WO2014115852A1 - 非水電解質二次電池用の超極細繊維状炭素、超極細繊維状炭素集合体、複合体、及び電極活物質層 - Google Patents

非水電解質二次電池用の超極細繊維状炭素、超極細繊維状炭素集合体、複合体、及び電極活物質層 Download PDF

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carbon
ultrafine fibrous
electrode
secondary battery
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一輝 谷内
伸弥 小村
亜沙美 兼松
大道　高弘
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Definitions

  • the present invention relates to a superfine fibrous carbon and a superfine fibrous carbon aggregate, a composite for a non-aqueous electrolyte secondary battery, particularly a lithium ion secondary battery, and a carbon-based conductive additive using the same,
  • the present invention relates to an electrode active material layer, an electrode material, and an electrode.
  • the present invention also relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery using the electrode, in particular, a lithium ion secondary battery.
  • a lithium ion secondary battery which is a type of nonaqueous electrolyte secondary battery, is a secondary battery in which lithium ions in the electrolyte are responsible for electrical conduction, using a lithium metal oxide for the positive electrode and a carbon material such as graphite for the negative electrode. What is used is a mainstream secondary battery.
  • Lithium ion secondary batteries have a feature of high energy density among secondary batteries, and thus have a wide range of applications from small devices such as mobile phones to large devices such as electric vehicles.
  • One of the problems with lithium ion secondary batteries is that battery capacity reduction (deterioration) due to repeated charge and discharge is prevented (improvement of cycle characteristics).
  • Possible causes of deterioration in cycle characteristics include denaturation (degradation) of electrode active materials, electrolytes, electrolytes, etc., and increase in electrode resistance due to separation of electrode foil and electrode active material, but one of the major causes The expansion / contraction of the active material itself can be mentioned.
  • As one of the improvement methods it has been proposed that the cycle characteristics are improved by adding a fibrous carbon material into the electrode (see Patent Document 1).
  • a negative electrode for a lithium secondary battery including a negative electrode active material capable of inserting and extracting lithium, a conductive carbon material, and a binder, wherein the negative electrode active material has a graphite structure by powder X-ray diffraction ( 002) is a graphite material using natural graphite or artificial graphite having an interplanar spacing d (002) of 0.335 to 0.337 nm, and the conductive carbon material has an average fiber diameter of 1 to 200 nm and is hollow inside.
  • the structure has a structure in which graphene sheets are laminated in a direction perpendicular to the length direction of the fiber, and the plane spacing d (002) of the (002) plane of the graphite structure by powder X-ray diffraction is 0.336-0.
  • Secondary battery has been proposed. Further, for example, Patent Document 3 contains at least one graphite material of scaly graphite or spherical graphite, and fibrous carbon that forms secondary particles having an average particle diameter of 10 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less. A negative electrode active material for a lithium secondary battery has been proposed.
  • An object of the present invention is to provide an electrode active material layer excellent in mechanical strength, a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode active material layer, and a carbon-based conductive additive included in the electrode active material layer. is there. Another object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery, particularly a lithium ion secondary battery, having excellent cycle characteristics by improving the mechanical strength of an electrode active material layer.
  • the present invention relates to a composite having high conductivity and excellent mechanical strength, a carbon-based conductive additive containing the composite, an electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery containing the conductive aid, and the electrode material It aims at providing the electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries containing.
  • the present invention also relates to a composite, a carbon-based conductive additive containing the composite, an electrode active material layer containing the composite, and the conductivity and machine of the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery containing the electrode active material layer.
  • An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery, in particular, a lithium ion secondary battery having excellent rate characteristics by improving the mechanical strength.
  • Patent Document 1 aims to improve cycle characteristics by adding a fibrous carbon material into the electrode, but uses vapor grown carbon fiber as the fibrous carbon material.
  • Phase-grown carbon fiber has a branched structure, so it is difficult to increase the dispersibility in the electrode, and the fibrous carbon material may agglomerate, resulting in insufficient cycle characteristics improvement.
  • the invention described in Patent Document 3 adds 0.5 to 22.5 parts by mass of vapor grown carbon fiber, and secondary particles comprising vapor grown carbon fiber having an average particle size of 12 to 48 ⁇ m in the electrode.
  • the current is concentrated on the secondary particles, and only that portion is concentrated.
  • the cycle characteristics are expected to deteriorate and the improvement of the cycle characteristics becomes insufficient.
  • the present inventors have improved the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon and the ultrafine fibrous carbon aggregate for a nonaqueous electrolyte secondary battery, thereby providing a nonaqueous solution. It has been found that cycle characteristics for electrolyte secondary batteries, particularly lithium ion secondary batteries, can be improved, and higher capacity can be achieved.
  • An object of the present invention is to provide an ultrafine fibrous carbon and an ultrafine fibrous carbon aggregate having excellent water dispersibility.
  • the present invention improves the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate, so that the carbon-based conductive additive and the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery having high conductivity are provided.
  • An object is to provide a material and an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • the present invention provides a nonaqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics and high capacity by improving the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate.
  • an object is to provide a lithium ion secondary battery.
  • An object of the present invention is to provide an ultrafine fibrous carbon aggregate having excellent water dispersibility and excellent mechanical strength.
  • the present invention improves the water dispersibility and mechanical strength of the ultrafine fibrous carbon aggregate, thereby providing a carbon-based conductive additive and a non-aqueous electrolyte secondary material having high conductivity and excellent mechanical strength. It aims at providing the electrode material for batteries, and the electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries.
  • the present invention improves the water dispersibility and mechanical strength of the ultrafine fibrous carbon aggregate, thereby providing a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics and high capacity, in particular,
  • An object is to provide a lithium ion secondary battery.
  • the present invention is an electrode active material layer containing at least an electrode active material, a carbon-based conductive aid, and a binder, the carbon-based conductive aid having a linear structure and an average fiber diameter of 200 nm.
  • the maximum tensile strength ⁇ M in the plane direction including ultrafine fiber carbon of ultra-900 nm or less, and the tensile strength ⁇ T in the in- plane perpendicular direction to the maximum tensile strength ⁇ M are expressed by the following relational expression (a): An electrode active material layer satisfying ⁇ M / ⁇ T ⁇ 1.6 (a)
  • the present invention is a composite containing ultrafine fibrous carbon and spherical carbon, the ultrafine fibrous carbon has a linear structure, and the ultrafine fibrous carbon and spherical carbon are integrally attached to each other.
  • the composite is formed by uniformly mixing the ultrafine fibrous carbon and the spherical carbon.
  • the present invention is a superfine fibrous carbon having a linear structure, wherein at least a part of the surface of the superfine fibrous carbon is modified with a surfactant, and / or Provided is an ultrafine fibrous carbon in which at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is oxidized, and also provides an ultrafine fibrous carbon aggregate formed by aggregating the ultrafine fibrous carbon.
  • the present invention provides a superfine fibrous carbon aggregate formed by aggregating superfine fibrous carbon having a linear structure, wherein at least a part of the ultrafine fibrous carbon aggregate is At least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant and / or at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon of at least a part of the ultrafine fibrous carbon aggregate is oxidized.
  • the fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate obtained by volume conversion particle size distribution measurement the fiber has a first peak with a fiber length of 15 ⁇ m or less and a second peak with a fiber length of more than 15 ⁇ m.
  • an ultrafine fibrous carbon aggregate in which the ratio of the volume converted particle size distribution (%) to the volume converted particle size distribution (%) of the second peak is 3/1 or more.
  • an electrode active material layer having excellent mechanical strength, a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode active material layer, and a carbon-based conductive additive included in the electrode active material layer are provided.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery excellent in cycle characteristics, particularly a lithium ion secondary battery, is provided.
  • a composite having high conductivity and excellent mechanical strength, a carbon-based conductive additive containing the composite, an electrode active material layer containing the composite, and an electrode active material layer thereof are included.
  • An electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery is provided.
  • the present invention also provides a composite, a carbon-based conductive additive containing the composite, an electrode active material layer containing the composite, and the conductivity of the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery containing the electrode active material layer.
  • an ultrafine fibrous carbon and an ultrafine fibrous carbon aggregate having excellent water dispersibility are provided.
  • the carbon-based conductive additive and non-aqueous electrolyte secondary battery having high conductivity Electrode material and non-aqueous electrolyte secondary battery electrode are provided.
  • the non-aqueous electrolyte 2 has excellent cycle characteristics and high capacity.
  • a secondary battery, in particular, a lithium ion secondary battery is provided.
  • an ultrafine fibrous carbon aggregate having excellent water dispersibility and excellent mechanical strength is provided.
  • the carbon-based conductive additive, non-aqueous electrolyte 2 having high conductivity and excellent mechanical strength can be obtained by improving the water dispersibility and mechanical strength of the ultrafine fibrous carbon aggregate.
  • An electrode material for a secondary battery and an electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery are provided.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics and high capacity particularly Provides a lithium ion secondary battery.
  • CNF scanning electron microscope image ((a) 2,000 times and (b) 8,000 times) of the ultra-fine fibrous carbon used in Example A2 and Example A3 (S-CNF).
  • Example A4 It is a scanning electron micrograph (8,000 times) of acetylene black used in Example A4 (AB). It is a scanning electron microscope image ((a) 5,000 times and (b) 8,000 times) of the electrode active material layer produced in Example A3 (CNF / S-CNF). It is a scanning electron microscope image ((a) 5,000 times and (b) 8,000 times) of the electrode active material layer produced in Example A4 (CNF / AB). It is a scanning electron microscope image (2,000 times) of ultrafine fiber carbon. It is a scanning electron microscope image (2,000 times) of the ultrafine fibrous carbon used in Example B1-1, Example B1-2, and Comparative Example B1-1 (CNF).
  • FIG. 3 is a photograph showing the observation result of a scanning electron microscope image (500 times) of the complex 1-1 obtained in Example B1-1.
  • 2 is a photograph showing the observation result of a scanning electron microscope image (1000 ⁇ ) of the composite body 1-1 obtained in Example B1-1.
  • 4 is a photograph showing the observation result of the composite 1-2 obtained in Example B1-2 under a scanning electron microscope (500 ⁇ magnification).
  • 4 is a photograph showing the observation result of a scanning electron microscope image (1000 ⁇ ) of the composite body 1-2 obtained in Example B1-2. It is a figure which shows the result of the relationship between a density and volume resistivity obtained by implementing Example B3 and Comparative Example B2.
  • 6 is a discharge rate characteristic chart of a cell produced in Example B3-2 (CNF / AB).
  • FIG. 4 is a discharge rate characteristic chart of a cell produced in Example B3-3 (CNF / AB (ball mill)).
  • FIG. It is a discharge rate characteristic chart of the cell produced in Comparative Example B3-1 (CNF).
  • CNF Comparative Example B3-1
  • AB comparative example B3-2
  • It is a scanning electron microscope image (2,000 times) of ultrafine fiber carbon.
  • It is a scanning electron microscope image (2,000 times) of the ultra-fine fibrous carbon used in Example C1 and Comparative Example C1 (CNF).
  • Example D2 It is a figure which shows the result of fiber length distribution of the super extra fine fibrous carbon aggregate obtained in Example D2. It is a figure which shows the result of fiber length distribution of the super extra fine fibrous carbon aggregate obtained by the comparative example D1. It is a figure which shows the result of fiber length distribution of the super extra fine fibrous carbon aggregate obtained by the comparative example D2.
  • the electrode active material layer according to the present invention includes at least an electrode active material, a carbon-based conductive aid, and a binder, and the carbon-based conductive aid has a linear structure and has an average fiber diameter of greater than 200 nm and less than 900 nm.
  • the maximum tensile strength ⁇ M in the plane direction including ultrafine fibrous carbon, and the tensile strength ⁇ T in the in- plane perpendicular direction with respect to the maximum tensile strength ⁇ M satisfy the following relational expression (a) (Aspect 1 ). ⁇ M / ⁇ T ⁇ 1.6 (a)
  • the electrode active material layer cracks even when the electrode active material expands or contracts during charge / discharge.
  • the peeling of the electrode active material layer from the current collector can be suppressed, an excellent cycle characteristic effect can be achieved.
  • Aspect 1 it is preferable to contain 10% by mass or less of a carbon-based conductive additive with respect to the total mass of the electrode active material layer (Aspect 2).
  • the mechanical strength is large in the application direction (MD direction) and / or the in-plane vertical direction (TD direction) with respect to the application direction when the electrode material is applied, and an excellent reinforcing effect is exhibited.
  • the binder contains 1% by mass or more and 25% by mass or less of the total mass of the electrode active material layer (Aspect 3).
  • the mechanical strength is large with respect to the coating direction (MD direction) and / or the in-plane vertical direction (TD direction) with respect to the coating direction when the electrode material is applied, and an excellent reinforcing effect is exhibited.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is preferably 1 ⁇ m to 15 ⁇ m (embodiment 4).
  • the mechanical strength is large with respect to the application direction (MD direction) and / or the in-plane vertical direction (TD direction) with respect to the application direction when the electrode material is applied, and an excellent reinforcing effect is exhibited.
  • the ultrafine fibrous carbon is an ultrafine fibrous carbon having an average fiber length of 1 ⁇ m to 15 ⁇ m and an ultrafine fibrous carbon having an average fiber length of more than 15 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the mechanical strength is large with respect to the coating direction (MD direction) and / or the in-plane vertical direction (TD direction) with respect to the coating direction when the electrode material is applied, and an excellent reinforcing effect is exhibited.
  • the electrode active material layer according to the present invention preferably includes at least two types of ultrafine fibrous carbons having different average fiber lengths of at least two types of ultrafine fibrous carbons. More preferably, the average fiber length of the seed ultra-fine fibrous carbon is 1 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the ultrafine fiber carbon may be referred to as CNF
  • the ultrafine fiber carbon having a short average fiber length for example, the ultrafine fiber carbon having an average fiber length of 1 ⁇ m to 15 ⁇ m may be referred to as S-CNF. is there.
  • the electrode active material layer according to the present invention preferably includes ultrafine fibrous carbon and at least one carbon-based material other than the ultrafine fibrous carbon. Furthermore, the average fiber of the ultrafine fibrous carbon is also included. It is preferable to include at least two types of ultrafine fibrous carbon having different lengths and at least one type of carbon-based material other than the ultrafine fibrous carbon. Examples of at least one carbon-based material other than the ultrafine fibrous carbon include carbon black, acetylene black, and graphite.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode active material layer according to any one of aspects 1 to 5 (embodiment 6). Since the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery using the electrode active material layer according to Aspects 1 to 5 can improve the mechanical strength, the non-aqueous electrolyte secondary battery according to Aspect 6 Even if the active material expands or contracts, the conductive path can be maintained, so that an excellent cycle characteristic effect can be obtained.
  • the carbon-based conductive additive according to the present invention has a linear structure and includes ultrafine fibrous carbon having an average fiber diameter of more than 200 nm and not more than 900 nm, and the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is 1 ⁇ m to 15 ⁇ m ( Aspect 7).
  • Another carbon-based conductive additive according to the present invention has a linear structure and includes ultrafine fibrous carbon having an average fiber diameter of more than 200 nm and not more than 900 nm, and the ultrafine fibrous carbon has an average fiber length of 1 ⁇ m to And ultrafine fiber carbon having an average fiber length of more than 15 ⁇ m to 50 ⁇ m (embodiment 8).
  • the electrode active material layer containing the carbon-based conductive additive according to Aspects 7 and 8 is mechanical with respect to the coating direction (MD direction) and the in-plane vertical direction (TD direction) when coating the electrode material. High strength and excellent reinforcing effect.
  • the carbon-based conductive additive according to the present invention preferably includes at least two types of ultrafine fibrous carbons having different average fiber lengths of at least two types of ultrafine fibrous carbons. More preferably, the average fiber length of one type of ultrafine fibrous carbon is 1 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the carbon-based conductive additive according to the present invention preferably includes ultrafine fibrous carbon and at least one carbon-based material other than the ultrafine fibrous carbon. Furthermore, the average of the ultrafine fibrous carbon is also included. It is preferable to include at least two types of ultrafine fibrous carbon having different fiber lengths and at least one type of carbon-based material other than the ultrafine fibrous carbon. Examples of at least one carbon-based material other than the ultrafine fibrous carbon include carbon black, acetylene black, and graphite.
  • the ultrafine fibrous carbon contained in the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention is preferably graphitizable carbon.
  • Easily graphitizable carbon is a carbon raw material in which a graphite structure having a three-dimensional lamination regularity is easily generated by heat treatment at a high temperature of 2500 ° C. or higher.
  • soft carbon or soft carbon are also called soft carbon or soft carbon.
  • Examples of graphitizable carbon include petroleum coke, coal pitch coke, polyvinyl chloride, and 3,5-dimethylphenol formaldehyde resin.
  • mesophase pitch which can form an optically anisotropic phase (liquid crystal phase) in a molten state, or a mixture thereof is preferable because high crystallinity and high conductivity are expected.
  • mesophase pitch petroleum-based mesophase pitch obtained by a method mainly consisting of hydrogenation and heat treatment of petroleum residue oil or a method mainly consisting of hydrogenation, heat treatment and solvent extraction; hydrogenation and heat treatment of coal tar pitch Coal-based mesophase pitch obtained by the main method or the main method of hydrogenation, heat treatment, and solvent extraction; super strong acids (for example, HF, BF3, etc.) using aromatic hydrocarbons such as naphthalene, alkylnaphthalene and anthracene as raw materials
  • super strong acids for example, HF, BF3, etc.
  • aromatic hydrocarbons such as naphthalene, alkylnaphthalene and anthracene
  • the synthetic liquid crystal pitch is more preferable in that it does not contain impurities.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fiber carbon in this invention exists in the range of more than 200 nm and 900 nm or less. This average fiber diameter is a value measured from a photograph taken at a magnification of 2,000 with a field emission scanning electron microscope.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fibrous carbon is preferably in the range of more than 230 nm to 600 nm or less, more preferably in the range of more than 250 nm to 500 nm or less, and still more preferably in the range of more than 250 nm to 400 nm or less.
  • the ultrafine fibrous carbon in the present invention has a linear structure.
  • the linear structure means that the degree of branching is 0.01 piece / ⁇ m or less.
  • Branching refers to a granular part in which extra-fine fibrous carbon is bonded to other extra-fine fibrous carbon at a place other than the terminal part, and the main axis of the extra-fine fibrous carbon is branched in the middle. It means that the main axis of fibrous carbon has a branch-like minor axis.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon in the present invention is preferably in the range of 1 to 100 ⁇ m, and more preferably in the range of 1 to 50 ⁇ m.
  • the ultrafine fibrous carbon in the present invention has an average interplanar spacing d (002) of (002) plane of 0.335 to 0.340 nm as measured by X-ray diffraction.
  • FIG. 1 a scanning electron micrograph (2,000 times) of a typical ultrafine fibrous carbon in the present invention is shown in FIG. As is apparent from FIG. 1, it is confirmed that the ultrafine fibrous carbon in the present invention has a linear structure and an average fiber length of 1 to 100 ⁇ m.
  • electrode active materials positive electrode active material, negative electrode active material contained in the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described in detail.
  • any one of conventionally known materials known as positive electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries is used. Or it can select and use 2 or more types suitably.
  • a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions is preferable.
  • the lithium-containing metal oxide include a composite oxide containing lithium and at least one element selected from the group consisting of Co, Mg, Mn, Ni, Fe, Al, Mo, V, W, and Ti. Can do.
  • Li x CoO 2 Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co a Ni 1-a O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Co b V 1-b
  • O z where x, a, b and z are the same as above.
  • the value of x is a value before the start of charging / discharging, and increases / decreases by charging / discharging.
  • the positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the positive electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle diameter is preferably 0.05 ⁇ m (50 nm) to 7 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • Nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention As the negative electrode active material contained in the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, one or more kinds of conventionally known materials known as negative electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries are used. It can be selected and used.
  • a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions, Si and Sn, or an alloy or oxide containing at least one of these can be used. Among these, a carbon material is preferable.
  • Typical examples of the carbon material include artificial graphite produced by heat-treating natural graphite, petroleum-based and coal-based coke, hard carbon obtained by carbonizing a resin, mesophase pitch-based carbon material, and the like.
  • natural graphite or artificial graphite from the viewpoint of increasing battery capacity, there is one in which the interplanar spacing d (002) of the (002) plane of the graphite structure by powder X-ray diffraction is in the range of 0.335 to 0.337 nm. preferable.
  • Natural graphite is a graphite material that is naturally produced as ore. Natural graphite is classified into two types, scaly graphite having a high degree of crystallinity and earthy graphite having a low degree of crystallinity, depending on its appearance and properties. The scaly graphite is further divided into scaly graphite having a leaf-like appearance and scaly graphite having a lump shape. There are no particular restrictions on the origin, properties, and types of natural graphite used as the graphite material. Further, natural graphite or particles produced using natural graphite as a raw material may be subjected to a heat treatment.
  • artificial graphite refers to graphite produced by a wide range of artificial techniques and graphite materials that are close to perfect crystals of graphite. Typical examples are those obtained from tar and coke obtained from coal residue, crude oil distillation residue, etc., through a calcination step of about 500-1000 ° C and a graphitization step of 2000 ° C or higher. Can be mentioned. Kish graphite obtained by reprecipitation of carbon from dissolved iron is also a kind of artificial graphite.
  • an alloy containing at least one of Si and Sn in addition to the carbon material as the negative electrode active material has a smaller electric capacity than when using each of Si and Sn alone or using each oxide. It is effective in that it can be done. Of these, Si-based alloys are preferable.
  • Si-based alloy an alloy of Si and at least one element selected from the group consisting of B, Mg, Ca, Ti, Fe, Co, Mo, Cr, V, W, Ni, Mn, Zn, Cu, and the like And so on.
  • the aforementioned materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the negative electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle size is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, more preferably 1 to 7 ⁇ m.
  • binder As the binder contained in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, electrode forming is possible, and it can be suitably used as long as it has sufficient electrochemical stability.
  • the binder include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), synthetic butadiene rubber (SBR), a cross-linked fluoroolefin copolymer, polyimide, petroleum pitch, It is preferable to use at least one selected from the group consisting of coal pitch, phenol resin, and the like, and polyvinylidene fluoride (PVDF) is particularly preferable.
  • the shape when used as a binder is not particularly limited, and may be solid or liquid (for example, emulsion), electrode manufacturing method (especially dry kneading or wet kneading), electrolyte solution, In consideration of solubility and the like, it can be appropriately selected.
  • the solvent for dissolving the binder is not particularly limited as long as it can dissolve the binder.
  • Specific examples include one or more selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and the like. Or DMAc is suitable.
  • the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery having a current collector and an active material layer on the current collector, wherein the active material layer is the nonaqueous electrolyte of the present invention. It is an electrode made of an electrode material for a secondary battery.
  • Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode The following two methods are generally used as a method for producing an electrode of a nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • One method is a method in which an electrode active material, a conductive additive, and a binder are mixed and kneaded, formed into a film by extrusion molding, rolled, stretched, and then bonded to a current collector.
  • the other method is a method in which a slurry is prepared by mixing an electrode active material, a conductive additive, a binder, and a solvent for dissolving the binder, this slurry is applied onto a substrate, the solvent is removed, and then pressing is performed.
  • the addition ratio of the conductive auxiliary in the slurry is 10% by mass or less with respect to the electrode material composed of the electrode active material, the conductive auxiliary and the binder.
  • the addition ratio it is preferable that it is 7 mass% or less, and it is more preferable that it is 5 mass% or less.
  • the additive ratio of the conductive additive is more than 10% by mass, the amount of the active material in the electrode decreases when an arbitrary capacity cell is manufactured, and it is difficult to apply it to a power source application requiring high energy density. End up.
  • the addition ratio of the binder in the present invention is 1 to 25% by mass with respect to the electrode material composed of the electrode active material, the conductive additive and the binder.
  • the addition ratio is preferably 3 to 20% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass.
  • the amount of the binder is less than 1% by mass, the generation of cracks or the electrode may be peeled off from the current collector.
  • the amount of the binder is more than 25% by mass, the amount of the active material in the electrode is reduced when an arbitrary capacity cell is to be manufactured, making it difficult to apply to a power source application requiring high energy density. End up.
  • a slurrying aid may be used.
  • the slurrying aid include one or more selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, carboxymethylcellulose, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol and the like, and it is particularly preferable to use polyvinylpyrrolidone. It is.
  • the addition amount of the slurrying aid is preferably 10% by mass or less, more preferably 0.5 to 10% by mass, with respect to the total of components other than the solvent in the slurry, More preferably, it is ⁇ 8% by mass.
  • the amount of the slurrying aid added is more than 10% by mass, the slurry viscosity is suddenly lowered, and a dispersion failure may occur, making it difficult to produce a suitable slurry.
  • this value is less than 0.5 mass%, the effect of the slurrying aid does not appear.
  • the solid content concentration in the slurry (the ratio of the total weight of components other than the solvent in the slurry to the total mass of the slurry) is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass. is there. If the solid content concentration is more than 50% by mass, it may be difficult to produce a uniform slurry. On the other hand, if this value is less than 10% by mass, the viscosity of the slurry may be excessively lowered, and the thickness of the electrode may become uneven.
  • an appropriate application method such as a doctor blade can be employed.
  • the solvent is removed by treatment at, for example, 60 to 150 ° C., preferably 75 to 85 ° C., preferably for 60 to 180 minutes.
  • an active material layer can be manufactured by pressing the coated material after removing the solvent.
  • the thickness of the active material layer is preferably in the range of 5 to 300 ⁇ m. If the active material layer thickness is less than 5 ⁇ m, when trying to manufacture an arbitrary capacity cell, a large amount of separator and current collector will be used, and the active material layer volume occupancy in the cell will decrease, It is not preferable from the viewpoint of energy density, and the use is considerably limited. In particular, output characteristics (including low-temperature characteristics) are also important, but it becomes difficult to apply to power supply applications requiring high energy density.
  • the electrode thickness is preferably about 300 ⁇ m or less from the viewpoint of stable production of the electrode.
  • the electrode thickness is more preferably 200 ⁇ m or less, and for the purpose of improving the productivity of the electrode and the output characteristics of the capacitor, a more preferable range of the electrode thickness is 10 to 100 ⁇ m.
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery electrode according to the present invention produced as described above preferably has no anisotropy in electrode strength.
  • An electrode having no anisotropy in electrode strength, excluding the current collector, that is, in the electrode material according to the present invention, the tensile strength ⁇ M in the application direction in which the electrode material is applied, and the in-plane perpendicular direction to the application direction preferably the ratio ⁇ M / ⁇ T tensile strength sigma T is 1.6 or less, more preferably the ratio of the sigma M / sigma T is 1.2 or less, 0.9-1.1 More preferably, it is in the range.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention produced as described above preferably has anisotropy in electrode strength.
  • An electrode having an anisotropy in electrode strength excluding the current collector, that is, in the electrode material according to the present invention, the tensile strength ⁇ M in the application direction in which the electrode material is applied and the tensile force in the direction perpendicular to the application direction it is preferable ratio ⁇ M / ⁇ T strength sigma T is larger than 1.6, more preferably above ratio ⁇ M / ⁇ T is 1.7 or more, further preferably 1.8 or more .
  • the current collector of the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be formed from any conductive material.
  • the current collector can be formed from a metal material such as aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, copper, in particular aluminum, stainless steel, copper.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a battery including the electrode active material layer of the present invention.
  • Non-aqueous electrolyte secondary battery examples include a lithium ion secondary battery, a lithium battery, a lithium ion polymer battery, and the like, and a lithium ion secondary battery is preferable.
  • the positive electrode in which the positive electrode active material layer is formed on the surface of the current collector, the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention are positive electrode materials.
  • the layer may be laminated so that the negative electrode active material layer of the negative electrode according to the present invention faces and the electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer according to the present invention.
  • a positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention an electrolyte layer containing an electrolyte, and a negative electrode formed by forming a negative electrode active material layer on the surface of a current collector,
  • the positive electrode active material layer of the positive electrode according to the present invention and the negative electrode active material layer of the negative electrode face each other, and the electrolyte layer is laminated between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer of the positive electrode according to the present invention. It may be.
  • the positive electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention are the positive electrode according to the present invention.
  • the positive electrode active material layer faces the negative electrode active material layer of the negative electrode according to the present invention, and the electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material layer of the positive electrode according to the present invention and the negative electrode active material layer of the negative electrode according to the present invention. May be laminated.
  • the electrolyte layer for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not limited as long as the object and effect of the present invention are not impaired. Therefore, for example, as the electrolyte layer, a liquid electrolyte, that is, a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent, for example, can be used. However, when such a liquid electrolyte is used, it is generally preferable to use a separator made of a porous layer in order to prevent direct contact between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • organic solvent for the liquid electrolyte for example, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) and the like can be used. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • lithium salts for the liquid electrolyte for example, may use LiPF 6, LiClO 4, LiN ( CF 3 SO 2) 2, LiBF 4 or the like. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more.
  • a solid electrolyte can be used as the electrolyte layer, and in this case, a separate spacer can be omitted.
  • the carbon-based conductive additive according to the present invention has a linear structure and includes ultrafine fibrous carbon having an average fiber diameter of more than 200 nm and not more than 900 nm, and the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is 1 ⁇ m to 15 ⁇ m. A detailed description of the ultrafine fibrous carbon is as described above.
  • the present invention is a composite containing ultrafine fiber carbon and spherical carbon, the ultrafine fiber carbon has a linear structure, and the ultrafine fiber carbon and the spherical carbon are integrated with each other. It is a composite formed by adhering and mixing ultrafine fibrous carbon and spherical carbon uniformly (Aspect 1).
  • the composite of the present invention is obtained by dry-combining ultrafine fibrous carbon and spherical carbon (Aspect 2).
  • Aspect 1 or Aspect 2 when the density of the composite of the present invention is substantially the same as the density of the ultrafine fibrous carbon, the composite of the present invention is approximately equivalent to 1 to 1 of the ultrafine fibrous carbon.
  • the volume resistivity is 5 times (Aspect 3).
  • the composite of the present invention when the density of the composite of the present invention and the density of the spherical carbon are substantially the same, the composite of the present invention is substantially equivalent to the spherical carbon. It has a volume resistivity of 100 times or less (Aspect 4).
  • the mass ratio of the ultrafine fibrous carbon to the spherical carbon is 1: 9 to 5: 5 (Aspect 5).
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is more than 10 ⁇ m to 50 ⁇ m (Aspect 6).
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is 1 ⁇ m to 10 ⁇ m (Aspect 7).
  • the spherical carbon is carbon black (aspect 8).
  • the carbon-based conductive additive of the present invention is a carbon-based conductive additive containing the composite according to any one of modes 1 to 7 (mode 9).
  • the electrode active material layer of the present invention includes at least the composite of aspects 1 to 8, the electrode active material, and a binder, and the electrode active material of any one of the aspects 1 to 5 of the first aspect of the present invention. It is a layer (aspect 10).
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode active material layer according to aspect 10 (aspect 11).
  • the composite of the present invention can arbitrarily combine two or more of the embodiments 1 to 8.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention can include the composite of the present invention in which two or more embodiments are arbitrarily combined, and the composite can be included in the electrode active material layer of the present invention.
  • the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can have a material layer, and the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can include the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • the composite of the present invention is a composite containing ultrafine fibrous carbon and spherical carbon, the ultrafine fibrous carbon has a linear structure, and the ultrafine fibrous carbon and the spherical carbon are integrally formed. It is a composite formed by adhering to each other and uniformly mixing the ultrafine fibrous carbon and the spherical carbon.
  • the ultrafine fibrous carbon and the spherical carbon are integrally attached to each other, and the ultrafine fibrous carbon and the spherical carbon are uniformly mixed, so that high conductivity and excellent properties are obtained. Mechanical strength.
  • attachment may be a chemical bond, but mainly means a physical bond, for example, a physical bond such as adhesion. Whether or not they are integrally attached and uniformly mixed can be easily determined by observing the degree of mixing of the ultrafine fibrous carbon and the spherical carbon contained in the composite using a scanning electron microscope or the like. can do. Also, by measuring the porosity of the composite, it can be determined whether or not they are integrally attached to each other and mixed uniformly. In order to be uniformly mixed, the porosity of the composite can be selected from, for example, 50% or less, 40% or less, or 30% or less, and can be 10% or more.
  • the composite of the present invention is preferably obtained by producing a dry composite or a wet composite of ultrafine fibrous carbon and spherical carbon.
  • the composite of the present invention is more preferably produced by dry-combining ultrafine fibrous carbon and spherical carbon.
  • the composite of the present invention can have both high conductivity and excellent mechanical strength.
  • Dry compound means that a fine pulverized carbon and spherical carbon are pulverized and dispersed using a dry pulverizer or the like.
  • Wet compounding refers to pulverizing and dispersing ultrafine fibrous carbon and spherical carbon in an organic solvent using a wet pulverizer or the like.
  • the composite of the present invention has a volume resistivity approximately equal to 50 times that of the ultrafine fibrous carbon.
  • the volume resistivity is preferably 30 times or less, more preferably 10 times or less.
  • the volume resistivity (unit: ⁇ ⁇ cm) means a resistance per unit volume, and is used as a measure of conductivity. That is, the lower the volume resistivity (unit: ⁇ ⁇ cm), the better the conductivity.
  • the composite of the present invention preferably has a volume resistivity approximately equal to 1/100 times or less that of spherical carbon. .
  • the mass ratio of ultrafine fibrous carbon to spherical carbon is preferably 1: 9 to 5: 5.
  • the volume resistivity of the composite of the present invention approaches the volume resistivity of the spherical carbon.
  • the mass ratio with the spherical carbon is more preferably 4: 6 to 5: 5, and still more preferably 5: 5.
  • the ultrafine fibrous carbon contained in the composite of the present invention is not particularly limited as long as it achieves the object of the present invention and further exhibits the effects of the present invention, but is graphitizable carbon. It is preferable. Almost graphitizable carbon is a carbon raw material in which a graphite structure having a three-dimensional lamination regularity is easily generated by heat treatment at a high temperature of 2500 ° C. or higher. Also called soft carbon or soft carbon. Examples of graphitizable carbon include petroleum coke, coal pitch coke, polyvinyl chloride, and 3,5-dimethylphenol formaldehyde resin.
  • mesophase pitch which can form an optically anisotropic phase (liquid crystal phase) in a molten state, or a mixture thereof is preferable because high crystallinity and high conductivity are expected.
  • mesophase pitch petroleum-based mesophase pitch obtained by a method mainly consisting of hydrogenation and heat treatment of petroleum residue oil or a method mainly consisting of hydrogenation, heat treatment and solvent extraction; hydrogenation and heat treatment of coal tar pitch Coal-based mesophase pitch obtained by the main method or the main method of hydrogenation, heat treatment, and solvent extraction; super strong acids (for example, HF, BF3, etc.) using aromatic hydrocarbons such as naphthalene, alkylnaphthalene and anthracene as raw materials
  • super strong acids for example, HF, BF3, etc.
  • aromatic hydrocarbons such as naphthalene, alkylnaphthalene and anthracene
  • the synthetic liquid crystal pitch is more preferable in that it does not contain impurities.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fibrous carbon in the present invention is in the range of more than 200 nm and not more than 900 nm. This average fiber diameter is a value measured from a photograph taken at a magnification of 2,000 with a field emission scanning electron microscope.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fibrous carbon is preferably in the range of more than 230 nm to 600 nm or less, more preferably in the range of more than 250 nm to 500 nm or less, and still more preferably in the range of more than 250 nm to 400 nm or less.
  • the ultrafine fibrous carbon in the present invention has a linear structure.
  • the linear structure means that the degree of branching is 0.01 piece / ⁇ m or less.
  • Branching refers to a granular part in which extra-fine fibrous carbon is bonded to other extra-fine fibrous carbon at a place other than the terminal part, and the main axis of the extra-fine fibrous carbon is branched in the middle. It means that the main axis of fibrous carbon has a branch-like minor axis.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon in the present invention may be in the range of 1 to 100 ⁇ m.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is preferably more than 10 ⁇ m to 50 ⁇ m or 1 ⁇ m to 10 ⁇ m. This is because, when the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon in the present invention is more than 100 ⁇ m, the dispersibility of the ultrafine fibrous carbon may be impaired.
  • the ultrafine fiber carbon may be referred to as CNF
  • the ultrafine fiber carbon having a short average fiber length for example, the ultrafine fiber carbon having an average fiber length of 1 ⁇ m to 15 ⁇ m is S. -Sometimes referred to as CNF. * Please check the underlined part in red. Please make corrections as appropriate.
  • the ultrafine fibrous carbon in the present invention more preferably has an average interplanar spacing d (002) of (002) plane of 0.335 to 0.340 nm measured by X-ray diffraction method.
  • FIG. 15 a scanning electron micrograph (2,000 times) of a typical ultrafine fibrous carbon in the present invention is shown in FIG. As is apparent from FIG. 15, it is confirmed that the ultrafine fibrous carbon in the present invention has a linear structure and an average fiber length of 1 to 100 ⁇ m.
  • the ultrafine fibrous carbon (CNF or S-CNF) in the present invention is produced by a known production method.
  • ultrafine fibrous carbon (CNF or S-CNF) can be produced by the production methods described in JP2010-13742A and JP2010-31439A.
  • the spherical carbon in the present invention is preferably carbon black.
  • the carbon black include acetylene black, furnace black, channel black, and thermal black. Acetylene black is preferable.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention is a carbon-based conductive additive containing the composite of the present invention.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention includes the composite of the present invention.
  • a material other than the composite of the present invention such as a carbon-based material, is further added. May include.
  • the electrode active material layer of the present invention is made of an electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery, which will be described later.
  • the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery used for forming the electrode active material layer of the present invention is for a non-aqueous electrolyte secondary battery including at least the carbon-based conductive additive of the present invention, an electrode active material, and a binder. It is an electrode material.
  • electrode active materials positive electrode active material, negative electrode active material contained in the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention will be described.
  • any one of conventionally known materials known as positive electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries is used. Or it can select and use 2 or more types suitably.
  • a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions is preferable.
  • the lithium-containing metal oxide include a composite oxide containing lithium and at least one element selected from the group consisting of Co, Mg, Mn, Ni, Fe, Al, Mo, V, W, and Ti. Can do.
  • at least one selected from the group consisting of: Preferred lithium-containing metal oxides, Li x CoO 2, Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co a Ni 1-a O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Co b V 1-b There may be mentioned at least one selected from the group consisting of O
  • the positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the positive electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle diameter is preferably 0.05 ⁇ m (50 nm) to 7 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • Nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention As the negative electrode active material contained in the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, one or more kinds of conventionally known materials known as negative electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries are used. It can be selected and used.
  • a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions, Si and Sn, or an alloy or oxide containing at least one of these can be used. Among these, a carbon material is preferable.
  • Typical examples of the carbon material include artificial graphite produced by heat-treating natural graphite, petroleum-based and coal-based coke, hard carbon obtained by carbonizing a resin, mesophase pitch-based carbon material, and the like.
  • natural graphite or artificial graphite from the viewpoint of increasing battery capacity, there is one in which the interplanar spacing d (002) of the (002) plane of the graphite structure by powder X-ray diffraction is in the range of 0.335 to 0.337 nm. preferable.
  • Natural graphite is a graphite material that is naturally produced as ore. Natural graphite is classified into two types, scaly graphite having a high degree of crystallinity and earthy graphite having a low degree of crystallinity, depending on its appearance and properties. The scaly graphite is further divided into scaly graphite having a leaf-like appearance and scaly graphite having a lump shape. There are no particular restrictions on the origin, properties, and types of natural graphite used as the graphite material. Further, natural graphite or particles produced using natural graphite as a raw material may be subjected to heat treatment.
  • artificial graphite refers to graphite produced by a wide range of artificial techniques and graphite materials that are close to perfect crystals of graphite. Typical examples are those obtained from tar and coke obtained from coal residue, crude oil distillation residue, etc., through a calcination step of about 500-1000 ° C and a graphitization step of 2000 ° C or higher. Can be mentioned. Kish graphite obtained by reprecipitation of carbon from dissolved iron is also a kind of artificial graphite.
  • an alloy containing at least one of Si and Sn in addition to the carbon material as the negative electrode active material has a smaller electric capacity than when using each of Si and Sn alone or using each oxide. It is effective in that it can be done. Of these, Si-based alloys are preferable.
  • Si-based alloy an alloy of Si and at least one element selected from the group consisting of B, Mg, Ca, Ti, Fe, Co, Mo, Cr, V, W, Ni, Mn, Zn, Cu, and the like And so on.
  • SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , VSi 2 examples thereof include at least one selected from the group consisting of WSi 2 and ZnSi 2 .
  • the aforementioned materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the negative electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle size is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, more preferably 1 to 7 ⁇ m.
  • binder As the binder contained in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, electrode forming is possible, and it can be suitably used as long as it has sufficient electrochemical stability.
  • the binder include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), synthetic butadiene rubber (SBR), a cross-linked fluoroolefin copolymer, polyimide, petroleum pitch, It is preferable to use at least one selected from the group consisting of coal pitch, phenol resin, and the like, and polyvinylidene fluoride (PVDF) is particularly preferable.
  • the shape when used as a binder is not particularly limited, and may be solid or liquid (for example, emulsion), electrode manufacturing method (especially dry kneading or wet kneading), electrolyte solution, In consideration of solubility and the like, it can be appropriately selected.
  • the solvent for dissolving the binder is not particularly limited as long as it can dissolve the binder.
  • Specific examples include one or more selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and the like. Or DMAc is suitable.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery having an active material layer on the current collector and the current collector, and the active material layer is the non-aqueous electrolyte secondary electrode of the present invention. It is an electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery made of a secondary battery electrode material.
  • the following two methods are generally used as a method for producing an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • One method is a method in which an electrode active material, a conductive additive, and a binder are mixed and kneaded, formed into a film by extrusion molding, rolled, stretched, and then bonded to a current collector.
  • the other method is a method in which a slurry is prepared by mixing an electrode active material, a conductive additive, a binder, and a solvent for dissolving the binder, this slurry is applied onto a substrate, the solvent is removed, and then pressing is performed.
  • the addition ratio of the conductive auxiliary in the slurry is 10% by mass or less with respect to the electrode material composed of the electrode active material, the conductive auxiliary and the binder.
  • the addition ratio it is preferable that it is 7 mass% or less, and it is more preferable that it is 5 mass% or less.
  • the additive ratio of the conductive additive is more than 10% by mass, the amount of the active material in the electrode decreases when an arbitrary capacity cell is manufactured, and it is difficult to apply it to a power source application requiring high energy density. End up.
  • the addition ratio of the binder in the present invention is 1 to 25% by mass with respect to the electrode material composed of the electrode active material, the conductive additive and the binder.
  • the addition ratio is preferably 3 to 20% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass.
  • the amount of the binder is less than 1% by mass, the generation of cracks or the electrode may be peeled off from the current collector.
  • the amount of the binder is more than 25% by mass, the amount of the active material in the electrode is reduced when an arbitrary capacity cell is to be manufactured, making it difficult to apply to a power source application requiring high energy density. End up.
  • a slurrying aid may be used.
  • the slurrying aid include one or more selected from the group consisting of polyvinylpyrrolidone, carboxymethylcellulose, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol and the like, and it is particularly preferable to use polyvinylpyrrolidone. It is.
  • the addition amount of the slurrying aid is preferably 10% by mass or less, more preferably 0.5 to 10% by mass, with respect to the total of components other than the solvent in the slurry, More preferably, it is ⁇ 8% by mass.
  • the amount of the slurrying aid added is more than 10% by mass, the slurry viscosity is suddenly lowered, and a dispersion failure may occur, making it difficult to produce a suitable slurry.
  • this value is less than 0.5 mass%, the effect of the slurrying aid does not appear.
  • the solid content concentration in the slurry (the ratio of the total weight of components other than the solvent in the slurry to the total mass of the slurry) is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass. is there. If the solid content concentration is more than 50% by mass, it may be difficult to produce a uniform slurry. On the other hand, if this value is less than 10% by mass, the viscosity of the slurry may be excessively lowered, and the thickness of the electrode may become uneven.
  • an appropriate application method such as a doctor blade can be employed.
  • the solvent is removed by treatment at, for example, 60 to 150 ° C., preferably 75 to 85 ° C., preferably for 60 to 180 minutes.
  • an active material layer can be manufactured by pressing the coated material after removing the solvent.
  • the thickness of the active material layer is preferably in the range of 5 to 300 ⁇ m. If the active material layer thickness is less than 5 ⁇ m, when trying to manufacture an arbitrary capacity cell, a large amount of separator and current collector will be used, and the active material layer volume occupancy in the cell will decrease, It is not preferable from the viewpoint of energy density, and the use is considerably limited. In particular, output characteristics (including low-temperature characteristics) are also important, but it becomes difficult to apply to power supply applications requiring high energy density.
  • the electrode thickness is preferably about 300 ⁇ m or less from the viewpoint of stable production of the electrode.
  • the electrode thickness is more preferably 200 ⁇ m or less, and for the purpose of improving the productivity of the electrode and the output characteristics of the capacitor, a more preferable range of the electrode thickness is 10 to 100 ⁇ m.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention produced as described above preferably has no anisotropy in its electrode strength.
  • the ratio ⁇ M / ⁇ T of the strength ⁇ T is preferably 1.6 or less, more preferably the ratio ⁇ M / ⁇ T is 1.2 or less, and further within the range of 0.9 to 1.1. preferable.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to the present invention produced as described above preferably has anisotropy in its electrode strength.
  • the ratio ⁇ M / ⁇ T of ⁇ T is preferably larger than 1.6, the ratio ⁇ M / ⁇ T is more preferably 1.7 or more, and further preferably 1.8 or more.
  • the current collector of the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention can be formed from any conductive material.
  • the current collector can be formed from a metal material such as aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, copper, in particular aluminum, stainless steel, copper.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
  • nonaqueous electrolyte secondary battery examples include a lithium ion secondary battery, a lithium battery, a lithium ion polymer battery, and the like, and a lithium ion secondary battery is preferable.
  • the positive electrode material layer is formed on the surface of the current collector, the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprises the positive electrode material layer.
  • the negative electrode material layer of the negative electrode according to the present invention may face each other, and the electrolyte layer may be inserted between the positive electrode material layer and the negative electrode material layer according to the present invention.
  • the positive electrode for the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode formed by forming the negative electrode material layer on the surface of the current collector,
  • the positive electrode material layer of the positive electrode according to the invention and the negative electrode material layer of the negative electrode may face each other, and the electrolyte layer may be inserted between the positive electrode material layer and the negative electrode material layer of the positive electrode according to the present invention.
  • the positive electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention are the positive electrode according to the present invention.
  • the positive electrode material layer and the negative electrode material layer of the negative electrode according to the present invention face each other, and the electrolyte layer is laminated between the positive electrode material layer of the positive electrode according to the present invention and the negative electrode material layer of the negative electrode according to the present invention. Good.
  • the electrolyte layer for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not limited as long as the object and effect of the present invention are not impaired. Therefore, for example, as the electrolyte layer, a liquid electrolyte, that is, a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent, for example, can be used. However, when such a liquid electrolyte is used, it is generally preferable to use a separator made of a porous layer in order to prevent direct contact between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • organic solvent for the liquid electrolyte for example, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) and the like can be used. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • lithium salts for the liquid electrolyte for example, may use LiPF 6, LiClO 4, LiN ( CF 3 SO 2) 2, LiBF 4 or the like. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more.
  • a solid electrolyte can be used as the electrolyte layer, and in this case, a separate spacer can be omitted.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is a superfine fibrous carbon having a linear structure, and at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant and / or the ultrafine fibrous carbon. It is super extra fine fibrous carbon in which at least a part of the surface of carbon is oxidized (Aspect 1).
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant, or at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is oxidized, or
  • at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant and is oxidized to have excellent water dispersibility.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is a superfine fibrous carbon obtained by crushing (Aspect 2). According to the aspect 2, the ultrafine fibrous carbon of the present invention is crushed, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon is further improved.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is ultrafine fibrous carbon crushed by a dry pulverizer and / or a wet pulverizer (aspect 3).
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is crushed by the dry pulverization apparatus and / or the wet pulverization apparatus, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon is further improved.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is an ultrafine fibrous carbon having an aspect ratio of 1 to 1000 (Aspect 4).
  • the superfine fibrous carbon aggregate of the present invention is a superfine fibrous carbon aggregate formed by aggregating the superfine fibrous carbon of any one of aspects 1 to 4 (aspect 5). According to Aspect 5, the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention has excellent water dispersibility.
  • the carbon-based electrical conductivity assistant of the present invention includes the ultrafine fibrous carbon according to any one of the aspects 1 to 4 and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate according to the aspect 5. (Aspect 6). According to Aspect 6, the carbon-based conductive additive of the present invention has excellent conductivity, that is, high conductivity.
  • the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery including at least the carbon-based conductive additive of aspect 6, an electrode active material, and a binder (embodiment 7). According to Aspect 7, the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has high conductivity.
  • the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery further containing water as a solvent (Aspect 8).
  • the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate is further improved, and the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has further high conductivity.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery electrode having an active material layer on the current collector and the current collector, and the active material layer is a non-aqueous electrolyte according to Aspect 7 or Aspect 8. It is an electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries which consists of an electrode material for water electrolyte secondary batteries (mode 9). According to Aspect 9, the nonaqueous electrolyte secondary battery electrode of the present invention has high conductivity.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery according to aspect 9 (aspect 10).
  • aspect 9 aspect 10
  • the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent cycle characteristics and high capacity.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention may be an ultrafine fibrous carbon that is an arbitrary combination of at least two of the embodiments 1 to 4.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention may be a superfine fibrous carbon aggregate formed by aggregating superfine fibrous carbons arbitrarily combining at least two of the aspects 1 to 4.
  • the ultrafine fibrous carbon and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate can be included in the carbon-based conductive additive of the present invention, and the carbon conductive auxiliary is used for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
  • the electrode material can include the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, the electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can have the electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
  • a water electrolyte secondary battery can be included.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is a superfine fibrous carbon having a linear structure, and at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant and / or the ultrafine fibrous carbon.
  • This is ultrafine fibrous carbon in which at least a part of the surface of the carbon is oxidized.
  • the linear structure means that the degree of branching is 0.01 piece / ⁇ m or less.
  • Branching refers to a granular part in which extra-fine fibrous carbon is bonded to other extra-fine fibrous carbon at a place other than the terminal part, and the main axis of the extra-fine fibrous carbon is branched in the middle. It means that the main axis of fibrous carbon has a branch-like minor axis.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention has excellent water dispersibility by partially or entirely modifying the surface of the ultrafine fibrous carbon with a surfactant.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention has excellent water dispersibility when part or all of the surface of the ultrafine fibrous carbon is oxidized.
  • As a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon for example, the surface of the end of the ultrafine fibrous carbon can be mentioned.
  • the water dispersibility means the degree of dispersion of ultrafine fibrous carbon in an aqueous solution or water (ion exchange water or the like), that is, dispersibility.
  • That at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified by the surfactant means that the ultrafine fibrous carbon and the surfactant are chemically modified, physically modified, or chemically modified. , Further physical modification.
  • Chemical modification means that the ultrafine fibrous carbon and the surfactant are chemically bonded to each other and chemically bonded.
  • the functional group of the ultrafine fibrous carbon and the functional group of the surfactant are covalently bonded. It means to do.
  • the physical modification is a non-chemical bond and means a physical bond, and means that, for example, ultrafine fibrous carbon and a surfactant are adsorbed or adhered.
  • Examples of the surfactant that modifies the ultrafine fibrous carbon of the present invention include, for example, an anionic surfactant (such as sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na), fatty acid sodium, sodium alkylbenzene sulfonate), cationic surfactant. (Alkyl trimethyl ammonium salts, dialkyl dimethyl ammonium salts, etc.), amphoteric surfactants (alkyl dimethylamine oxide, alkyl carboxybetaine, etc.), nonionic surfactants (polyoxyethylene alkyl ether, fatty acid diethanolamide, etc.), etc.
  • an anionic surfactant such as sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na), fatty acid sodium, sodium alkylbenzene sulfonate
  • cationic surfactant such as sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na), fatty acid sodium, sodium alkylbenzene sulfonate
  • cationic surfactant such as sodium carboxymethyl cellulose (
  • the mass ratio between the ultrafine fibrous carbon and the surfactant that modifies the ultrafine fibrous carbon is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved and the effects of the present invention are further achieved. 5: 6 is preferred.
  • the method for modifying at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon fiber with the surfactant is not particularly limited.
  • the ultrafine fibrous carbon fiber and the surfactant are referred to as “electrode preparation solution”.
  • electrode preparation solution A method of mixing in a medium, a solution in which ultrafine fiber carbon is dispersed in an organic solvent having excellent dispersibility of the ultrafine fiber carbon fiber, and a surfactant or a surfactant is dissolved in the solution.
  • the method of making it add and then removing a solvent by heating etc. is mentioned.
  • the latter method can modify the surfactant from the state in which the ultrafine fibrous carbon is dispersed, it is modified to a surfactant that is difficult to form an aggregation of the ultrafine fibrous carbon at the time of electrode preparation. It is more preferable because an extra fine fiber carbon fiber can be obtained.
  • the organic solvent having good dispersibility of the ultrafine fibrous carbon fiber is not particularly limited as long as the dispersion of the ultrafine fibrous carbon fiber is good, but an organic solvent having a high affinity with the carbon material can be mentioned.
  • the organic solvent having a high affinity with the carbon material include alcohols, esters, amides, ethers, and the like, and amides are more preferable because of their high affinity.
  • an organic solvent having excellent dispersibility of the ultrafine fibrous carbon fiber when the solvent is removed by heating after the modification of the surfactant, it is less volatile than the solvent for dissolving the surfactant. More preferably, when the solvent is heated and concentrated, the concentration of the organic solvent having a good dispersibility of the ultrafine fibrous carbon fibers can be kept high, and the dispersibility of the ultrafine fibrous carbon fibers can be maintained. .
  • the solvent for dissolving the surfactant is not particularly limited as long as it is a solvent that can dissolve the surfactant and is compatible with the “organic solvent with excellent dispersibility of ultrafine fibrous carbon fibers”. Although not preferred, alcohol, water and the like are mentioned as preferred examples.
  • the solvent for dissolving the surfactant is water
  • NMP NMP
  • pyridine or the like can be used as an organic solvent having excellent dispersibility of the ultrafine fibrous carbon fiber when the solvent is heated and concentrated.
  • concentration of the organic solvent having good dispersibility of the ultrafine fibrous carbon fiber can be kept high, and the dispersibility of the ultrafine fibrous carbon fiber can be maintained.
  • oxidation treatment of at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon include oxidation treatment with peroxide (H 2 O 2 ), oxidation treatment with ozone, oxidation treatment with UV irradiation, oxidation treatment with air, mixed acid And oxidation treatment with an acid such as From the viewpoint that an ionic carboxyl group is generated on the surface of the ultrafine fibrous carbon of the present invention by oxidation treatment with a peroxide (H 2 O 2 ), and the crystal structure of the ultrafine fibrous carbon is less damaged.
  • the oxidation treatment with peroxide (H 2 O 2 ) is preferable.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is preferably crushed ultrafine fibrous carbon from the viewpoint of improving water dispersibility, and is crushed by a dry pulverizer and / or a wet pulverizer. Ultrafine fibrous carbon is more preferable, and the ultrafine fibrous carbon is crushed by a dry jet mill which is one example of a dry grinding device and / or a wet jet mill which is one example of a wet grinding device. It is more preferable that the water dispersibility can be further improved. In addition, crushing means unraveling ultra-fine fibrous carbon. Further, the ultrafine fibrous carbon of the present invention may be ultrafine fibrous carbon pulverized by a dry pulverizer or a wet pulverizer. The pulverization means that the ultrafine fibrous carbon is crushed and crushed (shortening of the ultrafine fibrous carbon).
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is preferably an ultrafine fibrous carbon having an aspect ratio of 1 to 1000, more preferably an ultrafine fibrous carbon having an aspect ratio of 5 to 500. It is more preferable to use ultrafine fibrous carbon having a ratio of 10 to 100.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is not particularly limited as long as it achieves the object of the present invention and further exhibits the effects of the present invention, but is preferably graphitizable carbon.
  • Easily graphitizable carbon is a carbon raw material in which a graphite structure having a three-dimensional lamination regularity is easily generated by heat treatment at a high temperature of 2500 ° C. or higher.
  • soft carbon or soft carbon are also called soft carbon or soft carbon.
  • Examples of graphitizable carbon include petroleum coke, coal pitch coke, polyvinyl chloride, and 3,5-dimethylphenol formaldehyde resin.
  • mesophase pitch which can form an optically anisotropic phase (liquid crystal phase) in a molten state, or a mixture thereof is preferable because high crystallinity and high conductivity are expected.
  • mesophase pitch petroleum-based mesophase pitch obtained by a method mainly consisting of hydrogenation and heat treatment of petroleum residue oil or a method mainly consisting of hydrogenation, heat treatment and solvent extraction; hydrogenation and heat treatment of coal tar pitch Coal-based mesophase pitch obtained by a main method or a method mainly including hydrogenation, heat treatment, and solvent extraction; super strong acids (for example, HF, BF 3, etc.) using aromatic hydrocarbons such as naphthalene, alkylnaphthalene, anthracene, etc. ) And a synthetic liquid crystal pitch obtained by polycondensation in the presence of.
  • the synthetic liquid crystal pitch is more preferable in that it does not contain impurities.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fibrous carbon of the present invention is preferably in the range of more than 200 nm and not more than 900 nm. This average fiber diameter is a value measured from a photograph taken at a magnification of 2,000 with a field emission scanning electron microscope.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fibrous carbon is more preferably in the range of more than 230 nm to 600 nm or less, still more preferably in the range of more than 250 nm to 500 nm or less, and still more preferably in the range of more than 250 nm to 400 nm or less. preferable.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon of the present invention is preferably in the range of 1 to 100 ⁇ m.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is preferably more than 10 ⁇ m to 50 ⁇ m, or preferably 1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the ultrafine fiber carbon having an average fiber length of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m and the ultrafine fiber carbon having an average fiber length of more than 10 ⁇ m to 50 ⁇ m are arbitrarily mixed. May be included.
  • the ultrafine fibrous carbon may be referred to as CNF
  • an ultrafine fibrous carbon having a short average fiber length for example, an ultrafine fibrous carbon having an average fiber length of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m is S. -Sometimes referred to as CNF.
  • the average interplanar distance of the ultrafine fibrous carbon in the present invention is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved and the effects of the present invention are exhibited, but the average distance is measured by an X-ray diffraction method.
  • the (002) plane average plane spacing d (002) is preferably 0.335 to 0.340 nm.
  • FIG. 26 a scanning electron micrograph (2,000 times) of a representative ultrafine fibrous carbon of the present invention is shown in FIG. As is clear from FIG. 26, it is confirmed that the ultrafine fibrous carbon in the present invention has a linear structure and an average fiber length of 1 to 100 ⁇ m.
  • the ultrafine fibrous carbon (CNF or S-CNF) of the present invention is produced by a known production method.
  • ultrafine fibrous carbon (CNF or S-CNF) can be produced by a production method described in JP 2010-13742 A, JP 2010-31439 A, or the like.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is an ultrafine fibrous carbon aggregate formed by assembling the ultrafine fibrous carbon of the present invention.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is composed of the ultrafine fibrous carbon of the present invention, and therefore has excellent water dispersibility.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention is a carbon-based conductive additive containing the ultrafine fibrous carbon and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention has excellent conductivity, that is, high conductivity by including the ultrafine fibrous carbon and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention contains the ultrafine fibrous carbon and / or the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention, but as long as the conductivity can be further improved, the ultrafine fibrous form of the present invention. Materials other than carbon and ultrafine fibrous carbon aggregates, such as carbon-based materials, may be included.
  • the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery including at least the carbon-based conductive additive of the present invention, an electrode active material, and a binder.
  • the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent conductivity, that is, high conductivity by including the carbon-based conductive additive of the present invention.
  • the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention preferably further contains water as a solvent.
  • water as the solvent include ion-exchanged water.
  • the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon and / or ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is further improved, and the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is It has higher conductivity.
  • electrode active materials positive electrode active material, negative electrode active material contained in the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described.
  • any one of conventionally known materials known as positive electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries is used. Or it can select and use 2 or more types suitably.
  • a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions is preferable.
  • the lithium-containing metal oxide include a composite oxide containing lithium and at least one element selected from the group consisting of Co, Mg, Mn, Ni, Fe, Al, Mo, V, W, and Ti. Can do.
  • Li x CoO 2 Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co a Ni 1-a O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Co b V 1-b
  • O z where x, a, b and z are the same as above.
  • the value of x is a value before the start of charging / discharging, and increases / decreases by charging / discharging.
  • the positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the positive electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle diameter is preferably 0.05 ⁇ m (50 nm) to 7 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • Nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention As the negative electrode active material contained in the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, one or more kinds of conventionally known materials known as negative electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries are used. It can be selected and used.
  • a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions, Si and Sn, or an alloy or oxide containing at least one of these can be used. Among these, a carbon material is preferable.
  • Typical examples of the carbon material include artificial graphite produced by heat-treating natural graphite, petroleum-based and coal-based coke, hard carbon obtained by carbonizing a resin, mesophase pitch-based carbon material, and the like.
  • natural graphite or artificial graphite from the viewpoint of increasing battery capacity, there is one in which the interplanar spacing d (002) of the (002) plane of the graphite structure by powder X-ray diffraction is in the range of 0.335 to 0.337 nm. preferable.
  • Natural graphite is a graphite material that is naturally produced as ore. Natural graphite is classified into two types, scaly graphite having a high degree of crystallinity and earthy graphite having a low degree of crystallinity, depending on its appearance and properties. The scaly graphite is further divided into scaly graphite having a leaf-like appearance and scaly graphite having a lump shape. There are no particular restrictions on the origin, properties, and types of natural graphite used as the graphite material. Further, natural graphite or particles produced using natural graphite as a raw material may be subjected to heat treatment.
  • artificial graphite refers to graphite produced by a wide range of artificial techniques and graphite materials that are close to perfect crystals of graphite. Typical examples are those obtained from tar and coke obtained from coal residue, crude oil distillation residue, etc., through a calcination step of about 500-1000 ° C and a graphitization step of 2000 ° C or higher. Can be mentioned. Kish graphite obtained by reprecipitation of carbon from dissolved iron is also a kind of artificial graphite.
  • an alloy containing at least one of Si and Sn in addition to the carbon material as the negative electrode active material has a smaller electric capacity than when using each of Si and Sn alone or using each oxide. It is effective in that it can be done. Of these, Si-based alloys are preferable.
  • Si-based alloy an alloy of Si and at least one element selected from the group consisting of B, Mg, Ca, Ti, Fe, Co, Mo, Cr, V, W, Ni, Mn, Zn, Cu, and the like And so on.
  • SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , VSi 2 examples thereof include at least one selected from the group consisting of WSi 2 and ZnSi 2 .
  • the aforementioned materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the negative electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle size is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, more preferably 1 to 7 ⁇ m.
  • binder As the binder contained in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, electrode forming is possible, and it can be suitably used as long as it has sufficient electrochemical stability.
  • the binder include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), synthetic butadiene rubber (SBR), a cross-linked fluoroolefin copolymer, polyimide, petroleum pitch, It is preferable to use at least one selected from the group consisting of coal pitch, phenol resin, and the like, and polyvinylidene fluoride (PVDF) is particularly preferable.
  • the shape when used as a binder is not particularly limited, and may be solid or liquid (for example, emulsion), electrode manufacturing method (especially dry kneading or wet kneading), electrolyte solution, In consideration of solubility and the like, it can be appropriately selected.
  • the solvent for dissolving the binder is not particularly limited as long as it can dissolve the binder.
  • Specific examples include one or more selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and the like. Or DMAc is suitable.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery having an active material layer on the current collector and the current collector, and the active material layer is the non-aqueous electrolyte secondary electrode of the present invention. It is an electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery made of a secondary battery electrode material.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a positive electrode when the positive electrode active material layer is provided on the current collector, and is a negative electrode when the negative electrode active material layer is provided on the current collector.
  • the electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has the electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention as an active material layer, and therefore has excellent conductivity, that is, high conductivity, and further excellent machine Strength. Since the ultrafine fibrous carbon and the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention have excellent water dispersibility, when the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is slurried, it is pasty. Therefore, the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be easily manufactured.
  • the following two methods are generally used as the electrode manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
  • One method is a method in which an electrode active material, a conductive additive, and a binder are mixed and kneaded, formed into a film by extrusion molding, rolled, stretched, and then bonded to a current collector.
  • the other method is a method in which a slurry is prepared by mixing an electrode active material, a conductive additive, a binder, and a solvent for dissolving the binder, this slurry is applied onto a substrate, the solvent is removed, and then pressing is performed.
  • the addition ratio of the conductive auxiliary agent of the present invention in the slurry is the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprising the electrode active material, the conductive auxiliary agent and the binder. It is 10 mass% or less with respect to the electrode material for use. As said addition ratio, it is preferable that it is 7 mass% or less, and it is more preferable that it is 5 mass% or less.
  • the additive ratio of the conductive additive is more than 10% by mass, the amount of the active material in the electrode decreases when an arbitrary capacity cell is manufactured, and it is difficult to apply it to a power source application requiring high energy density. End up.
  • the addition ratio of the binder in the present invention is 1 to 25% by mass with respect to the electrode material composed of the electrode active material, the conductive additive and the binder.
  • the addition ratio is preferably 3 to 20% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass.
  • the amount of the binder is less than 1% by mass, the generation of cracks or the electrode may be peeled off from the current collector.
  • the amount of the binder is more than 25% by mass, the amount of the active material in the electrode is reduced when an arbitrary capacity cell is to be manufactured, making it difficult to apply to a power source application requiring high energy density. End up.
  • a slurrying aid may be used.
  • the slurrying aid include one or more selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, and the like, and it is particularly preferable to use polyvinyl pyrrolidone.
  • the solid content concentration in the slurry (the ratio of the total weight of components other than the solvent in the slurry to the total mass of the slurry) is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass. is there. If the solid content concentration is more than 50% by mass, it may be difficult to produce a uniform slurry. On the other hand, if this value is less than 10% by mass, the viscosity of the slurry may be excessively lowered, and the thickness of the electrode may become uneven.
  • an appropriate application method such as a doctor blade can be employed.
  • the solvent is removed by treatment at, for example, 60 to 150 ° C., preferably 75 to 85 ° C., preferably for 60 to 180 minutes.
  • an active material layer can be manufactured by pressing the coated material after removing the solvent.
  • the thickness of the active material layer is preferably in the range of 5 to 300 ⁇ m. If the active material layer thickness is less than 5 ⁇ m, when trying to manufacture an arbitrary capacity cell, a large amount of separator and current collector will be used, and the active material layer volume occupancy in the cell will decrease, It is not preferable from the viewpoint of energy density, and the use is considerably limited. In particular, output characteristics (including low-temperature characteristics) are also important, but it becomes difficult to apply to power supply applications requiring high energy density.
  • the electrode thickness is preferably about 300 ⁇ m or less from the viewpoint of stable production of the electrode.
  • the electrode thickness is more preferably 200 ⁇ m or less, and for the purpose of improving the productivity of the electrode and the output characteristics of the capacitor, a more preferable range of the electrode thickness is 10 to 100 ⁇ m.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention produced as described above preferably has no anisotropy in mechanical strength (electrode strength) from the viewpoint of the reinforcing effect.
  • the ratio ⁇ M / ⁇ T of ⁇ M and the tensile strength ⁇ T in the in-plane perpendicular direction to the coating direction is preferably 1.6 or less, more preferably the ratio ⁇ M / ⁇ T is 1.2 or less. More preferably, it is in the range of 9 to 1.1.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention produced as described above preferably has anisotropy in mechanical strength (electrode strength) from the viewpoint of the reinforcing effect.
  • the ratio ⁇ M / ⁇ T of the tensile strength ⁇ T in the in-plane perpendicular direction to the coating direction is preferably larger than 1.6, the ratio ⁇ M / ⁇ T is more preferably 1.7 or more, and 1.8 or more. More preferably.
  • the current collector of the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be formed from any conductive material.
  • the current collector can be formed from a metal material such as aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, copper, in particular aluminum, stainless steel, copper.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent cycle characteristics and high capacity by including the electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries of the present invention.
  • nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention examples include a lithium ion secondary battery, a lithium battery, a lithium ion polymer battery, and the like, and a lithium ion secondary battery is preferable.
  • the positive electrode in which the positive electrode active material layer is formed on the surface of the current collector, the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention The material layer may be laminated so that the negative electrode active material layer of the negative electrode of the present invention faces and the electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material of the present invention.
  • a positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention an electrolyte layer containing an electrolyte, and a negative electrode formed by forming a negative electrode active material layer on the surface of a current collector,
  • the positive electrode active material layer of the positive electrode of the present invention and the negative electrode active material layer of the negative electrode face each other, and an electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer of the positive electrode of the present invention. It may be.
  • the positive electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention are the positive electrode of the present invention.
  • the positive electrode active material layer faces the negative electrode active material layer of the negative electrode of the present invention, and the electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material of the positive electrode of the present invention and the negative electrode active material layer of the negative electrode of the present invention. It may be laminated.
  • the electrolyte layer for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not limited as long as the object and effect of the present invention are not impaired. Therefore, for example, as the electrolyte layer, a liquid electrolyte, that is, a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent, for example, can be used. However, when such a liquid electrolyte is used, it is generally preferable to use a separator made of a porous layer in order to prevent direct contact between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • an organic solvent for the liquid electrolyte for example, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) and the like can be used. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the lithium salt for the liquid electrolyte for example, LiPF6, LiClO4, LiN (CF3SO2) 2, LiBF4, etc. can be used. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. Note that a solid electrolyte can be used as the electrolyte layer, and in this case, a separate spacer can be omitted.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is an ultrafine fibrous carbon aggregate formed by aggregating superfine fibrous carbon having a linear structure, and is an ultrafine fibrous carbon aggregate of at least a part of the ultrafine fibrous carbon aggregate. At least a portion of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant and / or at least a portion of the surface of the ultrafine fibrous carbon of at least a portion of the ultrafine fibrous carbon aggregate is oxidized,
  • the fiber has a first peak with a fiber length of 15 ⁇ m or less and a second peak with a fiber length of more than 15 ⁇ m, and the volume conversion of the first peak
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant, or at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is oxidized, or Further, at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant and oxidized, and further, the fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate obtained by volume conversion particle size distribution measurement.
  • the first peak having a fiber length of 15 ⁇ m or less and the second peak having a fiber length of more than 15 ⁇ m have a ratio of the volume converted particle size distribution (%) of the first peak to the volume converted particle size distribution (%) of the second peak. Is 3/1 or more, it has excellent water dispersibility and excellent mechanical strength.
  • the fiber in the fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate obtained by volume conversion particle size distribution measurement, the fiber has a first peak with a fiber length of 15 ⁇ m or less and a second peak with a fiber length of more than 15 ⁇ m,
  • the ratio of the volume-converted particle size distribution (%) of one peak to the volume-converted particle size distribution (%) of the second peak can be determined as follows.
  • point where the slope changes greatly refers to a point where the slope changes greatly before and after the peak value, as shown in FIG. 41 and FIG. .
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is an ultrafine fibrous carbon aggregate in which the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon of the ultrafine fibrous carbon aggregate is 25 ⁇ m or less ( Aspect 2). According to Aspect 2, the water dispersibility and mechanical strength of the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention are further improved.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is an ultrafine fibrous carbon aggregate formed by being processed by an ultracentrifugal mill (Aspect 3). According to Aspect 3, the water dispersibility and mechanical strength of the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention are further improved.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is an ultrafine fiber in which the aspect ratio of the ultrafine fibrous carbon of the ultrafine fibrous carbon aggregate is 1-1000. (Aspect 4).
  • the carbon-based conductive additive of the present invention is a carbon-based conductive additive including the ultrafine fibrous carbon aggregate according to any one of the first to fourth aspects (Aspect 5). According to Aspect 5, the carbon-based conductive additive of the present invention has excellent conductivity, that is, high conductivity and excellent mechanical strength.
  • the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery including at least the carbon-based conductive additive of aspect 5, an electrode active material, and a binder (embodiment 6). According to Aspect 6, the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent conductivity, that is, high conductivity and excellent mechanical strength.
  • the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery that further contains water as a solvent (Aspect 7). According to the aspect 7, the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate is further improved, and the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has further high conductivity and excellent mechanical strength. .
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery electrode having an active material layer on the current collector and the current collector.
  • a nonaqueous electrolyte secondary battery electrode comprising an electrode material for a water electrolyte secondary battery (Aspect 8). According to Aspect 8, the electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent conductivity, that is, high conductivity and excellent mechanical strength.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery according to aspect 8 (aspect 9).
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent cycle characteristics and high capacity.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention may be a superfine fibrous carbon aggregate that is an arbitrary combination of at least two aspects among the aspects 1 to 4.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate can include the carbon-based conductive additive of the present invention, and the carbon conductive auxiliary can include the non-aqueous electrolyte secondary battery electrode material of the present invention.
  • the electrode material for water electrolyte secondary battery can be included in the electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, and the electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery can be included in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention. it can.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is an ultrafine fibrous carbon aggregate formed by aggregating superfine fibrous carbon having a linear structure, and is an ultrafine fibrous carbon aggregate of at least a part of the ultrafine fibrous carbon aggregate.
  • At least a portion of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified with a surfactant and / or at least a portion of the surface of the ultrafine fibrous carbon of at least a portion of the ultrafine fibrous carbon aggregate is oxidized,
  • the fiber has a first peak with a fiber length of 15 ⁇ m or less and a second peak with a fiber length of more than 15 ⁇ m, and the volume conversion of the first peak
  • the linear structure means that the degree of branching is 0.01 pieces / ⁇ m or less.
  • Branching refers to a granular part in which extra-fine fibrous carbon is bonded to other extra-fine fibrous carbon at a place other than the terminal part, and the main axis of the extra-fine fibrous carbon is branched in the middle. It means that the main axis of fibrous carbon has a branch-like minor axis.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention has an excellent water property by partially or entirely modifying the surface of at least a part of the ultrafine fibrous carbon aggregate with a surfactant. Has dispersibility.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention has excellent water dispersibility when part or all of the surface of the ultrafine fibrous carbon is oxidized.
  • the water dispersibility means the degree of dispersion of ultrafine fibrous carbon in an aqueous solution or water (ion exchange water or the like), that is, dispersibility.
  • That at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon is modified by the surfactant means that the ultrafine fibrous carbon and the surfactant are chemically modified, physically modified, or chemically modified. , Further physical modification.
  • Chemical modification means that the ultrafine fibrous carbon and the surfactant are chemically bonded to each other and chemically bonded.
  • the functional group of the ultrafine fibrous carbon and the functional group of the surfactant are covalently bonded. It means to do.
  • the physical modification is a non-chemical bond and means a physical bond, and means that, for example, ultrafine fibrous carbon and a surfactant are adsorbed or adhered.
  • surfactants that modify ultrafine fibrous carbon include anionic surfactants (sodium carboxymethylcellulose (CMC-Na), fatty acid sodium, sodium alkylbenzenesulfonate, etc.), and cationic surfactants (alkyltrimethylammonium ammonium). Salts, dialkyldimethylammonium salts, etc.), amphoteric surfactants (alkyldimethylamine oxide, alkylcarboxybetaine, etc.), nonionic surfactants (polyoxyethylene alkyl ether, fatty acid diethanolamide, etc.), etc.
  • Sodium (CMC-Na) is preferred.
  • the mass ratio between the ultrafine fibrous carbon and the surfactant that modifies the ultrafine fibrous carbon is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved and the effects of the present invention are further achieved. 5: 6 is preferred.
  • oxidation treatment of at least a part of the surface of the ultrafine fibrous carbon include oxidation treatment with peroxide (H 2 O 2), oxidation treatment with ozone, oxidation treatment with UV irradiation, oxidation treatment with air, and the like. From the viewpoint of forming an ionic carboxyl group on the surface of the ultrafine fibrous carbon of the present invention by oxidation treatment with peroxide (H2O2), oxidation treatment with peroxide (H2O2) is preferable.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention has a first peak with a fiber length of 15 ⁇ m or less and a second peak with a fiber length of more than 15 ⁇ m in the fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate obtained by volume conversion particle size distribution measurement. Excellent water dispersibility and excellent machine due to the ratio of the volumetric particle size distribution (%) of the first peak to the volumetric particle size distribution (%) of the second peak being 3/1 or more. Strength.
  • the fibers constituting the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention are mainly composed of the ultrafine fibrous carbon having a fiber length of 15 ⁇ m or less that constitutes the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention. Extra-fine fibrous carbon having a length of more than 15 ⁇ m mainly contributes to improvement of mechanical strength (reinforcing effect).
  • the present invention includes an extra-fine fibrous carbon having a fiber length of 15 ⁇ m or less and an extra-fine fibrous carbon having a fiber length of more than 15 ⁇ m, whereby the application direction (MD direction) and / or the application direction when applying an electrode material.
  • the mechanical strength is large with respect to the in-plane vertical direction (TD direction), and an excellent reinforcing effect can be obtained.
  • the ratio of the volume-converted particle size distribution (%) of the first peak with a fiber length of 15 ⁇ m or less to the volume-converted particle size distribution (%) of the second peak with a fiber length of more than 15 ⁇ m is 3 / 1 or more, preferably 5/1 or more.
  • these preferred embodiments can further improve water dispersibility and mechanical strength.
  • water dispersibility and / Or mechanical strength may not be improved.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is a ratio of the ultrafine fibrous carbon having a fiber length of more than 15 ⁇ m to 50 ⁇ m in the fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate obtained by volume conversion particle size distribution measurement. Is preferably less than 50% by volume with respect to the ultrafine fibrous carbon aggregate, and as a more preferable range, it can be less than 40% by volume, less than 30% by volume, less than 20% by volume, and less than 10% by volume. . With these preferable ranges, further improvement in water dispersibility and mechanical strength can be achieved.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon of the ultrafine fibrous carbon aggregate may be in the range of 1 to 100 ⁇ m, preferably 25 ⁇ m or less, preferably 23 ⁇ m or less. More preferably, it is more preferably 20 ⁇ m or less, and particularly preferably 18 ⁇ m or less. These preferred embodiments can further improve water dispersibility and mechanical strength. This is because when the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon is more than 100 ⁇ m, the water dispersibility and mechanical strength of the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention may be impaired.
  • the ultrafine fibrous carbon may be referred to as CNF, and an ultrafine fibrous carbon having a short average fiber length, for example, an ultrafine fibrous carbon having an average fiber length of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m is S. -Sometimes referred to as CNF.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is preferably formed by being processed by an ultracentrifugal mill.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention can be further improved in water dispersibility and mechanical strength by being treated by an ultracentrifugal mill.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is instantly pulverized in two stages of impact pulverization and shearing. That is, the ultra-fine fibrous carbon that has been charged is blown by a centrifugal force to a rotor that rotates at high speed, is impact-pulverized, and is further sheared by a ring-shaped screen on the outer periphery of the rotor.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is formed by being processed by the ultracentrifugal mill.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is processed after an arbitrary number of treatments by an ultracentrifugal pulverizer. Although it may be formed, it is preferably formed after being processed 1 to 10 times, more preferably formed after being processed 1 time, and more than 5 times. It is more preferable that the film is formed by being processed through the process.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is preferably formed by graphitization.
  • the graphitization treatment may be performed before the treatment with the ultracentrifugal pulverizer or after the treatment with the ultracentrifugal pulverizer, but is preferably performed after the treatment with the ultracentrifugal pulverizer.
  • the graphitization treatment can be performed by a known method (for example, a method described in JP 2012-36520 A). Examples of the inert gas used for the graphitization treatment include nitrogen and argon.
  • the graphitization treatment temperature is preferably 500 ° C. to 3500 ° C., more preferably 2000 ° C. to 3500 ° C., and 2600 ° C. More preferably, it is ⁇ 3000 ° C.
  • the graphitization treatment time may be any time as long as graphitization is possible, but is preferably 0.1 to 24 hours, more preferably 0.2 to 10 hours, More preferably, it is 5 to 8 hours.
  • the oxygen concentration during the graphitization treatment is preferably 20 ppm by volume or less, and more preferably 10 ppm by volume or less.
  • the ultrafine fibrous carbon of the present invention is preferably an ultrafine fibrous carbon having an aspect ratio of 1 to 1000, more preferably an ultrafine fibrous carbon having an aspect ratio of 5 to 500. It is more preferable to use ultrafine fibrous carbon having a ratio of 10 to 100.
  • the ultrafine fibrous carbon constituting the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is not particularly limited as long as it achieves the object of the present invention and further exhibits the effects of the present invention.
  • Preferred is carbon.
  • Easily graphitizable carbon is a carbon raw material in which a graphite structure having a three-dimensional lamination regularity is easily generated by heat treatment at a high temperature of 2500 ° C. or higher.
  • soft carbon or soft carbon are also called soft carbon or soft carbon.
  • Examples of graphitizable carbon include petroleum coke, coal pitch coke, polyvinyl chloride, and 3,5-dimethylphenol formaldehyde resin.
  • mesophase pitch which can form an optically anisotropic phase (liquid crystal phase) in a molten state, or a mixture thereof is preferable because high crystallinity and high conductivity are expected.
  • mesophase pitch petroleum-based mesophase pitch obtained by a method mainly consisting of hydrogenation / heat treatment of petroleum residue oil or a method mainly consisting of hydrogenation / heat treatment / solvent extraction; Coal-based mesophase pitch obtained by a method mainly comprising hydrogenation, heat treatment, and solvent extraction; a super strong acid (for example, HF, BF3, etc.) using aromatic hydrocarbons such as naphthalene, alkylnaphthalene and anthracene as raw materials
  • a super strong acid for example, HF, BF3, etc.
  • aromatic hydrocarbons such as naphthalene, alkylnaphthalene and anthracene
  • the synthetic liquid crystal pitch is more preferable in that it does not contain impurities.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fibrous carbon constituting the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is preferably in the range of more than 200 nm and not more than 900 nm. This average fiber diameter is a value measured from a photograph taken at a magnification of 2,000 with a field emission scanning electron microscope.
  • the average fiber diameter of the ultrafine fibrous carbon is more preferably in the range of more than 230 nm and less than or equal to 600 nm, more preferably in the range of more than 250 nm and not more than 500 nm, and still more preferably in the range of more than 250 nm and not more than 400 nm. preferable.
  • the average inter-plane distance of the ultrafine fibrous carbon constituting the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is not particularly limited as long as the object of the present invention is achieved and the effects of the present invention are further achieved.
  • the average interplanar spacing d (002) of (002) plane measured by X-ray diffraction method is 0.335 to 0.340 nm.
  • FIG. 40 shows a scanning electron micrograph (2,000 times) of a representative ultrafine fibrous carbon constituting the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention. As is clear from FIG. 40, it is confirmed that the ultrafine fibrous carbon has a linear structure and an average fiber length of 1 to 100 ⁇ m.
  • the ultrafine fibrous carbon (CNF or S-CNF) constituting the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is produced by a known production method.
  • ultrafine fibrous carbon (CNF or S-CNF) can be produced by a production method described in JP 2010-13742 A, JP 2010-31439 A, or the like.
  • the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention is formed by assembling the ultrafine fibrous carbon produced as described above.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention is a carbon-based conductive additive containing the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention has excellent conductivity, that is, high conductivity, and further excellent mechanical strength by including the superfine fibrous carbon aggregate of the present invention.
  • the carbon-based conductive additive of the present invention comprises the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention and, as long as the conductivity can be further improved, a material other than the ultrafine fibrous carbon aggregate of the present invention, For example, a carbon-based material may be included.
  • the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery including at least the carbon-based conductive additive of the present invention, an electrode active material, and a binder.
  • the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention includes the carbon-based conductive additive of the present invention, thereby having excellent conductivity, that is, high conductivity, and further excellent mechanical strength.
  • the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention preferably further contains water as a solvent.
  • water as the solvent include ion-exchanged water.
  • electrode active materials positive electrode active material and negative electrode active material contained in the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described.
  • any one of conventionally known materials known as positive electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries is used. Or it can select and use 2 or more types suitably.
  • a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions is preferable.
  • the lithium-containing metal oxide include a composite oxide containing lithium and at least one element selected from the group consisting of Co, Mg, Mn, Ni, Fe, Al, Mo, V, W, and Ti. Can do.
  • Li x CoO 2 Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co a Ni 1-a O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Co b V 1-b
  • O z where x, a, b and z are the same as above.
  • the value of x is a value before the start of charging / discharging, and increases / decreases by charging / discharging.
  • the positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the positive electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle diameter is preferably 0.05 ⁇ m (50 nm) to 7 ⁇ m, more preferably 1 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • Nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention As the negative electrode active material contained in the electrode material for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, one or more kinds of conventionally known materials known as negative electrode active materials in nonaqueous electrolyte secondary batteries are used. It can be selected and used.
  • a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions, Si and Sn, or an alloy or oxide containing at least one of these can be used. Among these, a carbon material is preferable.
  • Typical examples of the carbon material include artificial graphite produced by heat-treating natural graphite, petroleum-based and coal-based coke, hard carbon obtained by carbonizing a resin, mesophase pitch-based carbon material, and the like.
  • natural graphite or artificial graphite from the viewpoint of increasing battery capacity, there is one in which the interplanar spacing d (002) of the (002) plane of the graphite structure by powder X-ray diffraction is in the range of 0.335 to 0.337 nm. preferable.
  • Natural graphite is a graphite material that is naturally produced as ore. Natural graphite is classified into two types, scaly graphite having a high degree of crystallinity and earthy graphite having a low degree of crystallinity, depending on its appearance and properties. The scaly graphite is further divided into scaly graphite having a leaf-like appearance and scaly graphite having a lump shape. There are no particular restrictions on the origin, properties, and types of natural graphite used as the graphite material. Further, natural graphite or particles produced using natural graphite as a raw material may be subjected to heat treatment.
  • artificial graphite refers to graphite produced by a wide range of artificial techniques and graphite materials that are close to perfect crystals of graphite. Typical examples are those obtained from tar and coke obtained from coal residue, crude oil distillation residue, etc., through a calcination step of about 500-1000 ° C and a graphitization step of 2000 ° C or higher. Can be mentioned. Kish graphite obtained by reprecipitation of carbon from dissolved iron is also a kind of artificial graphite.
  • an alloy containing at least one of Si and Sn in addition to the carbon material as the negative electrode active material has a smaller electric capacity than when using each of Si and Sn alone or using each oxide. It is effective in that it can be done. Of these, Si-based alloys are preferable.
  • Si-based alloy an alloy of Si and at least one element selected from the group consisting of B, Mg, Ca, Ti, Fe, Co, Mo, Cr, V, W, Ni, Mn, Zn, Cu, and the like And so on.
  • the aforementioned materials may be used alone or in combination of two or more.
  • the average particle diameter of the negative electrode active material is 10 ⁇ m or less. When the average particle diameter exceeds 10 ⁇ m, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced.
  • the average particle size is preferably 0.1 to 10 ⁇ m, more preferably 1 to 7 ⁇ m.
  • binder As the binder contained in the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, electrode forming is possible, and it can be suitably used as long as it has sufficient electrochemical stability.
  • the binder include polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), synthetic butadiene rubber (SBR), a cross-linked fluoroolefin copolymer, polyimide, petroleum pitch, It is preferable to use at least one selected from the group consisting of coal pitch, phenol resin, and the like, and polyvinylidene fluoride (PVDF) is particularly preferable.
  • the shape when used as a binder is not particularly limited, and may be solid or liquid (for example, emulsion), electrode manufacturing method (especially dry kneading or wet kneading), electrolyte solution, In consideration of solubility and the like, it can be appropriately selected.
  • the solvent for dissolving the binder is not particularly limited as long as it can dissolve the binder.
  • Specific examples include one or more selected from the group consisting of N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylacetamide (DMAc), dimethylformamide (DMF), dimethyl sulfoxide (DMSO), and the like. Or DMAc is suitable.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is an electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery having an active material layer on the current collector and the current collector, and the active material layer is the non-aqueous electrolyte secondary electrode of the present invention. It is an electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery made of a secondary battery electrode material.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a positive electrode when the positive electrode active material layer is provided on the current collector, and is a negative electrode when the negative electrode active material layer is provided on the current collector.
  • the electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has the electrode material for non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention as an active material layer, and therefore has excellent conductivity, that is, high conductivity, and further excellent machine Strength. And since the ultra-fine fibrous carbon aggregate of the present invention has excellent water dispersibility, the electrode material for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is easily made into a paste when slurried. The electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery can be easily manufactured.
  • the following two methods are generally used as a method for producing the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
  • One method is a method in which an electrode active material, a conductive additive, and a binder are mixed and kneaded, formed into a film by extrusion molding, rolled, stretched, and then bonded to a current collector.
  • the other method is a method in which a slurry is prepared by mixing an electrode active material, a conductive additive, a binder, and a solvent for dissolving the binder, this slurry is applied onto a substrate, the solvent is removed, and then pressing is performed.
  • the addition ratio of the conductive auxiliary agent of the present invention in the slurry is the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprising the electrode active material, the conductive auxiliary agent and the binder. It is 10 mass% or less with respect to the electrode material. As said addition ratio, it is preferable that it is 7 mass% or less, and it is more preferable that it is 5 mass% or less.
  • the additive ratio of the conductive additive is more than 10% by mass, the amount of the active material in the electrode decreases when an arbitrary capacity cell is manufactured, and it is difficult to apply it to a power source application requiring high energy density. End up.
  • the addition ratio of the binder in the present invention is 1 to 25% by mass with respect to the electrode material composed of the electrode active material, the conductive additive and the binder.
  • the addition ratio is preferably 3 to 20% by mass, and more preferably 5 to 20% by mass.
  • the amount of the binder is less than 1% by mass, the generation of cracks or the electrode may be peeled off from the current collector.
  • the amount of the binder is more than 25% by mass, the amount of the active material in the electrode is reduced when an arbitrary capacity cell is to be manufactured, making it difficult to apply to a power source application requiring high energy density. End up.
  • a slurrying aid may be used.
  • the slurrying aid include one or more selected from the group consisting of polyvinyl pyrrolidone, carboxymethyl cellulose, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, and the like, and it is particularly preferable to use polyvinyl pyrrolidone.
  • the solid content concentration in the slurry (the ratio of the total weight of components other than the solvent in the slurry to the total mass of the slurry) is preferably 10 to 50% by mass, more preferably 15 to 40% by mass. is there. If the solid content concentration is more than 50% by mass, it may be difficult to produce a uniform slurry. On the other hand, if this value is less than 10% by mass, the viscosity of the slurry may be excessively lowered, and the thickness of the electrode may become uneven.
  • an appropriate application method such as a doctor blade can be employed.
  • the solvent is removed by treatment at, for example, 60 to 150 ° C., preferably 75 to 85 ° C., preferably for 60 to 180 minutes.
  • an active material layer can be manufactured by pressing the coated material after removing the solvent.
  • the thickness of the active material layer is preferably in the range of 5 to 300 ⁇ m. If the active material layer thickness is less than 5 ⁇ m, when trying to manufacture an arbitrary capacity cell, a large amount of separator and current collector will be used, and the active material layer volume occupancy in the cell will decrease, It is not preferable from the viewpoint of energy density, and the use is considerably limited. In particular, output characteristics (including low-temperature characteristics) are also important, but it becomes difficult to apply to power supply applications requiring high energy density.
  • the electrode thickness is preferably about 300 ⁇ m or less from the viewpoint of stable production of the electrode.
  • the electrode thickness is more preferably 200 ⁇ m or less, and for the purpose of enhancing the productivity of the electrode and the output characteristics of the capacitor, a more preferable range of the electrode thickness is 10 to 10 ⁇ m. 100 ⁇ m.
  • the electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention produced as described above preferably has no anisotropy in mechanical strength (electrode strength) from the viewpoint of the reinforcing effect.
  • the ratio ⁇ M / ⁇ T of ⁇ M and the tensile strength ⁇ T in the in-plane perpendicular direction to the coating direction is preferably 1.6 or less, more preferably the ratio ⁇ M / ⁇ T is 1.2 or less. More preferably, it is in the range of 9 to 1.1.
  • the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention produced as described above preferably has anisotropy in mechanical strength (electrode strength) from the viewpoint of the reinforcing effect.
  • the ratio ⁇ M / ⁇ T of the tensile strength ⁇ T in the in-plane perpendicular direction to the coating direction is preferably larger than 1.6, the ratio ⁇ M / ⁇ T is more preferably 1.7 or more, and 1.8 or more. More preferably.
  • the current collector of the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be formed from any conductive material.
  • the current collector can be formed from a metal material such as aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, copper, in particular aluminum, stainless steel, copper.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including the electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
  • the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent cycle characteristics and high capacity by including the electrode for nonaqueous electrolyte secondary batteries of the present invention.
  • nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention examples include a lithium ion secondary battery, a lithium battery, a lithium ion polymer battery, and the like, and a lithium ion secondary battery is preferable.
  • the positive electrode in which the positive electrode active material layer is formed on the surface of the current collector, the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention The material layer may be laminated so that the negative electrode active material layer of the negative electrode of the present invention faces and the electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material of the present invention.
  • a positive electrode for a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention an electrolyte layer containing an electrolyte, and a negative electrode formed by forming a negative electrode active material layer on the surface of a current collector,
  • the positive electrode active material layer of the positive electrode of the present invention and the negative electrode active material layer of the negative electrode face each other, and an electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer of the positive electrode of the present invention. It may be.
  • the positive electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention the electrolyte layer containing the electrolyte, and the negative electrode for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention are the positive electrode of the present invention.
  • the positive electrode active material layer faces the negative electrode active material layer of the negative electrode of the present invention, and the electrolyte layer is inserted between the positive electrode active material of the positive electrode of the present invention and the negative electrode active material layer of the negative electrode of the present invention. It may be laminated.
  • the electrolyte layer for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not limited as long as the object and effect of the present invention are not impaired. Therefore, for example, as the electrolyte layer, a liquid electrolyte, that is, a solution in which a lithium salt is dissolved in an organic solvent, for example, can be used. However, when such a liquid electrolyte is used, it is generally preferable to use a separator made of a porous layer in order to prevent direct contact between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • an organic solvent for the liquid electrolyte for example, ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC) and the like can be used. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • lithium salts for the liquid electrolyte for example, may use LiPF 6, LiClO 4, LiN ( CF 3 SO 2) 2, LiBF 4 or the like. These lithium salts may be used alone or in combination of two or more. Note that a solid electrolyte can be used as the electrolyte layer, and in this case, a separate spacer can be omitted.
  • MD application direction
  • TD in-plane vertical direction
  • the resin composition was spun from a spinneret at 390 ° C. with a cylinder-type single-hole spinning machine to prepare a precursor molded body (a sea-island type composite fiber containing a thermoplastic carbon precursor as an island component).
  • the fiber diameter of this precursor molded body was 300 ⁇ m.
  • the precursor molded object was hold
  • the above-mentioned stabilized precursor compact is subjected to nitrogen replacement in a vacuum gas replacement furnace, and then the pressure is reduced to 1 kPa, and the temperature is increased to 500 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C./min.
  • the thermoplastic resin was removed to form a fibrous carbon precursor.
  • This fibrous carbon precursor was added to ion-exchanged water and pulverized for 2 minutes with a mixer to prepare a pre-dispersed liquid in which an ultrafine fibrous carbon precursor having a concentration of 0.1% by weight was dispersed.
  • This preliminary dispersion was treated 10 times with a wet jet mill (Sugino Machine Co., Ltd., Starburst Lab HJP-17007, used chamber: single nozzle chamber) with a nozzle diameter of 0.17 mm and a processing pressure of 100 MPa. By repeating, a liquid in which the fibrous carbon precursor was dispersed was produced. Subsequently, the obtained solvent liquid was filtered to produce a nonwoven fabric in which the fibrous carbon precursor was dispersed.
  • a wet jet mill Sudno Machine Co., Ltd., Starburst Lab HJP-17007, used chamber: single nozzle chamber
  • the ultra-fine fibrous carbon was produced by heating the nonwoven fabric in which the fibrous carbon precursor was dispersed in an argon gas atmosphere from room temperature to 3000 ° C. in 3 hours.
  • the obtained ultrafine fiber carbon had an average fiber diameter of 300 nm and an average fiber length of 16 ⁇ m, and no branched structure was observed, that is, a linear structure was confirmed. Further, the average interplanar spacing d002 of the (002) plane measured by the X-ray diffraction method was 0.3375 nm.
  • FIG. 10 shows a scanning electron micrograph (2,000 times) of the produced ultrafine fibrous carbon (CNF).
  • Electrode active material layer 4 parts by mass of ultrafine fibrous carbon (carbon conductive aid) (CNF) produced as described above, 81 parts by mass of negative electrode active material (artificial graphite; manufactured by Osaka Gas, MCMB), and polyvinylidene fluoride as a binder
  • a slurry was prepared by using 15 parts by mass of Kureha Chemical Co., Ltd. and N-methylpyrrolidone as a solution. After applying the produced slurry to a glass plate and drying, the electrode active material layer was peeled from the glass substrate, and roll pressing (50 kg / cm 2 , 5 cm / min) was performed to produce an electrode active material layer.
  • FIG. 2 shows a stress-strain curve obtained as a result of the tensile test.
  • the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1 has a large ratio of fiber length to fiber diameter. For this reason, the ultrafine fibrous carbon tends to line up in the MD direction during slurry application, and a large reinforcing effect is shown in the MD direction.
  • Example A2 ⁇ Preparation of electrode active material layer> Except that the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1 was pulverized (Sugino Machine Co., Ltd., Starburst) and used as ultrafine fibrous carbon having an average fiber length of 5 ⁇ m, the same as Reference Example A1 Operation was performed to produce an electrode active material layer.
  • scanning electron micrographs ((a) 2,000 times and (b) 8,000 times) of ultrafine fibrous carbon (S-CNF) having an average fiber length of 5 ⁇ m are shown in FIG.
  • FIG. 3 shows a stress-strain curve obtained as a result of the tensile test.
  • the ultrafine fibrous carbon used in Example A2 has a shorter fiber length than the ultrafine fibrous carbon of Reference Example A1, the ratio of the fiber length to the fiber diameter is relatively small. Therefore, there is little tendency to line up in the slurry application direction, and the anisotropy of tensile strength is reduced. As a result, the reinforcing effect was shown not only in the MD direction but also in the TD direction.
  • Example A3 ⁇ Preparation of electrode active material layer> Reference Example A1 except that 2 parts by mass of the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1 and 2 parts by mass of the ultrafine fibrous carbon used in Example A2 were used as the carbon-based conductive additive.
  • An electrode active material layer was prepared in the same manner as described above. Here, scanning electron micrographs ((a) 5,000 times and (b) 8,000 times) of the produced electrode active material layer are shown in FIG. As is clear from FIG. 13, both the ultrafine fibrous carbon (CNF) used in Reference Example A1 and the ultrafine fibrous carbon (S-CNF) used in Example A2 exist. Was confirmed.
  • FIG. 4 shows a stress-strain curve obtained as a result of the tensile test.
  • MD and TD can be obtained by combining the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1, which is easy to line up in the MD direction during slurry application, and the ultrafine fibrous carbon used in Example A2 that is less likely to line up in the MD direction. Reinforcing effect was shown in any direction.
  • Example A4 ⁇ Preparation of electrode active material layer> Except that 2 parts by mass of the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1 and 2 parts by mass of acetylene black (AB) (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) were used as the carbon-based conductive assistant. In the same manner as in Reference Example A1, an electrode active material layer was produced. Here, a scanning electron micrograph (magnified 8,000 times) of the acetylene black (AB) used is shown in FIG. Further, scanning electron micrographs ((a) 5,000 times and (b) 8,000 times) of the produced electrode active material layer are shown in FIG. As is clear from FIG. 14, it was confirmed that both the ultrafine fibrous carbon (CNF) and acetylene black (AB) used in Reference Example A1 were present.
  • CNF ultrafine fibrous carbon
  • AB acetylene black
  • FIG. 5 shows a stress-strain curve obtained as a result of the tensile test. Since the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1 was used, the ultrafine fibrous carbon tended to line up in the MD direction at the time of slurry application, and showed a large reinforcing effect in the MD direction.
  • Electrode active material layer ⁇ Preparation of electrode active material layer> The electrode was operated in the same manner as in Reference Example A1 except that vapor-grown carbon fiber (carbon fiber having a branched structure) (VGCF) was used instead of the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1. An active material layer was produced.
  • VGCF vapor-grown carbon fiber (carbon fiber having a branched structure)
  • FIG. 6 shows a stress-strain curve obtained as a result of the tensile test.
  • Electrode active material layer ⁇ Preparation of electrode active material layer>
  • the electrode was operated in the same manner as in Reference Example A1, except that acetylene black (AB) (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) was used instead of the ultrafine fibrous carbon used in Reference Example A1.
  • AB acetylene black
  • An active material layer was produced.
  • FIG. 7 shows a stress-strain curve obtained as a result of the tensile test.
  • results (MD direction and TD direction) of stress (MPa) applied at 0.2% (0.1 mm) elongation of the electrode active material layers produced in Reference Example A1, Examples A2-4 and Comparative Examples A1-2 ) Is shown in FIGS. Further, specific values (MD direction) of stress (MPa) applied when the electrode active material layers produced in Reference Example A1, Examples A2 to 4 and Comparative Examples A1 and 2 were 0.2% (0.1 mm) stretched And TD direction) are shown in Table 1 below.
  • the electrode for a non-electrolyte secondary battery according to the present invention comprises the electrode active material layer according to the present invention and a current collector
  • the mechanical strength of the electrode for a non-electrolyte secondary battery according to the present invention is the non-electrolyte secondary battery according to the present invention. It is understood that the same effect as the mechanical strength based on the above result obtained by the battery electrode material can be obtained.
  • Example A5 ⁇ Manufacture of negative electrode> 2 parts by mass of ultrafine fibrous carbon (S-CNF) having an average fiber length of 5 ⁇ m produced in Example A2, 91 parts by mass of a negative electrode active material (scale-like graphite; trade name MAGD, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), A slurry was prepared by using 7 parts by mass of vinylidene chloride (manufactured by Kureha Chemical Co., Ltd.) and N-methylpyrrolidone as a solution. The prepared slurry was applied, dried, and roll pressed to prepare a negative electrode. The electrode thickness was 75 ⁇ m and the electrode density was 1.5 g / cm 3.
  • S-CNF ultrafine fibrous carbon
  • a polyethylene porous film is used for the positive electrode, the negative electrode, and the separator prepared as described above, and is composed of a mixed solution of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate (3/7 mass ratio, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) containing 1 mol / L LiPF6.
  • An electrolyte solution was injected into the cell to produce a single layer laminate cell.
  • the capacity maintenance rate at the 50th time was as good as 92.0%.
  • Example A6 An electrode as in Example A5 except that instead of S-CNF in Example A5, a mixture of ultrafine fibrous carbon (CNF) and S-CNF prepared in the above (mass ratio 1: 1) was used. And a lithium ion secondary battery was manufactured.
  • CNF ultrafine fibrous carbon
  • S-CNF ultrafine fibrous carbon
  • the capacity retention rate at the 50th time was as good as 92.5%.
  • Example A7 instead of S-CNF in Example A5, a mixture (mass ratio 1: 1) of the ultrafine fibrous carbon (CNF) and acetylene black (AB) (Denka Black, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) prepared above was used. An electrode and a lithium ion secondary battery were produced in the same manner as in Example A5 except that it was used.
  • CNF ultrafine fibrous carbon
  • AB acetylene black
  • the capacity retention rate at the 50th time was as good as 91.5%.
  • Example A3 An electrode and a lithium ion secondary battery were produced in the same manner as in Example A5, except that vapor grown carbon fiber (carbon fiber having a branched structure) was used instead of S-CNF in Example A5.
  • Example A4 An electrode and a lithium ion secondary battery were produced in the same manner as in Example A5, except that acetylene black (AB) (Denka Black, Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) was used instead of S-CNF in Example A5. .
  • AB acetylene black
  • the measurement of the fiber diameter and fiber length of the ultrafine fiber carbon and the X-ray diffraction measurement of the ultrafine fiber carbon were performed in the same manner as described above.
  • Example B1 (Example B1-1) ⁇ Manufacture of ultra-fine fibrous carbon> High-density polyethylene (HI-ZEX (registered trademark) 5000SR, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd .; 350 ° C, melt viscosity 14 Pa ⁇ s at 600 s-1) as a thermoplastic resin, 90 parts by mass, and synthetic mesofe as a thermoplastic carbon precursor -Melt-knead 10 parts by weight of pitch pitch AR ⁇ MPH (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) with a co-directional twin screw extruder (“TEM-26SS” manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., barrel temperature 310 ° C., under nitrogen flow).
  • a resin composition was prepared.
  • the resin composition was spun from a spinneret at 390 ° C. with a cylinder-type single-hole spinning machine to prepare a precursor molded body (a sea-island type composite fiber containing a thermoplastic carbon precursor as an island component).
  • the fiber diameter of this precursor molded body was 300 ⁇ m.
  • the precursor molded object was hold
  • the above-mentioned stabilized precursor compact is subjected to nitrogen replacement in a vacuum gas replacement furnace, and then the pressure is reduced to 1 kPa, and the temperature is increased to 500 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C./min.
  • the thermoplastic resin was removed to form a fibrous carbon precursor.
  • the fibrous carbon precursor was added to ion-exchanged water and pulverized for 2 minutes with a mixer to disperse the fibrous carbon precursor having a concentration of 0.1% by mass.
  • the ultrafine fiber carbon was produced by heating the dispersed fibrous carbon precursor from room temperature to 3000 ° C. in 3 hours in an argon gas atmosphere.
  • the obtained ultrafine fiber carbon had an average fiber diameter of 300 nm and an average fiber length of 16 ⁇ m, and no branched structure was observed. That is, a linear structure was confirmed. Further, the average interplanar spacing d002 of the (002) plane measured by the X-ray diffraction method was 0.3375 nm.
  • FIG. 16 shows a scanning electron micrograph (2,000 times) of the produced ultrafine fibrous carbon (CNF).
  • the composite 1-1 was obtained (20 g) by pulverization using Nertaro ARV-310 (Sinky).
  • Example B1-2 Manufacture of ultra-fine fibrous carbon>
  • the ultrafine fiber carbon was obtained by the same production method as the production method of the ultrafine fiber carbon described in Example B1-1.
  • Example B1-3 Manufacture of ultra-fine fibrous carbon>
  • the ultrafine fiber carbon was obtained by the same production method as the production method of the ultrafine fiber carbon described in Example B1-1.
  • a planetary ball mill apparatus (apparatus: P-product manufactured by Fritsch) was used to produce 1 part by mass of ultrafine fibrous carbon produced as described above and 1 part by mass of acetylene black (manufactured by Denki Black Co., Ltd., Denka Black 75% press product). 7. Ball used: zirconia ball diameter 10 mm) to give composite 1-3 (20 g).
  • Example B2 (Example B2-1) Using a scanning electron microscope (S-2400, manufactured by Hitachi, Ltd.), the composite body 1-1 obtained in Example B1-1 was observed and photographed. The photographed photograph results are shown in FIG. 17 (shooting magnification ⁇ 500 times) and FIG. 18 (shooting magnification ⁇ 1000 times). As apparent from FIGS. 17 and 18, agglomerated acetylene black is observed in some places, but the shape of the ultrafine fibrous carbon is not changed, and the ultrafine fibrous carbon and acetylene black are both dispersed and integrated. Were attached to each other.
  • S-2400 scanning electron microscope
  • Example B2-2 As in Example B2-1, the composite 1-2 obtained in Example B1-2 was observed and photographed using a scanning electron microscope (S-2400, manufactured by Hitachi, Ltd.). It was. The photographed photograph results are shown in FIG. 19 (shooting magnification ⁇ 500 times) and FIG. 20 (shooting magnification ⁇ 1000 times). As is clear from FIGS. 19 and 20, the shape of the ultrafine fibrous carbon was not changed, and the acetylene black was uniformly mixed around the ultrafine fibrous carbon. It was confirmed that the ultrafine fiber carbon and acetylene black were integrally attached to each other, and the ultrafine fiber carbon and acetylene black were uniformly mixed.
  • Example B3 (Example B3-1) Using the composite 1-1 obtained in Example B1-1, the relationship between density and volume resistivity was examined. In order to investigate the relationship between the density and the volume resistivity, the density and the volume resistivity were measured using a four-point probe method (Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd., Lorester GP). A powder sample of the composite 1-1 was put into the Lorester GP, and the volume resistivity was measured while reducing the density value by applying pressure by crushing from above at room temperature. The measurement results are shown in FIG. For example, when the density was 0.58 g / cc, the volume resistivity of the composite 1-1 was 0.7 ⁇ ⁇ cm.
  • Example B3-2 Except for using the composite 1-1 obtained in Example B1-2, the relationship between density and volume resistivity was examined in the same manner as described in Example B3-1. The measurement results are shown in FIG. For example, when the density was 0.58 g / cc, the volume resistivity of the composite 1-2 was 0.05 ⁇ ⁇ cm.
  • Comparative Example B2-1 Except for using the ultrafine fibrous carbon obtained in Comparative Example B1-1, the relationship between density and volume resistivity was examined in the same manner as described in Example B3-1. The measurement results are shown in FIG. For example, when the density was 0.58 g / cc, the volume resistivity of ultrafine fibrous carbon (CNF) was 0.05 ⁇ ⁇ cm.
  • Comparative Example B2-2 Except for using acetylene black prepared in Comparative Example B1-2, the relationship between density and volume resistivity was examined in exactly the same manner as described in Example B3-1. The measurement results are shown in FIG. The measurement results are shown in FIG. For example, the volume resistivity of acetylene black was 0.12 ⁇ ⁇ cm at a density of 0.58 g / cc.
  • the volume resistivity of the composite 1-1 obtained in Example B1-1 was higher than the volume resistivity of acetylene black prepared in Comparative Example B1-2. It was a level where there was no problem in practical use.
  • the volume resistivity of the composite 1-2 obtained in Example B1-2 is substantially equal to or better than the volume resistivity of the ultrafine fibrous carbon obtained in Comparative Example B1-1, and Comparative Example B1- The resistivity was lower than the volume resistivity of the acetylene black prepared in 2. From the above, it can be understood that the composite 1-1 and the composite 1-2 have excellent electrical conductivity while maintaining excellent mechanical strength (reinforcing effect) due to the ultrafine fibrous carbon.
  • Example B3-2 Using the composite 1-2 obtained in Example B1-2, the discharge rate characteristics were evaluated.
  • the positive electrode produced as described above is opposed to metallic lithium via a polyethylene porous separator, and a mixed solution of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate containing LiPF6 at a concentration of 1 mol / L (3/7 mass ratio, manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.)
  • the electrolyte solution consisting of was injected into a 2032 type coin cell to produce a half cell for battery evaluation.
  • ⁇ Discharge rate characteristics evaluation> Using the cell produced as described above, a charge / discharge test was performed with a charge / discharge device. The charging conditions were a constant voltage charge (0.01 C cut-off) after a 0.2 C constant current charge up to 4.0 V, and then switched to a discharge after a 10 minute rest period. As discharge conditions, the lower limit voltage was set to 2.5 V, and constant current discharge was performed at each discharge rate. The discharge rate was increased stepwise from 0.2C ⁇ 0.5C ⁇ 1.0C ⁇ 2.0C ⁇ 3.0C ⁇ 5.0C.
  • Fig. 22 shows a chart of measured discharge rate characteristics.
  • the capacity retention rate (0.2C discharge capacity is assumed to be 100%) when the electrode potential is 3V cut off is shown in Table B1 below.
  • Example B3-3 The rate characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3-2 except that the composite 1-3 obtained in Example B1-3 was used as the conductive assistant.
  • Comparative Example B3-1 The rate characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3-2 except that the ultrafine fibrous carbon (CNF) obtained in Comparative Example B1-1 was used as the conductive additive.
  • CNF ultrafine fibrous carbon
  • Measured discharge rate characteristic chart is shown in FIG.
  • capacity retention rate (0.2C discharge capacity is assumed to be 100%) when the electrode potential is 3V cut off is shown in Table B1 below.
  • Comparative Example B3-2 The rate characteristics were evaluated in the same manner as in Example 3-2 except that acetylene black used in Comparative Example B1-2 was used as the conductive auxiliary.
  • Measured discharge rate characteristics chart is shown in FIG.
  • capacity retention rate (0.2C discharge capacity is assumed to be 100%) when the electrode potential is 3V cut off is shown in Table B1 below.
  • the measurement of the fiber diameter and fiber length of the ultrafine fibrous carbon and the X-ray diffraction measurement of the ultrafine fibrous carbon were performed according to the following methods, respectively.
  • the measurement of the fiber diameter and fiber length of the ultrafine fiber carbon and the X-ray diffraction measurement of the ultrafine fiber carbon were performed in the same manner as described above.
  • Example C1 ⁇ Manufacture of ultra-fine fibrous carbon (carbon-based conductive additive)> 90 parts by mass of high-density polyethylene (HI-ZEX (registered trademark) 5000SR, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd .; melt viscosity of 14 Pa ⁇ s at 600 s-1) as a thermoplastic resin and synthetic mesofe as a thermoplastic carbon precursor -Melt-knead 10 parts by weight of pitch pitch AR ⁇ MPH (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) with a co-directional twin screw extruder (“TEM-26SS” manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., barrel temperature 310 ° C., under nitrogen flow) A resin composition was prepared.
  • the resin composition was spun from a spinneret at 390 ° C. with a cylinder-type single-hole spinning machine to prepare a precursor molded body (a sea-island type composite fiber containing a thermoplastic carbon precursor as an island component).
  • the fiber diameter of this precursor molded body was 300 ⁇ m.
  • the precursor molded object was hold
  • the above-mentioned stabilized precursor compact is subjected to nitrogen replacement in a vacuum gas replacement furnace, and then the pressure is reduced to 1 kPa, and the temperature is increased to 500 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C./min.
  • the thermoplastic resin was removed to form a fibrous carbon precursor.
  • the fibrous carbon precursor was added to ion-exchanged water and pulverized for 2 minutes with a mixer to disperse the fibrous carbon precursor having a concentration of 0.1% by mass.
  • the dispersed fibrous carbon precursor is graphitized by raising the temperature from room temperature to 3000 ° C. in 3 hours in an argon gas atmosphere, and then naturally cooled to room temperature, followed by dry jet mill equipment (A-0 jet mill). And manufactured by Seishin) to produce ultrafine fibrous carbon.
  • the obtained ultrafine fiber carbon had an average fiber diameter of 300 nm and an average fiber length of 16 ⁇ m, and no branched structure was observed. That is, a linear structure was confirmed. Further, the average interplanar spacing d002 of the (002) plane measured by the X-ray diffraction method was 0.3375 nm.
  • FIG. 27 shows a scanning electron micrograph (2,000 times) of the produced ultrafine fibrous carbon (CNF).
  • SBR styrene butadiene rubber
  • the water dispersibility was visually evaluated using the slurry prepared as described above.
  • the water dispersibility is evaluated by visually confirming the slurry, and if the slurry is smooth and there is no aggregate of ultrafine fibrous carbon aggregates in the slurry, the dispersion of the ultrafine fibrous carbon aggregates is dispersed in water. The nature was judged to be good. On the other hand, if there was an aggregate of ultrafine fibrous carbon aggregates that could be visually confirmed in the slurry, the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregates was judged to be poor.
  • Electrode 2 parts by mass of ultrafine fibrous carbon (carbon-based conductive additive) produced as described above, 1.5 parts by mass of styrene butadiene rubber (SBR, manufactured by Nippon Zeon) as a binder, and a surfactant 1.5 parts by mass of sodium carboxymethyl cellulose (CMC-Na) having a degree of etherification of 0.8 and a weight average molecular weight of 300,000, and 95 parts by mass of negative electrode active material graphite (NICABEADS, Type: P25B-XB) , Nippon Carbon Co.) and 100 parts by mass of ion-exchanged water were mixed to prepare an electrode preparation slurry.
  • the prepared electrode preparation slurry was applied onto a copper foil with a doctor blade, and the applied electrode preparation slurry was dried in a hot air dryer at 105 ° C. to prepare an electrode sheet.
  • Example C2 ⁇ Manufacture of ultra-fine fibrous carbon (carbon-based conductive additive)>
  • the ultrafine fiber carbon (carbon-based conductive assistant) was used in exactly the same manner as in Example C1, except that it was not crushed by a dry jet mill, but was crushed by a wet pulverizer (Sugino Machine Co., Ltd., Starburst). Agent) to obtain ultrafine fibrous carbon having an average fiber length of 5 ⁇ m.
  • Example C3 Manufacture of ultra-fine fibrous carbon (carbon-based conductive additive)> Except that it was not crushed by a dry jet mill, ultrafine fiber carbon (carbon-based conductive additive) was produced in exactly the same manner as in Example C1, and an ultrafine fiber shape having an average fiber length of 16 ⁇ m. Got carbon.
  • Example C4 Manufacture of ultra-fine fibrous carbon (carbon-based conductive additive)> Superfine fibrous carbon (carbon-based conductive additive) was produced in the same manner as in Example C1.
  • CMC-Na sodium carboxymethylcellulose
  • Example C5 Manufacture of ultra-fine fibrous carbon (carbon-based conductive additive)> Ultrafine fibrous carbon (carbon-based conductive additive) was produced in the same manner as in Example C1.
  • ⁇ Manufacture of oxidized ultrafine fiber carbon > 50 ml of concentrated nitric acid (60-61%, reagent grade, Wako Pure Chemical Industries) and 150 ml of concentrated sulfuric acid (95.0 +%, reagent grade) while stirring 5 g of the above ultrafine fibrous carbon (carbon-based conductive additive) , Manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.). After mixing for 3 hours at room temperature, the solid matter is recovered by filtration, the solid matter is washed with ion-exchanged water until the washing solution becomes neutral, and the solid matter is dried, thereby oxidizing the ultrafine fibrous carbon. Was prepared.
  • ⁇ Evaluation of residual agents of oxidized ultrafine fibrous carbon The oxidized ultrafine fibrous carbon produced as described above was heated from 25 ° C. to 500 ° C. at 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere, and the mass at 25 ° C. decreased with respect to the mass at 25 ° C. By measuring the rate, the remaining amount of the drug and the like contained in the oxidized ultrafine fibrous carbon was measured. A large mass reduction rate is not preferable because when used in a non-aqueous electrolyte secondary battery, the battery capacity is reduced due to side reactions.
  • Example C6 Manufacture of ultra-fine fibrous carbon (carbon-based conductive additive)> Superfine fibrous carbon (carbon-based conductive additive) was produced in the same manner as in Example C1.
  • oxidized ultrafine fiber carbon 5 g of the above ultrafine fibrous carbon (carbon-based conductive additive) was added to 200 ml of hydrogen peroxide water (30.0-35.5%, reagent grade, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) with stirring. After mixing at room temperature for 3 hours, the solid matter was collected by filtration, the solid matter was washed with ion-exchanged water, and the solid matter was dried to prepare oxidized ultrafine fibrous carbon.
  • ⁇ Evaluation of residual agents of oxidized ultrafine fibrous carbon The oxidized ultrafine fibrous carbon produced as described above was heated from 25 ° C. to 500 ° C. at 10 ° C./min in a nitrogen atmosphere, and the mass at 25 ° C. decreased with respect to the mass at 25 ° C. By measuring the rate, the remaining amount of the drug and the like contained in the oxidized ultrafine fibrous carbon was measured. A large mass reduction rate is not preferable because when used in a non-aqueous electrolyte secondary battery, the battery capacity is reduced due to side reactions.
  • FIG. 29 shows the results of evaluation of water dispersibility using the slurry prepared in Example C2. As is clear from FIG. 29, the slurry prepared in Example C2 was formed smoothly, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate was very good.
  • FIG. 30 shows the results of evaluation of water dispersibility using the slurry prepared in Example C3.
  • small aggregates of ultrafine fibrous carbon were found in the slurry prepared in Example C3. This agglomerate was thought to be because the ultrafine fibrous carbon was not crushed because it did not undergo the crushing step, and bundled ultrafine fibrous carbon was formed.
  • the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate in the slurry prepared in Example C3 is more than the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate in the slurry prepared in Examples C1 and 2. Although not good, the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate in the slurry produced in Example C3 was not a defective level, but a level causing no practical problem.
  • FIG. 31 shows the results of water dispersibility evaluation using the slurry prepared in Comparative Example C1.
  • the ultrafine fiber carbon in the slurry produced in Comparative Example C1 was completely aggregated, and the water dispersibility of the ultrafine fiber carbon aggregate was poor. This poor water dispersibility is thought to be because the ultrafine fibrous carbon was not modified by the surfactant and the hydrophobicity of the ultrafine fibrous carbon was maintained because the surfactant was not mixed during slurry preparation.
  • FIG. 32 shows the results of water dispersibility evaluation using the slurry prepared in Example C4. As is clear from FIG. 32, the slurry produced in Example C4 was formed smoothly, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate was good.
  • FIG. 33 shows the results of evaluation of water dispersibility using the slurry prepared in Example C5. As is clear from FIG. 33, the slurry produced in Example C5 was formed smoothly, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate was good.
  • FIG. 34 shows the results of evaluation of water dispersibility using the slurry prepared in Example C6. As is apparent from FIG. 34, the slurry produced in Example C6 was formed smoothly, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate was good.
  • Example C6 d (002) was 0.3373 nm and Lc (002) was 47.7 nm. Although the interplanar spacing increased and the crystallite size decreased with respect to the ultrafine fibrous carbon not subjected to oxidation treatment, the change was small and there was no problem in practical use.
  • Example C6 Evaluation of residual agents of oxidized ultrafine fibrous carbon
  • the mass reduction rate of the ultrafine fibrous carbon not subjected to oxidation treatment was 0.6%
  • the mass reduction rate was almost unchanged at 1.3%.
  • the mass reduction rate was as large as 7.5%.
  • Example C5 when used in a non-aqueous electrolyte secondary battery, it was confirmed that the battery capacity was reduced due to side reactions, which was not preferable. .
  • FIG. 35 shows the results of evaluation of dispersibility in the electrode using the electrode produced in Example C1.
  • the electrode produced in Example C1 an aggregate of ultrafine fibrous carbon aggregates was confirmed, and it was confirmed that the dispersibility in the electrode was insufficient.
  • the water dispersibility evaluation results in the slurry showed good dispersibility and macroscopically good dispersibility, but microscopically formed aggregates. It was not preferable.
  • Example C4 the result of the dispersibility evaluation in the electrode using the electrode produced in Example C4 is shown in FIG. As is apparent from FIG. 36, in the electrode produced in Example C4, the ultrafine fibrous carbon aggregate was dispersed in the electrode, and the dispersibility evaluation in the electrode was good.
  • Example C5 the result of the dispersibility evaluation in the electrode using the electrode produced in Example C5 is shown in FIG. As is apparent from FIG. 37, the ultrafine fibrous carbon aggregates were dispersed in the electrode produced in Example C5, and the evaluation of dispersibility in the electrode was good.
  • Example C6 the result of the dispersibility evaluation in the electrode using the electrode produced in Example C6 is shown in FIG. As is apparent from FIG. 38, in the electrode produced in Example C6, the ultrafine fibrous carbon aggregates were dispersed in the electrode, and the dispersibility evaluation in the electrode was good.
  • the measurement of the fiber diameter and fiber length of the ultrafine fibrous carbon and the X-ray diffraction measurement of the ultrafine fibrous carbon were performed according to the following methods, respectively.
  • the measurement of the fiber diameter and fiber length of the ultrafine fiber carbon and the X-ray diffraction measurement of the ultrafine fiber carbon were performed in the same manner as described above.
  • High-density polyethylene (HI-ZEX (registered trademark) 5000SR, manufactured by Prime Polymer Co., Ltd .; 350 ° C, melt viscosity 14 Pa ⁇ s at 600 s-1) 90 parts by mass as a thermoplastic resin and synthetic mesofe as a thermoplastic carbon precursor -Melt-knead 10 parts by weight of pitch pitch AR ⁇ MPH (Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.) with a co-directional twin screw extruder (“TEM-26SS” manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd., barrel temperature 310 ° C., under nitrogen flow).
  • a resin composition was prepared.
  • the resin composition was spun from a spinneret at 390 ° C. with a cylinder-type single-hole spinning machine to prepare a precursor molded body (a sea-island type composite fiber containing a thermoplastic carbon precursor as an island component).
  • the fiber diameter of this precursor molded body was 300 ⁇ m.
  • the precursor molded object was hold
  • the above-mentioned stabilized precursor compact is subjected to nitrogen replacement in a vacuum gas replacement furnace, and then the pressure is reduced to 1 kPa, and the temperature is increased to 500 ° C. at a temperature increase rate of 5 ° C./min.
  • the thermoplastic resin was removed to form a fibrous carbon precursor.
  • the fibrous carbon precursor was added to ion-exchanged water and pulverized for 2 minutes with a mixer to disperse the fibrous carbon precursor having a concentration of 0.1% by mass. This 0.1% by mass dispersion was dried in a dryer at 100 ° C. to produce ultrafine fibrous carbon.
  • the obtained ultrafine fibrous carbon had an average fiber diameter of 300 nm, and no branched structure was observed. That is, a linear structure was confirmed.
  • the average fiber length was 20 ⁇ m.
  • the average interplanar spacing d002 of the (002) plane measured by the X-ray diffraction method was 0.3375 nm.
  • FIG. 40 shows a scanning electron micrograph (2,000 times) of the produced ultrafine fibrous carbon (CNF).
  • the ultrafine fibrous carbon produced as described above was an ultracentrifugal crusher (manufactured by Lecce: ZM100), the rotor was 24 blades, the screen hole diameter was 0.08 mm, and the rotation speed was 18000 rpm. ), Then, after 5 consecutive treatments, graphitize by raising the temperature from room temperature to 3000 ° C. in 3 hours in an argon gas atmosphere, and then naturally cool to room temperature to produce a plurality of ultrafine particles.
  • An ultrafine fibrous carbon aggregate was produced by assembling fibrous carbon.
  • SBR styrene butadiene rubber
  • the water dispersibility was visually evaluated using the slurry prepared as described above.
  • the water dispersibility is evaluated by visually confirming the slurry, and if the slurry is smooth and there is no aggregate of ultrafine fibrous carbon aggregates in the slurry, the dispersion of the ultrafine fibrous carbon aggregates is dispersed in water. The nature was judged to be good. On the other hand, if there was an aggregate of ultrafine fibrous carbon aggregates that could be visually confirmed in the slurry, the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregates was judged to be poor.
  • the evaluation criteria for water dispersibility were as follows.
  • Example D2 ⁇ Manufacture of ultra-fine fibrous carbon> Ultrafine fibrous carbon was produced by a production method exactly the same as the production method described in Example D1.
  • a superfine fibrous carbon aggregate (carbon-based conductive additive) was produced by the same production method as that described in Example D1, except that the number of treatments by the ultracentrifugation mill was set to one.
  • An ultrafine fibrous carbon aggregate was produced in the same manner as described in Example D1, except that the ultrafine fibrous carbon produced as described above was not treated with an ultracentrifugal mill.
  • Example D2 ⁇ Manufacture of ultra-fine fibrous carbon mixture>
  • the ultrafine fiber carbon produced by the same method as that described in Example D1 was pulverized by a wet pulverizer (Starburst, manufactured by Sugino Machine Co., Ltd.) to obtain an ultrafine fiber having an average fiber length of 5 ⁇ m.
  • Like carbon (S-CNF) was produced.
  • the ultrafine fiber carbon (S-CNF) having an average fiber length of 5 ⁇ m and the ultrafine fiber carbon (CNF) produced by the same method as that described in Example D1 were 1: 1. Mixing at a mass ratio produced a superfine fibrous carbon mixture.
  • FIG. 41 shows the result of fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D1.
  • the ratio of the volume converted particle size distribution (%) of the first peak of fiber length 7 ⁇ m to the volume converted particle size distribution (%) of the second peak of fiber length 18 ⁇ m is 5, and the number of ultrafine fibrous carbon having a short fiber length is Many (see Table 1 below).
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D1 was 17 ⁇ m, and the median value was 15 ⁇ m (see Table 2 below).
  • the average value is a value obtained by adding the fiber length values of all the ultrafine fibrous carbons and dividing by the number of ultrafine fibrous carbons.
  • the median value is the value of the middle fiber length in the order of the number of ultrafine fiber carbons arranged in order from the smallest fiber length of the ultrafine fiber carbon.
  • the number of fiber lengths is an even number, it is the average value of the fiber length values of two ultrafine fibrous carbons close to the center. The greater the variation in the fiber length of the ultrafine fibrous carbon, the greater the difference between the average value and the median value.
  • Example 42 shows the result of fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D2.
  • the ratio of the volume-converted particle size distribution (%) of the first peak at a fiber length of 10 ⁇ m to the volume-converted particle size distribution (%) of the second peak at a fiber length of 25 ⁇ m was 3. That is, the volume ratio (%) of short ultrafine fibrous carbon having a fiber length of 15 ⁇ m or less contained in the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D2 was the ultrafine fiber produced in Example D1.
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D2 was 20 ⁇ m, and the median was 17 ⁇ m (see Table 2 below).
  • FIG. 43 shows the result of fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Comparative Example D1.
  • one peak having a fiber length of 25 ⁇ m was present in the fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Comparative Example D1 (see Table 1 below).
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Comparative Example D1 was 24 ⁇ m, and the median value was 18 ⁇ m (see Table 2 below).
  • FIG. 44 shows the result of fiber length distribution of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Comparative Example D2.
  • the ratio of the volume converted particle size distribution (%) of the peak of 3 ⁇ m fiber length to the volume converted particle size distribution (%) of the peak of 25 ⁇ m fiber length was 1. That is, it was confirmed that the volume ratios of these two peaks were equal and had a wide distribution (see Table 1 below).
  • the average fiber length of the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Comparative Example D2 was 14 ⁇ m, and the median value was 12 ⁇ m (see Table 2 below).
  • Example D1 Water dispersibility evaluation results and discussion] As shown in Table 1, the evaluation result of water dispersibility using the slurry prepared in Example D1 was very good. The slurry produced in Example D1 was formed smoothly, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate was very good.
  • Example D2 The results of the evaluation of water dispersibility using the slurry prepared in Example D2 were good ⁇ evaluations as shown in Table 1.
  • Agglomerates of ultrafine fibrous carbon were found in the slurry produced in Example D2, and this was more than 15 ⁇ m contained in the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D2.
  • the long ultrafine fibrous carbon having a fiber length of 15 ⁇ m or more is contained in the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D1 in a volume ratio (%) of the long ultrafine fibrous carbon that is the fiber length. Therefore, the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D2 is more superfine fibrous carbon than the extrafine fibrous carbon aggregate produced in Example D1. This is probably because aggregates were easily formed.
  • the slurry produced in Example D2 was formed relatively smoothly, and the water dispersibility of the ultrafine fibrous carbon aggregate was good.
  • the evaluation result of water dispersibility using the slurry prepared in Comparative Example D1 was a slightly poor ⁇ mark evaluation.
  • the slurry prepared in Comparative Example D1 ultrafine fibrous carbon aggregates were observed. This is because bundled ultrafine fibrous carbon was formed due to the long ultrafine fibrous carbon having a fiber length of more than 15 ⁇ m included in the ultrafine fibrous carbon aggregate produced in Comparative Example D1. it is conceivable that.

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Abstract

　機械的強度に優れた電極活物質層を提供すること。本発明は、電極活物質と、炭素系導電助剤と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料であって、炭素系導電助剤が、直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、かつ面方向の最大引張強度σＭ、及び前記最大引張強度σＭに対して面内垂直方向の引張強度σＴが、下記の関係式（ａ）を満たす、電極活物質層である。　σＭ／σＴ≦１．６　（ａ）

Description

非水電解質二次電池用の超極細繊維状炭素、超極細繊維状炭素集合体、複合体、及び電極活物質層
　本発明は、非水電解質二次電池用、特にはリチウムイオン二次電池用の超極細繊維状炭素及び超極細繊維状炭素集合体、複合体、並びに、それらを用いた炭素系導電助剤、電極活物質層、電極材料、及び電極に関する。また、本発明は、その電極を用いた非水電解質二次電池、特にはリチウムイオン二次電池に関する。
　〈第１及び第２の本発明の背景技術〉
　非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池は、電解質中のリチウムイオンが電気伝導を担う二次電池であり、正極にリチウム金属酸化物を用い、負極にグラファイトなどの炭素材を用いるものが主流の二次電池である。リチウムイオン二次電池は、二次電池の中でもエネルギー密度が高い特徴を持つことから、携帯電話などの小型機器から、電気自動車などの大型機器まで、応用範囲が広がってきている。
　リチウムイオン二次電池の課題の一つとして、充放電の繰り返しによる電池容量の低下（劣化）を防止する点が挙げられる（サイクル特性の向上）。サイクル特性の低下の原因としては、電極活物質、電解質、電解液などの変性（劣化）や、電極箔と電極活物質の剥離による電極抵抗の上昇などが考えられるが、その中でも一つの大きな原因として活物質自身の膨張・収縮が挙げられる。その改良方法の一つとして、繊維状の炭素材料を電極内に加えることにより、サイクル特性が向上することが提案されている（特許文献１参照）。
　また、加える炭素材料が電極内で凝集してしまうとその特性が十分に活かされないため、電極内での分散性が改善された繊維状の炭素材料を用いることでサイクル特性が向上することが提案されている（特許文献２参照）。
　〈第３及び第４の本発明の背景技術〉
　第１及び第２の本発明の背景技術の記載のように、リチウムイオン二次電池の課題の一つとして、充放電の繰り返しによる電池容量の低下（劣化）を防止する点が挙げられる（サイクル特性の向上）。
　例えば、特許文献１では、リチウムを吸蔵・放出できる負極活物質、導電性炭素材料、及びバインダーを含むリチウム二次電池用負極であって、負極活物質が、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３３７ｎｍの天然黒鉛または人造黒鉛を用いた黒鉛質材料であり、導電性炭素材料が、平均繊維径１～２００ｎｍで、内部に中空構造を有し、繊維の長さ方向に対して垂直方向にグラフェンシートが積層した構造を持ち、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）が０．３３６～０．３４５ｎｍの範囲にある気相法炭素繊維であり、上記気相法炭素繊維が１０μｍ以上の大きさの凝集体を形成することなく負極全体の０．１～１０質量％含まれているリチウム二次電池用負極が提案されている。また、例えば、特許文献３では、鱗片状黒鉛または球状黒鉛の少なくともいずれか１つの黒鉛材料と、平均粒子径が１０μｍ以上３０μｍ以下の二次粒子を形成する繊維状炭素とを含有することを特徴とするリチウム二次電池用負極活物質材料が提案されている。
特開２００７－４２６２０号公報 特開２０１２－００３９８５号公報 特開２０００－１３３２６７号公報
　〈第１の本発明の課題〉
　本発明の目的は、機械的強度に優れた電極活物質層、その電極活物質層を含む非水電解質二次電池、及びその電極活物質層に含まれる炭素系導電助剤を提供することにある。また、本発明の目的は、電極活物質層の機械的強度を向上させることで、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池を提供することにある。
　〈第２の本発明の課題〉
　本発明は、高導電性と優れた機械的強度とを有する複合体、その複合体を含む炭素系導電助剤、その導電助剤を含む非水電解質二次電池用電極材料、及びその電極材料を含む非水電解質二次電池用電極を提供することを目的とする。また、本発明は、複合体、その複合体を含む炭素系導電助剤、複合体を含む電極活物質層、及びその電極活物質層を含む非水電解質二次電池用電極の導電性と機械的強度とを向上させることで、優れたレート特性を有する非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
　〈第３の本発明の課題〉
　特許文献１に記載の発明は、繊維状の炭素材料を電極内に加えることにより、サイクル特性の向上を図っているが、繊維状の炭素材料として気相法炭素繊維を使用しており、気相法炭素繊維は分岐構造を有しているため、電極内の分散性を高めることが難しく、繊維状の炭素材料が凝集してしまうことがあり、それによってサイクル特性の向上が不充分なものとなる問題点があった。また、特許文献３に記載の発明は、気相法炭素繊維を０．５～２２．５質量部の添加し、電極中に平均粒径１２～４８μｍの気相法炭素繊維からなる二次粒子を含んでいることを特徴としてサイクル特性の向上を図っているが、気相法炭素繊維が局在していると、電流がその二次粒子に集中してしまい、その部分のみが集中的に劣化することが予想されて、サイクル特性の向上が不充分なものとなる問題点があった。
　本発明者らは、上記問題点に鑑みて鋭意検討した結果、非水電解質二次電池用の超極細繊維状炭素及び超極細繊維状炭素集合体の水分散性を改良することで、非水電解質二次電池、特にはリチウムイオン二次電池用のサイクル特性の向上、さらには高容量化を達成することができることを見出した。
　本発明は、優れた水分散性を有する超極細繊維状炭素及び超極細繊維状炭素集合体を提供することを目的とする。また、本発明は、超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性を改良することで、高導電性を有する炭素系導電助剤、非水電解質二次電池用電極材料、及び非水電解質二次電池用電極を提供することを目的とする。さらに、本発明は、超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性を改良することで、優れたサイクル特性であって、かつ高容量である非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
　〈第４の本発明の課題〉
　本発明者らは、第３の本発明の課題に記載した上記問題点に鑑みて鋭意検討した結果、非水電解質二次電池用の超極細繊維状炭素集合体の水分散性と機械的強度とを改良することで、非水電解質二次電池、特にはリチウムイオン二次電池用のサイクル特性の向上、さらには高容量化を達成することができることを見出した。
　本発明は、優れた水分散性と優れた機械的強度とを有する超極細繊維状炭素集合体を提供することを目的とする。また、本発明は、超極細繊維状炭素集合体の水分散性及び機械的強度を改良することで、高導電性と優れた機械的強度とを有する炭素系導電助剤、非水電解質二次電池用電極材料、及び非水電解質二次電池用電極を提供することを目的とする。さらに、本発明は、超極細繊維状炭素集合体の水分散性及び機械的強度を改良することで、優れたサイクル特性であって、かつ高容量である非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
　〈第１の本発明〉
　上記目的を解決するために、本発明者らは、上記従来技術に鑑み鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、電極活物質と、炭素系導電助剤と、バインダーとを少なくとも含む電極活物質層であって、その炭素系導電助剤が、直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、かつ面方向の最大引張強度σＭ、及び上記最大引張強度σＭに対して面内垂直方向の引張強度σＴが、下記の関係式（ａ）を満たす、電極活物質層である。
　σＭ／σＴ≦１．６　（ａ）
　〈第２の本発明〉
　上記目的を解決するために、本発明者らは、上記従来技術に鑑み鋭意検討を重ねた結果、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、超極細繊維状炭素と球状炭素とを含む複合体であって、超極細繊維状炭素が直線構造を有し、超極細繊維状炭素と球状炭素とが一体的に互いに付着されて、上記超極細繊維状炭素と上記球状炭素が均一に混合されてなる、複合体である。
　〈第３の本発明〉
　上記課題を解決するために、本発明は、直線構造を有する超極細繊維状炭素であって、上記超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾される、及び／又は上記超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理される、超極細繊維状炭素を提供し、また、その超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体を提供する。
　〈第４の本発明〉
　上記課題を解決するために、本発明は、直線構造を有する超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体であって、超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の上記超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾された、及び／又は超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理されて、体積換算粒度分布測定により得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークと繊維長１５μｍ超の第二ピークとを有し、第一ピークの体積換算粒度分布（％）の第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が３／１以上である、超極細繊維状炭素集合体を提供する。
　〈第１の本発明の効果〉
　本発明によれば、機械的強度に優れた電極活物質層、その電極活物質層を含む非水電解質二次電池、及びその電極活物質層に含まれる炭素系導電助剤を提供される。また、本発明によれば、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池が提供される。
　〈第２の本発明の効果〉
　本発明によれば、高導電性と優れた機械的強度とを有する複合体、その複合体を含む炭素系導電助剤、その複合体を含む電極活物質層、及びその電極活物質層を含む非水電解質二次電池用電極が提供される。また、本発明は、複合体、その複合体を含む炭素系導電助剤、その複合体を含む電極活物質層、及びその電極活物質層を含む非水電解質二次電池用電極の導電性と機械的強度とを向上させることで、優れたサイクル特性であって、かつ高容量である非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池が提供される。
　〈第３の本発明の効果〉
　本発明によれば、優れた水分散性を有する超極細繊維状炭素及び超極細繊維状炭素集合体が提供される。また、本発明によれば、超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性を改良することで、高導電性を有する炭素系導電助剤、非水電解質二次電池用電極材料、及び非水電解質二次電池用電極が提供される。さらに、本発明によれば、超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性を改良することで、優れたサイクル特性であって、かつ高容量である非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池が提供される。
　〈第４の本発明の効果〉
　本発明によれば、優れた水分散性と優れた機械的強度とを有する超極細繊維状炭素集合体が提供される。また、本発明によれば、超極細繊維状炭素集合体の水分散性及び機械的強度を改良することで、高導電性と優れた機械強度とを有する炭素系導電助剤、非水電解質二次電池用電極材料、及び非水電解質二次電池用電極が提供される。さらに、本発明によれば、超極細繊維状炭素集合体の水分散性及び機械的強度を改良することで、優れたサイクル特性であって、かつ高容量である非水電解質二次電池、特には、リチウムイオン二次電池が提供される。
超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である。 参考例Ａ１で作製された評価電極活物質層の引張試験結果を示す応力―ひずみ曲線図である（ＣＮＦ）。 実施例Ａ２で作製された評価電極活物質層の引張試験結果を示す応力―ひずみ曲線図である（Ｓ－ＣＮＦ）。 実施例Ａ３で作製された評価電極活物質層の引張試験結果を示す応力―ひずみ曲線図である（ＣＮＦ／Ｓ－ＣＮＦ）。 実施例Ａ４で作製された評価電極活物質層の引張試験結果を示す応力―ひずみ曲線図である（ＣＮＦ／ＡＢ）。 比較例Ａ１で作製された評価電極活物質層の引張試験結果を示す応力―ひずみ曲線図である（ＶＧＣＦ）。 比較例Ａ２で作製された評価電極活物質層の引張試験結果を示す応力―ひずみ曲線図である（ＡＢ）。 参考例Ａ１、実施例Ａ２～４及び比較例Ａ１～２で作製された電極活物質層の０．２％（０．１ｍｍ）伸長時にかかる応力（ＭＰａ）のＭＤ方向（電極作製時に電極材料（スラリー）を塗布するときの塗布方向）の結果を示す図である。 参考例Ａ１、実施例Ａ２～４及び比較例Ａ１～２で作製された電極活物質層の０．２％（０．１ｍｍ）伸長時にかかる応力（ＭＰａ）の）のＴＤ方向（電極作製時に電極材料（スラリー）を塗布するときの塗布方向に対する面内垂直方向）の結果を示す図である。 参考例Ａ１、実施例Ａ３及び実施例Ａ４で用いられた超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である（ＣＮＦ）。 実施例Ａ２及び実施例Ａ３で用いられた超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（（ａ）２，０００倍と（ｂ）８，０００倍）である（Ｓ－ＣＮＦ）。 実施例Ａ４で用いられたアセチレンブラックの走査型電子顕微鏡像（８，０００倍）である（ＡＢ）。 実施例Ａ３で作製された電極活物質層の走査型電子顕微鏡像（（ａ）５，０００倍と（ｂ）８，０００倍）である（ＣＮＦ／Ｓ－ＣＮＦ）。 実施例Ａ４で作製された電極活物質層の走査型電子顕微鏡像（（ａ）５，０００倍と（ｂ）８，０００倍）である（ＣＮＦ／ＡＢ）。 超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である。 実施例Ｂ１－１及び実施例Ｂ１－２、並びに比較例Ｂ１－１で用いられた超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である（ＣＮＦ）。 実施例Ｂ１－１で得られた複合体１－１の走査型電子顕微鏡象（５００倍）の観察結果を示す写真である。 実施例Ｂ１－１で得られた複合体１－１の走査型電子顕微鏡象（１０００倍）の観察結果を示す写真である。 実施例Ｂ１－２で得られた複合体１－２の走査型電子顕微鏡象（５００倍）の観察結果を示す写真である。 実施例Ｂ１－２で得られた複合体１－２の走査型電子顕微鏡象（１０００倍）の観察結果を示す写真である。 実施例Ｂ３及び比較例Ｂ２を実施することによって得られた、密度と体積抵抗率との関係の結果を示す図である。 実施例Ｂ３－２で作製したセルの放電レート特性チャートである（ＣＮＦ／ＡＢ）。 実施例Ｂ３－３で作製したセルの放電レート特性チャートである（ＣＮＦ／ＡＢ（ボールミル））。 比較例Ｂ３－１で作製したセルの放電レート特性チャートである（ＣＮＦ）。 比較例Ｂ３－２で作製したセルの放電レート特性チャートである（ＡＢ）。 超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である。 実施例Ｃ１及び比較例Ｃ１で用いられた超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である（ＣＮＦ）。 実施例Ｃ１で得られたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ２で得られたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ３で得られたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 比較例Ｃ１で得られたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ４で得られたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ５で得られたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ６で得られたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ１で得られた電極中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ４で得られた電極中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ５で得られた電極中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 実施例Ｃ６で得られた電極中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性を示す図である。 超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である。 実施例Ｄ１～２及び比較例Ｄ１～２で用いられた超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡像（２，０００倍）である（ＣＮＦ）。 実施例Ｄ１で得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を示す図である。 実施例Ｄ２で得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を示す図である。 比較例Ｄ１で得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を示す図である。 比較例Ｄ２で得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を示す図である。
　〈第１の本発明〉
　本発明による電極活物質層は、電極活物質と、炭素系導電助剤と、バインダーとを少なくとも含み、炭素系導電助剤が、直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、かつ面方向の最大引張強度σＭ、及び上記最大引張強度σＭに対して面内垂直方向の引張強度σＴが、下記の関係式（ａ）を満たす（態様１）。
　σＭ／σＴ≦１．６　（ａ）
　態様１によれば、最大引張強度σＭと面内垂直方向の引張強度σＴとが同等であることによって、充放電の際に電極活物質が膨張・収縮しても電極活物質層の割れ、あるいは電極活物質層の集電体からの剥離を抑制できることから、優れたサイクル特性の効果を奏することができる。
　態様１において、電極活物質層の総質量に対して、１０質量％以下の炭素系導電助剤を含むことが好ましい（態様２）。態様２によれば、電極材料を塗布するときの塗布方向（ＭＤ方向）及び／又は塗布方向に対する面内垂直方向（ＴＤ方向）に対して機械的強度が大きく、優れた補強効果を奏する。
　態様１又は２において、電極活物質層の総質量に対して、１質量％以上、２５質量％以下のバインダーを含むことが好ましい（態様３）。態様３によれば、電極材料を塗布するときの塗布方向（ＭＤ方向）及び／又は塗布方向に対する面内垂直方向（ＴＤ方向）に対して機械的強度が大きく、優れた補強効果を奏する。
　態様１～３のいずれか１の態様において、超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１５μｍであることが好ましい（態様４）。態様４によれば、電極材料を塗布するときの塗布方向（ＭＤ方向）及び／又は塗布方向に対する面内垂直方向（ＴＤ方向）に対して機械的強度が大きく、優れた補強効果を奏する。
　態様１～４のいずれか１の態様において、超極細繊維状炭素が、平均繊維長が１μｍ～１５μｍである超極細繊維状炭素と、平均繊維長が１５μｍ超～５０μｍである超極細繊維状炭素とを含むことが好ましい（態様５）。態様５によれば、電極材料を塗布するときの塗布方向（ＭＤ方向）及び／又は塗布方向に対する面内垂直方向（ＴＤ方向）に対して機械的強度が大きく、優れた補強効果を奏する。
　本発明による電極活物質層において、態様１～５のうち２以上の態様を組み合わせることができる。
　また、本発明による電極活物質層は、超極細繊維状炭素の平均繊維長が異なる少なくとも２種の超極細繊維状炭素を含むことが好ましく、少なくとも２種の超極細繊維状炭素のうち少なくとも１種の超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１５μｍであることがより好ましい。ここで、超極細繊維状炭素をＣＮＦと称する場合がり、平均繊維長が短い超極細繊維状炭素、例えば、平均繊維長が１μｍ～１５μｍである超極細繊維状炭素をＳ－ＣＮＦと称する場合がある。
　さらに、本発明による電極活物質層は、超極細繊維状炭素と、超極細繊維状炭素以外の少なくとも１種の炭素系材料とを含むことが好ましく、さらにまた、超極細繊維状炭素の平均繊維長が異なる少なくとも２種の超極細繊維状炭素と、超極細繊維状炭素以外の少なくとも１種の炭素系材料とを含むことが好ましい。超極細繊維状炭素以外の少なくとも１種の炭素系材料は例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト等が挙げられる。
　本発明による非水電解質二次電池は、態様１～５に記載の電極活物質層を含む非水電解質二次電池である（態様６）。態様１～５に記載の電極活物質層を用いた非水電解質二次電池用の電極は機械的強度を向上させることができるので、態様６の非水電解質二次電池は、充放電の際に活物質の膨張・収縮が起こったとしても導電パスを維持することができることから、優れたサイクル特性の効果を奏することができる。
　本発明による炭素系導電助剤は、直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、上記超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１５μｍである（態様７）。また、本発明による他の炭素系導電助剤は、直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、超極細繊維状炭素が、平均繊維長が１μｍ～１５μｍである超極細繊維状炭素と、平均繊維長が１５μｍ超～５０μｍである超極細繊維状炭素とを含む（態様８）。態様７及び８に記載の炭素系導電助剤を含む電極活物質層は、電極材料を塗布するときの塗布方向（ＭＤ方向）及び塗布方向に対する面内垂直方向（ＴＤ方向）に対して機械的強度が大きく、優れた補強効果を奏する。
　また、本発明による炭素系導電助剤は、超極細繊維状炭素の平均繊維長が異なる少なくとも２種の超極細繊維状炭素を含むことが好ましく、少なくとも２種の超極細繊維状炭素のうち少なくとも１種の超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１５μｍであることがより好ましい。
　さらに、本発明による炭素系導電助剤は、超極細繊維状炭素と、超極細繊維状炭素以外の少なくとも１種の炭素系材料とを含むことが好ましく、さらにまた、超極細繊維状炭素の平均繊維長が異なる少なくとも２種の超極細繊維状炭素と、超極細繊維状炭素以外の少なくとも１種の炭素系材料とを含むことが好ましい。超極細繊維状炭素以外の少なくとも１種の炭素系材料は例えば、カーボンブラック、アセチレンブラック、グラファイト等が挙げられる。
　まず、本発明の電極活物質層に含まれる炭素系導電助剤に含まれる超極細繊維状炭素について詳細に説明する。
　［超極細繊維状炭素］
　・易黒鉛化性炭素
　本発明による非水電解質二次電池用電極材料に含まれる超極細繊維状炭素は易黒鉛化性炭素であることが好ましい。易黒鉛化性炭素とは、２，５００℃以上の高温での加熱処理によって三次元的な積層規則性を持つ黒鉛構造が生成しやすい炭素原料である。軟質炭素、ソフトカーボンなどとも呼ばれる。易黒鉛化性炭素としては、石油コークス、石炭ピッチコークス、ポリ塩化ビニル、３，５－ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。
　中でも、メソフェ－ズピッチと呼ばれる、溶融状態において光学的異方性相（液晶相）を形成しうる化合物又はその混合物が、高結晶性、高導電性が期待されることから好ましい。メソフェ－ズピッチとしては、石油残渣油を水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石油系メソフェ－ズピッチ；コールタールピッチを水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石炭系メソフェ－ズピッチ；ナフタレン、アルキルナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素を原料として超強酸（例えばＨＦ、ＢＦ３等）の存在下で重縮合させて得られる合成液晶ピッチ等が挙げられる。中でも、合成液晶ピッチが、不純物を含まない点でより好ましい。
　・平均繊維径
　本発明における超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の範囲にある。この平均繊維径は、電界放射型走査電子顕微鏡によって倍率２，０００倍にて撮影した写真図より測定された値である。上記超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２３０ｎｍ超６００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましく、２５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の範囲にあることがより好ましく、２５０ｎｍ超４００ｎｍ以下の範囲にあることが更に好ましい。
　本発明における超極細繊維状炭素は直線構造を有する。ここで、直線構造とは分岐度が０．０１個／μｍ以下であることをいう。分岐とは、超極細繊維状炭素が末端部以外の場所で他の超極細繊維状炭素と結合した粒状部をいい、超極細繊維状炭素の主軸が中途で枝分かれしていること、及び超極細繊維状炭素の主軸が枝状の副軸を有することをいう。
　・平均繊維長
　本発明における超極細繊維状炭素の平均繊維長は、１～１００μｍの範囲にあることが好ましく、１～５０μｍの範囲にあることがより好ましい。超極細繊維状炭素の平均繊維長が長いほど、非水電解質二次電池用電極内の導電性、電極の強度、電解液保液性が増し好ましいが、長すぎると、電極内の繊維分散性が損なわれるという問題が生じる。そのため、本発明における超極細繊維状炭素の平均繊維長は上記範囲内にあることが好ましい。
　・平均面間距離
　本発明における超極細繊維状炭素は、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３４０ｎｍであることがより好ましい。
　ここで、本発明における、代表的な超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図１に示す。図１から明らかなように、本発明における超極細繊維状炭素は直線構造を有して、平均繊維長が１～１００μｍであることが確認される。
　次に、本発明による非水電解質二次電池用電極材料に含まれる電極活物質（正極活物質、負極活物質）について詳細に説明する。
　［正極活物質］
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる正極活物質としては、非水電解質二次電池において、正極活物質として知られている従来公知の材料の中から、任意のものを一種又は二種以上適宜選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物が好適である。このリチウム含有金属酸化物としては、リチウムと、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ及びＴｉなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む複合酸化物を挙げることができる。
　具体的には、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ、ＬｉｘＣｏｂＦｅ１－ｂＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎｃＣｏ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＮｉ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＶ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＦｅ２－ｃＯ４（ここで、ｘ＝０．０２～１．２、ａ＝０．１～０．９、ｂ＝０．８～０．９８、ｃ＝１．６～１．９６、ｚ＝２．０１～２．３である。）などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。好ましいリチウム含有金属酸化物としては、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ（ここで、ｘ、ａ、ｂ及びｚは上記と同じである。）からなる群より選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。なお、ｘの値は充放電開始前の値であり、充放電により増減する。
　上記正極活物質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記正極活物質の平均粒子径は、１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．０５μｍ（５０ｎｍ）～７μｍとすることが好ましく、１μｍ～７μｍとすることがより好ましい。
　［負極活物質］
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる負極活物質としては、非水電解質二次電池において、負極活物質として知られている従来公知の材料の中から、一種又は二種以上選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料、Ｓｉ及びＳｎのいずれか、又はこれらの少なくとも一種を含む合金や酸化物などを用いることができる。これらの中でも炭素材料が好ましい。
　上記炭素材料としては、天然黒鉛、石油系及び石炭系コークスを熱処理することで製造される人造黒鉛、樹脂を炭素化したハードカーボン、メソフェーズピッチ系炭素材料などを代表例として挙げることができる。天然黒鉛や人造黒鉛を用いる場合、電池容量の増大の観点から、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３３７ｎｍの範囲にあるものが好ましい。
　天然黒鉛とは、鉱石として天然に産出する黒鉛質材料のことをいう。天然黒鉛は、その外観と性状によって、結晶化度の高い鱗状黒鉛と結晶化度が低い土状黒鉛の二種類に分けられる。鱗状黒鉛はさらに外観が葉状の鱗片状黒鉛と、塊状である鱗状黒鉛とに分けられる。黒鉛質材料となる天然黒鉛は、産地や性状、種類は特に制限されない。また、天然黒鉛又は天然黒鉛を原料として製造した粒子に熱処理を施して用いてもよい。
　また、人造黒鉛とは、広く人工的な手法で作られた黒鉛及び黒鉛の完全結晶に近い黒鉛質材料をいう。代表的な例としては、石炭の乾留、原油の蒸留による残渣などから得られるタールやコークスを原料にして、５００～１０００℃程度の焼成工程、２０００℃以上の黒鉛化工程を経て得たものが挙げられる。また、溶解鉄から炭素を再析出させることで得られるキッシュグラファイトも人造黒鉛の一種である。
　負極活物質として炭素材料の他に、Ｓｉ及びＳｎの少なくとも一種を含む合金を使用することは、Ｓｉ及びＳｎのそれぞれを単体で用いる場合やそれぞれの酸化物を用いる場合に比べ、電気容量を小さくすることができる点で有効である。なかでもＳｉ系合金が好ましい。
　Ｓｉ系合金としては、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ及びＣｕなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素と、Ｓｉとの合金などを挙げることができる。具体的には、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
　本発明においては、負極活物質として、既述の材料を一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記負極活物質の平均粒子径は１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．１～１０μｍとすることが好ましく、１～７μｍとすることがより好ましい。
　次に、本発明の非水電解質二次電池用電極用電極材料に含まれるバインダーについて、詳細に説明する。
　［バインダー］
　本発明の非水電解質二次電池に含まれるバインダーとしては、電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば好適に用いることが可能である。かかるバインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、合成ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、ポリイミド、石油ピッチ、石炭ピッチ、フェノール樹脂等よりなる群から選ばれる１種以上を用いることが好ましく、特にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好ましい。
　バインダーとして用いる際の形状としては特に制限はなく、固体状であっても液体状（例えばエマルジョン状）であってもよく、電極の製造方法（特に乾式混練か湿式混練か）、電解液への溶解性等を考慮のうえ、適宜に選択することができる。
　バインダーを溶解する上記溶媒としては、バインダーを溶解するものである限り特に制限はない。具体的には、例えばＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホオキシド（ＤＭＳＯ）等よりなる群から選ばれる１種類以上を挙げることができ、特にＮＭＰ又はＤＭＡｃが好適である。
　以下、本発明の非水電解質二次電池用電極について説明する。本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体及び上記集電体上の活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、活物質層が本発明の非水電解質二次電池用電極材料から成る電極である。
　（非水電解質二次電池用電極）
　非水電解質二次電池の電極作製方法としては、以下の二つの手法が一般的である。一つの方法は、電極活物質、導電助剤及びバインダーを混合・混練して、押し出し成形によりフィルム化して、これを圧延、延伸した後、集電体と張り合わせる方法である。もう一つの方法は、電極活物質、導電助剤、バインダー及びバインダーを溶解する溶媒を混合してスラリーを調製し、このスラリーを基盤上へ塗布し溶媒を除去後にプレスを行う方法である。
　本発明の場合、どちらでも可能であるが、後者の方法が好適であるので、以下後者の方法について詳述する。
　本発明における電極の作製において、スラリー中の導電助剤の添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる電極材料に対して１０質量％以下である。上記の添加割合としては７質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。導電助剤の添加割合が１０質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　また、本発明におけるバインダーの添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる電極材料に対して１～２５質量％である。上記の添加割合は３～２０質量％であることが好ましく、５～２０質量％であることがより好ましい。バインダー量が１質量％より少ないとクラックの発生や電極が集電体から剥離してしまうことがある。またバインダー量が２５質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　電極を作製する際に、スラリー中の分散状態が悪いことから、塗布に適した流動性を確保することが困難であることがある。このような場合には、スラリー化助剤を使用してもよい。スラリー化助剤としては、スラリー化助剤として、例えばポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール等よりなる群から選ばれる１つ以上を挙げることができ、特にポリビニルピロリドンを使用することが好適である。上記の如きスラリー化助剤を添加することにより、比較的に少ない溶媒量であっても十分な流動性を確保することができ、微粉砕活性炭の分散性も格段に向上する。また、溶媒除去後のクラックの発生も低減できる。スラリー化助剤の添加量としては、スラリー中の溶媒以外の成分の合計に対して、１０質量％以下であることが好ましく、０．５～１０質量％であることがより好ましく、０．５～８質量％であることがさらに好ましい。スラリー化助剤の添加量が１０質量％より多いと逆にスラリー粘度が急激に低下し、分散不良を生じて好適なスラリー作製が困難となる場合がある。また、この値が０．５質量％より少ないと、スラリー化助剤の効果が現れない。
　上記スラリーにおける固形分濃度（上記スラリーの溶媒以外の成分の合計重量がスラリーの全質量に占める割合をいう。）は、好ましくは１０～５０質量％であり、より好ましくは１５～４０質量％である。固形分濃度が５０質量％より多いと、均一なスラリー作製が困難である場合がある。また、この値が１０質量％より少ないと、スラリーの粘度が低下しすぎてしまい、電極の厚みが不均一になってしまうことがある。
　上記スラリーを塗布するには、例えばドクターブレード等の適宜の塗布方法を採用することができる。塗布後、例えば６０～１５０℃、好ましくは７５～８５℃において、好ましくは６０～１８０分処理することにより溶媒を除去する。その後、溶媒除去後の塗布物をプレスすることにより、活物質層を製造することができる。
　本発明の非水電解質二次電池用電極において、活物質層の厚みは５～３００μｍの範囲が好適である。活物質層厚みが５μｍ未満であると、任意の容量セルを製造しようとした場合、セパレータや集電体を多量に使用することになり、セル内活物質層体積占有率が低下してしまい、エネルギー密度の観点から好ましくなく、用途がかなり制限されてしまう。特に出力特性（低温特性も含む）も重要であるが、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　一方、電極厚みが３００μｍを超える電極を製造することは、クラック発生の問題から比較的に困難を伴うため、電極厚みは概ね３００μｍ以下とすることが電極の安定的製造の観点から好ましい。より安定な電極製造を行うためには、電極厚みは２００μｍ以下とすることがより好ましく、また、電極の生産性やキャパシタの出力特性を高くする目的から、電極厚みのさらに好適な範囲は１０～１００μｍである。
　上記のとおりに作製した、本発明による非水電解質二次電池用電極は、その電極強度に異方性がないことが好ましい。電極強度に異方性がない電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明による電極材料おいて、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６以下であることが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．２以下であることがより好ましく、０．９～１．１の範囲にあることが更に好ましい。
　上記のとおりに作製した、本発明による非水電解質二次電池用電極は、その電極強度に異方性を有することが好ましい。電極強度に異方性を有する電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明による電極材料において、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６より大きいことが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．７以上であることがより好ましく、１．８以上であることが更に好ましい。
　本発明による非水電解質二次電池用電極の集電体は、任意の導電性材料から形成することができる。したがって、例えば、集電体は、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、銅等の金属材料、特にアルミニウム、ステンレス鋼、銅から形成することができる。
　以下、本発明の非水電解質二次電池について説明する。本発明の非水電解質二次電池は、本発明の電極活物質層を含む電池である。
　（非水電解質二次電池）
　本発明による非水電解質二次電池は、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウム電池、リチウムイオンポリマー電池等が挙げられるが、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。本発明の非水電解質二次電池では、正極活物質層が集電体の表面に形成されてなる正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、正極材料層と本発明による負極の負極活物質層とが向き合い、かつ正極活物質層と本発明による負極活物質層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。
　また、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び負極活物質層が集電体の表面に形成されてなる負極が、本発明による正極の正極活物質層と負極の負極活物質層とが向き合い、かつ本発明による正極の正極活物質層と負極活物質層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。さらに、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、本発明による正極の正極活物質層と本発明による負極の負極活物質層とが向き合い、かつ本発明による正極の正極活物質層と本発明による負極の負極活物質層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されてよい。
　本発明の非水電解質二次電池のための電解質層は、本発明の目的及び効果を損なわない限り制限されるものではない。したがって例えば、電解質層としては、液体電解質、すなわち例えば有機溶媒にリチウム塩が溶解した溶液を用いることができる。ただし、このような液体電解質を用いる場合、正極活物質層と負極活物質層との間の直接の接触を防ぐために、多孔質層からなるセパレータを用いることが一般に好ましい。
　液体電解質のための有機溶媒としては例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を使用することができる。これらの有機溶媒は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、液体電解質のためのリチウム塩としては例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ４等を使用することができる。これらのリチウム塩は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　なお、電解質層としては、固体電解質を用いることもでき、この場合には、別個のスペーサーを省略することができる。
　（炭素系導電助剤）
　本発明による炭素系導電助剤は、直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、上記超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１５μｍである、超極細繊維状炭素に関する詳細な説明は上記のとおりである。
　〈第２の本発明〉
　本発明について、以下に説明をする。
　本発明の複合体は、超極細繊維状炭素と球状炭素とを含む複合体であって、超極細繊維状炭素が直線構造を有し、超極細繊維状炭素と球状炭素とが一体的に互いに付着されて、超極細繊維状炭素と球状炭素が均一に混合されてなる、複合体である（態様１）。
　態様１において、本発明の複合体は、超極細繊維状炭素と球状炭素とを乾式複合をすることによって得られる（態様２）。
　態様１又は態様２において、本発明の複合体の密度と超極細繊維状炭素の密度とが略同一であるときに、本発明の複合体が、超極細繊維状炭素に対して略同等～１．５倍の体積抵抗率を有する（態様３）。
　態様１～３のいずれか１の態様において、本発明の複合体の密度と球状炭素の密度とが略同一であるときに、本発明の複合体が、球状炭素に対して略同等～１／１００倍以下の体積抵抗率を有する（態様４）。
　態様１～４のいずれか１の態様の複合体において、超極細繊維状炭素と球状炭素との質量比が１：９～５：５である（態様５）。
　態様１～５のいずれか１の態様の複合体において、超極細繊維状炭素の平均繊維長が１０μｍ超～５０μｍである（態様６）。
　態様１～５のいずれか１の態様の複合体において、超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１０μｍである（態様７）。
　態様１～７のいずれか１の態様の複合体において、球状炭素がカーボンブラックである（態様８）。
　本発明の炭素系導電助剤は、態様１～７のいずれか１の態様の複合体を含む炭素系導電助剤である（態様９）。
　本発明の電極活物質層は、態様１～８の複合体と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む、上記第１の本発明の態様１～５のいずれか１の態様の電極活物質層である（態様１０）。
　本発明の非水電解質二次電池は、態様１０の電極活物質層を含む、非水電解質二次電池である（態様１１）。
　本発明の複合体は、態様１～８のうち２以上の態様を任意に組み合わせることができる。本発明の炭素系導電助剤は、２以上の態様を任意に組み合わせた本発明の複合体を含むことができ、その複合体を、本発明の電極活物質層は含みことでき、その電極活物質層を、本発明の非水電解質二次電池用電極は有することでき、本発明の非水電解質二次電池は、その非水電解質二次電池用電極を含むことができる。
　以下、本発明について更に詳細に説明をする。
　［複合体］
　本発明の複合体は、超極細繊維状炭素と球状炭素とを含む複合体であって、超極細繊維状炭素が直線構造を有し、超極細繊維状炭素と上記球状炭素とが一体的に互いに付着されて、上記超極細繊維状炭素と上記球状炭素が均一に混合されてなる、複合体である。本発明の複合体は、超極細繊維状炭素と球状炭素とが一体的に互いに付着されて、上記超極細繊維状炭素と上記球状炭素が均一に混合されることで、高導電性と優れた機械的強度とを有する。
　ここで、「付着」とは化学的な結合でもよいが、主に物理的な結合を意味し、例えば、接着のような物理的な結合を意味する。一体的に互いに付着されて均一に混合されているかどうかは、走査型電子顕微鏡等を用いて、複合体に含まれる超極細繊維状炭素と球状炭素との混合度合を観察することよって容易に判断することができる。また、複合体の空隙率を測定することによっても、一体的に互いに付着されて均一に混合されているかどうかを判断することができる。均一に混合されているというためには、複合体の空隙率は、例えば、５０％以下、４０％以下又は３０％以下から選択でき、また１０％以上とすることができる。
　本発明の複合体における超極細繊維状炭素と球状炭素とが一体的に互いに付着されて、上記超極細繊維状炭素と上記球状炭素が均一に混合されるためには、本発明の複合体が、極細繊維状炭素と球状炭素とを乾式複合又は湿式複合をすることによって製造されて得られることが好ましい。
　特に、本発明の複合体が、極細繊維状炭素と球状炭素とを乾式複合をすることによって製造されることがより好ましい。乾式複合を施すことによって、本発明の複合体は、高導電性と優れた機械的強度とを兼ね備えることができる。乾式複合とは、乾式粉砕機等を用いて、極細繊維状炭素と球状炭素とを粉砕し、分散させて複合することをいう。
　湿式複合とは、湿式粉砕機等を用いて、極細繊維状炭素と球状炭素とを有機溶媒等中で粉砕し、分散させて複合することをいう。
　本発明の複合体の密度と超極細繊維状炭素の密度とが略同一であるときに、本発明の複合体が、超極細繊維状炭素に対して略同等～５０倍の体積抵抗率を有することが好ましく、３０倍以下の体積抵抗率を有することがより好ましく、１０倍以下の体積抵抗率を有することが更に好ましい。ここで体積抵抗率（単位：Ω・ｃｍ）は、単位体積当たりの抵抗を意味し、導電性の尺度として用いられる。すなわち、体積抵抗率（単位：Ω・ｃｍ）の値が低ければ低いほど、導電性が良好であることを意味する。
　本発明の複合体の密度と球状炭素の密度とが略同一であるときに、本発明の複合体が、球状炭素に対して略同等～１／１００倍以下の体積抵抗率を有することが好ましい。
　本発明の複合体において、超極細繊維状炭素と球状炭素との質量比が１：９～５：５であることが好ましい。本発明の複合体において、超極細繊維状炭素の質量比率を下げていくと、本発明の複合体の体積抵抗率は、球状炭素の体積抵抗率に近づいていくので、超極細繊維状炭素と球状炭素との質量比は、４：６～５：５であることがより好ましく、５：５であることが更に好ましい。
　本発明の複合体に含まれる超極細繊維状炭素は、本発明の目的を達成し、さらには本発明の効果を奏すれば、特に限定されることはないが、易黒鉛化性炭素であることが好ましい。易黒鉛化性炭素とは、２，５００℃以上の高温での加熱処理によって三次元的な積層規則性を持つ黒鉛構造が生成しやすい炭素原料である。軟質炭素、ソフトカーボンなどとも呼ばれる。易黒鉛化性炭素としては、石油コークス、石炭ピッチコークス、ポリ塩化ビニル、３，５－ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。
　中でも、メソフェ－ズピッチと呼ばれる、溶融状態において光学的異方性相（液晶相）を形成しうる化合物又はその混合物が、高結晶性、高導電性が期待されることから好ましい。メソフェ－ズピッチとしては、石油残渣油を水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石油系メソフェ－ズピッチ；コールタールピッチを水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石炭系メソフェ－ズピッチ；ナフタレン、アルキルナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素を原料として超強酸（例えばＨＦ、ＢＦ３等）の存在下で重縮合させて得られる合成液晶ピッチ等が挙げられる。中でも、合成液晶ピッチが、不純物を含まない点でより好ましい。
　（平均繊維径）
　本発明における超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の範囲にある。この平均繊維径は、電界放射型走査電子顕微鏡によって倍率２，０００倍にて撮影した写真図より測定された値である。上記超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２３０ｎｍ超６００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましく、２５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の範囲にあることがより好ましく、２５０ｎｍ超４００ｎｍ以下の範囲にあることが更に好ましい。
　本発明における超極細繊維状炭素は直線構造を有する。ここで、直線構造とは分岐度が０．０１個／μｍ以下であることをいう。分岐とは、超極細繊維状炭素が末端部以外の場所で他の超極細繊維状炭素と結合した粒状部をいい、超極細繊維状炭素の主軸が中途で枝分かれしていること、及び超極細繊維状炭素の主軸が枝状の副軸を有することをいう。
　（平均繊維長）
　本発明における超極細繊維状炭素の平均繊維長は、１～１００μｍの範囲でよい。本発明の複合体において、導電性、機械的強度及び分散性の観点から、超極細繊維状炭素の平均繊維長が１０μｍ超～５０μｍであること又は１μｍ～１０μｍであることが好ましい。本発明における超極細繊維状炭素の平均繊維長は、１００μｍ超の長さである場合、超極細繊維状炭素の分散性が損なわれる場合があるからである。ここで、本明細書において、超極細繊維状炭素をＣＮＦと称する場合があり、平均繊維長が短い超極細繊維状炭素、例えば、平均繊維長が１μｍ～１５μｍである超極細繊維状炭素をＳ－ＣＮＦと称する場合がある。
　※赤字下線部をご確認下さい。適宜訂正補充をして下さい。
　（平均面間距離）
　本発明における超極細繊維状炭素は、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３４０ｎｍであることがより好ましい。
　ここで、本発明における、代表的な超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図１５に示す。図１５から明らかなように、本発明における超極細繊維状炭素は直線構造を有して、平均繊維長が１～１００μｍであることが確認される。
　本発明における超極細繊維状炭素（ＣＮＦ又はＳ－ＣＮＦ）は公知の製造方法によって、製造される。例えば、超極細繊維状炭素（ＣＮＦ又はＳ－ＣＮＦ）は、特開２０１０－１３７４２、特開２０１０－３１４３９に記載された製造方法によって製造され得る。
　本発明における球状炭素は、カーボンブラックであることが好ましい。カーボンブラックは、例えば、アセチレンブラック、ファーネスブラック、チャネルブラック、サーマルブラック等が挙げられるが、アセチレンブラックであることが好ましい。
　［導電助剤］
　本発明の炭素系導電助剤は、本発明の複合体を含む炭素系導電助剤である。本発明の炭素系導電助剤は、本発明の複合体を含むが、電極活物質層の導電性を向上させることができる限り、更に本発明の複合体以外の材料、例えば炭素系材料等を含んでよい。
　［電極活物質層］
　本発明の電極活物質層は、後述する非水電解質二次電池用電極材料からなる。
　本発明の電極活物質層の形成に用いられる非水電解質二次電池用電極材料は、本発明の炭素系導電助剤と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料である。
　次に、本発明による非水電解質二次電池用電極材料に含まれる電極活物質（正極活物質、負極活物質）について説明する。
　（正極活物質）
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる正極活物質としては、非水電解質二次電池において、正極活物質として知られている従来公知の材料の中から、任意のものを一種又は二種以上適宜選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物が好適である。　このリチウム含有金属酸化物としては、リチウムと、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ及びＴｉなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む複合酸化物を挙げることができる。
　具体的には、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ、ＬｉｘＣｏｂＦｅ１－ｂＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎｃＣｏ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＮｉ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＶ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＦｅ２－ｃＯ４（ここで、ｘ＝０．０２～１．２、ａ＝０．１～０．９、ｂ＝０．８～０．９８、ｃ＝１．６～１．９６、ｚ＝２．０１～２．３である。）などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。好ましいリチウム含有金属酸化物としては、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ（ここで、ｘ、ａ、ｂ及びｚは上記と同じである。）からなる群より選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。なお、ｘの値は充放電開始前の値であり、充放電により増減する。
　上記正極活物質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記正極活物質の平均粒子径は、１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．０５μｍ（５０ｎｍ）～７μｍとすることが好ましく、１μｍ～７μｍとすることがより好ましい。
　（負極活物質）
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる負極活物質としては、非水電解質二次電池において、負極活物質として知られている従来公知の材料の中から、一種又は二種以上選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料、Ｓｉ及びＳｎのいずれか、又はこれらの少なくとも一種を含む合金や酸化物などを用いることができる。これらの中でも炭素材料が好ましい。
　上記炭素材料としては、天然黒鉛、石油系及び石炭系コークスを熱処理することで製造される人造黒鉛、樹脂を炭素化したハードカーボン、メソフェーズピッチ系炭素材料などを代表例として挙げることができる。天然黒鉛や人造黒鉛を用いる場合、電池容量の増大の観点から、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３３７ｎｍの範囲にあるものが好ましい。
　天然黒鉛とは、鉱石として天然に産出する黒鉛質材料のことをいう。天然黒鉛は、その外観と性状によって、結晶化度の高い鱗状黒鉛と結晶化度が低い土状黒鉛の二種類に分けられる。鱗状黒鉛はさらに外観が葉状の鱗片状黒鉛と、塊状である鱗状黒鉛とに分けられる。黒鉛質材料となる天然黒鉛は、産地や性状、種類は特に制限されない。また、天然黒鉛又は天然黒鉛を原料として製造した粒子に熱処理を施して用いてもよい。
　また、人造黒鉛とは、広く人工的な手法で作られた黒鉛及び黒鉛の完全結晶に近い黒鉛質材料をいう。代表的な例としては、石炭の乾留、原油の蒸留による残渣などから得られるタールやコークスを原料にして、５００～１０００℃程度の焼成工程、２０００℃以上の黒鉛化工程を経て得たものが挙げられる。また、溶解鉄から炭素を再析出させることで得られるキッシュグラファイトも人造黒鉛の一種である。
　負極活物質として炭素材料の他に、Ｓｉ及びＳｎの少なくとも一種を含む合金を使用することは、Ｓｉ及びＳｎのそれぞれを単体で用いる場合やそれぞれの酸化物を用いる場合に比べ、電気容量を小さくすることができる点で有効である。なかでもＳｉ系合金が好ましい。
　Ｓｉ系合金としては、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ及びＣｕなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素と、Ｓｉとの合金などを挙げることができる。具体的には、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
　本発明においては、負極活物質として、既述の材料を一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記負極活物質の平均粒子径は１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．１～１０μｍとすることが好ましく、１～７μｍとすることがより好ましい。
　（バインダー）
　本発明の非水電解質二次電池に含まれるバインダーとしては、電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば好適に用いることが可能である。かかるバインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、合成ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、ポリイミド、石油ピッチ、石炭ピッチ、フェノール樹脂等よりなる群から選ばれる１種以上を用いることが好ましく、特にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好ましい。
　バインダーとして用いる際の形状としては特に制限はなく、固体状であっても液体状（例えばエマルジョン状）であってもよく、電極の製造方法（特に乾式混練か湿式混練か）、電解液への溶解性等を考慮のうえ、適宜に選択することができる。
　バインダーを溶解する上記溶媒としては、バインダーを溶解するものである限り特に制限はない。具体的には、例えばＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホオキシド（ＤＭＳＯ）等よりなる群から選ばれる１種類以上を挙げることができ、特にＮＭＰ又はＤＭＡｃが好適である。
　［非水電解質二次電池用電極］
　本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体及び集電体上に活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、活物質層が本発明の非水電解質二次電池用電極材料から成る、非水電解質二次電池用電極である。
　非水電解質二次電池の電極作製方法としては、以下の二つの手法が一般的である。一つの方法は、電極活物質、導電助剤及びバインダーを混合・混練して、押し出し成形によりフィルム化して、これを圧延、延伸した後、集電体と張り合わせる方法である。もう一つの方法は、電極活物質、導電助剤、バインダー及びバインダーを溶解する溶媒を混合してスラリーを調製し、このスラリーを基盤上へ塗布し溶媒を除去後にプレスを行う方法である。
　本発明の場合、どちらでも可能であるが、後者の方法が好適であるので、以下後者の方法について詳述する。
　本発明における電極の作製において、スラリー中の導電助剤の添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる電極材料に対して１０質量％以下である。上記の添加割合としては７質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。導電助剤の添加割合が１０質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　また、本発明におけるバインダーの添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる電極材料に対して１～２５質量％である。上記の添加割合は３～２０質量％であることが好ましく、５～２０質量％であることがより好ましい。バインダー量が１質量％より少ないとクラックの発生や電極が集電体から剥離してしまうことがある。またバインダー量が２５質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　電極を作製する際に、スラリー中の分散状態が悪いことから、塗布に適した流動性を確保することが困難であることがある。このような場合には、スラリー化助剤を使用してもよい。スラリー化助剤としては、スラリー化助剤として、例えばポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール等よりなる群から選ばれる１つ以上を挙げることができ、特にポリビニルピロリドンを使用することが好適である。上記の如きスラリー化助剤を添加することにより、比較的に少ない溶媒量であっても十分な流動性を確保することができ、微粉砕活性炭の分散性も格段に向上する。また、溶媒除去後のクラックの発生も低減できる。スラリー化助剤の添加量としては、スラリー中の溶媒以外の成分の合計に対して、１０質量％以下であることが好ましく、０．５～１０質量％であることがより好ましく、０．５～８質量％であることがさらに好ましい。スラリー化助剤の添加量が１０質量％より多いと逆にスラリー粘度が急激に低下し、分散不良を生じて好適なスラリー作製が困難となる場合がある。また、この値が０．５質量％より少ないと、スラリー化助剤の効果が現れない。
　上記スラリーにおける固形分濃度（上記スラリーの溶媒以外の成分の合計重量がスラリーの全質量に占める割合をいう。）は、好ましくは１０～５０質量％であり、より好ましくは１５～４０質量％である。固形分濃度が５０質量％より多いと、均一なスラリー作製が困難である場合がある。また、この値が１０質量％より少ないと、スラリーの粘度が低下しすぎてしまい、電極の厚みが不均一になってしまうことがある。
　上記スラリーを塗布するには、例えばドクターブレード等の適宜の塗布方法を採用することができる。塗布後、例えば６０～１５０℃、好ましくは７５～８５℃において、好ましくは６０～１８０分処理することにより溶媒を除去する。その後、溶媒除去後の塗布物をプレスすることにより、活物質層を製造することができる。
　本発明の非水電解質二次電池用電極において、活物質層の厚みは５～３００μｍの範囲が好適である。活物質層厚みが５μｍ未満であると、任意の容量セルを製造しようとした場合、セパレータや集電体を多量に使用することになり、セル内活物質層体積占有率が低下してしまい、エネルギー密度の観点から好ましくなく、用途がかなり制限されてしまう。特に出力特性（低温特性も含む）も重要であるが、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　一方、電極厚みが３００μｍを超える電極を製造することは、クラック発生の問題から比較的に困難を伴うため、電極厚みは概ね３００μｍ以下とすることが電極の安定的製造の観点から好ましい。より安定な電極製造を行うためには、電極厚みは２００μｍ以下とすることがより好ましく、また、電極の生産性やキャパシタの出力特性を高くする目的から、電極厚みのさらに好適な範囲は１０～１００μｍである。
　上記のとおりに作製した、本発明による非水電解質二次電池用電極は、その電極強度に異方性がないことが好ましい。電極強度に異方性がない電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明による電極材料おいて、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６以下であることが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．２以下であることがより好ましく、０．９～１．１の範囲にあることが更に好ましい。
　上記のとおりに作製した、本発明による非水電解質二次電池用電極は、その電極強度に異方性を有することが好ましい。電極強度に異方性を有する電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明による電極材料において、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６より大きいことが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．７以上であることがより好ましく、１．８以上であることが更に好ましい。
　本発明による非水電解質二次電池用電極の集電体は、任意の導電性材料から形成することができる。したがって、例えば、集電体は、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、銅等の金属材料、特にアルミニウム、ステンレス鋼、銅から形成することができる。
　［非水電解質二次電池］
　本発明の非水電解質二次電池は、本発明の非水電解質二次電池用電極を含む、非水電解質二次電池である。
　本発明による非水電解質二次電池は、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウム電池、リチウムイオンポリマー電池等が挙げられるが、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。本発明の非水電解質二次電池では、正極材料層が集電体の表面に形成されてなる正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、正極材料層と本発明による負極の負極材料層とが向き合い、かつ正極材料層と本発明による負極材料層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。
　また、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び負極材料層が集電体の表面に形成されてなる負極が、本発明による正極の正極材料層と負極の負極材料層とが向き合い、かつ本発明による正極の正極材料層と負極材料層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。さらに、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、本発明による正極の正極材料層と本発明による負極の負極材料層とが向き合い、かつ本発明による正極の正極材料層と本発明による負極の負極材料層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されてよい。
　本発明の非水電解質二次電池のための電解質層は、本発明の目的及び効果を損なわない限り制限されるものではない。したがって例えば、電解質層としては、液体電解質、すなわち例えば有機溶媒にリチウム塩が溶解した溶液を用いることができる。ただし、このような液体電解質を用いる場合、正極活物質層と負極活物質層との間の直接の接触を防ぐために、多孔質層からなるセパレータを用いることが一般に好ましい。
　液体電解質のための有機溶媒としては例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を使用することができる。これらの有機溶媒は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、液体電解質のためのリチウム塩としては例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ４等を使用することができる。これらのリチウム塩は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　なお、電解質層としては、固体電解質を用いることもでき、この場合には、別個のスペーサーを省略することができる。
　〈第３の本発明〉
　本発明について、以下に説明をする。
　本発明の超極細繊維状炭素は、直線構造を有する超極細繊維状炭素であって、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾された、及び／又は超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理された、超極細繊維状炭素である（態様１）。本発明の超極細繊維状炭素は、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾されるか、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理されるか、又は、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾されて、かつ酸化処理されることによって、優れた水分散性を有する。
　態様１において、本発明の超極細繊維状炭素は、解砕されてなる超極細繊維状炭素である（態様２）。態様２によると、本発明の超極細繊維状炭素は解砕されて、超極細繊維状炭素の水分散性は更に向上する。
　態様２において、本発明の超極細繊維状炭素は、乾式粉砕装置及び／又は湿式粉砕装置により解砕されてなる超極細繊維状炭素である（態様３）。態様３によると、本発明の超極細繊維状炭素は乾式粉砕装置及び／又は湿式粉砕装置により解砕されて、超極細繊維状炭素の水分散性は更に向上する。
　態様１～態様３のいずれか１の態様において、本発明の超極細繊維状炭素は、アスペクト比が１～１０００である超極細繊維状炭素である（態様４）。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、態様１～態様４のいずれか１の態様の超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体である（態様５）。態様５によると、本発明の超極細繊維状炭素集合体は優れた水分散性を有する。
　本発明の炭素系導電助剤は、態様１～態様４のいずれか１の態様の超極細繊維状炭素、及び／又は態様５に記載の超極細繊維状炭素集合体を含む、炭素系導電助剤である（態様６）。態様６によれば、本発明の炭素系導電助剤は優れた導電性、すなわち高導電性を有する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、態様６の炭素系導電助剤と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料である（態様７）。態様７によれば、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は高導電性を有する。
　態様７において、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、溶媒として水を更に含む非水電解質二次電池用電極材料である（態様８）。態様８によれば、超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性が更に改良されて、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は更なる高導電性を有する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体及び集電体上に活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、活物質層が態様７又は態様８の非水電解質二次電池用電極材料から成る、非水電解質二次電池用電極である（態様９）。態様９によれば、本発明の非水電解質二次電池用電極は高導電性を有する。
　本発明の非水電解質二次電池は、態様９の非水電解質二次電池用電極を含む非水電解質二次電池である（態様１０）。超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性が改良されることによって、本発明の非水電解質二次電池は、優れたサイクル特性と、高容量とを有する。
　本発明の超極細繊維状炭素は、態様１～４のうち少なくとも２つの態様を任意に組み合わせた超極細繊維状炭素でもよい。本発明の超極細繊維状炭素集合体は、態様１～４のうち少なくとも２つの態様を任意に組み合わせた超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体でもよい。その超極細繊維状炭素及び／又はその超極細繊維状炭素集合体を、本発明の炭素系導電助剤は含むことができ、その炭素導電助剤を、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は含みことでき、その非水電解質二次電池用電極材料を、本発明の非水電解質二次電池用電極は有することでき、その非水電解質二次電池用電極を、本発明の非水電解質二次電池は含むことができる。
　以下、本発明について更に詳細に説明をする。
　［超極細繊維状炭素］
　本発明の超極細繊維状炭素は、直線構造を有する超極細繊維状炭素であって、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾された、及び／又は超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理された、超極細繊維状炭素である。ここで、直線構造とは分岐度が０．０１個／μｍ以下であることをいう。分岐とは、超極細繊維状炭素が末端部以外の場所で他の超極細繊維状炭素と結合した粒状部をいい、超極細繊維状炭素の主軸が中途で枝分かれしていること、及び超極細繊維状炭素の主軸が枝状の副軸を有することをいう。
　本発明の超極細繊維状炭素は、超極細繊維状炭素の表面の一部又は全部が界面活性剤によって修飾されることによって、優れた水分散性を有する。また、本発明の超極細繊維状炭素は、超極細繊維状炭素の表面の一部又は全部が酸化処理されることによって優れた水分散性を有する。超極細繊維状炭素の表面の一部としては、例えば、超極細繊維状炭素の端部の表面が挙げられる。また、水分散性とは、水溶液又は水（イオン交換水等）における超極細繊維状炭素の分散度合、すなわち分散性を意味する。
　超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾されるとは、超極細繊維状炭素と界面活性剤とが化学修飾することか、物理修飾することか、又は化学修飾して、さらに物理修飾することをいう。化学修飾とは、超極細繊維状炭素と界面活性剤とが化学反応して化学的に結合することを意味し、例えば超極細繊維状炭素の官能基と界面活性剤の官能基とが共有結合することを意味する。物理修飾とは、非化学的な結合であって、物理的な結合を意味し、例えば超極細繊維状炭素と界面活性剤とが吸着したり、接着したりすることを意味する。
　本発明の超極細繊維状炭素を修飾する界面活性剤としては、例えば、、陰イオン界面活性剤（カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）、脂肪酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等）、陽イオン界面活性剤（アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩等）、両性界面活性剤（アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン等）、非イオン界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド等）等が挙げられるが、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）が好ましい。
　超極細繊維状炭素と超極細繊維状炭素を修飾する界面活性剤との質量比は、本発明の目的を達成し、さらには本発明の効果を奏すれば、特に限定されることはないが、５：６であることが好ましい。
　超極細繊維状炭素繊維の表面の少なくとも一部を界面活性剤によって修飾する方法としては、特に方法は限定されないが、好ましい方法として、超極細繊維状炭素繊維と界面活性剤とを「電極作製溶液中」にて混合させる方法、超極細繊維状炭素繊維の分散性が良好な有機溶剤中に超極細繊維状炭素を分散させ、その溶液中に界面活性剤または界面活性剤を溶解させた溶液を添加させ、次いで溶剤を加熱などにより除去する方法が挙げられる。中でも、後者の方法が、超極細繊維状炭素が分散した状態から界面活性剤を修飾することが可能なため、電極作製時に、超極細繊維状炭素の凝集が形成し難い界面活性剤に修飾された超極細繊維状炭素繊維を得られるため、より好ましい。
　上記超極細繊維状炭素繊維の分散性が良好な有機溶剤としては、超極細繊維状炭素繊維の分散が良好であれば特に限定されないが、炭素材料との親和性の高い有機溶媒が挙げられる。炭素材料との親和性の高い有機溶媒としては、アルコール類、エステル類、アミド類、エーテル類などが挙げられるが、親和性の高さよりアミド類がより好ましい。
　また、超極細繊維状炭素繊維の分散性が良好な有機溶剤としては、界面活性剤の修飾後に溶剤を加熱により除去する場合には、界面活性剤を溶解させる溶剤よりも揮発しにくいものである方が、溶剤を加熱濃縮していく際に、超極細繊維状炭素繊維の分散性が良好な有機溶剤の濃度を高く保て、超極細繊維状炭素繊維の分散性を保てることから、より好ましい。
　上記界面活性剤を溶解させる溶剤としては、上記界面活性剤を溶解することができ、「超極細繊維状炭素繊維の分散性が良好な有機溶剤」との相溶性のある溶剤であれば特に限定されないが、好ましい例として、アルコール、水などが挙げられる。
　上記界面活性剤を溶解させる溶剤が水である場合、超極細繊維状炭素繊維の分散性が良好な有機溶剤として、例えば、ＮＭＰ、ピリジン等を用いることが、溶剤を加熱濃縮していく際に、超極細繊維状炭素繊維の分散性が良好な有機溶剤の濃度を高く保て、超極細繊維状炭素繊維の分散性を保てることから好ましい。
　超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部の酸化処理の具体例としては、過酸化物（Ｈ２Ｏ２）による酸化処理、オゾンによる酸化処理、ＵＶ照射による酸化処理、空気による酸化処理、混酸などの酸による酸化処理等が挙げられる。過酸化物（Ｈ２Ｏ２）による酸化処理によって本発明の超極細繊維状炭素の表面にイオン性のカルボキシル基が生成され、超極細繊維状炭素の結晶構造にダメージを与えることが少ない観点から、過酸化物（Ｈ２Ｏ２）による酸化処理が好ましい。
　本発明の超極細繊維状炭素は、水分散性の向上の観点から、解砕されてなる超極細繊維状炭素であることが好ましく、乾式粉砕装置及び／又は湿式粉砕装置により解砕されてなる超極細繊維状炭素であることがより好ましく、乾式粉砕装置の１つの例示である乾式ジェットミル及び／又は湿式粉砕装置の１つの例示である湿式ジェットミルにより解砕されてなる超極細繊維状炭素であることが、水分散性の更なる向上を達成できるので更に好ましい。なお、解砕とは、超極細繊維状炭素を解きほぐすことを意味する。さらに、本発明の超極細繊維状炭素は、乾式粉砕機又は湿式粉砕機により、粉砕された超極細繊維状炭素でもよい。粉砕とは、超極細繊維状炭素を解砕して、砕く（超極細繊維状炭素の短尺化）ことを意味する。
　本発明の超極細繊維状炭素は、アスペクト比が１～１０００である超極細繊維状炭素であることが好ましく、アスペクト比が５～５００である超極細繊維状炭素であることがより好ましく、アスペクト比が１０～１００である超極細繊維状炭素であることが更に好ましい。
　本発明の超極細繊維状炭素は、本発明の目的を達成し、さらには本発明の効果を奏すれば、特に限定されることはないが、易黒鉛化性炭素であることが好ましい。易黒鉛化性炭素とは、２，５００℃以上の高温での加熱処理によって三次元的な積層規則性を持つ黒鉛構造が生成しやすい炭素原料である。軟質炭素、ソフトカーボンなどとも呼ばれる。易黒鉛化性炭素としては、石油コークス、石炭ピッチコークス、ポリ塩化ビニル、３，５－ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。
　中でも、メソフェ－ズピッチと呼ばれる、溶融状態において光学的異方性相（液晶相）を形成しうる化合物又はその混合物が、高結晶性、高導電性が期待されることから好ましい。メソフェ－ズピッチとしては、石油残渣油を水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石油系メソフェ－ズピッチ；コールタールピッチを水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石炭系メソフェ－ズピッチ；ナフタレン、アルキルナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素を原料として超強酸（例えばＨＦ、ＢＦ３等）の存在下で重縮合させて得られる合成液晶ピッチ等が挙げられる。中でも、合成液晶ピッチが、不純物を含まない点でより好ましい。
　（平均繊維径）
　本発明の超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の範囲にあることが好ましい。この平均繊維径は、電界放射型走査電子顕微鏡によって倍率２，０００倍にて撮影した写真図より測定された値である。上記超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２３０ｎｍ超６００ｎｍ以下の範囲にあることがより好ましく、２５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の範囲にあることが更に好ましく、２５０ｎｍ超４００ｎｍ以下の範囲にあることが更により好ましい。
　（平均繊維長）
　本発明の超極細繊維状炭素の平均繊維長は、１～１００μｍの範囲であることが好ましい。本発明の超極細繊維状炭素において、水分散性及び導電性の観点から、超極細繊維状炭素の平均繊維長が１０μｍ超～５０μｍであること又は１μｍ～１０μｍであることが好ましい。また、本発明の超極細繊維状炭素集合体において、平均繊維長が１μｍ～１０μｍである超極細繊維状炭素と、平均繊維長が１０μｍ超～５０μｍである超極細繊維状炭素とを任意の割合で含んでもよい。本発明の超極細繊維状炭素の平均繊維長は、１００μｍ超の長さである場合、超極細繊維状炭素又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性が損なわれる場合があるからである。ここで、本明細書において、超極細繊維状炭素をＣＮＦと称する場合があり、平均繊維長が短い超極細繊維状炭素、例えば、平均繊維長が１μｍ～１０μｍである超極細繊維状炭素をＳ－ＣＮＦと称する場合がある。
　（平均面間距離）
　本発明における超極細繊維状炭素の平均面間距離は、本発明の目的を達成し、さらには本発明の効果を奏すれば、特に限定されることはないが、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３４０ｎｍであることが好ましい。
　ここで、本発明の代表的な超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図２６に示す。図２６から明らかなように、本発明における超極細繊維状炭素は直線構造を有して、平均繊維長が１～１００μｍであることが確認される。
　本発明の超極細繊維状炭素（ＣＮＦ又はＳ－ＣＮＦ）は公知の製造方法によって、製造される。例えば、超極細繊維状炭素（ＣＮＦ又はＳ－ＣＮＦ）は、特開２０１０－１３７４２、特開２０１０－３１４３９などに記載された製造方法によって製造され得る。
　［超極細繊維状炭素集合体］
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、本発明の超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体である。本発明の超極細繊維状炭素集合体は、本発明の超極細繊維状炭素が集合して構成されるので、優れた水分散性を有する。
　［導電助剤］
　本発明の炭素系導電助剤は、本発明の超極細繊維状炭素、及び／又は超極細繊維状炭素集合体を含む炭素系導電助剤である。本発明の炭素系導電助剤は、本発明の超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体を含むことによって、優れた導電性、すなわち高導電性を有する。本発明の炭素系導電助剤は、本発明の超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体を含むが、導電性を更に向上させることができる限り、本発明の超極細繊維状炭素及び超極細繊維状炭素集合体以外の材料、例えば炭素系材料等を含んでよい。
　［非水電解質二次電池用電極材料］
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、本発明の炭素系導電助剤と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料である。本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、本発明の炭素系導電助剤を含むことによって、優れた導電性、すなわち高導電性を有する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、溶媒として水を更に含むことが好ましい。溶媒としての水は例えば、イオン交換水等が挙げられる。溶媒として水を更に含むことによって、本発明の超極細繊維状炭素及び／又は超極細繊維状炭素集合体の水分散性が更に良好となり、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、更なる高導電性を有する。
　次に、本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる電極活物質（正極活物質、負極活物質）について説明する。
　（正極活物質）
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる正極活物質としては、非水電解質二次電池において、正極活物質として知られている従来公知の材料の中から、任意のものを一種又は二種以上適宜選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物が好適である。　このリチウム含有金属酸化物としては、リチウムと、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ及びＴｉなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む複合酸化物を挙げることができる。
　具体的には、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ、ＬｉｘＣｏｂＦｅ１－ｂＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎｃＣｏ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＮｉ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＶ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＦｅ２－ｃＯ４（ここで、ｘ＝０．０２～１．２、ａ＝０．１～０．９、ｂ＝０．８～０．９８、ｃ＝１．６～１．９６、ｚ＝２．０１～２．３である。）などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。好ましいリチウム含有金属酸化物としては、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ（ここで、ｘ、ａ、ｂ及びｚは上記と同じである。）からなる群より選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。なお、ｘの値は充放電開始前の値であり、充放電により増減する。
　上記正極活物質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記正極活物質の平均粒子径は、１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．０５μｍ（５０ｎｍ）～７μｍとすることが好ましく、１μｍ～７μｍとすることがより好ましい。
　（負極活物質）
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる負極活物質としては、非水電解質二次電池において、負極活物質として知られている従来公知の材料の中から、一種又は二種以上選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料、Ｓｉ及びＳｎのいずれか、又はこれらの少なくとも一種を含む合金や酸化物などを用いることができる。これらの中でも炭素材料が好ましい。
　上記炭素材料としては、天然黒鉛、石油系及び石炭系コークスを熱処理することで製造される人造黒鉛、樹脂を炭素化したハードカーボン、メソフェーズピッチ系炭素材料などを代表例として挙げることができる。天然黒鉛や人造黒鉛を用いる場合、電池容量の増大の観点から、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３３７ｎｍの範囲にあるものが好ましい。
　天然黒鉛とは、鉱石として天然に産出する黒鉛質材料のことをいう。天然黒鉛は、その外観と性状によって、結晶化度の高い鱗状黒鉛と結晶化度が低い土状黒鉛の二種類に分けられる。鱗状黒鉛はさらに外観が葉状の鱗片状黒鉛と、塊状である鱗状黒鉛とに分けられる。黒鉛質材料となる天然黒鉛は、産地や性状、種類は特に制限されない。また、天然黒鉛又は天然黒鉛を原料として製造した粒子に熱処理を施して用いてもよい。
　また、人造黒鉛とは、広く人工的な手法で作られた黒鉛及び黒鉛の完全結晶に近い黒鉛質材料をいう。代表的な例としては、石炭の乾留、原油の蒸留による残渣などから得られるタールやコークスを原料にして、５００～１０００℃程度の焼成工程、２０００℃以上の黒鉛化工程を経て得たものが挙げられる。また、溶解鉄から炭素を再析出させることで得られるキッシュグラファイトも人造黒鉛の一種である。
　負極活物質として炭素材料の他に、Ｓｉ及びＳｎの少なくとも一種を含む合金を使用することは、Ｓｉ及びＳｎのそれぞれを単体で用いる場合やそれぞれの酸化物を用いる場合に比べ、電気容量を小さくすることができる点で有効である。なかでもＳｉ系合金が好ましい。
　Ｓｉ系合金としては、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ及びＣｕなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素と、Ｓｉとの合金などを挙げることができる。具体的には、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
　本発明においては、負極活物質として、既述の材料を一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記負極活物質の平均粒子径は１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．１～１０μｍとすることが好ましく、１～７μｍとすることがより好ましい。
　（バインダー）
　本発明の非水電解質二次電池に含まれるバインダーとしては、電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば好適に用いることが可能である。かかるバインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、合成ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、ポリイミド、石油ピッチ、石炭ピッチ、フェノール樹脂等よりなる群から選ばれる１種以上を用いることが好ましく、特にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好ましい。
　バインダーとして用いる際の形状としては特に制限はなく、固体状であっても液体状（例えばエマルジョン状）であってもよく、電極の製造方法（特に乾式混練か湿式混練か）、電解液への溶解性等を考慮のうえ、適宜に選択することができる。
　バインダーを溶解する上記溶媒としては、バインダーを溶解するものである限り特に制限はない。具体的には、例えばＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホオキシド（ＤＭＳＯ）等よりなる群から選ばれる１種類以上を挙げることができ、特にＮＭＰ又はＤＭＡｃが好適である。
　［非水電解質二次電池用電極］
　本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体及び集電体上に活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、活物質層が本発明の非水電解質二次電池用電極材料から成る、非水電解質二次電池用電極である。本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体上に正極活物質層を有する場合は正極であり、集電体上に負極活物質層を有する場合は負極である。本発明の非水電解質二次電池用電極は、本発明の非水電解質二次電池用電極材料を活物質層として有するので、優れた導電性、すなわち高導電性を有し、さらに優れた機械的強度を有する。そして、本発明の超極細繊維状炭素及び超極細繊維状炭素集合体は優れた水分散性を有することから、本発明の非水電解質二次電池用電極材料はスラリー化したときに、ペースト状にし易く、本発明の非水電解質二次電池用電極は容易に製造され得る。
　本発明の非水電解質二次電池の電極作製方法としては、以下の二つの手法が一般的である。一つの方法は、電極活物質、導電助剤及びバインダーを混合・混練して、押し出し成形によりフィルム化して、これを圧延、延伸した後、集電体と張り合わせる方法である。もう一つの方法は、電極活物質、導電助剤、バインダー及びバインダーを溶解する溶媒を混合してスラリーを調製し、このスラリーを基盤上へ塗布し溶媒を除去後にプレスを行う方法である。
　本発明の場合、どちらでも可能であるが、後者の方法が好適であるので、以下後者の方法について詳述する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極の作製において、スラリー中の本発明の導電助剤の添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる本発明の非水電解質二次電池用電極材料に対して１０質量％以下である。上記の添加割合としては７質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。導電助剤の添加割合が１０質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　また、本発明におけるバインダーの添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる電極材料に対して１～２５質量％である。上記の添加割合は３～２０質量％であることが好ましく、５～２０質量％であることがより好ましい。バインダー量が１質量％より少ないとクラックの発生や電極が集電体から剥離してしまうことがある。またバインダー量が２５質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　電極を作製する際に、スラリー中の分散状態が悪いことから、塗布に適した流動性を確保することが困難であることがある。このような場合には、スラリー化助剤を使用してもよい。スラリー化助剤としては、例えばポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール等よりなる群から選ばれる１つ以上を挙げることができ、特にポリビニルピロリドンを使用することが好適である。上記の如きスラリー化助剤を添加することにより、比較的に少ない溶媒量であっても十分な流動性を確保することができ、微粉砕活性炭の分散性も格段に向上する。また、溶媒除去後のクラックの発生も低減できる。
　上記スラリーにおける固形分濃度（上記スラリーの溶媒以外の成分の合計重量がスラリーの全質量に占める割合をいう。）は、好ましくは１０～５０質量％であり、より好ましくは１５～４０質量％である。固形分濃度が５０質量％より多いと、均一なスラリー作製が困難である場合がある。また、この値が１０質量％より少ないと、スラリーの粘度が低下しすぎてしまい、電極の厚みが不均一になってしまうことがある。
　上記スラリーを塗布するには、例えばドクターブレード等の適宜の塗布方法を採用することができる。塗布後、例えば６０～１５０℃、好ましくは７５～８５℃において、好ましくは６０～１８０分処理することにより溶媒を除去する。その後、溶媒除去後の塗布物をプレスすることにより、活物質層を製造することができる。
　本発明の非水電解質二次電池用電極において、活物質層の厚みは５～３００μｍの範囲が好適である。活物質層厚みが５μｍ未満であると、任意の容量セルを製造しようとした場合、セパレータや集電体を多量に使用することになり、セル内活物質層体積占有率が低下してしまい、エネルギー密度の観点から好ましくなく、用途がかなり制限されてしまう。特に出力特性（低温特性も含む）も重要であるが、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　一方、電極厚みが３００μｍを超える電極を製造することは、クラック発生の問題から比較的に困難を伴うため、電極厚みは概ね３００μｍ以下とすることが電極の安定的製造の観点から好ましい。より安定な電極製造を行うためには、電極厚みは２００μｍ以下とすることがより好ましく、また、電極の生産性やキャパシタの出力特性を高くする目的から、電極厚みのさらに好適な範囲は１０～１００μｍである。
　上記のとおりに作製した、本発明の非水電解質二次電池用電極は、補強効果の観点から機械的強度（電極強度）に異方性がないことが好ましい。機械的強度（電極強度）に異方性がない電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明の非水電解質二次電池用電極材料おいて、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６以下であることが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．２以下であることがより好ましく、０．９～１．１の範囲にあることが更に好ましい。
　上記のとおりに作製した、本発明の非水電解質二次電池用電極は、補強効果の観点から機械的強度（電極強度）に異方性を有することが好ましい。機械的強度（電極強度）に異方性を有する電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明の非水電解質二次電池用電極材料において、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６より大きいことが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．７以上であることがより好ましく、１．８以上であることが更に好ましい。
　本発明の非水電解質二次電池用電極の集電体は、任意の導電性材料から形成することができる。したがって、例えば、集電体は、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、銅等の金属材料、特にアルミニウム、ステンレス鋼、銅から形成することができる。
　［非水電解質二次電池］
　本発明の非水電解質二次電池は、本発明の非水電解質二次電池用電極を含む非水電解質二次電池である。本発明の非水電解質二次電池は、本発明の非水電解質二次電池用電極を含むことによって、優れたサイクル特性と、高容量とを有する。
　本発明の非水電解質二次電池は、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウム電池、リチウムイオンポリマー電池等が挙げられるが、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。本発明の非水電解質二次電池では、正極活物質層が集電体の表面に形成されてなる正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、正極活物質層と本発明の負極の負極活物質層とが向き合い、かつ正極活物質層と本発明による負極活物質との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。
　また、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び負極活物質層が集電体の表面に形成されてなる負極が、本発明の正極の正極活物質層と負極の負極活物質層とが向き合い、かつ本発明の正極の正極活物質層と負極活物質層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。さらに、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、本発明の正極の正極活物質層と本発明の負極の負極活物質層とが向き合い、かつ本発明の正極の正極活物質と本発明の負極の負極活物質層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されてよい。
　本発明の非水電解質二次電池のための電解質層は、本発明の目的及び効果を損なわない限り制限されるものではない。したがって例えば、電解質層としては、液体電解質、すなわち例えば有機溶媒にリチウム塩が溶解した溶液を用いることができる。ただし、このような液体電解質を用いる場合、正極活物質層と負極活物質層との間の直接の接触を防ぐために、多孔質層からなるセパレータを用いることが一般に好ましい。
　液体電解質のための有機溶媒としては例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を使用することができる。これらの有機溶媒は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、液体電解質のためのリチウム塩としては例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ４等を使用することができる。これらのリチウム塩は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　なお、電解質層としては、固体電解質を用いることもでき、この場合には、別個のスペーサーを省略することができる。
　〈第４の本発明〉
　本発明について、以下に説明をする。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、直線構造を有する超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体であって、超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾された、及び／又は超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理され、体積換算粒度分布測定により得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークと繊維長１５μｍ超の第二ピークとを有し、第一ピークの体積換算粒度分布（％）の第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が３／１以上である、超極細繊維状炭素集合体である（態様１）。
　本発明の超極細繊維状炭素は、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾されるか、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理されるか、又は、超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾されて、かつ酸化処理されて、さらには、体積換算粒度分布測定により得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークと繊維長１５μｍ超の第二ピークとを有して、第一ピークの体積換算粒度分布（％）の第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が３／１以上であることによって、優れた水分散性と優れた機械的強度とを有する。
　ここで、「体積換算粒度分布測定により得られた上記超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークと繊維長１５μｍ超の第二ピークとを有し、第一ピークの体積換算粒度分布（％）の上記第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比」は次のように求めることができる。粒度分布計により超極細繊維状炭素集合体の体積換算粒度分布を測定して得られるチャート（横軸が繊維長、縦軸が体積換算粒度分布（％））において、繊維長１５μｍ以下の領域において傾きが大きく変化する点のうち体積換算粒度分布（％）が最も大きいものを第一ピーク、繊維長１５μｍ超の領域において傾きが大きく変化する点のうち体積換算粒度分布（％）が最も大きいものを第二ピークとし、上記第一ピークの体積換算粒度分布（％）と上記第二ピークの体積換算粒度分布（％）との比（第一ピーク／第二ピーク）を求める。
　なお、上記「傾きが大きく変化する点」は極大値の他、例えば図４１や図４２に示す第二ピークのように、明確な極大値は示さないが前後で傾きが大きく変化する点をいう。
　態様１において、本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超極細繊維状炭素集合体の上記超極細繊維状炭素の平均繊維長が２５μｍ以下である、超極細繊維状炭素集合体である（態様２）。態様２によると、本発明の超極細繊維状炭素集合体の水分散性と機械的強度は更に優れたものとなる。
　態様１又は２において、本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超遠心粉砕機により処理されて形成される超極細繊維状炭素集合体である（態様３）。態様３によると、本発明の超極細繊維状炭素集合体の水分散性と機械的強度とは更に優れたものとなる。
　態様１～態様３のいずれか１の態様において、本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超極細繊維状炭素集合体の超極細繊維状炭素のアスペクト比が１～１０００である超極細繊維状炭素集合体である（態様４）。
　本発明の炭素系導電助剤は、態様１～態様４のいずれか１の態様の超極細繊維状炭素集合体を含む、炭素系導電助剤である（態様５）。態様５によれば、本発明の炭素系導電助剤は優れた導電性、すなわち高導電性と優れた機械的強度とを有する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、態様５の炭素系導電助剤と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料である（態様６）。態様６によれば、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は優れた導電性、すなわち高導電性と優れた機械的強度とを有する。
　態様６において、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、溶媒として水を更に含む非水電解質二次電池用電極材料である（態様７）。態様７によれば、超極細繊維状炭素集合体の水分散性が更に改良されて、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は更なる高導電性と優れた機械的強度とを有する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体及び集電体上に活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、活物質層が態様６又は態様７の非水電解質二次電池用電極材料から成る、非水電解質二次電池用電極である（態様８）。態様８によれば、本発明の非水電解質二次電池用電極は優れた導電性、すなわち高導電性と優れた機械的強度とを有する。
　本発明の非水電解質二次電池は、態様８の非水電解質二次電池用電極を含む非水電解質二次電池である（態様９）。超極細繊維状炭素集合体の水分散性及び機械的強度が改良されることによって、本発明の非水電解質二次電池は、優れたサイクル特性と、高容量とを有する。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、態様１～４のうち少なくとも２つの態様を任意に組み合わせた超極細繊維状炭素集合体でもよい。その超極細繊維状炭素集合体を、本発明の炭素系導電助剤は含むことができ、その炭素導電助剤を、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は含みことでき、その非水電解質二次電池用電極材料を、本発明の非水電解質二次電池用電極は有することでき、その非水電解質二次電池用電極を、本発明の非水電解質二次電池は含むことができる。
　以下、本発明について更に詳細に説明をする。
　［超極細繊維状炭素集合体］
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、直線構造を有する超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体であって、超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾された、及び／又は超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理され、体積換算粒度分布測定により得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークと繊維長１５μｍ超の第二ピークとを有し、第一ピークの体積換算粒度分布（％）の第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が３／１以上である、超極細繊維状炭素集合体である。
　ここで、直線構造とは分岐度が０．０１個／μｍ以下であることをいう。分岐とは、超極細繊維状炭素が末端部以外の場所で他の超極細繊維状炭素と結合した粒状部をいい、超極細繊維状炭素の主軸が中途で枝分かれしていること、及び超極細繊維状炭素の主軸が枝状の副軸を有することをいう。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の超極細繊維状炭素の表面の一部又は全部が界面活性剤によって修飾されることによって、優れた水分散性を有する。また、本発明の超極細繊維状炭素は、超極細繊維状炭素の表面の一部又は全部が酸化処理されることによって優れた水分散性を有する。超極細繊維状炭素の表面の一部としては、例えば、超極細繊維状炭素の端部の表面が挙げられる。また、水分散性とは、水溶液又は水（イオン交換水等）における超極細繊維状炭素の分散度合、すなわち分散性を意味する。
　超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾されるとは、超極細繊維状炭素と界面活性剤とが化学修飾することか、物理修飾することか、又は化学修飾して、さらに物理修飾することをいう。化学修飾とは、超極細繊維状炭素と界面活性剤とが化学反応して化学的に結合することを意味し、例えば超極細繊維状炭素の官能基と界面活性剤の官能基とが共有結合することを意味する。物理修飾とは、非化学的な結合であって、物理的な結合を意味し、例えば超極細繊維状炭素と界面活性剤とが吸着したり、接着したりすることを意味する。
　超極細繊維状炭素を修飾する界面活性剤としては、例えば、陰イオン界面活性剤（カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）、脂肪酸ナトリウム、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム等）、陽イオン界面活性剤（アルキルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキルジメチルアンモニウム塩等）、両性界面活性剤（アルキルジメチルアミンオキシド、アルキルカルボキシベタイン等）、非イオン界面活性剤（ポリオキシエチレンアルキルエーテル、脂肪酸ジエタノールアミド等）等が挙げられるが、カルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）が好ましい。
　超極細繊維状炭素と超極細繊維状炭素を修飾する界面活性剤との質量比は、本発明の目的を達成し、さらには本発明の効果を奏すれば、特に限定されることはないが、５：６であることが好ましい。
　超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部の酸化処理の具体例としては、過酸化物（Ｈ２Ｏ２）による酸化処理、オゾンによる酸化処理、ＵＶ照射による酸化処理、空気による酸化処理等が挙げられる。過酸化物（Ｈ２Ｏ２）による酸化処理によって本発明の超極細繊維状炭素の表面にイオン性のカルボキシル基が生成される観点から、過酸化物（Ｈ２Ｏ２）による酸化処理が好ましい。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、体積換算粒度分布測定により得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークと繊維長１５μｍ超の第二ピークとを有して、第一ピークの体積換算粒度分布（％）の第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が３／１以上であることによって優れた水分散性と優れた機械的強度とを有する。本発明の超極細繊維状炭素集合体を構成する繊維長１５μｍ以下の超極細繊維状炭素が、水分散性の改良に主に寄与し、本発明の超極細繊維状炭素集合体を構成する繊維長１５μｍ超の超極細繊維状炭素が、機械的強度（補強効果）の改良に主に寄与する。
　さらに、本発明は、繊維長１５μｍ以下の超極細繊維状炭素と繊維長１５μｍ超の超極細繊維状炭素を含むことにより、電極材料を塗布するときの塗布方向（ＭＤ方向）及び／又は塗布方向に対する面内垂直方向（ＴＤ方向）に対して機械的強度が大きく、優れた補強効果を奏することができる。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークの体積換算粒度分布（％）の繊維長１５μｍ超の第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が３／１以上であり、５／１以上であることが好ましい。これらの好ましい態様により、水分散性と機械的強度との更なる改良を図ることができる。また、繊維長１５μｍ以下の第一ピークの体積換算粒度分布（％）の繊維長１５μｍ超の第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が３／１未満であると、水分散性及び／又は機械的強度の改良が図れないおそれがある。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、体積換算粒度分布測定により得られた超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長が１５μｍ超～５０μｍである超極細繊維状炭素の割合が超極細繊維状炭素集合体に対して５０体積％未満であることが好ましく、より好ましい範囲として、４０体積％未満、３０体積％未満、２０体積％未満、１０体積％未満とすることができる。これらの好ましい範囲により、水分散性と機械的強度との更なる改良を図ることができる。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超極細繊維状炭素集合体の超極細繊維状炭素の平均繊維長は１～１００μｍの範囲でよいが、２５μｍ以下であることが好ましく、２３μｍ以下であることがより好ましく、２０μｍ以下であることが更に好ましく、１８μｍ以下であることが特に好ましい。これらの好ましい態様により、水分散性と機械的強度との更なる改良を図ることができる。超極細繊維状炭素の平均繊維長が、１００μｍ超の長さである場合、本発明の超極細繊維状炭素集合体の水分散性及び機械的強度が損なわれる場合があるからである。ここで、本明細書において、超極細繊維状炭素をＣＮＦと称する場合があり、平均繊維長が短い超極細繊維状炭素、例えば、平均繊維長が１μｍ～１０μｍである超極細繊維状炭素をＳ－ＣＮＦと称する場合がある。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超遠心粉砕機により処理されて形成されることが好ましい。本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超遠心粉砕機により処理されることで水分散性と機械的強度との更なる改良を図ることができる。超遠心粉砕機によって、本発明の超極細繊維状炭素は衝撃粉砕と剪断との２段階の処理で瞬間粉砕される。すなわち、投入された超極細繊維状炭素は、高速回転するロータに遠心力で飛ばされて衝撃粉砕され、さらに、ロータ外周のリング状のスクリーンで剪断される。以上より、本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超遠心粉砕機により処理されて形成される。そして、上記の衝撃粉砕と剪断との２段階の処理を１回の処理と規定すると、本発明の超極細繊維状炭素集合体は、超遠心粉砕機により、任意の処理回数を経て処理されて形成されてよいが、１回～１０回の処理回数を経て処理されて形成されることが好ましく、１回の処理回数を経て処理されて形成されることがより好ましく、５回以上の処理回数を経て処理されて形成されることが更に好ましい。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体は、黒鉛化処理が施されて形成されることが好ましい。黒鉛化処理は、超遠心粉砕機による処理前に施されてもよいし、超遠心粉砕機による処理後に施されてもよいが、超遠心粉砕機による処理後に施されることが好ましい。黒鉛化処理は公知の方法で行うことができる（例えば、特開２０１２－３６５２０に記載された方法）。黒鉛化処理に使用される不活性ガスとしては窒素、アルゴン等が挙げられ、黒鉛化処理温度は５００℃～３５００℃であることが好ましく、２０００℃～３５００℃であることがより好ましく、２６００℃～３０００℃であることが更に好ましい。また、黒鉛化処理時間は、黒鉛化が可能であれば、任意の時間でよいが、０．１～２４時間であるとことが好ましく、０．２～１０時間であることがより好ましく、０．５～８時間であることが更に好ましい。なお、黒鉛化処理する際の、酸素濃度は２０体積ｐｐｍ以下であることが好ましく、１０体積ｐｐｍ以下であることがより好ましい。
　本発明の超極細繊維状炭素は、アスペクト比が１～１０００である超極細繊維状炭素であることが好ましく、アスペクト比が５～５００である超極細繊維状炭素であることがより好ましく、アスペクト比が１０～１００である超極細繊維状炭素であることが更に好ましい。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体を構成する超極細繊維状炭素は、本発明の目的を達成し、さらには本発明の効果を奏すれば、特に限定されることはないが、易黒鉛化性炭素であることが好ましい。易黒鉛化性炭素とは、２，５００℃以上の高温での加熱処理によって三次元的な積層規則性を持つ黒鉛構造が生成しやすい炭素原料である。軟質炭素、ソフトカーボンなどとも呼ばれる。易黒鉛化性炭素としては、石油コークス、石炭ピッチコークス、ポリ塩化ビニル、３，５－ジメチルフェノールホルムアルデヒド樹脂などが挙げられる。
　中でも、メソフェ－ズピッチと呼ばれる、溶融状態において光学的異方性相（液晶相）を形成しうる化合物又はその混合物が、高結晶性、高導電性が期待されることから好ましい。メソフェーズピッチとしては、石油残渣油を水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石油系メソフェ－ズピッチ；コールタールピッチを水素添加・熱処理を主体とする方法ないし水素添加・熱処理・溶剤抽出を主体とする方法で得られる石炭系メソフェ－ズピッチ；ナフタレン、アルキルナフタレン、アントラセン等の芳香族炭化水素を原料として超強酸（例えばＨＦ、ＢＦ３等）の存在下で重縮合させて得られる合成液晶ピッチ等が挙げられる。中でも、合成液晶ピッチが、不純物を含まない点でより好ましい。
　（平均繊維径）
　本発明の超極細繊維状炭素集合体を構成する超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。この平均繊維径は、電界放射型走査電子顕微鏡によって倍率２，０００倍にて撮影した写真図より測定された値である。上記超極細繊維状炭素の平均繊維径は、２３０ｎｍ超６００ｎｍ以下の範囲であることがより好ましく、２５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の範囲であることが更に好ましく、２５０ｎｍ超４００ｎｍ以下の範囲であることが更により好ましい。
　（平均面間距離）
　本発明の超極細繊維状炭素集合体を構成する超極細繊維状炭素の平均面間距離は、本発明の目的を達成し、さらには本発明の効果を奏すれば、特に限定されることはないが、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３４０ｎｍであることが好ましい。
　ここで、本発明の超極細繊維状炭素集合体を構成する代表的な超極細繊維状炭素の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図４０に示す。図４０から明らかなように、超極細繊維状炭素は直線構造を有して、平均繊維長が１～１００μｍであることが確認される。
　本発明の超極細繊維状炭素集合体を構成する超極細繊維状炭素（ＣＮＦ又はＳ－ＣＮＦ）は公知の製造方法によって、製造される。例えば、超極細繊維状炭素（ＣＮＦ又はＳ－ＣＮＦ）は、特開２０１０－１３７４２、特開２０１０－３１４３９などに記載された製造方法によって製造され得る。そして、本発明の超極細繊維状炭素集合体は、上記により製造された超極細繊維状炭素を集合させて形成される。
　［導電助剤］
　本発明の炭素系導電助剤は、本発明の超極細繊維状炭素集合体を含む炭素系導電助剤である。本発明の炭素系導電助剤は、本発明の超極細繊維状炭素集合体を含むことによって、優れた導電性、すなわち高導電性を有し、さらに優れた機械的強度を有する。本発明の炭素系導電助剤は、本発明の超極細繊維状炭素集合体を含んで成り、導電性を更に向上させることができる限り、本発明の超極細繊維状炭素集合体以外の材料、例えば炭素系材料等を含んでもよい。
　［非水電解質二次電池用電極材料］
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、本発明の炭素系導電助剤と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料である。本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、本発明の炭素系導電助剤を含むことによって、優れた導電性、すなわち高導電性を有し、さらに優れた機械的強度を有する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、溶媒として水を更に含むことが好ましい。溶媒としての水は例えば、イオン交換水等が挙げられる。溶媒として水を更に含むことによって、本発明の超極細繊維状炭素集合体の水分散性が更に良好となり、本発明の非水電解質二次電池用電極材料は、更なる高導電性を有する。
　次に、本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる電極活物質（正極活物質及び負極活物質）について説明する。
　（正極活物質）
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる正極活物質としては、非水電解質二次電池において、正極活物質として知られている従来公知の材料の中から、任意のものを一種又は二種以上適宜選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物が好適である。このリチウム含有金属酸化物としては、リチウムと、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ及びＴｉなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素を含む複合酸化物を挙げることができる。
　具体的には、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ、ＬｉｘＣｏｂＦｅ１－ｂＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＭｎｃＣｏ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＮｉ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＶ２－ｃＯ４、ＬｉｘＭｎｃＦｅ２－ｃＯ４（ここで、ｘ＝０．０２～１．２、ａ＝０．１～０．９、ｂ＝０．８～０．９８、ｃ＝１．６～１．９６、ｚ＝２．０１～２．３である。）などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。好ましいリチウム含有金属酸化物としては、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＭｎＯ２、ＬｉｘＣｏａＮｉ１－ａＯ２、ＬｉｘＭｎ２Ｏ４、ＬｉｘＣｏｂＶ１－ｂＯｚ（ここで、ｘ、ａ、ｂ及びｚは上記と同じである。）からなる群より選ばれる少なくとも一種を挙げることができる。なお、ｘの値は充放電開始前の値であり、充放電により増減する。
　上記正極活物質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記正極活物質の平均粒子径は、１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．０５μｍ（５０ｎｍ）～７μｍとすることが好ましく、１μｍ～７μｍとすることがより好ましい。
　（負極活物質）
　本発明の非水電解質二次電池用電極材料に含まれる負極活物質としては、非水電解質二次電池において、負極活物質として知られている従来公知の材料の中から、一種又は二種以上選択して用いることができる。例えばリチウムイオン二次電池であれば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料、Ｓｉ及びＳｎのいずれか、又はこれらの少なくとも一種を含む合金や酸化物などを用いることができる。これらの中でも炭素材料が好ましい。
　上記炭素材料としては、天然黒鉛、石油系及び石炭系コークスを熱処理することで製造される人造黒鉛、樹脂を炭素化したハードカーボン、メソフェーズピッチ系炭素材料などを代表例として挙げることができる。天然黒鉛や人造黒鉛を用いる場合、電池容量の増大の観点から、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）が０．３３５～０．３３７ｎｍの範囲にあるものが好ましい。
　天然黒鉛とは、鉱石として天然に産出する黒鉛質材料のことをいう。天然黒鉛は、その外観と性状によって、結晶化度の高い鱗状黒鉛と結晶化度が低い土状黒鉛の二種類に分けられる。鱗状黒鉛はさらに外観が葉状の鱗片状黒鉛と、塊状である鱗状黒鉛とに分けられる。黒鉛質材料となる天然黒鉛は、産地や性状、種類は特に制限されない。また、天然黒鉛又は天然黒鉛を原料として製造した粒子に熱処理を施して用いてもよい。
　また、人造黒鉛とは、広く人工的な手法で作られた黒鉛及び黒鉛の完全結晶に近い黒鉛質材料をいう。代表的な例としては、石炭の乾留、原油の蒸留による残渣などから得られるタールやコークスを原料にして、５００～１０００℃程度の焼成工程、２０００℃以上の黒鉛化工程を経て得たものが挙げられる。また、溶解鉄から炭素を再析出させることで得られるキッシュグラファイトも人造黒鉛の一種である。
　負極活物質として炭素材料の他に、Ｓｉ及びＳｎの少なくとも一種を含む合金を使用することは、Ｓｉ及びＳｎのそれぞれを単体で用いる場合やそれぞれの酸化物を用いる場合に比べ、電気容量を小さくすることができる点で有効である。なかでもＳｉ系合金が好ましい。
　Ｓｉ系合金としては、Ｂ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｔｉ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｖ、Ｗ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｚｎ及びＣｕなどからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素と、Ｓｉとの合金などを挙げることができる。具体的には、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２などからなる群より選ばれる少なくとも一種が挙げられる。
　本発明においては、負極活物質として、既述の材料を一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記負極活物質の平均粒子径は１０μｍ以下とする。平均粒子径が１０μｍを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は０．１～１０μｍとすることが好ましく、１～７μｍとすることがより好ましい。
　（バインダー）
　本発明の非水電解質二次電池に含まれるバインダーとしては、電極成形が可能であり、十分な電気化学的安定性を有していれば好適に用いることが可能である。かかるバインダーとしては、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、合成ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、ポリイミド、石油ピッチ、石炭ピッチ、フェノール樹脂等よりなる群から選ばれる１種以上を用いることが好ましく、特にポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）が好ましい。
　バインダーとして用いる際の形状としては特に制限はなく、固体状であっても液体状（例えばエマルジョン状）であってもよく、電極の製造方法（特に乾式混練か湿式混練か）、電解液への溶解性等を考慮のうえ、適宜に選択することができる。
　バインダーを溶解する上記溶媒としては、バインダーを溶解するものである限り特に制限はない。具体的には、例えばＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホオキシド（ＤＭＳＯ）等よりなる群から選ばれる１種類以上を挙げることができ、特にＮＭＰ又はＤＭＡｃが好適である。
　［非水電解質二次電池用電極］
　本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体及び集電体上に活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、活物質層が本発明の非水電解質二次電池用電極材料から成る、非水電解質二次電池用電極である。本発明の非水電解質二次電池用電極は、集電体上に正極活物質層を有する場合は正極であり、集電体上に負極活物質層を有する場合は負極である。本発明の非水電解質二次電池用電極は、本発明の非水電解質二次電池用電極材料を活物質層として有するので、優れた導電性、すなわち高導電性を有し、さらに優れた機械的強度を有する。そして、本発明の超極細繊維状炭素集合体は優れた水分散性を有することから、本発明の非水電解質二次電池用電極材料はスラリー化したときに、ペースト状にし易く、本発明の非水電解質二次電池用電極は容易に製造され得る。
　本発明の非水電解質二次電池用電極を作製する方法としては、以下の二つの手法が一般的である。一つの方法は、電極活物質、導電助剤及びバインダーを混合・混練して、押し出し成形によりフィルム化して、これを圧延、延伸した後、集電体と張り合わせる方法である。もう一つの方法は、電極活物質、導電助剤、バインダー及びバインダーを溶解する溶媒を混合してスラリーを調製し、このスラリーを基盤上へ塗布し溶媒を除去後にプレスを行う方法である。
　本発明の場合、どちらでも可能であるが、後者の方法が好適であるので、以下後者の方法について詳述する。
　本発明の非水電解質二次電池用電極の作製において、スラリー中の本発明の導電助剤の添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる本発明の非水電解質二次電池用電極材料に対して１０質量％以下である。上記の添加割合としては７質量％以下であることが好ましく、５質量％以下であることがより好ましい。導電助剤の添加割合が１０質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　また、本発明におけるバインダーの添加割合としては、電極活物質、導電助剤及びバインダーからなる電極材料に対して１～２５質量％である。上記の添加割合は３～２０質量％であることが好ましく、５～２０質量％であることがより好ましい。バインダー量が１質量％より少ないとクラックの発生や電極が集電体から剥離してしまうことがある。またバインダー量が２５質量％より多いと、任意の容量セルを製造しようとした場合、電極中の活物質量が少なってしまい、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　電極を作製する際に、スラリー中の分散状態が悪いことから、塗布に適した流動性を確保することが困難であることがある。このような場合には、スラリー化助剤を使用してもよい。スラリー化助剤としては、例えばポリビニルピロリドン、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール等よりなる群から選ばれる１つ以上を挙げることができ、特にポリビニルピロリドンを使用することが好適である。上記の如きスラリー化助剤を添加することにより、比較的に少ない溶媒量であっても十分な流動性を確保することができ、微粉砕活性炭の分散性も格段に向上する。また、溶媒除去後のクラックの発生も低減できる。
　上記スラリーにおける固形分濃度（上記スラリーの溶媒以外の成分の合計重量がスラリーの全質量に占める割合をいう。）は、好ましくは１０～５０質量％であり、より好ましくは１５～４０質量％である。固形分濃度が５０質量％より多いと、均一なスラリー作製が困難である場合がある。また、この値が１０質量％より少ないと、スラリーの粘度が低下しすぎてしまい、電極の厚みが不均一になってしまうことがある。
　上記スラリーを塗布するには、例えばドクターブレード等の適宜の塗布方法を採用することができる。塗布後、例えば６０～１５０℃、好ましくは７５～８５℃において、好ましくは６０～１８０分処理することにより溶媒を除去する。その後、溶媒除去後の塗布物をプレスすることにより、活物質層を製造することができる。
　本発明の非水電解質二次電池用電極において、活物質層の厚みは５～３００μｍの範囲が好適である。活物質層厚みが５μｍ未満であると、任意の容量セルを製造しようとした場合、セパレータや集電体を多量に使用することになり、セル内活物質層体積占有率が低下してしまい、エネルギー密度の観点から好ましくなく、用途がかなり制限されてしまう。特に出力特性（低温特性も含む）も重要であるが、エネルギー密度の要求の高い電源用途への適用は困難となってしまう。
　一方、電極厚みが３００μｍを超える電極を製造することは、クラック発生の問題から比較的に困難を伴うため、電極厚みは概ね３００μｍ以下とすることが電極の安定的製造の観点から好ましい。より安定な電極製造を行うためには、電極厚みは２００μｍ以下とすることがより好ましく、また、電極の生産性やキャパシタの出力特性を高くする目的から、電極厚みの更に好適な範囲は１０～１００μｍである。
　上記のとおりに作製した、本発明の非水電解質二次電池用電極は、補強効果の観点から機械的強度（電極強度）に異方性がないことが好ましい。機械的強度（電極強度）に異方性がない電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明の非水電解質二次電池用電極材料おいて、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６以下であることが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．２以下であることがより好ましく、０．９～１．１の範囲にあることが更に好ましい。
　上記のとおりに作製した、本発明の非水電解質二次電池用電極は、補強効果の観点から、機械的強度（電極強度）に異方性を有することが好ましい。機械的強度（電極強度）に異方性を有する電極から集電体を除いたもの、すなわち、本発明の非水電解質二次電池用電極材料において、電極材料を塗布する塗布方向の引張強度σＭと、塗布方向に対する面内垂直方向の引張強度σＴの比σＭ／σＴが１．６より大きいことが好ましく、上記の比σＭ／σＴが１．７以上であることがより好ましく、１．８以上であることが更に好ましい。
　本発明の非水電解質二次電池用電極の集電体は、任意の導電性材料から形成することができる。したがって、例えば、集電体は、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス鋼、チタン、銅等の金属材料、特にアルミニウム、ステンレス鋼、銅から形成することができる。
　［非水電解質二次電池］
　本発明の非水電解質二次電池は、本発明の非水電解質二次電池用電極を含む非水電解質二次電池である。本発明の非水電解質二次電池は、本発明の非水電解質二次電池用電極を含むことによって、優れたサイクル特性と、高容量とを有する。
　本発明の非水電解質二次電池は、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウム電池、リチウムイオンポリマー電池等が挙げられるが、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。本発明の非水電解質二次電池では、正極活物質層が集電体の表面に形成されてなる正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、正極活物質層と本発明の負極の負極活物質層とが向き合い、かつ正極活物質層と本発明による負極活物質との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。
　また、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び負極活物質層が集電体の表面に形成されてなる負極が、本発明の正極の正極活物質層と負極の負極活物質層とが向き合い、かつ本発明の正極の正極活物質層と負極活物質層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されていてよい。さらに、本発明の非水電解質二次電池では、本発明の非水電解質二次電池用正極、電解質を含む電解質層、及び本発明の非水電解質二次電池用負極が、本発明の正極の正極活物質層と本発明の負極の負極活物質層とが向き合い、かつ本発明の正極の正極活物質と本発明の負極の負極活物質層との間に電解質層が挿入されるようにして積層されてよい。
　本発明の非水電解質二次電池のための電解質層は、本発明の目的及び効果を損なわない限り制限されるものではない。したがって例えば、電解質層としては、液体電解質、すなわち例えば有機溶媒にリチウム塩が溶解した溶液を用いることができる。ただし、このような液体電解質を用いる場合、正極活物質層と負極活物質層との間の直接の接触を防ぐために、多孔質層からなるセパレータを用いることが一般に好ましい。
　液体電解質のための有機溶媒としては例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等を使用することができる。これらの有機溶媒は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、液体電解質のためのリチウム塩としては例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ４等を使用することができる。これらのリチウム塩は、１種のみを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
　なお、電解質層としては、固体電解質を用いることもでき、この場合には、別個のスペーサーを省略することができる。
　以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。
　〈第１の本発明〉
　実施例中の各種測定や分析は、それぞれ以下の方法に従って行った。
　（１）前駆体成形体、超極細繊維状炭素の繊維径、繊維長の測定及びその他の炭素系導
　電助剤の形状確認
　走査型電子顕微鏡（株式会社日立製作所製Ｓ－２４００）を用いて観察及び写真撮影を行った。超極細繊維状炭素等の平均繊維径は、得られた電子顕微鏡写真から無作為に２０箇所を選択して繊維径を測定し、それらのすべての測定結果（ｎ＝２０）の平均値を平均繊維径とした。平均繊維長についても同様に算出した。
　（２）超極細繊維状炭素のＸ線回折測定
　Ｘ線回折測定はリガク社製ＲＩＮＴ－２１００を用いてＪＩＳ　Ｒ７６５１法に準拠し、格子面間隔（ｄ００２）及び結晶子大きさ（Ｌｃ００２）を測定した。
　（３）電極材料の引張試験
　電極を１ｃｍの幅に切り出し、万能引張試験機（インストロン社製、ＩＮＳＴＲＯＮ５５００Ｒ）で引張試験を行うことで機械的強度を評価した。試験条件は把握長５ｃｍ，引張速度１ｍｍ／分とし、０．２％（０．１ｍｍ）伸長時にかかる応力を比較することで評価を行った。各電極の引張試験を行うにあたり、電極作製時のスラリーを塗布する塗布方向（ＭＤ）及び塗布方向に対する面内垂直方向（ＴＤ）のそれぞれについて試験を行い（ｎ＝５）、すべての結果の平均値をとることでＭＤ方向の引張強度σＭ、ＴＤ方向の引張強度σＴとした。
　〈超極細繊維状炭素の製造〉
　熱可塑樹脂として高密度ポリエチレン（ＨＩ－ＺＥＸ（登録商標）５０００ＳＲ、（株）プライムポリマ－製；３５０℃、６００ｓ－１の溶融粘度１４Ｐａ・ｓ）９０質量部及び熱可塑性炭素前駆体として合成メソフェ－ズピッチＡＲ・ＭＰＨ（三菱ガス化学（株）製）１０質量部を同方向二軸押出機（東芝機械（株）製「ＴＥＭ－２６ＳＳ」、バレル温度３１０℃、窒素気流下）で溶融混練して樹脂組成物を調製した。
　上記樹脂組成物をシリンダ－式単孔紡糸機により、３９０℃で紡糸口金より紡糸し、前駆体成形体（熱可塑性炭素前駆体を島成分として含有する海島型複合繊維）を作成した。この前駆体成形体の繊維径は３００μｍであった。次に、前駆体成形体を熱風乾燥機により、空気中において２１５℃で３時間保持することにより、安定化前駆体成形体を得た。
　次に、上記安定化前駆体成形体を、真空ガス置換炉中で、窒素置換を行った後に１ｋＰａまで減圧し、減圧状態下で、５℃／分の昇温速度で５００℃まで昇温し、５００℃で１時間保持することにより、熱可塑性樹脂を除去して繊維状炭素前駆体を形成した。この繊維状炭素前駆体をイオン交換水中に加え、ミキサーで２分間粉砕することにより、濃度０．１重量％の超極細繊維状炭素前駆体を分散させた予備分散液を作製した。この予備分散液を、湿式ジェットミル（株式会社スギノマシン社製、スターバーストラボＨＪＰ－１７００７、使用チャンバー：シングルノズルチャンバー）を用いて、ノズル径０．１７ｍｍ、処理圧力１００ＭＰａにより、処理を１０回繰り返すことによって、繊維状炭素前駆体の分散させた液を作製した。次いで、得られた溶媒液を濾過することによって、繊維状炭素前駆体を分散させた不織布を作製した。
　この繊維状炭素前駆体を分散させた不織布をアルゴンガス雰囲気下、室温から３時間で３０００℃まで昇温することで超極細繊維状炭素を作製した。得られた超極細繊維状炭素の平均繊維径は３００ｎｍ、平均繊維長は１６μｍであり、分岐構造は見られなかった、すなわち、直線構造が確認された。また、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ００２が０．３３７５ｎｍであった。ここで、製造された超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図１０に示す。
　［参考例Ａ１］
　〈電極活物質層の作製〉
　上記のとおりに製造した超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）（ＣＮＦ）を４質量部と、負極活物質（人造黒鉛；大阪ガス製、ＭＣＭＢ）を８１質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（クレハ化学社製）を１５質量部、溶液としてＮ－メチルピロリドンを用いることによりスラリーを作製した。作製したスラリーをガラス板に塗布、乾燥後、ガラス基板から電極活物質層を剥離し、ロールプレス（５０ｋｇ／ｃｍ２、５ｃｍ／分）を行うことにより、電極活物質層を作製した。
　〈評価電極材料の引張試験及び結果〉
　上記のとおりに作製した電極活物質層の引張強度を評価したところ、ＭＤ方向で２．６ＭＰａ、ＴＤ方向で１．５ＭＰａ、σＭ／σＴ＝１．７となり、異方性のある補強効果を示した。引張試験の結果得られた応力―ひずみ曲線図を図２に示す。
　参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素は繊維径に対する繊維長の比が大きい。そのため、スラリー塗布時に超極細繊維状炭素がＭＤ方向に並ぶ傾向があり、ＭＤ方向に大きな補強効果を示した。
　［実施例Ａ２］
　〈電極活物質層の作製〉
　参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素を粉砕（株式会社スギノマシン社製、スターバースト）し、平均繊維長５μｍの超極細繊維状炭素として用いたこと以外は、参考例Ａ１と同様に操作を行い、電極活物質層を作製した。ここで、平均繊維長５μｍの超極細繊維状炭素（Ｓ－ＣＮＦ）の走査型電子顕微鏡写真（（ａ）２，０００倍と（ｂ）８，０００倍）を図１１に示す。
　〈評価電極活物質層の引張試験及び結果〉
　引張試験により機械的強度の評価を行った。ＭＤ方向で１．９ＭＰａ、ＴＤ方向で１．７ＭＰａ、σＭ／σＴ＝１．１となり、異方性がない補強効果を示した。引張試験の結果得られた応力―ひずみ曲線図を図３に示す。
　実施例Ａ２で用いられた超極細繊維状炭素は参考例Ａ１の超極細繊維状炭素よりも繊維長が短いため、繊維径に対する繊維長の比が比較的小さい。そのため、スラリー塗布方向に並ぶ傾向が少なく、引張強度の異方性が少なくなっている。その結果として、ＭＤ方向だけでなく、ＴＤ方向にも補強効果を示した。
　［実施例Ａ３］
　〈電極活物質層の作製〉
　炭素系導電助剤として、参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素を２質量部及び実施例Ａ２で用いられた超極細繊維状炭素を２質量部で用いたこと以外は、参考例Ａ１と同様に操作を行い、電極活物質層を作製した。ここで、作製された電極活物質層の走査型電子顕微鏡写真（（ａ）５，０００倍と（ｂ）８，０００倍）を図１３に示す。図１３から明らかなように、参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）と実施例Ａ２で用いられた超極細繊維状炭素（Ｓ－ＣＮＦ）との両方が存在していることが確認された。
　〈評価電極活物質層の引張試験及び結果〉
　引張試験により機械的強度の評価を行った。ＭＤ方向で２．６ＭＰａ、ＴＤ方向で１．８ＭＰａ、σＭ／σＴ＝１．５となり、異方性が少ない補強効果を示した。引張試験の結果得られた応力―ひずみ曲線図を図４に示す。
　スラリー塗布時にＭＤ方向に並びやすい、参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素と、ＭＤ方向に並ぶ傾向が少ない実施例Ａ２で用いられた超極細繊維状炭素を組み合わせることにより、ＭＤ及びＴＤ方向のいずれにも補強効果を示した。
　［実施例Ａ４］
　〈電極活物質層の作製〉
　炭素系導電助剤として、参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素を２質量部及びアセチレンブラック（ＡＢ）（電気化学工業株式会社製、デンカブラック）を２質量部で用いたこと以外は、参考例Ａ１と同様に操作を行い、電極活物質層を作製した。ここで、用いられたアセチレンブラック（ＡＢ）の走査型電子顕微鏡写真（８，０００倍）を図１２に示す。また、作製された電極活物質層の走査型電子顕微鏡写真（（ａ）５，０００倍と（ｂ）８，０００倍）を図１４に示す。図１４から明らかなように、参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）とアセチレンブラック（ＡＢ）との両方が存在していることが確認された。
　〈評価電極活物質層の引張試験及び結果〉
　引張試験により機械的強度の評価を行った。ＭＤ方向で２．０ＭＰａ、ＴＤ方向で１．４ＭＰａ、σＭ／σＴ＝１．４となり、異方性が少ない補強効果を示した。引張試験の結果得られた応力―ひずみ曲線図を図５に示す。
　参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素を用いているため、スラリー塗布時に超極細繊維状炭素がＭＤ方向に並ぶ傾向があり、ＭＤ方向に大きな補強効果を示した。
　［比較例Ａ１］
　〈電極活物質層の作製〉
　参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素の替わりに、気相法炭素繊維（分岐構造を有する炭素繊維）（ＶＧＣＦ）を用いたこと以外は、参考例Ａ１と同様に操作を行い、電極活物質層を作製した。
　〈評価電極活物質層の引張試験及び結果〉
　引張試験により機械的強度の評価を行った。ＭＤ方向で０．９６ＭＰａ、ＴＤ方向で０．９０ＭＰａとなり、ＭＤ方向又はＴＤ方向に関係なく補強効果が劣る結果であった。引張試験の結果得られた応力―ひずみ曲線図を図６に示す。
　［比較例Ａ２］
　〈電極活物質層の作製〉
　参考例Ａ１で用いられた超極細繊維状炭素の替わりに、アセチレンブラック（ＡＢ）（電気化学工業株式会社製、デンカブラック）を用いたこと以外は、参考例Ａ１と同様に操作を行い、電極活物質層を作製した。
　〈評価電極活物質層の引張試験及び結果〉
　引張試験により機械的強度の評価を行った。ＭＤ方向で１．１ＭＰａ、ＴＤ方向で１．１ＭＰａとなり、方向に関係なく補強効果が劣る結果であった。引張試験の結果得られた応力―ひずみ曲線図を図７に示す。
　参考例Ａ１、実施例Ａ２～４及び比較例Ａ１～２で作製された電極活物質層の０．２％（０．１ｍｍ）伸長時にかかる応力（ＭＰａ）の）の結果（ＭＤ方向及びＴＤ方向）を図７及び８に示す。また、参考例Ａ１、実施例Ａ２～４及び比較例Ａ１～２で作製された電極活物質層の０．２％（０．１ｍｍ）伸長時にかかる応力（ＭＰａ）の具体的な値（ＭＤ方向及びＴＤ方向）を下記の表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　本発明による非電解質二次電池用電極は、本発明による電極活物質層と集電体とから成るので、本発明による非電解質二次電池用電極の機械強度は、本発明による非電解質二次電池用電極材料によって得られた上記結果に基づく機械強度と同様な効果を奏することが理解される。
　なお、参考例Ａ１、実施例Ａ２～４及び比較例Ａ１～２で作製された電極活物質層の０．２％（０．１ｍｍ）伸長時にかかる応力（ＭＰａ）のＭＤ方向（電極作製時に電極材料（スラリー）を塗布するときの塗布方向）の結果を、図８にまとめている。また、参考例Ａ１、実施例Ａ２～４及び比較例Ａ１～２で作製された電極活物質層の０．２％（０．１ｍｍ）伸長時にかかる応力（ＭＰａ）の）のＴＤ方向（電極作製時に電極材料（スラリー）を塗布するときの塗布方向に対する面内垂直方向）の結果を、図９にまとめている。
　［実施例Ａ５］
　〈負極の製造〉
　実施例Ａ２で製造した平均繊維長５μｍの超極細繊維状炭素（Ｓ－ＣＮＦ）を２質量部と、負極活物質（鱗状黒鉛；日立化成社製、商品名ＭＡＧＤ）９１質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（クレハ化学社製）７質量部、溶液としてＮ－メチルピロリドンを用いることによりスラリーを作製した。作製したスラリーを塗布、乾燥、ロールプレスを行うことにより、負極を作製した。電極の厚みは、７５μｍ、電極密度は１．５ｇ／ｃｍ３であった。
　上記のとおり作製した負極の引張強度を評価したところ、ＭＤ方向で１．５ＭＰａ、ＴＤ方向で１．４ＭＰａ、σＭ／σＴ＝１．１となり、異方性が少ない補強効果を示した。
　〈正極の製造〉
　正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２、日本化学工業社製）８９質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン６質量部、導電材としてアセチレンブラック（電気化学工業社製、商品名デンカブラック）、溶液としてＮ－メチルピロリドンを用いることによりスラリーを作製した。作製したスラリーを塗布、乾燥、ロールプレスを行うことにより、正極を作製した。電極の厚みは、８２μｍ、電極密度は３．０ｇ／ｃｍ３であった。
　〈セルの製造〉
　上記のように作成した正極、負極、およびセパレータにはポリエチレン多孔膜を用い、１ｍｏｌ／Ｌ濃度のＬｉＰＦ６を含むエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート混合溶液（３／７質量比、キシダ化学社製）からなる電解液をセルに注入して、単層ラミネートセルを作製した。
　〈サイクル特性の評価〉
　上記の手順により作製したリチウムイオン二次電池の電池性能の評価を以下のように行った。
　［充放電条件］
　上記のように作製したセルを用いて、充放電装置にて充放電試験を行った。充電条件は４．２Ｖまで０．２Ｃ定電流充電後、定電圧充電（０．０２Ｃカットオフ）することとし、１０分間の休止時間をおいてから放電に切り替えた。放電条件としては、２．７５Ｖまで０．２Ｃ定電流放電することとした。
　評価した結果、５０回目の容量維持率は９２．０％と良好であった。
　［実施例Ａ６］
　実施例Ａ５のＳ－ＣＮＦの替わりに、上記で作製した超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）とＳ－ＣＮＦの混合物（質量比１：１）を用いたこと以外は、実施例Ａ５と同様に電極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
　上記のとおり作製した負極の引張強度を評価したところ、ＭＤ方向で１．８ＭＰａ、ＴＤ方向で１．４ＭＰａ、σＭ／σＴ＝１．３となり、異方性が少ない補強効果を示した。
　また、上記のとおり作製した電池のサイクル特性を評価したところ、５０回目の容量維持率は９２．５％と良好であった。
　［実施例Ａ７］
　実施例Ａ５のＳ－ＣＮＦの替わりに、上記で作製した超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）とアセチレンブラック（ＡＢ）（電気化学工業株式会社製、デンカブラック）の混合物（質量比１：１）を用いたこと以外は、実施例Ａ５と同様に電極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
　上記のとおり作製した負極の引張強度を評価したところ、ＭＤ方向で１．５ＭＰａ、ＴＤ方向で１．２ＭＰａ、σＭ／σＴ＝１．３となり、異方性が少ない補強効果を示した。
　また、上記のとおり作製した電池のサイクル特性を評価したところ、５０回目の容量維持率は９１．５％と良好であった。
　［比較例Ａ３］
　実施例Ａ５のＳ－ＣＮＦの替わりに、気相法炭素繊維（分岐構造を有する炭素繊維）を用いたこと以外は、実施例Ａ５と同様に電極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
　また、上記のとおり作製した電池のサイクル特性を評価したところ、５０回目の容量維持率は９０．７％と劣るものであった。
　［比較例Ａ４］
　実施例Ａ５のＳ－ＣＮＦの替わりに、アセチレンブラック（ＡＢ）（電気化学工業株式会社製、デンカブラック）を用いたこと以外は、実施例Ａ５と同様に電極およびリチウムイオン二次電池を製造した。
　また、上記のとおり作製した電池のサイクル特性を評価したところ、５０回目の容量維持率は８９．５％と劣るものであった。
　実施例Ａ５～Ａ７、及び比較例Ａ３～Ａ４についての結果を下記の表Ａ１にまとめる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　〈第２の本発明〉
　以下、実施例により、第２の本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。
　実施例中の各種測定は、それぞれ以下の方法に従って行った。
　超極細繊維状炭素の繊維径及び繊維長の測定、並びに超極細繊維状炭素のＸ線回折測定は、上記と同様に行った。
　［実施例Ｂ１］
　（実施例Ｂ１－１）
　〈超極細繊維状炭素の製造〉
　熱可塑樹脂として高密度ポリエチレン（ＨＩ－ＺＥＸ（登録商標）　５０００ＳＲ、（株）プライムポリマ－製；３５０℃、６００ｓ－１の溶融粘度１４Ｐａ・ｓ）９０質量部および熱可塑性炭素前駆体として合成メソフェ－ズピッチＡＲ・ＭＰＨ（三菱ガス化学（株）製）１０質量部を同方向二軸押出機（東芝機械（株）製「ＴＥＭ－２６ＳＳ」、バレル温度３１０℃、窒素気流下）で溶融混練して樹脂組成物を調製した。
　上記樹脂組成物をシリンダ－式単孔紡糸機により、３９０℃で紡糸口金より紡糸し、前駆体成形体（熱可塑性炭素前駆体を島成分として含有する海島型複合繊維）を作成した。この前駆体成形体の繊維径は３００μｍであった。次に、前駆体成形体を熱風乾燥機により、空気中において２１５℃で３時間保持することにより、安定化前駆体成形体を得た。
　次に、上記安定化前駆体成形体を、真空ガス置換炉中で、窒素置換を行った後に１ｋＰａまで減圧し、減圧状態下で、５℃／分の昇温速度で５００℃まで昇温し、５００℃で１時間保持することにより、熱可塑性樹脂を除去して繊維状炭素前駆体を形成した。この繊維状炭素前駆体をイオン交換水中に加え、ミキサーで２分間粉砕することにより濃度０．１質量％の繊維状炭素前駆体を分散させた。
　この分散させた繊維状炭素前駆体をアルゴンガス雰囲気下、室温から３時間で３０００℃まで昇温することで超極細繊維状炭素を作製した。得られた超極細繊維状炭素の平均繊維径は３００ｎｍ、平均繊維長は１６μｍであり、分岐構造は見られなかった。すなわち、直線構造が確認された。また、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ００２が０．３３７５ｎｍであった。ここで、製造された超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図１６に示す。
　〈湿式複合化〉
　上記で得られた１質量部の超極細繊維状炭素と、１質量部のアセチレンブラック（電気化学工業株式会社製、デンカブラック７５％プレス品）を、エタノール溶液を用いて湿式粉砕装置（あわとり練太郎ＡＲＶ－３１０、シンキー社製）により粉砕し、複合体１－１を得た（２０ｇ）。
　（実施例Ｂ１－２）
　〈超極細繊維状炭素の製造〉
　実施例Ｂ１－１に記載の超極細繊維状炭素の製造方法と全く同様な製造方法で超極細繊維状炭素を得た。
　〈乾式複合化〉
　上記のとおりに製造した１質量部の超極細繊維状炭素と、１質量部のアセチレンブラック（電気化学工業株式会社製、デンカブラック７５％プレス品）とを乾式ジェットミル（Ａ－Ｏジェットミル、セイシン製）により粉砕し、複合体１－２を得た（２０ｇ）。
　（実施例Ｂ１－３）
　〈超極細繊維状炭素の製造〉
　実施例Ｂ１－１に記載の超極細繊維状炭素の製造方法と全く同様な製造方法で超極細繊維状炭素を得た。
　〈メカニカルミリングによる複合化〉
　上記のとおりに製造した１質量部の超極細繊維状炭素と、１質量部のアセチレンブラック（電気化学工業株式会社製、デンカブラック７５％プレス品）とを遊星ボールミル装置（装置：フリッチュ製Ｐ－７、使用ボール：ジルコニア製ボール直径１０ｍｍ）により粉砕し、複合体１－３を得た（２０ｇ）。
　（比較例Ｂ１－１）
　実施例Ｂ１－１に記載の超極細繊維状炭素の製造方法と全く同様な製造方法で超極細繊維状炭素を得た（２０ｇ）。
　（比較例Ｂ１－２）
　２０ｇのアセチレンブラック（電気化学工業株式会社製、デンカブラック７５％プレス品）を用意した。
　［実施例Ｂ２］
　（実施例Ｂ２－１）
　走査型電子顕微鏡（株式会社日立製作所製Ｓ－２４００）を用いて、実施例Ｂ１－１で得られた複合体１－１を観察して、写真撮影を行った。撮影した写真結果を図１７（撮影倍率×５００倍）及び図１８（撮影倍率×１０００倍）に示す。図１７及び図１８から明らかなように、凝集したアセチレンブラックが所々観察されるが、超極細繊維状炭素の形状は変わらずに、超極細繊維状炭素とアセチレンブラックとは共に分散して、一体的に互いに付着されて存在していた。
　（実施例Ｂ２－２）
　実施例Ｂ２－１と同様に、走査型電子顕微鏡（株式会社日立製作所製Ｓ－２４００）を用いて、実施例Ｂ１－２で得られた複合体１－２を観察して、写真撮影を行った。撮影した写真結果を図１９（撮影倍率×５００倍）及び図２０（撮影倍率×１０００倍）に示す。図１９及び図２０から明らかなように、超極細繊維状炭素の形状は変わらずに、超極細繊維状炭素の周囲にアセチレンブラックがハイブリットされたように均一に混合されていた。超極細繊維状炭素とアセチレンブラックとが一体的に互いに付着されて、超極細繊維状炭素とアセチレンブラックが均一に混合されていることが確認された。
　［実施例Ｂ３］
　（実施例Ｂ３－１）
　実施例Ｂ１－１で得られた複合体１－１を用いて、密度と体積抵抗率との関係を調べた。密度と体積抵抗率との関係を調べるために、四探針法（三菱化学アナリテック株式会社、ロレスターＧＰ）を用いて密度と体積抵抗率とを測定した。ロレスターＧＰに、複合体１－１の紛体サンプル投入し、常温下で上から押しつぶして圧力をかけ、密度の値を小さくしながら体積抵抗率を測定した。測定結果を図２１に示す。例えば、密度０．５８ｇ／ｃｃのときに複合体１－１の体積抵抗率は０．７Ω・ｃｍであった。
　（実施例Ｂ３－２）
　実施例Ｂ１－２で得られた複合体１－１を用いた以外は、実施例Ｂ３－１に記載した方法と全く同様な方法で、密度と体積抵抗率との関係を調べた。測定結果を図２１に示す。例えば、密度０．５８ｇ／ｃｃのときに複合体１－２の体積抵抗率は０．０５Ω・ｃｍであった。
　（比較例Ｂ２－１）
　比較例Ｂ１－１で得られた超極細繊維状炭素を用いた以外は、実施例Ｂ３－１に記載した方法と全く同様な方法で、密度と体積抵抗率との関係を調べた。測定結果を図２１に示す。例えば、密度０．５８ｇ／ｃｃのときに超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）の体積抵抗率は０．０５Ω・ｃｍであった。
　（比較例Ｂ２－２）
　比較例Ｂ１－２で用意したアセチレンブラックを用いた以外は、実施例Ｂ３－１に記載した方法と全く同様な方法で、密度と体積抵抗率との関係を調べた。測定結果を図２１に示す。測定結果を図２１に示す。例えば、密度０．５８ｇ／ｃｃのときにアセチレンブラックの体積抵抗率は０．１２Ω・ｃｍであった。
　〈密度と体積抵抗率との関係〉
　図２１を参照すると、実施例Ｂ１－１で得られた複合体１－１の体積抵抗率は、比較例Ｂ１－２で用意したアセチレンブラックの体積抵抗率よりも高い抵抗率を示したが、実用上問題ないレベルだった。実施例Ｂ１－２で得られた複合体１－２の体積抵抗率は、比較例Ｂ１－１で得られた超極細繊維状炭素の体積抵抗率と略同等～良好であり、比較例Ｂ１－２で用意したアセチレンブラックの体積抵抗率よりも低い抵抗率を示した。以上より、複合体１－１及び複合体１－２は、超極細繊維状炭素に起因する優れた機械的強度（補強効果）を維持しながら、優れた導電性を有することが理解できる。
　（実施例Ｂ３－２）
　実施例Ｂ１－２で得られた複合体１－２を用いて、放電レート特性の評価を行った。
　〈正極の製造〉
　導電助剤として上記作製した複合体１－２を２質量部、正極活物質としてカーボン被覆ＬｉＦｅＰＯ４（宝泉株式会社製、ＳＬＦＰ－ＥＳ０１）９１質量部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンを７質量部、溶液としてＮ－メチルピロリドンを用いることによりスラリーを作製した。作製したスラリーをアルミ箔上に塗布、乾燥、ロールプレスを行うことにより、正極を作製した。電極の厚みは、３５μｍ、電極密度は２．５ｇ／ｃｍ３であった。
　〈セルの製造〉
　上記のように作製した正極を、ポリエチレン多孔質セパレータを介して金属リチウムと対向させ、１ｍｏｌ／Ｌ濃度のＬｉＰＦ６を含むエチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート混合溶液（３／７質量比、キシダ化学社製）からなる電解液を２０３２型コインセルに注入して、電池評価用のハーフセルを作製した。
　〈放電レート特性評価〉
　上記のように作製したセルを用いて、充放電装置にて充放電試験を行った。充電条件は、４．０Ｖまで０．２Ｃ定電流充電後、定電圧充電（０．０１Ｃカットオフ）することとし、１０分間の休止時間をおいてから放電に切り替えた。放電条件としては、下限電圧を２．５Ｖに設定し各放電レートにて定電流放電とした。放電レートは０．２Ｃ→０．５Ｃ→１．０Ｃ→２．０Ｃ→３．０Ｃ→５．０Ｃのように段階的に上げることとした。
　測定された放電レート特性のチャートを図２２に示す。また、電極電位３Ｖカットオフ時における容量維持率（０．２Ｃ放電容量を１００％とする）を下記表Ｂ１に示す。
　（実施例Ｂ３－３）
　導電助剤として実施例Ｂ１－３で得られた複合体１－３を用いた以外は、実施例３－２と同様にレート特性の評価を行った。
　測定された放電レート特性のチャートを図２３に示す。また、電極電位３Ｖカットオフ時における容量維持率（０．２Ｃ放電容量を１００％とする）を下記表Ｂ１に示す。
　（比較例Ｂ３－１）
　導電助剤として比較例Ｂ１－１で得られた超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）を用いた以外は、実施例３－２と同様にレート特性の評価を行った。
　測定された放電レート特性のチャートを図２４に示す。また、電極電位３Ｖカットオフ時における容量維持率（０．２Ｃ放電容量を１００％とする）を下記表Ｂ１に示す。
　（比較例Ｂ３－２）
　導電助剤として比較例Ｂ１－２で用いたアセチレンブラックを用いた以外は、実施例３－２と同様にレート特性の評価を行った。
　測定された放電レート特性のチャートを図２５に示す。また、電極電位３Ｖカットオフ時における容量維持率（０．２Ｃ放電容量を１００％とする）を下記表Ｂ１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　〈第３の本発明〉
　以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。
　実施例における、超極細繊維状炭素の繊維径及び繊維長の測定、並びに超極細繊維状炭素のＸ線回折測定は、それぞれ以下の方法に従って行った。
　超極細繊維状炭素の繊維径及び繊維長の測定、並びに超極細繊維状炭素のＸ線回折測定は、上記と同様に行った。
　［実施例Ｃ１］
　〈超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）の製造〉
　熱可塑樹脂として高密度ポリエチレン（ＨＩ－ＺＥＸ（登録商標）５０００ＳＲ、（株）プライムポリマ－製；３５０℃、６００ｓ－１の溶融粘度１４Ｐａ・ｓ）９０質量部および熱可塑性炭素前駆体として合成メソフェ－ズピッチＡＲ・ＭＰＨ（三菱ガス化学（株）製）１０質量部を同方向二軸押出機（東芝機械（株）製「ＴＥＭ－２６ＳＳ」、バレル温度３１０℃、窒素気流下）で溶融混練して樹脂組成物を調製した。
　上記樹脂組成物をシリンダ－式単孔紡糸機により、３９０℃で紡糸口金より紡糸し、前駆体成形体（熱可塑性炭素前駆体を島成分として含有する海島型複合繊維）を作成した。この前駆体成形体の繊維径は３００μｍであった。次に、前駆体成形体を熱風乾燥機により、空気中において２１５℃で３時間保持することにより、安定化前駆体成形体を得た。
　次に、上記安定化前駆体成形体を、真空ガス置換炉中で、窒素置換を行った後に１ｋＰａまで減圧し、減圧状態下で、５℃／分の昇温速度で５００℃まで昇温し、５００℃で１時間保持することにより、熱可塑性樹脂を除去して繊維状炭素前駆体を形成した。この繊維状炭素前駆体をイオン交換水中に加え、ミキサーで２分間粉砕することにより濃度０．１質量％の繊維状炭素前駆体を分散させた。
　この分散させた繊維状炭素前駆体をアルゴンガス雰囲気下、室温から３時間で３０００℃まで昇温することで黒鉛化して、その後、室温まで自然冷却して乾式ジェットミル装置（Ａ－０ジェットミル、セイシン製）により解砕し、超極細繊維状炭素を製造した。得られた超極細繊維状炭素の平均繊維径は３００ｎｍ、平均繊維長は１６μｍであり、分岐構造は見られなかった。すなわち、直線構造が確認された。また、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ００２が０．３３７５ｎｍであった。ここで、製造された超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図２７に示す。
　〈スラリーの作製〉
　上記のとおりに製造した、５質量部の超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）と、バインダーである、５質量部のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ、日本ゼオン製）と、界面活性剤である、６質量部のエーテル化度０．８、重量平均分子量３０万のカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）と、５００質量部の溶媒である、イオン交換水とを用いて超音波振動にて混合してスラリーを作製した。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製したスラリーを用いて水分散性の評価を目視で行った。水分散性の評価方法は、スラリーを目視で確認して、スラリーが滑らかで、スラリー中に超極細繊維状炭素集合体の凝集体が存在しなければ、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は良好と判断した。一方、スラリー中に目視で確認できる超極細繊維状炭素集合体の凝集体が存在すれば、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は不良と判断した。
　〈電極の作製〉
　上記のとおりに製造した、２質量部の超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）と、バインダーである、１．５質量部のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ、日本ゼオン製）と、界面活性剤である、１．５質量部のエーテル化度０．８、重量平均分子量３０万のカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）と、９５質量部の負極活物質である黒鉛（ＮＩＣＡＢＥＡＤＳ，Ｔｙｐｅ：Ｐ２５Ｂ－ＸＢ，Ｎｉｐｐｏｎ　Ｃａｒｂｏｎ　Ｃｏ．）と、１００質量部のイオン交換水とを混合させ、電極作製スラリーを調製した。調製した電極作製スラリーをドクターブレードにより銅箔上に塗布させ、塗布した電極作製スラリーを１０５℃の熱風乾燥器中で乾燥させることにより、電極シートを作製した。
　〈電極中の分散性評価〉
　上記により作製した電極シートの表面を走査型電子顕微鏡により観察し、超極細繊維状炭素の凝集の有無を確認し、凝集体が存在すれば、電極中の分散性は不良と判断した。
　［実施例Ｃ２］
　〈超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）の製造〉
　乾式ジェットミル装置により解砕しないで、湿式粉砕装置（株式会社スギノマシン社製、スターバースト）により解砕した以外は、実施例Ｃ１と全く同様な方法で超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を製造して、平均繊維長が５μｍである超極細繊維状炭素を得た。
　〈スラリーの作製〉
　上記のとおりに製造した超極細繊維状炭素を用いて、実施例Ｃ１に記載のスラリーの作製の方法と全く同様な方法で作製してスラリーを得た。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製したスラリーを用いて水分散性の評価を実施例Ｃ１と同様に行った。
　［実施例Ｃ３］
　〈超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）の製造〉
　乾式ジェットミル装置により解砕しなかった以外は、実施例Ｃ１と全く同様な方法で超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を製造して、平均繊維長が１６μｍである超極細繊維状炭素を得た。
　〈スラリーの作製〉
　上記のとおりに製造した超極細繊維状炭素を用いて、実施例Ｃ１に記載のスラリーの作製の方法と全く同様な方法で作製してスラリーを得た。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製したスラリーを用いて水分散性の評価を実施例Ｃ１と同様に行った。
　［比較例Ｃ１］
　〈超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）の製造〉
　実施例Ｃ１と全く同様な方法で超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を製造した。
　〈スラリーの作製〉
　上記のとおりに製造した超極細繊維状炭素を用いて、界面活性剤である、６質量部のエーテル化度０．８、重量平均分子量３０万のカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）を用いなかった以外は、実施例Ｃ１に記載のスラリーの作製の方法と全く同様な方法で作製してスラリーを得た。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製したスラリーを用いて水分散性の評価を実施例Ｃ１と同様に行った。
　［実施例Ｃ４］
　〈超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）の製造〉
　実施例Ｃ１と全く同様な方法で超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を製造した。
　〈超極細繊維状炭素繊維の界面活性剤修飾体の製造〉
　２質量部の上記超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を撹拌中の５００質量部のＮ－メチルピロリドン（特級、和光純薬製）中に添加し分散させた。この分散液に、１．５質量部のエーテル化度０．８、重量平均分子量３０万のカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）と、５００質量部のイオン交換水中との溶液を加え、混合溶液を調製した。この混合溶液を加熱濃縮することにより超極細繊維状炭素繊維の界面活性剤修飾体を調製した。
　〈スラリーの作製〉
　上記のとおりに製造した超極細繊維状炭素繊維の界面活性剤修飾体を用いて、実施例Ｃ１に記載のスラリーの組成と同様になるようにスラリーを作製した
　〈水分散性評価〉
　上記により作製したスラリーを用いて水分散性の評価を実施例Ｃ１と同様に行った。
　〈電極の作製〉
　上記のとおりに製造した超極細繊維状炭素繊維の界面活性剤修飾体を用いて、実施例Ｃ１に記載の電極組成と同様になるようにスラリーを調製し、実施例Ｃ１と同様に電極を作製した。
　〈電極中の分散性評価〉
　上記により作製した電極シートの表面を走査型電子顕微鏡により観察し、超極細繊維状炭素の凝集の有無を確認し、凝集体が存在すれば、電極中の分散性は不良と判断した。
　［実施例Ｃ５］
　〈超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）の製造〉
　実施例Ｃ１と全く同様な方法で超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を製造した。
　〈酸化処理超極細繊維状炭素の製造〉
　５ｇの上記超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を撹拌中の５０ｍｌの濃硝酸（６０～６１％、試薬特級、和光純薬製）と１５０ｍｌの濃硫酸（９５．０＋％、試薬特級、和光純薬製）の混合液（混酸）中に添加した。室温にて３時間混合した後に、ろ過により固形物を回収し、その固形物を洗浄液が中性になるまでイオン交換水により洗浄し、固形物を乾燥させることで、酸化処理超極細繊維状炭素を調製した。
　〈酸化処理超極細繊維状炭素の黒鉛構造の評価〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素の黒鉛構造を、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）、および結晶子の大きさＬｃ（００２）を、酸化処理を行っていない超極細繊維状炭素のｄ（００２）の０．３３７２ｎｍ、およびＬｃ（００２）の４７．９ｎｍに対して比較により、評価した。
　〈酸化処理超極細繊維状炭素の残存薬剤の評価〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素を、窒素雰囲気下にて２５℃から５００℃まで１０℃／分により昇温させ、２５℃時点での質量に対する２５℃時点での質量の減少率を測定することにより、酸化処理超極細繊維状炭素に含まれる薬剤等の残存量を測定した。質量減少率が大きいと、非水電解質二次電池に用いた場合に、副反応による電池容量の低下が発生するため好ましくない。
　〈スラリーの作製〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素を用いて、実施例Ｃ１に記載のスラリーの作製の方法と全く同様な方法で作製してスラリーを得た。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製したスラリーを用いて水分散性の評価を実施例Ｃ１と同様に行った。
　〈電極の作製〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素を用いて、実施例Ｃ１に記載の電極組成と同様になるようにスラリーを調製し、実施例Ｃ１と同様に電極を作製した。
　〈電極中の分散性評価〉
　上記により作製した電極シートの表面を走査型電子顕微鏡により観察し、超極細繊維状炭素の凝集の有無を確認し、凝集体が存在すれば、電極中の分散性は不良と判断した。
　［実施例Ｃ６］
　〈超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）の製造〉
　実施例Ｃ１と全く同様な方法で超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を製造した。
　〈酸化処理超極細繊維状炭素の製造〉
　５ｇの上記超極細繊維状炭素（炭素系導電助剤）を撹拌中の２００ｍｌの過酸化水素水（３０．０～３５．５％、試薬特級、和光純薬製）中に添加した。室温にて３時間混合した後に、ろ過により固形物を回収し、その固形物をイオン交換水により洗浄し、固形物を乾燥させることで、酸化処理超極細繊維状炭素を調製した。
　〈酸化処理超極細繊維状炭素の黒鉛構造の評価〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素の黒鉛構造を、粉末Ｘ線回折による黒鉛構造の（００２）面の面間隔ｄ（００２）、および結晶子の大きさＬｃ（００２）を、酸化処理を行っていない超極細繊維状炭素のｄ（００２）の０．３３７２ｎｍ、およびＬｃ（００２）の４７．９ｎｍに対して比較により、評価した。
　〈酸化処理超極細繊維状炭素の残存薬剤の評価〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素を、窒素雰囲気下にて２５℃から５００℃まで１０℃／分により昇温させ、２５℃時点での質量に対する２５℃時点での質量の減少率を測定することにより、酸化処理超極細繊維状炭素に含まれる薬剤等の残存量を測定した。質量減少率が大きいと、非水電解質二次電池に用いた場合に、副反応による電池容量の低下が発生するため好ましくない。
　〈スラリーの作製〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素を用いて、実施例Ｃ１に記載のスラリーの作製の方法と全く同様な方法で作製してスラリーを得た。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製したスラリーを用いて水分散性の評価を実施例Ｃ１と同様に行った。
　〈電極の作製〉
　上記のとおりに製造した酸化処理超極細繊維状炭素を用いて、実施例Ｃ１に記載の電極組成と同様になるようにスラリーを調製し、実施例Ｃ１と同様に電極を作製した。
　〈電極中の分散性評価〉
　上記により作製した電極シートの表面を走査型電子顕微鏡により観察し、超極細繊維状炭素の凝集の有無を確認し、凝集体が存在すれば、電極中の分散性は不良と判断した。
　［水分散性評価結果及び考察］
　実施例Ｃ１で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果を図２８に示す。図２８から明白であるが、実施例Ｃ１で作製されたスラリーは滑らに形成されており、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は良好であった。実施例Ｃ２で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果を図２９に示す。図２９から明白であるが、実施例Ｃ２で作製されたスラリーは滑らに形成されており、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は非常に良好であった。
　実施例Ｃ３で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果を図３０に示す。図３０に示されるとおり、実施例Ｃ３で作製されたスラリー中に超極細繊維状炭素の小さな凝集体が散見された。この凝集体は、解砕工程を経なかったために、超極細繊維状炭素が解砕されず、束状の超極細繊維状炭素が形成されたためと考えられる。
　なお、実施例Ｃ３で作製されたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性は、実施例Ｃ１及び２で作製されたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性よりは良好ではなかったが、実施例Ｃ３で作製されたスラリー中の超極細繊維状炭素集合体の水分散性は、不良のレベルではなく、実用上問題ないレベルであった。
　比較例Ｃ１で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果を図３１に示す。図３１に示されるとおり、比較例Ｃ１で作製されたスラリー中の超極細繊維状炭素は完全に凝集し、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は不良であった。この水分散性不良は、スラリー作成時に界面活性剤を混合しなかったために、超極細繊維状炭素が界面活性剤によって修飾されずに超極細繊維状炭素の疎水性が保持されたためと考えられる。
　実施例Ｃ４で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果を図３２に示す。図３２から明白であるが、実施例Ｃ４で作製されたスラリーは滑らに形成されており、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は良好であった。
　実施例Ｃ５で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果を図３３に示す。図３３から明白であるが、実施例Ｃ５で作製されたスラリーは滑らに形成されており、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は良好であった。
　実施例Ｃ６で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果を図３４に示す。図３４から明白であるが、実施例Ｃ６で作製されたスラリーは滑らに形成されており、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は良好であった。
　［酸化処理超極細繊維状炭素の黒鉛構造の評価］
　実施例Ｃ５で作製された酸化処理超極細繊維状炭素の黒鉛構造の評価は、面間隔ｄ（００２）は０．３３７７ｎｍ、結晶子の大きさＬｃ（００２）は２１．３ｎｍであった。これは、酸化処理を行っていない超極細繊維状炭素に対して面間隔が増大し、結晶子サイズが小さくなっていることを示しており、実用上問題ないレベルであるが、好ましくないものであった。
　また、同様に実施例Ｃ６では、ｄ（００２）は０．３３７３ｎｍ、Ｌｃ（００２）は４７．７ｎｍであった。これは、酸化処理を行っていない超極細繊維状炭素に対して、面間隔が増大し、結晶子サイズが小さくなってはいるが、その変化は小さく、実用上まったく問題ないものであった。
　［酸化処理超極細繊維状炭素の残存薬剤の評価］
　酸化処理を行っていない超極細繊維状炭素の質量減少率は、０．６％であったのに対して、実施例Ｃ６は１．３％と質量減少率はほとんど変わらなかったのに対して、実施例Ｃ５では７．５％と質量減少率が大きく、実施例Ｃ５では非水電解質二次電池に用いた場合に、副反応による電池容量の低下が発生するため好ましくないことが確認された。
　［電極中の分散性評価］
　実施例Ｃ１で作製された電極を用いた電極中の分散性評価の結果を図３５に示す。図３５から明白であるが、実施例Ｃ１で作製された電極中には、超極細繊維状炭素集合体の凝集体が確認され、電極中での分散性は不十分であることが確認された。つまり、スラリーでの水分散性評価結果では、分散性が良好であり、巨視的には分散性が良好であったが、微視的には凝集体を形成しており、本目的に対して好ましくないものであった。
　また、実施例Ｃ４で作製された電極を用いた電極中の分散性評価の結果を図３６に示す。図３６から明白であるが、実施例Ｃ４で作製された電極中には、超極細繊維状炭素集合体が電極中に分散しており、電極中の分散性評価は良好であった。
　また、実施例Ｃ５で作製された電極を用いた電極中の分散性評価の結果を図３７に示す。図３７から明白であるが、実施例Ｃ５で作製された電極中には、超極細繊維状炭素集合体が電極中に分散しており、電極中の分散性評価は良好であった。
　また、実施例Ｃ６で作製された電極を用いた電極中の分散性評価の結果を図３８に示す。図３８から明白であるが、実施例Ｃ６で作製された電極中には、超極細繊維状炭素集合体が電極中に分散しており、電極中の分散性評価は良好であった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
　〈第４の本発明〉
　以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら限定を受けるものではない。
　実施例における、超極細繊維状炭素の繊維径及び繊維長の測定、並びに超極細繊維状炭素のＸ線回折測定は、それぞれ以下の方法に従って行った。
　超極細繊維状炭素の繊維径及び繊維長の測定、並びに超極細繊維状炭素のＸ線回折測定は、上記と同様に行った。
　［実施例Ｄ１］
　〈超極細繊維状炭素の製造〉
　熱可塑樹脂として高密度ポリエチレン（ＨＩ－ＺＥＸ（登録商標）５０００ＳＲ、（株）プライムポリマ－製；３５０℃、６００ｓ－１の溶融粘度１４Ｐａ・ｓ）９０質量部及び熱可塑性炭素前駆体として合成メソフェ－ズピッチＡＲ・ＭＰＨ（三菱ガス化学（株）製）１０質量部を同方向二軸押出機（東芝機械（株）製「ＴＥＭ－２６ＳＳ」、バレル温度３１０℃、窒素気流下）で溶融混練して樹脂組成物を調製した。
　上記樹脂組成物をシリンダ－式単孔紡糸機により、３９０℃で紡糸口金より紡糸し、前駆体成形体（熱可塑性炭素前駆体を島成分として含有する海島型複合繊維）を作成した。この前駆体成形体の繊維径は３００μｍであった。次に、前駆体成形体を熱風乾燥機により、空気中において２１５℃で３時間保持することにより、安定化前駆体成形体を得た。
　次に、上記安定化前駆体成形体を、真空ガス置換炉中で、窒素置換を行った後に１ｋＰａまで減圧し、減圧状態下で、５℃／分の昇温速度で５００℃まで昇温し、５００℃で１時間保持することにより、熱可塑性樹脂を除去して繊維状炭素前駆体を形成した。この繊維状炭素前駆体をイオン交換水中に加え、ミキサーで２分間粉砕することにより濃度０．１質量％の繊維状炭素前駆体を分散させた。この０．１質量％分散液を、１００℃の乾燥機中で乾燥させて超極細繊維状炭素を製造した。得られた超極細繊維状炭素の平均繊維径は３００ｎｍであり、分岐構造は見られなかった。すなわち、直線構造が確認された。粒度分布測定により超極細繊維状炭素の粒度分布を測定すると、平均繊維長が２０μｍであった。また、Ｘ線回折法により測定した（００２）面の平均面間隔ｄ００２が０．３３７５ｎｍであった。ここで、製造された超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）の走査型電子顕微鏡写真（２，０００倍）を図４０に示す。
　〈超極細繊維状炭素集合体の製造〉
　上記により製造された超極細繊維状炭素を超遠心粉砕機（レッチェ社製：ＺＭ１００）、ローターは２４本刃であり、スクリーンの孔径は０．０８ｍｍであり、回転速度は１８０００ｒｐｍであった。）により、処理回数５回で連続処理をして、その後、アルゴンガス雰囲気下、室温から３時間で３０００℃まで昇温することで黒鉛化して、室温まで自然冷却して、複数個の超極細繊維状炭素を集合させて超極細繊維状炭素集合体を製造した。
　〈超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の測定〉
　粒度分布計（画像解析粒度分布計：ジャスコインタナショナル株式会社製ＩＦ－２００ｎａｎｏ、溶媒：エタノール、炭素繊維濃度：０．０５％。）により、上記により製造された超極細繊維状炭素集合体の体積換算粒度分布（％）を測定して、超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布を求めた。
　〈スラリーの作製〉
　上記により製造された、５質量部の超極細繊維状炭素集合体（炭素系導電助剤）と、バインダーである、５質量部のスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ、日本ゼオン製）と、界面活性剤である、６質量部のエーテル化度０．８、重量平均分子量３０万のカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）と、５質量部の溶媒であるイオン交換水とを用いて超音波振動にて混合してスラリーを作製した。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製されたスラリーを用いて水分散性の評価を目視で行った。水分散性の評価方法は、スラリーを目視で確認して、スラリーが滑らかで、スラリー中に超極細繊維状炭素集合体の凝集体が存在しなければ、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は良好と判断した。一方、スラリー中に目視で確認できる超極細繊維状炭素集合体の凝集体が存在すれば、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は不良と判断した。水分散性の評価基準は以下のとおりとした。
　（水分散性評価基準）
　◎：水分散性が非常に良好、
　○：水分散性が良好、
　△：水分散性がやや不良
　×：水分散性が不良
　××：水分散性が非常に不良
　［実施例Ｄ２］
　〈超極細繊維状炭素の製造〉
　実施例Ｄ１に記載の製造方法と全く同様な製造方法で超極細繊維状炭素を製造した。
　〈超極細繊維状炭素集合体（炭素系導電助剤）の製造〉
　超遠心粉砕機による処理回数を１回とした以外は、実施例Ｄ１に記載の製造方法と全く同様な製造方法で超極細繊維状炭素集合体（炭素系導電助剤）を製造した。
　〈超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の測定〉
　実施例Ｄ１に記載の測定方法と全く同様な測定方法で、上記により製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布を求めた。
　〈スラリーの作製〉
　上記により製造された超極細繊維状炭素集合体を用いて、実施例Ｄ１に記載のスラリーの作製方法と全く同様な作製方法でスラリーを作製した。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製されたスラリーを用いて、実施例Ｄ１に記載の評価方法と全く同様な評価方法で水分散性の評価を行った。
　［比較例Ｄ１］
　〈超極細繊維状炭素の製造〉
　実施例Ｄ１に記載の製造方法と全く同様な製造方法で超極細繊維状炭素を製造した。
　〈超極細繊維状炭素集合体（炭素系導電助剤）の製造〉
　上記により製造された超極細繊維状炭素を超遠心粉砕機により処理しなかったこと以外は、実施例Ｄ１に記載の方法と全く同様な方法で超極細繊維状炭素集合体を製造した。
　〈超極細繊維状炭素の繊維長分布の測定〉
　実施例Ｄ１に記載の測定方法と全く同様な測定方法で、上記により製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布を求めた。
　〈スラリーの作製〉
　上記により製造された超極細繊維状炭素集合体を用いて、実施例Ｄ１に記載のスラリーの作製方法と全く同様な作製方法でスラリーを作製した。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製されたスラリーを用いて実施例Ｄ１に記載の評価方法と全く同様な評価方法で水分散性の評価を行った。
　［比較例Ｄ２］
　〈超極細繊維状炭素混合体の製造〉
　実施例Ｄ１に記載の方法と全く同様な方法で製造された超極細繊維状炭素を、湿式粉砕装置（株式会社スギノマシン社製、スターバースト）により粉砕して、平均繊維長５μｍの超極細繊維状炭素（Ｓ－ＣＮＦ）を製造した。そして、この平均繊維長５μｍの超極細繊維状炭素（Ｓ－ＣＮＦ）と、実施例Ｄ１に記載の方法と全く同様な方法で製造された超極細繊維状炭素（ＣＮＦ）とを１：１の質量比で混合をして、超極細繊維状炭素混合体を製造した。
　〈超極細繊維状炭素集合体（炭素系導電助剤）の製造〉
　上記により製造された超極細繊維状炭素混合体の複数個を集合させて超極細繊維状炭素集合体を製造した。
　〈超極細繊維状炭素混合体の繊維長分布の測定〉
　実施例Ｄ１に記載の測定方法と全く同様な測定方法で、上記により製造された超極細繊維状炭素混合体の繊維長分布を求めた。
　〈スラリーの作製〉
　上記により製造された超極細繊維状炭素集合体を用いて、実施例Ｄ１に記載のスラリーの作製方法と全く同様な作製方法でスラリーを作製した。
　〈水分散性評価〉
　上記により作製されたスラリーを用いて実施例Ｄ１に記載の評価方法と全く同様な評価方法で水分散性の評価を行った。
　［繊維長分布結果及び考察］
　実施例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を図４１に示す。図４１を参照すると、実施例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布には第一ピーク及び第二ピークの２つのピークが存在した。繊維長７μｍの第一ピークの体積換算粒度分布（％）の繊維長１８μｍの第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比は５であり、繊維長が短い超極細繊維状炭素の数が多かった（下記の表１を参照）。また、実施例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長の平均値は１７μｍであり、中央値は１５μｍであった（下記の表２を参照）。
　ここで、平均値は、全個数の超極細繊維状炭素の繊維長の値を加算して、超極細繊維状炭素の個数で割った値である。中央値は、超極細繊維状炭素の繊維長が小さいものから順に並べて超極細繊維状炭素の個数順で丁度真ん中の繊維長の値である。繊維長の個数が偶数個の場合は、中央に近い２つの超極細繊維状炭素の繊維長の値の平均値である。超極細繊維状炭素の繊維長のバラツキが大きいほど、平均値と中央値は大きく離れてずれる。
　実施例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を図４２に示す。図４２を参照すると、実施例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布には第一ピーク及び第二ピークの２つのピークが存在した。繊維長１０μｍの第一ピークの体積換算粒度分布（％）の繊維長２５μｍの第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比は３であった。すなわち、実施例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体中に含まれる、１５μｍ以下の繊維長である短い超極細繊維状炭素の体積比率（％）が、実施例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体中に含まれる１５μｍ以下の繊維長である短い超極細繊維状炭素の体積比率（％）よりやや少なかった（下記の表１を参照）。また、実施例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長の平均値は２０μｍであり、中央値は１７μｍであった（下記の表２を参照）。
　比較例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を図４３に示す。図４３を参照すると、比較例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布には繊維長２５μｍの１つのピークが存在した（下記の表１を参照）。また、比較例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長の平均値は２４μｍであり、中央値は１８μｍであった（下記の表２を参照）。
　比較例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布の結果を図４４に示す。図４４を参照すると、比較例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布には２つのピークが存在した。繊維長３μｍのピークの体積換算粒度分布（％）の繊維長２５μｍのピークの体積換算粒度分布（％）に対する比は１であった。すなわち、これらの２つのそれぞれのピークの体積比率は同等で、広い分布をもつことが確認できた（下記の表１を参照）。また、比較例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体の繊維長の平均値は１４μｍであり、中央値は１２μｍであった（下記の表２を参照）。
　［水分散性評価結果及び考察］
　実施例Ｄ１で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果は、表１に示すとおり、非常に良好な◎印評価であった。実施例Ｄ１で作製されたスラリーは滑らに形成されており、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は非常に良好であった。
　実施例Ｄ２で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果は、表１に示すとおり、良好な○印評価であった。実施例Ｄ２で作製されたスラリー中には超極細繊維状炭素の凝集体が散見されたが、これは、実施例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体中に含まれる、１５μｍ超の繊維長である長い超極細繊維状炭素の体積比率（％）が、実施例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体中に含まれる、１５μｍ超の繊維長である長い超極細繊維状炭素の体積比率（％）よりやや多かったため、実施例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体よりも実施例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体の方が超極細繊維状炭素の凝集体が形成されやすかったためと考えられる。しかし、実施例Ｄ２で作製されたスラリーは比較的滑らに形成されて、超極細繊維状炭素集合体の水分散性は良好であった。
　比較例Ｄ１で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果は、表１に示すとおり、やや不良な△印評価であった。比較例Ｄ１で作製されたスラリー中には、超極細繊維状炭素の凝集体が見られた。これは、比較例Ｄ１で製造された超極細繊維状炭素集合体中に含まれる、１５μｍ超の繊維長である長い超極細繊維状炭素に起因した束状の超極細繊維状炭素が形成されたためと考えられる。
　比較例Ｄ２で作製されたスラリーを用いた水分散性の評価の結果は、表１に示すとおり、不良な×印評価であった。比較例Ｄ２で作製されたスラリー中には、超極細繊維状炭素の凝集体が見られた。これは、比較例Ｄ２で製造された超極細繊維状炭素集合体中に含まれる１５μｍ超の繊維長である長い超極細繊維状炭素の体積比率（％）が超極細繊維状炭素集合体全体の体積比率（％）に対して５０体積％以上であることに起因して、束状の超極細繊維状炭素が形成されたためと考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006

Claims (38)

  1. 　電極活物質と、炭素系導電助剤と、バインダーとを少なくとも含む電極活物質層であって、
    　前記炭素系導電助剤が、直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、かつ
    　面方向の最大引張強度σＭ、及び前記最大引張強度σＭに対して面内垂直方向の引張強度σＴが、下記の関係式（ａ）を満たす、電極活物質層：
    　σＭ／σＴ≦１．６　（ａ）
  2. 　前記電極活物質層の総質量に対して、１０質量％以下の前記炭素系導電助剤を含む、請求項１に記載の電極活物質層。
  3. 　前記電極活物質層の総質量に対して、１質量％以上、２５質量％以下のバインダーを含む、請求項１又は２に記載の電極活物質層。
  4. 　前記超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１５μｍである、請求項１～３のいずれか１項に記載の電極活物質層。
  5. 　前記超極細繊維状炭素が、平均繊維長が１μｍ～１５μｍである超極細繊維状炭素と、平均繊維長が１５μｍ超～５０μｍである超極細繊維状炭素とを含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の電極活物質層。
  6. 　請求項１～５のいずれか一項に記載の電極活物質層を含む、非水電解質二次電池。
  7. 　直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、
    　前記超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１５μｍである、
    　炭素系導電助剤。
  8. 　直線構造であって、かつ平均繊維径２００ｎｍ超９００ｎｍ以下の超極細繊維状炭素を含み、
    　前記超極細繊維状炭素が、平均繊維長が１μｍ～１５μｍである超極細繊維状炭素と、平均繊維長が１５μｍ超～５０μｍである超極細繊維状炭素とを含む、
    　炭素系導電助剤。
  9. 　前記超極細繊維状炭素と球状炭素とが一体的に互いに付着されて、前記超極細繊維状炭素と前記球状炭素が均一に混合されてなる複合体を含む、請求項１～５に記載の電極活物質層。
  10. 　超極細繊維状炭素と球状炭素とを含む複合体であって、
    　前記超極細繊維状炭素が直線構造を有し、
    　前記超極細繊維状炭素と前記球状炭素とが一体的に互いに付着されて、前記超極細繊維状炭素と前記球状炭素が均一に混合されてなる、
    　複合体。
  11. 　前記超極細繊維状炭素と前記球状炭素とを乾式複合をすることによって得られる、請求項１０に記載の複合体。
  12. 　前記複合体の密度と前記超極細繊維状炭素の密度とが略同一であるときに、前記複合体が、前記超極細繊維状炭素に対して略同等から５０倍の体積抵抗率を有する、請求項１０又は１１に記載の複合体。
  13. 　前記複合体の密度と前記球状炭素の密度とが略同一であるときに、前記複合体が、前記球状炭素に対して略同等～１／１００倍以下の体積抵抗率を有する、請求項１０～１２のいずれか１項に記載の複合体。
  14. 　前記超極細繊維状炭素と前記球状炭素との質量比が、１：９～５：５である、請求項１０～１３のいずれか１項に記載の複合体。
  15. 　前記超極細繊維状炭素の平均繊維長が１０μｍ超～５０μｍである、請求項１０～１４のいずれか１項に記載の複合体。
  16. 　前記超極細繊維状炭素の平均繊維長が１μｍ～１０μｍである、請求項１０～１４のいずれか１項に記載の複合体。
  17. 　前記球状炭素がカーボンブラックである、請求項１０～１６のいずれか１項に記載の複合体。
  18. 　請求項１０～１７のいずれか１項に記載の複合体を含む、炭素系導電助剤。
  19. 　請求項９に記載の電極活物質層を含む、非水電解質二次電池。
  20. 　直線構造を有する超極細繊維状炭素であって、
    　前記超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾される、
    　及び／又は前記超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理される、
    　超極細繊維状炭素。
  21. 　解砕されてなる、請求項２０に記載の超極細繊維状炭素。
  22. 　乾式粉砕装置及び／又は湿式粉砕装置により解砕されてなる、請求項２１に記載の超極細繊維状炭素。
  23. 　アスペクト比が１～１０００である、請求項２０～２２のいずれか１項に記載の超極細繊維状炭素。
  24. 　請求項２０～２３のいずれか１項に記載の超極細繊維状炭素が集合して成る、超極細繊維状炭素集合体。
  25. 　請求項２０～２３のいずれか１項に記載の超極細繊維状炭素、及び／又は請求項２４に記載の超極細繊維状炭素集合体を含む、炭素系導電助剤。
  26. 　請求項２５に記載の炭素系導電助剤と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料。
  27. 　溶媒として水を更に含む、請求項２６に記載の非水電解質二次電池用電極材料。
  28. 　集電体及び前記集電体上に活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、前記活物質層が請求項２６又は２７に記載の非水電解質二次電池用電極材料から成る、非水電解質二次電池用電極。
  29. 　請求項２８に記載の非水電解質二次電池用電極を含む、非水電解質二次電池。
  30. 　直線構造を有する超極細繊維状炭素が集合して成る超極細繊維状炭素集合体であって、
    　前記超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の前記超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が界面活性剤によって修飾された、及び／又は前記超極細繊維状炭素集合体の少なくとも一部の超極細繊維状炭素の表面の少なくとも一部が酸化処理されて、
    　体積換算粒度分布測定により得られた前記超極細繊維状炭素集合体の繊維長分布において、繊維長１５μｍ以下の第一ピークと繊維長１５μｍ超の第二ピークとを有し、前記第一ピークの体積換算粒度分布（％）の前記第二ピークの体積換算粒度分布（％）に対する比が、３／１以上である、
    　超極細繊維状炭素集合体。
  31. 　前記超極細繊維状炭素集合体の前記超極細繊維状炭素の平均繊維長が２５μｍ以下である、請求項３０に記載の超極細繊維状炭素集合体。
  32. 　超遠心粉砕機により処理されて形成される、請求項３０又は３１に記載の超極細繊維状炭素集合体。
  33. 　前記超極細繊維状炭素集合体の前記超極細繊維状炭素のアスペクト比が１～１０００である、請求項３０～３２のいずれか１項に記載の超極細繊維状炭素集合体。
  34. 　請求項３０～３３のいずれか１項に記載の超極細繊維状炭素集合体を含む、炭素系導電助剤。
  35. 　請求項３４に記載の炭素系導電助剤と、電極活物質と、バインダーとを少なくとも含む非水電解質二次電池用電極材料。
  36. 　溶媒として水を更に含む、請求項３５に記載の非水電解質二次電池用電極材料。
  37. 　集電体及び前記集電体上に活物質層を有する非水電解質二次電池用電極であって、前記活物質層が請求項３５又は３６に記載の非水電解質二次電池用電極材料から成る、非水電解質二次電池用電極。
  38. 　請求項３７に記載の非水電解質二次電池用電極を含む、非水電解質二次電池。
PCT/JP2014/051572 2013-01-25 2014-01-24 非水電解質二次電池用の超極細繊維状炭素、超極細繊維状炭素集合体、複合体、及び電極活物質層 WO2014115852A1 (ja)

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