JP6760034B2 - Conductive composition, current collector with base layer for power storage device, electrode for power storage device, and power storage device - Google Patents

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

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Description

本発明は、導電性組成物、及びその組成物を用いて得られる蓄電デバイス用電極、並びにその電極を用いて得られる蓄電デバイスに関する。詳しくは、蓄電デバイスの温度が上昇した場合に該蓄電デバイスの内部抵抗を高くする機能を備えた導電性組成物、蓄電デバイス用電極並びに蓄電デバイスに関する。 The present invention relates to a conductive composition, an electrode for a power storage device obtained by using the composition, and a power storage device obtained by using the electrode. More specifically, the present invention relates to a conductive composition having a function of increasing the internal resistance of the power storage device when the temperature of the power storage device rises, an electrode for the power storage device, and a power storage device.

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

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

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

特許文献2では、正極、負極、非水電解液のいずれかにPTCの特性をもたせることが開示されている。しかし、これらにPTC特性を付与するには、電池容量に寄与しない多量の添加物を加える必要があり、エネルギー密度の低下が起こる。 Patent Document 2 discloses that any one of the positive electrode, the negative electrode, and the non-aqueous electrolytic solution has the characteristics of PTC. However, in order to impart PTC characteristics to these, it is necessary to add a large amount of additives that do not contribute to the battery capacity, resulting in a decrease in energy density.

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

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

特許文献5では、高分子凝集剤および/または低分子凝集剤を用いたポリオレフィン系エマルション粒子の凝集物と導電材からなる導電層を設けた集電体を設ける方法が記載されている。しかし、高分子や低分子からなる凝集剤を用いてエマルション粒子の凝集径を制御するのは困難であり、その効果は十分ではない。さらに、導電材表面が非導電性のポリオレフィン系樹脂で覆われているため、電池の通常作動時における内部抵抗が高くなり、電池の出力特性が低下するという問題がある。 Patent Document 5 describes a method of providing a current collector provided with a conductive layer composed of agglomerates of polyolefin-based emulsion particles using a high molecular weight flocculant and / or a low molecular weight coagulant and a conductive material. However, it is difficult to control the agglomeration diameter of emulsion particles by using a coagulant composed of a polymer or a low molecule, and the effect is not sufficient. Further, since the surface of the conductive material is covered with a non-conductive polyolefin-based resin, there is a problem that the internal resistance of the battery during normal operation increases and the output characteristics of the battery deteriorate.

特開平10−241665号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-241665 特開平11−329503号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 11-329503 特開2001−357854号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-357854 特開2012−104422号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-104422 国際公開第2014/157405号International Publication No. 2014/157405

本発明の目的は、通常作動時の導電性に優れることから、蓄電デバイスの出力特性等に優れ、蓄電デバイスの内部温度が上昇した場合に、内部抵抗を上昇させる機能を備えた蓄電デバイス(例えば非水電解質二次電池(例えばリチウムイオン二次電池)、電気二重層キャパシター、リチウムイオンキャパシターなど)を形成するための導電性組成物であって、蓄電デバイスの導電性および安全機能に優れる導電性組成物を提供することである。 An object of the present invention is a power storage device (for example, a power storage device having a function of increasing the internal resistance when the internal temperature of the power storage device rises, which is excellent in the output characteristics of the power storage device because of its excellent conductivity during normal operation (for example). A conductive composition for forming a non-aqueous electrolyte secondary battery (for example, a lithium ion secondary battery), an electric double layer capacitor, a lithium ion capacitor, etc., which is excellent in conductivity and safety function of a power storage device. To provide a composition.

本発明は、導電性の炭素材料(A)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と、多価金属化合物(C)と、水性液状媒体(D)を含む導電性組成物であり、蓄電デバイスの発熱時に集電体の抵抗が増大し、電流を遮断することで、蓄電デバイスの発火等を回避するものである。
さらに、導電性組成物中に、多価金属化合物(C)が存在することにより、蓄電デバイスの発熱時に起こる、水分散オレフィン系樹脂微粒子の体積膨張による導電性の炭素材料同士の接触を切断する効果が高まることを知見し、本発明に至った。本発明では、多価金属化合物(C)の金属イオンを用いて樹脂微粒子を凝集させるため、比較的容易に凝集粒子径を制御でき、また、金属イオンの価数を変えることで、粒子の凝集形状を変えることが可能となり、凝集粒子を比較的容易に制御できる。
また、発熱時に内部抵抗を増大させる樹脂が水分散オレフィン系樹脂微粒子であることから、炭素材料(A)の導電性を損なうことがなく、通常作動時の内部抵抗を低減でき、出力特性や繰り返しサイクル特性などを改善することができる。
The present invention is a conductive composition containing a conductive carbon material (A), water-dispersed olefin resin fine particles (B), a polyvalent metal compound (C), and an aqueous liquid medium (D). When the device generates heat, the resistance of the current collector increases and the current is cut off, thereby avoiding ignition of the power storage device.
Further, the presence of the polyvalent metal compound (C) in the conductive composition breaks the contact between the conductive carbon materials due to the volume expansion of the water-dispersed olefin-based resin fine particles that occurs when the power storage device generates heat. It was found that the effect was enhanced, and the present invention was reached. In the present invention, since the resin fine particles are aggregated using the metal ions of the polyvalent metal compound (C), the aggregated particle size can be controlled relatively easily, and the particles are aggregated by changing the valence of the metal ions. The shape can be changed, and the agglomerated particles can be controlled relatively easily.
Further, since the resin that increases the internal resistance during heat generation is water-dispersed olefin-based resin fine particles, the conductivity of the carbon material (A) is not impaired, the internal resistance during normal operation can be reduced, and the output characteristics and repetition can be achieved. The cycle characteristics can be improved.

以上の効果によって、通常作動時には出力特性や充放電の繰り返しサイクル特性を改善でき、内部短絡や過充電等が起こった場合の蓄電デバイスの安全性を飛躍的に向上させることがわかった。 From the above effects, it was found that the output characteristics and the repeated charge / discharge cycle characteristics can be improved during normal operation, and the safety of the power storage device in the event of an internal short circuit or overcharging can be dramatically improved.

即ち、本発明は、導電性の炭素材料(A)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と、水溶性の多価金属化合物(C)と、水性液状媒体(D)とを含み、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の固形分質量(B’)と水溶性の多価金属化合物(C)中の金属イオンの質量(C’)との質量比(C’)/(B’)が0.001〜0.1質量%であることを特徴とする導電性組成物に関する。
また、導電性組成物の固形分中、導電性の炭素材料(A)の含有率が10〜50質量%であり、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の含有率が、20〜60質量%であることを特徴とする前記導電性組成物に関する。
また、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性の多価金属化合物(C)とからなる水分散凝集微粒子を含むこと特徴とする前記導電性組成物に関する。
また、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の体積平均粒子径(BV1)が0.05〜1μmであり、上記(BV1)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性の多価金属化合物(C)とからなる水分散凝集微粒子の体積平均粒子径(BV2)との比、BV2/BV1が1.1〜5.0であることを特徴とする前記導電性組成物に関する。
また、さらに、水溶性樹脂(E)を10〜50質量%含有することを特徴とする前記導電性組成物に関する。
また、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)が少なくともカルボン酸またはカルボン酸エステルで変性されていることを特徴とする前記導電性組成物に関する。
また、蓄電デバイス用電極の下地層形成用であることを特徴とする前記導電性組成物に関する。
また、導電性の炭素材料(A)と水溶性樹脂(E)と水性液状媒体(D)と水溶性の多価金属化合物(C)とを分散したスラリーに、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)を添加する前記導電性組成物の製造方法に関する。
導電性の炭素材料(A)と水溶性樹脂(E)と水性液状媒体(D)とを分散したスラリーに、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性の多価金属化合物(C)とを添加する前記導電性組成物の製造方法に関する。
また、集電体と、前記導電性組成物から形成された下地層とを有する蓄電デバイス用下地層付き集電体に関する。
また、集電体と、前記導電性組成物から形成された下地層と、電極活物質とバインダーとを含有する電極形成用組成物から形成された合材層とを有する蓄電デバイス用電極に関する。
正極と負極と電解液とを具備する蓄電デバイスであって、前記正極または前記負極の少なくとも一方が、前記蓄電デバイス用電極である、蓄電デバイスに関する。
That is, the present invention contains a conductive carbon material (A), water-dispersed olefin resin fine particles (B), a water-soluble polyvalent metal compound (C), and an aqueous liquid medium (D), and contains water. Mass ratio (C') / (B') of the solid content mass (B') of the dispersed olefin resin fine particles (B) to the mass (C') of the metal ion in the water-soluble polyvalent metal compound (C) The present invention relates to a conductive composition, which comprises 0.001 to 0.1% by mass.
Further, the content of the conductive carbon material (A) in the solid content of the conductive composition is 10 to 50% by mass, and the content of the water-dispersed olefin resin fine particles (B) is 20 to 60% by mass. The present invention relates to the conductive composition.
The present invention also relates to the conductive composition, which comprises water-dispersed agglomerated fine particles composed of water-dispersed olefin resin fine particles (B) and a water-soluble polyvalent metal compound (C).
Further, the volume average particle diameter (BV1) of the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) is 0.05 to 1 μm, and the above (BV1), the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), and the water-soluble polyvalent metal The present invention relates to the conductive composition characterized in that the ratio of the water-dispersed agglomerated fine particles composed of the compound (C) to the volume average particle diameter (BV2) is BV2 / BV1 of 1.1 to 5.0.
Further, the present invention relates to the conductive composition, which further comprises 10 to 50% by mass of the water-soluble resin (E).
The present invention also relates to the conductive composition, wherein the water-dispersed olefin resin fine particles (B) are modified with at least a carboxylic acid or a carboxylic acid ester.
The present invention also relates to the conductive composition, which is used for forming a base layer of an electrode for a power storage device.
Further, the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) are mixed in a slurry in which the conductive carbon material (A), the water-soluble resin (E), the aqueous liquid medium (D), and the water-soluble polyvalent metal compound (C) are dispersed. ) Is added to the method for producing the conductive composition.
A slurry in which a conductive carbon material (A), a water-soluble resin (E), and an aqueous liquid medium (D) are dispersed is mixed with water-dispersed olefin resin fine particles (B) and a water-soluble polyvalent metal compound (C). The present invention relates to a method for producing the conductive composition.
The present invention also relates to a current collector with a base layer for a power storage device having a current collector and a base layer formed from the conductive composition.
The present invention also relates to an electrode for a power storage device having a current collector, a base layer formed from the conductive composition, and a composite material layer formed from an electrode-forming composition containing an electrode active material and a binder.
The present invention relates to a power storage device including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode for the power storage device.

導電性の炭素材料(A)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と、水溶性の多価金属化合物(C)と、水性液状媒体(D)を含むことにより、炭素材料の導電性を損ねることなく、蓄電デバイスの内部温度が上昇した場合に、内部抵抗を上昇させる機能を備えた蓄電デバイスを提供できる。 By containing the conductive carbon material (A), the water-dispersed olefin resin fine particles (B), the water-soluble polyvalent metal compound (C), and the aqueous liquid medium (D), the conductivity of the carbon material can be improved. It is possible to provide a power storage device having a function of increasing the internal resistance when the internal temperature of the power storage device rises without damage.

<導電性組成物>
前記したように、本発明の導電性組成物は、蓄電デバイスの下地層形成用として使用できる。導電性組成物は、導電性の炭素材料(A)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と、水溶性の多価金属化合物(C)と、水性液状媒体(D)とを含有する。導電性組成物中の導電性の炭素材料(A)を分散する場合、導電性組成物の固形分の観点から界面活性剤を用いることが好ましく、耐電解液耐性および発熱時における蓄電デバイスの内部抵抗上昇の観点から水溶性樹脂(E)を用いることがさらに好ましい。
<Conductive composition>
As described above, the conductive composition of the present invention can be used for forming a base layer of a power storage device. The conductive composition contains a conductive carbon material (A), water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), a water-soluble polyvalent metal compound (C), and an aqueous liquid medium (D). When dispersing the conductive carbon material (A) in the conductive composition, it is preferable to use a surfactant from the viewpoint of the solid content of the conductive composition, and the inside of the power storage device during electrolytic solution resistance and heat generation. It is more preferable to use the water-soluble resin (E) from the viewpoint of increasing resistance.

水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の固形分質量(B’)と水溶性の多価金属化合物中の金属イオンの質量(C’)の質量比(C’)/(B’)は、発熱時における蓄電デバイスの内部抵抗上昇や水分散オレフィン系樹脂微粒子の安定性の観点から、好ましくは0.001〜0.1質量%であり、より好ましくは0.002〜0.03質量%である。 The mass ratio (C') / (B') of the solid content mass (B') of the water-dispersed olefin resin fine particles (B) to the mass (C') of the metal ion in the water-soluble polyvalent metal compound is heat generation. From the viewpoint of increasing the internal resistance of the power storage device and the stability of the water-dispersed olefin resin fine particles, it is preferably 0.001 to 0.1% by mass, more preferably 0.002 to 0.03% by mass. ..

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、導電性の炭素材料(A)の含有量は、導電性と内部抵抗の観点から、好ましくは10〜50質量%であり、より好ましくは15〜45質量%である。 The content of the conductive carbon material (A) in the total solid content of 100% by mass of the conductive composition is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 from the viewpoint of conductivity and internal resistance. ~ 45% by mass.

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の含有量は、内部抵抗と導電性、および発熱時における蓄電デバイスの内部抵抗上昇の観点から、好ましくは20〜60質量%であり、より好ましくは30〜60質量%である。 The content of the water-dispersed olefin resin fine particles (B) in the total solid content of the conductive composition is preferably 100% by mass from the viewpoint of internal resistance and conductivity, and an increase in internal resistance of the power storage device during heat generation. It is 20 to 60% by mass, more preferably 30 to 60% by mass.

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、水溶性樹脂(E)の含有量は、電極の密着性と導電性、耐電解液耐性、および発熱時における蓄電デバイスの内部抵抗上昇の観点から、好ましくは10〜50質量%であり、より好ましくは15〜45質量%であり、さらに好ましくは20〜40質量%である。 The content of the water-soluble resin (E) in the total solid content of 100% by mass of the conductive composition is determined from the viewpoints of electrode adhesion and conductivity, electrolytic solution resistance, and increase in internal resistance of the power storage device during heat generation. Therefore, it is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 45% by mass, and further preferably 20 to 40% by mass.

導電性組成物の固形分の合計100質量%中、導電性の炭素材料(A)と水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性樹脂(E)の総量は、内部抵抗と導電性および発熱時における蓄電デバイスの内部抵抗上昇の観点から、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、さらに好ましくは95質量%以上である。上記組成物中に必要に応じて任意の成分を追加しても良い。 The total amount of the conductive carbon material (A), the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), and the water-soluble resin (E) in the total solid content of the conductive composition of 100% by mass is the internal resistance, conductivity, and heat generation. From the viewpoint of increasing the internal resistance of the power storage device at the time, it is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and further preferably 95% by mass or more. Any component may be added to the above composition as needed.

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

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

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

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

無機のPTC材料としては、BaTiMO2(MはCr、Pb、Ca、Sr、Ce、Mn、La、Y、NbおよびNdのいずれか一種類以上の元素)などが挙げられる。 Examples of the inorganic PTC material include BaTiMO 2 (M is one or more elements of Cr, Pb, Ca, Sr, Ce, Mn, La, Y, Nb and Nd).

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

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

<導電性の炭素材料(A)>
本発明における導電性の炭素材料(A)としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー)、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。導電性、入手の容易さ、およびコスト面から、カーボンブラックの使用が好ましい。
<Conductive carbon material (A)>
The conductive carbon material (A) in the present invention is not particularly limited as long as it is a conductive carbon material, but graphite, carbon black, and conductive carbon fibers (carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon). Fiber), fullerene, etc. can be used alone or in combination of two or more. The use of carbon black is preferable in terms of conductivity, availability, and cost.

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

カーボンブラックの酸化処理は、カーボンブラックを空気中で高温処理したり、硝酸や二酸化窒素、オゾン等で二次的に処理したりすることより、例えばフェノール基、キノン基、カルボキシル基、カルボニル基の様な酸素含有極性官能基をカーボン表面に直接導入(共有結合)する処理であり、カーボンブラックの分散性を向上させるために一般的に行われている。しかしながら、官能基の導入量が多くなる程カーボンブラックの導電性が低下することが一般的であるため、酸化処理をしていないカーボンブラックの使用が好ましい。 The oxidation treatment of carbon black involves treating carbon black at a high temperature in the air or secondarily treating it with nitric acid, nitrogen dioxide, ozone, etc., for example, by treating carbon black with a phenol group, a quinone group, a carboxyl group, a carbonyl group, etc. It is a process of directly introducing (covalently bonding) such an oxygen-containing polar functional group to the carbon surface, and is generally performed in order to improve the dispersibility of carbon black. However, since the conductivity of carbon black generally decreases as the amount of functional groups introduced increases, it is preferable to use carbon black that has not been oxidized.

本発明で用いるカーボンブラックの比表面積は、値が大きいほど、カーボンブラック粒子同士の接触点が増えるため、電極の内部抵抗を下げるのに有利となる。具体的には、導電性と入手のし易さの観点から、窒素の吸着量から求められる比表面積(BET)で、好ましくは20〜1500m2/g、より好ましくは40〜1500m2/gのものを使用することが望ましい。また、用いるカーボンブラックの粒径は、一次粒子径で0.005〜1μmが好ましく、特に、0.01〜0.2μmが好ましい。ただし、ここでいう一次粒子径とは、電子顕微鏡などで測定された粒子径を平均したものである。 As the specific surface area of carbon black used in the present invention increases, the contact points between the carbon black particles increase, which is advantageous in reducing the internal resistance of the electrode. Specifically, from the viewpoint of conductivity and availability, the specific surface area (BET) obtained from the amount of nitrogen adsorbed is preferably 20 to 1500 m 2 / g, more preferably 40 to 1500 m 2 / g. It is desirable to use one. The particle size of the carbon black used is preferably 0.005 to 1 μm in terms of primary particle size, and particularly preferably 0.01 to 0.2 μm. However, the primary particle size referred to here is an average of the particle size measured by an electron microscope or the like.

導電性の炭素材料(A)の導電性組成物中の体積平均粒子径(D50)は、組成物作製の困難性、塗膜の材料分布のバラつきおよび電極の抵抗分布のバラつきの観点から、0.03μm以上、5μm以下に微細化することが望ましい。 The volume average particle diameter (D50) of the conductive carbon material (A) in the conductive composition is 0 from the viewpoint of difficulty in preparing the composition, variation in the material distribution of the coating film, and variation in the resistance distribution of the electrodes. It is desirable to miniaturize to .03 μm or more and 5 μm or less.

ここでいう体積平均粒子径(D50)とは、体積粒度分布において、粒子径の細かいものからその粒子の体積割合を積算していったときに、50%となるところの粒子径であり、一般的な粒度分布計、例えば、レーザー散乱方式の粒度分布計(日機装社製「マイクロトラックMT3300EXII」)等で測定される。レーザー散乱法による体積平均粒子径の測定は、以下のようにして行うことができる。導電性の炭素材料(A)と水溶性樹脂(E)を機械分散したスラリーを、固形分に応じて100〜1000倍に水希釈しておく。測定装置 [(株)日機装製 マイクロトラックMT3300EXII]のセルに該希釈スラリーをサンプリングローディングにおいて適正濃度になるまで注入し、サンプルに応じた溶剤(本発明では水)の屈折率条件を入力後、測定を行う。 The volume average particle size (D50) referred to here is a particle size that becomes 50% when the volume ratio of the particles is integrated from the fine particle size distribution in the volume particle size distribution, and is generally used. It is measured with a standard particle size distribution meter, for example, a laser scattering type particle size distribution meter (“Microtrack MT3300EXII” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) or the like. The volume average particle size can be measured by the laser scattering method as follows. A slurry in which a conductive carbon material (A) and a water-soluble resin (E) are mechanically dispersed is diluted 100 to 1000 times with water depending on the solid content. Inject the diluted slurry into the cell of the measuring device [Nikkiso Co., Ltd. Microtrack MT3300EXII] until the concentration becomes appropriate in sampling loading, input the refractive index condition of the solvent (water in the present invention) according to the sample, and then measure. I do.

本発明で用いられるカーボンブラックの体積平均粒子径(D50)は、発熱時における蓄電デバイスの内部抵抗上昇の観点から、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の体積平均粒子径よりも大きいことが好ましい。水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の体積平均粒子径の測定方法については、別途記載する。 The volume average particle size (D50) of carbon black used in the present invention is preferably larger than the volume average particle size of the water-dispersed olefin resin fine particles (B) from the viewpoint of increasing the internal resistance of the power storage device during heat generation. .. The method for measuring the volume average particle size of the water-dispersed olefin resin fine particles (B) will be described separately.

市販のカーボンブラックとしては、例えば、トーカブラック#4300、#4400、#4500、#5500等(東海カーボン社製、ファーネスブラック)、プリンテックスL等(デグサ社製、ファーネスブラック)、Raven7000、5750、5250、5000ULTRAIII、5000ULTRA等、Conductex SC ULTRA
、Conductex 975 ULTRA等、PUER BLACK100、115、2
05等(コロンビヤン社製、ファーネスブラック)、#2350、#2400B、#2600B、#3050B、#3030B、#3230B、#3350B、#3400B、#5400B等(三菱化学社製、ファーネスブラック)、MONARCH1400、1300、900、VulcanXC−72R、BlackPearls2000等(キャボット社製、ファーネスブラック)、Ensaco250G、Ensaco260G、Ensaco350G、SuperP−Li(TIMCAL社製)、ケッチェンブラックEC−300J、EC−600JD(アクゾ社製)、デンカブラック、デンカブラックHS−100、FX−35(デンカ社製、アセチレンブラック)等、グラファイトとしては、例えば人造黒鉛や燐片状黒鉛、塊状黒鉛、土状黒鉛などの天然黒鉛が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上を組み合わせて用いても良い。
Examples of commercially available carbon black include Talker Black # 4300, # 4400, # 4500, # 5500 (Tokai Carbon Co., Ltd., Furness Black), Printex L, etc. (Degussa Co., Ltd., Furness Black), Raven7000, 5750, etc. 5250, 5000 ULTRA III, 5000 ULTRA, etc., Conductex SC ULTRA, etc.
, Conductex 975 ULTRA, etc., PUER BLACK 100, 115, 2
05 etc. (Made by Colombian, Furnace Black), # 2350, # 2400B, # 2600B, # 3050B, # 3030B, # 3230B, # 3350B, # 3400B, # 5400B etc. (Made by Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Furness Black), MONARCH1400, 1300, 900, Vulcan XC-72R, BlackPearls2000, etc. (Cabot, Furness Black), Ensaco250G, Ensaco260G, Ensaco350G, SuperP-Li (TIMCAL), Ketjen Black EC-300J, EC-600JD (Axo) Examples of graphite such as Denka Black, Denka Black HS-100, FX-35 (manufactured by Denka, acetylene black) and the like include natural graphite such as artificial graphite, scaly graphite, lump graphite and earth graphite. The present invention is not limited to these, and two or more types may be used in combination.

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

<水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)>
本発明の水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)としては、一般的に水性エマルションとも呼ばれるものであり、樹脂粒子が水中で溶解せずに、微粒子の形態で分散されているものである。
<Water-dispersed olefin resin fine particles (B)>
The water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) of the present invention are generally also called an aqueous emulsion, in which the resin particles are dispersed in the form of fine particles without being dissolved in water.

水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)は必要に応じて、2種以上の水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)を組み合わせても良く、オレフィン系樹脂微粒子以外の2種以上の水分散樹脂微粒子を組み合わせても良い。オレフィン系樹脂微粒子以外の水分散樹脂微粒子は特に限定されないが、(メタ)アクリル系エマルション、ニトリル系エマルション、ウレタン系エマルション、ジエン系エマルション(SBR(スチレンブタジエンラバー)など)、フッ素系エマルション(PVDF(ポリフッ化ビニリデン)やPTFE(ポリテトラフルオロエチレン)など)等が挙げられる。 The water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) may be combined with two or more types of water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), if necessary, and two or more types of water-dispersed resin fine particles other than the olefin-based resin fine particles may be combined. You may. The aqueous dispersion resin fine particles other than the olefin resin fine particles are not particularly limited, but are (meth) acrylic emulsion, nitrile emulsion, urethane emulsion, diene emulsion (SBR (styrene butadiene rubber), etc.), fluorine emulsion (PVDF (PVDF). (Polyvinylidene fluoride), PTFE (polytetrafluoroethylene), etc.) and the like.

水分散オレフィン系樹脂微粒子としては、80〜180℃の範囲内で樹脂が体積膨張して、導電層中に分散している導電性の炭素材料同士の接触を引き剥がすことができる樹脂であれば特に限定されるものではない。ポリオレフィン樹脂のオレフィン成分としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、イソブテン、1−ブテン、2−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテンン、1−ヘキセン、1−オクテン、ノルボネン等が挙げられる。これらオレフィン成分単一の重合体でも良く、2成分以上の共重合体でも良い。 The water-dispersed olefin-based resin fine particles are any resin that can expand the volume of the resin in the range of 80 to 180 ° C. and peel off the contact between the conductive carbon materials dispersed in the conductive layer. It is not particularly limited. Examples of the olefin component of the polyolefin resin include ethylene, propylene, isobutylene, isobutene, 1-butene, 2-butene, 1-pentene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-hexene, and the like. 1-octene, norbonen and the like can be mentioned. A polymer having a single component of these olefin components or a copolymer having two or more components may be used.

水分散オレフィン系樹脂微粒子としては、オレフィン系樹脂がカルボン酸またはカルボン酸エステルで変性させることが好ましい。変性によって、樹脂の溶融耐性を付与できることから、内部短絡などによる蓄電デバイスの内部温度上昇時に、ポリオレフィン樹脂の体積膨張を維持することができ、炭素材料同士の切断効果を維持し続けることができると考えられる。さらには、多価金属化合物(C)を介して水分散オレフィン系樹脂微粒子が凝集構造を形成するため、炭素材料同士の切断効果をより高めることができる。 As the water-dispersed olefin resin fine particles, it is preferable that the olefin resin is modified with a carboxylic acid or a carboxylic acid ester. Since the melt resistance of the resin can be imparted by the modification, the volume expansion of the polyolefin resin can be maintained when the internal temperature of the power storage device rises due to an internal short circuit or the like, and the cutting effect between the carbon materials can be maintained. Conceivable. Furthermore, since the water-dispersed olefin-based resin fine particles form an aggregated structure via the polyvalent metal compound (C), the cutting effect between the carbon materials can be further enhanced.

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

上記に変性されたポリオレフィン樹脂微粒子の変性量としては、水分散オレフィン系樹脂微粒子から分散媒を除去した樹脂を、フーリエ変換赤外分光装置(FT−IR:PerkinElmer社製Spectrum One/100)による全反射測定法(ATR)によって求めることができ、2800〜3000cm-1のオレフィン由来の最大ピーク高さ(極大吸光度)と、1690〜1740cm-1のカルボニル由来の最大ピーク高さ(極大吸光度)との比から求めることができる。 As the amount of modification of the above-modified polyolefin resin fine particles, the resin obtained by removing the dispersion medium from the water-dispersed olefin resin fine particles is totally used by a Fourier transform infrared spectroscope (FT-IR: Spectrom One / 100 manufactured by Perkin Elmer). It can be determined by reflection measurement method (ATR) and has a maximum peak height (maximum absorbance) derived from an olefin of 2800 to 3000 cm -1 and a maximum peak height (maximum absorbance) derived from a carbonyl of 1690 to 1740 cm -1 . It can be calculated from the ratio.

ここでいうピーク高さとは、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)から分散媒を除去し、最終的に120℃で乾燥させて得られた固形物をFT−IRにて測定したものである。ポリオレフィン樹脂微粒子の変性量は、波数に対して吸光度をプロットしたスペクトルを用い、2700m-1における吸光度を示す点と3000cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBXとした際の、2800〜3000cm-1に見られるオレフィン由来の2本または4本のうち、最大ピークからベースラインBXまでの高さ(極大吸光度)(X)と、1650m-1における吸光度を示す点と1850cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBYとした際の、1690〜1740cm-1のカルボニル由来の最大ピークからベースラインBYまでの高さ(極大吸光度)(Y)とのピーク比(Y)/(X)から求めることができる。 The peak height referred to here is a solid substance obtained by removing the dispersion medium from the water-dispersed olefin resin fine particles (B) and finally drying at 120 ° C., which is measured by FT-IR. For the amount of modification of the polyolefin resin fine particles, a spectrum obtained by plotting the absorbance at wave number was used, and the straight line connecting two points, the point showing the absorbance at 2700 m -1 and the point showing the absorbance at 3000 cm -1 , was defined as the baseline BX. Of the two or four olefin-derived lines found between 2800 and 3000 cm -1 , the height from the maximum peak to the baseline BX (maximum absorbance) (X) and the point indicating the absorbance at 1650 m -1 . Height from the maximum peak derived from carbonyl of 1690 to 1740 cm -1 to baseline BY (maximum absorbance) (Y) when the straight line connecting two points with the point showing absorbance at 1850 cm -1 is defined as baseline BY. It can be obtained from the peak ratio (Y) / (X) of.

樹脂微粒子の変性量としては、上記ピーク比(Y)/(X)が0.05〜1.0であることが好ましく、ポリエチレンからなる樹脂微粒子においては、上記(Y)/(X)が0.3〜0.8であり、ポリプロピレンからなる樹脂微粒子においては、上記(Y)/(X)が0.05〜0.5であることがさらに好ましい。 As the amount of modification of the resin fine particles, the peak ratio (Y) / (X) is preferably 0.05 to 1.0, and in the resin fine particles made of polyethylene, the above (Y) / (X) is 0. It is .3 to 0.8, and in the resin fine particles made of polypropylene, the above (Y) / (X) is more preferably 0.05 to 0.5.

以上のような水分散オレフィン系樹脂微粒子は市販品を用いることが可能であり、市販品としてはユニチカ社製のアローベースSB−1200、SD−1200、SE−1200、TC−4010、TD−4010、住友化学社製のザイクセンAC、A、AC−HW−10,L、NC、Nなど、三井化学社製のケミパールS100、S200、S300、V100、V200、V300、W100、W200、W300、W400、W4005、WP100、東洋紡社製のハードレンNZ−1004、NZ−1015、東邦化学社製ハイテックS−3121などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上を組み合わせて用いても良い。 Commercially available products can be used for the water-dispersed olefin resin fine particles as described above, and the commercially available products include Arrowbase SB-1200, SD-1200, SE-1200, TC-4010, and TD-4010 manufactured by Unitika Ltd. , Sumitomo Chemical's Seixen AC, A, AC-HW-10, L, NC, N, etc., Mitsui Chemicals' Chemipal S100, S200, S300, V100, V200, V300, W100, W200, W300, W400, Examples thereof include W4005, WP100, Hardlen NZ-1004 and NZ-1015 manufactured by Toyobo Co., Ltd., and Hi-Tech S-3121 manufactured by Toho Chemicals Co., Ltd. ..

本発明に用いられる水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の分散媒としては、水を使用することが好ましいが、樹脂微粒子の安定化等のために、水と相溶する液状媒体を使用しても良い。水と相溶する液状媒体としては、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類等が挙げられ、水と相溶する範囲で使用しても良い。 Water is preferably used as the dispersion medium for the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) used in the present invention, but a liquid medium compatible with water is used for stabilization of the resin fine particles and the like. Is also good. Liquid media compatible with water include alcohols, glycols, cellosolves, aminoalcohols, amines, ketones, carboxylic acid amides, phosphate amides, sulfoxides, carboxylic acid esters, and phosphate esters. , Ethers, nitriles and the like, and may be used as long as they are compatible with water.

本発明に用いられる水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の体積平均粒子径(BV1)は、生産性や水分散オレフィン系樹脂微粒子の安定性および蓄電デバイスの内部抵抗の観点から、0.05〜1μmが好ましい。 The volume average particle diameter (BV1) of the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) used in the present invention is 0.05 to 0.05 from the viewpoint of productivity, stability of the water-dispersed olefin-based resin fine particles, and internal resistance of the power storage device. 1 μm is preferable.

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

<水溶性の多価金属化合物(C)>
本発明における水溶性の多価金属化合物(C)とは、水溶液中で2価以上の金属イオンとなる金属化合物である。
<Water-soluble multivalent metal compound (C)>
The water-soluble polyvalent metal compound (C) in the present invention is a metal compound that becomes a divalent or higher valent metal ion in an aqueous solution.

水溶性の多価金属化合物としては、カチオン性金属イオンのBa2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ni2+、Zn2+、Cu2+、Fe2+、Co2+,Sn2+、Mn2+、Al3+、Fe3+、Cu3+、Cr3+、Sn4+と、アニオン性イオンである水酸化物イオン(OH-)、炭酸イオン(CO3 2-)、硝酸イオン(NO3 -)、亜硝酸イオン(NO2 -)、硫酸イオン(SO4 2-)、リン酸イオン(PO4 3-)、リン酸水素イオン(HPO4 2-)、酢酸イオン(C232 -)、シアン化物イオン(CN-)、チオシアン酸イオン(SCN2 -)、フッ化物イオン(F-)、ヘキサフルオロ珪酸イオン(SiF6 2-)、塩化物イオン(Cl-)、塩素酸イオン(ClO3 -)、亜塩素酸イオン(ClO2 -)、過塩素酸イオン(ClO-)、臭化物イオン(Br-)、臭素酸イオン(BrO3 -)、過マンガン酸イオン(MnO4 -)、クロム酸イオン(CrO4 2-)、ギ酸イオン(HCO2 -)、安息香酸イオン(C752 -)、シュウ酸イオン(C24 2-)、酒石酸イオン(C446 2-)との組み合わせからなる化合物などが挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上の化合物を組み合わせて用いても良い。 Water-soluble polyvalent metal compounds include cationic metal ions Ba 2+ , Mg 2+ , Ca 2+ , Sr 2+ , Ni 2+ , Zn 2+ , Cu 2+ , Fe 2+ , and Co 2+. , Sn 2+, Mn 2+, Al 3+, Fe 3+, Cu 3+, Cr 3+, Sn 4+ and hydroxide ions (OH -) is an anionic ion, carbonate ion (CO 3 2 -), nitrate ion (NO 3 -), nitrite (NO 2 -), sulfate ion (SO 4 2-), phosphate ion (PO 4 3-), hydrogen phosphate ions (HPO 4 2-) acetate ion (C 2 H 3 O 2 - ), cyanide ion (CN -), thiocyanate ion (SCN 2 -), fluoride ion (F -), hexafluorosilicic acid ions (SiF 6 2-), chlorides ion (Cl -), chlorate ion (ClO 3 -), chlorite ion (ClO 2 -), perchlorate ion (ClO -), bromide ion (Br -), bromate ion (BrO 3 -), permanganate ion (MnO 4 -), chromate ion (CrO 4 2-), formate ions (HCO 2 -), benzoic acid ion (C 7 H 5 O 2 - ), oxalate (C 2 O 4 2 - ), Compounds composed of a combination with tartrate ion (C 4 H 4 O 6 2- ), etc., but are not limited to these, and two or more kinds of compounds may be used in combination.

水溶性の多価金属を介して、オレフィン系樹脂微粒子(B)が結合することで、蓄電デバイスの内部温度が上昇した場合、オレフィン系樹脂の体積膨張による導電性の炭素材料同士の接触を引き剥がす効果を高めることができる。 When the internal temperature of the power storage device rises due to the binding of the olefin-based resin fine particles (B) via the water-soluble polyvalent metal, the contact between the conductive carbon materials due to the volume expansion of the olefin-based resin is pulled. The peeling effect can be enhanced.

水溶性の多価金属としては、好ましくは2価、3価、または4価の金属イオンを用いることが好ましく、2価または3価の金属イオンを用いることがさらに好ましく、2価の金属イオンを用いることがより好ましい。2価の金属イオンを用いることで、数珠状の凝集粒子を形成するため、オレフィン系樹脂微粒子の添加量に対する体積膨張の効果がより高まると考えられる。 As the water-soluble polyvalent metal, it is preferable to use a divalent, trivalent or tetravalent metal ion, and it is more preferable to use a divalent or trivalent metal ion, and a divalent metal ion is used. It is more preferable to use it. By using divalent metal ions, beaded aggregated particles are formed, so that the effect of volume expansion on the amount of olefin resin fine particles added is considered to be further enhanced.

入手のし易さや、蓄電デバイス性能から、マグネシウムまたはカルシウム化合物を用いることが特に好ましい。 It is particularly preferable to use a magnesium or calcium compound because of its availability and the performance of the power storage device.

水溶性の多価金属化合物の添加方法については、以下の方法が挙げられる。水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)に水溶性の多価金属イオンを添加することで、多価金属イオンを介して粒子が結合し、水分散した凝集微粒子を形成することができる。この水分散凝集微粒子を、導電性の炭素材料(A)と水溶性液状媒体(D)と、必要に応じて界面活性剤や水溶性樹脂(E)とを機械分散したスラリーに添加しても良く、導電性の炭素材料(A)と水溶性の多価金属化合物の水溶液と水性液状媒体(D)と水溶性樹脂(E)とを機械分散したスラリーに、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)を添加しても良く、導電性の炭素材料(A)と水溶性樹脂(E)と水性液状媒体(D)を機械分散したスラリーに、水溶性の多価金属化合物の水溶液を添加し、機械分散したスラリーに、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)を添加しても良い。 Examples of the method for adding the water-soluble polyvalent metal compound include the following methods. By adding water-soluble polyvalent metal ions to the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), the particles can be bonded via the polyvalent metal ions to form water-dispersed aggregated fine particles. Even if the water-dispersed agglomerated fine particles are added to a slurry in which a conductive carbon material (A), a water-soluble liquid medium (D), and a surfactant or a water-soluble resin (E) are mechanically dispersed, if necessary. Water-dispersed olefin resin fine particles (B) in a slurry in which an aqueous solution of a conductive carbon material (A), a water-soluble polyvalent metal compound, an aqueous liquid medium (D), and a water-soluble resin (E) are mechanically dispersed. ) May be added, and an aqueous solution of a water-soluble polyvalent metal compound is added to a slurry in which a conductive carbon material (A), a water-soluble resin (E), and an aqueous liquid medium (D) are mechanically dispersed. Water-dispersed olefin resin fine particles (B) may be added to the mechanically dispersed slurry.

上記のように、水溶性の多価金属化合物の水溶液の添加方法を変えても、蓄電デバイスの内部温度が上昇した場合、オレフィン系樹脂の体積膨張による導電性の炭素材料同士の接触を引き剥がす効果は殆ど同じであり、添加方法を変えても多価金属イオンを介して水分散粒子が凝集すると考えられる。 As described above, even if the method of adding the aqueous solution of the water-soluble multivalent metal compound is changed, when the internal temperature of the power storage device rises, the contact between the conductive carbon materials due to the volume expansion of the olefin resin is peeled off. The effect is almost the same, and it is considered that the aqueous dispersion particles aggregate via the multivalent metal ion even if the addition method is changed.

水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)に水溶性の多価金属イオンを添加する方法では、凝集粒子径の測定が可能なため、製造において管理する上では容易になるが、粒子同士の過度な凝集によるゲル化を抑制するため、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)をある一定の固形分まで希釈した後、多価金属イオン水溶液を添加する場合が多く、必要に応じて濃縮工程が入り、製造プロセスが追加される場合がある。一方、スラリーに水溶性の多価金属イオンを添加する方法では、上記濃縮工程が不要な場合が多いが、製造において粒子径の管理が困難となる。上記視点から、必要に応じて製造方法を使い分けることができる。 In the method of adding the water-soluble polyvalent metal ion to the water-dispersed olefin resin fine particles (B), the agglomerated particle size can be measured, which facilitates control in production, but excessive agglomeration of the particles. In order to suppress gelation due to the above, water-dispersed olefin resin fine particles (B) are often diluted to a certain solid content, and then a polyvalent metal ion aqueous solution is added. If necessary, a concentration step is added for production. Processes may be added. On the other hand, in the method of adding water-soluble multivalent metal ions to the slurry, the above concentration step is often unnecessary, but it becomes difficult to control the particle size in the production. From the above viewpoint, the manufacturing method can be used properly as needed.

本発明の水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の体積平均粒子径(BV1)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性の多価金属化合物(C)とからなる水分散凝集微粒子の体積平均粒子径(BV2)との比BV2/BV1は、生産性や水分散凝集微粒子の安定性および蓄電デバイスの内部抵抗の観点から、1.1〜5.0が好ましく、1.2〜4.0がさらに好ましい。 The water-dispersed agglomerated fine particles composed of the volume average particle diameter (BV1) of the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) of the present invention, the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), and the water-soluble polyvalent metal compound (C). The ratio BV2 / BV1 to the volume average particle size (BV2) is preferably 1.1 to 5.0, preferably 1.2 to 4 from the viewpoint of productivity, stability of water-dispersed agglomerated fine particles, and internal resistance of the power storage device. .0 is even more preferred.

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

水と相溶する液状媒体としては、アルコール類、グリコール類、セロソルブ類、アミノアルコール類、アミン類、ケトン類、カルボン酸アミド類、リン酸アミド類、スルホキシド類、カルボン酸エステル類、リン酸エステル類、エーテル類、ニトリル類等が挙げられ、水と相溶する範囲で使用しても良い。 Liquid media compatible with water include alcohols, glycols, cellosolves, aminoalcohols, amines, ketones, carboxylic acid amides, phosphate amides, sulfoxides, carboxylic acid esters, and phosphate esters. , Ethers, nitriles and the like, and may be used as long as they are compatible with water.

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

本発明で用いられる界面活性剤は、導電性の炭素材料を分散できるものであれば、特に限定されないが、例えば、非イオン性界面活性剤としては、グリセリン脂肪酸エステルのようなエステル型、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルのようなエーテル型等が挙げられ、イオン性界面活性剤としては、アニオン性界面活性剤のモノアルキル硫酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩等、カチオン性界面活性剤としては、ジアルキルジメチルアンモニウム塩、アルキルベンジルジメチルアンモニウム塩等が挙げられるが、これらに限定されるものではなく、2種以上を組み合わせて用いても良い。 The surfactant used in the present invention is not particularly limited as long as it can disperse a conductive carbon material. For example, the nonionic surfactant includes an ester type such as glycerin fatty acid ester and polyoxy. Examples thereof include ether types such as ethylene alkylphenyl ether. Examples of the ionic surfactant include monoalkyl sulfate of an anionic surfactant and alkylbenzene sulfonate, and examples of the cationic surfactant include dialkyldimethylammonium. Examples thereof include salts and alkylbenzyldimethylammonium salts, but the present invention is not limited to these, and two or more kinds may be used in combination.

<水溶性樹脂(E)>
本発明の水溶性樹脂(E)とは、25℃の水99g中に水溶性樹脂(E)1g入れて撹拌し、25℃で24時間放置した後、分離・析出せずに水中で樹脂が溶解可能なものである。
<Water-soluble resin (E)>
The water-soluble resin (E) of the present invention is obtained by putting 1 g of the water-soluble resin (E) in 99 g of water at 25 ° C., stirring the mixture, leaving the resin at 25 ° C. for 24 hours, and then releasing the resin in water without separation and precipitation. It is soluble.

水溶性樹脂(E)としては、上述の通り水溶性を示す樹脂であれば特に限定されるものではないが、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアリルアミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、カルボキシメチルセルロース等の多糖類の樹脂を含む高分子化合物が挙げられる。また、水溶性であれば、これらの樹脂の変性物、混合物、又は共重合体でも良い。これら水溶性樹脂は、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。 The water-soluble resin (E) is not particularly limited as long as it is a resin exhibiting water solubility as described above, but for example, acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, polyamide resin, polyimide resin, polyallylamine resin, and the like. Examples thereof include polymer compounds containing polysaccharide resins such as phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, formaldehyde resin, silicon resin, fluororesin, and carboxymethyl cellulose. Further, as long as it is water-soluble, a modified product, a mixture, or a copolymer of these resins may be used. These water-soluble resins may be used alone or in combination of two or more.

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

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

<分散機・混合機>
本発明の導電性組成物や後述する合材インキを得る際に用いられる装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機、混合機が使用できる。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類;エム・テクニック社製「クレアミックス」、若しくはPRIMIX社「フィルミックス」等のホモジナイザー類;ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、若しくはコボールミル等のメディア型分散機;湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等)、エム・テクニック社製「クレアSS−5」、若しくは奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機;または、その他ロールミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、分散機としては、分散機からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい。
<Distributor / Mixer>
As an apparatus used for obtaining the conductive composition of the present invention or the mixture ink described later, a disperser or a mixer usually used for pigment dispersion or the like can be used.
For example, mixers such as Dispar, Homo Mixer, or Planetary Mixer; Homogenizers such as "Clear Mix" manufactured by M Technique, or "Fill Mix" manufactured by PRIMIX; Paint Conditioner (manufactured by Red Devil), Ball Mill, Sand Mill. (Symmal Enterprises "Dyno Mill" etc.), Atwriter, Pearl Mill (Eirich "DCP Mill" etc.), or media type disperser such as Coball Mill; Wet Jet Mill (Genus "Genus PY", Sugino) Medialess dispersers such as Machine's "Starburst", Nanomizer's "Nanomizer"), M-Technique's "Claire SS-5", or Nara Machinery's "MICROS"; or other roll mills, etc. These are, but are not limited to. Further, as the disperser, it is preferable to use one that has been subjected to metal contamination prevention treatment from the disperser.

例えば、メディア型分散機を使用する場合は、アジテーター及びベッセルがセラミック製又は樹脂製の分散機を使用する方法や、金属製アジテーター及びベッセル表面をタングステンカーバイド溶射や樹脂コーティング等の処理をした分散機を用いることが好ましい。そして、メディアとしては、ガラスビーズ、または、ジルコニアビーズ、若しくはアルミナビーズ等のセラミックビーズを用いることが好ましい。また、ロールミルを使用する場合についても、セラミック製ロールを用いることが好ましい。分散装置は、1種のみを使用しても良いし、複数種の装置を組み合わせて使用しても良い。また、強い衝撃で粒子が割れたり、潰れたりしやすい正または負極活物質の場合は、メディア型分散機よりは、ロールミルやホモジナイザー等のメディアレス分散機が好ましい。 For example, when using a media-type disperser, a method in which the agitator and vessel use a disperser made of ceramic or resin, or a disperser in which the surface of the metal agitator and vessel is treated with tungsten carbide spraying or resin coating. Is preferably used. As the medium, it is preferable to use glass beads, zirconia beads, or ceramic beads such as alumina beads. Also, when a roll mill is used, it is preferable to use a ceramic roll. As the dispersive device, only one type may be used, or a plurality of types of devices may be used in combination. Further, in the case of a positive or negative electrode active material in which particles are easily cracked or crushed by a strong impact, a medialess disperser such as a roll mill or a homogenizer is preferable to a media type disperser.

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

<集電体>
電極に使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、各種蓄電デバイス用にあったものを適宜選択することができる。例えば、集電体の材質としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はステンレス等の金属や合金が挙げられる。リチウムイオン電池の場合、特に正極材料としてはアルミニウムが、負極材料としては銅が、それぞれ好ましい。また、形状としては、一般的には平板上の箔が用いられるが、表面を粗面化したものや、穴あき箔状のもの、及びメッシュ状の集電体も使用できる。
<Current collector>
The material and shape of the current collector used for the electrode are not particularly limited, and those suitable for various power storage devices can be appropriately selected. For example, examples of the material of the current collector include metals and alloys such as aluminum, copper, nickel, titanium, and stainless steel. In the case of a lithium ion battery, aluminum is particularly preferable as the positive electrode material, and copper is preferable as the negative electrode material. Further, as the shape, a foil on a flat plate is generally used, but a foil with a roughened surface, a foil with holes, and a mesh-shaped current collector can also be used.

<下地層>
本発明の蓄電デバイス用電極の下地層形成用導電性組成物を、集電体上に塗工・乾燥し、下地層を形成することができる。
集電体上に導電性組成物や後述する合材インキを塗工する方法としては、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、ナイフコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法または静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できるが、特にこれらに限定されるものではなく、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。
<Underground layer>
The conductive composition for forming an underlayer of an electrode for a power storage device of the present invention can be applied and dried on a current collector to form an underlayer.
The method of applying the conductive composition or the mixture ink described later on the current collector is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, the die coating method, the dip coating method, the roll coating method, the doctor coating method, the knife coating method, the spray coating method, the gravure coating method, the screen printing method, the electrostatic coating method, etc. can be mentioned and dried. As a method, a stand-drying dryer, a blower dryer, a warm air dryer, an infrared heater, a far-infrared heater, etc. can be used, but the method is not particularly limited, and after coating, a rolling process using a planographic press, a calendar roll, or the like is used. May be done.

下地層の厚みは、蓄電デバイスのエネルギー密度および蓄電デバイスが発熱した場合の抵抗上昇の観点から、好ましくは0.1〜10μmであり、より好ましくは0.5〜5μm、さらに好ましくは0.5〜3μmである。 The thickness of the base layer is preferably 0.1 to 10 μm, more preferably 0.5 to 5 μm, still more preferably 0.5, from the viewpoint of the energy density of the power storage device and the increase in resistance when the power storage device generates heat. It is ~ 3 μm.

<合材インキ>
合材インキとは、蓄電デバイスで使用される電極の構成成分である活物質と、バインダーと、溶媒などを、液体状もしくはペースト状にしたものをいい、本発明の蓄電デバイス用電極においても、活物質と、溶媒を必須とし、必要に応じて導電助剤と、バインダーとを含有する。
活物質はできるだけ多く含まれることが好ましく、例えば、合材インキ固形分に占める活物質の割合は、80〜99質量%であることが好ましい。導電助剤を含む場合、合材インキ固形分に占める導電助剤の割合は、0.1〜15質量%であることが好ましい。バインダーを含む場合、合材インキ固形分に占めるバインダーの割合は、0.1〜15質量%であることが好ましい。
<Mixed ink>
The mixture ink refers to a liquid or paste of an active material, a binder, a solvent, etc., which are constituents of an electrode used in a power storage device, and is also used in the electrode for a power storage device of the present invention. The active material and solvent are essential, and if necessary, a conductive auxiliary agent and a binder are contained.
The active material is preferably contained as much as possible, and for example, the ratio of the active material to the solid content of the mixture ink is preferably 80 to 99% by mass. When the conductive auxiliary agent is contained, the ratio of the conductive auxiliary agent to the solid content of the mixture ink is preferably 0.1 to 15% by mass. When a binder is contained, the ratio of the binder to the solid content of the mixture ink is preferably 0.1 to 15% by mass.

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

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

合材インキ中で使用される活物質について以下で説明する。 The active material used in the mixture ink will be described below.

リチウムイオン二次電池用の正極活物質としては、特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。 The positive electrode active material for the lithium ion secondary battery is not particularly limited, but a metal oxide capable of doping or intercalating lithium ions, a metal compound such as a metal sulfide, a conductive polymer, or the like is used. be able to.

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

また、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用することもできる。また、上記の無機化合物や導電性高分子を混合して用いてもよい。 Further, a conductive polymer such as polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, or polythiophene can also be used. Further, the above-mentioned inorganic compounds and conductive polymers may be mixed and used.

リチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能なものであれば特に限定されない。例えば、金属Li、その合金であるスズ合金、シリコン合金、鉛合金等の合金系、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の導電性高分子系、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が挙げられる。これら負極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。 The negative electrode active material for the lithium ion secondary battery is not particularly limited as long as it can be doped with or intercalated with lithium ions. For example, metal Li, alloys such as tin alloys, silicon alloys and lead alloys, metal oxides such as lithium titanate, lithium vanadium and lithium siliconate, conductivity such as polyacetylene and poly-p-phenylene. Amorphous carbonaceous materials such as high molecular weight, soft carbon and hard carbon, artificial graphite such as highly graphitized carbon material, carbon powder such as natural graphite, carbon black, mesophase carbon black, resin calcined carbon material, Air layer growth Carbon fibers, carbon-based materials such as carbon fibers can be mentioned. These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

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

これらの電極活物質は、単独、または二種類以上を組み合わせて使用してもよい。 These electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

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

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

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

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

合材インキ中で使用されるバインダーとしては、例えば、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂、カルボキシメチルセルロース等のセルロース樹脂、スチレン−ブタジエンゴムやフッ素ゴム等の合成ゴム、ポリアニリンやポリアセチレン等の導電性樹脂等、ポリフッ化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、及びテトラフルオロエチレン等のフッ素原子を含む高分子化合物が挙げられる。また、これらの樹脂の変性物、混合物、又は共重合体でも良い。これらバインダーは、1種または複数を組み合わせて使用することも出来る。
また、水性の合材インキ中で好適に使用されるバインダーとしては水媒体のものが好ましく、水媒体のバインダーの形態としては、水溶性型、エマルション型、ハイドロゾル型等が挙げられ、適宜選択することができる。
Examples of the binder used in the mixture ink include acrylic resin, polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, formaldehyde resin, silicon resin, and fluororesin. Cellulous resins such as carboxymethyl cellulose, synthetic rubbers such as styrene-butadiene rubber and fluororubber, conductive resins such as polyaniline and polyacetylene, and polymer compounds containing fluorocarbon atoms such as polyvinylidene fluoride, vinyl fluoride, and tetrafluoroethylene. Can be mentioned. Further, a modified product, a mixture, or a copolymer of these resins may be used. These binders may be used alone or in combination of two or more.
Further, the binder preferably used in the water-based mixture ink is preferably an aqueous medium, and the form of the aqueous medium binder includes a water-soluble type, an emulsion type, a hydrosol type and the like, and is appropriately selected. be able to.

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

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

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

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

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

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

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

電解質としては、LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO22N、LiC49SO3、Li(CF3SO23C、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF2、LiSCN、又はLiBPh4(但し、Phはフェニル基を表す)等が挙げられるがこれらに限定されない。 Electrolytes include LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 3 C. , LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2 , LiSCN, LiBPh 4 (where Ph represents a phenyl group) and the like, but are not limited thereto.

非水系の溶剤としては特に限定はされないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びジエチルカーボネート等のカーボネート類;
γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、及びγ−オクタノイックラクトン等のラクトン類;
テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,2−メトキシエタン、1,2−エトキシエタン、及び1,2−ジブトキシエタン等のグライム類;
メチルフォルメート、メチルアセテート、及びメチルプロピオネート等のエステル類;ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等のスルホキシド類;並びに、
アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。又これらの溶剤は、それぞれ単独で使用しても良いが、2種以上を混合して使用しても良い。
The non-aqueous solvent is not particularly limited, but for example, carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and diethyl carbonate;
Lactones such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and γ-octanoic lactone;
Glymes such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,2-methoxyethane, 1,2-ethoxyethane, and 1,2-dibutoxyethane;
Esters such as methylformate, methylacetate, and methylpropionate; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and
Examples thereof include nitriles such as acetonitrile. Further, each of these solvents may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

さらに上記電解液を、ポリマーマトリクスに保持しゲル状とした高分子電解質とすることもできる。ポリマーマトリクスとしては、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するアクリレート系樹脂、ポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリホスファゼン系樹脂、及びポリアルキレンオキシドセグメントを有するポリシロキサン等が挙げられるがこれらに限定されない。 Further, the electrolyte solution can be held in a polymer matrix to form a gel-like polymer electrolyte. Examples of the polymer matrix include, but are not limited to, an acrylate-based resin having a polyalkylene oxide segment, a polyphosphazene-based resin having a polyalkylene oxide segment, and a polysiloxane having a polyalkylene oxide segment.

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

本発明の導電性組成物を用いたリチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシター、リチウムイオンキャパシターの構造については特に限定されないが、通常、正極及び負極と、必要に応じて設けられるセパレーターとから構成され、ペーパー型、円筒型、ボタン型、積層型等、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。 The structure of the lithium ion secondary battery, the electric double layer capacitor, and the lithium ion capacitor using the conductive composition of the present invention is not particularly limited, but is usually composed of a positive electrode and a negative electrode, and a separator provided as needed. It can be made into various shapes according to the purpose of use, such as a paper type, a cylindrical type, a button type, and a laminated type.

(実施例1)
<導電性組成物>
硝酸カルシウム四水和物(Ca(NO32・4H2O)にイオン交換水を入れて溶解させ、カルシウム(Ca)として10質量%となる水溶液を調整した。
水分散オレフィン系樹脂微粒子(B−1:アローベースSB−1200、ユニチカ社製、25%水系分散液(体積平均粒子径(MV)0.16μm、変性量(Y)/(X)0.58、ポリエチレン))240質量部にイオン交換水960質量部添加した後、ディスパー撹拌下で、上記10質量%カルシウム水溶液を3.6質量部添加し、水分散凝集微粒子を得た。この水分散凝集微粒子の体積平均粒子径(MV)は0.53μmであった。得られた水分散凝集微粒子をロータリーエバポレーターを用いて、減圧加熱を行い、25質量%となるまで濃縮を行った。
導電性の炭素材料としてアセチレンブラック(A−1:デンカブラックHS−100、デンカ社製)40質量部に、水性液状媒体(D)であるイオン交換水1000質量部とエーテル型の非イオン界面活性剤(トリトンX、ロシェライフサイエンス社製)0.4質量部をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行った。
次に、25質量%まで濃縮した上記水分散凝集微粒子240質量部を添加し、ミキサーで混合し、導電性組成物(1)を得た。
(Example 1)
<Conductive composition>
Calcium nitrate tetrahydrate (Ca (NO 3) 2 · 4H 2 O) to dissolve put ion exchange water to adjust the aqueous solution of 10 mass% as a calcium (Ca).
Water-dispersed olefin-based resin fine particles (B-1: Arrow base SB-1200, manufactured by Unitica, 25% water-based dispersion liquid (mass average particle diameter (MV) 0.16 μm, modification amount (Y) / (X) 0.58 , Polyethylene)) 960 parts by mass of ion-exchanged water was added to 240 parts by mass, and then 3.6 parts by mass of the above 10% by mass calcium aqueous solution was added under stirring with a disper to obtain aqueous dispersed aggregated fine particles. The volume average particle diameter (MV) of the water-dispersed agglomerated fine particles was 0.53 μm. The obtained aqueous dispersion agglomerated fine particles were heated under reduced pressure using a rotary evaporator and concentrated to 25% by mass.
As a conductive carbon material, 40 parts by mass of acetylene black (A-1: Denka Black HS-100, manufactured by Denka), 1000 parts by mass of ion-exchanged water as an aqueous liquid medium (D), and ether-type nonionic surfactant. 0.4 parts by mass of the agent (Triton X, manufactured by Roche Life Science Co., Ltd.) was placed in a mixer to mix, and further placed in a sand mill for dispersion.
Next, 240 parts by mass of the aqueous dispersion agglomerated fine particles concentrated to 25% by mass were added and mixed with a mixer to obtain a conductive composition (1).

(水分散オレフィン系樹脂微粒子の体積平均粒子径(BV1)および水分散凝集微粒子の体積平均粒子径(BV2))
水分散オレフィン系樹脂微粒子または水分散凝集微粒子を、固形分に応じて200〜1000倍に水希釈し。該希釈液約5mlをナノトラック(日機装社製 Wave−EX150)のセルに注入し、サンプルに応じた分散媒(本発明では水)および樹脂の屈折率条件を入力後、測定を行い、得られた体積平均粒子径(MV)を体積平均粒子径(BV1またはBV2)とした。
(Volume average particle size (BV1) of water-dispersed olefin resin fine particles and volume average particle size (BV2) of water-dispersed agglomerated fine particles)
Water-dispersed olefin-based resin fine particles or water-dispersed agglomerated fine particles are diluted 200 to 1000 times with water depending on the solid content. Approximately 5 ml of the diluted solution is injected into a cell of Nanotrack (Wave-EX150 manufactured by Nikkiso Co., Ltd.), the dispersion medium (water in the present invention) and the refractive index conditions of the resin according to the sample are input, and then measurement is performed to obtain the obtained product. The volume average particle diameter (MV) was defined as the volume average particle diameter (BV1 or BV2).

(オレフィン系樹脂微粒子の変性量(Y)/(X))
水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)を80℃のオーブンに入れ、分散媒を除去した後、120℃で30分間乾燥させて固形物を得た。これをフーリエ変換赤外分光装置(FT−IR:PerkinElmer社製Spectrum One/100)による全反射測定法(ATR)によって測定した。
変性量は、波数に対して吸光度をプロットしたスペクトルを用い、2700cm-1における吸光度を示す点と3000cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBXとした際の、2800〜3000cm-1のオレフィン由来の最大ピークからベースラインBXまでの高さ(極大吸光度)(X)と、1650m-1における吸光度を示す点と1850cm-1における吸光度を示す点との2点を結ぶ直線をベースラインBYとした際の、1690〜1740cm-1のカルボニル由来の最大ピークからベースラインBYまでの高さ(極大吸光度)(Y)との比(Y)/(X)を求めた。
(実施例2)
硝酸カルシウム四水和物(Ca(NO32・4H2O)にイオン交換水を入れて溶解させ、カルシウム(Ca)として10質量%となる水溶液を調整した。
水分散オレフィン系樹脂微粒子(B−1:アローベースSB−1200、ユニチカ社製、25%水系分散液(体積平均粒子径(MV)0.16μm、変性量(Y)/(X)0.58、ポリエチレン))200質量部にイオン交換水800質量部添加した後、ディスパー撹拌下で、上記10質量%カルシウム水溶液を3質量部添加し、水分散凝集微粒子を得た。この水分散凝集微粒子の体積平均粒子径(MV)は0.53μmであった。得られた水分散凝集微粒子をロータリーエバポレーターを用いて、減圧加熱を行い、25質量%となるまで濃縮を行った。
導電性の炭素材料としてアセチレンブラック(A−1:デンカブラックHS−100、デンカ社製)25質量部、水溶性樹脂であるカルボキシメチルセルロース(E−1:CMCダイセル#1240、ダイセル化学工業社製)2.5%水溶液1000質量部(固形分として25質量部)をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行った。
次に25質量%まで濃縮した上記水分散凝集微粒子200質量部を添加し、ミキサーで混合し、導電性組成物(2)を得た。
(Modification amount of olefin resin fine particles (Y) / (X))
The water-dispersed olefin resin fine particles (B) were placed in an oven at 80 ° C. to remove the dispersion medium, and then dried at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a solid substance. This was measured by a total internal reflection measurement method (ATR) using a Fourier transform infrared spectroscope (FT-IR: Spectrum One / 100 manufactured by PerkinElmer).
Modification amount using spectral plotting absorbance against wave numbers, when used as a baseline BX a straight line connecting two points of the point indicating the absorbance at a point and 3000 cm -1 indicating the absorbance at 2700 cm -1, 2800 Connect the height (maximum absorbance) (X) from the maximum peak derived from the olefin of ~ 3000 cm -1 to the baseline BX, and the point showing the absorbance at 1650 m -1 and the point showing the absorbance at 1850 cm -1 . The ratio (Y) / (X) to the height (maximum absorbance) (Y) from the maximum peak derived from the carbonyl of 1690 to 1740 cm -1 to the baseline BY when the straight line was taken as the baseline BY was determined.
(Example 2)
Calcium nitrate tetrahydrate (Ca (NO 3) 2 · 4H 2 O) to dissolve put ion exchange water to adjust the aqueous solution of 10 mass% as a calcium (Ca).
Water-dispersed olefin-based resin fine particles (B-1: Arrow base SB-1200, manufactured by Unitica, 25% water-based dispersion liquid (mass average particle diameter (MV) 0.16 μm, modification amount (Y) / (X) 0.58 , Polyethylene)) 800 parts by mass of ion-exchanged water was added to 200 parts by mass, and then 3 parts by mass of the above 10% by mass calcium aqueous solution was added under stirring with a disper to obtain aqueous dispersed agglomerated fine particles. The volume average particle diameter (MV) of the water-dispersed agglomerated fine particles was 0.53 μm. The obtained aqueous dispersion agglomerated fine particles were heated under reduced pressure using a rotary evaporator and concentrated to 25% by mass.
25 parts by mass of acetylene black (A-1: Denka Black HS-100, manufactured by Denka) as a conductive carbon material, carboxymethyl cellulose (E-1: CMC Daicel # 1240, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), which is a water-soluble resin. 1000 parts by mass of a 2.5% aqueous solution (25 parts by mass as a solid content) was put into a mixer to mix, and further put into a sand mill for dispersion.
Next, 200 parts by mass of the aqueous dispersion agglomerated fine particles concentrated to 25% by mass were added and mixed with a mixer to obtain a conductive composition (2).

(実施例3〜実施例19)
表1に示す組成比に変更した以外は、導電性組成物(2)と同様の方法により、それぞれ実施例の導電性組成物(3)〜(19)を得た。
(Examples 3 to 19)
The conductive compositions (3) to (19) of Examples were obtained by the same method as that of the conductive composition (2) except that the composition ratio was changed to that shown in Table 1.

実施例および比較例で使用した材料を以下に示す。
(導電性の炭素材料(A))
・A−1:デンカブラックHS−100(デンカ社製)
・A−2:ケッチェンブラックEC−300J(ライオン社製)
(水分散オレフィン系樹脂微粒子(B))
・B−1:アローベースSB−1200(固形分25%水分散液、体積平均粒子径(MV)0.16μm、変性量(Y)/(X)0.58、ポリエチレン)(ユニチカ社製)
・B−2:アローベースTC−4010(固形分25%水分散液、体積平均粒子径(MV)0.26μm、変性量(Y)/(X)0.14、ポリプロピレン)(ユニチカ社製)
・B−3:ザイクセンAC(固形分30%水分散液、体積平均粒子径(MV)0.10μm、変性量(Y)/(X)0.64、ポリエチレン)(住友精化社製)
・B−4:ケミパールW4005(固形分40%水分散液、体積平均粒子径(MV)0.57μm、変性なし、ポリエチレン)(三井化学社製)
(水溶性の多価金属化合物(C))
・C−1:硝酸カルシウム四水和物(Ca(NO32・4H2O)
・C−2:硝酸マグネシウム六水和物(Mg(NO32・6H2O)
・C−3:硝酸ニッケル(II)六水和物(Ni(NO32・6H2O)
・C−4:硝酸鉄(III)九水和物(Fe(NO33・9H2O)
・C−5:硝酸マンガン(II)六水和物(Mn(NO32・6H2O)
・C−6:硝酸アルミニウム九水和物(Al(NO33・9H2O)
・C−7:塩化スズ(II)二水和物(SnCl2・2H2O)
水溶性の多価金属化合物は、金属イオン濃度として10質量%となるようにイオン交換水を入れて溶解し、各水溶液を調整して使用した。
(水溶性樹脂)(E))
・E−1:CMCダイセル#1240(ダイセル化学工業社製)
・E−2:ポリアクリル酸ナトリウム、平均分子量10000(和光純薬工業社製)
・E−3:クラレポバールPVA235(クラレ社製)
The materials used in the examples and comparative examples are shown below.
(Conductive carbon material (A))
・ A-1: Denka Black HS-100 (manufactured by Denka)
・ A-2: Ketjen Black EC-300J (manufactured by Lion)
(Water-dispersed olefin resin fine particles (B))
B-1: Arrow base SB-1200 (25% solid content aqueous dispersion, volume average particle size (MV) 0.16 μm, denaturation amount (Y) / (X) 0.58, polyethylene) (manufactured by Unitica)
B-2: Arrow base TC-4010 (25% solid content aqueous dispersion, volume average particle size (MV) 0.26 μm, denaturation amount (Y) / (X) 0.14, polypropylene) (manufactured by Unitica)
B-3: Zyxen AC (water dispersion with 30% solid content, volume average particle size (MV) 0.10 μm, denaturation amount (Y) / (X) 0.64, polyethylene) (manufactured by Sumitomo Seika Chemical Co., Ltd.)
B-4: Chemipearl W4005 (40% solid content aqueous dispersion, volume average particle size (MV) 0.57 μm, no denaturation, polyethylene) (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
(Water-soluble polyvalent metal compound (C))
· C-1: calcium nitrate tetrahydrate (Ca (NO 3) 2 · 4H 2 O)
· C-2: Magnesium nitrate hexahydrate (Mg (NO 3) 2 · 6H 2 O)
· C-3: nickel (II) nitrate hexahydrate (Ni (NO 3) 2 · 6H 2 O)
· C-4: iron (III) nitrate nonahydrate (Fe (NO 3) 3 · 9H 2 O)
· C-5: manganese (II) nitrate hexahydrate (Mn (NO 3) 2 · 6H 2 O)
· C-6: aluminum nitrate nonahydrate (Al (NO 3) 3 · 9H 2 O)
· C-7: Tin (II) chloride dihydrate (SnCl 2 · 2H 2 O)
The water-soluble polyvalent metal compound was dissolved by adding ion-exchanged water so that the metal ion concentration was 10% by mass, and each aqueous solution was adjusted and used.
(Water-soluble resin) (E))
-E-1: CMC Daicel # 1240 (manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.)
-E-2: Sodium polyacrylate, average molecular weight 10000 (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)
・ E-3: Kuraray Poval PVA235 (manufactured by Kuraray)

(実施例20)
導電性の炭素材料としてアセチレンブラック(A−1:デンカブラックHS−100、デンカ社製)25質量部、水溶性樹脂であるカルボキシメチルセルロース(E−1:CMCダイセル#1240、ダイセル化学工業社製)2.5%水溶液1000質量部(固形分として25質量部)をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行ってスラリーを得た。
上記スラリーに、ディスパー撹拌下で、実施例1に記載の10質量%カルシウム水溶液3質量部を添加した後、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B−1:アローベースSB−1200、ユニチカ社製、25%水系分散液(体積平均粒子径(MV)0.16μm、変性量(Y)/(X)0.58、ポリエチレン))200質量部を添加し、ミキサーで混合して、導電性組成物(20)を得た。
(実施例21)
導電性の炭素材料としてアセチレンブラック(A−1:デンカブラックHS−100、デンカ社製)25質量部、水溶性樹脂であるカルボキシメチルセルロース(E−1:CMCダイセル#1240、ダイセル化学工業社製)2.5%水溶液1000質量部(固形分として25質量部)、実施例1に記載の10質量%カルシウム水溶液3質量部をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行ってスラリーを得た。
次に上記スラリーに、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B−1:アローベースSB−1200、ユニチカ社製、25%水系分散液(体積平均粒子径(MV)0.16μm、変性量(Y)/(X)0.58、ポリエチレン))200質量部を添加し、ミキサーで混合して、導電性組成物(21)を得た。
(実施例22)
硝酸カルシウム四水和物(Ca(NO32・4H2O)にイオン交換水を入れて溶解させ、カルシウム(Ca)として10質量%となる水溶液を調整した。
水分散オレフィン系樹脂微粒子(B−1:アローベースSB−1200、ユニチカ社製、25%水系分散液(体積平均粒子径(MV)0.16μm、変性量(Y)/(X)0.58、ポリエチレン))200質量部にイオン交換水800質量部添加した後、ディスパー撹拌下で、上記10質量%カルシウム水溶液を3質量部添加し、水分散凝集微粒子を得た。この水分散凝集微粒子の体積平均粒子径(MV)は0.53μmであった。得られた水分散凝集微粒子をロータリーエバポレーターを用いて、減圧加熱を行い、25質量%となるまで濃縮を行った。
導電性の炭素材料としてアセチレンブラック(A−1:デンカブラックHS−100、デンカ社製)25質量部、水溶性樹脂であるカルボキシメチルセルロース(E−1:CMCダイセル#1240、ダイセル化学工業社製)2.5%水溶液1000質量部(固形分として25質量部)をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行った。
次に25質量%まで濃縮した上記水分散凝集微粒子200質量部とイソプロパノール200質量部を添加し、ミキサーで混合し、導電性組成物(28)を得た。
(Example 20)
25 parts by mass of acetylene black (A-1: Denka Black HS-100, manufactured by Denka) as a conductive carbon material, carboxymethyl cellulose (E-1: CMC Daicel # 1240, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), which is a water-soluble resin. 1000 parts by mass of a 2.5% aqueous solution (25 parts by mass as a solid content) was put into a mixer to mix, and further put into a sand mill to disperse to obtain a slurry.
After adding 3 parts by mass of the 10% by mass calcium aqueous solution described in Example 1 to the above slurry under dispar stirring, water-dispersed olefin resin fine particles (B-1: Arrowbase SB-1200, manufactured by Unitica, 25). % Aqueous dispersion (volume average particle diameter (MV) 0.16 μm, modification amount (Y) / (X) 0.58, polyethylene)) 200 parts by mass was added and mixed with a mixer to form a conductive composition ( 20) was obtained.
(Example 21)
25 parts by mass of acetylene black (A-1: Denka Black HS-100, manufactured by Denka) as a conductive carbon material, carboxymethyl cellulose (E-1: CMC Daicel # 1240, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), which is a water-soluble resin. 1000 parts by mass of a 2.5% aqueous solution (25 parts by mass as a solid content) and 3 parts by mass of the 10% by mass calcium aqueous solution described in Example 1 were put into a mixer to mix them, and then put into a sand mill to disperse the slurry. Obtained.
Next, in the above slurry, water-dispersed olefin-based resin fine particles (B-1: Arrow Base SB-1200, manufactured by Unitica, Inc., 25% aqueous dispersion (volume average particle diameter (MV) 0.16 μm, modification amount (Y) / (X) 0.58, polyethylene)) 200 parts by mass was added and mixed with a mixer to obtain a conductive composition (21).
(Example 22)
Calcium nitrate tetrahydrate (Ca (NO 3) 2 · 4H 2 O) to dissolve put ion exchange water to adjust the aqueous solution of 10 mass% as a calcium (Ca).
Water-dispersed olefin-based resin fine particles (B-1: Arrow base SB-1200, manufactured by Unitica, 25% water-based dispersion liquid (mass average particle diameter (MV) 0.16 μm, modification amount (Y) / (X) 0.58 , Polyethylene)) 800 parts by mass of ion-exchanged water was added to 200 parts by mass, and then 3 parts by mass of the above 10% by mass calcium aqueous solution was added under stirring with a disper to obtain aqueous dispersed agglomerated fine particles. The volume average particle diameter (MV) of the water-dispersed agglomerated fine particles was 0.53 μm. The obtained aqueous dispersion agglomerated fine particles were heated under reduced pressure using a rotary evaporator and concentrated to 25% by mass.
25 parts by mass of acetylene black (A-1: Denka Black HS-100, manufactured by Denka) as a conductive carbon material, carboxymethyl cellulose (E-1: CMC Daicel # 1240, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), which is a water-soluble resin. 1000 parts by mass of a 2.5% aqueous solution (25 parts by mass as a solid content) was put into a mixer to mix, and further put into a sand mill for dispersion.
Next, 200 parts by mass of the aqueous dispersed agglomerated fine particles and 200 parts by mass of isopropanol concentrated to 25% by mass were added and mixed with a mixer to obtain a conductive composition (28).

(比較例2)
多価金属化合物を加えなかった以外は、実施例1と同様の方法により、表1に示す組成で導電性組成物(23)を得た。
(比較例3)
多価金属化合物の代わりに10質量%水酸化ナトリウム水溶液を加え、ナトリウムイオンの添加量が0.36質量部、ナトリウムイオンの質量(Na’)と水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の固形分質量(B’)との質量比が(Na’)/(B’)=0.006となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法により、表1に示す組成で導電性組成物(24)を得た。表1に示す通り、多価金属化合物を1価金属化合物に変えることで、水分散凝集粒子を得ることはできなかった。
(比較例4)
多価金属化合物を加えなかった以外は、実施例13と同様の方法により、表1に示す組成で導電性組成物(25)を得た。
(比較例5)
硝酸カルシウム四水和物(Ca(NO32・4H2O)にイオン交換水を入れて溶解させ、カルシウム(Ca)として10質量%となる水溶液を調整した。
導電性の炭素材料としてアセチレンブラック(A−1:デンカブラックHS−100、デンカ社製)70質量部、水溶性樹脂であるカルボキシメチルセルロース(E−1:CMCダイセル#1240、ダイセル化学工業社製)2.5%水溶液1200質量部(固形分として30質量部)をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行った。
次に、上記10質量%カルシウム水溶液3質量部を添加し、ミキサーで混合して、導電性組成物(26)を得た。
(比較例6)
水分散オレフィン系樹脂微粒子(B−3:ザイクセンAC(固形分30%水分散液、体積平均粒子径(MV)0.10μm)167質量部にイオン交換水333質量部添加した後、ディスパー撹拌下で、実施例1に記載の10質量%のカルシウム水溶液を500質量部添加した。得られた水分散凝集微粒子は樹脂微粒子が凝集し、実施例10と同様にして導電性組成物(27)を作製したが、その後の評価を行うことが出来なかった。
(比較例7)
多価金属化合物の代わりに数平均分子量(Mn)20万のポリアクリル酸ナトリウムを加え、ポリアクリル酸ナトリウムの添加量が0.06質量部、ポリアクリル酸ナトリウムの質量(PAN1)と水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の固形分質量(B’)との質量比が(PAN1)/(B’)=0.001となるように添加した以外は、実施例1と同様の方法により、表1に示す組成で導電性組成物(29)を得た。表1に示す通り、多価金属化合物をポリアクリル酸ナトリウムのような高分子化合物に変えることで、水分散凝集粒子を得ることはできなかった。
(Comparative Example 2)
The conductive composition (23) was obtained with the composition shown in Table 1 by the same method as in Example 1 except that the polyvalent metal compound was not added.
(Comparative Example 3)
A 10% by mass sodium hydroxide aqueous solution was added instead of the polyvalent metal compound, the amount of sodium ion added was 0.36 parts by mass, the mass of sodium ion (Na') and the solid content of the aqueous dispersion olefin resin fine particles (B). The composition shown in Table 1 is a conductive composition by the same method as in Example 1 except that the mixture was added so that the mass ratio to the mass (B') was (Na') / (B') = 0.006. I got the thing (24). As shown in Table 1, it was not possible to obtain water-dispersed agglomerated particles by changing the polyvalent metal compound to a monovalent metal compound.
(Comparative Example 4)
The conductive composition (25) was obtained with the composition shown in Table 1 by the same method as in Example 13 except that the polyvalent metal compound was not added.
(Comparative Example 5)
Calcium nitrate tetrahydrate (Ca (NO 3) 2 · 4H 2 O) to dissolve put ion exchange water to adjust the aqueous solution of 10 mass% as a calcium (Ca).
70 parts by mass of acetylene black (A-1: Denka Black HS-100, manufactured by Denka Co., Ltd.) as a conductive carbon material, carboxymethyl cellulose (E-1: CMC Daicel # 1240, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.), which is a water-soluble resin. 1200 parts by mass of a 2.5% aqueous solution (30 parts by mass as a solid content) was put into a mixer to mix, and further put into a sand mill for dispersion.
Next, 3 parts by mass of the above 10 mass% calcium aqueous solution was added and mixed with a mixer to obtain a conductive composition (26).
(Comparative Example 6)
Water-dispersed olefin-based resin fine particles (B-3: Zyxen AC (solid content 30% aqueous dispersion, volume average particle diameter (MV) 0.10 μm) 167 parts by mass of ion-exchanged water was added to 167 parts by mass, followed by stirring with a disper. Then, 500 parts by mass of the 10% by mass calcium aqueous solution described in Example 1 was added. Resin fine particles aggregated in the obtained water-dispersed aggregated fine particles, and the conductive composition (27) was obtained in the same manner as in Example 10. Although it was prepared, it could not be evaluated thereafter.
(Comparative Example 7)
Sodium polyacrylate having a number average molecular weight (Mn) of 200,000 was added instead of the polyvalent metal compound, the amount of sodium polyacrylate added was 0.06 parts by mass, the mass of sodium polyacrylate (PAN1) and the aqueous dispersion olefin. Table by the same method as in Example 1 except that the system resin fine particles (B) were added so that the mass ratio with the solid content mass (B') was (PAN1) / (B') = 0.001. A conductive composition (29) was obtained with the composition shown in 1. As shown in Table 1, it was not possible to obtain water-dispersed agglomerated particles by changing the polyvalent metal compound to a polymer compound such as sodium polyacrylate.

<下地層付き集電体>(実施例1〜22、比較例2〜5、比較例7)
導電性組成物(1)〜(21)、(23)〜(26)、(28)、(29)を、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にバーコーターを用いて塗布をした後、80℃で加熱乾燥し、厚みが2μmとなるように非水電解質二次電池用下地層付き集電体(1)〜(21)、(23)〜(26)、(28)、(29)をそれぞれ得た。
<Current collector with base layer> (Examples 1 to 22, Comparative Examples 2 to 5, Comparative Example 7)
The conductive compositions (1) to (21), (23) to (26), (28), and (29) were applied on an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a current collector using a bar coater. After that, it is heated and dried at 80 ° C., and the current collectors (1) to (21), (23) to (26), (28), (28), with a base layer for a non-aqueous electrolyte secondary battery are adjusted so that the thickness becomes 2 μm. 29) were obtained respectively.

得られた導電性組成物および下地層付き集電体を、表1に示す。

Figure 0006760034
The obtained conductive composition and the current collector with the base layer are shown in Table 1.
Figure 0006760034

<リチウムイオン二次電池正極用合材インキ>
正極活物質としてLiNi0.5Mn0.3Co0.2293質量部、導電剤としてアセチレンブラック(デンカブラックHS−100、デンカ社製)4質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(KFポリマー#1300、クレハ社製)3質量部、N―メチルピロリドン45質量部を入れて混合して、正極用合材インキを作製した。
<Mixed material ink for positive electrode of lithium ion secondary battery>
LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 93 parts by mass as positive electrode active material, 4 parts by mass of acetylene black (Denka Black HS-100, manufactured by Denka) as a conductive agent, polyvinylidene fluoride (KF polymer # 1300, manufactured by Kureha) as a binder ) 3 parts by mass and 45 parts by mass of N-methylpyrrolidone were added and mixed to prepare a mixed material ink for a positive electrode.

<リチウムイオン二次電池負極用合材インキ>
負極活物質として人造黒鉛98質量部、カルボキシメチルセルロース(CMCダイセル#1190、ダイセル化学工業社製)1.5%水溶液66.7質量部(固形分として1質量部)をプラネタリーミキサーに入れて混練し、水33質量部、スチレンブタジエンエマルション(TRD2001、JSR社製)48質量%水系分散液2.08質量部(固形分として1質量部)を混合して、負極二次電池電極用合材インキを得た。
<Mixed material ink for negative electrode of lithium ion secondary battery>
As a negative electrode active material, 98 parts by mass of artificial graphite and 66.7 parts by mass of a 1.5% aqueous solution of carboxymethyl cellulose (CMC Daicel # 1190, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) (1 part by mass as a solid content) are put into a planetary mixer and kneaded. Then, 33 parts by mass of water and 2.08 parts by mass of styrene butadiene emulsion (TRD2001, manufactured by JSR) 48% by mass aqueous dispersion (1 part by mass as solid content) are mixed to mix the negative electrode secondary battery electrode mixture ink. Got

<下地層付きリチウムイオン二次電池用正極>(実施例1〜22、比較例2〜5、比較例7)
上述のリチウムイオン二次電池正極用合材インキを、二次電池用下地層付き集電体((1)〜(21)、(23)〜(26)、(28)、(29)上にドクターブレードを用いて塗布した後、80℃で加熱乾燥して電極の単位面積当たりの目付け量が20mg/cm2となるようにとなるように調整した。さらにロールプレスによる圧延処理を行い、合材層の密度が3.1g/cm3となる正極(1)〜(21)、(23)〜(26)、(28)、(29)を作製した。
<Positive electrode for lithium ion secondary battery with base layer> (Examples 1 to 22, Comparative Examples 2 to 5, Comparative Example 7)
The above-mentioned mixture ink for the positive electrode of the lithium ion secondary battery is applied onto the current collectors ((1) to (21), (23) to (26), (28), (29) with a base layer for the secondary battery. After coating with a doctor blade, the electrode was heated and dried at 80 ° C. to adjust the degree of texture per unit area of the electrode to 20 mg / cm 2. Further, a rolling process was performed by a roll press. Positive electrodes (1) to (21), (23) to (26), (28), and (29) having a material layer density of 3.1 g / cm 3 were prepared.

<下地層なしリチウムイオン二次電池用正極>(比較例1用正極)
上述のリチウムイオン二次電池正極用合材インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、80℃で加熱乾燥して電極の単位面積当たりの目付け量が20mg/cm2となるようにとなるように調整した。さらにロールプレスによる圧延処理を行い、合材層の密度が3.1g/cm3となる正極(22)を作製した。
<Positive electrode for lithium-ion secondary battery without base layer> (Positive electrode for Comparative Example 1)
The above-mentioned mixture ink for the positive electrode of a lithium ion secondary battery is applied on an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a current collector using a doctor blade, and then heated and dried at 80 ° C. to mark the electrodes per unit area. The amount was adjusted to be 20 mg / cm 2 . Further, a rolling process was carried out by a roll press to prepare a positive electrode (22) having a density of a mixture layer of 3.1 g / cm 3 .

<リチウムイオン二次電池用負極>(実施例1〜22、比較例1〜5、比較例7用負極)
上述のリチウムイオン二次電池負極用合材インキを、集電体となる厚さ20μmの銅箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、80℃で加熱乾燥して電極の単位面積当たりの目付け量が12mg/cm2となるように調整した。さらにロールプレスによる圧延処理を行い、合材層の密度が1.5g/cm3となる負極(1)〜(26)、(28)、(29)を作製した。
<Negative electrode for lithium ion secondary battery> (Negative electrodes for Examples 1 to 22, Comparative Examples 1 to 5, and Comparative Example 7)
The above-mentioned mixture ink for the negative electrode of a lithium ion secondary battery is applied to a copper foil having a thickness of 20 μm as a current collector using a doctor blade, and then heated and dried at 80 ° C. to mark the electrodes per unit area. The amount was adjusted to 12 mg / cm 2 . Further, rolling treatment was performed by a roll press to prepare negative electrodes (1) to (26), (28), and (29) having a density of the mixture layer of 1.5 g / cm 3 .

<ラミネート型リチウムイオン二次電池>(実施例1〜22、比較例1〜5、比較例7)
表2に示す正極と負極を各々45mm×40mm、50mm×45mmに打ち抜き、その間に挿入されるセパレーター(多孔質ポリプロプレンフィルム)とをアルミ製ラミネート袋に挿入し、真空乾燥の後、電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを1:1(体積比)の割合で混合した混合溶媒に、LiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水系電解液)を注入した後、アルミ製ラミネートを封口してラミネート型リチウムイオン電池を作製した。ラミネート型リチウムイオン型電池の作製はアルゴンガス置換したグロ−ブボックス内で行い、ラミネート型リチウムイオン型電池作製後、以下に示す初期抵抗、抵抗増加、レート特性およびサイクル特性の電池特性評価を行った。
<Laminated Lithium Ion Secondary Battery> (Examples 1 to 22, Comparative Examples 1 to 5, Comparative Example 7)
The positive electrode and the negative electrode shown in Table 2 are punched into 45 mm × 40 mm and 50 mm × 45 mm, respectively, and the separator (porous polypropylene film) inserted between them is inserted into an aluminum laminate bag, vacuum dried, and then the electrolytic solution (electrolyte solution (). After injecting a non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1M into a mixed solvent in which ethylene carbonate and diethyl carbonate are mixed at a ratio of 1: 1 (volume ratio), the aluminum laminate is sealed and laminated. A type lithium ion battery was manufactured. The laminated lithium-ion battery is manufactured in a globe box substituted with argon gas, and after the laminated lithium-ion battery is manufactured, the battery characteristics of the initial resistance, resistance increase, rate characteristics, and cycle characteristics shown below are evaluated. It was.

(抵抗測定)
放電電流12mA(0.2C)にて放電終止電圧3.0Vで定電流放電を行ったラミネート型電池を、インピーダンスアナライザー(biologic社製SP−50)にて500kHzでの抵抗測定を行った。
上述したラミネート型電池を25℃から180℃まで加熱し、各々の温度での抵抗測定を行った。25℃で測定した抵抗を初期抵抗とし、180℃で測定した抵抗値と25℃で測定した抵抗値の商を抵抗増加とした。すなわち抵抗増加は以下(式1)で表される。
(式1) 抵抗増加=180℃での抵抗値/25℃での抵抗値
初期抵抗および抵抗増加について、以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・初期抵抗
○:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より小さい。優れている。」
△:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗と同等。実用可能なレベル。」
×:「初期抵抗が下地層なしの比較例1の初期抵抗より大きい。劣っている。」
・抵抗増加
◎:「抵抗増加が初期抵抗の10倍以上。特に優れている。」
○:「抵抗増加が初期抵抗の5倍以上、10倍未満。優れている。」
△:「抵抗増加が初期抵抗の3倍以上、5倍未満。効果は十分ではないが、使用可能。」
×:「抵抗増加が初期抵抗の3倍未満。電流の遮断効果が低い。劣っている。」
(Resistance measurement)
A laminated battery subjected to constant current discharge at a discharge end voltage of 3.0 V at a discharge current of 12 mA (0.2 C) was subjected to resistance measurement at 500 kHz with an impedance analyzer (SP-50 manufactured by biologic).
The above-mentioned laminated battery was heated from 25 ° C. to 180 ° C., and resistance was measured at each temperature. The resistance measured at 25 ° C. was defined as the initial resistance, and the quotient of the resistance value measured at 180 ° C. and the resistance value measured at 25 ° C. was defined as the resistance increase. That is, the increase in resistance is expressed by the following (Equation 1).
(Equation 1) Resistance increase = resistance value at 180 ° C / resistance value at 25 ° C Table 2 shows the results of evaluation of the initial resistance and resistance increase according to the following criteria.
-Initial resistance ○: "The initial resistance is smaller than the initial resistance of Comparative Example 1 without a base layer. It is excellent."
Δ: “Initial resistance is equivalent to the initial resistance of Comparative Example 1 without a base layer. Practical level.”
X: "The initial resistance is larger than the initial resistance of Comparative Example 1 without the base layer. It is inferior."
・ Increased resistance ◎: “Increased resistance is more than 10 times the initial resistance. It is particularly excellent.”
◯: “The increase in resistance is 5 times or more and less than 10 times the initial resistance. It is excellent.”
Δ: “The increase in resistance is 3 times or more and less than 5 times the initial resistance. The effect is not sufficient, but it can be used.”
X: "The increase in resistance is less than 3 times the initial resistance. The current blocking effect is low. It is inferior."

(レート特性)
上述したラミネート電池について、充放電装置(北斗電工社製SM−8)を用い、充放電測定を行った。
充電電流12mA(0.2C)にて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流0.6mAを行った後、放電電流12mA(0.2C)および120mA(2C)で放電終止電圧3.0Vに達するまで定電流放電を行って、それぞれ放電容量を求めた。レート特性は0.2C放電容量と2C放電容量の比、つまり以下(式2)で表される。
(式2) レート特性=2C放電容量/0.2C放電容量×100(%)
以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・レート特性
○:「レート特性が80%以上。特に優れている。」
○△:「レート特性が75%以上、80%未満。優れている。」
△:「レート特性が70以上、75%未満。下地層なしの比較例1のレート特性と同等。」
×:「レート特性が70%未満。劣っている。」
(Rate characteristics)
The above-mentioned laminated battery was subjected to charge / discharge measurement using a charge / discharge device (SM-8 manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.).
Constant current constant voltage charging at a charging current of 12mA (0.2C) and a charging termination voltage of 4.2V (after performing a cutoff current of 0.6mA, discharging ends at discharge currents of 12mA (0.2C) and 120mA (2C) Constant current discharge was performed until the voltage reached 3.0 V, and the discharge capacity was determined for each. The rate characteristic is represented by the ratio of 0.2C discharge capacity to 2C discharge capacity, that is, the following (Equation 2).
(Equation 2) Rate characteristic = 2C discharge capacity / 0.2C discharge capacity x 100 (%)
Table 2 shows the results of evaluation based on the following criteria.
-Rate characteristics ○: "Rate characteristics are 80% or more. Especially excellent."
○ △: “Rate characteristics are 75% or more and less than 80%. Excellent.”
Δ: “Rate characteristics are 70 or more and less than 75%. Equivalent to the rate characteristics of Comparative Example 1 without a base layer.”
X: "Rate characteristics are less than 70%. Inferior."

(サイクル特性)
50℃恒温槽にて充電電流を60mAにて充電終止電圧を4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流0.6mA)を行った後、放電電流60mAで放電終止電圧3.0Vに達するまで定電流放電を行って、初回放電容量を求めた。この充放電サイクルを200回行い、放電容量維持率(初回放電容量に対する200回目の放電容量の百分率)を算出した。以下の基準で評価した結果を表2に示す。
・サイクル特性
○:「放電容量維持率が90%以上。特に優れている。」
○△:「放電容量維持率が85%以上、90%未満。優れている。」
△:「放電容量維持率が80%以上、85%未満。下地層なしの比較例1の放電容量維持率と同等。」
×:「放電容量維持率が80%未満。劣っている。」
(Cycle characteristics)
After performing constant current constant voltage charging (cutoff current 0.6mA) at a charging current of 60mA and a charging end voltage of 4.2V in a constant temperature bath at 50 ° C., the discharge ending voltage reaches 3.0V at a discharging current of 60mA. The initial discharge capacity was determined by performing constant current discharge up to. This charge / discharge cycle was performed 200 times, and the discharge capacity retention rate (percentage of the 200th discharge capacity with respect to the initial discharge capacity) was calculated. Table 2 shows the results of evaluation based on the following criteria.
-Cycle characteristics ○: "Discharge capacity retention rate is 90% or more. Especially excellent."
○ △: “Discharge capacity retention rate is 85% or more and less than 90%. Excellent.”
Δ: “Discharge capacity retention rate is 80% or more and less than 85%. It is equivalent to the discharge capacity retention rate of Comparative Example 1 without a base layer.”
X: "Discharge capacity retention rate is less than 80%. Inferior."

Figure 0006760034
Figure 0006760034

表2に示すように、水溶性の多価金属化合物が含まれない比較例2〜4では、電池の内部温度が上昇した場合、目立った抵抗上昇が確認されなかったが、本発明の実施例に示す通り、多価金属イオンを添加することによって、電池の内部抵抗を高める効果が確認された。
一方、下地層を形成していない比較例1や、水分散オレフィン系樹脂微粒子を含まない比較例5では、電池の内部温度が上昇しても、目立った抵抗上昇は見られなかった。比較例1は下地層を形成していないため、発熱時に抵抗を増大させる効果はなく、比較例5では、水分散オレフィン系樹脂微粒子を含まないため、熱による体積膨張が起こらず、炭素同士の切断効果がないと考えられる。
比較例6では、過剰の多価金属イオンを添加したため、樹脂微粒子が凝集し、導電性組成物を作製することが出来なかった。
以上の結果から、本発明によって、電池の出力特性に優れ、内部短絡などにより電池の内部抵抗が上昇した場合に、内部抵抗を上昇させることで、短絡箇所に流れる電流を抑制することで、電池の安全性を高める機能を備えた非水電解質二次電池を形成するための導電性組成物を提供することができる。
As shown in Table 2, in Comparative Examples 2 to 4 in which the water-soluble polyvalent metal compound was not contained, a noticeable increase in resistance was not confirmed when the internal temperature of the battery increased, but the examples of the present invention were carried out. As shown in the above, the effect of increasing the internal resistance of the battery was confirmed by adding the multivalent metal ion.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which the base layer was not formed and Comparative Example 5 in which the water-dispersed olefin resin fine particles were not contained, no remarkable increase in resistance was observed even when the internal temperature of the battery increased. In Comparative Example 1, since the base layer was not formed, there was no effect of increasing the resistance at the time of heat generation, and in Comparative Example 5, since the water-dispersed olefin-based resin fine particles were not contained, the volume expansion due to heat did not occur, and the carbons were used. It is considered that there is no cutting effect.
In Comparative Example 6, since the excess polyvalent metal ion was added, the resin fine particles aggregated and the conductive composition could not be prepared.
From the above results, according to the present invention, the output characteristics of the battery are excellent, and when the internal resistance of the battery increases due to an internal short circuit or the like, the internal resistance is increased to suppress the current flowing through the short circuit, thereby suppressing the battery. It is possible to provide a conductive composition for forming a non-aqueous electrolyte secondary battery having a function of enhancing the safety of the battery.

<電気二重層キャパシター用正極、負極用合材インキ>
活物質として活性炭(比表面積1800m2/g)85部、導電助剤(アセチレンブラック:デンカブラックHS−100、デンカ社製)5部、カルボキシメチルセルロース(CMCダイセル#1190、ダイセル化学工業社製)8部、バインダー(ポリテトラフルオロエチレン30−J:三井・デュポンフロロケミカル社製、60%水系分散体)3.3部(固形分として2部)、水220部を混合して正極、負極用合材インキを作製した。
<下地層なし電気二重層キャパシター用正極、負極(比較例8、及び評価用対極)>
上述の電気二重層キャパシター用合材インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、加熱乾燥した後にロールプレスによる圧延処理を行い、電極の厚みが50μmとなる正極および負極を作製した。
<Positive and negative electrode mixture inks for electric double layer capacitors>
Activated carbon (specific surface area 1800 m 2 / g) 85 parts, conductive aid (acetylene black: Denka Black HS-100, manufactured by Denka Co., Ltd.) 5 parts, carboxymethyl cellulose (CMC Daicel # 1190, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 8 as active material Parts, binder (polytetrafluoroethylene 30-J: manufactured by Mitsui / Dupont Fluorochemical Co., Ltd., 60% aqueous dispersion) 3.3 parts (2 parts as solid content) and 220 parts of water are mixed and used for positive and negative electrodes. A material ink was prepared.
<Positive electrode and negative electrode for electric double layer capacitor without base layer (Comparative Example 8 and counter electrode for evaluation)>
The above-mentioned mixture ink for an electric double layer capacitor is applied on an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a current collector using a doctor blade, dried by heating, and then rolled by a roll press to increase the thickness of the electrodes. A positive electrode and a negative electrode having a length of 50 μm were prepared.

<下地層付き電気二重層キャパシター用正極、負極>
(実施例23、24)
上述の電気二重層キャパシター用合材インキを、実施例3の下地層付き集電体(3)上にドクターブレードを用いて塗布した後、80℃で加熱乾燥した後、ロールプレスによる圧延処理を行い、厚みが50μmとなる正極および負極を作製した。
<Positive electrode and negative electrode for electric double layer capacitor with base layer>
(Examples 23 and 24)
The above-mentioned mixture ink for an electric double layer capacitor is applied onto the current collector (3) with a base layer of Example 3 using a doctor blade, dried by heating at 80 ° C., and then rolled by a roll press. This was carried out to prepare a positive electrode and a negative electrode having a thickness of 50 μm.

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

(充放電サイクル特性)
得られた電気二重層キャパシターについて、充放電装置を用い、充放電測定を行った。
(Charge / discharge cycle characteristics)
The obtained electric double layer capacitor was subjected to charge / discharge measurement using a charge / discharge device.

充電電流10Cレートにて充電終止電圧2.0Vまで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧0Vに達するまで定電流放電を行った。これらの充電・放電サイクルを1サイクルとして5サイクルの充電・放電を繰り返し、5サイクル目の放電容量を初回放電容量とした。(初回放電容量を維持率100%とする)。また、充放電電流レートは、セル容量を1時間で放電出来る電流の大きさを1Cとした。 After charging to a charge end voltage of 2.0 V at a charge current of 10 C rate, constant current discharge was performed until a discharge end voltage of 0 V was reached at a discharge current of 10 C rate. These charge / discharge cycles were set as one cycle, and 5 cycles of charge / discharge were repeated, and the discharge capacity of the 5th cycle was defined as the initial discharge capacity. (The initial discharge capacity is 100% maintenance rate). As the charge / discharge current rate, the magnitude of the current capable of discharging the cell capacity in 1 hour was set to 1C.

次に、50℃恒温槽にて充電電流10Cレートにて充電終止電圧2.0Vで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧0Vに達するまで定電流放電を行った。この充放電サイクルを500回行い、放電容量維持率(初回放電容量に対する500回目の放電容量の百分率)を算出した(100%に近いほど良好)。 Next, charging was performed in a constant temperature bath at 50 ° C. at a charging current of 10 C rate at a charging end voltage of 2.0 V, and then constant current discharge was performed at a discharge current of 10 C rate until the discharge end voltage reached 0 V. This charge / discharge cycle was performed 500 times, and the discharge capacity retention rate (percentage of the 500th discharge capacity with respect to the initial discharge capacity) was calculated (the closer to 100%, the better).

○:「放電容量維持率が95%以上。特に優れている。」
○△:「放電容量維持率が90%以上、95%未満。全く問題なし。」
△:「放電容量維持率が85%以上、90%未満。問題はあるが使用可能なレベル。」
×:「放電容量維持率が85%未満。実用上問題あり、使用不可。」
◯: “Discharge capacity retention rate is 95% or more. Especially excellent.”
○ △: “Discharge capacity retention rate is 90% or more and less than 95%. No problem at all.”
Δ: “Discharge capacity retention rate is 85% or more and less than 90%. There is a problem, but it is a usable level.”
X: "Discharge capacity retention rate is less than 85%. There is a practical problem and it cannot be used."

(抵抗測定)
充電電流10Cレートにて充電終止電圧2.0Vまで充電を行った電気二重層キャパシターを、インピーダンスアナライザー(biologic社製SP−50)にて500kHzでの抵抗測定を行った。
上述したラミネート型電気二重層キャパシターを25℃から180℃まで加熱し、各々の温度での抵抗測定を行った。25℃で測定した抵抗を初期抵抗とし、180℃で測定した抵抗値と25℃で測定した抵抗値の商を抵抗増加とした。すなわち抵抗増加は以下(式1)で表される。
(式1) 抵抗増加=180℃での抵抗値/25℃での抵抗値
初期抵抗および抵抗増加について、以下の基準で評価した結果を表3に示す。
・初期抵抗
○:「初期抵抗が下地層なしの比較例8の初期抵抗より小さい。優れている。」
△:「初期抵抗が下地層なしの比較例8の初期抵抗と同等。実用可能なレベル。」
×:「初期抵抗が下地層なしの比較例8の初期抵抗より大きい。劣っている。」
・抵抗増加
◎:「抵抗増加が初期抵抗の10倍以上。特に優れている。」
○:「抵抗増加が初期抵抗の5倍以上、10倍未満。優れている。」
△:「抵抗増加が初期抵抗の3倍以上、5倍未満。効果は十分ではないが、使用可能。」
×:「抵抗増加が初期抵抗の3倍未満。電流の遮断効果が低い。劣っている。」

Figure 0006760034
(Resistance measurement)
The resistance of the electric double layer capacitor charged to a charging end voltage of 2.0 V at a charging current of 10 C rate was measured at 500 kHz with an impedance analyzer (SP-50 manufactured by biologic).
The above-mentioned laminated electric double layer capacitor was heated from 25 ° C. to 180 ° C., and resistance was measured at each temperature. The resistance measured at 25 ° C. was defined as the initial resistance, and the quotient of the resistance value measured at 180 ° C. and the resistance value measured at 25 ° C. was defined as the resistance increase. That is, the increase in resistance is expressed by the following (Equation 1).
(Equation 1) Resistance increase = resistance value at 180 ° C / resistance value at 25 ° C Table 3 shows the results of evaluation of the initial resistance and resistance increase according to the following criteria.
-Initial resistance ○: "The initial resistance is smaller than the initial resistance of Comparative Example 8 without the base layer. It is excellent."
Δ: “Initial resistance is equivalent to the initial resistance of Comparative Example 8 without a base layer. Practical level.”
X: "The initial resistance is larger than the initial resistance of Comparative Example 8 without the base layer. It is inferior."
・ Increased resistance ◎: “Increased resistance is more than 10 times the initial resistance. It is particularly excellent.”
◯: “The increase in resistance is 5 times or more and less than 10 times the initial resistance. It is excellent.”
Δ: “The increase in resistance is 3 times or more and less than 5 times the initial resistance. The effect is not sufficient, but it can be used.”
X: "The increase in resistance is less than 3 times the initial resistance. The current blocking effect is low. It is inferior."
Figure 0006760034

<リチウムイオンキャパシター用正極用合材インキ>
活物質として活性炭(比表面積1800m2/g)85部、導電助剤(アセチレンブラック:デンカブラックHS−100、デンカ社製)5部、カルボキシメチルセルロース(CMCダイセル#1190、ダイセル化学工業社製)8部、バインダー(ポリテトラフルオロエチレン30−J:三井・デュポンフロロケミカル社製、60%水系分散体)3.3部(固形分として2部)を混合して正極用合材インキを作製した。
<Mixed material ink for positive electrode for lithium ion capacitor>
Activated carbon (specific surface area 1800 m 2 / g) 85 parts, conductive aid (acetylene black: Denka Black HS-100, manufactured by Denka Co., Ltd.) 5 parts, carboxymethyl cellulose (CMC Daicel # 1190, manufactured by Daicel Chemical Industries, Ltd.) 8 as active material A mixture of 3.3 parts (2 parts as solid content) of a binder (polytetrafluoroethylene 30-J: manufactured by Mitsui / Dupont Fluorochemical Co., Ltd., 60% aqueous dispersion) was mixed to prepare a mixed material ink for a positive electrode.

<リチウムイオンキャパシター用負極用合材インキ>
負極活物質として黒鉛90部、導電助剤(アセチレンブラック:デンカブラックHS−100、デンカ社製)5部、ヒドロキシエチルセルロース2質量%水溶液175部(固形分として3.5部)をミキサーに入れて混合し、水26.3部、スチレンブタジエンエマルション(TRD2001、JSR社製、40%水系分散体)3.75部(固形分として1.5部)を混合して、負極用合材インキを作製した。
<Mixed material ink for negative electrode for lithium ion capacitor>
90 parts of graphite, 5 parts of conductive aid (acetylene black: Denka Black HS-100, manufactured by Denka), and 175 parts of hydroxyethyl cellulose 2% by mass aqueous solution (3.5 parts as solid content) are added to the mixer as the negative electrode active material. Mix and mix 26.3 parts of water and 3.75 parts of styrene-butadiene emulsion (TRD2001, manufactured by JSR, 40% aqueous dispersion) (1.5 parts as solid content) to prepare a mixture ink for negative electrodes. did.

<下地層付きリチウムイオンキャパシター用正極(実施例25)>
上述のリチウムイオンキャパシター用正極用合材インキを、実施例3の下地層付き集電体(3)上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥してロールプレスによる圧延処理を行った後、厚みが60μmとなる正極を作製した。
<Positive electrode for lithium ion capacitor with base layer (Example 25)>
The above-mentioned mixture ink for positive electrodes for lithium ion capacitors was applied on the current collector (3) with a base layer of Example 3 using a doctor blade, dried under reduced pressure, and rolled by a roll press. After that, a positive electrode having a thickness of 60 μm was prepared.

<下地層なしリチウムイオンキャパシター用正極(比較例9)>
上述のリチウムイオンキャパシター用正極用合材インキを、集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥してロールプレスによる圧延処理を行った後、厚みが60μmとなる正極を作製した。
<Positive electrode for lithium ion capacitor without base layer (Comparative Example 9)>
The above-mentioned mixture ink for a positive electrode for a lithium ion capacitor is applied onto an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a current collector using a doctor blade, dried by heating under reduced pressure, and then rolled by a roll press. A positive electrode having a thickness of 60 μm was prepared.

<下地層なしリチウムイオンキャパシター用負極(実施例25、比較例9)>
上述のリチウムイオンキャパシター用負極用合材インキを、集電体となる厚さ20μmの銅箔上にドクターブレードを用いて塗布した後、減圧加熱乾燥してロールプレスによる圧延処理を行った後、厚みが45μmとなる負極を作製した。
<Negative electrode for lithium ion capacitor without base layer (Example 25, Comparative Example 9)>
The above-mentioned mixture ink for a negative electrode for a lithium ion capacitor is applied onto a copper foil having a thickness of 20 μm as a current collector using a doctor blade, dried under reduced pressure, and rolled by a roll press. A negative electrode having a thickness of 45 μm was prepared.

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

(充放電サイクル特性)
得られたリチウムイオンキャパシターについて、充放電装置を用い、充放電測定を行った。
(Charge / discharge cycle characteristics)
The obtained lithium ion capacitor was charged / discharged by using a charging / discharging device.

充電電流10Cレートにて充電終止電圧4.0Vまで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧2.0Vに達するまで定電流放電を行った。これらの充電・放電サイクルを1サイクルとして5サイクルの充電・放電を繰り返し、5サイクル目の放電容量を初回放電容量とした。(初回放電容量を維持率100%とする)。 After charging to a charge end voltage of 4.0 V at a charge current of 10 C rate, constant current discharge was performed until a discharge end voltage of 2.0 V was reached at a discharge current of 10 C rate. These charge / discharge cycles were set as one cycle, and 5 cycles of charge / discharge were repeated, and the discharge capacity of the 5th cycle was defined as the initial discharge capacity. (The initial discharge capacity is 100% maintenance rate).

次に、50℃恒温槽にて充電電流10Cレートにて充電終止電圧4.0Vで充電を行った後、放電電流10Cレートで放電終止電圧2.0Vに達するまで定電流放電を行った。この充放電サイクルを500回行い放電容量維持率(初回放電容量に対する500回目の放電容量の百分率)を算出した(100%に近いほど良好)。 Next, charging was performed in a constant temperature bath at 50 ° C. at a charging current of 10 C rate at a charging end voltage of 4.0 V, and then constant current discharge was performed at a discharge current of 10 C rate until the discharge end voltage reached 2.0 V. This charge / discharge cycle was performed 500 times, and the discharge capacity retention rate (percentage of the 500th discharge capacity with respect to the initial discharge capacity) was calculated (the closer to 100%, the better).

○:「放電容量維持率が95%以上。特に優れている。」
○△:「放電容量維持率が90%以上、95%未満。全く問題なし。」
△:「放電容量維持率が85%以上、90%未満。問題はあるが使用可能なレベル。」
×:「放電容量維持率が85%未満。実用上問題あり、使用不可。」
(抵抗測定)
充電電流10Cレートにて充電終止電圧4.0Vまで充電を行ったリチウムイオンキャパシターを、インピーダンスアナライザー(biologic社製SP−50)にて500kHzでの抵抗測定を行った。
上述したラミネート型リチウムイオンキャパシターを25℃から180℃まで加熱し、各々の温度での抵抗測定を行った。25℃で測定した抵抗を初期抵抗とし、180℃で測定した抵抗値と25℃で測定した抵抗値の商を抵抗増加とした。すなわち抵抗増加は以下(式1)で表される。
(式1) 抵抗増加=180℃での抵抗値/25℃での抵抗値
初期抵抗および抵抗増加について、以下の基準で評価した結果を表4に示す。
・初期抵抗
○:「初期抵抗が下地層なしの比較例9の初期抵抗より小さい。優れている。」
△:「初期抵抗が下地層なしの比較例9の初期抵抗と同等。実用可能なレベル。」
×:「初期抵抗が下地層なしの比較例9の初期抵抗より大きい。劣っている。」
・抵抗増加
◎:「抵抗増加が初期抵抗の10倍以上。特に優れている。」
○:「抵抗増加が初期抵抗の5倍以上、10倍未満。優れている。」
△:「抵抗増加が初期抵抗の3倍以上、5倍未満。効果は十分ではないが、使用可能。」
×:「抵抗増加が初期抵抗の3倍未満。電流の遮断効果が低い。劣っている。」

Figure 0006760034
◯: “Discharge capacity retention rate is 95% or more. Especially excellent.”
○ △: “Discharge capacity retention rate is 90% or more and less than 95%. No problem at all.”
Δ: “Discharge capacity retention rate is 85% or more and less than 90%. There is a problem, but it is a usable level.”
X: "Discharge capacity retention rate is less than 85%. There is a practical problem and it cannot be used."
(Resistance measurement)
A lithium ion capacitor charged to a charging end voltage of 4.0 V at a charging current of 10 C rate was subjected to resistance measurement at 500 kHz with an impedance analyzer (SP-50 manufactured by biological company).
The above-mentioned laminated lithium ion capacitor was heated from 25 ° C. to 180 ° C., and resistance was measured at each temperature. The resistance measured at 25 ° C. was defined as the initial resistance, and the quotient of the resistance value measured at 180 ° C. and the resistance value measured at 25 ° C. was defined as the resistance increase. That is, the increase in resistance is expressed by the following (Equation 1).
(Equation 1) Resistance increase = resistance value at 180 ° C / resistance value at 25 ° C Table 4 shows the results of evaluation of the initial resistance and resistance increase according to the following criteria.
-Initial resistance ○: "The initial resistance is smaller than the initial resistance of Comparative Example 9 without a base layer. It is excellent."
Δ: “Initial resistance is equivalent to the initial resistance of Comparative Example 9 without a base layer. Practical level.”
X: "The initial resistance is larger than the initial resistance of Comparative Example 9 without the base layer. It is inferior."
・ Increased resistance ◎: “Increased resistance is more than 10 times the initial resistance. It is particularly excellent.”
◯: “The increase in resistance is 5 times or more and less than 10 times the initial resistance. It is excellent.”
Δ: “The increase in resistance is 3 times or more and less than 5 times the initial resistance. The effect is not sufficient, but it can be used.”
X: "The increase in resistance is less than 3 times the initial resistance. The current blocking effect is low. It is inferior."
Figure 0006760034

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

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

Claims (12)

導電性の炭素材料(A)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と、水溶性の多価金属化合物(C)と、水性液状媒体(D)とを含み、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の固形分質量(B’)と水溶性の多価金属化合物(C)中の金属イオンの質量(C’)との質量比(C’)/(B’)が0.001〜0.1質量%である導電性組成物であり、
導電性組成物の固形分中、導電性の炭素材料(A)の含有率が10〜50質量%であることを特徴とする導電性組成物。
A water-dispersed olefin-based resin fine particles (A) containing a conductive carbon material (A), water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), a water-soluble polyvalent metal compound (C), and an aqueous liquid medium (D). The mass ratio (C') / (B') of the solid content mass (B') of B) to the mass (C') of the metal ion in the water-soluble polyvalent metal compound (C) is 0.001 to 0. .1% by mass of conductive composition
A conductive composition characterized in that the content of the conductive carbon material (A) in the solid content of the conductive composition is 10 to 50% by mass .
導電性組成物の固形分中、導電性の炭素材料(A)の含有率が10〜50質量%であり、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の含有率が、20〜60質量%であることを特徴とする請求項1に記載の導電性組成物。 The content of the conductive carbon material (A) in the solid content of the conductive composition is 10 to 50% by mass, and the content of the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) is 20 to 60% by mass. The conductive composition according to claim 1. 水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性の多価金属化合物(C)とからなる水分散凝集微粒子を含むこと特徴とする請求項1または2に記載の導電性組成物。 The conductive composition according to claim 1 or 2, further comprising water-dispersed agglomerated fine particles composed of water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) and a water-soluble polyvalent metal compound (C). 水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)の体積平均粒子径(BV1)が0.05〜1μmであり、上記(BV1)と、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性の多価金属化合物(C)とからなる水分散凝集微粒子の体積平均粒子径(BV2)との比、BV2/BV1が1.1〜5.0であることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載の導電性組成物。 The volume average particle diameter (BV1) of the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B) is 0.05 to 1 μm, and the above (BV1), the water-dispersed olefin-based resin fine particles (B), and the water-soluble polyvalent metal compound ( The conductivity according to any one of claims 1 to 3, wherein the ratio of the water-dispersed agglomerated fine particles consisting of C) to the volume average particle diameter (BV2) and BV2 / BV1 is 1.1 to 5.0. Sex composition. さらに、水溶性樹脂(E)を10〜50質量%含有することを特徴とする請求項1〜4いずれかに記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 4, further comprising a water-soluble resin (E) in an amount of 10 to 50% by mass. 水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)が少なくともカルボン酸またはカルボン酸エステルで変性されていることを特徴とする請求項1〜5いずれかに記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 5, wherein the water-dispersed olefin resin fine particles (B) are modified with at least a carboxylic acid or a carboxylic acid ester. 蓄電デバイス用電極の下地層形成用であることを特徴とする、請求項1〜6いずれかに記載の導電性組成物。 The conductive composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the conductive composition is used for forming a base layer of an electrode for a power storage device. 導電性の炭素材料(A)と水溶性樹脂(E)と水性液状媒体(D)と水溶性の多価金属化合物(C)とを分散したスラリーに、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)を添加する請求項5〜7いずれかに記載の導電性組成物の製造方法。 Water-dispersed olefin resin fine particles (B) are added to a slurry in which a conductive carbon material (A), a water-soluble resin (E), an aqueous liquid medium (D), and a water-soluble polyvalent metal compound (C) are dispersed. The method for producing a conductive composition according to any one of claims 5 to 7 to be added. 導電性の炭素材料(A)と水溶性樹脂(E)と水性液状媒体(D)とを分散したスラリーに、水分散オレフィン系樹脂微粒子(B)と水溶性の多価金属化合物(C)とを添加する請求項5〜7いずれかに記載の導電性組成物の製造方法。 A slurry in which a conductive carbon material (A), a water-soluble resin (E), and an aqueous liquid medium (D) are dispersed is mixed with water-dispersed olefin resin fine particles (B) and a water-soluble polyvalent metal compound (C). The method for producing a conductive composition according to any one of claims 5 to 7. 集電体と、請求項1〜7いずれかに記載の導電性組成物から形成された下地層とを有する蓄電デバイス用下地層付き集電体。 A current collector with a base layer for a power storage device, which has a current collector and a base layer formed from the conductive composition according to any one of claims 1 to 7. 集電体と、請求項1〜7いずれかに記載の導電性組成物から形成された下地層と、電極活物質とバインダーとを含有する電極形成用組成物から形成された合材層とを有する蓄電デバイス用電極。 The current collector, the base layer formed from the conductive composition according to any one of claims 1 to 7, and the mixture layer formed from the electrode forming composition containing the electrode active material and the binder. Electrodes for power storage devices. 正極と負極と電解液とを具備する蓄電デバイスであって、前記正極または前記負極の少なくとも一方が、請求項11に記載の蓄電デバイス用電極である、蓄電デバイス。 A power storage device including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the electrode for the power storage device according to claim 11.
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