JP7339404B2 - Dispersant composition for electricity storage device electrode - Google Patents

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Description

本発明は、蓄電デバイス電極用分散剤組成物に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a dispersant composition for electricity storage device electrodes.

近年、地球温暖化抑制の観点から二酸化炭素を排出しない電気自動車の開発が盛んに行われている。電気自動車には、ガソリン車に比べて、走行距離が短く、バッテリーの充電に時間がかかるという課題がある。充電時間を短くするためには、正極電極中での電子の移動速度を速める必要がある。現在、非水電解質電池用の正極電極には、導電材として、炭素材料が使用されている。しかし、炭素材料を用いると、導電材スラリーや正極ペーストの粘度が高くなり、そのためハンドリング性に問題があり、スラリーやペーストの低粘度化が望まれている。スラリーやペーストの粘度の高低には、炭素材料の分散性の良否が大きく影響している。 BACKGROUND ART In recent years, electric vehicles that do not emit carbon dioxide have been actively developed from the viewpoint of global warming suppression. Compared to gasoline vehicles, electric vehicles have short mileage and take a long time to charge their batteries. In order to shorten the charging time, it is necessary to speed up the movement of electrons in the positive electrode. At present, carbon materials are used as conductive materials in positive electrodes for non-aqueous electrolyte batteries. However, when a carbon material is used, the viscosity of the conductive material slurry or the positive electrode paste becomes high, which poses a problem in handleability, and it is desired to reduce the viscosity of the slurry or paste. The degree of viscosity of the slurry or paste is greatly affected by the dispersibility of the carbon material.

特許文献1は、ジイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体にアンモニアまたは飽和低級アミンをほとんど100%の反応率で反応させて得た、非水系の極性溶媒中で使用される分散剤を開示している。
特許文献2は、ジイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体のステアリルアミンによる100%アミド化物と、有機溶剤としてメチルイソブチルケトン(MIBK)を含む印刷インキ用分散剤組成物を開示している。
特許文献3は、ジイソブチレンと無水マレイン酸の共重合体のオレイルアミンによるアミド化物と、有機溶剤としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PEGMA)を含む電子材料用油中分散剤組成物を開示している。
Patent Document 1 discloses a dispersant used in a non-aqueous polar solvent obtained by reacting a copolymer of diisobutylene and maleic anhydride with ammonia or a saturated lower amine at a reaction rate of almost 100%. ing.
Patent Document 2 discloses a dispersant composition for printing inks containing a 100% amidated product of a copolymer of diisobutylene and maleic anhydride with stearylamine and methyl isobutyl ketone (MIBK) as an organic solvent.
Patent Document 3 discloses an oil dispersant composition for electronic materials containing an amidated product of a copolymer of diisobutylene and maleic anhydride with oleylamine and propylene glycol methyl ether acetate (PEGMA) as an organic solvent.

特公昭41-17852号公報Japanese Patent Publication No. 41-17852 特開2018―168285号公報JP 2018-168285 A 特開2009-138115号公報JP 2009-138115 A

特許文献1では、炭素材料に用いられる分散剤として、非極性溶媒中では長鎖アルキル基を導入した分散剤が、極性溶媒中では短鎖アルキル基を導入した分散剤が、特に有効であるとされている。一方、炭素材料の良好な分散性に起因する蓄電池デバイス用電極の更なる抵抗低減が望まれているなかで、特許文献1で、カーボンブラックの分散に有効であるとされている短鎖アルキル基を導入した分散剤では、蓄電池デバイス用電極の製造に使用される極性溶媒中での炭素材料系導電材の分散性が低いという課題がある。この課題は、炭素材料が、高いアスペクト比を有するカーボンナノチューブである場合に特に顕著である。
そのため、低抵抗の正極塗膜の形成のために、正極ペーストの調製に使用される極性溶媒下でも炭素材料系導電材を高度に分散可能とする分散剤の提供が望まれている。
尚、特許文献2に記載の分散剤はメチルイソブチルケトン(MIBK)、特許文献3に記載の分散剤はプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、といずれも低い比誘電率をもつ極性溶媒中で使用されているが、いずれの溶媒も低い比誘電率のために良好な分散性を実現できず、正極ペーストの調製には使用できない。
In Patent Document 1, as a dispersant used for a carbon material, a dispersant introduced with a long-chain alkyl group is particularly effective in a non-polar solvent, and a dispersant introduced with a short-chain alkyl group is particularly effective in a polar solvent. It is On the other hand, while further reduction in resistance of electrodes for storage battery devices due to good dispersibility of carbon materials is desired, Patent Document 1 discloses that short-chain alkyl groups are effective for dispersing carbon black. is introduced, there is a problem that the dispersibility of the carbon material-based conductive material in the polar solvent used in the production of electrodes for storage battery devices is low. This problem is particularly pronounced when the carbon material is a carbon nanotube with a high aspect ratio.
Therefore, in order to form a positive electrode coating film with low resistance, it is desired to provide a dispersant capable of highly dispersing a carbon material-based conductive material even in a polar solvent used for preparing a positive electrode paste.
The dispersant described in Patent Document 2 is methyl isobutyl ketone (MIBK), and the dispersant described in Patent Document 3 is propylene glycol methyl ether acetate, both of which are used in a polar solvent having a low dielectric constant. However, none of these solvents can achieve good dispersibility due to their low dielectric constants, and cannot be used to prepare positive electrode pastes.

そこで、本開示は、一態様において、炭素材料系導電材の分散性が良好な導電材スラリーを調製可能とする蓄電デバイス電極用分散剤組成物を提供する。また、当該蓄電デバイス電極用分散剤組成物を含む、導電材スラリー、正極ペーストを提供する。
また、本開示は、当該正極ペーストを用いて作製する蓄電デバイス用正極電極の製造方法、当該蓄電デバイス用正極電極を用いて作製する蓄電デバイスの製造方法を提供する。
Accordingly, in one aspect, the present disclosure provides a dispersant composition for electricity storage device electrodes that enables preparation of a conductive material slurry in which a carbon material-based conductive material has good dispersibility. Also provided are a conductive material slurry and a positive electrode paste containing the dispersant composition for an electricity storage device electrode.
The present disclosure also provides a method for producing a positive electrode for an electricity storage device using the positive electrode paste, and a method for producing an electricity storage device using the positive electrode for an electricity storage device.

本開示は、一態様において、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む重合体と、有機溶媒とを含み、前記有機溶媒の25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下である、蓄電デバイス電極用分散剤組成物に関する。

Figure 0007339404000001
ただし、上記一般式(1)中、
1は、水素又はメチル基であり、
2は、水素、Cn2n+1、i-Cn2n+1、C65又は置換基を有する若しくは有さない芳香族基であり、nは1~10であり、
3は、Cm2m+1又はi-Cm2m+1であり、mは16~22であり、
Mは、水素、NH4、前記有機溶媒に可溶な塩を与える金属又は前記有機溶媒に可溶な有機アンモニウムであり、
a,bは、各々、a+b=1として表されるモル分率であり、0.50≦b≦1.00を満たす。 In one aspect, the present disclosure includes a polymer including a repeating unit represented by the following general formula (1) and an organic solvent, and the organic solvent has a dielectric constant of 25.0 or more and 35.0 at 25°C. It is related with the dispersing agent composition for electrical storage device electrodes which are the following.
Figure 0007339404000001
However, in the above general formula (1),
R 1 is hydrogen or a methyl group;
R 2 is hydrogen, C n H 2n+1 , iC n H 2n+1 , C 6 H 5 or an aromatic group with or without a substituent, n is 1 to 10;
R 3 is C m H 2m+1 or iC m H 2m+1 and m is 16 to 22;
M is hydrogen, NH4 , a metal that provides a salt soluble in said organic solvent or an organic ammonium soluble in said organic solvent;
Each of a and b is a molar fraction expressed as a+b=1 and satisfies 0.50≦b≦1.00.

本開示は、一態様において、本開示の蓄電デバイス電極用分散剤組成物と、炭素材料系導電材とを含む、炭素材料系導電材スラリーであり、前記炭素材料系導電材スラリーに含まれる有機溶媒の25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下である、炭素材料系導電材スラリーに関する。 In one aspect, the present disclosure is a carbon material-based conductive material slurry containing the power storage device electrode dispersant composition of the present disclosure and a carbon material-based conductive material, wherein the organic The present invention relates to a carbon material-based conductive material slurry in which the dielectric constant at 25° C. of the solvent is 25.0 or more and 35.0 or less.

本開示は、一態様において、本開示の蓄電デバイス電極用分散剤組成物と、正極活物質と、炭素材料系導電材とを含む蓄電デバイス用正極ペーストであり、前記蓄電デバイス用正極ペーストに含まれる有機溶媒の25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下である、蓄電デバイス用正極ペーストに関する。 In one aspect, the present disclosure is a positive electrode paste for an electrical storage device comprising the dispersant composition for an electrical storage device electrode of the present disclosure, a positive electrode active material, and a carbon material-based conductive material, and is included in the positive electrode paste for an electrical storage device. It relates to a positive electrode paste for an electricity storage device, wherein the organic solvent containing the organic solvent has a dielectric constant of 25.0 or more and 35.0 or less at 25°C.

本開示は、一態様において、本開示の蓄電デバイス用正極ペーストを用いて作製する蓄電デバイス用正極電極の製造方法に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to a method for manufacturing a positive electrode for a power storage device using the positive electrode paste for a power storage device of the present disclosure.

本開示は、一態様において、本開示の蓄電デバイス用正極電極を用いて作製する蓄電デバイスの製造方法に関する。 In one aspect, the present disclosure relates to a method for manufacturing an electricity storage device using the positive electrode for an electricity storage device of the present disclosure.

本開示によれば、一態様において、炭素材料系導電材の分散性が良好な導電材スラリーを調製可能とする蓄電デバイス電極用分散剤組成物を提供できる。
本開示によれば、一態様において、本開示の蓄電デバイス電極用分散剤組成物を含むので、炭素材料系導電材の分散性が良好な炭素材料系導電材スラリーを提供できる。
本開示によれば、一態様において、本開示の蓄電デバイス電極用分散剤組成物を含むので、抵抗値が小さい正極塗膜の形成が可能な蓄電デバイス用正極ペーストを提供できる。
本開示によれば、一態様において、本開示の蓄電デバイス用正極ペーストを用いて蓄電デバイス用正極電極を作製するので、低抵抗化された蓄電デバイス用正極電極を製造できる。
本開示によれば、一態様において、本開示の蓄電デバイス用正極電極を用いて蓄電デバイスを作製するので、低抵抗化された蓄電デバイスを製造できる。
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to one aspect of the present disclosure, it is possible to provide a dispersant composition for an electricity storage device electrode that enables the preparation of a conductive material slurry having good dispersibility of a carbon material-based conductive material.
According to the present disclosure, in one aspect, it is possible to provide a carbon material-based conductive material slurry in which the dispersibility of the carbon material-based conductive material is good, since the power storage device electrode dispersant composition of the present disclosure is included.
According to the present disclosure, in one aspect, the power storage device electrode dispersant composition of the present disclosure is included, so that it is possible to provide a power storage device positive electrode paste capable of forming a positive electrode coating film having a small resistance value.
According to the present disclosure, in one aspect, the power storage device positive electrode is produced using the power storage device positive electrode paste of the present disclosure, so that the power storage device positive electrode having a reduced resistance can be manufactured.
According to the present disclosure, in one aspect, an electricity storage device is manufactured using the positive electrode for an electricity storage device of the present disclosure, so that an electricity storage device with reduced resistance can be manufactured.

本開示は、炭素数が16~22の長鎖アルキル基を有する重合体に対して、比誘電率が高い有機溶媒、具体的には、25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下の有機溶媒を使用することにより、導電材スラリー中の炭素材料系導電材の分散性が向上するという新たな知見に基づく。 The present disclosure provides an organic solvent having a high dielectric constant, specifically a dielectric constant of 25.0 to 35.0 at 25° C. for a polymer having a long-chain alkyl group with 16 to 22 carbon atoms. It is based on the new finding that the use of the following organic solvent improves the dispersibility of the carbon material-based conductive material in the conductive material slurry.

本開示の効果発現のメカニズムの詳細については明らかではないが、以下のように推察される。
重合体である分散剤が炭素材料系導電材に対して優れた吸着性を発揮するためには、分散剤が側鎖に特定鎖長、具体的には、炭素数16以上22以下の長鎖アルキル基を含むことが必要であることを見出した。一方で、重合体が前記特定鎖長の長鎖アルキル基を含むと、重合体の疎水性が高まるため、極性溶媒への溶解性が低下すると一般的には考えられる。しかし、特定鎖長の長鎖アルキル基R3を含む重合体が特定の比誘電率の極性溶媒中で適切に溶解することを見出した。これは、特定の比誘電率を有する極性溶媒中では、前記長鎖アルキル基R3が溶媒和されることで、長鎖アルキル基同士の疎水性相互作用が抑制されるためであると推察している。そして、長鎖アルキル基R3の鎖長と極性溶媒の比誘電率との組み合わせによる重合体の極性溶媒への溶解性の向上と、下記一般式(1)中の構成成分が各々下記(a)~(c)に記載の機能を奏することとが相まって、炭素材料系導電材の高分散が可能となっているものと推察している。
(a)長鎖アルキル基R3の導入量が下記一般式(1)において、0.50≦b≦1.00を満たすことで、分散剤の炭素材料系導電材への高い吸着性が発現する。
(b)R1及びR2は、特定の比誘電率を有する極性溶媒への重合体の溶解性に寄与する。
(c)長鎖アルキル基R3の導入により生じた無水マレイン酸由来のカルボキシ基、またはこれがアンモニアまたはアミン類で中和された塩構造が、その静電斥力によって、特定の比誘電率を有する極性溶媒中での炭素材料系導電材の分散性の向上に寄与する。
ただし、本開示はこれらのメカニズムに限定して解釈されない。
Although the details of the mechanism by which the effects of the present disclosure are manifested are not clear, it is speculated as follows.
In order for the dispersant, which is a polymer, to exhibit excellent adsorptivity to the carbon material-based conductive material, the dispersant must have a side chain with a specific chain length, specifically, a long chain with 16 or more and 22 or less carbon atoms. It has been found necessary to contain an alkyl group. On the other hand, it is generally believed that when a polymer contains a long-chain alkyl group with the above-mentioned specific chain length, the hydrophobicity of the polymer increases, and the solubility in polar solvents decreases. However, it has been found that polymers containing long-chain alkyl groups R 3 of specific chain lengths are appropriately soluble in polar solvents with specific dielectric constants. It is speculated that this is because the long-chain alkyl group R3 is solvated in a polar solvent having a specific dielectric constant, thereby suppressing the hydrophobic interaction between the long-chain alkyl groups. ing. Then, the combination of the chain length of the long-chain alkyl group R 3 and the dielectric constant of the polar solvent improves the solubility of the polymer in the polar solvent, and the constituent components in the following general formula (1) are each the following (a ) to (c), the carbon material-based conductive material can be highly dispersed.
(a) The introduction amount of the long-chain alkyl group R 3 satisfies 0.50 ≤ b ≤ 1.00 in the following general formula (1), so that the dispersant exhibits high adsorptivity to the carbon material-based conductive material. do.
(b) R 1 and R 2 contribute to the solubility of the polymer in polar solvents with specific dielectric constants.
(c) The carboxyl group derived from maleic anhydride generated by the introduction of the long-chain alkyl group R3 , or a salt structure obtained by neutralizing this with ammonia or amines, has a specific dielectric constant due to its electrostatic repulsion. It contributes to improving the dispersibility of the carbon material-based conductive material in the polar solvent.
However, the present disclosure should not be construed as being limited to these mechanisms.

<蓄電デバイス電極用分散剤組成物>
本開示は、一態様において、下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む重合体と有機溶媒とを含み、前記有機溶媒の25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下である、蓄電デバイス電極用分散剤組成物(以下「本開示の分散剤組成物」と略称する場合もある。)に関する。

Figure 0007339404000002
ただし、上記一般式(1)中、
1は、水素又はメチル基であり、
2は、水素、Cn2n+1、i-Cn2n+1、C65又は置換基を有する若しくは有さない芳香族基であり、nは1~10であり、
3は、Cm2m+1又はi-Cm2m+1であり、mは16~22であり、
Mは、水素、NH4、前記有機溶媒に可溶な塩を与える金属又は前記有機溶媒に可溶な有機アンモニウムであり、
a,bは、各々、a+b=1として表されるモル分率であり、0.50≦b≦1.00を満たす。 <Dispersant composition for electricity storage device electrode>
In one aspect, the present disclosure includes a polymer including a repeating unit represented by the following general formula (1) and an organic solvent, and the organic solvent has a dielectric constant of 25.0 or more and 35.0 or less at 25°C. , a dispersant composition for electricity storage device electrodes (hereinafter sometimes abbreviated as “the dispersant composition of the present disclosure”).
Figure 0007339404000002
However, in the above general formula (1),
R 1 is hydrogen or a methyl group;
R 2 is hydrogen, C n H 2n+1 , iC n H 2n+1 , C 6 H 5 or an aromatic group with or without a substituent, n is 1 to 10;
R 3 is C m H 2m+1 or iC m H 2m+1 and m is 16 to 22;
M is hydrogen, NH4 , a metal that provides a salt soluble in said organic solvent or an organic ammonium soluble in said organic solvent;
Each of a and b is a molar fraction expressed as a+b=1 and satisfies 0.50≦b≦1.00.

本開示の分散剤組成物は、一態様において、上記一般式(1)において、0.50≦b≦1.00を満たす重合体と、有機溶媒とを含む。前記有機溶媒の25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下である。 In one aspect, the dispersant composition of the present disclosure includes a polymer that satisfies 0.50≦b≦1.00 in general formula (1) above, and an organic solvent. The organic solvent has a dielectric constant of 25.0 or more and 35.0 or less at 25°C.

本開示の分散剤組成物を用いれば、炭素材料系導電材の分散性が良好な導電材スラリーの調製が可能であるので、炭素材料系導電材の分散性が良好な導電材スラリー、および抵抗値が小さい正極塗膜の形成が可能な蓄電デバイス用正極ペーストを提供できる。 By using the dispersant composition of the present disclosure, it is possible to prepare a conductive material slurry in which the carbon material-based conductive material has good dispersibility. It is possible to provide a positive electrode paste for an electricity storage device that can form a positive electrode coating film with a small value.

(重合体)
本開示の分散剤組成物に含まれる上記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む重合体(以下、説明の便宜のため「重合体A」という)は、分散剤である。重合体Aは、オレフィンと無水マレイン酸との共重合体をアミド化することにより長鎖アルキル基R3を導入し、必要に応じて、長鎖アルキル基R3の導入により生じたカルボキシ基を中和して得たものである。
(Polymer)
The polymer containing the repeating unit represented by the general formula (1) (hereinafter referred to as "polymer A" for convenience of explanation) contained in the dispersant composition of the present disclosure is a dispersant. Polymer A introduces a long-chain alkyl group R3 by amidating a copolymer of olefin and maleic anhydride. obtained by neutralization.

上記一般式(1)で表される繰り返し単位は、下記一般式(2)で表される構成単位Iと下記一般式(3)で表される構成単位IIとを含む。上記一般式(1)で表される繰り返し単位における、構成単位Iと構成単位IIの配置はブロック型、ランダム型のいずれであってもよいが、重合体の生産性の観点から、ランダム型が好ましい。

Figure 0007339404000003
The repeating unit represented by the general formula (1) includes a structural unit I represented by the following general formula (2) and a structural unit II represented by the following general formula (3). The arrangement of the structural unit I and the structural unit II in the repeating unit represented by the general formula (1) may be either block type or random type, but from the viewpoint of polymer productivity, random type preferable.
Figure 0007339404000003

構成単位Iおよび構成単位IIは、いずれも下記一般式(4)で表されるユニットを含む。当該ユニットは、オレフィンに由来する成分であり、有機溶媒への溶解性を担う成分である。構成単位IIを構成するMは、炭素材料系導電材の有機溶媒への分散に寄与する成分である。構成単位IIを構成するR3は、疎水基であり、炭素材料系導電材に対する吸着基として機能する成分である。

Figure 0007339404000004
Structural unit I and structural unit II both contain a unit represented by the following general formula (4). The unit is a component derived from an olefin and responsible for solubility in organic solvents. M, which constitutes structural unit II, is a component that contributes to the dispersion of the carbon material-based conductive material in an organic solvent. R 3 constituting structural unit II is a hydrophobic group and is a component that functions as an adsorptive group for the carbon material-based conductive material.
Figure 0007339404000004

上記一般式(4)中、R1は水素又はメチル基であり、有機溶媒への溶解性の観点から、好ましくはメチル基である。 In general formula (4) above, R 1 is hydrogen or a methyl group, preferably a methyl group from the viewpoint of solubility in organic solvents.

上記一般式(4)中、R2は、有機溶媒への溶解性の観点から、水素、Cn2n+1、i-Cn2n+1、C65又は置換基を有する若しくは有さない芳香族基であり、好ましくは、Cn2n+1、i-Cn2n+1、C65、又は置換基を有する若しくは有さない芳香族基であり、より好ましくは、Cn2n+1、i-Cn2n+1又は置換基を有する若しくは有さないナフチル基又はフェニル基であり、更に好ましくは、Cn2n+1又はi-Cn2n+1である。 In the above general formula (4), R 2 is hydrogen, C n H 2n+1 , iC n H 2n+1 , C 6 H 5 or having a substituent or unsubstituted aromatic group, preferably C n H 2n+1 , iC n H 2n+1 , C 6 H 5 , or an aromatic group with or without a substituent, more preferably is C n H 2n+1 , iC n H 2n+1 or a substituted or unsubstituted naphthyl or phenyl group, more preferably C n H 2n+1 or iC n H It is 2n+1 .

2の炭素数nは、重合体Aの炭素材料系導電材への吸着性、重合体Aの合成のし易さ、およびモノマーの入手容易性の観点から、1以上であり、好ましくは2以上であり、そして、同様の観点から、10以下であり、好ましくは7以下である。 The carbon number n of R 2 is 1 or more, preferably 2, from the viewpoints of the adsorptivity of the polymer A to the carbon material-based conductive material, the ease of synthesizing the polymer A, and the availability of the monomer. From the same point of view, it is 10 or less, preferably 7 or less.

構成単位IIのうちの下記一般式(5)は、下記式(6)で表されるユニットをアミド化して長鎖アルキル基R3を導入し、必要に応じてカルボキシ基を中和したものである。

Figure 0007339404000005
Of the structural units II, the following general formula (5) is obtained by amidating the unit represented by the following formula (6) to introduce a long-chain alkyl group R3 and, if necessary, neutralizing the carboxyl group. be.
Figure 0007339404000005

上記一般式(5)中、R3は、Cm2m+1又はi-Cm2m+1である。R3の炭素数mは、炭素材料系導電材への吸着性の観点から、16以上であり、好ましくは18以上であり、そして、同様の観点から、22以下であり、好ましくは20以下である。 In general formula (5) above, R 3 is C m H 2m+1 or iC m H 2m+1 . The carbon number m of R 3 is 16 or more, preferably 18 or more, from the viewpoint of adsorptivity to a carbon material-based conductive material, and from the same viewpoint, 22 or less, preferably 20 or less. be.

重合体Aは、分散性の観点から、未中和でもよく、R3の導入により生じたカルボキシ基の一部が中和された部分中和型又は全部が中和された中和型でもよい。上記一般式(5)中、Mは、炭素材料系導電材の分散性の観点から、例えば、水素、NH4、前記有機溶媒に可溶な塩を与える金属又は前記有機溶媒に可溶な有機アンモニウム等が好ましく、水素がより好ましい。 From the viewpoint of dispersibility, the polymer A may be unneutralized, partially neutralized in which some of the carboxy groups generated by the introduction of R 3 are neutralized, or neutralized in which all are neutralized. . In the above general formula (5), from the viewpoint of the dispersibility of the carbon material-based conductive material, M is, for example, hydrogen, NH 4 , a metal that provides a salt soluble in the organic solvent, or an organic solvent soluble in the organic solvent. Ammonium and the like are preferred, and hydrogen is more preferred.

重合体Aは、オレフィンと無水マレイン酸との共重合体のアミド化物であり、上記bは、a+b=1とした場合のモル分率であり、アミド化率または変性率とも呼ばれる。関係式0.50≦b≦1.00において、bが0.50の場合は、上記式(6)で表されるユニットから上記一般式(5)で表されるユニットへの変性率bが50モル%であることを意味し、bが1の場合は変性率bが100モル%であることを意味する。 Polymer A is an amidated copolymer of olefin and maleic anhydride, and b is the molar fraction when a+b=1, and is also called amidation rate or modification rate. In the relational expression 0.50 ≤ b ≤ 1.00, when b is 0.50, the modification rate b from the unit represented by the above formula (6) to the unit represented by the above general formula (5) is When b is 1, it means that the modification rate b is 100 mol %.

重合体Aにおいて、炭素材料系導電材への吸着性の向上の観点から、bは0.50以上であり、好ましくは0.55以上、より好ましくは0.60以上、更に好ましくは0.65以上、更により好ましくは0.70以上、更により好ましくは1.00である。重合体Aは、変性率bが0.50~1.00であるものから選ばれる1種又は2種以上の混合物でもよい。
尚、本開示において、変性率bは、重合体Aの重合に用いる、後述のモノマーIIに対するアミン化合物の使用量から算出できる。
In the polymer A, b is 0.50 or more, preferably 0.55 or more, more preferably 0.60 or more, and still more preferably 0.65, from the viewpoint of improving the adsorptivity to the carbon material-based conductive material. above, more preferably 0.70 or more, and still more preferably 1.00. The polymer A may be one or a mixture of two or more selected from those having a modification ratio b of 0.50 to 1.00.
In addition, in the present disclosure, the modification rate b can be calculated from the amount of the amine compound used for the later-described monomer II used for the polymerization of the polymer A.

上記一般式(4)で表されるユニットを与えるモノマー(以下、「モノマーI」ともいう)としては、有機溶媒への良好な溶解性の観点から、炭素数が2~13のα-オレフィンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、ジイソブチレン、イソブチレン、1-ペンテン、1-ヘプテン、1-ブテン、1-オクセン、1-デセン、スチレン、α-メチルスチレン等が挙げられる。これらの中でも、有機溶媒への良好な溶解性の観点から、スチレン、ジイソブチレン(2,4,4-トリメチルペンテン-1)およびイソブチレンのうちの少なくとも1種が好ましく、ジイソブチレン(2,4,4-トリメチルペンテン-1)がより好ましい。 The monomer that provides the unit represented by the general formula (4) (hereinafter also referred to as "monomer I") is, from the viewpoint of good solubility in organic solvents, α-olefins having 2 to 13 carbon atoms. At least one selected from the group consisting of diisobutylene, isobutylene, 1-pentene, 1-heptene, 1-butene, 1-octene, 1-decene, styrene, α-methylstyrene and the like is preferred. Among these, from the viewpoint of good solubility in organic solvents, at least one of styrene, diisobutylene (2,4,4-trimethylpentene-1) and isobutylene is preferred, and diisobutylene (2,4, 4-trimethylpentene-1) is more preferred.

上記一般式(6)で表されるユニットを与えるモノマー(以下、「モノマーII」ともいう)としては、無水マレイン酸またはマレイン酸が挙げられるが、アミド化によって簡便にアルキル基を導入できるという理由から、酸無水物等の反応性を有する構造のモノマーが好ましく、無水マレイン酸が好ましい。 Examples of the monomer that provides the unit represented by the general formula (6) (hereinafter also referred to as "monomer II") include maleic anhydride and maleic acid, and the reason is that an alkyl group can be easily introduced by amidation. Therefore, a monomer having a reactive structure such as an acid anhydride is preferable, and maleic anhydride is preferable.

重合体Aは、例えば、ビニルモノマーの重合に使用される方法により製造できる。例えば、モノマーIとモノマーIIとを溶媒中で混合し、溶液重合法でモノマーを重合させた後、さらに、炭素数16~22のアルキル基R3を有するアミン化合物を添加して、モノマーIIに由来の構成単位の一部または全部に炭素数16~22のアルキル基R3を導入する。
このようにして得られた変性共重合体を含む溶液に、必要に応じて中和剤を用いてカルボン酸の全部又は一部を中和する。その後、必要に応じて、変性共重合体を含む溶液中の溶媒を水系溶媒に置換する溶媒置換を行って、変性共重合体を沈殿させ、本開示の分散剤(重合体A)を得る。
Polymer A can be prepared, for example, by methods used for the polymerization of vinyl monomers. For example, the monomer I and the monomer II are mixed in a solvent, and the monomers are polymerized by a solution polymerization method. An alkyl group R 3 having 16 to 22 carbon atoms is introduced into some or all of the derived structural units.
If necessary, a neutralizing agent is used to neutralize all or part of the carboxylic acid in the solution containing the modified copolymer thus obtained. After that, if necessary, the solvent in the solution containing the modified copolymer is replaced with an aqueous solvent to precipitate the modified copolymer to obtain the dispersant (polymer A) of the present disclosure.

炭素数16~22のアルキル基R3を有するアミン化合物としては、セチルアミン、ステアリルアミン、イコシルアミン、ベヘニルアミン等が挙げられる。 Amine compounds having an alkyl group R 3 having 16 to 22 carbon atoms include cetylamine, stearylamine, icosylamine and behenylamine.

重合体Aの合成に用いられる溶媒としては、例えば炭化水素(ヘキサン、ヘプタン)、芳香族系炭化水素(トルエン、キシレン等)、ケトン(アセトン、メチルエチルケトン)、エーテル(テトラヒドロフラン、ジエチレングリコールジメチルエーテル)、N-メチルピロリドン等の有機溶媒を使用することができる。溶媒量は、モノマー全量に対する質量比で、0.5~10倍量が好ましい。 Solvents used in the synthesis of polymer A include, for example, hydrocarbons (hexane, heptane), aromatic hydrocarbons (toluene, xylene, etc.), ketones (acetone, methyl ethyl ketone), ethers (tetrahydrofuran, diethylene glycol dimethyl ether), N- Organic solvents such as methylpyrrolidone can be used. The amount of the solvent is preferably 0.5 to 10 times the mass ratio of the total amount of the monomers.

前記重合に用いられる重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤を用いることができ、例えばアゾ系重合開始剤、ヒドロ過酸化物類、過酸化ジアルキル類、過酸化ジアシル類、ケトンぺルオキシド類等が挙げられる。重合開始剤量は、モノマー成分全量に対し、0.01~5モル%が好ましい。重合反応は、窒素気流下、40~180℃の温度範囲で行うのが好ましく、反応時間は0.5~20時間が好ましい。また、前記重合の際、公知の連鎖移動剤を用いることができる。連鎖移動剤としては、例えば、イソプロピルアルコールや、メルカプトエタノール等のメルカプト化合物が挙げられる。 As the polymerization initiator used for the polymerization, known radical polymerization initiators can be used, for example, azo polymerization initiators, hydroperoxides, dialkyl peroxides, diacyl peroxides, ketone peroxides. etc. The amount of polymerization initiator is preferably 0.01 to 5 mol % with respect to the total amount of monomer components. The polymerization reaction is preferably carried out at a temperature of 40 to 180° C. under nitrogen stream, and the reaction time is preferably 0.5 to 20 hours. Moreover, a known chain transfer agent can be used in the polymerization. Chain transfer agents include, for example, isopropyl alcohol and mercapto compounds such as mercaptoethanol.

本開示の分散剤(重合体A)中のMは、水素、NH4、前記有機溶媒に可溶な塩を与える金属又は前記有機溶媒に可溶な有機アミン由来の有機アンモニウムであり、これらの構造を与える中和剤としては、アンモニア、有機アミンB1、または、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物が挙げられる。 M in the dispersant (Polymer A) of the present disclosure is hydrogen, NH4 , a metal that provides a salt soluble in said organic solvent, or an organic ammonium derived from an organic amine soluble in said organic solvent, Examples of the structure-imparting neutralizing agent include ammonia, organic amine B1, and alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.

前記有機アミンB1の具体例としては、中和剤として機能するものであれば特に制限はないが、例えば、メチルアミン(SP値(溶解度パラメータ)8.85(cal/cm31/2、沸点-6.3℃、以下同様。)、ジメチルアミン(同7.80、7℃)、エチルアミン(同7.93、16.6℃)、ジメチルベンジルアミン(同9.1、沸点180℃)、メチルベンジルアミン(同9.8、186℃)、2-N-ジブチルアミノエタノール(同10.0、226℃)、1-フェニルメタンアミン(同10.5、184℃)、N,N-ジエチルアミノエタノール(同10.7、162℃)、2-ジメチルアミノエタノール(同11.3、134℃)、1-アミノ-2-ブタノール(同11.9、169℃)、2-(エチルアミノ)エタノール(同12.0、169℃)、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール(同12.2、185℃)、DL-1-アミノ-2-プロパノール(同12.4、160℃)、N-メチル-2-アミノエタノール(同12.5、175℃)、1-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン(同12.98、246℃)、N-エチルジエタノールアミン(同13.4、251℃)等のアミン化合物が挙げられる。
尚、SP値は、正則溶液の理論展開で定義されているもので、化合物の溶解性を示す指標として使用されている。本開示でいうSP値は、分子構造から推算する方法の1つであるFedorsの計算方法に従っており、詳細は(POLYMER ENGNEERING AND SCIENCE,FEBRUARY,1974,vol.14,No.2「A Method for Estimating Both the Solubility Parameters and Molar Volumes of Liquids」に記載の方法)に基づいて求められる。
A specific example of the organic amine B1 is not particularly limited as long as it functions as a neutralizing agent. 6.3°C, the same shall apply hereinafter), dimethylamine (7.80°C, 7°C), ethylamine (7.93°C, 16.6°C), dimethylbenzylamine (9.1°C, boiling point 180°C), methylbenzylamine (9.8°C, 186°C), 2-N-dibutylaminoethanol (10.0, 226°C), 1-phenylmethanamine (10.5, 184°C), N,N-diethylaminoethanol (10.7, 162°C), 2-dimethylaminoethanol (11.3 , 134°C), 1-amino-2-butanol (11.9, 169°C), 2-(ethylamino)ethanol (12.0, 169°C), 2-amino-2-methyl-1-propanol (12.2, 169°C) 185°C), DL-1-amino-2-propanol (12.4, 160°C), N-methyl-2-aminoethanol (12.5, 175°C), 1-(2-hydroxyethyl)piperazine (12.98, 246°C) and N-ethyldiethanolamine (13.4, 251°C).
The SP value is defined by the theoretical development of a regular solution, and is used as an index showing the solubility of a compound. The SP value referred to in the present disclosure is in accordance with the Fedors calculation method, which is one of the methods for estimating from the molecular structure. Both the Solubility Parameters and Molar Volumes of Liquids").

本開示の分散剤(重合体A)は、オレフィンと無水マレイン酸との共重合体のアミド化物を必要に応じて中和して得た変性共重合体であるが、アミド変性前の前記オレフィンと無水マレイン酸との共重合体の重量平均分子量は、炭素材料系導電材への吸着性の観点から、3,000以上が好ましく、5,000以上がより好ましく、6,000以上が更に好ましく、そして、有機溶媒に対する重合体Aの溶解性、炭素材料系導電材の分散性、スラリーの低粘度化の観点から、100,000以下が好ましく、70,000以下がより好ましく、50,000以下が更に好ましい。本開示において、アミド変性前の前記オレフィンと無水マレイン酸との共重合体の重量平均分子量はGPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定した値であり、測定条件の詳細は実施例に示す通りである。 The dispersant (polymer A) of the present disclosure is a modified copolymer obtained by optionally neutralizing an amidated copolymer of olefin and maleic anhydride. The weight average molecular weight of the copolymer of and maleic anhydride is preferably 3,000 or more, more preferably 5,000 or more, and even more preferably 6,000 or more, from the viewpoint of adsorption to the carbon material-based conductive material. , and from the viewpoint of the solubility of the polymer A in an organic solvent, the dispersibility of the carbon material-based conductive material, and the low viscosity of the slurry, it is preferably 100,000 or less, more preferably 70,000 or less, and 50,000 or less. is more preferred. In the present disclosure, the weight average molecular weight of the copolymer of olefin and maleic anhydride before amide modification is a value measured by GPC (gel permeation chromatography), and the details of the measurement conditions are as shown in Examples. be.

本開示の分散剤組成物中の重合体Aの含有量は、生産性の観点から、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、更に好ましくは10質量%以上、更により好ましくは15質量%以上、更により好ましくは20質量%以上であり、そして、有機溶媒に対する重合体Aの溶解性の観点から、好ましくは50質量%以下、より好ましくは45質量%以下、更に好ましくは40質量%以下である。重合体Aが2種以上の組合せである場合、重合体Aの含有量はそれらの合計含有量である。 From the viewpoint of productivity, the content of polymer A in the dispersant composition of the present disclosure is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, and still more It is preferably 15% by mass or more, still more preferably 20% by mass or more, and from the viewpoint of the solubility of polymer A in an organic solvent, preferably 50% by mass or less, more preferably 45% by mass or less, and still more preferably is 40% by mass or less. When polymer A is a combination of two or more, the content of polymer A is their total content.

(有機アミンB2)
本開示の分散剤組成物は、一態様において、導電材スラリー及び正極ペーストの粘度低下の効果および蓄電デバイスの直流抵抗低減の観点から、有機溶媒に可溶な有機アミン(重合体Aの合成に使用される有機アミンB1との区別のために「本開示の有機アミンB2」とも言う。)が添加されていると好ましい。有機アミンB2は、蓄電デバイスの直流抵抗低減の観点から、SP値が、9.5(cal/cm31/2以上14.0(cal/cm31/2以下のアミン化合物が好ましく、電極への残留抑制の観点から、沸点が260℃以下であることが好ましい。
(Organic amine B2)
In one aspect, the dispersant composition of the present disclosure is an organic solvent-soluble organic amine (for synthesis of polymer A Also referred to as “organic amine B2 of the present disclosure” to distinguish from the organic amine B1 used) is preferably added. The organic amine B2 is preferably an amine compound having an SP value of 9.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 14.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or less from the viewpoint of reducing the DC resistance of the electricity storage device. , the boiling point is preferably 260° C. or lower from the viewpoint of suppressing residue on the electrode.

本開示の有機アミンB2のSP値は、蓄電デバイスの直流抵抗低減の観点から、好ましくは9.5(cal/cm31/2以上、より好ましくは10.5(cal/cm31/2以上、更に好ましくは11.0(cal/cm31/2以上であり、そして、好ましくは14.0(cal/cm31/2以下、より好ましくは13.5(cal/cm31/2以下、更に好ましくは13.0(cal/cm31/2以下である。 The SP value of the organic amine B2 of the present disclosure is preferably 9.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more, more preferably 10.5 (cal/cm 3 ) 1 from the viewpoint of reducing the DC resistance of the electricity storage device. /2 or more, more preferably 11.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or more, and preferably 14.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or less, more preferably 13.5 (cal/ cm 3 ) 1/2 or less, more preferably 13.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or less.

本開示の有機アミンB2の沸点は、好ましくは260℃以下であるが、蓄電デバイスの電極の抵抗を低減する観点から、電極の製造過程の乾燥時に揮発する温度であることが好ましく、正極ペーストの溶媒として多用されているN-メチルピロリドン(NMP)の沸点(沸点202℃)以下であることがより好ましく、NMPの再利用の観点から190℃以下が更に好ましい。本開示の有機アミンB2の沸点の下限は、取り扱い性の観点から100℃以上が好ましく、120℃以上がより好ましい。 The boiling point of the organic amine B2 of the present disclosure is preferably 260 ° C. or less, but from the viewpoint of reducing the resistance of the electrode of the electricity storage device, it is preferably a temperature at which it volatilizes during drying in the manufacturing process of the electrode. It is more preferably not higher than the boiling point of N-methylpyrrolidone (NMP), which is frequently used as a solvent (boiling point: 202°C), and more preferably not higher than 190°C from the viewpoint of reusing NMP. The lower limit of the boiling point of the organic amine B2 of the present disclosure is preferably 100° C. or higher, more preferably 120° C. or higher, from the viewpoint of handleability.

本開示の有機アミンB2の好ましい具体例は、有機アミンB1の好ましい具体例として上記したもののうち、蓄電デバイスの直流抵抗低減の観点から、SP値が9.5(cal/cm31/2以上14.0(cal/cm31/2以下であり、且つ、沸点が260℃以下のアミン化合物が好ましい。これらの中でも、蓄電デバイスの直流抵抗低減の観点から、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、2-N-ジブチルアミノエタノール、1-フェニルメタンアミン、2-ジメチルアミノエタノール、N-メチル-2-アミノエタノール、およびN-エチルジエタノールアミンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、2-ジメチルアミノエタノール、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノール、およびN-メチル-2-アミノエタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましく、2-アミノ-2-メチル-1-プロパノールが特に好ましい。 Preferred specific examples of the organic amine B2 of the present disclosure have an SP value of 9.5 (cal/cm 3 ) 1/2 among the preferred specific examples of the organic amine B1, from the viewpoint of reducing the DC resistance of the electricity storage device. An amine compound having a concentration of 14.0 (cal/cm 3 ) 1/2 or less and a boiling point of 260° C. or less is preferable. Among these, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, At least one selected from the group consisting of 2-N-dibutylaminoethanol, 1-phenylmethanamine, 2-dimethylaminoethanol, N-methyl-2-aminoethanol, and N-ethyldiethanolamine is preferred, and 2-dimethylamino At least one selected from the group consisting of ethanol, 2-amino-2-methyl-1-propanol, and N-methyl-2-aminoethanol is more preferred, and 2-amino-2-methyl-1-propanol is particularly preferred. .

本開示の分散剤組成物中の有機アミンB2の含有量は、一又は複数の実施形態において、導電材スラリー及び正極ペーストの粘度低下の効果および蓄電デバイスの直流抵抗低減の観点から、重合体A100質量部に対して、好ましくは10質量部以上、より好ましくは20質量部以上、更に好ましくは30質量部以上、更により好ましくは50質量部以上、更により好ましくは70質量部以上であり、そして、重合体Aの溶解性の観点から、重合体A100質量部に対して、好ましくは300質量部以下、より好ましくは250質量部以下、更に好ましくは200質量部以下、更により好ましくは150質量部以下である。 In one or more embodiments, the content of the organic amine B2 in the dispersant composition of the present disclosure is the polymer A100 from the viewpoint of reducing the viscosity of the conductive material slurry and the positive electrode paste and reducing the direct current resistance of the electricity storage device. With respect to parts by mass, preferably 10 parts by mass or more, more preferably 20 parts by mass or more, still more preferably 30 parts by mass or more, still more preferably 50 parts by mass or more, still more preferably 70 parts by mass or more, and , From the viewpoint of the solubility of the polymer A, preferably 300 parts by mass or less, more preferably 250 parts by mass or less, even more preferably 200 parts by mass or less, still more preferably 150 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the polymer A It is below.

本開示の分散剤組成物中における本開示の重合体Aと本開示の有機アミンB2との質量比A/B2は、導電材の分散性向上の観点から、0.1以上が好ましく、0.3以上がより好ましく、0.5以上が更に好ましく、0.8以上が更により好ましく、そして、高導電性の観点から、10以下が好ましく、5以下がより好ましく、3以下が更に好ましい。 The mass ratio A/B2 between the polymer A of the present disclosure and the organic amine B2 of the present disclosure in the dispersant composition of the present disclosure is preferably 0.1 or more, and 0.1 or more, from the viewpoint of improving the dispersibility of the conductive material. 3 or more is more preferable, 0.5 or more is still more preferable, 0.8 or more is even more preferable, and from the viewpoint of high conductivity, 10 or less is preferable, 5 or less is more preferable, and 3 or less is even more preferable.

[有機溶媒]
本開示の分散剤組成物は、一又は複数の実施形態において、25℃における比誘電率(εr)が25.0以上35.0以下の有機溶媒(以下、説明の便宜のため「有機溶媒C」とも言う。)を含有する。
[Organic solvent]
In one or more embodiments, the dispersant composition of the present disclosure is an organic solvent having a dielectric constant (εr) of 25.0 or more and 35.0 or less at 25° C. (hereinafter, for convenience of explanation, “organic solvent C ).

比誘電率(εr)は、溶媒の極性を表す指標であり、溶媒の誘電率(ε)と真空の誘電率(ε0)との比(ε/ε0)であり、ASTM-150に準処して、市販の測定装置、例えば、三洋貿易株式会社製の誘電率測定装置、Model 871等で測定できる。また、「化学便覧 基礎編 改訂5版」2004年 pp.I-770~777等にその値が記載され
ており、それらを参考にすることができる。
Relative permittivity (εr) is an index representing the polarity of a solvent, and is the ratio (ε/ε 0 ) of the permittivity of solvent (ε) to the permittivity of vacuum (ε 0 ). It can be measured with a commercially available measuring device such as Model 871 permittivity measuring device manufactured by Sanyo Boeki Co., Ltd. In addition, the values are described in "Kagaku Binran, Basic Edition, Revised 5th Edition", 2004, pp.I-770-777, etc., and these can be used as a reference.

比誘電率(εr)の値が大きいほど高極性溶媒となるが、有機溶媒Cの25℃における比誘電率(εr)は、25.0以上であり、好ましくは27.0以上、より好ましくは29.0以上であり、そして、35.0以下であり、好ましくは34.0以下、より好ましくは33.0以下である。 The larger the value of the relative dielectric constant (εr), the more polar the solvent becomes. It is 29.0 or more and 35.0 or less, preferably 34.0 or less, more preferably 33.0 or less.

有機溶媒Cは、正極ペーストに含まれる結着剤(バインダー樹脂)を溶解できるものが好ましい。有機溶媒Cとしては、例えば、N-メチルピロリドン(NMP、εr=32.2)などのアミド系極性有機溶媒等が挙げられるが、なかでも、溶解性が高いNMPが好ましい。 The organic solvent C is preferably one capable of dissolving the binder (binder resin) contained in the positive electrode paste. Examples of the organic solvent C include amide-based polar organic solvents such as N-methylpyrrolidone (NMP, εr=32.2). Among them, NMP is preferred because of its high solubility.

本開示の分散剤組成物は、本開示の効果が妨げられない範囲で、その他の成分を更に含んでもよい。その他の成分としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、消泡剤、防腐剤、脱水剤、防錆剤、可塑剤、結着剤等が挙げられる。 The dispersant composition of the present disclosure may further contain other components as long as the effects of the present disclosure are not hindered. Other components include, for example, antioxidants, neutralizers, antifoaming agents, preservatives, dehydrating agents, rust preventives, plasticizers, binders, and the like.

<炭素材料系導電材スラリー>
本開示は、一態様において、炭素材料系導電材と、本開示の分散剤組成物とを含有する、炭素材料系導電材スラリー(以下、「本開示の導電材スラリー」ともいう)に関する。本態様における本開示の分散剤組成物の好ましい形態は上述のとおりである。本開示の導電材スラリーは、一又は複数の実施形態において、重合体A、有機溶媒C、後述する炭素材料系導電材(以下「導電材D」とも言う。)、及び必要に応じて追加の有機溶媒や有機アミンB2を含む。追加の有機溶媒も、比誘電率が25.0以上35.0以下の有機溶媒であると好ましい。本開示の導電材スラリーは、本開示の分散剤組成物を含有するので、低粘度であり、炭素材料系導電材の分散粒径も小さく、炭素材料系導電材の分散性が良好である。
<Carbon material-based conductive material slurry>
The present disclosure, in one aspect, relates to a carbon material-based conductive material slurry (hereinafter also referred to as "conductive material slurry of the present disclosure") containing a carbon material-based conductive material and a dispersant composition of the present disclosure. Preferred forms of the dispersant composition of the present disclosure in this aspect are described above. In one or more embodiments, the conductive material slurry of the present disclosure includes a polymer A, an organic solvent C, a carbon material-based conductive material described later (hereinafter also referred to as “conductive material D”), and, if necessary, an additional Contains organic solvent and organic amine B2. The additional organic solvent is also preferably an organic solvent having a dielectric constant of 25.0 or more and 35.0 or less. Since the conductive material slurry of the present disclosure contains the dispersant composition of the present disclosure, it has a low viscosity, the dispersed particle size of the carbon material-based conductive material is small, and the carbon material-based conductive material has good dispersibility.

(炭素材料系導電材)
炭素材料系導電材としては、一又は複数の実施形態において、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」と表記することもある。)、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン等が挙げられ、これらの中でも、高い導電性を実現する観点から、カーボンブラックおよびカーボンナノチューブから選ばれる少なくとも1種が好ましく、カーボンナノチューブがより好ましい。炭素材料系導電材は、1種でもよいし、2種以上の組合せでもよい。
(Carbon material-based conductive material)
In one or more embodiments, the carbon material-based conductive material includes carbon nanotubes (hereinafter sometimes referred to as "CNT"), carbon black, graphite, graphene, etc. Among these, high conductivity At least one selected from carbon black and carbon nanotubes is preferable, and carbon nanotubes are more preferable, from the viewpoint of realizing properties. The carbon material-based conductive material may be of one type or a combination of two or more types.

(CNT)
炭素材料系導電材として使用できるCNTの平均直径は、特に限定されないが、CNTの分散性向上の観点から、好ましくは2nm以上、より好ましくは3nm以上、更に好ましくは5nm以上であり、そして、導電性向上の観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは70nm以下、更に好ましくは50nm以下である。本開示において、CNTの平均直径は、走査型電子顕微鏡(SEM)や原子間力顕微鏡(AFM)により測定できる。
(CNT)
The average diameter of CNTs that can be used as a carbon material-based conductive material is not particularly limited, but from the viewpoint of improving the dispersibility of CNTs, it is preferably 2 nm or more, more preferably 3 nm or more, and still more preferably 5 nm or more. From the viewpoint of improving properties, the thickness is preferably 100 nm or less, more preferably 70 nm or less, and even more preferably 50 nm or less. In the present disclosure, the average diameter of CNTs can be measured by Scanning Electron Microscopy (SEM) or Atomic Force Microscopy (AFM).

炭素材料系導電材として使用できるCNTは、導電性と分散性を両立するために2種以上の直径の異なるものを使用してもよい。2種以上の直径の異なるCNTを使用する場合、相対的に細いCNTの平均直径は、分散性の観点から、好ましくは2nm以上、より好ましくは3nm以上、更に好ましくは5nm以上であり、そして、導電性の観点から、好ましくは30nm未満、より好ましくは25nm以下、更に好ましくは20nm以下である。相対的に太いCNTの平均直径は、分散性の観点から、好まししくは30nm以上、より好ましくは35nm以上、更に好ましくは40nm以上であり、そして、導電性向上の観点から、好ましくは100nm以下、より好ましくは70nm以下、更に好ましくは50nm以下である。 Two or more types of CNTs with different diameters may be used as CNTs that can be used as a carbon material-based conductive material in order to achieve both conductivity and dispersibility. When two or more types of CNTs having different diameters are used, the average diameter of relatively thin CNTs is preferably 2 nm or more, more preferably 3 nm or more, and still more preferably 5 nm or more, from the viewpoint of dispersibility, and From the viewpoint of conductivity, the thickness is preferably less than 30 nm, more preferably 25 nm or less, and even more preferably 20 nm or less. The average diameter of relatively thick CNTs is preferably 30 nm or more, more preferably 35 nm or more, still more preferably 40 nm or more from the viewpoint of dispersibility, and preferably 100 nm or less from the viewpoint of improving conductivity. , more preferably 70 nm or less, and still more preferably 50 nm or less.

CNTの平均長さは、走査型電子顕微鏡(SEM)や原子間力顕微鏡(AFM)により測定される。本開示では、その平均長さは特に限定されないが、導電性向上の観点から、好ましくは2μm以上、より好ましくは5μm以上、更に好ましくは10μm以上、更により好ましくは30μm以上であり、そして、分散性向上の観点から、好ましくは500μm以下、より好ましくは300μm以下、更に好ましくは200μm以下、更により好ましくは120μm以下である。 The average length of CNTs is measured by scanning electron microscope (SEM) or atomic force microscope (AFM). In the present disclosure, the average length is not particularly limited, but from the viewpoint of improving conductivity, it is preferably 2 μm or more, more preferably 5 μm or more, still more preferably 10 μm or more, and even more preferably 30 μm or more. From the viewpoint of improving properties, the thickness is preferably 500 μm or less, more preferably 300 μm or less, still more preferably 200 μm or less, and even more preferably 120 μm or less.

本開示においてCNTとは、複数のCNTを含む総体を意味する。導電材スラリーの調製に用いられるCNTの形態は、特に限定されないが、例えば、複数のCNTがそれぞれ独立していてもよいし、複数のCNTが束状あるいは絡まり合うなどの形態でもよいし、これらの形態が混合した形態でもよい。CNTは、種々の層数または直径のCNTであってもよい。CNTは、CNT製造におけるプロセス由来の不純物(例えば、触媒やアモルファスカーボン)を含み得る。 In the present disclosure, CNT means an aggregate including a plurality of CNTs. The form of the CNTs used for preparing the conductive material slurry is not particularly limited. may be mixed. The CNTs may be CNTs of various layer numbers or diameters. CNTs may contain impurities (eg, catalysts and amorphous carbon) from the process in which CNTs are manufactured.

CNTにおける不純物の含有量は、熱重量分析等の方法により測定されるが、本開示ではなるべく少ない方が良い。CNTにおける不純物の含有量は、CNTの有効分を高濃度とする観点から、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下、更に好ましくは20質量%以下、更により好ましくは10質量%以下、更により好ましくは実質的に0質量%である。 The content of impurities in CNTs is measured by a method such as thermogravimetric analysis, but in the present disclosure, the lower the better. The content of impurities in CNTs is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, even more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 10% by mass, from the viewpoint of increasing the concentration of effective CNTs. Below, it is still more preferably substantially 0% by mass.

炭素材料系導電材として使用できるCNTは、一又は複数の実施形態において、グラファイトの1枚面を巻いて筒状にした形状を有するものであり、1層に巻いたものを単層カーボンナノチューブ(SWCNT)、2層に巻いたものを2層カーボンナノチューブ(DWCNT)、3層以上に巻いたものを多層カーボンナノチューブ(MWCNT)ともいう。CNTスラリーを含む蓄電デバイス用正極ペーストを用いて形成される正極塗膜に求められる特性に応じて、単層、2層、多層のいずれのCNT及びそれらの混合物を用いることができる。正極塗膜は、電極基板(集電体)に塗工して得られた膜状の層である。 In one or more embodiments, CNTs that can be used as a carbon material-based conductive material have a cylindrical shape by winding one sheet of graphite. SWCNT), those wound in two layers are called double-walled carbon nanotubes (DWCNT), and those wound in three or more layers are also called multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). Single-layer, double-layer, or multilayer CNTs and mixtures thereof can be used depending on the properties required for the positive electrode coating film formed using the positive electrode paste for an electricity storage device containing the CNT slurry. The positive electrode coating film is a film-like layer obtained by coating an electrode substrate (current collector).

炭素材料系導電材として使用できるCNTとしては、例えば、Nanocyl社のNC-7000(以下数値は平均直径、9.5nm)、NX7100(10nm)、Cnano社のFT6100(9nm)、FT-6110(9nm)、FT-6120(9nm)、FT-7000(9nm)、FT-7010(9nm)、FT-7320(9nm)、FT-9000(12.5nm)、FT-9100(12.5nm)、FT-9110(12.5nm)、FT-9200(19nm)、FT-9220(19nm)、Cabot Performance material(Shenzhen)社のHCNTs4(4.5nm)、CNTs5(7.5nm)、HCNTs5(7.5nm)、GCNTs5(7.5nm)、HCNTs10(15nm)、CNTs20(25nm)、CNTs40(40nm)、韓国CNT社のCTUBE170(13.5nm)、CTUBE199(8nm)、CTUBE298(10nm)、Kumho社のK-Nanos100P(11.5nm)、LG Chem社のCP-1001M(12.5nm)、BT-1003M(12.5nm)、Nano Tech Port社の3003(10nm)、3021(20nm)等が挙げられる。
CNTを2種類組み合わせて使用する場合のCNTとしては、例えば、Cabot Performance material(Shenzhen)社のCNTs40(40nm)とHCNTs4(4.5nm)又はHCNTs5(7.5nm)との組合せ、CNTs40(40nm)とGCNTs5(7.5nm)との組合せ、CNTs40(40nm)とCnano社のFT-7010(9nm)との組合せ、CNTs40(40nm)とFT-9100(12.5nm)との組合せ、CNTs40(40nm)とLG Chem社BT-1003M(12.5nm)との組合せ等が挙げられる。
Examples of CNTs that can be used as carbon material-based conductive materials include Nanocyl's NC-7000 (hereafter, numerical values are average diameters of 9.5 nm), NX7100 (10 nm), and Cnano's FT6100 (9 nm) and FT-6110 (9 nm). , FT-6120(9nm), FT-7000(9nm), FT-7010(9nm), FT-7320(9nm), FT-9000(12.5nm), FT-9100(12.5nm), FT-9110(12.5 nm), FT-9200 (19 nm), FT-9220 (19 nm), Cabot Performance material (Shenzhen) HCNTs4 (4.5 nm), CNTs5 (7.5 nm), HCNTs5 (7.5 nm), GCNTs5 (7.5 nm), HCNTs10 (15nm), CNTs20 (25nm), CNTs40 (40nm), Korean CNT CTUBE170 (13.5nm), CTUBE199 (8nm), CTUBE298 (10nm), Kumho K-Nanos100P (11.5nm), LG Chem CP -1001M (12.5 nm), BT-1003M (12.5 nm), Nano Tech Port's 3003 (10 nm), 3021 (20 nm), and the like.
Examples of CNTs when using a combination of two types of CNTs include, for example, a combination of CNTs40 (40 nm) and HCNTs4 (4.5 nm) or HCNTs5 (7.5 nm) from Cabot Performance Material (Shenzhen), CNTs40 (40 nm) and GCNTs5 (7.5 nm), CNTs40 (40 nm) and Cnano FT-7010 (9 nm), CNTs40 (40 nm) and FT-9100 (12.5 nm), CNTs40 (40 nm) and LG Chem A combination with BT-1003M (12.5 nm) is included.

(カーボンブラック)
炭素材料系導電材として使用できるカーボンブラックとしては、ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック(AB)、ケッチェンブラックなど各種のものを用いることができる。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。カーボンの酸化処理は、カーボン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の使用が好ましい。
(Carbon black)
Various types of carbon black such as furnace black, channel black, thermal black, acetylene black (AB), and ketjen black can be used as the carbon material-based conductive material. In addition, carbon black subjected to oxidation treatment, hollow carbon, and the like, which are commonly used, can also be used. Oxidation treatment of carbon is carried out by subjecting carbon to high temperature treatment in the air, or by secondary treatment with nitric acid, nitrogen dioxide, ozone, etc., to remove phenol groups, quinone groups, carboxy groups, carbonyl groups, etc. This is a treatment for directly introducing (covalently bonding) oxygen-containing polar functional groups to the surface of carbon, and is generally performed to improve the dispersibility of carbon. However, since the conductivity of carbon generally decreases as the amount of functional groups introduced increases, it is preferable to use carbon that has not been oxidized.

炭素材料系導電材として使用でき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どうし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、窒素の吸着量から求められる比表面積(BET)で、好ましくは20m2/g以上1500m2/g以下のものを使用することが望ましい。 The larger the specific surface area of carbon black that can be used as a carbon material-based conductive material, the greater the number of contact points between carbon black particles, which is advantageous for lowering the internal resistance of the electrode. Specifically, it is desirable to use a specific surface area (BET) determined from the nitrogen adsorption amount, preferably 20 m 2 /g or more and 1500 m 2 /g or less.

炭素材料系導電材として使用できるカーボンブラックの一次粒子径(直径)は、導電性の観点から、5~1000nmが好ましい。本開示において、カーボンブラックの一次粒子径とは、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。 The primary particle size (diameter) of carbon black that can be used as a carbon material-based conductive material is preferably 5 to 1000 nm from the viewpoint of conductivity. In the present disclosure, the primary particle size of carbon black is the average of particle sizes measured with an electron microscope or the like.

炭素材料系導電材として使用できる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(コロンビヤン社製、ファーネスブラック)、#2350、#2400B、#30050B、#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、Li-100、Li-250、Li-400、Li-435(デンカ株式会社製、アセチレンブラック)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 Examples of carbon black that can be used as a carbon material-based conductive material include Toka Black #4300, #4400, #4500, #5500 (manufactured by Tokai Carbon Co., Ltd., Furnace Black), Printex L, etc. (manufactured by Degussa, Furnace Black ), Raven7000, 5750, 5250, 5000ULTRAIII, 5000ULTRA, etc., Conductex SC ULTRA, Conductex 975 ULTRA, etc. (manufactured by Columbian, Furnace Black), #2350, #2400B, #30050B, #3030B, #3230B, # 3350B, #3400B , # 5400B, etc. (Mitsubishi Chemical Co., Ltd., Furnes Black), MonArch1400, 1300, 900, VULCANXC -72R, BLACKPEARLS2000 (Cabot Co., Ltd., Fahnes Black), ENSACO250G, ENSACO260G, ENN SACO350G, SUPERP -LI (manufactured by Timcal), Ketjen Black EC-300J, EC-600JD (manufactured by Akzo Co., Ltd.), Denka Black, Denka Black HS-100, FX-35, Li-100, Li-250, Li-400, Li-435 (manufactured by Denka Co., Ltd., acetylene black) and the like, but are not limited to these.

(グラフェン)
炭素材料系導電材として使用できるグラフェンとは、一般には1原子の厚さのsp2結合炭素原子のシート(単層グラフェン)を指すが、本開示においては、単層グラフェンが積層した薄片状の形態を持つ物質も含めてグラフェンと呼ぶことにする。
(graphene)
Graphene, which can be used as a carbon material-based conductive material, generally refers to a one-atom-thick sheet of sp2 - bonded carbon atoms (single-layer graphene). Graphene is also used to refer to substances with morphology.

炭素材料系導電材として使用できるグラフェンの厚みには特に制限は無いが、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、更に好ましくは20nm以下である。グラフェン層に平行な方向の大きさには特に制限は無いが、小さすぎるとグラフェン一個あたりの導電パスが短くなるため、グラフェン間の接触抵抗の影響で導電性が悪くなる。そのため、本開示におけるグラフェンはある程度以上大きいことが好ましい。グラフェン層に平行な方向の大きさは、好ましくは0.5μm以上、より好ましくは0.7μm以上、更に好ましくは1μm以上である。ここで、グラフェン層に平行な方向の大きさとは、グラフェンの面方向に垂直な方向から観察したときの最大径と最小径の平均を言う。 The thickness of graphene that can be used as a carbon material-based conductive material is not particularly limited, but is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and still more preferably 20 nm or less. The size in the direction parallel to the graphene layer is not particularly limited, but if it is too small, the conductive path per graphene will be shortened, resulting in poor conductivity due to the contact resistance between graphenes. Therefore, it is preferable that the graphene in the present disclosure is larger than a certain amount. The size in the direction parallel to the graphene layer is preferably 0.5 μm or more, more preferably 0.7 μm or more, and even more preferably 1 μm or more. Here, the size in the direction parallel to the graphene layer means the average of the maximum diameter and the minimum diameter when observed from the direction perpendicular to the plane direction of the graphene.

(導電材スラリー中の炭素材料系導電材の含有量)
本開示の導電材スラリー中の炭素材料系導電材の含有量は、正極ペーストの濃度調整の利便性向上の観点から、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、そして、導電材スラリーを取り扱いやすい粘度とする観点から、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましく、5質量%以下が更に好ましい。
(Content of carbon material-based conductive material in conductive material slurry)
The content of the carbon material-based conductive material in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, from the viewpoint of improving the convenience of adjusting the concentration of the positive electrode paste. It is more preferably 1% by mass or more, and from the viewpoint of making the conductive material slurry easy to handle, it is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.

(導電材スラリー中の重合体Aの含有量)
本開示の導電材スラリー中の重合体Aの含有量は、炭素材料系導電材の分散性向上の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.08質量%以上、更により好ましくは0.15質量%以上であり、そして、高導電性の観点から、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、更に好ましくは1.2質量%以下、更により好ましくは1.0質量%以下である。
(Content of polymer A in conductive material slurry)
The content of the polymer A in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably, from the viewpoint of improving the dispersibility of the carbon material-based conductive material. is 0.08% by mass or more, still more preferably 0.15% by mass or more, and from the viewpoint of high conductivity, preferably 2.0% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, and further It is preferably 1.2% by mass or less, and still more preferably 1.0% by mass or less.

本開示の導電材スラリー中の重合体A(分散剤)の含有量は、炭素材料系導電材の分散性向上の観点から、炭素材料系導電材100質量部に対し、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは1質量部以上、更に好ましくは5質量部以上、更により好ましくは10質量部以上であり、そして、高導電性の観点から、好ましくは200質量部以下、より好ましくは150質量部以下、更に好ましくは90質量部以下、更により好ましくは75質量部以下である。 The content of the polymer A (dispersant) in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 0.1 mass with respect to 100 parts by mass of the carbon material-based conductive material from the viewpoint of improving the dispersibility of the carbon material-based conductive material. parts or more, more preferably 1 part by mass or more, still more preferably 5 parts by mass or more, still more preferably 10 parts by mass or more, and from the viewpoint of high conductivity, preferably 200 parts by mass or less, more preferably 150 parts by mass. It is not more than 90 parts by mass, more preferably not more than 75 parts by mass.

(導電材スラリー中の有機アミンB2の含有量)
本開示の導電材スラリー中の有機アミンB2の含有量は、炭素材料系導電材の分散性向上の観点と蓄電デバイスの抵抗低減の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、更により好ましくは0.2質量%以上であり、そして、高導電性の観点から、好ましくは2.0質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、更に好ましくは1.0質量%以下、更により好ましくは0.8質量%以下である。
(Content of organic amine B2 in conductive material slurry)
The content of the organic amine B2 in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0, from the viewpoint of improving the dispersibility of the carbon material-based conductive material and reducing the resistance of the electricity storage device. 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.2% by mass or more, and from the viewpoint of high conductivity, preferably 2.0% by mass or less, more preferably It is 1.5% by mass or less, more preferably 1.0% by mass or less, and even more preferably 0.8% by mass or less.

本開示の導電材スラリー中の有機アミンB2の含有量は、炭素材料系導電材の分散性向上の観点と蓄電デバイスの抵抗低減の観点から、炭素材料系導電材100質量部に対して、好ましくは1質量部以上、より好ましくは5質量部以上、更に好ましくは10質量部以上、更により好ましくは15質量部以上であり、そして、高導電性の観点から、好ましくは200質量部以下、より好ましくは100質量部以下、更に好ましくは50質量部以下である。 The content of the organic amine B2 in the conductive material slurry of the present disclosure is preferably based on 100 parts by mass of the carbon material-based conductive material from the viewpoint of improving the dispersibility of the carbon material-based conductive material and reducing the resistance of the electricity storage device. is 1 part by mass or more, more preferably 5 parts by mass or more, still more preferably 10 parts by mass or more, still more preferably 15 parts by mass or more, and from the viewpoint of high conductivity, preferably 200 parts by mass or less, more It is preferably 100 parts by mass or less, more preferably 50 parts by mass or less.

(導電材スラリーの製造方法)
本開示の導電材スラリーは、一又は複数の実施形態において、本開示の分散剤組成物と炭素材料系導電材と、必要に応じて追加される有機溶媒や有機アミンB2との混合物を、混合分散機で混合することにより調製できる。前記追加される有機溶媒としては、25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下の有機溶媒が好ましく、上述した本開示の分散剤組成物の調製に用いられる有機溶媒Cと同様のものが挙げられる。
(Method for producing conductive material slurry)
In one or more embodiments, the conductive material slurry of the present disclosure is obtained by mixing a mixture of the dispersant composition of the present disclosure, the carbon material-based conductive material, and the organic solvent or organic amine B2 added as necessary. It can be prepared by mixing with a disperser. As the organic solvent to be added, an organic solvent having a dielectric constant of 25.0 or more and 35.0 or less at 25° C. is preferable. things are mentioned.

前記混合分散機としては、例えば、超音波ホモジナイザー、振動ミル、ジェットミル、ボールミル、ビーズミル、サンドミル、ロールミル、ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、超音波装置、アトライター、デゾルバー、及びペイントシェーカー等から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。導電材スラリーの構成成分のうちの一部成分を混合してから、それを残余と混合することもできるし、各成分は、全量を一度に投入せずに、複数回に分けて投入してもよい。炭素材料系導電材の状態は、乾燥状態でもよいし、溶媒を含んだ状態であってもよい。当該溶媒は、上述した有機溶媒Cと同じものが挙げられる。 Examples of the mixing and dispersing machine include at least one selected from ultrasonic homogenizers, vibration mills, jet mills, ball mills, bead mills, sand mills, roll mills, homogenizers, high-pressure homogenizers, ultrasonic devices, attritors, desolvers, and paint shakers. seeds. A part of the components of the conductive material slurry can be mixed and then mixed with the rest. good too. The state of the carbon material-based conductive material may be a dry state or a state containing a solvent. Examples of the solvent include the same organic solvent C as described above.

<蓄電デバイス用正極ペースト>
本開示は、一態様において、本開示の分散剤組成物と、正極活物質と、炭素材料系導電材とを含有する、蓄電デバイス用正極ペースト(以下、「本開示の正極ペースト」ともいう)に関する。本態様における本開示の分散剤組成物の好ましい形態は上述のとおりである。本開示の正極ペーストは、一又は複数の実施形態において、重合体A、有機溶媒C、炭素材料系導電材、正極活物質、及び必要に応じて追加の有機溶媒や有機アミンB2を含む。
<Positive electrode paste for power storage device>
In one aspect of the present disclosure, a positive electrode paste for an electricity storage device (hereinafter also referred to as "positive electrode paste of the present disclosure") containing a dispersant composition of the present disclosure, a positive electrode active material, and a carbon material-based conductive material. Regarding. Preferred forms of the dispersant composition of the present disclosure in this aspect are described above. The positive electrode paste of the present disclosure, in one or more embodiments, contains a polymer A, an organic solvent C, a carbon material-based conductive material, a positive electrode active material, and optionally an additional organic solvent or organic amine B2.

本開示の正極ペーストは、本開示の分散剤組成物を含有するので、抵抗値が小さい正極塗膜の形成が可能である。 Since the positive electrode paste of the present disclosure contains the dispersant composition of the present disclosure, it is possible to form a positive electrode coating film with a small resistance value.

本開示の正極ペーストは、一又は複数の実施形態において、結着剤をさらに含むことができる。
本開示の正極ペーストは、一又は複数の実施形態において、炭素材料系導電材以外の導電材を更に含んでいてもよい。炭素材料系導電材以外の導電材としては、ポリアニリン等の導電性ポリマー等が挙げられる。また、必要応じて追加の有機溶媒を含む。
The positive electrode paste of the present disclosure can further contain a binder in one or more embodiments.
In one or more embodiments, the positive electrode paste of the present disclosure may further contain a conductive material other than the carbon material-based conductive material. Examples of the conductive material other than the carbon material-based conductive material include conductive polymers such as polyaniline. Moreover, an additional organic solvent is included as needed.

(正極活物質)
正極活物質としては、無機化合物であれば特に制限はなく、例えば、オリビン構造を有する化合物やリチウム遷移金属複合酸化物を用いることができる。オリビン構造を有する化合物としては、一般式LixM1sPO4(但し、M1は3d遷移金属、0≦x≦2、0.8≦s≦1.2)で表される化合物を例示できる。オリビン構造を有する化合物には、非晶質炭素等を被覆して用いてもよい。リチウム遷移金属複合酸化物としては、スピネル構造を有するリチウムマンガン酸化物、層状構造を有し一般式LixMO2-δ(但し、Mは遷移金属、0.4≦x≦1.2、0≦δ≦0.5)で表されるリチウム遷移金属複合酸化物等が挙げられる。前記遷移金属Mとしては、Co、Ni又はMnを含むものとすることができる。前記リチウム遷移金属複合酸化物は、さらに、Al、Mn、Fe、Ni、Co、Cr、Ti、Zn、P、Bから選ばれる一種又は二種以上の元素を含有していてもよい。
(Positive electrode active material)
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is an inorganic compound, and for example, a compound having an olivine structure or a lithium transition metal composite oxide can be used. Examples of compounds having an olivine structure include compounds represented by the general formula Li x M1 s PO 4 (where M1 is a 3d transition metal, 0≦x≦2, 0.8≦s≦1.2). A compound having an olivine structure may be coated with amorphous carbon or the like. Examples of the lithium transition metal composite oxide include lithium manganese oxide having a spinel structure, and general formula Li x MO 2- δ having a layered structure (where M is a transition metal, 0.4≦x≦1.2, 0 ≤ δ ≤ 0.5), and the like. The transition metal M may contain Co, Ni or Mn. The lithium-transition metal composite oxide may further contain one or more elements selected from Al, Mn, Fe, Ni, Co, Cr, Ti, Zn, P, and B.

本開示の正極ペースト中の正極活物質の含有量は、正極ペーストが集電体に塗布するのに適した粘度に応じて調整することができる限り、特に制限はないが、エネルギー密度の観点と正極ペーストの安定性の観点から、好ましくは40質量%以上、より好ましくは50質量%以上、更に好ましくは60質量%以上であり、そして、好ましくは90質量%以下、より好ましくは85質量%以下、更に好ましくは80質量%以下である。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode paste of the present disclosure is not particularly limited as long as it can be adjusted according to the viscosity suitable for applying the positive electrode paste to the current collector, but from the viewpoint of energy density and From the viewpoint of the stability of the positive electrode paste, it is preferably 40% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, and preferably 90% by mass or less, more preferably 85% by mass or less. , more preferably 80% by mass or less.

本開示の正極ペーストの全固形分における正極活物質の含有量について、特に制限はない。本開示の正極ペーストの全固形分における正極活物質の含有量は、従来公知の正極ペーストの全固形分におけるそれと同じであってもよく、蓄電デバイスのエネルギー密度を高度に保つためには、90.0質量%以上が好ましく、そして、合材層の導電性や塗膜性を担保するためには、99.9質量%以下が好ましい。 There is no particular limitation on the content of the positive electrode active material in the total solid content of the positive electrode paste of the present disclosure. The content of the positive electrode active material in the total solid content of the positive electrode paste of the present disclosure may be the same as that in the total solid content of the conventionally known positive electrode paste. 0% by mass or more is preferable, and 99.9% by mass or less is preferable in order to ensure the conductivity and coating properties of the composite layer.

(結着剤)
結着剤(バインダー樹脂)としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、スチレン-ブタジエンゴム、ポリアクリロニトリル等を単独で、あるいはこれらを混合して用いることができる。
(Binder)
As the binder (binder resin), polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, styrene-butadiene rubber, polyacrylonitrile, etc. can be used alone or in combination. .

本開示の正極ペーストの全固形分における結着剤の含有量は、合材層の塗膜性や集電体との結着性の観点から、0.05質量%以上が好ましく、そして、蓄電デバイスのエネルギー密度を高度に保つ観点からは9.95質量%以下が好ましい。 The content of the binder in the total solid content of the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.05% by mass or more from the viewpoint of the coating properties of the composite layer and the binding property with the current collector. From the viewpoint of keeping the energy density of the device high, it is preferably 9.95% by mass or less.

(正極ペースト中の重合体Aの含有量)
本開示の正極ペースト中の重合体Aの含有量は、塗膜抵抗の観点から、0.01質量%以上が好ましく、0.02質量%以上がより好ましく、そして、2.0質量%以下が好ましく、1.0質量%以下がより好ましい。
(Content of polymer A in positive electrode paste)
From the viewpoint of coating film resistance, the content of polymer A in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and 2.0% by mass or less. Preferably, 1.0% by mass or less is more preferable.

(正極ペースト中の有機アミンB2の含有量)
本開示の正極ペースト中の本開示の有機アミンB2の含有量は、正極ペーストの固形分濃度を高くする観点、及び、粘度低下の観点から、好ましくは0.002質量%以上、より好ましくは0.012質量%以上、更に好ましくは0.02質量%以上であり、そして、溶媒への溶解性と正極ペーストの安定性の観点から、好ましくは0.2質量%以下、より好ましくは0.1質量%以下、更に好ましくは0.05質量%以下である。
(Content of organic amine B2 in positive electrode paste)
The content of the organic amine B2 of the present disclosure in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.002% by mass or more, more preferably 0, from the viewpoint of increasing the solid content concentration of the positive electrode paste and reducing the viscosity. 0.012% by mass or more, more preferably 0.02% by mass or more, and from the viewpoint of solubility in the solvent and stability of the positive electrode paste, preferably 0.2% by mass or less, more preferably 0.1% by mass % by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less.

(正極ペースト中の炭素材料系導電材の含有量)
本開示の正極ペーストの炭素材料系導電材の含有量は、合材層の導電性の観点から、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上であり、そして、蓄電デバイスのエネルギー密度を高度に保つ観点から、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下である。
(Content of carbon material-based conductive material in positive electrode paste)
The content of the carbon material-based conductive material in the positive electrode paste of the present disclosure is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.05% by mass or more, from the viewpoint of the conductivity of the composite layer. It is 1% by mass or more, and from the viewpoint of maintaining a high energy density of the electricity storage device, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less.

本開示の正極ペーストは、一又は複数の実施形態において、正極活物質、本開示の導電材スラリー、結着剤、及び固形分調整等のための有機溶媒(追加溶媒)等を、混合及び攪拌して、作製することができる。このほか重合体A以外の分散剤や機能性材料等を添加しても良い。上記有機溶媒(追加溶媒)としては、25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下の有機溶媒が好ましく、上述した本開示の分散剤組成物の調製に用いられる有機溶媒Cと同様のものが挙げられる。また、本開示の正極ペーストの調製においては、上記有機溶媒(追加溶媒)としては非水系溶媒を使用することが好ましく、なかでも、NMPを使用することがより好ましい。混合や攪拌にはプラネタリミキサー、ビーズミル、ジェットミル等を用いることができ、また、これらを併用することもできる。 In one or more embodiments, the positive electrode paste of the present disclosure includes a positive electrode active material, a conductive material slurry of the present disclosure, a binder, and an organic solvent (additional solvent) for adjusting the solid content, etc., mixed and stirred. can be made by In addition, a dispersant other than polymer A, a functional material, or the like may be added. As the organic solvent (additional solvent), an organic solvent having a dielectric constant of 25.0 or more and 35.0 or less at 25° C. is preferable. are listed. In addition, in the preparation of the positive electrode paste of the present disclosure, it is preferable to use a non-aqueous solvent as the organic solvent (additional solvent), and among them, it is more preferable to use NMP. A planetary mixer, a bead mill, a jet mill, or the like can be used for mixing and stirring, and these can also be used in combination.

本開示の正極ペーストは、正極ペーストの調製に用いる全成分のうちの一部成分をプレミックスしてから、それを残余と混合することもできる。また、各成分は、全量を一度に投入せずに、複数回に分けて投入しても良い。これにより、攪拌装置の機械的な負荷を抑えることができる。 The positive paste of the present disclosure can also be prepared by premixing some of all the components used to prepare the positive paste and then mixing it with the remainder. Also, each component may be added in multiple batches instead of adding the entire amount at once. As a result, the mechanical load on the stirrer can be reduced.

本開示の正極ペーストの固形分濃度や、正極活物質の量、結着剤の量、導電材スラリーの量、添加剤成分の添加量、有機溶媒の量は、正極ペーストが集電体に塗布するのに適した粘度に応じて調整することができる。乾燥性の観点からは有機溶媒の量は少ないほうが好ましいが、正極合材層の均一性や表面の平滑性の観点から、正極ペーストの粘度が高すぎないことが好ましい。一方で、乾燥抑制の観点、及び合材層(正極塗膜)の充分な膜厚を得る観点から、正極ペーストの粘度が低すぎないことが好ましい。 The solid content concentration of the positive electrode paste of the present disclosure, the amount of the positive electrode active material, the amount of the binder, the amount of the conductive material slurry, the amount of the additive component added, and the amount of the organic solvent are determined by applying the positive electrode paste to the current collector. can be adjusted according to the viscosity suitable for From the viewpoint of dryness, it is preferable that the amount of the organic solvent is small, but from the viewpoint of the uniformity of the positive electrode mixture layer and the smoothness of the surface, it is preferable that the viscosity of the positive electrode paste is not too high. On the other hand, it is preferable that the viscosity of the positive electrode paste is not too low from the viewpoint of suppressing drying and obtaining a sufficient thickness of the mixture layer (positive electrode coating film).

本開示の正極ペーストは、製造効率の観点からは高濃度に調整できることが好ましいが、著しい粘度の増加は作業性の観点から好ましくない。添加剤により、高濃度を保ちつつ、好ましい粘度範囲を保つことができる。 Although it is preferable that the positive electrode paste of the present disclosure can be adjusted to a high concentration from the viewpoint of production efficiency, a significant increase in viscosity is not preferable from the viewpoint of workability. Additives can keep the preferred viscosity range while keeping the concentration high.

尚、本開示の導電材スラリー及び正極ペーストは、各々、本開示の効果が妨げられない範囲で、その他の成分を更に含んでもよい。その他の成分としては、例えば、酸化防止剤、中和剤、消泡剤、防腐剤、脱水剤、防錆剤、可塑剤、結着剤等が挙げられる。 The conductive material slurry and the positive electrode paste of the present disclosure may each further contain other components within a range in which the effects of the present disclosure are not hindered. Other components include, for example, antioxidants, neutralizers, antifoaming agents, preservatives, dehydrating agents, rust preventives, plasticizers, binders, and the like.

(正極ペーストの製造方法)
本開示の正極ペーストの製造方法は、一又は複数の実施形態において、本開示の炭素材料系導電材スラリーと結着剤と正極活物質と、必要に応じて追加の有機溶媒や有機アミンB2とを混合する工程を含むことができる。また、本開示の正極ペーストの製造方法は、一又は複数の実施形態において、更に、必要に応じて追加の本開示の分散剤組成物、追加の炭素材料系導電材を混合してもよい。各成分は任意の順に混合してもよい。また、一又は複数の実施形態において、本開示の導電材スラリーと追加の有機溶媒と結着剤とを混合し、これらが均質になるまで分散したのち、正極活物質を混合し、これらが均質になるまで攪拌することにより正極ペーストを得る方法が挙げられる。これら成分の添加順序はこれに制限されない。
(Manufacturing method of positive electrode paste)
In one or more embodiments, the method for producing the positive electrode paste of the present disclosure includes the carbon material-based conductive material slurry of the present disclosure, a binder, a positive electrode active material, and, if necessary, an additional organic solvent or organic amine B2. can include the step of mixing the In one or more embodiments, the positive electrode paste manufacturing method of the present disclosure may further mix an additional dispersant composition of the present disclosure and an additional carbon material-based conductive material as necessary. Each component may be mixed in any order. Further, in one or more embodiments, the conductive material slurry of the present disclosure, an additional organic solvent, and a binder are mixed and dispersed until they are homogeneous, and then the positive electrode active material is mixed, and these are homogeneous. A method of obtaining a positive electrode paste by stirring until it becomes The order of addition of these components is not limited to this.

<正極塗膜又は蓄電デバイス用正極電極の製造方法>
本開示は、一態様において、本開示の正極ペーストを用いて作製された正極塗膜又は蓄電デバイス用正極電極の製造方法に関する。本態様の製造方法は、本開示の正極ペーストを、集電体に塗工した後、乾燥し、プレスすることを含む。本態様において、本開示の正極ペーストの好ましい形態は上述のとおりである。本開示の製造方法において、本開示の正極ペーストを用いること以外は、従来から公知の方法により正極塗膜又は蓄電デバイス用正極電極を製造できる。
<Method for producing positive electrode coating film or positive electrode for power storage device>
In one aspect, the present disclosure relates to a method for producing a positive electrode coating film or a positive electrode for a power storage device, which is produced using the positive electrode paste of the present disclosure. The production method of this embodiment includes applying the positive electrode paste of the present disclosure to a current collector, drying and pressing the current collector. In this aspect, preferred forms of the positive electrode paste of the present disclosure are as described above. In the manufacturing method of the present disclosure, a positive electrode coating film or a positive electrode for an electric storage device can be manufactured by a conventionally known method, except for using the positive electrode paste of the present disclosure.

正極塗膜又は蓄電デバイス用正極電極は、例えば、上記の正極ペーストをアルミニウム箔等の集電体に塗工し、これを乾燥して作製する。正極塗膜の密度を上げるために、プレス機により圧密化を行うこともできる。正極ペーストの塗工には、ダイヘッド、コンマリバースロール、ダイレクトロール、グラビアロール等を用いることができる。塗工後の乾燥は、加温、エアフロー、赤外線照射等を単独あるいは組み合わせて行うことができる。塗工後の乾燥は、乾燥時間を経ることにより、正極ペースト中の有機溶媒が正極ペースト中に存在できなくなる温度で行う。乾燥温度は、乾燥が行われる環境下(気圧下又は真空下)において、バインダー樹脂の熱分解温度以下であれば特に制限はないが、好ましくは有機溶媒の沸点以上の温度である。前記乾燥温度は、好ましくは60℃以上220℃以下であり、乾燥時間は、好ましくは10分以上24時間以下である。正極電極のプレスは、ロールプレス機等により、行うことができる。なお、プレス後に蓄電デバイス用正極電極を蓄電デバイスに組込む大きさに加工した後、上記の条件で再乾燥しても良い。 A positive electrode coating film or a positive electrode for an electric storage device is prepared, for example, by applying the positive electrode paste described above to a current collector such as an aluminum foil and drying it. In order to increase the density of the positive electrode coating film, compaction can also be performed using a press. A die head, a comma reverse roll, a direct roll, a gravure roll, or the like can be used for coating the positive electrode paste. Drying after coating can be carried out by heating, air flow, infrared irradiation, etc. alone or in combination. Drying after coating is performed at a temperature at which the organic solvent in the positive electrode paste cannot exist in the positive electrode paste due to the drying time. The drying temperature is not particularly limited as long as it is equal to or lower than the thermal decomposition temperature of the binder resin under the environment (atmospheric pressure or vacuum) in which the drying is performed, but is preferably equal to or higher than the boiling point of the organic solvent. The drying temperature is preferably 60° C. or more and 220° C. or less, and the drying time is preferably 10 minutes or more and 24 hours or less. The positive electrode can be pressed using a roll press machine or the like. After pressing, the positive electrode for an electricity storage device may be processed into a size to be incorporated into the electricity storage device, and then dried again under the above conditions.

<蓄電デバイス及びその製造方法>
本開示は、一態様において、本開示の蓄電デバイス用正極電極の製造方法によって得られた蓄電デバイス用正極電極を含む蓄電デバイスおよびその製造方法に関する。
上記蓄電デバイスとしては、一又は複数の実施形態において、リチウムイオン二次電池、リチウム空気二次電池、ナトリウムイオン電池、ナトリウム-硫黄二次電池、ナトリウム-塩化ニッケル二次電池、有機ラジカル電池、亜鉛-空気二次電池、全固体電池等が挙げられる。
<Energy storage device and its manufacturing method>
In one aspect, the present disclosure relates to an electricity storage device including the electricity storage device positive electrode obtained by the electricity storage device positive electrode manufacturing method of the present disclosure, and a manufacturing method thereof.
As the electricity storage device, in one or more embodiments, a lithium ion secondary battery, a lithium air secondary battery, a sodium ion battery, a sodium-sulfur secondary battery, a sodium-nickel chloride secondary battery, an organic radical battery, zinc -Rechargeable air batteries, solid-state batteries, etc.

本開示の蓄電デバイスの製造方法は、本開示の蓄電デバイス用正極電極を蓄電デバイス用正極電極として用いること以外は、公知の蓄電デバイスの製造方法と同様の工程を含む。本開示の蓄電デバイスの製造方法では、例えば、2つの電極(正極電極及び負極電極)を、セパレータを介して重ね合わせ、電池形状に捲回又は積層させる工程、および、得られた捲回体又は積層体を、電池容器あるいはラミネート容器に入れ、容器に電解液を注入して封口する工程を含む。 The method for manufacturing an electricity storage device of the present disclosure includes steps similar to known methods for manufacturing an electricity storage device, except that the positive electrode for an electricity storage device of the present disclosure is used as a positive electrode for an electricity storage device. In the method for producing an electricity storage device of the present disclosure, for example, two electrodes (a positive electrode and a negative electrode) are superimposed with a separator interposed therebetween, a step of winding or stacking them in a battery shape, and the resulting wound body or It includes a step of putting the laminate into a battery container or a laminate container, injecting an electrolytic solution into the container, and sealing the container.

以下、本開示の実施例及び比較例を示すが、本開示はこれに限定されるものではない。 Examples and comparative examples of the present disclosure are shown below, but the present disclosure is not limited thereto.

1.各パラメータの測定方法
[重量平均分子量の測定]
アミド変性前の共重合体の重量平均分子量は、GPC法により測定した。詳細な条件は以下の通りである。
測定装置:HLC-8320GPC(東ソー社製)
カラム :α-M + α-M(東ソー社製)
カラム温度 :40℃
検出器 :示差屈折率
溶離液 :60mmol/LのH3PO4及び50mmol/LのLiBrのN,N-ジメチルホルムアミド(DMF)溶液
流速 :1mL/min
検量線に用いる標準試料 :ポリスチレン
試料溶液:共重合体の固形分を0.5wt%含有するDMF溶液
試料溶液の注入量 :100μL
1. Measurement method of each parameter [Measurement of weight average molecular weight]
The weight average molecular weight of the copolymer before amide modification was measured by the GPC method. Detailed conditions are as follows.
Measuring device: HLC-8320GPC (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: α-M + α-M (manufactured by Tosoh Corporation)
Column temperature: 40°C
Detector: Refractive index Eluent: N,N-dimethylformamide (DMF) solution of 60 mmol/L H3PO4 and 50 mmol/L LiBr Flow rate: 1 mL/min
Standard sample used for calibration curve: Polystyrene sample solution: DMF solution containing 0.5 wt% solid content of copolymer Injection volume of sample solution: 100 µL

[導電材スラリーの粘度測定]
導電材スラリーの粘度(25℃)は、次のようにして測定した。Anton Paar社のMCR302レオメーターに、パラレルプレートPP50を装着し、せん断速度を0.1s-1から1000s-1まで上げた後(往路)、1000s-1から0.1s-1まで戻し(復路)、復路のせん断速度1s-1における粘度を測定した。その結果を表2に示した。
[Measurement of viscosity of conductive material slurry]
The viscosity (25° C.) of the conductive material slurry was measured as follows. Anton Paar's MCR302 rheometer was equipped with a parallel plate PP50, and after increasing the shear rate from 0.1 s -1 to 1000 s -1 (outward trip), it was returned from 1000 s -1 to 0.1 s -1 (return trip). , and the viscosity at a return shear rate of 1 s -1 was measured. The results are shown in Table 2.

[CNTの分散粒径の測定]
NMPで約50倍に希釈した導電材スラリーをガラスセルに入れ、粒径測定装置ゼータサイザーNano-S(Malvern Panalytical社製)にて25℃でCNTの分散粒径を測定し、表2に示した。
[Measurement of dispersed particle size of CNT]
A conductive material slurry diluted about 50 times with NMP was placed in a glass cell, and the dispersed particle size of CNTs was measured at 25 ° C. with a particle size measuring device Zetasizer Nano-S (manufactured by Malvern Panalytical). Ta.

[正極塗膜の抵抗値の測定]
正極ペーストを、ポリエステルフィルムに垂らし、100μmのアプリケータで均一に塗工した。この塗工したポリエステルフィルムを80℃で1時間乾燥し、厚み40μmの正極塗膜を得た。
PSPプローブを装着したLoresta-GP(三菱ケミカルアナリテック製)にて限界電圧10vにて塗膜抵抗値を測定した。その結果は表3に示した。
[Measurement of resistance value of positive electrode coating film]
The positive electrode paste was dripped onto a polyester film and applied uniformly with a 100 μm applicator. The coated polyester film was dried at 80° C. for 1 hour to obtain a positive electrode coating film having a thickness of 40 μm.
The coating film resistance value was measured at a threshold voltage of 10 V using Loresta-GP (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytic Tech) equipped with a PSP probe. The results are shown in Table 3.

[直流抵抗(DCR)の測定]
直流抵抗を測定するために以下のような手順で蓄電デバイスを作製した。
正極ペーストを、厚さ20μmのAl箔(集電体)上に正極容量が3mAh/cm2となるように塗工し、真空乾燥器を用いて100℃で12時間真空乾燥し、集電体上に合材層が形成された電極材料(正極材料)を作製した。この正極材料を直径13mmに打ち抜きプレスして電極(正極)を得た。当該正極電極上に、直径19mmのセパレータ、直径15mm厚さ0.5mmのコイン状金属リチウムを配置して、2032型コインセル(試験用ハーフセル)を作製した。電解液には、1M LiPF6 EC/DEC(体積比=3/7)を用いた。
[Measurement of direct current resistance (DCR)]
In order to measure DC resistance, an electricity storage device was produced in the following procedure.
The positive electrode paste was coated on an Al foil (current collector) having a thickness of 20 μm so that the positive electrode capacity was 3 mAh/cm 2 , and vacuum-dried at 100° C. for 12 hours using a vacuum dryer. An electrode material (positive electrode material) having a composite material layer formed thereon was produced. This positive electrode material was punched out and pressed into a diameter of 13 mm to obtain an electrode (positive electrode). A separator with a diameter of 19 mm and a coin-shaped metal lithium with a diameter of 15 mm and a thickness of 0.5 mm were placed on the positive electrode to prepare a 2032 type coin cell (test half cell). 1M LiPF 6 EC/DEC (volume ratio=3/7) was used as the electrolyte.

試験用ハーフセルを30℃恒温槽内で温調した状態で、次に記載する充放電条件で3サイクル充放電試験を行った。
(充放電条件)
30℃、0.2C、充電4.45V CC/CV 1/10Cカットオフ放電CC3.0Vカットオフ。
次いで、0.2Cで2.5時間充電を行い、0.2C~8C放電における10秒間の電圧降下から直流抵抗(DCR)を算出した。その結果は表5に示した。
A 3-cycle charge/discharge test was performed under the following charge/discharge conditions while the temperature of the test half-cell was controlled in a 30° C. constant temperature bath.
(Charging and discharging conditions)
30°C, 0.2C, charge 4.45V CC/CV 1/10C cutoff discharge CC 3.0V cutoff.
Then, the battery was charged at 0.2C for 2.5 hours, and the direct current resistance (DCR) was calculated from the voltage drop for 10 seconds during 0.2C to 8C discharge. The results are shown in Table 5.

2.分散剤組成物の調製
(実施例1-1)
内容量1Lのガラス製4つ口セパラブルフラスコに、スチレン/無水マレイン酸共重合体(polyscope社製 XIRAN(登録商標)1000、重量平均分子量5000)を88.0g、メチルイソブチルケトン(MIBK)(富士フイルム和光純薬株式会社製)を276.2g入れ、窒素雰囲気下で一定時間(0.5時間)攪拌した。そして、フラスコ内にステアリルアミン(富士フイルム和光純薬株式会社製)112.0gを室温で添加した後、フラスコ内の反応溶液を72℃付近に昇温し2時間保持することで、ポリマー溶液を得た。ポリマー溶液から溶媒を揮発させて分散剤A―1を得、それを、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)と混合して、分散剤A―1の含有量が20.0質量%の実施例1-1の分散剤組成物を得た。分散剤A―1とN-メチル-2-ピロリドン(NMP)との混合は、50℃で5時間、回転速度200rpmで撹拌することにより行った。
2. Preparation of dispersant composition (Example 1-1)
88.0 g of a styrene/maleic anhydride copolymer (XIRAN (registered trademark) 1000 manufactured by polyscope, weight average molecular weight of 5000) and methyl isobutyl ketone (MIBK) ( 276.2 g of Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added and stirred for a certain period of time (0.5 hours) under a nitrogen atmosphere. After adding 112.0 g of stearylamine (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) into the flask at room temperature, the temperature of the reaction solution in the flask was raised to around 72° C. and maintained for 2 hours to obtain a polymer solution. Obtained. Dispersant A-1 was obtained by volatilizing the solvent from the polymer solution, and it was mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to carry out a dispersant A-1 content of 20.0% by mass. A dispersant composition of Example 1-1 was obtained. Dispersant A-1 and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were mixed by stirring at 50° C. for 5 hours at a rotation speed of 200 rpm.

(実施例1-2)
攪拌機、温度計、還流冷却管、窒素導入管、滴下ロートを備えたガラス製反応容器内に、ジイソブチレン(丸善石油化学社製)621.8g及びルトナールA-50(BASF社製、ポリビニルエチルエーテル)3.1gを仕込んだ。反応容器内を窒素雰囲気とし、攪拌を開始した。反応容器内容物を105℃まで加熱し、これ以降、重合反応を完結させるまで、反応容器内容物の温度を105℃に保った。70℃に保温した液体の無水マレイン酸(三井化学ポリウレタン社製)190.0g、及び開始剤溶液としてジイソブチレン23.1gに溶解させたパーブチルO(重合開始剤、日油社製、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、「パーブチル」は登録商標)9.2gを、それぞれ別の滴下ロートから反応容器内に4時間かけて滴下した。滴下の終了から20分後に、ジイソブチレン7.3gに溶解させたパーブチルO 1.2gを反応容器内に加え、更に2時間40分熟成を行って重合反応を完結させ、共重合体を含む溶液を得た。反応容器内にイオン交換水800gを加え、共重合体の沈殿物を析出させた。次いで、水蒸気蒸留によって、未反応のジイソブチレンの留去を行った。前記水蒸気蒸留は、常圧で反応容器を加熱し、反応容器内容物の温度が100℃に達し、ジイソブチレンの留出が無くなるまで行った。次に、デカンテーションにより水を除去したのち、水で湿潤した共重合体の沈殿物を105℃、100mmHgの減圧下で24時間乾燥させ、重量平均分子量が28000のジイソブチレン/無水マレイン酸共重合体aを得た。
(Example 1-2)
621.8 g of diisobutylene (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) and Lutonal A-50 (manufactured by BASF, polyvinyl ethyl ether ) was charged with 3.1 g. A nitrogen atmosphere was created in the reaction vessel, and stirring was started. The reactor contents were heated to 105° C. and the temperature of the reactor contents was maintained at 105° C. thereafter until the polymerization reaction was completed. 190.0 g of liquid maleic anhydride (manufactured by Mitsui Chemicals Polyurethane Co., Ltd.) kept at 70 ° C., and perbutyl O dissolved in 23.1 g of diisobutylene as an initiator solution (polymerization initiator, manufactured by NOF Corporation, t-butyl 9.2 g of peroxy-2-ethylhexanoate (“perbutyl” is a registered trademark) was added dropwise from separate dropping funnels into the reactor over 4 hours. After 20 minutes from the completion of the dropwise addition, 1.2 g of Perbutyl O dissolved in 7.3 g of diisobutylene was added to the reaction vessel, and further aged for 2 hours and 40 minutes to complete the polymerization reaction, resulting in a solution containing the copolymer. got 800 g of ion-exchanged water was added to the reaction vessel to deposit a precipitate of the copolymer. Unreacted diisobutylene was then distilled off by steam distillation. The steam distillation was carried out by heating the reaction vessel under normal pressure until the temperature of the contents of the reaction vessel reached 100° C. and no more diisobutylene was distilled. Next, after removing water by decantation, the precipitate of the copolymer wetted with water was dried at 105° C. under reduced pressure of 100 mmHg for 24 hours to obtain a diisobutylene/maleic anhydride copolymer having a weight average molecular weight of 28,000. Coalescence a was obtained.

内容量1Lのガラス製4つ口セパラブルフラスコに、上記方法で得たジイソブチレン/無水マレイン酸共重合体a(重量平均分子量28000)を88.0g、メチルイソブチルケトン(MIBK)(富士フイルム和光純薬株式会社製)を276.2g入れ、窒素雰囲気下で一定時間(0.5時間)攪拌した。そして、フラスコ内にステアリルアミン(富士フイルム和光純薬株式会社製)112.0gを室温で添加した後、フラスコ内の反応溶液を72℃付近に昇温し2時間保持することで、不揮発分が40質量%のポリマー溶液を得た。ポリマー溶液から溶媒を揮発させて、分散剤A-2を得、それを、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)と混合して、分散剤A―2の含有量が20.0質量%の実施例1-2の分散剤組成物を得た。分散剤A―2とN-メチル-2-ピロリドン(NMP)との混合は、50℃で5時間、回転速度200rpmで撹拌することにより行った。 88.0 g of the diisobutylene/maleic anhydride copolymer a (weight average molecular weight: 28000) obtained by the above method was placed in a four-neck glass separable flask with an internal volume of 1 L, methyl isobutyl ketone (MIBK) (Fujifilm Sum 276.2 g of Kojunyaku Co., Ltd.) was added and stirred for a certain period of time (0.5 hour) under a nitrogen atmosphere. Then, after adding 112.0 g of stearylamine (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) into the flask at room temperature, the reaction solution in the flask was heated to around 72° C. and held for 2 hours to remove non-volatile matter. A 40% by weight polymer solution was obtained. The solvent is volatilized from the polymer solution to obtain dispersant A-2, which is mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so that the content of dispersant A-2 is 20.0% by mass. A dispersant composition of Example 1-2 was obtained. Dispersant A-2 and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were mixed by stirring at 50° C. for 5 hours at a rotation speed of 200 rpm.

(実施例1-3~1-7、比較例1-1)
分散剤の合成に使用するアミン化合物の種類またはその添加量等を変更して下記表1に記載の分散剤A-3~A-8を合成した。次いで、実施例1-2の分散剤組成物と同様にして、下記表1に記載の実施例1-3~1-7、比較例1-1の分散剤組成物を得た。
(Examples 1-3 to 1-7, Comparative Example 1-1)
Dispersants A-3 to A-8 shown in Table 1 below were synthesized by changing the type or amount of the amine compound used in synthesizing the dispersant. Then, in the same manner as the dispersant composition of Example 1-2, dispersant compositions of Examples 1-3 to 1-7 and Comparative Example 1-1 shown in Table 1 below were obtained.

(実施例1-8)
開始剤溶液としてジイソブチレン23.1g(丸善石油化学社製)に溶解させたパーブチルO(重合開始剤、日油社製、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート)15.3gを用いたこと以外は、共重合体aの合成と同様の操作を行い、重量平均分子量が9000のジイソブチレン/無水マレイン酸共重合体bを得た。
実施例1-2における上記共重合体aに替えて、上記方法で得たジイソブチレン/無水マレイン酸共重合体b(重量平均分子量9000)を用いたこと以外は実施例1-2と同様の操作を行い、分散剤A-9および実施例1-8の分散剤組成物を得た。
(Example 1-8)
15.3 g of Perbutyl O (polymerization initiator, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, manufactured by NOF Corporation) dissolved in 23.1 g of diisobutylene (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) was used as the initiator solution. A diisobutylene/maleic anhydride copolymer b having a weight-average molecular weight of 9,000 was obtained by performing the same operation as in the synthesis of the copolymer a, except that it was added.
The same procedure as in Example 1-2 was performed except that the diisobutylene/maleic anhydride copolymer b (weight average molecular weight: 9000) obtained by the above method was used instead of the above copolymer a in Example 1-2. The operation was carried out to obtain dispersant A-9 and dispersant compositions of Examples 1-8.

(実施例1-9)
開始剤溶液としてジイソブチレン23.1g(丸善石油化学社製)に溶解させたパーブチルO(重合開始剤、日油社製、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート)17.4gを用いたこと以外は、共重合体aの合成と同様の操作を行い、重量平均分子量が6000のジイソブチレン/無水マレイン酸共重合体cを得た。
実施例1-2における上記共重合体aに替えて、上記方法で得たジイソブチレン/無水マレイン酸共重合体c(重量平均分子量6000)を用いたこと以外は実施例1-2と同様の操作を行い、分散剤A-10および実施例1-9の分散剤組成物を得た。
(Example 1-9)
17.4 g of Perbutyl O (polymerization initiator, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, manufactured by NOF Corporation) dissolved in 23.1 g of diisobutylene (manufactured by Maruzen Petrochemical Co., Ltd.) was used as the initiator solution. A diisobutylene/maleic anhydride copolymer c having a weight-average molecular weight of 6,000 was obtained by performing the same operation as in the synthesis of the copolymer a, except that it was added.
The same procedure as in Example 1-2 was performed except that the diisobutylene/maleic anhydride copolymer c (weight average molecular weight: 6000) obtained by the above method was used instead of the above copolymer a in Example 1-2. The operation was carried out to obtain dispersant A-10 and dispersant compositions of Examples 1-9.

(実施例1-10)
内容量1Lのガラス製4つ口セパラブルフラスコに、イソバン04(クラレ社製、イソブチレン-無水マレイン酸共重合物、重量平均分子量:60000)を54.59g、テトラヒドロフラン(THF)(富士フイルム和光純薬株式会社製)を350.00g入れ、窒素雰囲気下で一定時間(0.5時間)攪拌した。そして、フラスコ内にステアリルアミン(富士フイルム和光純薬株式会社製)95.41gを室温で添加した後、フラスコ内の反応溶液を50℃付近に昇温し2時間保持することで、ポリマー溶液を得た。ポリマー溶液から溶媒を揮発させて、分散剤A―11を得た。それを、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)と混合して、分散剤A―11の含有量が0.5質量%の実施例1-10の分散剤組成物を得た。分散剤A―11とN-メチル-2-ピロリドン(NMP)との混合は、50℃で5時間、回転速度200rpmで撹拌することにより行った。
(Example 1-10)
54.59 g of Isoban 04 (manufactured by Kuraray Co., Ltd., isobutylene-maleic anhydride copolymer, weight average molecular weight: 60000), tetrahydrofuran (THF) (Fujifilm Wako Pure 350.00 g of Yaku Co., Ltd.) was added and stirred for a certain period of time (0.5 hours) under a nitrogen atmosphere. Then, after adding 95.41 g of stearylamine (manufactured by Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) into the flask at room temperature, the reaction solution in the flask was heated to around 50° C. and held for 2 hours to obtain a polymer solution. Obtained. The solvent was volatilized from the polymer solution to obtain Dispersant A-11. This was mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) to obtain a dispersant composition of Example 1-10 containing 0.5% by weight of dispersant A-11. Dispersant A-11 and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were mixed by stirring at 50° C. for 5 hours at a rotation speed of 200 rpm.

(実施例1-11)
分散剤A-2を20.0質量部と、分散剤A-2を中和できる量の2-アミノ-2メチル-1-プロパノール(有機アミンB2)3.7質量部と、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)76.3質量部とを50℃で5時間、回転速度200rpmで攪拌混合して、実施例1-11の分散剤組成物を得た。
(Example 1-11)
20.0 parts by mass of dispersant A-2, 3.7 parts by mass of 2-amino-2methyl-1-propanol (organic amine B2) in an amount capable of neutralizing dispersant A-2, and N-methyl- 76.3 parts by mass of 2-pyrrolidone (NMP) was stirred and mixed at 50° C. for 5 hours at a rotation speed of 200 rpm to obtain a dispersant composition of Example 1-11.

(実施例1-12)
分散剤A-2を20.0質量部と、2-アミノ-2メチル-1-プロパノール(有機アミンB2)10.0質量部と、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)70.0質量部とを50℃で5時間、回転速度200rpmで攪拌混合して、実施例1-12の分散剤組成物を得た。
(Example 1-12)
20.0 parts by weight of dispersant A-2, 10.0 parts by weight of 2-amino-2methyl-1-propanol (organic amine B2), and 70.0 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were stirred and mixed at 50° C. for 5 hours at a rotation speed of 200 rpm to obtain a dispersant composition of Example 1-12.

(実施例1-13)
分散剤A-2を20.0質量部と、2-アミノ-2メチル-1-プロパノール(有機アミンB2)20.0質量部と、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)60.0質量部とを50℃で5時間、回転速度200rpmで攪拌混合して、実施例1-13の分散剤組成物を得た。
(Example 1-13)
20.0 parts by weight of dispersant A-2, 20.0 parts by weight of 2-amino-2methyl-1-propanol (organic amine B2), and 60.0 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were stirred and mixed at 50° C. for 5 hours at a rotational speed of 200 rpm to obtain a dispersant composition of Example 1-13.

(実施例1-14~1-18)
2-アミノ-2メチル-1-プロパノール(有機アミンB2)を下記表1に記載の有機アミンB2に替えたこと以外は、実施例1-13と同様の手法で、実施例1-14~1-18の分散剤組成物を得た。
(Examples 1-14 to 1-18)
Examples 1-14 to 1-14 were prepared in the same manner as in Example 1-13, except that 2-amino-2methyl-1-propanol (organic amine B2) was replaced with organic amine B2 shown in Table 1 below. A dispersant composition of -18 was obtained.

(比較例1-2)
NMPをトルエンに替えたこと以外は実施例1-2の分散剤組成物と同様にして比較例1-2の分散剤組成物を調製した。
(Comparative Example 1-2)
A dispersant composition of Comparative Example 1-2 was prepared in the same manner as the dispersant composition of Example 1-2 except that NMP was replaced with toluene.

(比較例1-3)
NMPをジメチルホルムアミドに替えたこと以外は実施例1-2の分散剤組成物と同様にして比較例1-3の分散剤組成物を調製した。
(Comparative Example 1-3)
A dispersant composition of Comparative Example 1-3 was prepared in the same manner as the dispersant composition of Example 1-2 except that NMP was replaced with dimethylformamide.

(比較例1-4)
NMPを2-プロパノールに替えたこと以外は実施例1-2の分散剤組成物と同様にして比較例4の分散剤組成物を調製した。
(Comparative Example 1-4)
A dispersant composition of Comparative Example 4 was prepared in the same manner as the dispersant composition of Example 1-2 except that NMP was replaced with 2-propanol.

(比較例1-5)
NMPをエタノールに替えたこと以外は実施例1-2の分散剤組成物と同様にして比較例1-5の分散剤組成物を調製した。
(Comparative Example 1-5)
A dispersant composition of Comparative Example 1-5 was prepared in the same manner as the dispersant composition of Example 1-2 except that NMP was replaced with ethanol.

Figure 0007339404000006
Figure 0007339404000006

尚、比較例1-3の分散剤組成物については、分散剤A-2と有機溶媒(ジメチルホルムアミド)の混合物を50℃で5時間、回転速度200rpmで撹拌しても、分散剤A-2が有機溶媒に溶けないことを目視により確認した(表2中の比較例2-3参照)。それ以外の分散剤組成物については、目視により、その外観は均一透明な溶液であり、分散剤の溶け残りは無いことを確認した。 Regarding the dispersant composition of Comparative Example 1-3, even if the mixture of dispersant A-2 and organic solvent (dimethylformamide) was stirred at 50° C. for 5 hours at a rotational speed of 200 rpm, dispersant A-2 was visually confirmed to be insoluble in the organic solvent (see Comparative Example 2-3 in Table 2). The other dispersant compositions were visually confirmed to be uniform and transparent solutions with no undissolved dispersant.

3.導電材スラリーの調製
(実施例2-1)
繊維状炭素ナノ構造体としてのMWカーボンナノチューブ(LG Chem製 多層カーボンナノチューブ BT-1003M、平均直径12.5nm、長さ10~70μm(カタログ値)と、実施例1-1の分散剤組成物と、追加のNMPとを混合し、MWカーボンナノチューブ(CNT)を1.5質量部、分散剤を0.30質量部、NMPを98.2質量部含む粗分散液を得た。
得られた粗分散液を、分散時に背圧を負荷する多段圧力制御装置(多段降圧器)を有する高圧ホモジナイザー(株式会社美粒製、製品名「BERYU MINI」)に充填し、120MPaの圧力で分散処理を行った。具体的には、背圧を負荷しつつ、粗分散液にせん断力を与えてMWカーボンナノチューブを分散させ、繊維状炭素ナノ構造体分散液として、実施例2-1の導電材スラリーを得た。なお、分散処理は、分散液を高圧ホモジナイザーから排出させて再び高圧ホモジナイザーに注入するという循環をさせながら行い、当該循環は20回行った。分散液の排出及び注入速度は45g/分とした。
得られた実施例2-1の導電材スラリーの温度25℃における粘度を測定したところ、粘度は17mPa・sであった。
3. Preparation of conductive material slurry (Example 2-1)
MW carbon nanotubes as fibrous carbon nanostructures (manufactured by LG Chem, multi-walled carbon nanotubes BT-1003M, average diameter 12.5 nm, length 10 to 70 μm (catalog value), and the dispersant composition of Example 1-1 , and additional NMP to obtain a crude dispersion containing 1.5 parts by mass of MW carbon nanotubes (CNT), 0.30 parts by mass of a dispersant, and 98.2 parts by mass of NMP.
The obtained coarse dispersion is filled into a high-pressure homogenizer (manufactured by Mitsuyu Co., Ltd., product name "BERYU MINI") having a multistage pressure control device (multistage pressure reducer) that applies back pressure during dispersion, and is subjected to a pressure of 120 MPa. Distributed processing was performed. Specifically, while applying back pressure, a shearing force was applied to the coarse dispersion to disperse the MW carbon nanotubes, thereby obtaining the conductive material slurry of Example 2-1 as a fibrous carbon nanostructure dispersion. . The dispersion treatment was performed while circulating the dispersion by discharging it from the high-pressure homogenizer and reinjecting it into the high-pressure homogenizer, and the circulation was performed 20 times. The discharge and injection rate of the dispersion was 45 g/min.
When the viscosity of the obtained conductive material slurry of Example 2-1 was measured at a temperature of 25° C., the viscosity was 17 mPa·s.

(実施例2-2~2-18、比較例2-1~2-5)
実施例1-1の分散剤組成物に替えて、各々、実施例1-2~1-18、比較例1-1~1-5の分散剤組成物を用い、実施例2-1の導電材スラリーの調製と同様の手法により、実施例2-2~2-18の導電材スラリー、比較例2-1~2-5の導電材スラリーを調製した。導電材スラリーの組成は、各々、表2に示した通りとした。
(Examples 2-2 to 2-18, Comparative Examples 2-1 to 2-5)
Instead of the dispersant composition of Example 1-1, the dispersant compositions of Examples 1-2 to 1-18 and Comparative Examples 1-1 to 1-5 were used, respectively, and the conductive composition of Example 2-1 was used. Conductive material slurries of Examples 2-2 to 2-18 and conductive material slurries of Comparative Examples 2-1 to 2-5 were prepared in the same manner as in the preparation of material slurries. The compositions of the conductive material slurries were each as shown in Table 2.

Figure 0007339404000007
Figure 0007339404000007

表2に示されるように、実施例の導電材スラリーの方が、比較例の導電材スラリーよりも粘度が顕著に低く、CNTの分散粒径も小さくて、分散性が良好であることが分かる。 As shown in Table 2, the conductive material slurry of the example has a significantly lower viscosity than the conductive material slurry of the comparative example, and the dispersed particle diameter of CNT is small, indicating that the dispersibility is good. .

4.正極ペーストの調製
(実施例3-1)
実施例2-1の導電材スラリー2.06g、NMP1.03g、PVDF(8%)NMP溶液(KFポリマーL#7208、株式会社クレハ製)1.9gを、50mlのサンプルビンに秤取り、スパーテルで均一にかき混ぜた。その後、正極活物質としてLiCoO2(セルシード、日本化学工業製)12gを添加し、再度スパーテルで均一になるまでかき混ぜた。さらに自転公転ミキサー(AR-100 株式会社 シンキー製)で5分間撹拌し、実施例3-1の正極ペーストを得た。
なお、正極活物質、結着剤(PVDF)、導電材(カーボンナノチューブ)及び分散剤の質量比率は98.45:1.25:0.25:0.05(固形分換算)とし、正極ペーストの固形分量(質量%)は、71.7質量%とした。正極ペーストの全固形分量は、正極ペーストが含有する、正極活物質、結着剤、導電材および分散剤の合計質量である。
4. Preparation of positive electrode paste (Example 3-1)
2.06 g of the conductive material slurry of Example 2-1, 1.03 g of NMP, and 1.9 g of a PVDF (8%) NMP solution (KF Polymer L #7208, manufactured by Kureha Co., Ltd.) were weighed into a 50 ml sample bottle, followed by a spatula. Stir evenly with Thereafter, 12 g of LiCoO 2 (Cellseed, manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) was added as a positive electrode active material, and the mixture was stirred again with a spatula until uniform. Further, the mixture was stirred for 5 minutes with a rotation/revolution mixer (AR-100, manufactured by Thinky Co., Ltd.) to obtain a positive electrode paste of Example 3-1.
The mass ratio of the positive electrode active material, the binder (PVDF), the conductive material (carbon nanotube) and the dispersant was 98.45:1.25:0.25:0.05 (in terms of solid content), and the positive electrode paste The solid content (% by mass) of was set to 71.7% by mass. The total solid content of the positive electrode paste is the total mass of the positive electrode active material, binder, conductive material and dispersant contained in the positive electrode paste.

(実施例3-2~3-10、比較例3-1~3-5)
実施例2-1の導電材スラリーに代えて、各々、実施例2-2~2-10、比較例2-1~2-5の導電材スラリーを用いたこと以外は実施例3-1と同様の手法により、各々、実施例3-2~3-10、比較例3-1~3-5の正極ペーストを調製した。
(Examples 3-2 to 3-10, Comparative Examples 3-1 to 3-5)
Example 3-1 except that the conductive material slurries of Examples 2-2 to 2-10 and Comparative Examples 2-1 to 2-5 were used instead of the conductive material slurry of Example 2-1. Positive electrode pastes of Examples 3-2 to 3-10 and Comparative Examples 3-1 to 3-5 were prepared in the same manner.

下記表3に、上記[正極塗膜の抵抗値の測定]に記載の方法に従って正極塗膜を作製し、その塗膜抵抗を測定し、その結果を示した。 In Table 3 below, positive electrode coating films were prepared according to the method described in [Measurement of resistance value of positive electrode coating film], and the coating film resistance was measured, and the results are shown.

Figure 0007339404000008
Figure 0007339404000008

表3に示されるように、実施例の正極ペーストを用いて形成された正極塗膜の塗膜抵抗の方が、比較例3-1の正極ペーストを用いて形成された正極塗膜の塗膜抵抗よりも顕著に低かった。比較例3-2~3-5については、炭素材料系導電材の分散が不十分であるため、塗膜抵抗が測定装置の上限を超える結果となり測定できなかった。 As shown in Table 3, the coating resistance of the positive electrode coating film formed using the positive electrode paste of Example is higher than that of the positive electrode coating film formed using the positive electrode paste of Comparative Example 3-1. significantly lower than the resistance. In Comparative Examples 3-2 to 3-5, the dispersion of the carbon material-based conductive material was insufficient, so that the coating film resistance exceeded the upper limit of the measuring device and could not be measured.

5.蓄電デバイス用正極電極の調製
(実施例4-1)
実施例2-2の導電材スラリー2.6gと、追加の炭素材料系導電材であるアセチレンブラック(デンカ製アセチレンブラックLi-400、一次粒子径48nm、比表面積39m2/g(カタログ値))0.24gと、更に追加の蓄電デバイス電極用分散剤組成物(実施例1-2)0.04gと、PVDFのNMP溶液(固形分8% KFポリマーL#7208、株式会社クレハ製、バインダー溶液)3.9gとを、50mlのサンプルビンに秤取り、スパーテルで均一にかき混ぜた。その後、正極活物質としてLCO(コバルト酸リチウム 北京当升社製、「GSL-5D」)15gと、追加溶媒のNMP2.4gを添加し、再度スパーテルで均一になるまでかき混ぜた。さらに自転公転ミキサー(AR-100 株式会社 シンキー製)で10分間撹拌し、正極ペーストを得た。なお、正極活物質、結着剤(PVDF)、導電材(カーボンナノチューブ)、導電材(アセチレンブラック)及び重合体A(分散剤A-2)の質量比率は96.2:1.95:0.25:1.5:0.1(固形分換算)とし、正極ペーストの固形分量(質量%)は、65質量%とした。正極ペーストの全固形分量は、正極ペーストが含有する、重合体A、正極活物質、導電材および結着剤の合計質量である。調製した正極ペースト中の各成分の配合量(有効分、質量%)は、表4に示すとおりであり、この正極ペーストを用いて蓄電デバイスを作成し、直流抵抗(DCR)を測定した結果を表5に示す。
5. Preparation of positive electrode for power storage device
(Example 4-1)
2.6 g of the conductive material slurry of Example 2-2 and acetylene black (Denka acetylene black Li-400, primary particle diameter 48 nm, specific surface area 39 m 2 /g (catalog value)), which is an additional carbon material-based conductive material. 0.24 g, 0.04 g of additional power storage device electrode dispersant composition (Example 1-2), and NMP solution of PVDF (solid content 8% KF polymer L # 7208, Kureha Co., Ltd., binder solution ) was weighed into a 50 ml sample bottle and evenly stirred with a spatula. After that, 15 g of LCO (lithium cobalt oxide, manufactured by Beijing Dongsheng Co., Ltd., "GSL-5D") as a positive electrode active material and 2.4 g of NMP as an additional solvent were added, and the mixture was stirred again with a spatula until uniform. Further, the mixture was stirred for 10 minutes with a rotation/revolution mixer (AR-100, manufactured by Thinky Co., Ltd.) to obtain a positive electrode paste. The mass ratio of the positive electrode active material, binder (PVDF), conductive material (carbon nanotube), conductive material (acetylene black) and polymer A (dispersant A-2) is 96.2:1.95:0. .25:1.5:0.1 (in terms of solid content), and the solid content (mass%) of the positive electrode paste was 65 mass%. The total solid content of the positive electrode paste is the total mass of the polymer A, positive electrode active material, conductive material and binder contained in the positive electrode paste. The compounding amount (effective content, mass %) of each component in the prepared positive electrode paste is as shown in Table 4. An electricity storage device was produced using this positive electrode paste, and the results of measuring the direct current resistance (DCR) were obtained. Table 5 shows.

(実施例4-2~4-9)
導電材スラリーの種類と追加の蓄電デバイス電極用分散剤組成物を表4に示すものに変更したこと以外は、上記実施例4-1と同様にして、正極ペースト(実施例4-2~4-9)を調製した。これらの正極ペーストを用いて蓄電デバイスを作成し、直流抵抗(DCR)を測定した結果は表5に示す通りである。
(Examples 4-2 to 4-9)
Positive electrode paste (Examples 4-2 to 4-4 -9) was prepared. These positive electrode pastes were used to prepare power storage devices, and the results of direct current resistance (DCR) measurement are shown in Table 5.

Figure 0007339404000009
Figure 0007339404000009

Figure 0007339404000010
Figure 0007339404000010

有機アミンB2を含む分散剤組成物を使用して調整した実施例4-2~4-9の正極ペーストで作製した正極塗膜を含む蓄電デバイスの直流抵抗は、実施例4-1の正極ペーストで作製した正極塗膜を含む蓄電デバイスの直流抵抗よりも低い。故に、正極ペーストが有機アミンB2を含むと、より抵抗の低い蓄電デバイスが得られることがわかる。 The DC resistance of the electric storage device including the positive electrode coating film prepared from the positive electrode pastes of Examples 4-2 to 4-9 prepared using the dispersant composition containing organic amine B2 was compared with that of the positive electrode paste of Example 4-1. is lower than the DC resistance of the electricity storage device including the positive electrode coating film prepared in . Therefore, it can be seen that when the positive electrode paste contains organic amine B2, an electricity storage device with lower resistance can be obtained.

本開示の分散剤組成物は、炭素材料系導電材の分散性が良好であり、結果、炭素材料系導電材スラリーの低粘度化が可能である。そして、本開示の分散剤組成物を正極ペーストの調製に用いれば、正極ペーストの粘度も低く、正極塗膜の低抵抗化及び蓄電デバイスの低抵抗化に寄与しうる。 The dispersant composition of the present disclosure has good dispersibility of the carbon material-based conductive material, and as a result, it is possible to reduce the viscosity of the carbon material-based conductive material slurry. Then, if the dispersant composition of the present disclosure is used to prepare a positive electrode paste, the viscosity of the positive electrode paste is also low, which can contribute to lower resistance of the positive electrode coating film and lower resistance of the electricity storage device.

Claims (9)

下記一般式(1)で表される繰り返し単位を含む重合体と有機溶媒とを含み、前記有機溶媒は、N-メチルピロリドンである、蓄電デバイス電極用分散剤組成物。
Figure 0007339404000011
ただし、上記一般式(1)中、
1は、水素又はメチル基であり、
2、C n2n+1、i-Cn2n+1又は65 あり、nは1~10であり、
3は、Cm2m+1又はi-Cm2m+1であり、mは16~22であり、
Mは、水素、NH4、前記有機溶媒に可溶な塩を与えるアルカリ金属又は前記有機溶媒に可溶な有機アンモニウムであり、
a,bは、各々、a+b=1として表されるモル分率であり、0.50≦b≦1.00を満たす。
A dispersant composition for a power storage device electrode, comprising a polymer containing a repeating unit represented by the following general formula (1) and an organic solvent, wherein the organic solvent is N-methylpyrrolidone .
Figure 0007339404000011
However, in the above general formula (1),
R 1 is hydrogen or a methyl group;
R 2 is C n H 2n+1 , iC n H 2n+1 , or C 6 H 5 , n is 1 to 10;
R 3 is C m H 2m+1 or iC m H 2m+1 and m is 16 to 22;
M is hydrogen, NH4 , an alkali metal giving a salt soluble in said organic solvent or an organic ammonium soluble in said organic solvent;
Each of a and b is a molar fraction expressed as a+b=1 and satisfies 0.50≦b≦1.00.
前記蓄電デバイス電極用分散剤組成物は、さらに、1種または2種以上の、前記有機溶媒に可溶でありSP値が9.5(cal/cm 3 1/2 以上14(cal/cm 3 1/2 以下の有機アミンを含む、請求項1に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。 The power storage device electrode dispersant composition is further soluble in one or more of the organic solvents and has an SP value of 9.5 (cal/cm 3 ) 1/2 or more and 14 (cal/cm 3 ) The dispersant composition for electricity storage device electrodes according to claim 1, which contains 1/2 or less of the organic amine . 前記有機アミンの沸点は260℃以下である、請求項2に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。 The dispersant composition for an electricity storage device electrode according to claim 2, wherein the organic amine has a boiling point of 260°C or lower. 前記有機アミンの含有量が、前記重合体の含有量100質量部に対して10質量部以上300質量部以下である、請求項2に記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物。 The dispersant composition for an electricity storage device electrode according to claim 2, wherein the content of the organic amine is 10 parts by mass or more and 300 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the content of the polymer. 請求項1からのいずれかに記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物と、炭素材料系導電材とを含む、炭素材料系導電材スラリーであり、前記炭素材料系導電材スラリーに含まれる有機溶媒の25℃における比誘電率が25.0以上35.0以下である、炭素材料系導電材スラリー。 A carbon material-based conductive material slurry comprising the electricity storage device electrode dispersant composition according to any one of claims 1 to 4 and a carbon material-based conductive material, wherein the organic material contained in the carbon material-based conductive material slurry A carbon material-based conductive material slurry in which the dielectric constant at 25° C. of the solvent is 25.0 or more and 35.0 or less. 炭素材料系導電材が、カーボンブラック及びカーボンナノチューブから選ばれる少なくとも1種である、請求項に記載の炭素材料系導電材スラリー。 The carbon material-based conductive material slurry according to claim 5 , wherein the carbon material-based conductive material is at least one selected from carbon black and carbon nanotubes. 請求項1からのいずれかに記載の蓄電デバイス電極用分散剤組成物と、正極活物質と、炭素材料系導電材とを含む蓄電デバイス用正極ペーストであり、前記蓄電デバイス用正極ペーストに含まれる有機溶媒がN-メチルピロリドンである、蓄電デバイス用正極ペースト。 A positive electrode paste for an electrical storage device, comprising the dispersant composition for an electrical storage device electrode according to any one of claims 1 to 4 , a positive electrode active material, and a carbon material-based conductive material, the positive electrode paste being included in the positive electrode paste for an electrical storage device. A positive electrode paste for an electricity storage device, wherein the organic solvent contained therein is N-methylpyrrolidone . 請求項に記載の蓄電デバイス用正極ペーストを用いて作製する蓄電デバイス用正極電極の製造方法。 A method for producing a positive electrode for an electric storage device using the positive electrode paste for an electric storage device according to claim 7 . 請求項に記載の製造方法により作製した蓄電デバイス用正極電極を用いて作製する蓄電デバイスの製造方法。 A method for producing an electricity storage device using the positive electrode for an electricity storage device produced by the production method according to claim 8 .
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