfonic acid, ethyl (meth) acrylic acid-2-sulfonate, and 2-acrylamide-2-methyl propane sulfone. Acids, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid and the like can be mentioned. In addition, in this invention, "(meth) allyl" means allyl and / or allyl.

リン酸基を有する単量体としては、例えば、リン酸−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル−2−(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル−(メタ)アクリロイルオキシエチルなどが挙げられる。なお、本発明において、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイルおよび/またはメタクリロイルを意味する。 Examples of the monomer having a phosphate group include -2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, methyl-2- (meth) acryloyloxyethyl phosphate, ethyl phosphate- (meth) acryloyloxyethyl and the like. Can be mentioned. In addition, in this invention, "(meth) acryloyl" means acryloyl and / or methacryloyl.

これらの中でも、酸性基含有単量体としては、カルボン酸基を有する単量体が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸がより好ましく、イタコン酸が特に好ましい。また、酸性基含有単量体は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、酸性基含有単量体として、カルボン酸を有する単量体およびスルホン酸基を有する単量体を併用することもできる。 Among these, as the acidic group-containing monomer, a monomer having a carboxylic acid group is preferable, acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, and maleic acid are more preferable, and itaconic acid is particularly preferable. In addition, one type of acidic group-containing monomer may be used alone, or two or more types may be used in combination. For example, as the acidic group-containing monomer, a monomer having a carboxylic acid and a monomer having a sulfonic acid group can be used in combination.

本発明に用いる粒子状共重合体を構成する全単量体単位に対する酸性基含有単量体単位の含有割合は、集電体と導電性接着剤層との結着性が高まる観点、及び導電性接着剤層と電極組成物層との結着性が高まる観点から、好ましくは1〜5質量%、さらに好ましくは1.5〜4.5質量%、特に好ましくは2〜4質量%である。酸性基含有単量体単位の含有割合が、上記範囲の上限値以下であると、集電体と導電性接着剤層との結着性が過度に弱くなる、という現象や、導電性接着剤層と電極組成物層との結着性が過度に弱くなる、という現象を抑えることができる。逆に、上記範囲の下限値以上であると、集電体と導電性接着剤層との結着性が過度に弱くなる、という現象や、導電性接着剤層と電極組成物層との結着性が過度に弱くなる、という現象を抑えることができる。 The content ratio of the acidic group-containing monomer unit to all the monomer units constituting the particulate copolymer used in the present invention is from the viewpoint of enhancing the bondability between the current collector and the conductive adhesive layer, and the conductivity. From the viewpoint of enhancing the bondability between the sex adhesive layer and the electrode composition layer, it is preferably 1 to 5% by mass, more preferably 1.5 to 4.5% by mass, and particularly preferably 2 to 4% by mass. .. When the content ratio of the acidic group-containing monomer unit is not more than the upper limit of the above range, the bondability between the current collector and the conductive adhesive layer becomes excessively weak, and the conductive adhesive It is possible to suppress the phenomenon that the bondability between the layer and the electrode composition layer becomes excessively weak. On the contrary, if it is equal to or more than the lower limit of the above range, the bondability between the current collector and the conductive adhesive layer becomes excessively weak, and the bond between the conductive adhesive layer and the electrode composition layer It is possible to suppress the phenomenon that the adhesiveness becomes excessively weak.

(表面酸量)
本発明に用いる粒子状共重合体の表面酸量は、安定性及び塗工性が良好なスラリーが得られる観点から、0.1mmol/g以上、好ましくは0.15mmol/g以上、より好ましくは0.2mmol/g以上であり、好ましくは0.5mmol/g以下である。表面酸量が少なすぎると、得られるスラリーの安定性が低下し、塗工性が低下する。
(Amount of surface acid)
The amount of surface acid of the particulate copolymer used in the present invention is 0.1 mmol / g or more, preferably 0.15 mmol / g or more, more preferably 0.15 mmol / g or more, from the viewpoint of obtaining a slurry having good stability and coatability. It is 0.2 mmol / g or more, preferably 0.5 mmol / g or less. If the amount of surface acid is too small, the stability of the obtained slurry is lowered and the coatability is lowered.

本発明において、粒子状共重合体の表面酸量とは、粒子状共重合体の固形分1g当たりの表面酸量をいう。ここで、粒子状共重合体の表面酸量は、以下の方法で算出することができる。 In the present invention, the surface acid amount of the particulate copolymer means the surface acid amount per 1 g of the solid content of the particulate copolymer. Here, the surface acid amount of the particulate copolymer can be calculated by the following method.

まず、粒子状共重合体を含む水分散液(固形分濃度4%)を調製する。蒸留水で洗浄した容量150mLのガラス容器に、前記粒子状共重合体を含む水分散液を50g入れ、溶液電導率計(COM−2000、平沼産業製)にセットして撹拌する。なお、撹拌は、後述する塩酸の添加が終了するまで継続する。
粒子状共重合体を含む水分散液の電気伝導度が2.5〜3.0mSになるように、0.1規定の水酸化ナトリウム水溶液を、粒子状共重合体を含む水分散液に添加する。その後、5分経過してから、電気伝導度を測定する。この値を測定開始時の電気伝導度とする。
First, an aqueous dispersion (solid content concentration 4%) containing a particulate copolymer is prepared. 50 g of the aqueous dispersion containing the particulate copolymer is placed in a glass container having a capacity of 150 mL washed with distilled water, set in a solution conductivity meter (COM-2000, manufactured by Hiranuma Sangyo), and stirred. The stirring is continued until the addition of hydrochloric acid, which will be described later, is completed.
A 0.1N aqueous sodium hydroxide solution is added to the aqueous dispersion containing the particulate copolymer so that the electrical conductivity of the aqueous dispersion containing the particulate copolymer is 2.5 to 3.0 mS. To do. Then, after 5 minutes have passed, the electric conductivity is measured. This value is taken as the electrical conductivity at the start of measurement.

さらに、この粒子状共重合体を含む水分散液に0.1規定の塩酸を0.5mL添加して、30秒後に電気伝導度を測定する。その後、再び0.1規定の塩酸を0.5mL添加して、30秒後に電気伝導度を測定する。この操作を、30秒間隔で、粒子状共重合体を含む水分散液の電気伝導度が測定開始時の電気伝導度以上になるまで繰り返し行う。 Further, 0.5 mL of 0.1N hydrochloric acid is added to the aqueous dispersion containing the particulate copolymer, and the electric conductivity is measured after 30 seconds. Then, 0.5 mL of 0.1N hydrochloric acid is added again, and the electric conductivity is measured after 30 seconds. This operation is repeated at intervals of 30 seconds until the electric conductivity of the aqueous dispersion containing the particulate copolymer becomes equal to or higher than the electric conductivity at the start of measurement.

得られた電気伝導度データを、電気伝導度(単位「mS」)を縦軸(Y座標軸)、添加した塩酸の累計量(単位「mmol」)を横軸(X座標軸)としたグラフ上にプロットする。これにより、図1のように3つの変曲点を有する塩酸量−電気伝導度曲線が得られる。3つの変曲点のX座標を、値が小さい方から順にそれぞれP1、P2、及びP3とする。X座標が、零から座標P1まで、座標P1から座標P2まで、及び座標P2から座標P3まで、の3つの区分内のデータについて、それぞれ、最小二乗法により近似直線L1、L2、及びL3を求める。近似直線L1と近似直線L2との交点のX座標をA1(mmol)、近似直線L2と近似直線L3との交点のX座標をA2(mmol)とする。
粒子状共重合体1g当たりの表面酸量は、下記の式(a)により、塩酸換算した値(mmol/g)として、与えられる。
粒子状共重合体1g当たりの表面酸量=A2−A1 …(a)
The obtained electrical conductivity data is displayed on a graph with the electrical conductivity (unit "mS") on the vertical axis (Y coordinate axis) and the cumulative amount of added hydrochloric acid (unit "mmol") on the horizontal axis (X coordinate axis). Plot. As a result, a hydrochloric acid amount-electrical conductivity curve having three inflection points is obtained as shown in FIG. Let the X coordinates of the three inflection points be P1, P2, and P3, respectively, in ascending order of value. Approximate straight lines L1, L2, and L3 are obtained by the least squares method for the data in the three categories in which the X coordinate is from zero to coordinate P1, from coordinate P1 to coordinate P2, and from coordinate P2 to coordinate P3, respectively. .. Let A1 (mmol) be the X coordinate of the intersection of the approximate straight line L1 and the approximate straight line L2, and A2 (mmol) be the X coordinate of the intersection of the approximate straight line L2 and the approximate straight line L3.
The amount of surface acid per 1 g of the particulate copolymer is given as a value (mmol / g) converted to hydrochloric acid according to the following formula (a).
Amount of surface acid per 1 g of particulate copolymer = A2-A1 ... (a)

粒子状共重合体の表面酸量は、例えば、粒子状共重合体を構成する単量体単位の種類及びその割合、そして重合方法の変更により制御しうる。
より具体的には、例えば、酸性基含有単量体単位の種類及びその割合を調整することにより、表面酸量を効率的に制御することができる。通常は、酸性基含有単量体のうちでも他の単量体と比べて反応性の違いが大きいもの(イタコン酸など)を用いると、酸性基含有単量体が粒子状共重合体の表面で共重合しやすくなるので、表面酸量が上昇し易い傾向がある。
The amount of surface acid of the particulate copolymer can be controlled by, for example, changing the types and proportions of the monomer units constituting the particulate copolymer and the polymerization method.
More specifically, for example, the amount of surface acid can be efficiently controlled by adjusting the type and ratio of the acidic group-containing monomer unit. Normally, when an acidic group-containing monomer having a large difference in reactivity compared to other monomers (itaconic acid, etc.) is used, the acidic group-containing monomer is present on the surface of the particulate copolymer. Since it becomes easy to copolymerize with, the amount of surface acid tends to increase.

(電解液膨潤度)
本発明に用いる粒子状共重合体の電解液膨潤度は、塗膜の抵抗値が増加しない観点及び塗膜と電極組成物層との間の密着性が維持される観点から、好ましくは100%以上500%以下、さらに好ましくは100%以上300%以下、特に好ましくは100%以上150%以下である。粒子共重合体の電解液膨潤度が、上記範囲の上限値以下であると、塗膜の抵抗値が過度に増加する、という現象や、塗膜と電極組成物層との間の密着性が過度に低下する、という現象を抑えることができる。
(Electrolytic solution swelling degree)
The degree of swelling of the electrolytic solution of the particulate copolymer used in the present invention is preferably 100% from the viewpoint of not increasing the resistance value of the coating film and maintaining the adhesion between the coating film and the electrode composition layer. It is 500% or more, more preferably 100% or more and 300% or less, and particularly preferably 100% or more and 150% or less. When the degree of swelling of the electrolytic solution of the particle copolymer is not more than the upper limit of the above range, the resistance value of the coating film is excessively increased, and the adhesion between the coating film and the electrode composition layer is deteriorated. It is possible to suppress the phenomenon of excessive decrease.

ここで、粒子状共重合体の電解液膨潤度とは、粒子状共重合体の水分散液を乾燥させて得たフィルムを特定の電解液に浸漬した際の膨潤度合いをいう。粒子状共重合体の電解液膨潤度は、以下の方法で算出することができる。
粒子状共重合体を含む水分散液を用意し、この水分散液を室温下で乾燥させて、厚み0.2〜0.5mmのフィルムを形成する。このフィルムを10mmφの円形に打ち抜き、質量(浸漬前質量A)を測定する。質量測定後のフィルム片を温度60℃の電解液(エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)を20℃での質量比がEC:EMC=3:7となるように混合してなる混合溶媒に、LiPFが1.0mol/Lの濃度で溶解した溶液)中に浸漬する。浸漬したフィルムを72時間後に引き上げ、タオルペーパ一で電解液を拭きとってすぐに質量(浸漬後質量B)を測定する。下記式にしたがって質量変化を計算し、これを電解液膨潤度とする。
電解液膨潤度(%)=(B/A)×100
Here, the degree of swelling of the electrolytic solution of the particulate copolymer refers to the degree of swelling when the film obtained by drying the aqueous dispersion of the particulate copolymer is immersed in a specific electrolytic solution. The degree of swelling of the electrolytic solution of the particulate copolymer can be calculated by the following method.
An aqueous dispersion containing a particulate copolymer is prepared, and the aqueous dispersion is dried at room temperature to form a film having a thickness of 0.2 to 0.5 mm. This film is punched into a circle of 10 mmφ, and the mass (mass before immersion A) is measured. A mixture of film pieces after mass measurement mixed with an electrolytic solution at a temperature of 60 ° C. (ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) so that the mass ratio at 20 ° C. is EC: EMC = 3: 7). Immerse in a solvent (a solution in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1.0 mol / L). After 72 hours, the soaked film is pulled up, the electrolytic solution is wiped off with a towel paper, and the mass (mass B after soaking) is measured immediately. The mass change is calculated according to the following formula, and this is taken as the degree of swelling of the electrolytic solution.
Electrolyte swelling degree (%) = (B / A) x 100

本発明の電気化学素子用導電性組成物に含まれる成分の内、キトサン化合物の質量を粒子状共重合体の質量で除した値は、導電材の分散性が良好となる観点、及び塗膜の密着性が良好となる観点から、好ましくは0.1以上10以下、さらに好ましくは0.2以上9以下、特に好ましくは0.3以上8以下である。この値が上記範囲の上限値以下であると、スラリーの粘度が増加し、塗工性が過度に低下する、という現象を抑えることができる。また、この値が上記範囲の下限値以上であると、導電材の分散性が低下し、塗膜の抵抗値が過度に増加する、という現象を抑えることができる。 Among the components contained in the conductive composition for an electrochemical element of the present invention, the value obtained by dividing the mass of the chitosan compound by the mass of the particulate copolymer is from the viewpoint of improving the dispersibility of the conductive material and the coating film. From the viewpoint of improving the adhesion of the above, it is preferably 0.1 or more and 10 or less, more preferably 0.2 or more and 9 or less, and particularly preferably 0.3 or more and 8 or less. When this value is not more than the upper limit of the above range, the phenomenon that the viscosity of the slurry increases and the coatability is excessively lowered can be suppressed. Further, when this value is not more than the lower limit value in the above range, the phenomenon that the dispersibility of the conductive material is lowered and the resistance value of the coating film is excessively increased can be suppressed.

(粒子状共重合体の製造)
粒子状共重合体の製法は特に限定はされないが、上述したように、高分子化合物を構成する単量体を含む単量体混合物を乳化重合して得ることができる。乳化重合の方法としては、特に限定されず、従来公知の乳化重合法を採用すれば良い。
(Production of Particulate Copolymer)
The method for producing the particulate copolymer is not particularly limited, but as described above, it can be obtained by emulsion polymerization of a monomer mixture containing a monomer constituting a polymer compound. The method of emulsion polymerization is not particularly limited, and a conventionally known emulsion polymerization method may be adopted.

乳化重合に使用する重合開始剤としては、たとえば、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過リン酸カリウム、過酸化水素等の無機過酸化物;t−ブチルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、p−メンタンハイドロパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、アセチルパーオキサイド、イソブチリルパーオキサイド、オクタノイルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、3,5,5−トリメチルヘキサノイルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソブチレート等の有機過酸化物;アゾビスイソブチロニトリル、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル、アゾビスイソ酪酸メチル等のアゾ化合物等が挙げられる。 Examples of the polymerization initiator used for emulsification polymerization include inorganic peroxides such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, potassium perphosphate, and hydrogen peroxide; t-butyl peroxide, cumene hydroperoxide, and the like. p-menthan hydroperoxide, di-t-butyl peroxide, t-butylcumyl peroxide, acetyl peroxide, isobutyryl peroxide, octanoyl peroxide, benzoyl peroxide, 3,5,5-trimethylhexanoylper Organic peroxides such as oxides and t-butylperoxyisobutyrate; azo compounds such as azobisisobutyronitrile, azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, azobiscyclohexanecarbonitrile, methyl azobisisobutyrate, etc. Be done.

これらのなかでも、無機過酸化物が好ましく使用できる。これらの重合開始剤は、それぞれ単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。また、過酸化物開始剤は、重亜硫酸ナトリウム等の還元剤と組み合わせて、レドックス系重合開始剤として使用することもできる。なお、重合開始剤の使用量は、重合に使用する単量体混合物の全量100質量部に対して、好ましくは0.05〜5質量部、より好ましくは0.1〜2質量部である。 Among these, inorganic peroxides can be preferably used. These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. In addition, the peroxide initiator can also be used as a redox-based polymerization initiator in combination with a reducing agent such as sodium bisulfite. The amount of the polymerization initiator used is preferably 0.05 to 5 parts by mass, more preferably 0.1 to 2 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total amount of the monomer mixture used for the polymerization.

乳化重合時に、さらにアニオン性界面活性剤を使用することが好ましい。アニオン性界面活性剤を使用することにより、重合安定性を向上させることができる。 It is preferable to further use an anionic surfactant during emulsion polymerization. Polymerization stability can be improved by using an anionic surfactant.

アニオン性界面活性剤としては、乳化重合において従来公知のものが使用できる。アニオン性界面活性剤の具体例としては、ナトリウムラウリルサルフェート、アンモニウムラウリルサルフェート、ナトリウムドデシルサルフェート、アンモニウムドデシルサルフェート、ナトリウムオクチルサルフェート、ナトリウムデシルサルフェート、ナトリウムテトラデシルサルフェート、ナトリウムヘキサデシルサルフェート、ナトリウムオクタデシルサルフェートなどの高級アルコールの硫酸エステル塩;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ヘキサデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルベンゼンスルホン酸塩;ラウリルスルホン酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、テトラデシルスルホン酸ナトリウムなどの脂肪族スルホン酸塩;などが挙げられる。 As the anionic surfactant, conventionally known ones in emulsion polymerization can be used. Specific examples of anionic surfactants include sodium lauryl sulfate, ammonium lauryl sulfate, sodium dodecyl sulfate, ammonium dodecyl sulfate, sodium octyl sulfate, sodium decyl sulfate, sodium tetradecyl sulfate, sodium hexadecyl sulfate, sodium octadecyl sulfate, and the like. Sulfate esters of higher alcohols; alkylbenzene sulfonates such as sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium laurylbenzene sulfonate, sodium hexadecylbenzene sulfonate; fats such as sodium lauryl sulfonate, sodium dodecyl sulfonate, sodium tetradecyl sulfonate Group sulfonates; and the like.

アニオン性界面活性剤の使用量は、単量体混合物100質量部に対して、好ましくは0.5〜10質量部、より好ましくは1〜5質量部である。この使用量が少ないと、得られる粒子の粒径が大きくなり、使用量が多いと粒径が小さくなる傾向がある。また、アニオン性界面活性剤に加えて、ノニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、両性界面活性剤などを併用することもできる。 The amount of the anionic surfactant used is preferably 0.5 to 10 parts by mass, and more preferably 1 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the monomer mixture. When the amount used is small, the particle size of the obtained particles tends to be large, and when the amount used is large, the particle size tends to be small. Further, in addition to the anionic surfactant, a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an amphoteric surfactant and the like can be used in combination.

さらに乳化重合の際に、水酸化ナトリウム、アンモニアなどのpH調整剤;分散剤、キレート剤、酸素捕捉剤、ビルダー、粒子径調節のためのシードラテックスなどの各種添加剤を適宜使用することができる。特にシードラテックスを用いた乳化重合が好ましい。シードラテックスとは、乳化重合の際に反応の核となる微小粒子の分散液をいう。微小粒子は粒径が100nm以下であることが多い。微小粒子は特に限定はされず、アクリル系重合体などの汎用の重合体が用いられる。シード重合法によれば、比較的粒径の揃った粒子状共重合体が得られる。 Further, during emulsion polymerization, various additives such as pH adjusters such as sodium hydroxide and ammonia; dispersants, chelating agents, oxygen scavengers, builders, and seed latex for adjusting particle size can be appropriately used. .. Emulsion polymerization using seed latex is particularly preferable. The seed latex is a dispersion of fine particles that is the core of the reaction during emulsion polymerization. The particle size of the fine particles is often 100 nm or less. The fine particles are not particularly limited, and a general-purpose polymer such as an acrylic polymer is used. According to the seed polymerization method, a particulate copolymer having a relatively uniform particle size can be obtained.

重合反応を行う際の重合温度は、特に限定されないが、通常、0〜100℃、好ましくは40〜80℃とする。このような温度範囲で乳化重合し、所定の重合転化率で、重合停止剤を添加したり、重合系を冷却したりして、重合反応を停止する。重合反応を停止する重合転化率は、好ましくは93質量%以上、より好ましくは95質量%以上である。 The polymerization temperature at the time of carrying out the polymerization reaction is not particularly limited, but is usually 0 to 100 ° C, preferably 40 to 80 ° C. Emulsion polymerization is carried out in such a temperature range, and the polymerization reaction is stopped by adding a polymerization terminator or cooling the polymerization system at a predetermined polymerization conversion rate. The polymerization conversion rate at which the polymerization reaction is stopped is preferably 93% by mass or more, more preferably 95% by mass or more.

重合反応を停止した後、所望により、未反応単量体を除去し、pHや固形分濃度を調整して、粒子状共重合体が分散媒に分散された形態(ラテックス)で得られる。その後、必要に応じ、分散媒を置換してもよく、また分散媒を蒸発し、粒子状結着剤を粉末形状で得ても良い。 After terminating the polymerization reaction, if desired, the unreacted monomer is removed, the pH and solid content concentration are adjusted, and the particulate copolymer is obtained in a form (latex) dispersed in a dispersion medium. Then, if necessary, the dispersion medium may be replaced, or the dispersion medium may be evaporated to obtain a particulate binder in the form of a powder.

得られる粒子状共重合体の分散液には、公知の分散剤、増粘剤、老化防止剤、消泡剤、防腐剤、抗菌剤、ブリスター防止剤、pH調整剤などを必要に応じて添加することができる。 Known dispersants, thickeners, antiaging agents, defoaming agents, preservatives, antibacterial agents, blister inhibitors, pH adjusters, etc. are added to the obtained dispersion of the particulate copolymer as necessary. can do.

(導電材)
本発明の電気化学素子用導電性組成物は、導電材を含む。導電材としては、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、グラフェン等を含むことが好ましく、カーボンブラック、グラファイト、カーボンナノチューブを含むことがさらに好ましく、カーボンブラック及びグラファイトを含むことが特に好ましい。導電材として、カーボンブラックとグラファイトを混合して用いることにより導電性が向上するため、これらを混合して用いることが好ましい。これらの導電材は、それぞれ単独で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。
(Conductive material)
The conductive composition for an electrochemical device of the present invention contains a conductive material. The conductive material preferably contains carbon black, graphite, carbon nanotubes, graphene and the like, more preferably carbon black, graphite and carbon nanotubes, and particularly preferably carbon black and graphite. Since the conductivity is improved by using a mixture of carbon black and graphite as the conductive material, it is preferable to use a mixture of these. These conductive materials can be used alone or in combination of two or more.

カーボンブラックは、黒鉛質の炭素微結晶が数層集まって乱層構造を形成した球状集合体であり、具体的にはアセチレンブラック、ケッチェンブラック、その他のファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルランプブラックなどを例示することができる。導電材としては、単一のカーボンブラックのみを単独で、または種類の異なるカーボンブラックを複数組み合わせて使用することができる。 Carbon black is a spherical aggregate in which several layers of graphitic carbon microcrystals are gathered to form a disordered layer structure. Specifically, acetylene black, ketjen black, other furnace black, channel black, thermal lamp black, etc. Can be exemplified. As the conductive material, only a single carbon black can be used alone, or a plurality of different types of carbon black can be used in combination.

電気化学素子用導電性組成物中におけるカーボンブラックの含有割合は、良好な導電性を保ち、高速塗工に適した粘度のスラリーを得る観点から、好ましくは3質量%以上40質量%以下、さらに好ましくは5質量%以上30質量%以下、特に好ましくは7質量%以上20質量%以下である。カーボンブラックの含有割合が上記範囲の上限値以下であると、過度に高粘度となりスラリーの製造が困難となる、という現象を抑えることができる。逆に、カーボンブラックの含有割合が上記範囲の下限値以上であると、導電性が過度に低下する、という現象を抑えることができる。 The content ratio of carbon black in the conductive composition for an electrochemical element is preferably 3% by mass or more and 40% by mass or less, and further, from the viewpoint of maintaining good conductivity and obtaining a slurry having a viscosity suitable for high-speed coating. It is preferably 5% by mass or more and 30% by mass or less, and particularly preferably 7% by mass or more and 20% by mass or less. When the content ratio of carbon black is not more than the upper limit of the above range, it is possible to suppress the phenomenon that the viscosity becomes excessively high and it becomes difficult to produce a slurry. On the contrary, when the content ratio of carbon black is not more than the lower limit value in the above range, the phenomenon that the conductivity is excessively lowered can be suppressed.

(濡れ材)
本発明の電気化学素子用導電性組成物は、濡れ材を含むことが好ましい。濡れ材としては、集電体に対する導電性組成物の濡れ性を高める観点、及び集電体に均一に塗工できる観点から、ポリアミド重合体、ポリエステル重合体等を用いることが好ましい。
(Wet material)
The conductive composition for an electrochemical device of the present invention preferably contains a wetting material. As the wetting material, it is preferable to use a polyamide polymer, a polyester polymer, or the like from the viewpoint of enhancing the wettability of the conductive composition with respect to the current collector and from the viewpoint of being able to uniformly coat the current collector.

(ポリアミド重合体)
ポリアミド重合体としては、下記一般式(1)で表されるものを用いることが好ましい。

Figure 0006759589


(上記一般式(1)中、Rは、2、4、6あるいは8個のカルボン酸アミド基によって割りこまれた炭素数6〜150の脂肪族あるいは脂肪族と芳香族との両者を含む炭化水素基、炭素数2〜60の脂肪族炭化水素基または炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、または2〜75個の酸素原子(−O−)によって割りこまれた炭素数4〜150の脂肪族炭化水素基、R’は水素原子、炭素数1〜4のアルキル基または−Z’−(Q)y−(OH)x、xは1〜3、yは0または1、Zは炭素数2〜6のアルキレン基、Z’は炭素数2〜6のZと同じまたは異なるアルキレン基、QはZおよび(または)Z′に−O−またはカルボキシル基を介して連結されており、0〜99個の酸素原子および(または)カルボン酸エステル基によって割りこまれている炭素数2〜200の脂肪族炭化水素基、nは2〜3である。) (Polyamide polymer)
As the polyamide polymer, it is preferable to use one represented by the following general formula (1).
Figure 0006759589


(In the above general formula (1), R is an aliphatic having 6 to 150 carbon atoms interrupted by 2, 4, 6 or 8 carboxylic acid amide groups, or a carbide containing both an aliphatic and an aromatic group. Hydrogen group, aliphatic hydrocarbon group having 2 to 60 carbon atoms or aromatic hydrocarbon group having 6 to 20 carbon atoms, or 4 to 150 carbon atoms interrupted by 2 to 75 oxygen atoms (-O-). An aliphatic hydrocarbon group, R'is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or -Z'-(Q) y- (OH) x, x is 1-3, y is 0 or 1, Z is 0 or 1. An alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, Z'is the same or different alkylene group as Z having 2 to 6 carbon atoms, Q is linked to Z and / or Z'via an -O- or a carboxyl group. An aliphatic hydrocarbon group having 2 to 200 carbon atoms, which is interrupted by 0 to 99 oxygen atoms and / or a carboxylic acid ester group, n is 2 to 3).

(ポリエステル重合体)
ポリエステル重合体としては、下記一般式(2)で表されるものを用いることが好ましい。

Figure 0006759589


(上記一般式(2)中、Rが、分子当たり1〜3個のヒドロキシル基を有する化合物の有機ラジカル、又はシリコン原子に結合しない1〜3個のヒドロキシル基を有するポリシロキサンのラジカルであり、Rが、二価の直鎖又は分枝脂肪酸又はシクロ脂肪酸ラジカルであり、xが2〜8、nが10〜500、且つmが1〜3である。) (Polyester polymer)
As the polyester polymer, it is preferable to use one represented by the following general formula (2).
Figure 0006759589


(In the above general formula (2), R 1 is an organic radical of a compound having 1 to 3 hydroxyl groups per molecule, or a radical of a polysiloxane having 1 to 3 hydroxyl groups not bonded to a silicon atom. , R 2 is a divalent linear or branched fatty acid or cyclo fatty acid radical, x is 2 to 8, n is 10 to 500, and m is 1 to 3.)

電気化学素子用導電性組成物中における濡れ材の含有割合は、集電体に対する導電性組成物の濡れ性を高める観点、及び集電体に均一に塗工できる観点から、好ましくは0.1〜3質量%、さらに好ましくは0.2〜2質量%、特に好ましくは0.3〜1質量%である。濡れ材の含有割合が上記範囲の上限値以下であると、導電性接着剤層からなる塗膜の抵抗値が過度に増加する、という現象を抑えることができる。逆に、濡れ材の含有割合が上記範囲の下限値以上であると、濡れ性が過度に低下し、均一な塗工が困難となる、という現象を抑えることができる。 The content ratio of the wetting material in the conductive composition for an electrochemical element is preferably 0.1 from the viewpoint of enhancing the wettability of the conductive composition with respect to the current collector and from the viewpoint of being able to uniformly coat the current collector. It is ~ 3% by mass, more preferably 0.2 to 2% by mass, and particularly preferably 0.3 to 1% by mass. When the content ratio of the wet material is not more than the upper limit value in the above range, the phenomenon that the resistance value of the coating film made of the conductive adhesive layer is excessively increased can be suppressed. On the contrary, when the content ratio of the wetting material is not more than the lower limit of the above range, the phenomenon that the wettability is excessively lowered and uniform coating becomes difficult can be suppressed.

(分散剤)
本発明の電気化学素子用導電性組成物は、分散剤を含むことが好ましい。分散剤としては、アニオン系の界面活性剤、カチオン系の界面活性剤、両性界面活性剤、及び高分子系界面活性剤を例示することができる。具体的には、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩(例えば、デモールNL:花王株式会社製)、アルキルベンジルジメチルアンモニウムクロライド(例えば、サニゾールC:花王株式会社製)、ラウリルジメチルアミンオキサイド(例えば、アンヒトール20N:花王株式会社製)、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル(例えば、エマルゲンA−60:花王株式会社製)等が挙げられ、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩、およびポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテルが好ましく、β−ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩がより好ましい。
(Dispersant)
The conductive composition for an electrochemical device of the present invention preferably contains a dispersant. Examples of the dispersant include anionic surfactants, cationic surfactants, amphoteric surfactants, and polymer-based surfactants. Specifically, β-naphthalene sulfonic acid formarin condensate sodium salt (for example, Demol NL: manufactured by Kao Co., Ltd.), alkylbenzyldimethylammonium chloride (for example, Sanizole C: manufactured by Kao Co., Ltd.), lauryldimethylamine oxide (for example, manufactured by Kao Co., Ltd.). , Anchtor 20N: manufactured by Kao Co., Ltd.), polyoxyethylene distyrene phenyl ether (for example, Emulgen A-60: manufactured by Kao Co., Ltd.), β-naphthalene sulfonic acid formarin condensate sodium salt, and polyoxy. Ethylene distyrene phenyl ether is preferable, and β-naphthalene sulfonic acid formarin condensate sodium salt is more preferable.

電気化学素子用導電性組成物中における分散剤の含有割合は、カーボンブラックが水に分散し易くなる観点から、好ましくは0.5〜5質量%、さらに好ましくは0.8〜3.5質量%、特に好ましくは1.1〜2質量%である。分散剤の含有割合が上記範囲の上限値以下であると、導電性接着剤層からなる塗膜の抵抗値が過度に増加する、という現象を抑えることができる。逆に、分散剤の含有割合が上記範囲の下限値以上であると、カーボンブラックが過度に水に分散し難い、という現象を抑えることができる。 The content ratio of the dispersant in the conductive composition for an electrochemical element is preferably 0.5 to 5% by mass, more preferably 0.8 to 3.5% by mass, from the viewpoint that carbon black is easily dispersed in water. %, Especially preferably 1.1 to 2% by mass. When the content ratio of the dispersant is not more than the upper limit value in the above range, the phenomenon that the resistance value of the coating film composed of the conductive adhesive layer is excessively increased can be suppressed. On the contrary, when the content ratio of the dispersant is not more than the lower limit of the above range, the phenomenon that carbon black is excessively difficult to disperse in water can be suppressed.

(分散媒およびその他の成分)
本発明の電気化学素子用導電性組成物は、上記したキトサン化合物、粒子状共重合体、導電材、濡れ材、及び分散剤が、分散媒に分散されたスラリー状の組成物である。ここで分散媒は、上記各成分を均一に分散でき、安定的に分散状態を保ちうる限り、水や、NMP、トルエン、キシレン、アセトン等の各種有機溶媒が特に制限されることなく使用できる。中でも、水、又はNMPを用いることが好ましく、水を用いることがさらに好ましい。
(Dispersion medium and other components)
The conductive composition for an electrochemical element of the present invention is a slurry-like composition in which the above-mentioned chitosan compound, particulate copolymer, conductive material, wetting material, and dispersant are dispersed in a dispersion medium. Here, as the dispersion medium, water and various organic solvents such as NMP, toluene, xylene, and acetone can be used without particular limitation as long as each of the above components can be uniformly dispersed and the dispersed state can be maintained stably. Among them, it is preferable to use water or NMP, and it is more preferable to use water.

電気化学素子用導電性組成物中における分散媒の含有割合は、塗工に適した粘度となる観点から好ましくは60〜90質量%、さらに好ましくは65〜85質量%、特に好ましくは68〜85質量%である。 The content ratio of the dispersion medium in the conductive composition for an electrochemical element is preferably 60 to 90% by mass, more preferably 65 to 85% by mass, and particularly preferably 68 to 85 from the viewpoint of obtaining a viscosity suitable for coating. It is mass%.

本発明の電気化学素子用導電性組成物には、さらに防腐剤等の添加剤を必要に応じて添加することができる。
防腐剤の具体例としては、例えば、2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(以下において「MIT」と表すことがある。)、1,2−ベンズ−4−イソチアゾリン−3−オン(以下において「BIT」と表すことがある。)等のイソチアゾリン系化合物が挙げられる。これらイソチアゾリン系化合物は、単独でまたは二種以上を組み合わせて用いることができる。なお、イソチアゾリン系化合物としては、MIT、及びBITを組み合わせて用いることがより好ましい。
Additives such as preservatives can be further added to the conductive composition for an electrochemical device of the present invention, if necessary.
Specific examples of the preservative include 2-methyl-4-isothiazolin-3-one (hereinafter, may be referred to as "MIT") and 1,2-benz-4-isothiazolin-3-one (hereinafter, referred to as "MIT"). (Sometimes referred to as “BIT”) and the like. These isothiazolin-based compounds can be used alone or in combination of two or more. As the isothiazolin-based compound, it is more preferable to use MIT and BIT in combination.

(電気化学素子用導電性組成物)
本発明の電気化学素子用導電性組成物はスラリー状であり、その粘度は、良好な塗工性が得られる観点から、好ましくは200mPa・s以下、さらに好ましくは150mPa・s以下、特に好ましくは100mPa・s以下である。なお、上記粘度は、B型粘度計を用いて25℃、回転数60rpmで測定した時の値である。
(Conductive composition for electrochemical device)
The conductive composition for an electrochemical device of the present invention is in the form of a slurry, and its viscosity is preferably 200 mPa · s or less, more preferably 150 mPa · s or less, and particularly preferably 150 mPa · s or less, from the viewpoint of obtaining good coatability. It is 100 mPa · s or less. The viscosity is a value measured at 25 ° C. and a rotation speed of 60 rpm using a B-type viscometer.

また、本発明の電気化学素子用導電性組成物のpHは、集電体を腐食させることなく、低抵抗な電極が得られる観点から、6〜10、好ましくは6.5〜9.7、より好ましくは7〜9.5である。 The pH of the conductive composition for an electrochemical element of the present invention is 6 to 10, preferably 6.5 to 9.7, from the viewpoint of obtaining a low resistance electrode without corroding the current collector. More preferably, it is 7 to 9.5.

(電気化学素子用導電性組成物の製造方法)
導電性組成物の製造方法は、特に限定はされず、上記した分散媒に分散させることができればいかなる手段であってもよい。たとえば、まず、分散媒に分散剤、濡れ材、キトサン化合物、粒子状共重合体の分散液、および必要に応じ添加される任意の成分を一括添加し、均一に撹拌した後、導電材を添加し、撹拌することにより予備的な分散を行い原料組成物を得てから、次に、原料組成物に対し、高圧分散機を用いて高圧分散処理を行うことが好ましい。
(Manufacturing method of conductive composition for electrochemical device)
The method for producing the conductive composition is not particularly limited, and any means may be used as long as it can be dispersed in the above-mentioned dispersion medium. For example, first, a dispersant, a wetting material, a chitosan compound, a dispersion of a particulate copolymer, and any component to be added as necessary are collectively added to the dispersion medium, and the mixture is uniformly stirred, and then the conductive material is added. Then, it is preferable that the raw material composition is obtained by performing preliminary dispersion by stirring, and then the raw material composition is subjected to a high-pressure dispersion treatment using a high-pressure disperser.

ここで、予備分散を行う際の回転数は、良好な分散性を得る観点から、通常500〜3000rmp、好ましくは700〜1800rpm、さらに好ましくは1000〜1500rpmである。 Here, the rotation speed at the time of performing preliminary dispersion is usually 500 to 3000 rpm, preferably 700 to 1800 rpm, and more preferably 1000 to 1500 rpm from the viewpoint of obtaining good dispersibility.

また、高圧分散機は、原料組成物を高圧にしてノズル等の細い間隙から噴出させる装置であって、カーボンブラックの凝集をほぐすことができれば特に限定されないが、ナノヴェイタ(C−ES008、吉田機械興業株式会社製)を用いることが好ましい。高圧分散処理を行う際の圧力としては、良好な分散性が得られる観点から、通常20〜150MPa、好ましくは30〜110MPa、さらに好ましくは40〜70MPaである。 Further, the high-pressure disperser is a device that makes the raw material composition high-pressure and ejects it from a narrow gap such as a nozzle, and is not particularly limited as long as it can loosen the aggregation of carbon black, but Nanovaita (C-ES008, Yoshida Kikai Kogyo) It is preferable to use (manufactured by Co., Ltd.). The pressure when performing the high-pressure dispersion treatment is usually 20 to 150 MPa, preferably 30 to 110 MPa, and more preferably 40 to 70 MPa from the viewpoint of obtaining good dispersibility.

(接着剤層付集電体)
本発明の接着剤層付集電体は、集電体上に上記の電気化学素子用導電性組成物から得られる導電性接着剤層を有する。
(Current collector with adhesive layer)
The current collector with an adhesive layer of the present invention has a conductive adhesive layer obtained from the above-mentioned conductive composition for an electrochemical element on the current collector.

集電体の材料は、例えば、金属、炭素、導電性高分子などであり、好適には金属が用いられる。集電体用金属としては、通常、アルミニウム、白金、ニッケル、タンタル、チタン、ステンレス鋼、銅、その他の合金等が使用される。これらの中で導電性、耐電圧性の面から銅、アルミニウムまたはアルミニウム合金を使用するのが好ましい。
集電体の厚みは、5〜100μmで、好ましくは8〜70μm、特に好ましくは10〜50μmである。
The material of the current collector is, for example, a metal, carbon, a conductive polymer, or the like, and a metal is preferably used. As the metal for the current collector, aluminum, platinum, nickel, tantalum, titanium, stainless steel, copper, other alloys and the like are usually used. Among these, copper, aluminum or an aluminum alloy is preferably used from the viewpoint of conductivity and withstand voltage.
The thickness of the current collector is 5 to 100 μm, preferably 8 to 70 μm, and particularly preferably 10 to 50 μm.

導電性接着剤層の形成方法は、特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ダイコート法、ハケ塗りなどによって、集電体上に形成される。また、剥離紙上に、導電性接着剤層を形成した後に、これを集電体に転写してもよい。 The method for forming the conductive adhesive layer is not particularly limited. For example, it is formed on the current collector by a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a die coating method, a brush coating, or the like. Further, after forming the conductive adhesive layer on the release paper, this may be transferred to the current collector.

導電性接着剤層の乾燥方法としては、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。中でも、熱風による乾燥法、遠赤外線の照射による乾燥法が好ましい。乾燥温度と乾燥時間は、集電体上に塗布した導電性組成物中の溶媒を完全に除去できる温度と時間が好ましく、乾燥温度は通常50〜300℃、好ましくは80〜250℃である。乾燥時間は、通常2時間以下、好ましくは5秒〜30分である。 Examples of the method for drying the conductive adhesive layer include drying with warm air, hot air, and low humidity air, vacuum drying, and drying with irradiation with (far) infrared rays or electron beams. Of these, a drying method using hot air and a drying method using far-infrared irradiation are preferable. The drying temperature and drying time are preferably a temperature and a time during which the solvent in the conductive composition coated on the current collector can be completely removed, and the drying temperature is usually 50 to 300 ° C., preferably 80 to 250 ° C. The drying time is usually 2 hours or less, preferably 5 seconds to 30 minutes.

導電性接着剤層の厚みは、後述する電極組成物層との密着性が良好で、かつ、低抵抗である電極が得られる観点から、0.5〜5μm、好ましくは0.5〜4μm、特に好ましくは0.5〜3μmである。 The thickness of the conductive adhesive layer is 0.5 to 5 μm, preferably 0.5 to 4 μm, from the viewpoint of obtaining an electrode having good adhesion to the electrode composition layer described later and low resistance. Particularly preferably, it is 0.5 to 3 μm.

導電性接着剤層は、電気化学素子用導電性組成物の固形分組成に応じた組成を有し、キトサン化合物、粒子状共重合体、導電材、濡れ材、分散剤を含む。 The conductive adhesive layer has a composition corresponding to the solid content composition of the conductive composition for an electrochemical element, and contains a chitosan compound, a particulate copolymer, a conductive material, a wetting material, and a dispersant.

(電気化学素子用電極)
本発明の電気化学素子用電極は、上記接着剤層付集電体の導電性接着剤層上に電極活物質を含む電極組成物層を有する。電極組成物層は、電極活物質、電極用バインダー、および必要に応じて用いられる電極用導電材等からなり、これら成分を含む電極用スラリーから調製される。
(Electrodes for electrochemical devices)
The electrode for an electrochemical element of the present invention has an electrode composition layer containing an electrode active material on the conductive adhesive layer of the current collector with the adhesive layer. The electrode composition layer is composed of an electrode active material, an electrode binder, an electrode conductive material used as necessary, and the like, and is prepared from an electrode slurry containing these components.

(電極活物質)
電極活物質は負極活物質であってもよく、また正極活物質であってもよい。電極活物質は、電池内で電子の受け渡しをする物質である。以下、本発明の電気化学素子用電極をリチウムイオン二次電池に用いる場合について説明する。
正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な化合物である。正極活物質は、無機化合物からなるものと有機化合物からなるものとに大別される。
(Electrode active material)
The electrode active material may be a negative electrode active material or a positive electrode active material. The electrode active material is a substance that transfers electrons in the battery. Hereinafter, a case where the electrode for an electrochemical device of the present invention is used in a lithium ion secondary battery will be described.
The positive electrode active material is a compound capable of occluding and releasing lithium ions. Positive electrode active materials are roughly classified into those composed of inorganic compounds and those composed of organic compounds.

無機化合物からなる正極活物質としては、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物などが挙げられる。上記の遷移金属としては、Fe、Co、Ni、Mn等が使用される。正極活物質に使用される無機化合物の具体例としては、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO、LiFeVOなどのリチウム含有複合金属酸化物;TiS、TiS、非晶質MoS等の遷移金属硫化物;Cu、非晶質VO−P、MoO、V、V13などの遷移金属酸化物が挙げられる。これらの化合物は、部分的に元素置換したものであってもよい。 Examples of the positive electrode active material composed of an inorganic compound include a transition metal oxide, a composite oxide of lithium and a transition metal, and a transition metal sulfide. Fe, Co, Ni, Mn and the like are used as the transition metal. Specific examples of the inorganic compounds used in the positive electrode active material include lithium-containing composite metal oxides such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiFePO 4 , and LiFeVO 4 ; TiS 2 , TiS 3 , non- Transition metal sulfides such as crystalline MoS 2 ; transition metal oxides such as Cu 2 V 2 O 3 , amorphous V 2 O-P 2 O 5 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13 Be done. These compounds may be partially elementally substituted.

有機化合物からなる正極活物質としては、例えば、ポリアニリン、ポリピロール、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリスルフィド系化合物、N−フルオロピリジニウム塩などが挙げられる。なお、正極活物質は、上記の無機化合物と有機化合物の混合物であってもよい。 Examples of the positive electrode active material composed of an organic compound include polyaniline, polypyrrole, polyacene, a disulfide compound, a polysulfide compound, and an N-fluoropyridinium salt. The positive electrode active material may be a mixture of the above-mentioned inorganic compound and organic compound.

負極活物質としては、グラファイトやコークス等の炭素の同素体が挙げられる。前記炭素の同素体からなる負極活物質は、金属、金属塩、酸化物などとの混合体や被覆体の形態で利用することも出来る。また、負極活物質としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫酸塩、金属リチウム、Li−Al、Li−Bi−Cd、Li−Sn−Cd等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコーン等を使用できる。 Examples of the negative electrode active material include allotropes of carbon such as graphite and coke. The negative electrode active material composed of the allotrope of carbon can also be used in the form of a mixture with a metal, a metal salt, an oxide, or the like, or a covering body. Examples of the negative electrode active material include oxides such as silicon, tin, zinc, manganese, iron and nickel, sulfates, metallic lithium, lithium alloys such as Li-Al, Li-Bi-Cd and Li-Sn-Cd. Lithium transition metal nitride, silicone and the like can be used.

電極活物質の体積平均粒子径は、正極活物質、負極活物質ともに通常0.01〜100μm、好ましくは0.05〜50μm、より好ましくは0.1〜20μmである。これらの電極活物質は、それぞれ単独で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。 The volume average particle size of the electrode active material is usually 0.01 to 100 μm, preferably 0.05 to 50 μm, and more preferably 0.1 to 20 μm for both the positive electrode active material and the negative electrode active material. These electrode active materials can be used alone or in combination of two or more.

(電極用バインダー)
電極用バインダーは、電極活物質、電極用導電材を相互に結着させることができる化合物であれば特に制限はない。
(Binder for electrodes)
The electrode binder is not particularly limited as long as it is a compound capable of binding the electrode active material and the electrode conductive material to each other.

電極用バインダーの量は、得られる電極組成物層と導電性接着剤層との密着性が充分に確保でき、リチウムイオン電池の容量を高く且つ内部抵抗を低くすることができる観点から、電極活物質100質量部に対して、通常は0.1〜50質量部、好ましくは0.5〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部の範囲である。 The amount of the electrode binder is such that the electrode composition layer and the conductive adhesive layer can be sufficiently adhered to each other, the capacity of the lithium ion battery can be increased, and the internal resistance can be reduced. It is usually in the range of 0.1 to 50 parts by mass, preferably 0.5 to 20 parts by mass, and more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the substance.

(電極用導電材)
必要に応じて用いられる電極用導電材は、導電性を有し、電気二重層を形成し得る細孔を有さない、粒子状の炭素の同素体からなり、具体的には、ファーネスブラック、アセチレンブラック、及びケッチェンブラック(アクゾノーベルケミカルズベスローテンフェンノートシャップ社の登録商標)などの導電性カーボンブラックが挙げられる。これらの中でも、アセチレンブラックおよびファーネスブラックが好ましい。
(Conductive material for electrodes)
The conductive material for electrodes used as needed is made of particulate carbon allotrope, which has conductivity and does not have pores capable of forming an electric double layer, and specifically, furnace black and acetylene. Examples include black and conductive carbon blacks such as Ketjen Black (registered trademark of Akzonobel Chemicals Veslotenfen Note Shap). Among these, acetylene black and furnace black are preferable.

(電極組成物層)
電極組成物層は、導電性接着剤層上に設けられるが、その形成方法は制限されない。電極用スラリーは、電極活物質、電極用バインダーを必須成分として、必要に応じて電極用導電材、分散剤およびその他の添加剤を配合することができる。分散剤の具体例としては、ポリビニリデンフルオライド、ポリテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマー、ならびにこれらのアンモニウム塩またはアルカリ金属塩;ポリ(メタ)アクリル酸ナトリウムなどのポリ(メタ)アクリル酸塩;ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン、ポリカルボン酸、酸化スターチ、リン酸スターチ、カゼイン、各種変性デンプンなどが挙げられる。これらの分散剤は、それぞれ単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。これらの分散剤の量は、格別な限定はないが、電極活物質100質量部に対して、通常は0.1〜10質量部、好ましくは0.5〜5質量部、より好ましくは0.8〜2質量部の範囲である。
(Electrode composition layer)
The electrode composition layer is provided on the conductive adhesive layer, but the method for forming the electrode composition layer is not limited. The electrode slurry contains an electrode active material and an electrode binder as essential components, and if necessary, an electrode conductive material, a dispersant, and other additives can be blended. Specific examples of the dispersant include cellulosic polymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, ethyl cellulose and hydroxypropyl cellulose, and ammonium salts or alkali metal salts thereof; poly (meth) acrylic acid. Poly (meth) acrylates such as sodium; polyvinyl alcohol, modified polyvinyl alcohol, polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polycarboxylic acid, oxidized starch, starch phosphate, casein, various modified starches and the like. These dispersants can be used alone or in combination of two or more. The amount of these dispersants is not particularly limited, but is usually 0.1 to 10 parts by mass, preferably 0.5 to 5 parts by mass, and more preferably 0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the electrode active material. It is in the range of 8 to 2 parts by mass.

電極組成物層を形成する場合、ペースト状の電極用スラリー(正極用スラリーまたは負極用スラリー)は、電極活物質および電極用バインダーの必須成分、並びに必要に応じて用いられる電極用導電材、分散剤および添加剤を、水またはN−メチル−2−ピロリドンやテトラヒドロフランなどの有機溶媒中で混練することにより製造することができる。 When forming the electrode composition layer, the paste-like electrode slurry (positive electrode slurry or negative electrode slurry) is an essential component of the electrode active material and the electrode binder, and an electrode conductive material and dispersion used as necessary. The agent and additive can be produced by kneading with water or an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone or tetrahydrofuran.

電極用スラリーを得るために用いる溶媒は、特に限定されないが、上記の分散剤を用いる場合には、分散剤を溶解可能な溶媒が好適に用いられる。具体的には、通常水が用いられるが、有機溶媒を用いることもできるし、水と有機溶媒との混合溶媒を用いてもよい。有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール等のアルキルアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のアルキルケトン類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、ジグライム等のエーテル類;ジエチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン等のアミド類;ジメチルスルホキサイド、スルホラン等のイオウ系溶剤;等が挙げられる。この中でも有機溶媒としては、アルコール類が好ましい。電極用スラリーは、電極組成物層の乾燥の容易さと環境への負荷に優れる点から水を分散媒とした水系スラリーが好ましい。水と、水よりも沸点の低い有機溶媒とを併用すると、乾燥時に、乾燥速度を速くすることができる。また、水と併用する有機溶媒の量または種類によって、電極用バインダーの分散性または分散剤の溶解性が変わる。これにより、電極用スラリーの粘度や流動性を調整することができ、生産効率を向上させることができる。 The solvent used to obtain the electrode slurry is not particularly limited, but when the above-mentioned dispersant is used, a solvent capable of dissolving the dispersant is preferably used. Specifically, water is usually used, but an organic solvent may be used, or a mixed solvent of water and an organic solvent may be used. Examples of the organic solvent include alkyl alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and propyl alcohol; alkyl ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran, dioxane and jigglime; diethylformamide, dimethylacetamide and N-methyl- Examples thereof include amides such as 2-pyrrolidone and dimethylimidazolidinone; sulfur-based solvents such as dimethylsulfoxide and sulfolane; and the like. Among these, alcohols are preferable as the organic solvent. As the electrode slurry, an aqueous slurry using water as a dispersion medium is preferable from the viewpoint of easy drying of the electrode composition layer and excellent load on the environment. When water and an organic solvent having a boiling point lower than that of water are used in combination, the drying rate can be increased during drying. In addition, the dispersibility of the binder for electrodes or the solubility of the dispersant changes depending on the amount or type of the organic solvent used in combination with water. As a result, the viscosity and fluidity of the electrode slurry can be adjusted, and the production efficiency can be improved.

電極用スラリーを調製するときに使用する溶媒の量は、各成分を均一に分散させる観点から、スラリーの固形分濃度が、通常1〜90質量%、好ましくは5〜85質量%、より好ましくは10〜80質量%の範囲となる量である。 Regarding the amount of solvent used when preparing the electrode slurry, the solid content concentration of the slurry is usually 1 to 90% by mass, preferably 5 to 85% by mass, more preferably from the viewpoint of uniformly dispersing each component. The amount is in the range of 10 to 80% by mass.

電極活物質、および電極用バインダー、並びに必要に応じて用いられる電極用導電材、分散剤および添加剤を溶媒に分散または溶解する方法または手順は特に限定されず、例えば、溶媒に電極活物質、電極用バインダー、電極用導電材、分散剤および添加剤を添加し混合する方法;溶媒に分散剤を溶解した後、溶媒に分散させた電極用バインダーを添加して混合し、最後に電極活物質および電極用導電材を添加して混合する方法;溶媒に分散させた電極用バインダーに電極活物質および電極用導電材を添加して混合し、この混合物に溶媒に溶解させた分散剤を添加して混合する方法等が挙げられる。混合の手段としては、例えば、ボールミル、サンドミル、ビーズミル、顔料分散機、らい潰機、超音波分散機、ホモジナイザー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー等の混合機器が挙げられる。混合は、通常、室温〜80℃の範囲で、10分〜数時間行う。 The method or procedure for dispersing or dissolving the electrode active material, the electrode binder, and the electrode conductive material, the dispersant, and the additive used as needed in the solvent is not particularly limited, and for example, the electrode active material in the solvent. Method of adding and mixing electrode binder, electrode conductive material, dispersant and additive; after dissolving the dispersant in the solvent, add the electrode binder dispersed in the solvent and mix, and finally the electrode active material. And a method of adding and mixing the electrode conductive material; the electrode active material and the electrode conductive material are added to and mixed with the electrode binder dispersed in the solvent, and the dispersant dissolved in the solvent is added to this mixture. And the method of mixing. Examples of the mixing means include mixing equipment such as a ball mill, a sand mill, a bead mill, a pigment disperser, a grinder, an ultrasonic disperser, a homogenizer, a homomixer, and a planetary mixer. Mixing is usually carried out in the range of room temperature to 80 ° C. for 10 minutes to several hours.

電極用スラリーの粘度は、生産性を上げることができる観点から、室温において、通常10〜100,000mPa・s、好ましくは30〜50,000mPa・s、より好ましくは50〜20,000mPa・sの範囲である。 The viscosity of the electrode slurry is usually 10 to 100,000 mPa · s, preferably 30 to 50,000 mPa · s, and more preferably 50 to 20,000 mPa · s at room temperature from the viewpoint of increasing productivity. The range.

電極用スラリーの導電性接着剤層上への塗布方法は特に制限されない。例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などの方法が挙げられる。スラリーの塗布厚は、目的とする電極組成物層の厚みに応じて適宜に設定される。 The method of applying the electrode slurry onto the conductive adhesive layer is not particularly limited. For example, a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method and the like can be mentioned. The coating thickness of the slurry is appropriately set according to the thickness of the target electrode composition layer.

乾燥方法としては例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、(遠)赤外線や電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。中でも、遠赤外線の照射による乾燥法が好ましい。乾燥温度と乾燥時間は、集電体に塗布したスラリー中の溶媒を完全に除去できる温度と時間が好ましく、乾燥温度としては100〜300℃、好ましくは120〜250℃である。乾燥時間としては、通常5分〜100時間、好ましくは10分〜20時間である。 Examples of the drying method include drying with warm air, hot air, and low humidity air, vacuum drying, and drying with irradiation with (far) infrared rays or electron beams. Above all, the drying method by irradiation with far infrared rays is preferable. The drying temperature and the drying time are preferably a temperature and a time during which the solvent in the slurry applied to the current collector can be completely removed, and the drying temperature is 100 to 300 ° C., preferably 120 to 250 ° C. The drying time is usually 5 minutes to 100 hours, preferably 10 minutes to 20 hours.

電極組成物層の密度は、特に制限されないが、通常は0.30〜10g/cm、好ましくは0.35〜8.0g/cm、より好ましくは0.40〜6.0g/cmである。また、電極組成物層の厚みは、特に制限されないが、通常は5〜1000μm、好ましくは20〜500μm、より好ましくは30〜300μmである。 The density of the electrode composition layer is not particularly limited, but is usually 0.30 to 10 g / cm 3 , preferably 0.35 to 8.0 g / cm 3 , and more preferably 0.40 to 6.0 g / cm 3. Is. The thickness of the electrode composition layer is not particularly limited, but is usually 5 to 1000 μm, preferably 20 to 500 μm, and more preferably 30 to 300 μm.

(電気化学素子)
電気化学素子用電極の使用態様としては、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、ナトリウム電池、マグネシウム電池などが挙げられるが、上記電極を用いたリチウムイオン二次電池が好適である。たとえばリチウムイオン二次電池は、上記電気化学素子用電極、セパレータおよび電解液で構成される。
(Electrochemical element)
Examples of the usage mode of the electrode for the electrochemical element include a lithium ion secondary battery, an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, a sodium battery, a magnesium battery, and the like, and a lithium ion secondary battery using the above electrode is preferable. is there. For example, a lithium ion secondary battery is composed of the electrodes for an electrochemical element, a separator, and an electrolytic solution.

(セパレータ)
セパレータは、電気化学素子用電極の間を絶縁でき、陽イオンおよび陰イオンを通過させることができるものであれば特に限定されない。具体的には、(a)気孔部を有する多孔性セパレータ、(b)片面または両面に高分子コート層が形成された多孔性セパレータ、または(c)無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート層が形成された多孔性セパレータが挙げられる。これらの非制限的な例としては、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系、またはアラミド系多孔性セパレータ、ポリビニリデンフルオリド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルまたはポリビニリデンフルオリドヘキサフルオロプロピレン共重合体などの固体高分子電解質用またはゲル状高分子電解質用の高分子フィルム、ゲル化高分子コート層がコートされたセパレータ、または無機フィラー、無機フィラー用分散剤からなる多孔膜層がコートされたセパレータなどを用いることができる。セパレータは、上記一対の電極組成物層が対向するように、電気化学素子用電極の間に配置され、素子が得られる。セパレータの厚みは、使用目的に応じて適宜選択されるが、通常は1〜100μm、好ましくは10〜80μm、より好ましくは15〜60μmである。
(Separator)
The separator is not particularly limited as long as it can insulate between the electrodes for the electrochemical element and allow cations and anions to pass through. Specifically, (a) a porous separator having pores, (b) a porous separator having a polymer coat layer formed on one or both sides, or (c) a porous resin coat layer containing an inorganic ceramic powder. Examples thereof include a porous separator in which is formed. Non-limiting examples of these are solids such as polypropylene-based, polyethylene-based, polyolefin-based, or aramid-based porous separators, polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, or polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymers. Use a polymer film for a polymer electrolyte or a gel-like polymer electrolyte, a separator coated with a gelled polymer coat layer, or a separator coated with an inorganic filler or a porous film layer made of a dispersant for the inorganic filler. be able to. The separators are arranged between the electrodes for the electrochemical device so that the pair of electrode composition layers face each other, and the device is obtained. The thickness of the separator is appropriately selected depending on the intended use, but is usually 1 to 100 μm, preferably 10 to 80 μm, and more preferably 15 to 60 μm.

(電解液)
電解液は、特に限定されないが、例えば、非水系の溶媒に支持電解質としてリチウム塩を溶解したものが使用できる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、CSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLiなどのリチウム塩が挙げられる。特に溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF、LiClO、CFSOLiは好適に用いられる。これらは、単独、または2種以上を混合して用いることができる。支持電解質の量は、電解液に対して、通常1質量%以上、好ましくは5質量%以上、また通常は30質量%以下、好ましくは20質量%以下である。支持電解質の量が少なすぎても多すぎてもイオン導電度は低下し電池の充電特性、放電特性が低下する。
(Electrolytic solution)
The electrolytic solution is not particularly limited, and for example, one in which a lithium salt is dissolved as a supporting electrolyte in a non-aqueous solvent can be used. Lithium salts include, for example, LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C 4 F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 N Li. , (CF 3 SO 2 ) 2 NLi, (C 2 F 5 SO 2 ) NLi and other lithium salts. In particular, LiPF 6 , LiClO 4 , and CF 3 SO 3 Li, which are easily soluble in a solvent and show a high degree of dissociation, are preferably used. These can be used alone or in combination of two or more. The amount of the supporting electrolyte is usually 1% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and usually 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, based on the electrolytic solution. If the amount of supporting electrolyte is too small or too large, the ionic conductivity will decrease and the charging and discharging characteristics of the battery will deteriorate.

電解液に使用する溶媒としては、支持電解質を溶解させるものであれば特に限定されないが、通常、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、およびメチルエチルカーボネート(MEC)などのアルキルカーボネート類;γ−ブチロラクトン、ギ酸メチルなどのエステル類、1,2−ジメトキシエタン、およびテトラヒドロフランなどのエーテル類;スルホラン、およびジメチルスルホキシドなどの含硫黄化合物類;が用いられる。特に高いイオン伝導性が得易く、使用温度範囲が広いため、ジメチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネートが好ましい。これらは、単独、または2種以上を混合して用いることができる。また、電解液には添加剤を含有させて用いることも可能である。また、添加剤としてはビニレンカーボネート(VC)などのカーボネート系の化合物が好ましい。 The solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it dissolves the supporting electrolyte, but is usually dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), butylene. Alkyl carbonates such as carbonate (BC) and methyl ethyl carbonate (MEC); esters such as γ-butyrolactone, methyl formate, ethers such as 1,2-dimethoxyethane, and tetrahydrofuran; sulfolane, and dimethyl sulfoxide. Sulfur-containing compounds; are used. In particular, dimethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, diethyl carbonate, and methyl ethyl carbonate are preferable because high ionic conductivity can be easily obtained and the operating temperature range is wide. These can be used alone or in combination of two or more. It is also possible to use an electrolytic solution containing an additive. Further, as the additive, a carbonate-based compound such as vinylene carbonate (VC) is preferable.

上記以外の電解液としては、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルなどのポリマー電解質に電解液を含浸したゲル状ポリマー電解質や、硫化リチウム、LiI、LiN、LiS−Pガラスセラミックなどの無機固体電解質を挙げることができる。 As an electrolytic solution other than the above, polyethylene oxide, a polymer electrolyte such as polyacrylonitrile gel polymer electrolyte and impregnated with the electrolytic solution, lithium sulfide, LiI, Li 3 N, Li 2 S-P 2 S such as 5 glass ceramic Inorganic solid electrolytes can be mentioned.

二次電池は、負極と正極とをセパレータを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口して得られる。さらに必要に応じてエキスパンドメタルや、ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子、リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をすることもできる。電池の形状は、ラミネートセル型、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型などいずれであってもよい。 A secondary battery is obtained by stacking a negative electrode and a positive electrode via a separator, winding or folding the secondary battery according to the shape of the battery, putting it in a battery container, injecting an electrolytic solution into the battery container, and sealing the battery. Further, if necessary, an expanded metal, an overcurrent prevention element such as a fuse or a PTC element, a lead plate, or the like can be inserted to prevent the pressure inside the battery from rising and overcharge / discharge. The shape of the battery may be any of a laminated cell type, a coin type, a button type, a sheet type, a cylindrical type, a square type, a flat type and the like.

本発明の電気化学素子用導電性組成物によれば、集電体に対する塗工性に優れ、得られる電気化学素子の出力特性及びサイクル特性が良好である。
また、本発明においては、粘度が適切な範囲に制御されたキトサン化合物と、表面酸量が適切な範囲に制御された粒子状共重合体を併用することにより、得られる導電性組成物は導電性カーボンの分散性が良好であり、この導電性組成物を用いて得られる導電性接着剤層は、強度及び耐電解液性に優れ、導電性接着剤層の上に形成される電極組成物層との密着性にも優れる。
According to the conductive composition for an electrochemical element of the present invention, the coatability to a current collector is excellent, and the output characteristics and cycle characteristics of the obtained electrochemical element are good.
Further, in the present invention, the conductive composition obtained by using the chitosan compound whose viscosity is controlled in an appropriate range and the particulate copolymer whose surface acid amount is controlled in an appropriate range is conductive. The dispersibility of the conductive carbon is good, and the conductive adhesive layer obtained by using this conductive composition has excellent strength and electrolytic solution resistance, and the electrode composition formed on the conductive adhesive layer. Excellent adhesion to the layer.

なお、上述の実施形態においては、本発明の電気化学素子用導電性組成物を用いて導電性接着剤層を形成する構成について説明したが、本発明の電気化学素子用導電性組成物と電極活物質(好ましくは正極活物質)とを含む電気化学素子電極用組成物(カーボンペースト)を作製してもよい。この場合には、この電気化学素子電極用組成物を集電体上に塗布・乾燥することにより電極が得られる。また、この電極、セパレータおよび電解液を含んでなる電気化学素子を作製することができる。ここで、電気化学素子としてのリチウムイオン二次電池を作製する場合、上記した電極活物質、集電体、セパレータ、および電解液を用いることができる。 In the above-described embodiment, the configuration for forming the conductive adhesive layer using the conductive composition for an electrochemical element of the present invention has been described, but the conductive composition for an electrochemical element and the electrode of the present invention have been described. A composition (carbon paste) for an electrochemical element electrode containing an active material (preferably a positive electrode active material) may be prepared. In this case, the electrode can be obtained by applying and drying this composition for an electrochemical device electrode on a current collector. Further, an electrochemical device including the electrode, the separator and the electrolytic solution can be manufactured. Here, when a lithium ion secondary battery as an electrochemical element is manufactured, the above-mentioned electrode active material, current collector, separator, and electrolytic solution can be used.

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの実施例によりなんら限定されるものではない。各特性は、以下の方法により評価する。なお、本実施例における「部」および「%」は、特に断りのない限り、それぞれ、「質量部」および「質量%」である。
粒子状共重合体の電解液膨潤度、及び表面酸量は上述の方法で算出及び測定を行った。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples. Each characteristic is evaluated by the following method. Unless otherwise specified, "parts" and "%" in this embodiment are "parts by mass" and "% by mass", respectively.
The degree of swelling of the electrolytic solution and the amount of surface acid of the particulate copolymer were calculated and measured by the above-mentioned methods.

(導電性組成物の塗工性)
グラビアコーター(μCoater350TM、廉井精機製)を使用して、アルミニウム集電箔上に、スラリー状の導電性組成物を5m/分の速度で塗布した。アルミニウム集電箔上に形成された導電性接着剤層の表面を観察し、アルミニウム集電箔上の未塗工部発生率を求めた。未塗工部発生率を下記の基準により評価し、結果を表1に示した。未塗工部発生率が少ないほど塗工性に優れることを示す。
A:未塗工部が0%以上1%未満
B:未塗工部が1%以上5%未満
C:未塗工部が5%以上10%未満
D:未塗工部が10%以上
(Colability of conductive composition)
Using a gravure coater (μCoater350TM, manufactured by Yasui Seiki Co., Ltd.), a slurry-like conductive composition was applied onto an aluminum current collector foil at a speed of 5 m / min. The surface of the conductive adhesive layer formed on the aluminum current collector foil was observed, and the occurrence rate of uncoated parts on the aluminum current collector foil was determined. The incidence of uncoated parts was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 1. It is shown that the smaller the occurrence rate of uncoated parts, the better the coatability.
A: Uncoated part is 0% or more and less than 1% B: Uncoated part is 1% or more and less than 5% C: Uncoated part is 5% or more and less than 10% D: Uncoated part is 10% or more

(リチウムイオン二次電池の出力特性)
実施例および比較例で作製したラミネート型セルを用い、25℃で0.1Cの定電流で充電深度(SOC)50%まで充電し、電圧V1を測定した。その後、25℃で5Cの定電流で10秒間放電し、電圧V2を測定した。これらの測定結果から、電圧降下△V=V1−V2を算出した。算出された電圧降下△Vを、下記基準により評価し、結果を表1に示した。電圧降下△Vの値が小さいほど、出力特性に優れることを示す。
A:電圧降下△Vが100mV以上150mV未満
B:電圧降下△Vが150mV以上200mV未満
C:電圧降下△Vが200mV以上250mV未満
D:電圧降下△Vが250mV以上300mV未満
(Output characteristics of lithium-ion secondary battery)
Using the laminated cells prepared in Examples and Comparative Examples, the cells were charged at 25 ° C. with a constant current of 0.1 C to a charging depth (SOC) of 50%, and the voltage V1 was measured. Then, it was discharged at 25 ° C. at a constant current of 5C for 10 seconds, and the voltage V2 was measured. From these measurement results, the voltage drop ΔV = V1-V2 was calculated. The calculated voltage drop ΔV was evaluated according to the following criteria, and the results are shown in Table 1. The smaller the value of the voltage drop ΔV, the better the output characteristics.
A: Voltage drop ΔV is 100 mV or more and less than 150 mV B: Voltage drop ΔV is 150 mV or more and less than 200 mV C: Voltage drop ΔV is 200 mV or more and less than 250 mV D: Voltage drop ΔV is 250 mV or more and less than 300 mV

(リチウムイオン二次電池のサイクル特性)
実施例および比較例で作製したリチウムイオン二次電池を25℃の環境下で24時間静置させた。その後、25℃の環境下で、1.0Cのレートにて4.2Vまで充電し、3.0Vまで放電する充放電の操作を行い、初期容量C0を測定した。さらに、このリチウムイオン二次電池を、60℃の環境下で、前記と同様の充放電を200回繰り返し(200サイクル)、200サイクル後の容量C1を測定した。サイクル特性(高温サイクル特性)は、ΔC=(C1/C0)×100(%)で示す容量維持率ΔCを算出し、以下の基準により評価した。この容量維持率ΔCの値が高いほど、サイクル特性に優れることを示す。
A:容量維持率ΔCが85%以上
B:容量維持率ΔCが80%以上85%未満
C:容量維持率ΔCが75%以上80%未満
D:容量維持率ΔCが75%未満
(Cycle characteristics of lithium-ion secondary battery)
The lithium ion secondary batteries prepared in Examples and Comparative Examples were allowed to stand for 24 hours in an environment of 25 ° C. Then, in an environment of 25 ° C., the initial capacitance C0 was measured by performing a charge / discharge operation of charging to 4.2 V at a rate of 1.0 C and discharging to 3.0 V. Further, this lithium ion secondary battery was repeatedly charged and discharged 200 times (200 cycles) in the same manner as described above in an environment of 60 ° C., and the capacity C1 after 200 cycles was measured. The cycle characteristic (high temperature cycle characteristic) was evaluated by calculating the capacity retention rate ΔC represented by ΔC = (C1 / C0) × 100 (%) according to the following criteria. The higher the value of the capacity retention rate ΔC, the better the cycle characteristics.
A: Capacity retention rate ΔC is 85% or more B: Capacity retention rate ΔC is 80% or more and less than 85% C: Capacity retention rate ΔC is 75% or more and less than 80% D: Capacity retention rate ΔC is less than 75%

(キトサン溶液の粘度測定)
各実施例及び各比較例で用いるキトサン0.5%及び酢酸0.5%からなる水溶液を調製し、その粘度をブルックフィールドデジタル粘度計(以下、「B型粘度計」ということがある。)LVDV−IIProを使用して測定した。測定開始から60秒後の値をキトサン溶液の粘度の測定値とし、単位をmPa・sとして示した。測定条件は温度25℃、回転数60rpm、スピンドル形状を4とした。
(Measurement of viscosity of chitosan solution)
An aqueous solution consisting of 0.5% chitosan and 0.5% acetic acid used in each Example and each Comparative Example was prepared, and the viscosity thereof was measured by a Brookfield Digital Viscometer (hereinafter, may be referred to as "B-type viscometer"). Measured using LVDV-IIPro. The value 60 seconds after the start of the measurement was taken as the measured value of the viscosity of the chitosan solution, and the unit was shown as mPa · s. The measurement conditions were a temperature of 25 ° C., a rotation speed of 60 rpm, and a spindle shape of 4.

(実施例1)
(粒子状共重合体の製造)
撹拌装置を備えたステンレス製耐圧反応器に、2エチルヘキシルアクリレート63.4部、イタコン酸2.5部、スチレン34.1部、アンモニウムラウリルサルフェート(アニオン性界面活性剤)2部、およびイオン交換水108部を添加し、撹拌した。次いで、反応器内の温度を60℃に昇温した後、4%過硫酸カリウム水溶液10部を投入して重合反応を開始させた。そして、重合反応を進行させ、重合転化率が70%に達したとき、反応温度を70℃に昇温した。反応温度を70℃に維持しながら、重合転化率が97%に達するまで、重合反応を継続した。反応系を室温まで冷却して、重合反応を停止し、減圧して未反応単量体を除去した。イオン交換水を添加し、固形分濃度を45%、分散液のpHを7.5に調整することにより、粒子状共重合体の分散液を得た。なお、分散液のpHの調整は、10%アンモニア水溶液を添加することにより行った。得られた粒子状共重合体の体積平均粒子径は約300nmであり、表面酸量は0.2mmol/gであり、電解液膨潤度は120%であった。
(Example 1)
(Production of Particulate Copolymer)
63.4 parts of 2 ethylhexyl acrylate, 2.5 parts of itaconic acid, 34.1 parts of styrene, 2 parts of ammonium lauryl sulfate (anionic surfactant), and ion-exchanged water in a stainless steel pressure reactor equipped with a stirrer. 108 parts were added and stirred. Then, after raising the temperature in the reactor to 60 ° C., 10 parts of a 4% potassium persulfate aqueous solution was added to start the polymerization reaction. Then, the polymerization reaction was allowed to proceed, and when the polymerization conversion rate reached 70%, the reaction temperature was raised to 70 ° C. While maintaining the reaction temperature at 70 ° C., the polymerization reaction was continued until the polymerization conversion rate reached 97%. The reaction system was cooled to room temperature, the polymerization reaction was stopped, and the pressure was reduced to remove unreacted monomers. Ion-exchanged water was added to adjust the solid content concentration to 45% and the pH of the dispersion to 7.5 to obtain a dispersion of the particulate copolymer. The pH of the dispersion was adjusted by adding a 10% aqueous ammonia solution. The volume average particle diameter of the obtained particulate copolymer was about 300 nm, the amount of surface acid was 0.2 mmol / g, and the degree of swelling of the electrolytic solution was 120%.

(導電性組成物の製造)
イオン交換水に分散剤としてアニオン系の界面活性剤(デモールNL、花王製)1.5部、濡れ材としてポリエステル重合体(DISPERBYK−2010、BYK製)0.5部、粘度50mPa・sのキトサン水溶液(キトサン50(和光純薬工業株式会社製)0.5%、及び酢酸0.5%を含む水溶液)(以下の実施例及び比較例において、キトサン水溶液はキトサン化合物の他に酢酸を0.5%含む)をキトサン固形分相当で2部、上記にて得られた粒子状共重合体(スチレン/アクリル酸系ポリマー)を固形分相当で4部、及び防腐剤としてインチアゾリン化合物水溶液(ACTICIDE(登録商標)、MBS(2−メチル−4−イソチアゾリン−3−オン(MIT)/1,2−ベンズ−4−イソチアゾリン−3−オン(BIT)=50/50の5%水溶液)、ソー・ジャパン製)を固形分相当で0.1部添加し、1000rpmで10分間撹拌した。均一に撹拌されたことを確認した後、導電材として炭素材料(カーボンブラック(デンカブラック、電気化学工業社製)を5部、及びグラファイトを15部)を添加し、予備的な分散のため、ディスパーを使用して1200rpmで10分間撹拌した。その後、原料組成物の温度を20℃まで冷却し、高圧分散機としてナノヴェイタ(C−ES008、吉田機械興業株式会社製)を使用して、ノズル径が400μmのクロス型ノズルを用い、50MPaの条件で2回高圧分散処理を実施し、導電性組成物を作製した。得られた導電性組成物の固形分濃度は25質量%であった。また、得られた導電性組成物に含まれるキトサンの質量を粒子状共重合体の質量で除した値は、0.5であった。
(Manufacturing of conductive composition)
1.5 parts of anionic surfactant (Demor NL, manufactured by Kao) as a dispersant in ion-exchanged water, 0.5 part of polyester polymer (DISPERBYK-2010, manufactured by BYK) as a wetting material, and chitosan with a viscosity of 50 mPa · s. Aqueous solution (an aqueous solution containing 0.5% of chitosan 50 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.5% of acetic acid) (In the following examples and comparative examples, the chitosan aqueous solution contains acetic acid in addition to the chitosan compound. (Including 5%) is equivalent to 2 parts of chitosan solid content, 4 parts of the particulate copolymer (styrene / acrylic acid polymer) obtained above is equivalent to solid content, and an aqueous solution of inchazoline compound (ACTICIDE) as an antiseptic. (Registered Trademark), MBS (2-methyl-4-isothiazolin-3-one (MIT) / 1,2-benz-4-isothiazolin-3-one (BIT) = 50/50 5% aqueous solution), Saw. (Made in Japan) was added in an amount equivalent to 0.1 part of a solid content, and the mixture was stirred at 1000 rpm for 10 minutes. After confirming that the mixture was uniformly agitated, a carbon material (5 parts of carbon black (Denka Black, manufactured by Denka Kagaku Kogyo Co., Ltd.) and 15 parts of graphite) was added as a conductive material for preliminary dispersion. The mixture was stirred at 1200 rpm for 10 minutes using a dispar. After that, the temperature of the raw material composition was cooled to 20 ° C., a nanovaita (C-ES008, manufactured by Yoshida Kikai Kogyo Co., Ltd.) was used as a high-pressure disperser, a cross-type nozzle having a nozzle diameter of 400 μm was used, and the condition was 50 MPa. The high-pressure dispersion treatment was carried out twice to prepare a conductive composition. The solid content concentration of the obtained conductive composition was 25% by mass. The value obtained by dividing the mass of chitosan contained in the obtained conductive composition by the mass of the particulate copolymer was 0.5.

(導電性接着剤層の形成)
得られた導電性組成物を、グラビアコーター(μCoater350TM、廉井精機製)を使用して5m/分の速度でアルミニウム集電箔の片面に塗布した。乾燥温度を100℃として、厚さ約1μmの導電性接着剤層を形成した。
(Formation of conductive adhesive layer)
The obtained conductive composition was applied to one side of the aluminum current collector foil at a speed of 5 m / min using a gravure coater (μCoater350TM, manufactured by Yasui Seiki). A conductive adhesive layer having a thickness of about 1 μm was formed at a drying temperature of 100 ° C.

(電極の作製)
正極の電極活物質として、体積平均粒子径が20μmのリチウム含有ニッケルマンガンコバルト複合酸化物を94部、正極用バインダーとしてポリフッ化ビニリデンの9.0%水溶液(HSV900、Kynar社製)を固形分相当で3部、電極用導電材としてアセチレンブラック(デンカブラック粉状、電気化学工業社製)を3部、及び溶媒としてN−メチルピロリドンを加えてスラリーを作製した。N−メチルピロリドンを徐々に加えて固形分濃度を落としつつ、混練機(練太郎、シンキー社製)を使用して混練を繰り返した。最終的には全固形分濃度を55%まで落とし、塗工に適する粘度とし、正極用スラリーを得た。前記にて導電性接着剤層を形成したアルミニウム集電体に前記正極用スラリーを20m/分の電極成形速度で集電体の表面に塗布し、80℃で20分間、さらに120℃で20分間乾燥した後、4.0cm×3.8cmとなるように切り出して、片面厚さ100μmの正極組成物層を形成した。次いで、ロールプレスで圧延して厚さ50μmの正極用極板を得た。
(Preparation of electrodes)
As an electrode active material for the positive electrode, 94 parts of lithium-containing nickel-manganese-cobalt composite oxide having a volume average particle diameter of 20 μm is used, and as a binder for the positive electrode, a 9.0% aqueous solution of polyvinylidene fluoride (HSV900, manufactured by Kynar) is equivalent to the solid content. A slurry was prepared by adding 3 parts of acetylene black (Denka Black powder, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive material for electrodes, and N-methylpyrrolidone as a solvent. Kneading was repeated using a kneader (Kentaro, manufactured by Shinky Co., Ltd.) while gradually adding N-methylpyrrolidone to reduce the solid content concentration. Finally, the total solid content concentration was reduced to 55% to obtain a viscosity suitable for coating, and a slurry for a positive electrode was obtained. The positive electrode slurry was applied to the surface of the current collector at an electrode forming rate of 20 m / min on the aluminum current collector on which the conductive adhesive layer was formed, and the temperature was 80 ° C. for 20 minutes and then 120 ° C. for 20 minutes. After drying, it was cut out to a size of 4.0 cm × 3.8 cm to form a positive electrode composition layer having a thickness of 100 μm on one side. Then, it was rolled by a roll press to obtain a positive electrode plate having a thickness of 50 μm.

一方、負極の電極活物質として、体積平均粒子径が3.7μmであるグラファイト(KS−6、ティムカル社製)を100部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースの1.5%水溶液(MAC350HC、日本製紙ケミカル株式会社製)を固形分相当で1部、負極用バインダーとしてガラス転移温度が−48℃で、数平均粒子径が0.18μmのジエン重合体の40%水分散体を固形分相当で1部、およびイオン交換水を全固形分濃度が50%となるようにプラネタリーミキサーを使用して混合し、塗工に適した粘度として、負極用スラリーを調製した。この負極用スラリーを、アプリケーターを用いて、厚さ18μmの銅箔の片面に乾燥後の膜厚が100μm程度になるように塗布し、50℃で20分乾燥後、110℃で20分間加熱処理して負極組成物層を形成した。次いで、ロールプレスで圧延して厚さ50μmの負極用極板を得た。 On the other hand, 100 parts of graphite (KS-6, manufactured by Timcal) having a volume average particle diameter of 3.7 μm was used as the electrode active material of the negative electrode, and a 1.5% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (MAC350HC, Nippon Paper Chemical Co., Ltd.) was used as the dispersant. 1 part equivalent to solid content, 40% aqueous dispersion of diene polymer with glass transition temperature of -48 ° C and number average particle size of 0.18 μm as a binder for negative electrode, 1 part equivalent to solid content , And ion-exchanged water were mixed using a planetary mixer so that the total solid content concentration was 50%, and a slurry for a negative electrode was prepared having a viscosity suitable for coating. This negative electrode slurry is applied to one side of a copper foil having a thickness of 18 μm using an applicator so that the film thickness after drying is about 100 μm, dried at 50 ° C. for 20 minutes, and then heat-treated at 110 ° C. for 20 minutes. The negative electrode composition layer was formed. Then, it was rolled by a roll press to obtain a negative electrode plate having a thickness of 50 μm.

(電池の製造)
前記正極、負極及びセパレータを用いて、積層型ラミネートセル形状のリチウムイオン電池を作製した。電解液としてはエチレンカーボネート、エチルメチルカーボネートを質量比3:7で混合したものに、ビニレンカーボネートを質量比で2.0%加え混合した溶媒に、LiPFを1.0mol/リットルの濃度で溶解させたものを用いた。
(Battery manufacturing)
Using the positive electrode, the negative electrode, and the separator, a laminated laminated cell-shaped lithium ion battery was produced. As the electrolytic solution, LiPF 6 was dissolved at a concentration of 1.0 mol / liter in a solvent obtained by adding 2.0% of vinylene carbonate to a mixture of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate at a mass ratio of 3: 7 and mixing them. I used the one that was made to.

(実施例2)
使用するキトサン化合物の種類をキトサン5(和光純薬工業株式会社製)に変更し、粘度5mPa・sのキトサン水溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Example 2)
The conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the type of chitosan compound used was changed to chitosan 5 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and an aqueous chitosan solution having a viscosity of 5 mPa · s was used. It was. Except for using this conductive composition, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(実施例3)
使用するキトサン化合物の種類をキトサン500(和光純薬工業株式会社製)に変更し、粘度500mPa・sのキトサン水溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Example 3)
The conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that the type of chitosan compound used was changed to chitosan 500 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and an aqueous chitosan solution having a viscosity of 500 mPa · s was used. It was. Except for using this conductive composition, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(実施例4)
2エチルヘキシルアクリレートの量を63.7部、イタコン酸の量を2部、スチレンの量を34.3部に変更したこと以外は、実施例1と同様に粒子状共重合体の製造を行った。得られた粒子状共重合体の体積平均粒子径は約300nmであり、表面酸量は0.15mmol/gであり、電解液膨潤度は120%であった。この粒子状共重合体を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。また、この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Example 4)
A particulate copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of 2 ethylhexyl acrylate was changed to 63.7 parts, the amount of itaconic acid was changed to 2 parts, and the amount of styrene was changed to 34.3 parts. .. The volume average particle diameter of the obtained particulate copolymer was about 300 nm, the amount of surface acid was 0.15 mmol / g, and the degree of swelling of the electrolytic solution was 120%. A conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that this particulate copolymer was used. Further, except that this conductive composition was used, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(実施例5)
2エチルヘキシルアクリレートの量を64部、イタコン酸の量を1.5部、スチレンの量を34.5部に変更したこと以外は、実施例1と同様に粒子状共重合体の製造を行った。得られた粒子状共重合体の体積平均粒子径は約300nmであり、表面酸量は0.1mmol/gであり、電解液膨潤度は120%であった。この粒子状共重合体を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。また、この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Example 5)
A particulate copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of 2 ethylhexyl acrylate was changed to 64 parts, the amount of itaconic acid was changed to 1.5 parts, and the amount of styrene was changed to 34.5 parts. .. The volume average particle diameter of the obtained particulate copolymer was about 300 nm, the amount of surface acid was 0.1 mmol / g, and the degree of swelling of the electrolytic solution was 120%. A conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that this particulate copolymer was used. Further, except that this conductive composition was used, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(実施例6)
2エチルヘキシルアクリレートの量を73.1部、スチレンの量を24.4部に変更したこと以外は、実施例1と同様に粒子状共重合体の製造を行った。得られた粒子状共重合体の体積平均粒子径は約300nmであり、表面酸量は0.2mmol/gであり、電解液膨潤度は150%であった。この粒子状共重合体を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。また、この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Example 6)
A particulate copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of 2 ethylhexyl acrylate was changed to 73.1 parts and the amount of styrene was changed to 24.4 parts. The volume average particle size of the obtained particulate copolymer was about 300 nm, the amount of surface acid was 0.2 mmol / g, and the degree of swelling of the electrolytic solution was 150%. A conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that this particulate copolymer was used. Further, except that this conductive composition was used, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(実施例7)
粘度50mPa・sのキトサン水溶液をキトサン固形分相当で0.4部用いたこと以外は、実施例6と同様に導電性組成物の製造を行った。得られた導電性組成物に含まれるキトサンの質量を粒子状共重合体の質量で除した値は、0.1であった。この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Example 7)
A conductive composition was produced in the same manner as in Example 6 except that 0.4 part of a chitosan aqueous solution having a viscosity of 50 mPa · s was used, which was equivalent to the solid content of chitosan. The value obtained by dividing the mass of chitosan contained in the obtained conductive composition by the mass of the particulate copolymer was 0.1. Except for using this conductive composition, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(実施例8)
2エチルヘキシルアクリレートの量を82.9部、スチレンの量を14.6部に変更したこと以外は、実施例1と同様に粒子状共重合体の製造を行った。得られた粒子状共重合体の体積平均粒子径は約300nmであり、表面酸量は0.2mmol/gであり、電解液膨潤度は180%であった。この粒子状共重合体を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。また、この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Example 8)
A particulate copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of 2-ethylhexyl acrylate was changed to 82.9 parts and the amount of styrene was changed to 14.6 parts. The volume average particle diameter of the obtained particulate copolymer was about 300 nm, the amount of surface acid was 0.2 mmol / g, and the degree of swelling of the electrolytic solution was 180%. A conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that this particulate copolymer was used. Further, except that this conductive composition was used, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(比較例1)
2エチルヘキシルアクリレートの量を64.7部、イタコン酸の量を0.5部、スチレンの量を34.8部に変更したこと以外は、実施例1と同様に粒子状共重合体の製造を行った。得られた粒子状共重合体の体積平均粒子径は約300nmであり、表面酸量は0.05mmol/gであり、電解液膨潤度は120%であった。この粒子状共重合体を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。また、この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Comparative Example 1)
The particulate copolymer was produced in the same manner as in Example 1 except that the amount of 2 ethylhexyl acrylate was changed to 64.7 parts, the amount of itaconic acid was changed to 0.5 parts, and the amount of styrene was changed to 34.8 parts. went. The volume average particle diameter of the obtained particulate copolymer was about 300 nm, the amount of surface acid was 0.05 mmol / g, and the degree of swelling of the electrolytic solution was 120%. A conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that this particulate copolymer was used. Further, except that this conductive composition was used, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

(比較例2)
導電性組成物の製造において、粘度0.5mPa・sのキトサン水溶液を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
なお、粘度0.5mPa・sのキトサン水溶液は、キトサン5(和光純薬工業株式会社製)0.5%、及び酢酸0.5%を含む水溶液を高圧分散機としてナノヴェイタ(C−ES008、吉田機械興業株式会社製)を使用して、ノズル径が400μmのクロス型ノズルを用い、200MPaの条件で3回高圧分散処理を実施することにより得た。
(Comparative Example 2)
The conductive composition was produced in the same manner as in Example 1 except that an aqueous chitosan solution having a viscosity of 0.5 mPa · s was used in the production of the conductive composition. Except for using this conductive composition, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.
The chitosan aqueous solution having a viscosity of 0.5 mPa · s is a nanovaita (C-ES008, Yoshida) using an aqueous solution containing 0.5% of chitosan 5 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.5% of acetic acid as a high-pressure disperser. It was obtained by performing a high-pressure dispersion treatment three times under the condition of 200 MPa using a cross-type nozzle having a nozzle diameter of 400 μm using a machine manufactured by Kikai Kogyo Co., Ltd.

(比較例3)
導電性組成物の製造において、粘度1000mPa・sのキトサン水溶液(ダイキトサンH(大日精化工業製)0.5%、及び酢酸0.5%を含む水溶液)を用いたこと以外は、実施例1と同様に導電性組成物の製造を行った。この導電性組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様に電極の作製および電池の製造を行った。
(Comparative Example 3)
Examples except that an aqueous chitosan solution having a viscosity of 1000 mPa · s (an aqueous solution containing 0.5% of Daichitosan H (manufactured by Dainichiseika Kogyo) and 0.5% of acetic acid) was used in the production of the conductive composition. The conductive composition was produced in the same manner as in 1. Except for using this conductive composition, electrodes and batteries were produced in the same manner as in Example 1.

Figure 0006759589
Figure 0006759589

表1に示すように、0.5%酢酸水溶液に0.5質量%となるように溶解させた水溶液の粘度が1mPa・s以上500mPa・s以下であるキトサン化合物と、表面酸量が0.1mmol/g以上である粒子状共重合体と、導電材とを含む電気化学素子用導電性組成物は、塗工性に優れる。またこの電気化学素子用導電性組成物を用いて導電性接着剤層を形成すると、得られる電池は出力特性、及びサイクル特性に優れる。
As shown in Table 1, a chitosan compound having a viscosity of 1 mPa · s or more and 500 mPa · s or less dissolved in a 0.5% acetic acid aqueous solution so as to be 0.5% by mass, and a surface acid amount of 0. A conductive composition for an electrochemical element containing a particulate copolymer having a concentration of 1 mmol / g or more and a conductive material is excellent in coatability. Further, when the conductive adhesive layer is formed by using this conductive composition for an electrochemical device, the obtained battery is excellent in output characteristics and cycle characteristics.

Claims (6)

0.5%酢酸水溶液に0.5質量%となるように溶解させた水溶液の粘度が1mPa・s以上500mPa・s以下であるキトサン化合物と、
芳香族ビニル単量体単位、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位及び酸性基含有単量体単位を含んでなり、
電解液膨潤度((浸漬後質量B/浸漬前質量A)×100)が100%以上500%以下であって、前記浸漬後質量Bは、温度60℃の電解液(エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)を20℃での質量比がEC:EMC=3:7となるように混合してなる混合溶媒に、LiPF が1.0mol/L の濃度で溶解した溶液)中に浸漬したフィルムを72時間後に引き上げ、タオルペーパ一で電解液を拭きとってすぐに測定した質量であり、
表面酸量が0.1mmol/g以上である粒子状共重合体と、
導電材と
を含み、
前記キトサン化合物の質量を前記粒子状共重合体の質量で除した値が0.1以上10以下である電気化学素子用導電性組成物。
A chitosan compound having a viscosity of 1 mPa · s or more and 500 mPa · s or less of an aqueous solution dissolved in a 0.5% acetic acid aqueous solution so as to be 0.5% by mass.
It comprises an aromatic vinyl monomer unit, a (meth) acrylic acid ester monomer unit and an acidic group-containing monomer unit.
Electrolyte swelling it ((after dipping mass B / dipping mass before A) × 100) is der than 500% 100% or more, the after dipping mass B, the temperature 60 ° C. of the electrolyte (ethylene carbonate (EC) In a mixed solvent prepared by mixing and ethyl methyl carbonate (EMC) at a mass ratio of EC: EMC = 3: 7 at 20 ° C., in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1.0 mol / L). pulling up the immersed film after 72 hours, Ri mass der which wipe off the electrolyte was measured immediately with a towel paper one,
Particulate copolymer having a surface acid amount of 0.1 mmol / g or more and
Including conductive material
A conductive composition for an electrochemical element in which the value obtained by dividing the mass of the chitosan compound by the mass of the particulate copolymer is 0.1 or more and 10 or less.
前記粒子状共重合体に含まれる芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計量に対する芳香族ビニル単量体単位の含有割合が10質量%以上70質量%以下である請求項1記載の電気化学素子用導電性組成物。 The content ratio of the aromatic vinyl monomer unit to the total amount of the aromatic vinyl monomer unit and the (meth) acrylic acid ester monomer unit contained in the particulate copolymer is 10% by mass or more and 70% by mass or less. The conductive composition for an electrochemical element according to claim 1. 前記粒子状共重合体に含まれる芳香族ビニル単量体単位及び(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の合計量に対する(メタ)アクリル酸エステル単量体単位の含有割合が30質量%以上90質量%以下である請求項1又は2記載の電気化学素子用導電性組成物。 The content ratio of the (meth) acrylic acid ester monomer unit to the total amount of the aromatic vinyl monomer unit and the (meth) acrylic acid ester monomer unit contained in the particulate copolymer is 30% by mass or more and 90. The conductive composition for an electrochemical element according to claim 1 or 2, which has a mass% or less. 請求項1〜3の何れかに記載の電気化学素子用導電性組成物を含んでなり、電極活物質を含有する、電気化学素子電極用組成物。 A composition for an electrochemical element electrode, comprising the conductive composition for an electrochemical element according to any one of claims 1 to 3, and containing an electrode active material. 集電体上に、請求項1〜3の何れかに記載の電気化学素子用導電性組成物を用いてなる導電性接着剤層を有する、接着剤層付集電体。 A current collector with an adhesive layer, which has a conductive adhesive layer on the current collector using the conductive composition for an electrochemical element according to any one of claims 1 to 3. 請求項5に記載の接着剤層付集電体の前記導電性接着剤層上に、電極活物質を含む電極組成物層を有する、電気化学素子用電極。 An electrode for an electrochemical element, which has an electrode composition layer containing an electrode active material on the conductive adhesive layer of the current collector with an adhesive layer according to claim 5.
JP2016001491A 2016-01-07 2016-01-07 Conductive composition for electrochemical element, composition for electrochemical element electrode, current collector with adhesive layer and electrode for electrochemical element Active JP6759589B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016001491A JP6759589B2 (en) 2016-01-07 2016-01-07 Conductive composition for electrochemical element, composition for electrochemical element electrode, current collector with adhesive layer and electrode for electrochemical element

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016001491A JP6759589B2 (en) 2016-01-07 2016-01-07 Conductive composition for electrochemical element, composition for electrochemical element electrode, current collector with adhesive layer and electrode for electrochemical element

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017123264A JP2017123264A (en) 2017-07-13
JP6759589B2 true JP6759589B2 (en) 2020-09-23

Family

ID=59306659

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016001491A Active JP6759589B2 (en) 2016-01-07 2016-01-07 Conductive composition for electrochemical element, composition for electrochemical element electrode, current collector with adhesive layer and electrode for electrochemical element

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6759589B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7297529B2 (en) * 2018-06-29 2023-06-26 三洋化成工業株式会社 Coated negative electrode active material for lithium ion battery, negative electrode slurry for lithium ion battery, negative electrode for lithium ion battery, and lithium ion battery
JP7183707B2 (en) * 2018-08-10 2022-12-06 株式会社豊田自動織機 Negative electrode, manufacturing method of negative electrode, and binder for electrode
CN116908273B (en) * 2023-09-14 2023-11-28 宁波检验检疫科学技术研究院(宁波国检贸易便利化服务中心) Method for rapidly detecting harmful substances in food

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014073647A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 日本ゼオン株式会社 Slurry composition for negative electrodes of lithium ion secondary batteries, negative electrode for lithium ion secondary batteries, method for producing negative electrode for lithium ion secondary batteries, and lithium ion secondary battery
JP2015005474A (en) * 2013-06-24 2015-01-08 株式会社ダイセル Binding agent, electrode material slurry, electrode, manufacturing method thereof, and secondary battery
WO2015107896A1 (en) * 2014-01-16 2015-07-23 日本ゼオン株式会社 Binder composition for secondary cell electrode, slurry composition for secondary cell electrode, secondary cell electrode, and secondary cell
JP6593320B2 (en) * 2014-02-27 2019-10-23 日本ゼオン株式会社 Slurry composition for negative electrode of lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017123264A (en) 2017-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10403896B2 (en) Binder composition for storage device electrode, slurry for storage device electrode, storage device electrode, and storage device
JP5967098B2 (en) Conductive adhesive composition, current collector with adhesive layer, and electrochemical element electrode
JP2020123590A (en) Binder composition for lithium-ion secondary battery electrode, slurry composition for lithium-ion secondary battery electrode, lithium-ion secondary battery electrode and lithium-ion secondary battery
JP6519581B2 (en) Conductive adhesive composition for electrochemical element electrode and current collector for electrochemical element electrode
JP6079386B2 (en) Secondary battery electrode forming composition, method for producing the same, secondary battery electrode, and secondary battery
JP6760074B2 (en) Binder composition for lithium ion secondary battery positive electrode, slurry composition for lithium ion secondary battery positive electrode, positive electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP2015106488A (en) Slurry for electricity storage device negative electrode and electricity storage device negative electrode, slurry for electricity storage device positive electrode and electricity storage device positive electrode, and electricity storage device
JP6413242B2 (en) Method for producing slurry for secondary battery positive electrode, method for producing positive electrode for secondary battery, and method for producing secondary battery
JP6645101B2 (en) Slurry composition for lithium ion secondary battery electrode, electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
JP6398191B2 (en) Method for producing slurry for secondary battery positive electrode, method for producing positive electrode for secondary battery, and method for producing secondary battery
JP2011076981A (en) Manufacturing method of secondary battery positive electrode, slurry for secondary battery positive electrode, and secondary battery
WO2017122540A1 (en) Aqueous binder composition for secondary cell electrode, slurry for secondary cell electrode, binder, secondary cell electrode, and secondary cell
JP6070204B2 (en) Conductive adhesive composition for electrochemical element electrode
US20150353780A1 (en) Method for manufacturing electroconductive adhesive composition for electrochemical device eletrode
JP5459526B1 (en) Binder composition for power storage device, slurry for power storage device electrode, power storage device electrode, slurry for protective film formation, protective film, and power storage device
JP6759589B2 (en) Conductive composition for electrochemical element, composition for electrochemical element electrode, current collector with adhesive layer and electrode for electrochemical element
JP2015153529A (en) Binder composition for lithium ion secondary battery electrode, slurry composition for lithium ion secondary battery positive electrode, positive electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
KR20180023994A (en) A positive electrode for a lithium ion secondary battery obtained by using a slurry for a positive electrode of a lithium ion secondary battery, a slurry for a positive electrode of a lithium ion secondary battery, a method for producing the same, and a lithium ion secondary battery having a positive electrode for a lithium ion secondary battery, and a manufacturing method thereof
JP6922456B2 (en) Lithium-ion battery positive electrode binder aqueous solution, lithium-ion battery positive electrode powder binder, lithium-ion battery positive electrode slurry, lithium-ion battery positive electrode, lithium-ion battery
JP6237306B2 (en) Slurry composition for positive electrode of lithium ion secondary battery, positive electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
JP6582879B2 (en) Electroconductive element conductive composition, electrochemical element electrode composition, current collector with adhesive layer, and electrochemical element electrode
WO2014112436A1 (en) Lithium ion secondary battery cathode and lithium ion secondary battery
WO2015119084A1 (en) Composition for formation of lithium ion secondary battery electrode, electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery, and method for producing composition for formation of lithium ion secondary battery electrode
WO2019065883A1 (en) Binder for electrochemical elements
JP2016076311A (en) Binder composition for electrode

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181107

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20190903

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191021

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200331

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200430

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200804

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200817

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6759589

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150