JPH1197029A - Nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte secondary battery

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Publication number
JPH1197029A
JPH1197029A JP9324848A JP32484897A JPH1197029A JP H1197029 A JPH1197029 A JP H1197029A JP 9324848 A JP9324848 A JP 9324848A JP 32484897 A JP32484897 A JP 32484897A JP H1197029 A JPH1197029 A JP H1197029A
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JP
Japan
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weight
polyamide
binder
secondary battery
parts
Prior art date
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Application number
JP9324848A
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Japanese (ja)
Inventor
Ryuichi Matsuo
龍一 松尾
Juichi Fukaya
重一 深谷
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1197029A publication Critical patent/JPH1197029A/en
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve charge and discharge characteristics and the capacity maintaining ratio in long repeat use by improving the capacity through a process of making a lowermost layer film to be brought in contact with a conductive base body contains binder made of polyamide elastomer and an electron transmitting auxiliary material. SOLUTION: It is desirable that polyamide elastomer has the melting point of 140 deg.C or more, the crystal fusing heat value of 3 mj/mg or more, and the limiting viscosity (Ubbelohde's viscometer, ortho-chlorophenol solution, 30 deg.C) of 0.35 to 2 dL/g. Moreover, it is desirable that the elastomer is polyester amide formed by reacting either dicarboxylic acid to be expressed by the following formula I or diol to be expressed by the formula II and polyamide having the reduced viscosity (1 g/dL 98% sulfuric acid, 20 deg.C) of 0.5 to 7 dL/g. The formula I: HOOC-R<1> -COOH (R<1> is an alkylene group having the carbon numbers of 2 to 8), the formula II: HO-R<2> -OH (R<2> is an alkylene group having the carbon numbers of 2 to 6).

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高容量で充放電特
性に優れた非水電解質二次電池に関する。
The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high capacity and excellent charge / discharge characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、携帯型ビデオカメラや携帯型パソ
コン等の携帯型電子機器の普及に伴い、移動用電源とし
ての電池の需要が急増している。また、このような電池
に対する小型化、軽量化、高エネルギー密度化の要求は
非常に高い。
2. Description of the Related Art In recent years, with the spread of portable electronic devices such as portable video cameras and portable personal computers, demand for batteries as a portable power supply has been rapidly increasing. Also, there is a very high demand for such batteries to be reduced in size, weight, and energy density.

【0003】移動用電源として、アルカリマンガン電池
のような一次電池は、一回の放電のみの使用であるの
で、コスト的に、又、廃棄物処理の面で不利である。ま
た、繰り返し充放電が可能な二次電池としては、従来、
鉛電池、ニッケル・カドミウム電池等の水溶系電池が主
流であるが、これらの水溶系電池は、充放電特性は優れ
ているが、電池重量やエネルギー密度の点では、携帯型
電子機器の移動用電源として充分満足できる特性を有し
ているとはいえない。
[0003] A primary battery such as an alkaline manganese battery is used only as a single discharge as a mobile power source, and is disadvantageous in terms of cost and waste disposal. In addition, as a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged,
Water-based batteries such as lead batteries and nickel-cadmium batteries are the mainstream, but these water-based batteries have excellent charge / discharge characteristics, but are not suitable for portable electronic devices in terms of battery weight and energy density. It cannot be said that the power supply has sufficiently satisfactory characteristics.

【0004】そこで、二次電池として、リチウム又はリ
チウム合金を負電極に用いた非水電解質二次電池の研究
開発が盛んに行われている。この電池は、高エネルギー
密度を有し、自己放電も少なく、軽量であるという優れ
た特長を有している。
[0004] Therefore, as a secondary battery, research and development of a non-aqueous electrolyte secondary battery using lithium or a lithium alloy for a negative electrode has been actively conducted. This battery has excellent features of high energy density, low self-discharge, and light weight.

【0005】しかし、このようなリチウム又はリチウム
合金を負電極に用いた非水電解質二次電池は、充電時
に、負電極においてリチウムがデンドライト状に結晶成
長し、充放電サイクルの進行に伴い、このデンドライト
状の結晶が正電極に到達し、内部短絡に至るという欠点
があり、実用化への大きな障害となっていた。
However, in such a nonaqueous electrolyte secondary battery using lithium or a lithium alloy for the negative electrode, lithium grows in a dendrite-like crystal at the negative electrode at the time of charging. There is a drawback that dendrite-like crystals reach the positive electrode and cause an internal short circuit, which has been a major obstacle to practical use.

【0006】そこで、このような問題を解決するため
に、正極活物質であるリチウムの複合酸化物を正電極と
し、化学的、物理的方法により、負極活物質であるリチ
ウムを負極活物質担持体である炭素材料に担持させたも
の又は炭素材料自体を負電極とした非水電解質二次電池
が注目されている。
In order to solve such a problem, a composite oxide of lithium as a positive electrode active material is used as a positive electrode, and lithium as a negative electrode active material is supported by a negative electrode active material carrier by a chemical and physical method. A non-aqueous electrolyte secondary battery in which a carbon material or a carbon material itself is used as a negative electrode has attracted attention.

【0007】このような非水電解質二次電池において
は、予め負電極の炭素材料に担持されている又は負極と
して作用したとき炭素材料に担持されるリチウム、正電
極のリチウムの複合酸化物の結晶構造中に含有されてい
るリチウム、及び、電解液中に溶解しているリチウムの
それぞれが、充電時には、負電極の炭素材料の炭素層間
ヘドープされ、放電時には、炭素層間からアンドープさ
れる。このため、充放電サイクルが進行しても、充電時
に、負電極におけるデンドライト状の結晶の析出は見ら
れず、内部短絡を起こしにくく、比較的良好な充放電特
性を示す。またエネルギー密度も高く、軽量である。
In such a non-aqueous electrolyte secondary battery, a composite oxide crystal of lithium, which is previously supported on the carbon material of the negative electrode or supported on the carbon material when acting as a negative electrode, and lithium of the positive electrode, is used. Lithium contained in the structure and lithium dissolved in the electrolytic solution are doped into the carbon layer of the carbon material of the negative electrode during charging, and undoped from the carbon layer during discharging. For this reason, even when the charge / discharge cycle proceeds, no precipitation of dendrite-like crystals at the negative electrode is observed during charging, an internal short circuit hardly occurs, and relatively good charge / discharge characteristics are exhibited. It also has a high energy density and is lightweight.

【0008】携帯型ビデオカメラや携帯型パソコン等の
携帯型電子機器は、比較的消費電流が大きいものが多
い。そのため、このような携帯型電子機器の移動用電源
は、重負荷に耐える必要がある。従って、その電池構造
としては、正電極と負電極とを帯状とし、帯状のセパレ
ータを介して、その長さ方向に巻回することによって構
成される渦巻式の巻回電極体構造とすることが好まし
い。このような構造によれば、電極面積を大きくし、限
られた空間内にできるだけ多くの活物質を充填すること
ができるので、重負荷による使用にも耐えることができ
る。このような構造をとるためには、正電極及び負電極
は、可撓性があり、薄膜状である必要がある。
[0008] Many portable electronic devices such as portable video cameras and portable personal computers consume relatively large current. Therefore, such a portable power supply for portable electronic devices needs to withstand heavy loads. Therefore, as the battery structure, a positive electrode and a negative electrode are formed in a strip shape, and a spiral wound electrode body structure formed by winding in the length direction through a strip separator is used. preferable. According to such a structure, the electrode area can be increased and the limited space can be filled with as much active material as possible, so that it can withstand use under heavy load. In order to take such a structure, the positive electrode and the negative electrode need to be flexible and have a thin film shape.

【0009】この方法は、結着剤及び活物質、活物質担
持体等を混合した活物質含有スラリーを、金属箔等の電
極集電体に塗布し、その後乾燥させて、電極集電体に活
物質含有層を形成したものである。このような結着剤と
して、例えばポリフッ化ビニリデン(特開平4−249
860号公報)、ポリグリセリンを主鎖とした三次元架
橋体(特開平4−308655号公報)などが提案され
ている。
According to this method, an active material-containing slurry obtained by mixing a binder, an active material, an active material carrier and the like is applied to an electrode current collector such as a metal foil and then dried to form an electrode current collector. An active material-containing layer was formed. As such a binder, for example, polyvinylidene fluoride (Japanese Patent Laid-Open No. 4-249)
860), and a three-dimensional cross-linked body having polyglycerin as a main chain (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-308655).

【0010】しかしながら、これらの非水電解質二次電
池は、数百回以上の充放電を繰り返した場合、活物質含
有層が充放電により膨張と収縮を繰り返すため、金属箔
から剥離したり、電極表面にクラックが発生したりする
ことにより、容量が低下するので、長期の繰り返し使用
は困難であった。この問題を解決するために、この活物
質含有層と導電性基体としての金属箔との密着性を高め
るため、特開平5−6766公報には、金属箔の表面粗
さを中心線平均粗さRaで0.15μm以上に粗面化す
ることが提案されている。これは、金属箔の表面を粗面
化して活物質含有層と金属箔との接触面を増加させるこ
とによって、活物質含有層が金属箔から脱落したり、剥
離するのを防止しようとするものである。
However, in these non-aqueous electrolyte secondary batteries, when the charge and discharge are repeated several hundred times or more, the active material-containing layer repeatedly expands and contracts due to charge and discharge. Cracks are generated on the surface, so that the capacity is reduced, so that long-term repeated use has been difficult. In order to solve this problem, in order to enhance the adhesion between the active material-containing layer and a metal foil as a conductive substrate, JP-A-5-6766 discloses that the surface roughness of the metal foil is determined by the center line average roughness. It has been proposed to roughen the surface to an Ra of 0.15 μm or more. This is to prevent the active material-containing layer from dropping off or peeling off from the metal foil by roughening the surface of the metal foil and increasing the contact surface between the active material-containing layer and the metal foil. It is.

【0011】しかしながら、この方法では、粗面化した
金属箔表面の凹部の底まで塗料を充填することが難し
く、そのため、粗面化して金属箔の表面積を増加させた
割には、効果が得られなかった。また、全体の厚みが約
20μm以下の金属箔の表面を中心線平均粗さRaで
0.15μm以上に粗面化すると、金属箔表面の凹凸の
深さが金属箔全厚のおおよそ10%を占めてしまうた
め、電池を数百回以上充放電させると、導電性基体とし
ての金属箔に機械的疲労が蓄積して、亀裂や破断が発生
し、それによって、電池の容量が劣化するという問題が
あった。
However, in this method, it is difficult to fill the paint to the bottom of the concave portion on the surface of the roughened metal foil. Therefore, the effect is obtained even though the surface is roughened and the surface area of the metal foil is increased. I couldn't. When the surface of the metal foil having a total thickness of about 20 μm or less is roughened to a center line average roughness Ra of 0.15 μm or more, the depth of the irregularities on the metal foil surface becomes approximately 10% of the total thickness of the metal foil. If the battery is charged and discharged several hundred times or more, mechanical fatigue accumulates on the metal foil as the conductive substrate, causing cracks and breaks, thereby deteriorating the capacity of the battery. was there.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】そこで、特開平8−3
29928号公報には上記活物質含有層を2層以上の多
層膜で構成し、導電性基体に接する最下層膜を、結着剤
と、結着剤と平均膜厚より大きい粒径の電子伝導助材を
含む膜とする方法が提案されている。しかしながら、こ
の方法でも活物質含有層の膨張と収縮に追随したり、渦
巻式の巻回電極体構造とするだけの柔軟性にかけるた
め、導電性基体と活物質含有層との接着性はまだ不十分
である。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-3
No. 29928 discloses that the above-mentioned active material-containing layer is composed of a multilayer film composed of two or more layers, and the lowermost layer film in contact with the conductive substrate is formed of a binder, an electron conductive material having a particle diameter larger than the average thickness of the binder and the average thickness. A method of forming a film containing an auxiliary material has been proposed. However, even in this method, the adhesiveness between the conductive substrate and the active material-containing layer is not yet sufficient in order to follow the expansion and contraction of the active material-containing layer and to apply the flexibility required to form a spiral wound electrode body structure. Not enough.

【0013】本発明は上記の問題点を解決し、充放電に
伴う活物質含有層の導電性基体からの剥離や導電性基体
の亀裂や破断の発生を抑制して、高容量で充放電特性に
優れ、長期の繰り返し使用においても容量維持率の高い
非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
The present invention solves the above problems and suppresses the separation of the active material-containing layer from the conductive substrate and the occurrence of cracks and breaks in the conductive substrate during charging and discharging, thereby achieving high capacity and high charging and discharging characteristics. It is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery which is excellent in durability and has a high capacity retention ratio even in long-term repeated use.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明の非水電解質二次
電池は、導電性基体上に、リチウムイオンをドープ・ア
ンドープしうる物質及び結着剤を含有する塗膜を形成し
た電極を有し、上記塗膜が少なくとも2層の多層膜で構
成された非水電解質二次電池において、導電性基体に接
する最下層膜が、ポリアミド系エラストマーからなる結
着剤と電子伝導助材とを含むものである。
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has an electrode having a conductive substrate on which a coating containing a substance capable of doping and undoping lithium ions and a binder is formed. In the nonaqueous electrolyte secondary battery in which the coating film is composed of at least two multilayer films, the lowermost film in contact with the conductive substrate contains a binder made of a polyamide elastomer and an electron conduction aid. It is a thing.

【0015】本発明において使用される導電性基体とし
ては特に限定されず、例えば、金、銀、銅、ニッケル、
ステンレス、アルミニウム、チタン等の金属箔のが挙げ
られる。正電極用としては、ステンレス、アルミニウ
ム、チタン等が、負電極用としては、銅等が好ましい。
上記金属箔としては、厚さが、数μm〜数百μmのもの
が好適に用いられる。
The conductive substrate used in the present invention is not particularly limited. For example, gold, silver, copper, nickel,
And metal foils such as stainless steel, aluminum, and titanium. For the positive electrode, stainless steel, aluminum, titanium and the like are preferable, and for the negative electrode, copper and the like are preferable.
The metal foil having a thickness of several μm to several hundred μm is preferably used.

【0016】本発明において使用される電極は、リチウ
ムイオンをドープ・アンドープしうる物質及び結着剤を
含有する塗膜を形成し、上記塗膜が少なくとも2層の多
層膜で構成される。
The electrode used in the present invention forms a coating containing a substance capable of doping and undoping lithium ions and a binder, and the coating comprises a multilayer film of at least two layers.

【0017】本発明においては、正電極又は負電極のい
ずれかが上記構成であればよいが、より耐久性に優れた
電極とするためには、正電極及び負電極の双方が上記構
成であることが好ましい。
In the present invention, it is sufficient that either the positive electrode or the negative electrode has the above configuration, but in order to make the electrode more durable, both the positive electrode and the negative electrode have the above configuration. Is preferred.

【0018】リチウムイオンをドープ・アンドープしう
る物質(以下、「活物質」という)は通常のリチウム二
次電池に用いられているものを用いることができ、正電
極用活物質としては、一般式LiMO2 (式中、Mは、
Co、Ni、Mn及びVからなる群から選択された少な
くとも1種を表す)、Lix y Mn2-y 4 (式中、
Mは、Co、Ni及びMnからなる群から選択された少
なくとも1種を表す)、Lix y Mn2-y 5 で表さ
れる複合酸化物が使用される。
As the material capable of doping and undoping lithium ions (hereinafter referred to as "active material"), those used in ordinary lithium secondary batteries can be used. LiMO 2 (where M is
Co, Ni, represents at least one selected from the group consisting of Mn and V), Li x M y Mn 2-y O 4 ( wherein,
M is, Co, represents at least one selected from the group consisting of Ni and Mn), the composite oxide is used which is represented by Li x V y Mn 2-y O 5.

【0019】上記LiMO2 で表される複合酸化物とし
ては特に限定されず、例えば、リチウム・コバルト複合
酸化物、リチウム・ニッケル複合酸化物、リチウム・コ
バルト・ニッケル複合酸化物、リチウム・マンガン複合
酸化物、リチウム・バナジウム複合酸化物等が挙げられ
る。これらは単独または混合物あるいは固溶体で用いら
れる。
The composite oxide represented by LiMO 2 is not particularly limited, and examples thereof include lithium-cobalt composite oxide, lithium-nickel composite oxide, lithium-cobalt-nickel composite oxide, and lithium-manganese composite oxide. And lithium-vanadium composite oxide. These are used alone or as a mixture or a solid solution.

【0020】上記Lix y Mn2-y 4 で表される複
合酸化物としては特に限定されず、例えば、リチウム・
マンガン・クロム複合酸化物、リチウム・マンガン・コ
バルト複合酸化物、リチウム・マンガン・ニッケル複合
酸化物などが挙げられる。これらは単独または混合物あ
るいは固溶体で用いられる。
[0020] is not particularly restricted but includes composite oxide represented by the Li x M y Mn 2-y O 4, for example, lithium
Manganese / chromium composite oxide, lithium / manganese / cobalt composite oxide, lithium / manganese / nickel composite oxide, and the like can be given. These are used alone or as a mixture or a solid solution.

【0021】就中、リチウム・コバルト複合酸化物、リ
チウム・ニッケル複合酸化物、リチウム・コバルト・ニ
ッケル複合酸化物、リチウム・マンガン複合酸化物が好
適に用いられる。
Of these, lithium-cobalt composite oxide, lithium-nickel composite oxide, lithium-cobalt-nickel composite oxide, and lithium-manganese composite oxide are preferably used.

【0022】また、これらの複合酸化物に、黒鉛やブラ
ックカーボン等の導電剤を併用してもよい。
Further, a conductive agent such as graphite or black carbon may be used in combination with these composite oxides.

【0023】上記、負電極用活物質としては、リチウム
及びその合金、結晶性又は低結晶性の炭素材料が使用さ
れる。
As the negative electrode active material, lithium and its alloys, and crystalline or low-crystalline carbon materials are used.

【0024】上記結晶性炭素材料としては、X線回折に
おける(002)面の面間隔が、3.7オングストロー
ム以上のものが好ましい。3.7オングストローム未満
であると、リチウムのドープ量が少なく、炭素の単位重
量あたりの電流容量が小さくなる。上記結晶性炭素材料
としては特に限定されず、例えば、ピッチコークス、ニ
ードルコークス等のコークス;カーボンファイバー、人
造黒鉛、天然黒鉛等が挙げられる。
The crystalline carbon material preferably has a (002) plane spacing of at least 3.7 angstroms in X-ray diffraction. If it is less than 3.7 angstroms, the doping amount of lithium is small, and the current capacity per unit weight of carbon is small. The crystalline carbon material is not particularly limited, and examples thereof include coke such as pitch coke and needle coke; carbon fiber, artificial graphite, and natural graphite.

【0025】上記結晶性炭素材料は、例えば、700〜
3000℃程度の温度による焼成等の方法により、有機
材料を炭素化することにより製造することができる。上
記有機材料としては特に限定されず、例えば、フルフリ
ルアルコール又はフルフラールのホモポリマーよりなる
フラン樹脂、フルフリルアルコール及びフルフラールの
コポリマーよりなるフラン樹脂、セルロース、フェノー
ル樹脂、ポリアクリロニトリル等のアクリル樹脂、ポリ
塩化ビニル等のハロゲン化ビニル樹脂、ポリアミドイミ
ド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセチレン、ポリパラフ
ェニレン等の有機高分子化合物等が挙げられる。これら
のうち、フルフリルアルコール又はフルフラールのホモ
ポリマーよりなるフラン樹脂、フルフリルアルコール及
びフルフラールのコポリマーよりなるフラン樹脂が好適
に用いられる。
The crystalline carbon material is, for example, 700 to
It can be produced by carbonizing an organic material by a method such as firing at a temperature of about 3000 ° C. The organic material is not particularly limited, for example, furan resin composed of a homopolymer of furfuryl alcohol or furfural, furan resin composed of a copolymer of furfuryl alcohol and furfural, cellulose, phenol resin, acrylic resin such as polyacrylonitrile, poly Examples thereof include a halogenated vinyl resin such as vinyl chloride, a polyamideimide resin, a polyamide resin, and an organic polymer compound such as polyacetylene and polyparaphenylene. Of these, a furan resin composed of a furfuryl alcohol or furfural homopolymer and a furan resin composed of a copolymer of furfuryl alcohol and furfural are preferably used.

【0026】また、上記有機材料として、水素原子/炭
素原子比が、0.6〜0.8である石油ピッチを用い、
これに酸素を含む官能基を導入するための酸素架橋を施
すことによって、酸素含有量10〜20重量%の前駆体
を得た後、この前駆体を焼成することによって得られる
結晶性炭素材料も好適に用いられる。
Further, as the organic material, petroleum pitch having a hydrogen atom / carbon atom ratio of 0.6 to 0.8 is used,
By subjecting this to oxygen crosslinking for introducing a functional group containing oxygen, a precursor having an oxygen content of 10 to 20% by weight is obtained, and then a crystalline carbon material obtained by firing this precursor is also used. It is preferably used.

【0027】更に、上記有機材料として、例えば、ナフ
タレン、フェナントレン、アントラセン、トリフェニレ
ン、ピレン、クリセン、ナフタセン、ピセン、ピリレ
ン、ペンタフェン、ペンタセン等の3員環以上の単環炭
化水素化合物が互いに2個以上縮合してなる縮合環式炭
化水素化合物、これらの誘導体;インドール、イソイン
ドール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、フタ
ラジン、カルバゾール、アクリジン、フェナジン、フェ
ナントリジン等の3員環以上の複素単環化合物が互いに
少なくとも2個以上結合するか、又は、3員環以上の複
素単環化合物が1個以上の3員環以上の単環炭化水素化
合物と縮合してなる縮合複素環式化合物、これらの誘導
体等を用いることもできる。
Further, as the organic material, for example, two or more monocyclic hydrocarbon compounds having three or more members such as naphthalene, phenanthrene, anthracene, triphenylene, pyrene, chrysene, naphthacene, picene, pyrylene, pentaphene and pentacene are used. Condensed condensed cyclic hydrocarbon compounds and derivatives thereof; three- or more-membered heteromonocyclic compounds such as indole, isoindole, quinoline, isoquinoline, quinoxaline, phthalazine, carbazole, acridine, phenazine, phenanthridine and A fused heterocyclic compound, which is obtained by condensing at least two or more heterocyclic monocyclic compounds having three or more rings with one or more monocyclic hydrocarbon compounds having three or more rings, and derivatives thereof; It can also be used.

【0028】上記低結晶性炭素材料としては、易黒鉛化
炭素材と難黒鉛化炭素材が挙げられる。易黒鉛化炭素材
は、石油・石炭から得られるタールピッチを原料として
500〜1000℃で熱処理をすると得られる。また、
難黒鉛化性材料はフェノール樹脂等の有機化合物を焼成
して炭化して得られるもので、炭素網面がランダムに積
層した乱層構造を有する。これは熱処理温度を高くして
も黒鉛化が進むことはなく、その層間距離は天然黒鉛よ
りかなり広いものである。
Examples of the low crystalline carbon material include a graphitizable carbon material and a non-graphitizable carbon material. The graphitizable carbon material is obtained by performing a heat treatment at 500 to 1000 ° C. using tar pitch obtained from petroleum or coal as a raw material. Also,
The non-graphitizable material is obtained by firing and carbonizing an organic compound such as a phenol resin, and has a turbostratic structure in which carbon net surfaces are randomly stacked. This is because graphitization does not proceed even if the heat treatment temperature is increased, and the interlayer distance is considerably wider than natural graphite.

【0029】本発明において多層膜のうち、導電性基体
に接する最下層膜は、ポリアミド系エラストマーからな
る結着剤と電子伝導助材とを含む。
In the present invention, among the multilayer films, the lowermost film in contact with the conductive substrate contains a binder made of a polyamide elastomer and an electron conduction aid.

【0030】上記ポリアミド系エラストマーとは、熱可
塑性エラストマーの一種であり、物理的架橋を担うハー
ドセグメントとしてのポリアミド、並びに、エラストマ
ー特性を担うソフトセグメントとしてのポリエーテル及
び脂肪族ポリエステルからなるブロック共重合体であ
り、通常はポリアミド含量が5〜90重量%である。
The above-mentioned polyamide elastomer is a kind of thermoplastic elastomer, and is a block copolymer composed of polyamide as a hard segment responsible for physical crosslinking and polyether and aliphatic polyester as a soft segment responsible for elastomer properties. And usually has a polyamide content of 5 to 90% by weight.

【0031】上記ポリアミド系エラストマーとしては、
特に限定されず、市販品を使用することができる。上記
市販品としては、例えば、NOVAMID PAE(三
菱化学社製)、PAE(宇部興産社製)、ダイアミドP
AE(ダイセルヒュルス社製)、ペバックス(東レ社
製)、グリラックスA(大日本インキ社製)等が挙げら
れる。
As the polyamide-based elastomer,
There is no particular limitation, and commercially available products can be used. Examples of the commercially available products include NOVAMID PAE (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), PAE (manufactured by Ube Industries, Ltd.), and DAIAMID P
AE (manufactured by Daicel Huls), Pebax (manufactured by Toray Industries, Inc.), and Gleek A (manufactured by Dainippon Ink Co., Ltd.).

【0032】上記ポリアミド系エラストマーは、融点が
140℃以上であり、結晶融解熱量が3mJ/mg以上
であり、極限粘度(ウベルーデ粘度計、オルトクロルフ
ェノール溶液、30℃)が0.35〜2dL/gである
ことが好ましい。上記融点が、140℃以下であると、
電解液に対する膨潤度が高くなり過ぎて、電池性能が低
下する傾向があるからである。上記融点の上限は特に限
定されるものではないが、通常はポリアミド系エラスト
マーの製造に用いるポリアミドの融点である220℃よ
り低下する。
The polyamide elastomer has a melting point of 140 ° C. or more, a heat of crystal fusion of 3 mJ / mg or more, and an intrinsic viscosity (Ubelude viscometer, orthochlorophenol solution, 30 ° C.) of 0.35 to 2 dL / d. g is preferable. When the melting point is 140 ° C. or less,
This is because the degree of swelling with respect to the electrolytic solution becomes too high and battery performance tends to decrease. Although the upper limit of the melting point is not particularly limited, it is usually lower than 220 ° C. which is the melting point of the polyamide used for producing the polyamide elastomer.

【0033】上記ポリアミドとしては特に限定されず、
例えば、4−ナイロン、6−ナイロン、6,6−ナイロ
ン、11−ナイロン、12−ナイロン、6,10−ナイ
ロン、6,12−ナイロン等の脂肪族ナイロン;イソフ
タル酸、テレフタル酸等の芳香族カルボン酸と、メタキ
シレンジアミン、2,2−ビス(パラアミノシクロヘキ
シル)プロパン、4,4’−ジアミノジシクロヘキシル
メタン、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジアミ
ン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジアミン等
の芳香族、脂環族、側鎖置換脂肪族ジアミンとの重縮合
物などが挙げられる。好ましくは、6−ナイロン、6,
6−ナイロン、12−ナイロンなどであり、これらの融
点はそれぞれ約240℃、265℃、180℃である。
The polyamide is not particularly limited.
For example, aliphatic nylons such as 4-nylon, 6-nylon, 6,6-nylon, 11-nylon, 12-nylon, 6,10-nylon and 6,12-nylon; aromatics such as isophthalic acid and terephthalic acid Carboxylic acid, metaxylenediamine, 2,2-bis (paraaminocyclohexyl) propane, 4,4'-diaminodicyclohexylmethane, 2,2,4-trimethylhexamethylenediamine, 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine, etc. And a polycondensate with an aromatic, alicyclic or side-chain substituted aliphatic diamine. Preferably, 6-nylon, 6,
6-nylon, 12-nylon, etc., whose melting points are about 240 ° C., 265 ° C., and 180 ° C., respectively.

【0034】上記結晶融解熱量は、低過ぎると耐熱性が
低下し、また、膨潤度が高く成り過ぎて電池性能、特に
初期容量が低下する傾向があるので3mJ/mg以上が
好ましく、通常は70mJ/mg以下である。
The heat of melting of the crystal is preferably 3 mJ / mg or more, and usually 70 mJ, since the heat resistance of the crystal is lowered if it is too low, and the battery performance, especially the initial capacity, tends to be lowered due to too high a degree of swelling. / Mg or less.

【0035】上記極限粘度は低過ぎるとポリアミド系エ
ラストマーの電解液に対する耐性が低くなり、また、何
度も充放電を繰り返すと活物質の膨潤・収縮に追従する
のが困難になる傾向があり、高過ぎると、後述する上記
正電極用活物質と結着剤とを、有機溶剤に分散させ、塗
布、乾燥させる際に用いられるN−メチルピロリドン等
の有機溶剤への溶解性が小さくなるため、作業性が低下
するので、(ウベルーデ粘度計、オルトクロルフェノー
ル溶液、30℃)において0.35〜2dL/gが好ま
しく、さらに好ましくは0.4〜1.9dL/gであ
る。
If the intrinsic viscosity is too low, the resistance of the polyamide elastomer to the electrolytic solution will be low, and if charge and discharge are repeated many times, it will be difficult to follow the swelling / shrinking of the active material. If it is too high, the positive electrode active material and the binder described below are dispersed in an organic solvent, and the solubility in an organic solvent such as N-methylpyrrolidone used when coating and drying is reduced. Since the workability is reduced, it is preferably from 0.35 to 2 dL / g, more preferably from 0.4 to 1.9 dL / g in (Ubelude viscometer, orthochlorophenol solution, 30 ° C.).

【0036】本発明において、上記ポリアミド系エラス
トマーとしては、下記一般式(1)で表されるジカルボ
ン酸のうち少なくとも一種、及び、下記一般式(2)で
表されるジオールのうち少なくとも一種、並びに、還元
粘度(1g/dL98%硫酸溶液、20℃)が0.5〜
7dL/gであるポリアミドを反応させてなるポリエス
テルアミドであることが好ましい。 HOOC−R1 −COOH (1) (式中、R1 は、炭素数2〜8のアルキレン基を表す) HO−R2 −OH (2) (式中、R2 は、炭素数2〜6のアルキレン基を表す)
In the present invention, the polyamide elastomer includes at least one of dicarboxylic acids represented by the following general formula (1), at least one diol represented by the following general formula (2), and , Reduced viscosity (1 g / dL 98% sulfuric acid solution, 20 ° C.)
It is preferably a polyesteramide obtained by reacting a polyamide of 7 dL / g. HOOC-R 1 -COOH (1) (wherein, R 1 represents an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms) HO-R 2 -OH (2) (wherein, R 2 represents 2 to 6 carbon atoms) Represents an alkylene group)

【0037】上記一般式(1)で表されるジカルボン酸
としては特に限定されず、例えば、シュウ酸、マロン
酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、
スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸等が挙げられ
る。
The dicarboxylic acid represented by the above general formula (1) is not particularly restricted but includes, for example, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, pimelic acid,
Suberic acid, azelaic acid, sebacic acid and the like can be mentioned.

【0038】本発明においては、上記一般式(1)で表
されるジカルボン酸に加えて、ジカルボン酸成分とし
て、得られる結着剤の物性を損なわない範囲で、その他
の各種ジカルボン酸を適宜併用することができる。
In the present invention, in addition to the dicarboxylic acid represented by the above general formula (1), other various dicarboxylic acids are appropriately used as a dicarboxylic acid component as long as the physical properties of the obtained binder are not impaired. can do.

【0039】上記一般式(2)で表されるジオールとし
ては特に限定されず、例えば、エチレングリコール、
1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオー
ル、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオー
ル、ネオペンチルグリコール、1,5−ペンタンジオー
ル、1,6−ヘキサンジオール等が挙げられる。就中、
1,2−プロパンジオール、ネオペンチルグリコール等
の分枝を有するジオールが得られる結着剤の柔軟性を向
上させるので、好ましい。
The diol represented by the above general formula (2) is not particularly restricted but includes, for example, ethylene glycol,
Examples thereof include 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, and 1,6-hexanediol. Above all,
Branched diols such as 1,2-propanediol and neopentyl glycol are preferred because they improve the flexibility of the resulting binder.

【0040】本発明においては、上記一般式(2)で表
されるジオールに加えて、得られる結着剤の物性を損な
わない範囲で、ジオール成分として、グリコール及びポ
リアルキレンオキシド等を適宜併用することができる。
上記グリコールとしては特に限定されず、例えば、1,
7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、
1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、
シクロペンタン−1,2−ジオール、シクロヘキサン−
1,2−ジオール、シクロへキサン−1,3−ジオー
ル、シクロヘキサン−1,4−ジオール、シクロヘキサ
ン−1,4−ジメタノール等が挙げられる。上記ポリア
ルキレンオキシドとしては特に限定されず、例えば、ポ
リエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリテ
トラメチレンオキシド、ポリヘキサメチレンオキシド等
が挙げられる。
In the present invention, in addition to the diol represented by the general formula (2), glycol and polyalkylene oxide are appropriately used as a diol component as long as the physical properties of the obtained binder are not impaired. be able to.
The glycol is not particularly limited.
7-heptanediol, 1,8-octanediol,
1,9-nonanediol, 1,10-decanediol,
Cyclopentane-1,2-diol, cyclohexane-
Examples thereof include 1,2-diol, cyclohexane-1,3-diol, cyclohexane-1,4-diol, and cyclohexane-1,4-dimethanol. The polyalkylene oxide is not particularly limited, and includes, for example, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polytetramethylene oxide, polyhexamethylene oxide and the like.

【0041】また、本発明において、上記のジカルボン
酸やジオールの他に、得られる結着剤の物性を損なわな
い範囲で、3官能以上のカルボン酸や3官能以上のポリ
オールを適宜併用することができる。上記3官能以上の
カルボン酸としては、例えば、トリメリット酸、ベンゼ
ンテトラカルボン酸等が挙げられる。上記3官能以上の
ポリオールとしては、例えば、トリメチロールプロパ
ン、ペンタエリスリトール等が挙げられる。これらの3
官能以上カルボン酸やポリオールは、ジカルボン酸とジ
オールの合計量100重量部に対して2重量部以下であ
ることが好ましい。
In the present invention, in addition to the above-mentioned dicarboxylic acids and diols, a trifunctional or higher functional carboxylic acid or a trifunctional or higher functional polyol may be appropriately used in combination as long as the physical properties of the obtained binder are not impaired. it can. Examples of the trifunctional or higher carboxylic acid include trimellitic acid and benzenetetracarboxylic acid. Examples of the above trifunctional or higher polyol include trimethylolpropane and pentaerythritol. These three
It is preferable that the carboxylic acid or polyol having a functionality of 2 or more is not more than 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of dicarboxylic acid and diol.

【0042】上記ポリアミドは、ポリマー主鎖にアミド
結合を有するものであって、ポリエステルの構成成分で
あるジカルボン酸及びジオールに溶解し、かつ、加熱溶
融できるものである。上記ポリアミドの還元粘度は、
0.5〜7.0dL/g(1g/dL98%硫酸溶液、
20℃)が好ましい。0.5dL/g未満であると、得
られるポリエステルアミドの高温での機械的強度が不足
し、7.0dL/gを超えると、溶解性が低下して合成
が困難となる。
The polyamide has an amide bond in the main chain of the polymer and can be dissolved in dicarboxylic acids and diols, which are constituents of polyester, and can be heated and melted. The reduced viscosity of the polyamide is
0.5 to 7.0 dL / g (1 g / dL 98% sulfuric acid solution,
20 ° C.). If it is less than 0.5 dL / g, the mechanical strength of the obtained polyester amide at a high temperature is insufficient, and if it exceeds 7.0 dL / g, the solubility is reduced and the synthesis becomes difficult.

【0043】上記ポリアミドは、分子量約1000〜6
0000であるものが好ましい。より好ましくは200
0〜50000であるものである。
The above polyamide has a molecular weight of about 1000 to 6
0000 is preferred. More preferably 200
0 to 50,000.

【0044】上記ポリアミドとしては特に限定されず、
例えば、4−ナイロン、6−ナイロン、6,6−ナイロ
ン、11−ナイロン、12−ナイロン、6,10−ナイ
ロン、6,12−ナイロン等の脂肪族ナイロン;イソフ
タル酸、テレフタル酸、メタキシリレンジアミン、2,
2−ビス(パラアミノシクロヘキシル)プロパン、4,
4′−ジアミノジシクロヘキシルメタン、2,2,4−
トリメチルヘキサメチレンジアミン、2,4,4−トリ
メチルヘキサメチレンジアミン等の芳香族、脂環族、側
鎖置換脂肪族モノマーを重縮合したポリアミド等が挙げ
られる。
The polyamide is not particularly limited.
For example, aliphatic nylons such as 4-nylon, 6-nylon, 6,6-nylon, 11-nylon, 12-nylon, 6,10-nylon, 6,12-nylon and the like; isophthalic acid, terephthalic acid, meta-xylylene diene Amine, 2,
2-bis (paraaminocyclohexyl) propane, 4,
4'-diaminodicyclohexylmethane, 2,2,4-
Examples thereof include polyamides obtained by polycondensation of aromatic, alicyclic, and side-chain substituted aliphatic monomers such as trimethylhexamethylenediamine and 2,4,4-trimethylhexamethylenediamine.

【0045】上記ポリエステルアミド中の上記ポリアミ
ド含量は、5〜90重量%が好ましい。5重量%未満で
あると、得られる結着剤の機械的強度が不足し、90重
量%を超えると、ハードセグメント含量が増大するので
硬くなり、良好なゴム弾性を有する結着剤を得ることが
できない。より好ましくは7〜75重量%である。
The content of the polyamide in the polyester amide is preferably from 5 to 90% by weight. When the amount is less than 5% by weight, the mechanical strength of the obtained binder is insufficient, and when it exceeds 90% by weight, the content of the hard segment increases, so that the binder becomes hard and obtains a binder having good rubber elasticity. Can not. More preferably, it is 7 to 75% by weight.

【0046】上記ポリエステルアミドは、任意の方法で
合成することができ、例えば、ポリアミド存在下でのジ
カルボン酸とジオールとの重合によって行うことができ
る。上記重合は、通常、エステル化反応と重縮合反応の
二段階の反応からなる。
The polyester amide can be synthesized by any method, for example, by polymerizing a dicarboxylic acid and a diol in the presence of a polyamide. The above polymerization usually comprises a two-stage reaction of an esterification reaction and a polycondensation reaction.

【0047】第一段階として、エステル化反応を進行さ
せる。エステル化反応は、上記ポリアミドをポリエステ
ル成分に溶解させて、透明均質な溶液の状態で行うこと
が必要である。不均一な状態では、反応が効率よく進行
しない。溶解温度は、150〜230℃が好ましい。1
50℃未満では、溶解が困難であり、230℃を超える
と、分解反応が生じる可能性がある。
As the first step, the esterification reaction proceeds. The esterification reaction needs to be performed in the state of a transparent and homogeneous solution by dissolving the polyamide in a polyester component. In a heterogeneous state, the reaction does not proceed efficiently. The melting temperature is preferably from 150 to 230C. 1
If it is lower than 50 ° C., it is difficult to dissolve, and if it is higher than 230 ° C., a decomposition reaction may occur.

【0048】第二段階として、重縮合反応を進行させ
る。重縮合反応は、減圧下、好ましくは10mmHg以
下で、180〜260℃にて行うことが好ましい。18
0℃未満であると、反応速度が小さく、また、重合粘度
が高くなるので、効率的な重合が困難となり、260℃
を超えると、分解反応、着色が起こる。
As a second step, the polycondensation reaction proceeds. The polycondensation reaction is preferably performed under reduced pressure, preferably at 10 mmHg or less, at 180 to 260 ° C. 18
When the temperature is lower than 0 ° C., the reaction rate is low and the polymerization viscosity is high, so that efficient polymerization becomes difficult, and 260 ° C.
If it exceeds 300, decomposition reaction and coloring will occur.

【0049】上記重縮合反応においては、上記ジカルボ
ン酸1モルに対して、上記ジオール1.2〜3モルを仕
込むのが好ましい。上記ジカルボン酸1モルに対して、
上記ジオールが1.2モル未満であると、エステル化反
応が効率よく進行せず、3モルを超えると、過剰のジオ
ール成分を用いることからコスト面で不利であり、ま
た、過剰なジオール成分によりポリアミドの切断反応が
起こりやすくなるのでブロック性の低下が起こり、耐熱
性が低下する。
In the polycondensation reaction, it is preferable to charge 1.2 to 3 moles of the diol per 1 mole of the dicarboxylic acid. For 1 mole of the dicarboxylic acid,
When the amount of the diol is less than 1.2 mol, the esterification reaction does not proceed efficiently. When the amount of the diol exceeds 3 mol, it is disadvantageous in terms of cost because an excess diol component is used. Since the cleavage reaction of the polyamide is likely to occur, the blocking property is reduced, and the heat resistance is reduced.

【0050】上記重縮合反応には、ポリエステルの製造
時に一般に使用される触媒を使用してもよい。上記触媒
としては特に限定されず、例えば、リチウム、ナトリウ
ム、カリウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、
バリウム、ストロンチウム、亜鉛、アルミニウム、チタ
ン、コバルト、ゲルマニウム、タングステン、錫、鉛、
アンチモン、ヒ素、セリウム、ホウ素、カドミウム、マ
ンガン、ジルコニウム等の金属;これらの有機金属化合
物、有機酸塩、金属アルコキシド、金属酸化物等が挙げ
られる。これらは、単独で使用してもよく、2種以上を
併用してもよい。なかでも、酢酸カルシウム、ジアシル
第一錫、テトラアシル第二錫、ジブチル錫オキサイド、
ジブチル錫ジラウレート、ジメチル錫マレート、錫ジオ
クタノエート、錫テトラアセテート、トリイソブチルア
ルミニウム、テトラブチルチタネート、テトラプロポキ
シチタネート、チタン(オキシ)アセチルアセテート、
二酸化ゲルマニウム、タングステン酸、三酸化アンチモ
ン等が好適に用いられる。
In the above polycondensation reaction, a catalyst generally used in the production of polyester may be used. The catalyst is not particularly limited, for example, lithium, sodium, potassium, cesium, magnesium, calcium,
Barium, strontium, zinc, aluminum, titanium, cobalt, germanium, tungsten, tin, lead,
Metals such as antimony, arsenic, cerium, boron, cadmium, manganese, and zirconium; and organic metal compounds, organic acid salts, metal alkoxides, and metal oxides thereof. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, calcium acetate, stannous diacyl, stannic tetraacyl, dibutyltin oxide,
Dibutyltin dilaurate, dimethyltin malate, tin dioctanoate, tin tetraacetate, triisobutylaluminum, tetrabutyltitanate, tetrapropoxytitanate, titanium (oxy) acetylacetate,
Germanium dioxide, tungstic acid, antimony trioxide and the like are preferably used.

【0051】本発明においては、上記ポリアミド系エラ
ストマーに、その他の熱可塑性樹脂、ゴム成分等を混合
して混合結着剤として使用してもよい。上記熱可塑性樹
脂としては特に限定されず、例えば、ポリオレフィン、
変性ポリオレフィン、ポリビニルアルコール、ポリスチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、ポリスルフォン、ポリエステル、ポリフッ化ビニリ
デン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PT
FE)、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロ
ピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプ
ロピレン共重合体等のフッ素樹脂等が挙げられる。
In the present invention, the above-mentioned polyamide-based elastomer may be mixed with other thermoplastic resin, rubber component and the like to be used as a mixed binder. The thermoplastic resin is not particularly limited, for example, polyolefin,
Modified polyolefin, polyvinyl alcohol, polystyrene, polyvinyl chloride, polyamide, polycarbonate, polysulfone, polyester, polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PT
FE), a fluororesin such as a tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer and a vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer.

【0052】上記ゴム成分としては特に限定されず、例
えば、天然ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体(SB
R)、水添SBR、ポリブタジエン、ポリイソプレン、
アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、エチレン−プ
ロピレン共重合体(EPR)、エチレン−プロピレン−
ジエン三元共重合体(EPDM)、ポリクロロプレン、
ブチルゴム、アクリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴ
ム、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン−ブ
タジエン−スチレン共重合体(SBS)、スチレン−イ
ソプレン−スチレン共重合体(SIS)、水添SBS、
水添SIS等のスチレン系熱可塑性エラストマー、塩ビ
系熱可塑性エラストマー、エステル系熱可塑性エラスト
マー、アミド系熱可塑性エラストマー、フッ素系熱可塑
性エラストマー等が挙げられる。
The rubber component is not particularly restricted but includes, for example, natural rubber, styrene-butadiene copolymer (SB
R), hydrogenated SBR, polybutadiene, polyisoprene,
Acrylonitrile-butadiene copolymer, ethylene-propylene copolymer (EPR), ethylene-propylene-
Diene terpolymer (EPDM), polychloroprene,
Butyl rubber, acrylic rubber, silicone rubber, urethane rubber, olefin-based thermoplastic elastomer, styrene-butadiene-styrene copolymer (SBS), styrene-isoprene-styrene copolymer (SIS), hydrogenated SBS,
Examples include styrene-based thermoplastic elastomers such as hydrogenated SIS, PVC-based thermoplastic elastomers, ester-based thermoplastic elastomers, amide-based thermoplastic elastomers, and fluorine-based thermoplastic elastomers.

【0053】本発明において最下層膜に含まれる電子伝
導助材としては、特に限定されず、アルミニウム、ニッ
ケル、銅等の金属粉末や繊維の他、一般に電池に用いら
れるカーボン粉末やカーボン繊維などの電気伝導性の良
い材料を粉末や繊維状にしたものを用いることができ
る。また、これらの粒子が連鎖状に連結したものも用い
ることができる。
In the present invention, the electron conduction aid contained in the lowermost layer film is not particularly limited, and may be a metal powder or fiber such as aluminum, nickel or copper, or a carbon powder or carbon fiber generally used for a battery. Powdered or fibrous materials having good electrical conductivity can be used. Further, those in which these particles are connected in a chain can also be used.

【0054】上記最下層膜は上記ポリアミド系エラスト
マー、電子伝導助材及び必要に応じてその他の結着剤に
溶剤を加えて混合することによってスラリーを調整し、
そのスラリーを導電性基体上に塗布、乾燥することによ
って形成される。この最下層膜は正電極、負電極いずれ
の塗膜作成にも使用することができるが、電子伝導助
材、結着剤などの材料の種類、組成比を正極、負極とも
に同一にしてもよいし、また、異なるようにしてもよ
い。
The lowermost layer film is prepared by adding a solvent to the polyamide-based elastomer, the electron-conducting auxiliary material and, if necessary, adding a solvent thereto and mixing the slurry,
The slurry is formed by applying and drying the slurry on a conductive substrate. This lowermost layer film can be used to form a coating film for any of the positive electrode and the negative electrode, but the types and composition ratios of materials such as an electron conduction aid and a binder may be the same for both the positive electrode and the negative electrode. And may be different.

【0055】本発明において多層膜のうち、最下層以外
の塗膜に使用される結着剤としては特に限定されず、上
記ポリアミド系エラストマーに混合できる上述の熱可塑
性樹脂やゴム成分等を使用できる。
In the present invention, the binder used for the coating film other than the lowermost layer in the multilayer film is not particularly limited, and the above-mentioned thermoplastic resin or rubber component which can be mixed with the above-mentioned polyamide elastomer can be used. .

【0056】本発明において正電極を作製するには、ま
ず上述のようにして導電性基体上に最下層膜をを形成
し、上記正電極用活物質と結着剤とを、有機溶剤に分散
させてスラリー状にしたものを上記最下層膜上に塗布、
乾燥させる。
In order to produce a positive electrode in the present invention, first, a lowermost layer film is formed on a conductive substrate as described above, and the positive electrode active material and a binder are dispersed in an organic solvent. The slurry is applied on the lowermost film,
dry.

【0057】上記有機溶剤としては特に限定されず、例
えば、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチルホルム
アミド、N,N−ジメチルアセトアミド等が挙げられ
る。また、塗膜を形成後、ロールプレス機を用いて強力
な加圧プレスを行うなどの方法を採用することができ
る。
The organic solvent is not particularly restricted but includes, for example, N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide. Further, a method such as performing a strong pressure press using a roll press machine after forming the coating film can be adopted.

【0058】上記正電極用活物質及び結着剤との配合比
率は、正電極用活物質100重量部に対して、結着剤1
〜20重量部が好ましい。1重量部未満であると、上記
正電極用活物質を最下層膜上に塗布することが困難であ
り、20重量部を超えると、二次電池としての容量が低
下する。
The mixing ratio of the positive electrode active material and the binder was 100 parts by weight of the positive electrode active material and 1 part of the binder.
-20 parts by weight are preferred. If the amount is less than 1 part by weight, it is difficult to apply the positive electrode active material on the lowermost film, and if it exceeds 20 parts by weight, the capacity of the secondary battery is reduced.

【0059】本発明において負電極を作製するには、ま
ず上述のようにして導電性基体上に最下層膜を形成し、
上記負電極用活物質及び結着剤とを、有機溶剤に分散さ
せてスラリー状にしたものを上記最下層膜上に塗布、乾
燥させる。上記有機溶剤としては、正電極の場合と同様
のものが使用される。また、塗膜を形成後、ロールプレ
ス機を用いて強力な加圧プレスを行うなどの方法を採用
することができる。
To produce a negative electrode in the present invention, first, a lowermost layer film is formed on a conductive substrate as described above,
The negative electrode active material and the binder are dispersed in an organic solvent to form a slurry, and the slurry is applied to the lowermost layer film and dried. As the organic solvent, the same organic solvent as used in the case of the positive electrode is used. Further, a method such as performing a strong pressure press using a roll press machine after forming the coating film can be adopted.

【0060】上記負電極用活物質と結着剤との配合比率
は、負電極用活物質100重量部に対して、結着剤1〜
20重量部が好ましい。1重量部未満であると、上記負
電極用活物質を最下層膜上に塗布することが困難であ
り、20重量部を超えると、二次電池としての容量が低
下する。
The mixing ratio of the negative electrode active material and the binder is 1 to 100 parts by weight of the negative electrode active material.
20 parts by weight are preferred. If the amount is less than 1 part by weight, it is difficult to apply the negative electrode active material on the lowermost film. If the amount exceeds 20 parts by weight, the capacity of the secondary battery is reduced.

【0061】上記塗膜を形成する際のスラリーの塗布方
式は、押出しコーター、リバースローラー、ドクターブ
レードなど、いずれの塗布方法を採用してもよく、塗膜
を積層して形成する際には、これらの塗布方式を適宜組
み合わせて、たとえば、同時重層塗布方式(ウェット・
オン・ウェット方式)や逐次重層塗布方式(ウェット・
オン・ドライ方式)などの積層方式を採用すればよい。
なお、最下層膜は、電気化学反応を直接目的としないの
で、イオンの通路となる空隙を設ける必要がないので、
高充填化することができ、それによって、導電性基体表
面との接着強度をよりいっそう増加させることができ
る。上記のように最下層膜を高充填化する方法として
は、たとえば、最下層膜形成用の塗料の溶剤含有量を少
なめにして、塗布、乾燥して最下層膜を形成するか、逐
次重層塗布方式の場合は、最下層膜を形成後、ロールプ
レス機を用いて強力な加圧プレスを行うなどの方法を採
用することができる。
As a method of applying the slurry when forming the coating film, any coating method such as an extrusion coater, a reverse roller, a doctor blade, etc. may be employed. By appropriately combining these coating methods, for example, a simultaneous multilayer coating method (wet /
On-wet method) and sequential multilayer coating method (wet /
A lamination method such as an on-dry method may be employed.
In addition, since the lowermost layer film does not directly aim at the electrochemical reaction, there is no need to provide a void serving as an ion passage.
It can be highly filled, thereby further increasing the adhesive strength with the conductive substrate surface. As a method for filling the lowermost layer film as described above, for example, the solvent content of the paint for forming the lowermost layer film is reduced, and the lowermost layer film is coated and dried to form the lowermost layer film. In the case of the method, a method such as performing a strong pressure press using a roll press machine after forming the lowermost layer film can be adopted.

【0062】上記正電極及び負電極は、シート形、角
形、円筒形等の形状とし、本発明の二次電池の電極とす
ることができる。この場合において、正電極は、セパレ
ーターを介して負電極と対峙させる。
The positive electrode and the negative electrode may have a sheet shape, a square shape, a cylindrical shape, or the like, and may be used as the electrodes of the secondary battery of the present invention. In this case, the positive electrode is opposed to the negative electrode via the separator.

【0063】上記セパレーターは、保液性に優れた材料
が用いられる。このようなものとしては特に限定され
ず、例えば、ポリオレフィン系樹脂の不織布や、厚さ1
0〜50μmで、開口率30〜70%の微多孔性ポリプ
ロピレンフィルムや微多孔性ポリエチレンフィルムまた
はこれらの多層フィルムなどを用いることができる。こ
れらは、電解液を介して使用してもよいが、電解液を含
浸させて用いるのが好ましい。
For the separator, a material having excellent liquid retention properties is used. Such a material is not particularly limited, and may be, for example, a nonwoven fabric of a polyolefin resin,
A microporous polypropylene film or a microporous polyethylene film having a numerical aperture of 0 to 50 μm and an opening ratio of 30 to 70%, or a multilayer film thereof can be used. These may be used via an electrolytic solution, but are preferably used after being impregnated with the electrolytic solution.

【0064】上記電解液としては、有機溶媒に電解質を
溶解したものが用いられる。上記有機溶媒としては特に
限定されず、例えば、カーボネート類、スルホラン類、
塩素化炭化水素類、エーテル類、エステル類、ケトン
類、ラクトン類、ニトリル類等が挙げられる。具体例と
しては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジエ
トキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラ
ン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオ
キソラン、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチ
ル、ジメチルカーボネート、ジエチルエーテル、スルホ
ラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニ
トリル等が挙げられる。これらは単独でも、2種以上を
併用してもよい。
As the electrolytic solution, a solution obtained by dissolving an electrolyte in an organic solvent is used. The organic solvent is not particularly limited, for example, carbonates, sulfolane,
Examples include chlorinated hydrocarbons, ethers, esters, ketones, lactones, nitriles, and the like. Specific examples include, for example, propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, γ-butyrolactone, tetrahydrofuran, 1,3-dioxolan, 4-methyl-1,3-dioxolan, Examples include methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, dimethyl carbonate, diethyl ether, sulfolane, methylsulfolane, acetonitrile, propionitrile and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

【0065】上記電解質としては特に限定されず、例え
ば、LiClO4 、LiPF6 、LiBF4 、LiBP
4 、LiCl、LiBr、MeSO3 Li、CF3
3Li、LiAsF6 、Li(CF3 SO)2 N、L
iC4 9 SO3 等が挙げられる。式中、Phは、フェ
ニル基を表し、Meは、メチル基を表す。
The electrolyte is not particularly limited, and may be, for example, LiClO 4 , LiPF 6 , LiBF 4 , LiBP
h 4 , LiCl, LiBr, MeSO 3 Li, CF 3 S
O 3 Li, LiAsF 6 , Li (CF 3 SO) 2 N, L
iC 4 F 9 SO 3 and the like. In the formula, Ph represents a phenyl group, and Me represents a methyl group.

【0066】(作用)本発明のリチウム二次電池は、導
電性基体上に、リチウムイオンをドープ・アンドープし
うる物質及び結着剤を含有する塗膜を形成した電極を有
し、上記塗膜が少なくとも2層の多層膜で構成された非
水電解質二次電池において、導電性基体に接する最下層
膜が、ポリアミド系エラストマーからなる結着剤と電子
伝導助材とを含むものであり、上記ポリアミド系エラス
トマーは、導電性基体である金属箔や活物質と結着剤を
含有する塗膜への接着性に優れ、また、二次電池の電解
液に対する耐溶剤性に優れている。その上、ポリアミド
系エラストマーは、低い弾性率を有し、柔軟性に優れて
いるので、得られる電極は、可撓性があり、形状を自在
に設定することができるものとなる。
(Function) The lithium secondary battery of the present invention has an electrode in which a coating containing a substance capable of doping and undoping lithium ions and a binder is formed on a conductive substrate. In a non-aqueous electrolyte secondary battery composed of a multilayer film of at least two layers, the lowermost layer film in contact with the conductive substrate contains a binder made of a polyamide elastomer and an electron conduction aid, The polyamide-based elastomer has excellent adhesiveness to a metal foil as a conductive substrate or a coating film containing an active material and a binder, and also has excellent solvent resistance to an electrolytic solution of a secondary battery. In addition, since the polyamide-based elastomer has a low elastic modulus and excellent flexibility, the resulting electrode has flexibility and can be freely set in shape.

【0067】このために、上記ポリアミド系エラストマ
ーを導電性基体に接する最下層膜の結着剤として用いた
電極を使用した二次電池は、導電性基体に接する最下層
膜が柔軟で、かつ接着性に優れているので、充放電を繰
り返した場合においても、活物質の膨張と収縮に容易に
追従し、最下層膜により緩和されるので、負極活物質、
正極活物質等が金属箔から剥離することがなく、また、
電極表面のクラックの発生がないので、長期の繰り返し
使用においても容量維持率が高くなる。更に、渦巻式の
巻回電極体構造を容易に取ることができ、限られた空間
にできるだけ多くの活物質を充填することができるの
で、高いエネルギー密度と高容量の二次電池の作製が可
能となる。
For this reason, a secondary battery using an electrode using the above-mentioned polyamide-based elastomer as a binder for the lowermost layer film in contact with the conductive substrate has a lower layer film in contact with the conductive substrate which is flexible and has an adhesive property. Because it is excellent in properties, even when charging and discharging are repeated, it easily follows the expansion and contraction of the active material and is relaxed by the lowermost film, so that the negative electrode active material,
The positive electrode active material does not peel off from the metal foil,
Since there is no crack on the electrode surface, the capacity retention rate is increased even after long-term repeated use. Furthermore, a spiral wound electrode structure can be easily obtained, and a limited space can be filled with as much active material as possible, so that a secondary battery with high energy density and high capacity can be manufactured. Becomes

【0068】[0068]

【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

【0069】(実施例1) (1)正電極の作製 ポリアミドエラストマーの調製 アジピン酸146重量部、ブチレングリコール108重
量部、ネオペンチルグリコール125重量部〔ブチレン
グリコール/ネオペンチルグリコール=50/50(モ
ル比)、仕込み時のアジピン酸成分/ジオール成分=1
/2.4(モル比)〕、6−ナイロン(東洋紡績社製;
品番「T850」、98%硫酸中、20℃での還元粘度
3.5dL/g)120重量部、触媒としてテトラブチ
ルチタネート0.25重量部、安定剤として1,3,5
−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−
ブチル−4−ヒドロキシベンジル)ベンゼン0.4重量
部、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスフ
ァイト0.4重量部を加え、反応系を窒素下、200℃
に昇温した。10分後にはナイロンが溶解し、透明な溶
液となった。この温度で更に4時間保ち、エステル化反
応を行った。エステル化反応の進行は、留出する水分量
を計量することにより確認した。エステル化反応進行
後、20分間で240℃まで昇温し、減圧操作を行っ
た。重合系は10分間で1mmHg以下の減圧度に達し
た。この状態で1時間重縮合反応を行った結果、透明の
ポリアミドエラストマー(以下、「結着剤B1」とい
う)327重量部を得た。
Example 1 (1) Preparation of Positive Electrode Preparation of Polyamide Elastomer 146 parts by weight of adipic acid, 108 parts by weight of butylene glycol, 125 parts by weight of neopentyl glycol [butylene glycol / neopentyl glycol = 50/50 (mole) Ratio), adipic acid component / diol component at preparation = 1
/2.4 (molar ratio)], 6-nylon (manufactured by Toyobo Co., Ltd .;
Part number “T850”, reduced viscosity in 98% sulfuric acid at 20 ° C. 3.5 dL / g) 120 parts by weight, 0.25 part by weight of tetrabutyl titanate as a catalyst, 1,3,5 as a stabilizer
-Trimethyl-2,4,6-tris (3,5-di-t-
Butyl-4-hydroxybenzyl) benzene (0.4 parts by weight) and tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite (0.4 parts by weight) were added, and the reaction system was heated to 200 ° C. under nitrogen.
The temperature rose. After 10 minutes, the nylon dissolved and became a clear solution. The mixture was kept at this temperature for further 4 hours to carry out an esterification reaction. The progress of the esterification reaction was confirmed by measuring the amount of distilled water. After the progress of the esterification reaction, the temperature was raised to 240 ° C. in 20 minutes, and the pressure was reduced. The polymerization system reached a reduced pressure of 1 mmHg or less in 10 minutes. As a result of performing a polycondensation reaction in this state for 1 hour, 327 parts by weight of a transparent polyamide elastomer (hereinafter, referred to as “binder B1”) was obtained.

【0070】最下層膜の作製 得られた結着剤B1の10重量%N−メチルピロリドン
(以下、NMPと略す)溶液を調整し、この溶液100
重量部に対し平均粒径3μmの銅粉末10重量部を加え
て撹拌混合することにより最下層膜用の塗液を調整し
た。この塗液をクリアランス15μmのアプリケーター
を用いて1cm×5cm×15μmのアルミニウム箔に
塗布、乾燥させ、最下層膜を作製した。
Preparation of Lowermost Layer Film A 10% by weight solution of the obtained binder B1 in N-methylpyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) was prepared.
10 parts by weight of copper powder having an average particle size of 3 μm was added to parts by weight, and the mixture was stirred and mixed to prepare a coating liquid for the lowermost layer film. This coating solution was applied to an aluminum foil of 1 cm × 5 cm × 15 μm using an applicator having a clearance of 15 μm and dried to prepare a lowermost layer film.

【0071】正電極の作製 炭素リチウム0.5モルと炭素コバルト1モルとを混合
し、900℃の空気中で5時間焼成することによって、
LiCoO2 を得た。得られたLiCoO2 95重量
部、導電剤としてグラファイト5重量部、及び、結着剤
としてポリフッ化ビニリデン(呉羽化学社製KF−13
00)5重量部を、N−メチルピロリドン100重量部
に分散させ、スラリー状塗工液にした。この塗工液を最
下層膜を設けた上記のアルミ箔に塗布、乾燥させ、正電
極を作製した。同様にしてアルミニウム箔の裏面にも正
電極を作製した。
Production of Positive Electrode 0.5 mol of carbon lithium and 1 mol of carbon cobalt were mixed and calcined in air at 900 ° C. for 5 hours,
LiCoO 2 was obtained. 95 parts by weight of the obtained LiCoO 2 , 5 parts by weight of graphite as a conductive agent, and polyvinylidene fluoride as a binder (KF-13 manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.)
00) 5 parts by weight were dispersed in 100 parts by weight of N-methylpyrrolidone to obtain a slurry coating solution. This coating liquid was applied to the above-mentioned aluminum foil provided with the lowermost layer film and dried to prepare a positive electrode. Similarly, a positive electrode was formed on the back surface of the aluminum foil.

【0072】(2)負電極の作製 最下層膜の作製 正電極の最下層膜作製に用いたものと同じ結着剤B1の
10重量%NMP溶液を調整し、この溶液100重量部
に対し平均粒径3μmのアルミニウム粉末10重量部を
加えて撹拌混合することにより最下層膜用の塗工液を調
整した。この塗工液をクリアランス15μmのアプリケ
ーターを用いて1cm×5cm×15μmの銅箔に塗
布、乾燥させ、最下層膜を作製した。
(2) Preparation of Negative Electrode Preparation of Lowermost Layer Film A 10% by weight NMP solution of the same binder B1 as used for preparing the lowermost layer film of the positive electrode was prepared, and an average was prepared based on 100 parts by weight of this solution. A coating liquid for the lowermost layer film was prepared by adding 10 parts by weight of aluminum powder having a particle diameter of 3 μm and stirring and mixing. This coating solution was applied to a copper foil of 1 cm × 5 cm × 15 μm using an applicator having a clearance of 15 μm and dried to prepare a lowermost layer film.

【0073】負電極の作製 出発原料としての石油ピッチに、酸素を含む官能基を1
0〜20重量%導入する酸素架橋をした後、この酸素架
橋された前駆体を、不活性ガスの気流中にて1000℃
で焼成することによって、炭素材料を得た。得られた炭
素材料についてX線回折測定を行った結果、(002)
面の面間隔は3.76オングストロームであった。この
炭素材料を粉砕し、平均粒径10μmの炭素材料の粉末
を得た。
Preparation of Negative Electrode A petroleum pitch as a starting material is provided with one functional group containing oxygen.
After oxygen cross-linking to introduce 0 to 20% by weight, this oxygen cross-linked precursor is cooled to 1000 ° C. in an inert gas stream.
Then, a carbon material was obtained. As a result of performing X-ray diffraction measurement on the obtained carbon material, (002)
The face-to-face spacing was 3.76 Å. This carbon material was pulverized to obtain a carbon material powder having an average particle diameter of 10 μm.

【0074】得られた炭素材料の粉末100重量部、及
び、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(呉羽化学社製
KF−1100)5重量部を、NMP100重量部に分
散させ、スラリー状塗工液にした。この塗工液をクリア
ランス300μmのアプリケーターを用いて、最下層膜
を設けた上記の銅箔に塗布、乾燥させ、負電極を作製し
た。同様にして銅箔の裏面にも負電極を作製した。
100 parts by weight of the obtained powder of the carbon material and 5 parts by weight of polyvinylidene fluoride (KF-1100 manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) as a binder were dispersed in 100 parts by weight of NMP, and a slurry-like coating solution was prepared. did. This coating liquid was applied to the above-mentioned copper foil provided with the lowermost layer film using an applicator having a clearance of 300 μm, and dried to prepare a negative electrode. Similarly, a negative electrode was formed on the back surface of the copper foil.

【0075】(3)電池の作製 上記正電極及び負電極を用い、試験用電池を作製した。
このとき、電解液として、プロピレンカーボネートと
1,2−ジメトキシエタンとの等量混合溶媒にリチウム
塩のLiPF6 を1/1(モル比)の割合で溶解した非
水電解液を用いた。またセパレーターとしては、微多孔
性プロピレンフィルムを用いた。
(3) Preparation of Battery A test battery was prepared using the positive electrode and the negative electrode.
At this time, a non-aqueous electrolyte obtained by dissolving LiPF 6 of a lithium salt at a ratio of 1/1 (molar ratio) in a mixed solvent of propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane in an equal amount was used as the electrolyte. A microporous propylene film was used as a separator.

【0076】(実施例2) ポリアミドエラストマーの調製 6−ナイロン(東洋紡績社製;品番「T850」)に代
えて6−ナイロン(ユニチカ社製;品番「A105
0」、98%硫酸中、20℃での還元粘度6.2dL/
g)400重量部を用いたこと、重縮合反応を2時間と
したこと以外は、実施例1と同様にして透明のポリアミ
ドエラストマー(以下、「結着剤B2」という)604
重量部を得た。得られた結着剤B2を用いて実施例1と
同様にして試験用電池を作製した。
(Example 2) Preparation of polyamide elastomer 6-nylon (manufactured by Toyobo Co .; product number "T850") instead of 6-nylon (manufactured by Unitika; product number "A105")
0 ", reduced viscosity at 98C in 98% sulfuric acid, 6.2 dL /
g) A transparent polyamide elastomer (hereinafter referred to as “binder B2”) 604 in the same manner as in Example 1 except that 400 parts by weight and the polycondensation reaction were performed for 2 hours.
Parts by weight were obtained. A test battery was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained binder B2.

【0077】(実施例3) ポリアミドエラストマーの調製 6−ナイロン(東洋紡績社製;品番「T850」)に代
えて6−ナイロン(ユニチカ社製;品番「A105
0」、98%硫酸中、20℃での還元粘度6.2dL/
g)31重量部を用いたこと以外は、実施例1と同様に
して透明のポリアミドエラストマー(以下、「結着剤B
3」という)387重量部を得た。得られた結着剤B3
を用いて実施例1と同様にして試験用電池を作製した。
Example 3 Preparation of Polyamide Elastomer 6-Nylon (manufactured by Toyobo Co .; product number "T850") instead of 6-nylon (manufactured by Unitika Ltd .; product number "A105")
0 ", reduced viscosity at 98C in 98% sulfuric acid, 6.2 dL /
g) A transparent polyamide elastomer (hereinafter referred to as “binder B”) was prepared in the same manner as in Example 1 except that 31 parts by weight was used.
3 "). The obtained binder B3
And a test battery was produced in the same manner as in Example 1.

【0078】(実施例4) ポリアミドエラストマーの調製 アジピン酸161重量部、ブチレングリコール119重
量部、ネオペンチルグリコール137重量部〔ブチレン
グリコール/ネオペンチルグリコール=50/50(モ
ル比)、仕込み時のアジピン酸成分/ジオール成分=1
/2.4(モル比)〕、6−ナイロン(東洋紡績社製;
品番「T850」、98%硫酸中、20℃での還元粘度
3.5dL/g)76重量部、ペンタエリスリトール
0.75重量部、触媒としてテトラブチルチタネート
0.6重量部、安定剤として1,3,5−トリメチル−
2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシベンジル)ベンゼン0.4重量部、トリス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト0.
4重量部を加え、反応系を窒素下、200℃に昇温し
た。10分後にはナイロンが溶解し、透明な溶液となっ
た。この温度で更に4時間保ち、エステル化反応を行っ
た。エステル化反応の進行は、留出する水分量を計量す
ることにより確認した。エステル化反応進行後、20分
間で240℃まで昇温し、減圧操作を行った。重合系は
10分間で1mmHg以下の減圧度に達した。この状態
で1時間重縮合反応を行った結果、透明のポリアミドエ
ラストマー(以下、「結着剤B4」という)304重量
部を得た。
Example 4 Preparation of Polyamide Elastomer 161 parts by weight of adipic acid, 119 parts by weight of butylene glycol, 137 parts by weight of neopentyl glycol [butylene glycol / neopentyl glycol = 50/50 (molar ratio), Acid component / diol component = 1
/2.4 (molar ratio)], 6-nylon (manufactured by Toyobo Co., Ltd .;
Part number "T850", reduced viscosity in 98% sulfuric acid at 20 ° C, 3.5 dL / g) 76 parts by weight, pentaerythritol 0.75 parts by weight, tetrabutyl titanate 0.6 parts by weight as a catalyst, 3,5-trimethyl-
0.4 parts by weight of 2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 0.1 part of tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite.
4 parts by weight were added, and the reaction system was heated to 200 ° C. under nitrogen. After 10 minutes, the nylon dissolved and became a clear solution. The mixture was kept at this temperature for further 4 hours to carry out an esterification reaction. The progress of the esterification reaction was confirmed by measuring the amount of distilled water. After the progress of the esterification reaction, the temperature was raised to 240 ° C. in 20 minutes, and the pressure was reduced. The polymerization system reached a reduced pressure of 1 mmHg or less in 10 minutes. In this state, a polycondensation reaction was performed for 1 hour to obtain 304 parts by weight of a transparent polyamide elastomer (hereinafter, referred to as “binder B4”).

【0079】最下層膜の作製 得られた結着剤B4の10重量%NMP溶液を調整し、
この溶液100重量部に対し導電性カーボン(日本黒鉛
社製;品番「KEX」)150重量部を加えて撹拌混合
することにより最下層膜用の塗液を調整した。この塗液
をクリアランス15μmのアプリケーターを用いて1c
m×5cm×15μmのアルミニウム箔に塗布、乾燥さ
せ、最下層膜を作製した。
Preparation of Lowermost Layer Film A 10% by weight NMP solution of the obtained binder B4 was prepared.
To 100 parts by weight of this solution, 150 parts by weight of conductive carbon (manufactured by Nippon Graphite Co., Ltd., product number "KEX") was added and stirred and mixed to prepare a coating solution for the lowermost layer film. This coating solution was applied to an 1c using an applicator having a clearance of 15 μm.
An aluminum foil of mx 5 cm x 15 µm was applied and dried to form a lowermost layer film.

【0080】正電極の作製 得られた最下層膜を用いて実施例1と同様にして正電極
を作製した。
Production of Positive Electrode A positive electrode was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained lowermost film.

【0081】(2)負電極の作製 最下層膜の作製 正電極の最下層膜作製に用いたものと同じ結着剤B4の
10重量%NMP溶液を調整し、この溶液100重量部
に対し導電性カーボン(日本黒鉛社製;品番「KE
X」)150重量部を加えて撹拌混合することにより最
下層膜用の塗工液を調整した。この塗工液をクリアラン
ス15μmのアプリケーターを用いて1cm×5cm×
15μmの銅箔に塗布、乾燥させ、最下層膜を作製し
た。
(2) Preparation of Negative Electrode Preparation of Lowermost Layer Film A 10% by weight NMP solution of the same binder B4 as used for preparing the lowermost layer film of the positive electrode was prepared. Carbon (manufactured by Nippon Graphite Co .; product number "KE
X ") A coating liquid for the lowermost layer film was prepared by adding 150 parts by weight and stirring and mixing. This coating solution was applied to a 1 cm × 5 cm ×
A 15 μm copper foil was applied and dried to produce a lowermost layer film.

【0082】負電極の作製 得られた最下層膜を用いて実施例1と同様にして負電極
を作製した。
Production of Negative Electrode A negative electrode was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained lowermost film.

【0083】(3)電池の作製 上記正電極及び負電極を用い、実施例1と同様にして試
験用電池を作製した。
(3) Production of Battery A test battery was produced in the same manner as in Example 1 using the above positive electrode and negative electrode.

【0084】(実施例5) ポリアミドエラストマーの調製 アジピン酸146重量部、エチレングリコール136重
量部(仕込み時のアジピン酸成分/ジオール成分=1/
2.2(モル比)〕、6−ナイロン(東洋紡績社製;品
番「T850」、98%硫酸中、20℃での還元粘度
3.5dL/g)76重量部、ペンタエリスリトール
0.75重量部、触媒としてテトラブチルチタネート
0.6重量部、安定剤として1,3,5−トリメチル−
2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒ
ドロキシベンジル)ベンゼン0.4重量部、トリス
(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト0.
4重量部を加え、反応系を窒素下、200℃に昇温し
た。10分後にはナイロンが溶解し、透明な溶液となっ
た。この温度で更に1時間保ち、エステル化反応を行っ
た。エステル化反応の進行は、留出する水分量を計量す
ることにより確認した。エステル化反応進行後、20分
間で240℃まで昇温し、減圧操作を行った。重合系は
15分間で1mmHg以下の減圧度に達した。この状態
で30分間重縮合反応を行った結果、透明のポリアミド
エラストマー(以下、「結着剤B5」という)208重
量部を得た。得られた結着剤B5を用いて実施例1と同
様にして試験用電池を作製した。
Example 5 Preparation of Polyamide Elastomer 146 parts by weight of adipic acid, 136 parts by weight of ethylene glycol (adipic acid component / diol component at preparation = 1/1)
2.2 (molar ratio)], 76 parts by weight of 6-nylon (manufactured by Toyobo Co., Ltd .; product number “T850”, reduced viscosity in 98% sulfuric acid at 20 ° C. 3.5 dL / g), 0.75 parts by weight of pentaerythritol Parts, 0.6 parts by weight of tetrabutyl titanate as a catalyst, 1,3,5-trimethyl- as a stabilizer
0.4 parts by weight of 2,4,6-tris (3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl) benzene, 0.1 part of tris (2,4-di-t-butylphenyl) phosphite.
4 parts by weight were added, and the reaction system was heated to 200 ° C. under nitrogen. After 10 minutes, the nylon dissolved and became a clear solution. The mixture was kept at this temperature for 1 hour to carry out an esterification reaction. The progress of the esterification reaction was confirmed by measuring the amount of distilled water. After the progress of the esterification reaction, the temperature was raised to 240 ° C. in 20 minutes, and the pressure was reduced. The polymerization system reached a reduced pressure of 1 mmHg or less in 15 minutes. As a result of a polycondensation reaction for 30 minutes in this state, 208 parts by weight of a transparent polyamide elastomer (hereinafter, referred to as “binder B5”) was obtained. A test battery was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained binder B5.

【0085】(実施例6) ポリアミドエラストマーの調製 6−ナイロン(東洋紡績社製;品番「T850」)9重
量部を用いたこと以外は実施例1と同様にして透明のポ
リアミドエラストマー(以下、「結着剤B6」という)
217重量部を得た。得られた結着剤B6を用いて実施
例1と同様にして試験用電池を作製した。
Example 6 Preparation of Polyamide Elastomer A transparent polyamide elastomer (hereinafter, referred to as “Example 6”) was prepared in the same manner as in Example 1 except that 9 parts by weight of 6-nylon (manufactured by Toyobo Co., Ltd., product number “T850”) was used. "Binder B6")
217 parts by weight were obtained. A test battery was produced in the same manner as in Example 1 using the obtained binder B6.

【0086】ポリアミド系エラストマーの評価 得られたポリアミド系エラストマー(結着剤B1〜5)
を下記の方法により評価した。
Evaluation of Polyamide Elastomer Polyamide Elastomer Obtained (Binders B1 to B5)
Was evaluated by the following method.

【0087】1.極限粘度[η] ウベローデ粘度管を用い、o−クロロフェノール中、3
0℃で測定した。 2.ポリアミド含量 生成ポリエステルアミドの重量に対する仕込み時のポリ
アミドの重量から算出した。 3.融点及び結晶融解熱量 示差走査熱量計(DSC)を用い、室温から240℃に
昇温した後、−20℃/分で−100℃まで降温した
後、再度昇温測度測度10℃/分で測定し、融点及び結
晶融解熱量を求めた。
1. Intrinsic viscosity [η] Using an Ubbelohde viscosity tube, 3
It was measured at 0 ° C. 2. Polyamide content Calculated from the weight of the polyamide at the time of charging with respect to the weight of the produced polyesteramide. 3. Melting Point and Heat of Crystal Melting Using a differential scanning calorimeter (DSC), the temperature was raised from room temperature to 240 ° C., then lowered at −20 ° C./min to −100 ° C., and measured again at a heating rate measuring rate of 10 ° C./min. The melting point and the heat of crystal fusion were determined.

【0088】以上の結果を表1に纏めて示した。The above results are summarized in Table 1.

【0089】[0089]

【表1】 [Table 1]

【0090】(比較例1)最下層膜に用いる結着剤とし
てポリフッ化ビニリデン(呉羽化学社製KF−130
0、表中「PVDF」と記す)を用いた他は実施例1と
同様にして試験用電池を作製した。
Comparative Example 1 Polyvinylidene fluoride (KF-130 manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) was used as a binder for the lowermost film.
0, described as “PVDF” in the table), except that a test battery was prepared in the same manner as in Example 1.

【0091】(比較例2)最下層膜に用いる結着剤とし
て6−ナイロン(ユニチカ社製;品番「A1050」)
を用いた他は実施例1と同様にして試験用電池を作製し
た。
(Comparative Example 2) 6-nylon (manufactured by Unitika Ltd .; product number "A1050") as a binder used for the lowermost layer film
A test battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that を was used.

【0092】実施例1〜6、比較例1、2で作製した電
池の放電容量、容量維持率及び塗膜の接着性について、
下記方法により評価した。
With respect to the discharge capacity, the capacity retention rate, and the adhesion of the coating films of the batteries prepared in Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2,
It was evaluated by the following method.

【0093】1.放電容量(Ah/kg) 作製した得られた電池を、定電圧4.2Vで5時間充電
をした後、1.0mA/cm2 の定電流で終止電圧2.
75Vで放電した。この充放電サイクルを繰り返し、1
0サイクル目の放電容量を測定した。
1. Discharge capacity (Ah / kg) After charging the produced battery at a constant voltage of 4.2 V for 5 hours, a final voltage of 1.0 mA / cm 2 at a constant current of 2.
Discharged at 75V. By repeating this charge / discharge cycle, 1
The discharge capacity at the 0th cycle was measured.

【0094】2.容量維持率(%) 得られた電池を、定電圧4.2Vで5時間充電をした
後、1.0mA/cm2の定電流で終止電圧2.75V
で放電した。この充放電サイクルを繰り返し、10サイ
クル目の放電容量と200サイクル目の放電容量を測定
し、200サイクル目の放電容量の10サイクル目の放
電容量に対する割合を容量維持率とした。
2. Capacity maintenance rate (%) After charging the obtained battery at a constant voltage of 4.2 V for 5 hours, a final voltage of 2.75 V at a constant current of 1.0 mA / cm 2.
Was discharged. This charge / discharge cycle was repeated, the discharge capacity at the 10th cycle and the discharge capacity at the 200th cycle were measured, and the ratio of the discharge capacity at the 200th cycle to the discharge capacity at the 10th cycle was defined as the capacity retention ratio.

【0095】3.塗膜の接着性 電極を作製した正電極及び負電極をそれぞれ、半径0.
5mmの半円状の溝が掘られたステンレス製の平板1の
上に置き、その上から端部が半径0.3mmの半円状に
丸められたステンレス製の平板2を平板2の端部が平板
1の溝にはまりこむように押し当てた。その後、各電極
を取り出し、曲げられた部分の金属箔と最下層膜との界
面(表中:「金属箔」と記す)の接着状態、及び活物質
を含む膜と最下層膜との界面(表中:「活物質を含む
膜」と記す)を走査型電子顕微鏡により観察した。接着
しているものを○、剥がれたものを×とした。
3. Adhesiveness of coating film Each of the positive electrode and the negative electrode for which an electrode was prepared was applied with a radius of 0.
A stainless steel flat plate 1 having a semi-circular groove of 5 mm dug thereon is placed on the flat stainless steel plate 1, and a stainless steel flat plate 2 whose end is rounded into a semicircle with a radius of 0.3 mm is placed on the end of the flat plate 2. Was pressed so as to fit into the groove of the flat plate 1. After that, each electrode is taken out, and the bonding state of the interface between the bent portion of the metal foil and the lowermost film (in the table, described as “metal foil”) and the interface between the film containing the active material and the lowermost film ( In the table: "Film containing active material") was observed with a scanning electron microscope. The one that was adhered was rated as ○, and the one that was peeled was rated X.

【0096】以上の結果を表2に纏めて示した。Table 2 summarizes the above results.

【0097】[0097]

【表2】 [Table 2]

【0098】[0098]

【発明の効果】本発明の二次電池は、上述の如き構成と
なされているので、高容量、かつ、充放電特性に優れ、
また、導電性基体上への接着性が優れているので、長期
の繰り返し使用が可能であり、数百回以上の充放電サイ
クルにおいても、容量維持率が高いので、携帯型ビデオ
カメラ、携帯型パソコン、携帯電話、トランシーバー、
カメラ、ヘッドホンステレオ、携帯型テレビ等の電子機
器の移動用電源として好適に使用することができる。
Since the secondary battery of the present invention has the above-described configuration, it has a high capacity and excellent charge / discharge characteristics.
In addition, because of its excellent adhesion to the conductive substrate, it can be used repeatedly over a long period of time, and has a high capacity retention rate even over several hundred charge / discharge cycles. PCs, mobile phones, transceivers,
It can be suitably used as a power source for moving electronic devices such as cameras, headphone stereos, and portable televisions.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 導電性基体上に、リチウムイオンをドー
プ・アンドープしうる物質及び結着剤を含有する塗膜を
形成した電極を有し、上記塗膜が少なくとも2層の多層
膜で構成された非水電解質二次電池において、導電性基
体に接する最下層膜が、ポリアミド系エラストマーから
なる結着剤と電子伝導助材とを含むことを特徴とする非
水電解質二次電池。
1. An electrode comprising a conductive substrate on which a coating containing a substance capable of doping / undoping lithium ions and a binder is formed, wherein the coating comprises a multilayer film of at least two layers. A non-aqueous electrolyte secondary battery, wherein the lowermost film in contact with the conductive substrate contains a binder made of a polyamide elastomer and an electron conduction aid.
【請求項2】 ポリアミド系エラストマーが、 融点が140℃以上であり、結晶融解熱量が3mJ/m
g以上であり、極限粘度(ウベルーデ粘度計、オルトク
ロルフェノール溶液、30℃)が0.35〜2dL/g
であることを特徴とする請求項1記載の非水電解質二次
電池。
2. A polyamide elastomer having a melting point of 140 ° C. or more and a heat of crystal fusion of 3 mJ / m 2.
g or more, and the intrinsic viscosity (Ubellude viscometer, orthochlorophenol solution, 30 ° C.) is 0.35 to 2 dL / g.
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein
【請求項3】 ポリアミド系エラストマーが、 下記一般式(1)で表されるジカルボン酸のうち少なく
とも一種、及び、下記一般式(2)で表されるジオール
のうち少なくとも一種、並びに、還元粘度(1g/dL
98%硫酸溶液、20℃)が0.5〜7dL/gである
ポリアミドを反応させてなるポリエステルアミドであ
り、 前記ポリエステルアミド中の前記ポリアミドの含量が、
5〜90重量%である請求項1又は2記載の非水電解質
二次電池。 HOOC−R1 −COOH (1) (式中、R1 は、炭素数2〜8のアルキレン基を表す) HO−R2 −OH (2) (式中、R2 は、炭素数2〜6のアルキレン基を表す)
3. A polyamide elastomer comprising at least one of dicarboxylic acids represented by the following general formula (1), at least one diol represented by the following general formula (2), and a reduced viscosity ( 1g / dL
(98% sulfuric acid solution, 20 ° C.) is a polyesteramide obtained by reacting a polyamide having a content of 0.5 to 7 dL / g, wherein the content of the polyamide in the polyesteramide is:
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the content is 5 to 90% by weight. HOOC-R 1 -COOH (1) (wherein, R 1 represents an alkylene group having 2 to 8 carbon atoms) HO-R 2 -OH (2) (wherein, R 2 represents 2 to 6 carbon atoms) Represents an alkylene group)
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002042784A (en) * 2000-07-25 2002-02-08 Hitachi Maxell Ltd Nonaqueous secondary battery

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