WO2023074293A1 - 二次電池用導電材分散液、二次電池電極用スラリー、二次電池用電極及び二次電池 - Google Patents

二次電池用導電材分散液、二次電池電極用スラリー、二次電池用電極及び二次電池 Download PDF

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WO2023074293A1
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conductive material
secondary battery
less
electrode
plate
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直樹 高橋
幸枝 伊東
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日本ゼオン株式会社
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    • H01B1/20Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/24Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising carbon-silicon compounds, carbon or silicon
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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a secondary battery conductive material dispersion, a secondary battery electrode slurry, a secondary battery electrode, and a secondary battery.
  • Secondary batteries such as lithium-ion secondary batteries are small, lightweight, have high energy density, and can be repeatedly charged and discharged, and are used in a wide range of applications. Therefore, in recent years, improvements in battery members such as electrodes have been studied for the purpose of further improving the performance of secondary batteries.
  • Electrodes used in secondary batteries usually include a current collector and an electrode mixture layer formed on the current collector.
  • the electrode mixture layer is formed by, for example, applying a secondary battery electrode slurry containing an electrode active material and a conductive material onto a current collector and drying the slurry.
  • Patent Document 1 it is possible to provide an electrode containing a carbon-based material in a uniformly dispersed state, and to provide a battery such as a lithium ion secondary battery having improved electrical characteristics and life characteristics.
  • a conductive material composition containing two or more conductive carbon-based materials selected from the group consisting of carbon nanotubes, graphene, and carbon black and a dispersant is added to an electrode forming slurry It is proposed to use it for a composition (slurry for secondary battery electrodes).
  • the conventional conductive material composition simultaneously solves the two problems of dispersing the electrode active material and conductive material in the secondary battery electrode slurry at a high concentration and reducing the internal resistance in the secondary battery over a long period of time. There is room for improvement in this regard.
  • an object of the present invention is to provide a secondary battery conductive material dispersion that can improve dispersibility in a secondary battery electrode slurry and can reduce internal resistance in a secondary battery over a long period of time. and Another object of the present invention is to provide a secondary battery electrode slurry that is excellent in dispersibility and capable of reducing the internal resistance of a secondary battery over a long period of time. Another object of the present invention is to provide a secondary battery electrode that uses the secondary battery electrode slurry described above and is capable of reducing the internal resistance of the secondary battery over a long period of time. Another object of the present invention is to provide a secondary battery in which the internal resistance is reduced over a long period of time by using the secondary battery electrode slurry.
  • the present inventors have conducted intensive studies with the aim of solving the above problems.
  • the present inventors have found that the fibrous conductive material and the plate-shaped conductive material are included, and the ratio of the length of the fibrous conductive material to the longest length in the plane direction of the plate-shaped conductive material is within a predetermined range, and the plate
  • the present inventors have found that the above problems can be solved by a secondary battery conductive material dispersion in which the aspect ratio in the surface direction of the conductive material is within a predetermined range, and have completed the present invention.
  • the ratio of the length of the fibrous conductive material to the longest length in the plane direction of the plate-shaped conductive material is 0.1 or more and 100 or less, and the aspect ratio of the plate-shaped conductive material in the plane direction is 1 or more and 5 or less.
  • It is a conductive material dispersion for secondary batteries. With such a secondary battery conductive material dispersion, the secondary battery conductive material can improve the dispersibility in the secondary battery electrode slurry and reduce the internal resistance in the secondary battery over a long period of time. It can be a material dispersion.
  • the "fibrous conductive material” means that the ratio (L1/D) of the "length (L1) of the fibrous conductive material” to the “diameter (D) of the fibrous conductive material” is usually 10 or more.
  • the term “plate-shaped conductive material” means, for example, a flat, flat plate-shaped, flaky, or scaly conductive material, and the “plate-shaped conductive material” with respect to the “thickness (T) of the plate-shaped conductive material”
  • the ratio (L2/T) of the longest length (L2) in the plane direction of the material is usually 5 or more, preferably 10 or more, and the "plate-like conductive material” to the "thickness (T) of the plate-like conductive material”
  • the ratio (L3/T) of the shortest length (L3) in the surface direction of the material is usually 1.5 or more, preferably 2 or more, and more preferably 3 or more.
  • the “aspect ratio in the plane direction of the plate-shaped conductive material” means the “shortest length in the plane direction of the plate-shaped conductive material (L3)” versus the “longest length in the plane direction of the plate-shaped conductive material ( L2)” ratio (L2/L3).
  • the shortest length (L3) in the surface direction of the conductive material and the thickness (T) of the plate-shaped conductive material are obtained by taking a photograph using, for example, a scanning electron microscope (SEM), and using this photograph to determine the length.
  • SEM scanning electron microscope
  • N-methylpyrrolidone is used to dilute the total content of the fibrous conductive material and the plate-shaped conductive material to 0.002% by mass, and this diluted solution is Filmix (registered trademark). ) Treat for 30 seconds at a rotational speed of 40 m/s using Model 30-30 (Primix Co.).
  • the diluted liquid is dropped onto the silicon substrate and dried to adhere the fibrous conductive material and the plate-shaped conductive material onto the substrate.
  • an electron microscope S-4700 manufactured by Hitachi High-Technologies Co., Ltd.
  • the fibrous conductive material and plate-shaped conductive material on the substrate were observed at a magnification of 30,000 times.
  • the length of 10 randomly selected fibrous conductive materials and the length (diameter) in the direction perpendicular to the length direction are measured, and the average value of each is "Length of fibrous conductive material (L1)” and “diameter (D) of the fibrous conductive material”, and for the plate-shaped conductive material, the plane direction of 10 randomly selected plate-shaped conductive materials (when the plate-shaped conductive material is graphene Measure the longest length, the shortest length, and the thickness in the plane direction parallel to the graphene layer, and calculate the average values of the respective average values as “the longest length in the plane direction of the plate-shaped conductive material (L2)”, “the plate The shortest length (L3) in the planar direction of the conductive material and the thickness (T) of the conductive plate.
  • the fibrous conductive material preferably has a length of 1 ⁇ m or more and 40 ⁇ m or less. If the length of the fibrous conductive material is equal to or greater than the above lower limit, it is possible to reduce an increase in internal resistance in the secondary battery. Moreover, when the length of the fibrous conductive material is equal to or greater than the above lower limit, the output characteristics of the secondary battery can be further improved. Furthermore, even if the length of the fibrous conductive material is equal to or less than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the longest length in the plane direction of the plate-shaped conductive material is 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. If the longest length in the plane direction of the plate-like conductive material is equal to or more than the above lower limit, the dispersibility can be improved in the slurry for the secondary battery electrode. Further, when the longest length in the surface direction of the plate-like conductive material is equal to or more than the above lower limit, the binding property of the electrode mixture layer in the secondary battery electrode can be improved. On the other hand, if the longest length in the surface direction of the plate-like conductive material is equal to or less than the above upper limit, it is possible to reduce an increase in internal resistance in the secondary battery.
  • the mass ratio of the content of the plate-like conductive material to the content of the fibrous conductive material is preferably 0.5 or more and 20 or less.
  • the mass ratio of the content of the plate-shaped conductive material to the content of the fibrous conductive material is equal to or higher than the above lower limit, it is possible to reduce an increase in internal resistance in the secondary battery.
  • the mass ratio of the content of the plate-shaped conductive material to the content of the fibrous conductive material is equal to or less than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the total content of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material in the secondary battery conductive material dispersion is 5% by mass or more and 50% by mass or less.
  • the dispersibility in the secondary battery electrode slurry can be further improved.
  • the binding of the electrode mixture layer in the secondary battery electrode can be improved.
  • the total content of the plate-like conductive material and the fibrous conductive material in the secondary battery conductive material dispersion is equal to or less than the above upper limit, the secondary battery electrode slurry can be easily prepared.
  • the conductive material dispersion for secondary batteries of the present invention preferably contains an organic solvent. If the secondary battery conductive material dispersion contains an organic solvent, the secondary battery electrode slurry can be easily prepared.
  • the conductive material dispersion for secondary batteries of the present invention preferably contains a dispersant. If the secondary battery conductive material dispersion contains a dispersant, the dispersibility in the secondary battery electrode slurry can be further improved, the increase in internal resistance in the secondary battery can be reduced, and the output characteristics in the secondary battery can be improved. can be improved.
  • the content of the dispersant is 5 parts by mass or more and 200 parts by mass when the total content of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material is 100 parts by mass. It is preferably no more than parts by mass.
  • the content of the dispersing agent is at least the above lower limit, the adhesiveness of the electrode mixture layer can be improved in the secondary battery electrode, and the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the dispersant preferably contains a polymer containing a nitrile group-containing monomer unit and/or an alkylene structural unit. If the polymer of the dispersant contains a nitrile group-containing monomer unit, the dispersibility can be further improved in the slurry for the secondary battery electrode. Further, if the dispersant contains a polymer containing a nitrile group-containing monomer unit, the adhesiveness of the electrode mixture layer can be improved in the secondary battery electrode. If the polymer of the dispersant contains a polymer containing an alkylene structural unit, the increase in internal resistance in the secondary battery can be further reduced.
  • a polymer "containing a monomer unit” means that a structural unit derived from the monomer is contained in the polymer obtained using the monomer.
  • the content of repeating units (monomer units and structural units) in the polymer can be measured using nuclear magnetic resonance (NMR) methods such as 1 H-NMR and 13 C-NMR. .
  • the weight average molecular weight of the dispersant is preferably 10,000 or more and 300,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the dispersant is at least the above lower limit, the adhesiveness of the electrode mixture layer can be improved in the secondary battery electrode.
  • the weight-average molecular weight of the dispersant is equal to or less than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the "weight average molecular weight” can be measured according to the method described in the Examples of the specification.
  • the dispersant preferably has an iodine value of 0.1 g/100 g or more and 70 g/100 g or less. If the iodine value of the dispersant is within the above range, the dispersibility can be further improved in the slurry for secondary battery electrodes. Moreover, if the iodine value of the dispersant is within the above range, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the "iodine value (unit: g/100 g)" can be measured according to the method described in the Examples of the specification.
  • Another object of the present invention is to solve the above problems, and the present invention is a secondary battery electrode slurry comprising an electrode active material and the secondary battery conductive material dispersion. .
  • a secondary battery electrode slurry comprising an electrode active material and the secondary battery conductive material dispersion.
  • Another object of the present invention is to solve the above problems. and a material layer. With such a secondary battery electrode, it is possible to obtain a secondary battery electrode capable of reducing the internal resistance of the secondary battery over a long period of time.
  • Another object of the present invention is to solve the above problems, and the present invention is a secondary battery comprising the above secondary battery electrode.
  • a secondary battery can be a secondary battery whose internal resistance is reduced over a long period of time.
  • the present invention it is possible to provide a secondary battery conductive material dispersion that can improve the dispersibility in the secondary battery electrode slurry and reduce the internal resistance of the secondary battery over a long period of time.
  • a secondary battery electrode slurry that is excellent in dispersibility and capable of reducing internal resistance in a secondary battery over a long period of time.
  • a secondary battery electrode that can reduce internal resistance over a long period of time in a secondary battery by using the secondary battery electrode slurry.
  • the conductive material dispersion for secondary batteries of the present invention (hereinafter also simply referred to as “conductive material dispersion”) can be used as a material for preparing slurry for secondary battery electrodes.
  • the slurry for secondary battery electrodes of the present invention (hereinafter also simply referred to as “slurry for electrodes”) is prepared using the conductive material dispersion of the present invention.
  • the secondary battery electrode of the present invention includes an electrode mixture layer formed from the secondary battery electrode slurry of the present invention.
  • the secondary battery of this invention is equipped with the electrode for secondary batteries of this invention.
  • a conductive material dispersion for a secondary battery of the present invention includes a plate-like conductive material, a fibrous conductive material, and a dispersion medium. Further, in the conductive material dispersion of the present invention, the ratio (L1/L2) of the length (L1) of the fibrous conductive material to the longest length (L2) of the plate-shaped conductive material in the plane direction is 0.1 or more and 100 It is below. Furthermore, in the conductive material dispersion of the present invention, the aspect ratio (L2/L3) in the plane direction of the plate-shaped conductive material is 1 or more and 5 or less. In addition, L3 is the shortest length in the plane direction of the plate-like conductive material. With the conductive material dispersion as described above, it is possible to improve the dispersibility in the secondary battery electrode slurry and reduce the internal resistance in the secondary battery over a long period of time. can. The reason is considered as follows.
  • the fibrous conductive material is in contact with the plate-shaped conductive material, and these form a conductive network. Internal resistance is reduced in the battery.
  • the plate-like conductive material plays the role of islands
  • the fibrous conductive material plays the role of bridges connecting the islands.
  • charging and discharging are repeated, and when this is repeated, expansion and contraction of the electrode are repeated, and the conductive network in the electrode mixture layer is destroyed (in other words, the plate-like
  • the contact between the conductive material (island) and the fibrous conductive material (bridge) is broken), and the internal resistance of the secondary battery increases.
  • the breakage is less likely to occur as the contact between the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material is less likely to come off. Since it is possible to make contact with the fibrous conductive material in various directions, the contact length with the fibrous conductive material tends to be longer. As a result, even if the position of the fibrous conductive material shifts before and after expansion and contraction, the contact between the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material does not easily come off (for a plate-shaped conductive material having an elongated surface, the contact length in the width direction is becomes shorter, so it is easier to come off).
  • the length ratio (L1/L2) is 0.1 or more and the aspect ratio (L2/L3) is 1 or more and 5 or less, so that the electrode expands and contracts. Even if is repeated, the conductive network in the electrode mixture layer is maintained (that is, the contact between the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material is unlikely to come off), and as a result, the internal resistance in the secondary battery is reduced over a long period of time. It is thought that it has become possible to On the other hand, it is thought that the larger L1/L2 is, the better the conductive network can be formed in the electrode mixture layer.
  • the conductive material dispersion of the present invention by setting L1/L2 to 100 or less, poor dispersion of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material is suppressed, and as a result, the dispersibility in the electrode slurry is improved. is thought to have become possible. If L1/L2 is 0.1 or more and L2/L3 is 1 or more and 5 or less, a good conductive network is formed in the electrode mixture layer even before charging and discharging are repeated. Output characteristics can be improved in secondary batteries. Even if L1/L2 is 100 or less, the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material are uniformly dispersed in the electrode mixture layer, so that the output characteristics of the secondary battery can be improved.
  • the length ratio (L1/L2) is preferably 0.5 or more, more preferably 1 or more, still more preferably 3 or more, preferably 50 or less, and 30 or less. more preferably 20 or less, even more preferably 13 or less, even more preferably 10 or less, even more preferably 8 or less, and 5 or less is particularly preferred.
  • the length ratio (L1/L2) is equal to or greater than the above lower limit, it is possible to reduce an increase in internal resistance in the secondary battery. Further, when the length ratio (L1/L2) is at least the above lower limit, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the length ratio (L1/L2) is equal to or less than the above upper limit, dispersibility in the electrode slurry can be further improved. Moreover, even if the length ratio (L1/L2) is equal to or less than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the aspect ratio (L2/L3) is preferably 1 or more and 4 or less, more preferably 1 or more and 3 or less. If the aspect ratio (L2/L3) is within the above range, it is possible to reduce an increase in internal resistance in the secondary battery. Moreover, if the aspect ratio (L2/L3) is within the above range, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the total content of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material in the conductive material dispersion is preferably 5% by mass or more, and 10% by mass when the total mass of the conductive material dispersion is 100% by mass. It is more preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. If the total content of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material in the conductive material dispersion liquid is equal to or higher than the above lower limit, the dispersibility in the electrode slurry can be further improved.
  • the electrode slurry contains a binder
  • the total content of the plate-like conductive material and the fibrous conductive material in the conductive material dispersion is at least the above lower limit, migration of the binder can be suppressed, and as a result, secondary The adhesiveness of the electrode mixture layer can be improved in the battery electrode.
  • migration refers to the poor mobility of a binder or the like as a dispersing component having a high viscosity-imparting ability in a dispersion medium.
  • the viscosity increase of the conductive material dispersion can be suppressed, and the electrode slurry can be easily prepared. can be done.
  • fibrous conductive materials include fibrous metal conductive materials, fibrous carbon conductive materials, etc. Among these, fibrous carbon conductive materials are preferable.
  • fibrous carbon conductive materials include carbon nanotubes (hereinafter also referred to as “CNT”), carbon nanohorns, vapor-grown carbon fibers, and milled carbon fibers.
  • Carbon nanotubes include single-wall carbon nanotubes (SWCNT) and multi-wall carbon nanotubes (MWCNT).
  • SWCNT single-wall carbon nanotubes
  • MWCNT multi-wall carbon nanotubes
  • One type of these fibrous conductive materials may be used alone, or two or more types may be used in combination. Among them, it is preferable to use CNT.
  • CNTs those manufactured by any of known methods such as the arc discharge method, laser vaporization method, and chemical vapor deposition method (hereinafter also referred to as "CVD method") can be used. Moreover, commercially available CNTs can also be used.
  • CVD method chemical vapor deposition method
  • the CVD method is characterized by synthesizing CNTs by bringing a carbon compound, which is a raw material, into contact with a catalyst made of metal fine particles in a high-temperature atmosphere.
  • the CVD method has a high degree of freedom in the CNT production conditions (for example, the type or arrangement of the catalyst, the type of carbon compound, or the reaction conditions, etc.), and is a production method that can produce both SWCNTs and MWCNTs. is attracting attention as
  • the length (L1) of the fibrous conductive material is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, preferably 40 ⁇ m or less, more preferably 35 ⁇ m or less, and 25 ⁇ m or less. is more preferable, and it is even more preferable that it is 20 ⁇ m or less. If the length of the fibrous conductive material is at least the above lower limit, the plate-shaped conductive materials (islands) are connected to each other by a good number of fibrous conductive materials (bridges), and as a result, the output characteristics of the secondary battery are improved. can improve.
  • the length of the fibrous conductive material is equal to or greater than the above lower limit, a good conductive network is maintained, and as a result, an increase in internal resistance in the secondary battery can be reduced. Furthermore, even if the length of the fibrous conductive material is equal to or less than the above upper limit, poor dispersion of the fibrous conductive material is suppressed, so that the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the adjustment of the length of the fibrous conductive material can be performed by a conventionally known method.
  • the length of CNTs produced by the CVD method can be adjusted, for example, by controlling the size and/or density of catalyst particles carried on the substrate. For example, when the density of catalyst particles is increased, the produced CNTs come into contact or close to each other and cannot grow in their lengthwise direction, thereby adjusting the length of the CNTs.
  • the length of the CNTs can also be adjusted by adjusting the introduction amount and introduction time of the source gas.
  • the diameter (D) of the fibrous conductive material is, for example, 1 nm or more, 3 nm or more, 5 nm or more, for example 50 nm or less, 30 nm or less, or 15 nm or less.
  • the content of the fibrous conductive material in the conductive material dispersion is preferably 0.1% by mass or more, and 0.5% by mass or more, when the total mass of the conductive material dispersion is 100% by mass. more preferably 2% by mass or more, preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 6% by mass or less. If the content of the fibrous conductive material in the conductive material dispersion is equal to or higher than the above lower limit, the plate-shaped conductive materials (islands) are connected to each other by a good number of fibrous conductive materials (bridges), and as a result, secondary The output characteristics of the battery can be further improved.
  • the content of the fibrous conductive material in the conductive material dispersion is at least the above lower limit, a good conductive network is maintained, and as a result, an increase in internal resistance in the secondary battery can be reduced.
  • the content of the fibrous conductive material in the conductive material dispersion is equal to or less than the above upper limit, poor dispersion of the fibrous conductive material is suppressed, and as a result, the dispersibility in the electrode slurry can be further improved, and Output characteristics can be further improved in the secondary battery.
  • the plate-shaped conductive material examples include a plate-shaped metal conductive material, a plate-shaped carbon conductive material, and the like, and among these, the plate-shaped carbon conductive material is preferable. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types. Graphene is particularly preferably used as the plate-like conductive material.
  • graphene manufactured by any known method such as a CVD method, a physical peeling method, or a chemical peeling method can be used as the graphene.
  • commercially available graphene can also be used. Note that the production of graphene preferably includes a step of adjusting the size of graphene (miniaturization step).
  • the longest length (L2) in the plane direction of the plate-shaped conductive material is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more, preferably 100 ⁇ m or less, and 15 ⁇ m or less. is more preferably 8 ⁇ m or less, and even more preferably 5 ⁇ m or less. If the longest length in the surface direction of the plate-like conductive material is equal to or more than the above lower limit, poor dispersion of the plate-like conductive material is suppressed, and as a result, the dispersibility in the electrode slurry can be further improved.
  • the longest length in the surface direction of the plate-shaped conductive material is equal to or more than the above lower limit, excessive increase in the specific surface area of the plate-shaped conductive material is suppressed, and as a result, the electrode mixture layer in the secondary battery electrode is reduced. It can improve adhesion.
  • the maximum length in the surface direction of the plate-shaped conductive material is equal to or less than the above upper limit, excessive expansion of the electrode during charging and discharging of the secondary battery is suppressed, and as a result, the internal resistance of the secondary battery does not increase. can be reduced.
  • the size of graphene can be adjusted using a device such as a ball mill, sand mill, pigment disperser, crusher, ultrasonic disperser, homogenizer, or the like.
  • a device such as a ball mill, sand mill, pigment disperser, crusher, ultrasonic disperser, homogenizer, or the like.
  • a high-dispersion device such as a bead mill, a roll mill, or a filmix, since a high shearing force can be applied.
  • Graphene tends to become finer as the shear force during processing increases and as the processing time increases. Therefore, by appropriately selecting the type of refining treatment, treatment conditions, treatment time, etc.
  • the longest length in the plane direction of graphene in the step of adjusting the size of graphene (refining step), the longest length in the plane direction of graphene, the shortest length in the plane direction of graphene
  • the size of the graphene such as the length and thickness of the graphene, can be adjusted. Also, the size of graphene can be adjusted by the sphericity of the raw material (natural graphite, etc.).
  • the shortest length (L3) in the surface direction of the plate-shaped conductive material is, for example, 0.05 ⁇ m or more, may be 0.5 ⁇ m or more, may be 0.8 ⁇ m or more, or may be 1 ⁇ m or more, and may be, for example, 20 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m. It may be less than or equal to 5 ⁇ m, or less than or equal to 3 ⁇ m.
  • the thickness (T) of the plate-shaped conductive material is, for example, 0.3 nm or more, 1 nm or more, 5 nm or more, for example 50 nm or less, 30 nm or less, or 25 nm or less.
  • the content of the plate-shaped conductive material in the conductive material dispersion is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, when the total mass of the conductive material dispersion is 100% by mass. It is preferably 10% by mass or more, more preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less. If the content of the plate-shaped conductive material in the conductive material dispersion is at least the above lower limit, a good conductive network is formed, and as a result, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the content of the plate-shaped conductive material in the conductive material dispersion is equal to or less than the above upper limit, a good conductive network is maintained, and as a result, an increase in internal resistance in the secondary battery can be reduced.
  • the mass ratio (M2/M1) of the content (M2) of the plate-like conductive material to the content (M1) of the fibrous conductive material is preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more. preferably 1 or more, even more preferably 3 or more, preferably 20 or less, more preferably 15 or less, even more preferably 10 or less, and 7 or less It is even more preferred to have
  • the mass ratio (M2/M1) is equal to or higher than the above lower limit, a good conductive network is maintained, and as a result, an increase in internal resistance can be reduced in the secondary battery.
  • the mass ratio (M2/M1) is equal to or less than the above upper limit, a good conductive network is formed, and as a result, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the conductive material dispersion liquid preferably contains an organic solvent as a dispersion medium. If the conductive material dispersion contains an organic solvent, the electrode slurry can be easily prepared.
  • organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol, pentanol, hexanol, heptanol, octanol, nonanol, decanol, and amyl alcohol; ketones such as methyl ethyl ketone and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; ethers such as diethyl ether, dioxane and tetrahydrofuran; amide-based polar organic solvents such as N,N-dimethylformamide and N-methylpyrrolidone (NMP) aromatic
  • the conductive material dispersion preferably contains a dispersant.
  • the dispersant is a polymer capable of dispersing the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material in the dispersion medium when producing the electrode mixture layer. If the conductive material dispersion contains a dispersant, poor dispersion of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material can be suppressed. can be reduced, and the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the dispersant is not particularly limited as long as it is a polymer capable of dispersing the plate-like conductive material and the fibrous conductive material in the dispersion medium when producing the electrode mixture layer.
  • the dispersant preferably contains a (co)polymer containing a nitrile group-containing monomer unit and/or an alkylene structural unit (hereinafter sometimes referred to as "polymer A").
  • polymer A an alkylene structural unit
  • the secondary battery will be prevented from swelling in the electrolytic solution, and as a result, an increase in internal resistance in the secondary battery can be further reduced.
  • the polymer A may optionally further contain repeating units other than the nitrile group-containing monomer unit and the alkylene structural unit (hereinafter referred to as "other repeating units").
  • a nitrile group-containing monomer unit is a repeating unit derived from a nitrile group-containing monomer.
  • nitrile group-containing monomers capable of forming nitrile group-containing monomer units include ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated nitrile monomers.
  • the ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated nitrile monomer is not particularly limited as long as it is an ⁇ , ⁇ -ethylenically unsaturated compound having a nitrile group.
  • Examples include acrylonitrile; ⁇ -chloroacrylonitrile, ⁇ -bromo ⁇ -halogenoacrylonitrile such as acrylonitrile; ⁇ -alkylacrylonitrile such as methacrylonitrile and ⁇ -ethylacrylonitrile; Among them, acrylonitrile and methacrylonitrile are preferable as the nitrile group-containing monomer, and acrylonitrile is more preferable, from the viewpoint of increasing the solubility of the polymer A in the pyrrolidone solvent. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the content ratio of the nitrile group-containing monomer unit in the polymer A is, when the total repeating units in the polymer A is 100% by mass, It is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, still more preferably 30% by mass or more, preferably 50% by mass or less, and 40% by mass or less. more preferred. If the content of the nitrile group-containing monomer unit in the polymer A is at least the above lower limit, the adsorption of the electrode slurry to the electrode active material is further improved, and as a result, the dispersibility in the electrode slurry is improved.
  • the adhesiveness of the electrode mixture layer in the secondary battery electrode can be further improved.
  • the content of the nitrile group-containing monomer unit in the polymer A is at least the above lower limit, the swelling of the secondary battery into the electrolyte is suppressed, and as a result, the internal resistance of the secondary battery does not increase. can be further reduced.
  • the alkylene structural unit is a repeating unit composed only of an alkylene structure represented by the general formula: -C n H 2n - [where n is an integer of 2 or more].
  • the alkylene structural unit may be linear or branched, but from the viewpoint of improving the storage stability of the conductive material dispersion, the alkylene structural unit is linear, that is, a linear alkylene structure. Units are preferred.
  • the method for introducing the alkylene structural unit into the polymer A is not particularly limited, but for example the following methods (1) and (2): (1) A method of converting a conjugated diene monomer unit into an alkylene structural unit by preparing a polymer from a monomer composition containing a conjugated diene monomer and hydrogenating the polymer (2) 1 - A method of preparing a polymer from a monomer composition containing an olefinic monomer. Among these, the method (1) is preferable because the production of the polymer A is easy.
  • Conjugated diene monomers include, for example, conjugated diene compounds having 4 or more carbon atoms such as 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene and 1,3-pentadiene. Among them, 1,3-butadiene is preferred. That is, the alkylene structural unit is preferably a structural unit obtained by hydrogenating a conjugated diene monomer unit (conjugated diene hydride unit), and a structure obtained by hydrogenating a 1,3-butadiene monomer unit Units (1,3-butadiene hydride units) are more preferred.
  • 1-olefin monomers include ethylene, propylene and 1-butene. These conjugated diene monomers and 1-olefin monomers can be used singly or in combination of two or more.
  • the content of the alkylene structural unit in the polymer A is 30% by mass or more when the total repeating units in the polymer A is 100% by mass. is preferably 50% by mass or more, more preferably 60% by mass or more, preferably 80% by mass or less, more preferably 75% by mass or less, 70% by mass or less is more preferable. If the content of the alkylene structural unit in the polymer A is at least the above lower limit, the swelling of the secondary battery in the electrolytic solution is further suppressed, and as a result, the increase in the internal resistance of the secondary battery can be further reduced.
  • the content of the alkylene structural unit in the polymer A is equal to or less than the above upper limit, the solubility in the dispersion medium is improved, and poor dispersion of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material is suppressed. Output characteristics can be further improved in the secondary battery.
  • repeating units described above are not particularly limited, and repeating units derived from known monomers copolymerizable with the above-described monomers, such as (meth)acrylic acid ester monomer units, Examples thereof include hydrophilic group-containing monomer units.
  • Other repeating units include aromatic vinyl monomer units derived from aromatic vinyl monomers such as styrene, ⁇ -methylstyrene, butoxystyrene and vinylnaphthalene. These monomers can be used singly or in combination of two or more.
  • (meth)acryl means acryl and/or methacryl.
  • (Meth)acrylate monomers capable of forming (meth)acrylate monomer units include methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, t-butyl acrylate, acrylic acid alkyl esters such as isobutyl acrylate, n-pentyl acrylate, isopentyl acrylate, hexyl acrylate, heptyl acrylate, octyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, nonyl acrylate, decyl acrylate, lauryl acrylate, n-tetradecyl acrylate, stearyl acrylate; methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, t-butyl me
  • hydrophilic group-containing monomers capable of forming hydrophilic group-containing monomer units include polymerizable monomers having a hydrophilic group.
  • the hydrophilic group-containing monomer includes, for example, a monomer having a carboxylic acid group, a monomer having a sulfonic acid group, a monomer having a phosphoric acid group, and a monomer having a hydroxyl group. is mentioned.
  • Examples of monomers having a carboxylic acid group include monocarboxylic acids and their derivatives, dicarboxylic acids and their acid anhydrides, their derivatives, and the like.
  • Monocarboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid and the like.
  • Monocarboxylic acid derivatives include 2-ethylacrylic acid, isocrotonic acid, ⁇ -acetoxyacrylic acid, ⁇ -trans-aryloxyacrylic acid, ⁇ -chloro- ⁇ -E-methoxyacrylic acid, ⁇ -diaminoacrylic acid and the like. mentioned.
  • Dicarboxylic acids include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid and the like.
  • Dicarboxylic acid derivatives include methylmaleic acid, dimethylmaleic acid, phenylmaleic acid, chloromaleic acid, dichloromaleic acid, fluoromaleic acid, methyl allyl maleate, diphenyl maleate, nonyl maleate, decyl maleate, and dodecyl maleate. , octadecyl maleate, and fluoroalkyl maleate.
  • Acid anhydrides of dicarboxylic acids include maleic anhydride, acrylic anhydride, methyl maleic anhydride, and dimethyl maleic anhydride.
  • an acid anhydride that produces a carboxyl group by hydrolysis can also be used.
  • Examples of monomers having a sulfonic acid group include vinylsulfonic acid, methylvinylsulfonic acid, (meth)allylsulfonic acid, styrenesulfonic acid, ethyl (meth)acrylate-2-sulfonate, and 2-acrylamido-2-methyl. propanesulfonic acid, 3-allyloxy-2-hydroxypropanesulfonic acid, and the like.
  • (meth)allyl means allyl and/or methallyl.
  • Examples of the monomer having a phosphate group include 2-(meth)acryloyloxyethyl phosphate, 2-(meth)acryloyloxyethyl methyl phosphate, and ethyl-(meth)acryloyloxyethyl phosphate.
  • (meth)acryloyl means acryloyl and/or methacryloyl.
  • Examples of monomers having a hydroxyl group include ethylenically unsaturated alcohols such as (meth)allyl alcohol, 3-buten-1-ol, and 5-hexene-1-ol; 2-hydroxyethyl acrylate, 2-acrylate - ethylenic compounds such as hydroxypropyl, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, di-2-hydroxyethyl maleate, di-4-hydroxybutyl maleate, di-2-hydroxypropyl itaconate, etc.
  • ethylenically unsaturated alcohols such as (meth)allyl alcohol, 3-buten-1-ol, and 5-hexene-1-ol
  • 2-hydroxyethyl acrylate, 2-acrylate - ethylenic compounds such as hydroxypropyl, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, di-2-hydroxyethyl maleate, di-4-hydroxybutyl maleate
  • Alkanol esters of unsaturated carboxylic acids general formula: CH 2 ⁇ CR 1 —COO—(C q H 2q O) p —H (wherein p is an integer of 2 to 9, q is an integer of 2 to 4, R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group) esters of polyalkylene glycol and (meth)acrylic acid; 2-hydroxyethyl-2′-(meth)acryloyloxyphthalate, 2-hydroxyethyl-2 '-(Meth)acryloyloxysuccinate and other mono(meth)acrylic acid esters of dihydroxy esters of dicarboxylic acids; vinyl ethers such as 2-hydroxyethyl vinyl ether and 2-hydroxypropyl vinyl ether; (meth)allyl-2-hydroxy Ethyl ether, (meth)allyl-2-hydroxypropyl ether, (meth)allyl-3-hydroxypropyl ether, (meth)allyl-2-hydroxybutyl ether, (meth)
  • the content of the other repeating units in the polymer A is 40% by mass or less when the total repeating units in the polymer A is 100% by mass. is preferably 25% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 1% by mass or less. It is particularly preferred that the polymer A does not contain other repeating units. That is, the polymer A is preferably composed only of nitrile group-containing monomer units and alkylene structural units.
  • the method for preparing the polymer A described above is not particularly limited. It can be prepared by hydrogenating (hydrogenating) the obtained polymer.
  • the content ratio of each monomer in the monomer composition used for preparing the polymer A can be determined according to the content ratio of each repeating unit in the polymer A.
  • the polymerization mode is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a bulk polymerization method, and an emulsion polymerization method can be used.
  • As the polymerization reaction any reaction such as ionic polymerization, radical polymerization, and living radical polymerization can be used.
  • the method for hydrogenating the polymer is not particularly limited, and a general method using a catalyst (see, for example, WO 2012/165120, WO 2013/080989 and JP 2013-8485). Available.
  • the weight average molecular weight of the dispersant is preferably 10,000 or more, more preferably 30,000 or more, preferably 300,000 or less, and more preferably 250,000 or less, It is more preferably 150,000 or less.
  • the weight average molecular weight of the dispersant is at least the above lower limit, the adhesiveness of the electrode mixture layer can be improved in the secondary battery electrode.
  • the weight-average molecular weight of the dispersant is equal to or less than the above upper limit, poor dispersion of the plate-like conductive material and fibrous conductive material is suppressed, and the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the iodine value of the dispersant is preferably 0.1 g/100 g or more, more preferably 0.5 g/100 g or more, still more preferably 1 g/100 g or more, and 5 g/100 g or more. is even more preferably 70 g/100 g or less, more preferably 50 g/100 g or less, even more preferably 20 g/100 g or less, and even more preferably 10 g/100 g or less. If the iodine value of the dispersant is within the above range, the dispersibility in the electrode slurry can be further improved. Moreover, if the iodine value of the dispersant is within the above range, the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the content of the dispersant is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, when the total content of the plate-like conductive material and the fibrous conductive material is 100 parts by mass. It is more preferably 20 parts by mass or more, preferably 200 parts by mass or less, more preferably 100 parts by mass or less, and even more preferably 50 parts by mass or less. If the content of the dispersant is at least the above lower limit, poor dispersion of the plate-like conductive material and the fibrous conductive material is suppressed, and as a result, the binding of the electrode mixture layer in the secondary battery electrode can be improved. Moreover, the output characteristics of the secondary battery can be further improved. Moreover, even if the content of the dispersant is equal to or less than the above upper limit, the excessive increase in insulation due to the dispersant is suppressed, so that the output characteristics of the secondary battery can be further improved.
  • the conductive material dispersion may optionally contain other ingredients.
  • Other components include, for example, a viscosity modifier, a reinforcing material, an antioxidant, and an electrolytic solution additive having a function of suppressing decomposition of the electrolytic solution.
  • Known components can be used for these components. These other components may be used singly or in combination of two or more.
  • the conductive material dispersion of the present invention does not normally contain an electrode active material (positive electrode active material, negative electrode active material).
  • the conductive material dispersion for a secondary battery of the present invention can be prepared by mixing a plate-like conductive material, a fibrous conductive material, a dispersion medium, and optionally a dispersant and other components. Mixing is not particularly limited, and general mixing devices such as dispersers, mills and kneaders can be used.
  • the secondary battery electrode slurry of the present invention contains an electrode active material and the secondary battery conductive material dispersion of the present invention described above.
  • the electrode slurry of the present invention may further contain at least one selected from the group consisting of a binder, a solvent, and other components.
  • the electrode slurry of the present invention contains an electrode active material, a plate-like conductive material and a fibrous conductive material, a dispersion medium, and optionally a dispersant, a binder, a solvent, and other components.
  • the electrode slurry of the present invention is prepared using the conductive material dispersion of the present invention, it has excellent dispersibility. , it is possible to reduce the internal resistance in the secondary battery over a long period of time.
  • An electrode active material is a material that transfers electrons in an electrode of a secondary battery.
  • the electrode active material is not particularly limited, and known electrode active materials used in secondary batteries can be used.
  • the slurry for electrodes is slurry for lithium ion secondary battery positive electrodes is demonstrated below as an example, this invention is not limited to the following example.
  • Examples of the positive electrode active material to be incorporated in the positive electrode mixture layer of the positive electrode of the lithium ion secondary battery include compounds containing transition metals, such as transition metal oxides, transition metal sulfides, and composites of lithium and transition metals. A metal oxide or the like can be used. Examples of transition metals include Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, and Mo.
  • the positive electrode active material is not particularly limited, and lithium-containing cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), lithium-containing nickel oxide (LiNiO 2 ), Co- Ni—Mn lithium-containing composite oxide, Ni—Mn—Al lithium-containing composite oxide, Ni—Co—Al lithium-containing composite oxide, olivine-type lithium iron phosphate (LiFePO 4 ), olivine-type manganese phosphate Lithium (LiMnPO 4 ), a lithium-rich spinel compound represented by Li 1+x Mn 2-x O 4 (0 ⁇ X ⁇ 2), Li[Ni 0.17 Li 0.2 Co 0.07 Mn 0.56 ] O 2 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 and the like.
  • lithium-containing cobalt oxide LiCoO 2
  • LiMn 2 O 4 lithium manganate
  • LiNiO 2 lithium-containing nickel oxide
  • Co- Ni—Mn lithium-containing composite oxide Ni—Mn—Al lithium-
  • the particle size of the positive electrode active material is not particularly limited, and may be the same as that of conventionally used positive electrode active materials. Moreover, one type of positive electrode active material may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content ratio of the positive electrode active material in the positive electrode slurry is not particularly limited, but is preferably 90% by mass or more and 99% by mass or less based on 100% by mass of the total solid content in the positive electrode slurry.
  • the conductive material dispersion for secondary batteries As the conductive material dispersion for secondary batteries, the conductive material dispersion for secondary batteries of the present invention described above is used.
  • the total content of the plate-like conductive material and the fibrous conductive material in the electrode slurry is preferably 0.1 parts by mass or more when the content of the electrode active material is 100 parts by mass. It is more preferably 0.3 parts by mass or more, still more preferably 0.5 parts by mass or more, preferably 5 parts by mass or less, and more preferably 3 parts by mass or less.
  • the output characteristics of the secondary battery can be further improved, and the increase in internal resistance of the secondary battery can be reduced.
  • the total content of the plate-shaped conductive material and the fibrous conductive material in the electrode slurry is equal to or less than the above upper limit, the dispersibility of the electrode slurry can be improved, and the electrode mixture layer in the secondary battery electrode can improve the adhesion of
  • the binder that can be contained in the electrode slurry of the present invention is not particularly limited as long as it is other than the polymer used in the dispersant described above.
  • PAN polymer used in the dispersant described above.
  • PVOH polyvinyl alcohol
  • One type of binder may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the binder in the electrode slurry is preferably 0.5 parts by mass or more, and 1 part by mass or more in terms of solid content, when the content of the electrode active material is 100 parts by mass. is more preferably 3 parts by mass or less, and more preferably 2 parts by mass or less.
  • the content of the binder in the electrode slurry is at least the above lower limit, the dispersibility of the electrode slurry can be improved, and the binding of the electrode mixture layer in the secondary battery electrode can be improved.
  • the content of the binder in the electrode slurry is equal to or less than the above upper limit, the output characteristics of the secondary battery can be further improved, and the increase in internal resistance of the secondary battery can be reduced.
  • the solvent that can be contained in the electrode slurry of the present invention is not particularly limited, and includes the same dispersion medium that can be contained in the conductive material dispersion of the present invention.
  • Electrode slurry of the present invention are not particularly limited, and include the same components as other components that can be contained in the conductive material dispersion of the present invention.
  • the secondary battery electrode slurry of the present invention can be prepared by mixing an electrode active material, a secondary battery conductive material dispersion, and optionally a dispersant, a binder, a solvent, and other components. .
  • Mixing is not particularly limited, and general mixing devices such as dispersers, mills and kneaders can be used.
  • the secondary battery electrode of the present invention includes a current collector and an electrode mixture layer formed on the current collector using the above-described secondary battery electrode slurry of the present invention.
  • the secondary battery electrode of the present invention can be formed, for example, by applying the electrode slurry of the present invention described above to the surface of a current collector to form a coating film, and then drying the formed coating film. That is, the electrode mixture layer included in the electrode of the present invention is made of the dried electrode slurry of the present invention described above, and usually includes an electrode active material, a plate-like conductive material, and a fibrous conductive material, and optionally , a dispersant, a binder, and other ingredients.
  • each component contained in the electrode mixture layer is the one contained in the electrode slurry, and the preferred abundance ratio of each component is usually the ratio of each component in the electrode slurry. It is the same as the preferred abundance ratio.
  • the secondary battery electrode of the present invention includes the electrode mixture layer formed from the electrode slurry described above, the use of the secondary battery electrode of the present invention can improve the internal resistance of the secondary battery for a long period of time. can be reduced over
  • a material having electrical conductivity and electrochemical durability is used.
  • a current collector for example, a current collector made of iron, copper, aluminum, nickel, stainless steel, titanium, tantalum, gold, platinum, or the like can be used. These materials may be used singly, or two or more of them may be used in combination at any ratio.
  • a step of applying the slurry for a secondary battery electrode of the present invention described above onto a current collector is It can be produced by a method including a step of drying to form an electrode mixture layer on the current collector (drying step).
  • the method for applying the electrode slurry onto the current collector is not particularly limited, and a known method can be used. Specifically, as a coating method, a doctor blade method, a dipping method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method, or the like can be used. At this time, the slurry may be applied to only one side of the current collector, or may be applied to both sides. The thickness of the slurry film on the current collector after application and before drying can be appropriately set according to the thickness of the electrode mixture layer obtained by drying.
  • the method for drying the electrode slurry on the current collector is not particularly limited, and known methods can be used. A drying method by irradiation can be mentioned. By drying the electrode slurry on the current collector in this way, it is possible to form an electrode mixture layer on the current collector and obtain a secondary battery electrode comprising the current collector and the electrode mixture layer. can.
  • the electrode mixture layer may be pressurized using a mold press, a roll press, or the like.
  • the pressure treatment can improve the peel strength of the electrode.
  • the electrode mixture layer is heated to a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the polymer that may be contained in the electrode mixture layer during the pressure treatment, the peel strength of the electrode can be further improved while the density of the electrode mixture layer is further increased. .
  • the electrode mixture layer contains a curable polymer, it is preferable to cure the polymer after forming the electrode mixture layer.
  • the secondary battery of the present invention includes the secondary battery electrode of the present invention described above. Since the secondary battery of the present invention includes the secondary battery electrode including the electrode mixture layer formed using the slurry for the secondary battery electrode of the present invention, the internal resistance can be reduced over a long period of time.
  • the secondary battery of the present invention is preferably a non-aqueous secondary battery, and particularly preferably a lithium ion secondary battery, because the internal resistance can be reduced over a long period of time.
  • a lithium ion secondary battery as the secondary battery of the present invention usually comprises a positive electrode, a negative electrode, an electrolytic solution, and a separator. At least one of the positive electrode and the negative electrode, preferably the positive electrode is.
  • Electrodes other than the secondary battery electrodes described above that can be used in the lithium ion secondary battery as the secondary battery of the present invention are not particularly limited, and known electrodes can be used. Specifically, as electrodes other than the secondary battery electrode described above, an electrode obtained by forming an electrode mixture layer on a current collector using a known manufacturing method can be used.
  • an organic electrolytic solution in which a supporting electrolyte is dissolved in an organic solvent is usually used.
  • Lithium salts for example, are used as supporting electrolytes for lithium ion secondary batteries.
  • lithium salts include LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiAlCl 4 , LiClO 4 , CF 3 SO 3 Li, C4F 9 SO 3 Li, CF 3 COOLi, (CF 3 CO) 2 NLi, ( CF3SO2 ) 2NLi , ( C2F5SO2 ) NLi and the like .
  • LiPF 6 , LiClO 4 and CF 3 SO 3 Li are preferable, and LiPF 6 is particularly preferable, because they are easily dissolved in a solvent and exhibit a high degree of dissociation.
  • one electrolyte may be used alone, or two or more electrolytes may be used in combination at an arbitrary ratio.
  • lithium ion conductivity tends to increase as a supporting electrolyte with a higher degree of dissociation is used, so the lithium ion conductivity can be adjusted depending on the type of supporting electrolyte.
  • the organic solvent used in the electrolytic solution is not particularly limited as long as it can dissolve the supporting electrolyte.
  • Examples include dimethyl carbonate (DMC), ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), propylene carbonate (PC), carbonates such as butylene carbonate (BC) and ethyl methyl carbonate (EMC); esters such as ⁇ -butyrolactone and methyl formate; ethers such as 1,2-dimethoxyethane and tetrahydrofuran; sulfur-containing compounds such as sulfolane and dimethylsulfoxide etc. are preferably used. A mixture of these solvents may also be used.
  • carbonates are preferably used because they have a high dielectric constant and a wide stable potential range, and a mixture of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate is more preferably used.
  • known additives such as vinylene carbonate (VC), fluoroethylene carbonate (FEC), ethyl methyl sulfone, and the like may be added to the electrolytic solution.
  • the separator is not particularly limited, and for example, those described in JP-A-2012-204303 can be used. Among them, the film thickness of the entire separator can be made thin, and as a result, the ratio of the electrode active material in the lithium ion secondary battery can be increased to increase the capacity per volume. Microporous membranes made of resins of the system (polyethylene, polypropylene, polybutene, polyvinyl chloride) are preferred.
  • a lithium-ion secondary battery as a secondary battery of the present invention can be obtained, for example, by stacking a positive electrode and a negative electrode with a separator interposed therebetween, and winding or folding this according to the shape of the battery as necessary to form a battery container. It can be produced by putting it in a battery container, injecting an electrolytic solution into the battery container, and sealing it. In order to prevent an increase in internal pressure of the secondary battery and the occurrence of overcharge/discharge, etc., a fuse, an overcurrent prevention element such as a PTC element, an expanded metal, a lead plate, or the like may be provided as necessary.
  • the shape of the secondary battery may be, for example, coin-shaped, button-shaped, sheet-shaped, cylindrical, rectangular, or flat.
  • the polymer is a hydrogenated polymer obtained by hydrogenating a polymer containing a conjugated diene monomer unit
  • the unhydrogenated conjugated diene monomer unit in the hydrogenated polymer and the hydrogenated The total content ratio of the alkylene structural unit as the conjugated diene monomer unit and the alkylene structural unit agrees with the ratio of the conjugated diene monomer to the total monomers used in the polymerization of the polymer (feed ratio).
  • ⁇ Weight Average Molecular Weight of Dispersant> The weight average molecular weights of the dispersants prepared in Examples and Comparative Examples were measured by gel permeation chromatography (GPC). Specifically, by creating a calibration curve using polystyrene as a standard substance, the weight average molecular weight was calculated as a standard substance conversion value.
  • the measuring apparatus and the measuring conditions were as follows. ⁇ Measuring device>> Column: TSKgel ⁇ -M x 2 ( ⁇ 7.8 mm I.D.
  • Solid content concentration is 75 mass% or more
  • B Solid content concentration is 72.5 mass% or more and less than 75 mass%
  • C Solid content concentration is 70 mass% or more and less than 72.5%
  • D Solid content concentration is 67.5 % by mass or more and less than 70% by mass
  • E Solid content concentration is less than 67.5% by mass
  • ⁇ Binding property of the electrode mixture layer The positive electrode for secondary batteries prepared in Examples and Comparative Examples was cut into a test piece having a length of 100 mm and a width of 10 mm, and the surface having the electrode mixture layer was turned down, and cellophane tape (in accordance with JIS Z1522) was applied to the electrode surface. ) was attached, and stress was measured when one end of the current collector was pulled vertically at a peeling speed of 50 mm/min and peeled off (the cellophane tape was fixed to a test stand). The measurement was carried out three times, and the average value was obtained as the binding strength, and the binding property was evaluated according to the following criteria.
  • a higher binding strength indicates that the positive electrode mixture layer is more strongly adhered to the current collector, and thus has better binding properties.
  • High rate discharge characteristic C3.0 / C0.2 x 100 (%) (1) The higher the value of the high rate discharge characteristic, the better the output characteristic of the secondary battery.
  • the secondary battery was charged at 1 C to a battery voltage of 4.2 V and discharged at 1 C to a battery voltage of 3.0 V in an atmosphere of 45° C., which was repeated 200 times.
  • the IV resistance ( ⁇ ) was obtained by the same method as above, and was taken as the IV resistance ( ⁇ ) after the cycle test.
  • the rate of change (%) was calculated based on the IV resistance value ( ⁇ ) before the cycle test. Based on this rate of change (%) and the IV resistance value ( ⁇ ) after the cycle test, evaluation was made according to the following criteria. The smaller the IV resistance change rate (%) before and after the cycle test, the lower the internal resistance over a long period of time, indicating that the battery characteristics of the secondary battery are excellent.
  • IV resistance change rate of less than 30%
  • B IV resistance change rate of 30% or more and less than 35%
  • C IV resistance change rate of 35% or more and less than 40%
  • D IV resistance change rate of 40% or more and less than 45%
  • E IV resistance change rate is 45% or more
  • Example 1 ⁇ Preparation of copolymer (dispersant)>
  • 240 parts of ion-exchanged water 2.5 parts of sodium alkylbenzenesulfonate as an emulsifier, 35 parts of acrylonitrile as a nitrile group-containing monomer, 0 t-dodecyl mercaptan (TDM) as a chain transfer agent
  • TDM 0 t-dodecyl mercaptan
  • 65 parts of 1,3-butadiene as a conjugated diene monomer was pressurized, and 0.25 part of ammonium persulfate was added as a polymerization initiator, A polymerization reaction was carried out at a reaction temperature of 10°C.
  • a copolymer (NBR) of acrylonitrile and 1,3-butadiene was obtained. Incidentally, the polymerization conversion rate was 85%. Ion-exchanged water was added to the obtained copolymer to obtain a solution adjusted to a total solid concentration of 12% by mass. 400 mL of the resulting solution (48 g of total solids) was put into an autoclave with a volume of 1 L and equipped with a stirrer, nitrogen gas was flowed for 10 minutes to remove dissolved oxygen in the solution, and then palladium acetate was used as a hydrogenation reaction catalyst.
  • 75 mg was dissolved in 180 mL of ion-exchanged water containing 4 times the molar amount of nitric acid relative to palladium (Pd) and added.
  • the contents of the autoclave were heated to 50° C. while the pressure was increased to 3 MPa with hydrogen gas, and the hydrogenation reaction (first stage hydrogenation reaction) was performed for 6 hours. rice field.
  • the autoclave was returned to atmospheric pressure, and 25 mg of palladium acetate as a catalyst for hydrogenation reaction was dissolved in 60 mL of ion-exchanged water containing 4 times the molar amount of nitric acid relative to Pd and added.
  • the contents of the autoclave were heated to 50° C. while the pressure was increased to 3 MPa with hydrogen gas, and the hydrogenation reaction (second stage hydrogenation reaction) was performed for 6 hours. rice field. After that, the content was returned to room temperature, the system was made into a nitrogen atmosphere, and then concentrated using an evaporator until the solid content concentration reached 40% to obtain an aqueous dispersion of a copolymer (dispersant). A portion of this aqueous dispersion was used to measure the iodine value of the dispersant.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • ⁇ Preparation of conductive material dispersion 3 parts of carbon nanotubes (CNT) having a fiber length (L1) of 10 ⁇ m and a diameter (D) of 10 nm as a fibrous conductive material, and a plate-shaped conductive material having a maximum length (L2) in the plane direction of 3 ⁇ m, 15 parts of graphene having a shortest length (L3) in the direction of 1.5 ⁇ m, an aspect ratio (L2/L3) of 2, and a thickness (T) of 10 nm, and 8% NMP of the dispersant obtained as described above.
  • CNT carbon nanotubes
  • ⁇ Preparation of positive electrode slurry 100 parts of a ternary active material (LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , particle size: 10 ⁇ m) having a layered structure as a positive electrode active material, and the conductive material dispersion obtained as described above. 6 parts (concentration of conductive material: 18%), 18.75 parts of 8% NMP solution of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, and an appropriate amount of NMP are added to a container and mixed with a planetary mixer ( 60 rpm, 30 minutes) to prepare a positive electrode slurry.
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • the amount of NMP added was adjusted so that the resulting positive electrode slurry had a viscosity of 3500 mPa ⁇ s or more and 4500 mPa ⁇ s or less.
  • the solid content concentration of the positive electrode slurry was evaluated. Table 1 shows the results.
  • the mixture was cooled to terminate the polymerization reaction to obtain a mixture containing a particulate binder (styrene-butadiene copolymer).
  • a particulate binder styrene-butadiene copolymer
  • unreacted monomers were removed by heating under reduced pressure distillation.
  • the mixture was cooled to 30° C. or less to obtain an aqueous dispersion containing the negative electrode binder.
  • 48.75 parts of artificial graphite and 48.75 parts of natural graphite as negative electrode active materials and 1 part of carboxymethyl cellulose as a thickener were put into a planetary mixer.
  • the mixture was diluted with ion-exchanged water to a solid content concentration of 60%, and then kneaded at a rotation speed of 45 rpm for 60 minutes. After that, 1.5 parts of the aqueous dispersion containing the negative electrode binder obtained as described above was added in terms of the solid content, and kneaded at a rotation speed of 40 rpm for 40 minutes. Then, ion-exchanged water was added so that the viscosity was 3000 ⁇ 500 mPa ⁇ s (measured with a Brookfield viscometer at 25° C. and 60 rpm) to prepare a negative electrode slurry. Next, a copper foil having a thickness of 15 ⁇ m was prepared as a current collector.
  • the negative electrode slurry was applied to both surfaces of the copper foil so that the coating amount after drying was 10 mg/cm 2 , and dried at 60° C. for 20 minutes and 120° C. for 20 minutes. After that, heat treatment was performed at 150° C. for 2 hours to obtain a negative electrode original fabric.
  • This negative electrode material was rolled by a roll press to produce a sheet-like negative electrode comprising negative electrode mixture layers (both sides) having a density of 1.6 g/cm 3 and copper foil. Then, the sheet-shaped negative electrode was cut into a piece having a width of 5.0 cm and a length of 52 cm to obtain a negative electrode for a secondary battery.
  • the positive electrode for a secondary battery and the negative electrode for a secondary battery prepared as described above are arranged so that the electrode mixture layers face each other, and a separator (polyethylene microporous film) having a thickness of 15 ⁇ m is interposed, and the diameter is 20 mm.
  • a core was wound to obtain a wound body. Then, the obtained wound body was compressed in one direction at a speed of 10 mm/sec until the thickness became 4.5 mm.
  • vinylene carbonate 2% by volume (solvent ratio) containing was prepared.
  • the compressed wound body was placed in an aluminum laminate case together with 3.2 g of non-aqueous electrolyte.
  • the opening of the case is sealed with heat, and the secondary battery (lithium ion secondary battery) is installed. Obtained.
  • the resulting secondary battery was evaluated for output characteristics and resistance increase rate after the cycle test. The results are shown in Table 1
  • the plate-shaped conductive material has a maximum length (L2) in the plane direction of 3 ⁇ m, a minimum length (L3) in the plane direction of 0.86 ⁇ m, and an aspect ratio (L2/L3) of 3.5.
  • L2/L3 an aspect ratio
  • the plate-shaped conductive material has a longest length (L2) in the plane direction of 3 ⁇ m, a shortest length (L3) in the plane direction of 0.67 ⁇ m, and an aspect ratio (L2/L3) of 4.5.
  • L2/L3 an aspect ratio
  • the plate-shaped conductive material has a maximum length (L2) in the plane direction of 8 ⁇ m, a minimum length (L3) in the plane direction of 4 ⁇ m, an aspect ratio (L2/L3) of 2, and a thickness (T ) was performed in the same manner as in Example 1 except that 10 nm graphene was used, and various operations, measurements, and evaluations were performed. Table 1 shows the results.
  • the plate-shaped conductive material has a maximum length (L2) in the plane direction of 14 ⁇ m, a minimum length (L3) in the plane direction of 7 ⁇ m, an aspect ratio (L2/L3) of 2, and a thickness (T ) was performed in the same manner as in Example 1 except that 10 nm graphene was used, and various operations, measurements, and evaluations were performed. Table 1 shows the results.
  • the plate-shaped conductive material has a longest length (L2) in the plane direction of 0.12 ⁇ m, a shortest length (L3) in the plane direction of 0.06 ⁇ m, and an aspect ratio (L2/L3) of 2.
  • L2/L3 an aspect ratio
  • Example 7 In the preparation of the conductive material dispersion, various operations, measurements and made an evaluation. Table 1 shows the results.
  • Example 8 In the preparation of the conductive material dispersion, various operations, measurements and made an evaluation. Table 1 shows the results.
  • Example 9 In the preparation of the conductive material dispersion, various operations, measurements and made an evaluation. Table 1 shows the results.
  • Example 10 In the preparation of the conductive material dispersion, various operations, measurements and made an evaluation. Table 1 shows the results.
  • Example 11 In the preparation of the conductive material dispersion, various operations, measurements and made an evaluation. Table 1 shows the results.
  • Example 12 In the preparation of the conductive material dispersion, the amount of the fibrous conductive material added was changed to 1.5 parts, and the added amount of the 8% NMP solution of the dispersant was changed to 61.87 parts (equivalent to 4.95 parts as a solid content). Various operations, measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except that NMP was added so that the solid content concentration of the total amount of the conductive material was changed to 16.5%. Table 1 shows the results.
  • Example 13 In the preparation of the conductive material dispersion, the amount of the fibrous conductive material added was changed to 1 part, and the added amount of the 8% NMP solution of the dispersant was changed to 60 parts (equivalent to 4.8 parts as solid content), Various operations, measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1, except that NMP was added so that the solid content concentration of the total amount of the conductive material was 16%. Table 1 shows the results.
  • Example 14 In the preparation of the conductive material dispersion, the amount of the fibrous conductive material added was changed to 0.8 parts, and the amount added of the 8% NMP solution of the dispersant was changed to 59.25 parts (equivalent to 4.74 parts as a solid content). Various operations, measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except that NMP was added so that the solid content concentration of the total amount of the conductive material was changed to 15.8%. Table 1 shows the results.
  • Example 15 In the preparation of the conductive material dispersion, the amount of the fibrous conductive material added was changed to 0.5 parts, and the added amount of the 8% NMP solution of the dispersant was changed to 58.13 parts (equivalent to 4.65 parts as a solid content). Various operations, measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except that NMP was added so that the solid content concentration of the total amount of the conductive material was changed to 15.5%. Table 1 shows the results.
  • Example 16 In the preparation of the conductive material dispersion, the amount of the plate-shaped conductive material added was changed to 1 part, the 8% NMP solution of the dispersant was changed to 15 parts (equivalent to 1.2 parts as a solid content), and the total amount of the conductive material Various operations, measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1 except that NMP was added so that the solid content concentration of was 4%. Table 1 shows the results.
  • Example 17 Various operations, measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the copolymer (dispersant), the amount of TDM added as the chain polymerization agent was changed to 3 parts. Table 1 shows the results.
  • Example 18 Various operations, measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the copolymer (dispersant), the amount of TDM added as the chain polymerization agent was changed to 0.4 parts. Table 1 shows the results.
  • Example 19 In the preparation of the copolymer (dispersant), the amount of acrylonitrile added as a nitrile group-containing monomer was changed to 45 parts, and the amount of 1,3-butadiene added as a conjugated diene monomer was changed to 55 parts. Various operations, measurements, and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1 except for the above. Table 1 shows the results.
  • Example 20 Various operations, measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1, except that in the preparation of the copolymer (dispersant) the hydrogenation reaction in the second stage was not carried out. Table 1 shows the results.
  • Example 21 In the preparation of the conductive material dispersion, the initial addition amount of the 8% NMP solution of the dispersant was changed to 225 parts (equivalent to 18 parts as solid content), and the solid content concentration of the total amount of the conductive material was not adjusted thereafter. Various operations, measurements and evaluations were carried out in the same manner as in Example 1 except for the above. The solid content concentration of the total amount of the conductive material was 7.4%. Table 1 shows the results.
  • Example 22 Various operations, measurements and evaluations were performed in the same manner as in Example 1, except that polyvinylpyrrolidone (K15, weight average molecular weight: 10,000) was used as the dispersant. Table 1 shows the results. In addition, in Table 1, polyvinylpyrrolidone is described as "PVP".
  • CNTs having a fiber length (L1) of 0.7 ⁇ m and a diameter (D) of 10 nm are used as the fibrous conductive material, and the longest length (L2) in the plane direction is used as the plate-shaped conductive material. is 14 ⁇ m, the shortest length (L3) in the plane direction is 7 ⁇ m, the aspect ratio (L2/L3) is 2, and the thickness (T) is 10 nm. Measurements and evaluations were made. Table 1 shows the results.
  • the plate-shaped conductive material has a maximum length (L2) in the plane direction of 3 ⁇ m, a minimum length (L3) in the plane direction of 0.5 ⁇ m, an aspect ratio (L2/L3) of 6, and a thickness of Various operations, measurements, and evaluations were performed in the same manner as in Example 1, except that graphene with (T) of 10 nm was used. Table 1 shows the results.
  • the conductive material dispersions of Examples 1 to 22 can improve the dispersibility in the positive electrode slurry and reduce the internal resistance in the secondary battery over a long period of time. I understand.
  • the present invention it is possible to provide a secondary battery conductive material dispersion that can improve the dispersibility in the secondary battery electrode slurry and reduce the internal resistance of the secondary battery over a long period of time.
  • a secondary battery electrode slurry that is excellent in dispersibility and capable of reducing internal resistance in a secondary battery over a long period of time.
  • a secondary battery electrode that can reduce internal resistance over a long period of time in a secondary battery by using the secondary battery electrode slurry.

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Abstract

本発明は、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を向上させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用導電材分散液を提供することを目的とする。本発明は、板状導電材と繊維状導電材とを含む、二次電池用導電材分散液であって、前記板状導電材の面方向における最長長さに対する前記繊維状導電材の長さの比が、0.1以上100以下であり、前記板状導電材の面方向におけるアスペクト比が、1以上5以下である、二次電池用導電材分散液である。

Description

二次電池用導電材分散液、二次電池電極用スラリー、二次電池用電極及び二次電池
 本発明は、二次電池用導電材分散液、二次電池電極用スラリー、二次電池用電極及び二次電池に関する。
 リチウムイオン二次電池等の二次電池は、小型で軽量、且つ、エネルギー密度が高く、更に繰り返し充放電が可能という特性があり、幅広い用途に使用されている。そのため、近年では、二次電池の更なる高性能化を目的として、電極等の電池部材の改良が検討されている。
 二次電池に用いられる電極は、通常、集電体と、集電体上に形成された電極合材層とを備えている。そして、この電極合材層は、例えば、電極活物質と、導電材とを含む二次電池電極用スラリーを集電体上に塗布し、乾燥させることにより形成されている。
 近年では、二次電池の更なる性能の向上を達成すべく、電極合材層の形成に用いられる二次電池電極用スラリーの改良が試みられている。例えば、特許文献1では、炭素系素材が均一に分散された状態で含まれている電極の提供を可能にし、より向上した電気的特性及び寿命特性を有するリチウムイオン二次電池等の電池の提供を可能にすることを目的として、炭素ナノチューブ、グラフェン、及びカーボンブラックからなる群より選択された2種以上の伝導性炭素系素材と、分散剤とを含む導電材組成物を、電極形成用スラリー組成物(二次電池電極用スラリー)に用いることが提案されている。
特表2017-500702号公報
 しかしながら、従来の導電材組成物では、二次電池電極用スラリーにおいて電極活物質及び導電材を高濃度で分散させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減するという2つの課題を同時に解決することはできず、この点については改善の余地があった。
 そこで、本発明は、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を向上させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用導電材分散液を提供することを目的とする。
 また、本発明は、分散性に優れていると共に、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池電極用スラリーを提供することを目的とする。
 また、本発明は、上記の二次電池電極用スラリーを使用し、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な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、上記の二次電池電極用スラリーを使用し、内部抵抗が長期にわたって低減された二次電池を提供することを目的とする。
 本発明者らは、上記課題を解決することを目的として鋭意検討を行った。そして、本発明者らは、繊維状導電材と板状導電材とを含み、板状導電材の面方向における最長長さに対する繊維状導電材の長さの比が所定の範囲であり、板状導電材の面方向におけるアスペクト比が所定の範囲である、二次電池用導電材分散液であれば、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させた。
 即ち、この発明は、上記課題を解決することを目的とするものであり、本発明は、板状導電材と繊維状導電材とを含む、二次電池用導電材分散液であって、前記板状導電材の面方向における最長長さに対する前記繊維状導電材の長さの比が、0.1以上100以下であり、前記板状導電材の面方向におけるアスペクト比が、1以上5以下である、二次電池用導電材分散液である。このような二次電池用導電材分散液であれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を向上させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用導電材分散液とすることができる。
 本明細書において、「繊維状導電材」とは、「繊維状導電材の直径(D)」に対する「繊維状導電材の長さ(L1)」の比(L1/D)が、通常10以上の導電材を意味する。
 本明細書において、「板状導電材」とは、例えば、扁平状、平板状、薄片状、鱗片状の導電材を意味し、「板状導電材の厚み(T)」に対する「板状導電材の面方向における最長長さ(L2)」の比(L2/T)が、通常5以上、好ましくは10以上であり、且つ、「板状導電材の厚み(T)」に対する「板状導電材の面方向における最短長さ(L3)」の比(L3/T)が、通常1.5以上、好ましくは2以上、より好ましくは3以上の導電材を意味する。
 本明細書において、「板状導電材の面方向におけるアスペクト比」とは、「板状導電材の面方向における最短長さ(L3)」に対する「板状導電材の面方向における最長長さ(L2)」の比(L2/L3)を意味する。
 本明細書において、「繊維状導電材の長さ(L1)」、「繊維状導電材の直径(D)」、「板状導電材の面方向における最長長さ(L2)」、「板状導電材の面方向における最短長さ(L3)」及び「板状導電材の厚み(T)」は、例えば走査電子顕微鏡(SEM)等を用いて写真を撮影し、この写真を用いて長さを計測することにより算出できる。
 具体的には、まず、N-メチルピロリドンを用いて、繊維状導電材及び板状導電材の合計含有割合が0.002質量%となるように希釈し、この希釈液をフィルミックス(登録商標)30-30型(プライミクス社)を用いて回転速度40m/sで30秒間処理する。次いで、希釈液をシリコン基板上に滴下して乾燥し、基板上に繊維状導電材及び板状導電材を付着させる。電子顕微鏡S-4700((株)日立ハイテクノロジーズ製)を用いて、基板上の繊維状導電材及び板状導電材を倍率30,000倍に拡大して観察し、繊維状導電材については、無作為に選択した10本の繊維状導電材の長さ、及び該長さ方向に対して垂直な方向の長さ(直径)を計測し、それぞれの平均値を「繊維状導電材の長さ(L1)」及び「繊維状導電材の直径(D)」とし、板状導電材については、無作為に選択した10個の板状導電材の面方向(板状導電材がグラフェンの場合には、グラフェン層に平行な面方向)における最長長さ及び最短長さ、並びに厚みを計測し、それぞれの平均値を、「板状導電材の面方向における最長長さ(L2)」、「板状導電材の面方向における最短長さ(L3)」及び「板状導電材の厚み(T)」とする。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記繊維状導電材の長さは、1μm以上40μm以下であることが好ましい。
 繊維状導電材の長さが上記下限以上であれば、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。また、繊維状導電材の長さが上記下限以上であれば、二次電池において出力特性をより向上できる。更に、繊維状導電材の長さが上記上限以下であっても、二次電池において出力特性をより向上できる。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記板状導電材の面方向における最長長さは、0.1μm以上100μm以下であることが好ましい。
 板状導電材の面方向における最長長さが上記下限以上であれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を向上できる。また、板状導電材の面方向における最長長さが上記下限以上であれば、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。一方、板状導電材の面方向における最長長さが上記上限以下であれば、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記繊維状導電材の含有量に対する前記板状導電材の含有量の質量比は、0.5以上20以下であることが好ましい。
 繊維状導電材の含有量に対する板状導電材の含有量の質量比が上記下限以上であれば、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。一方、繊維状導電材の含有量に対する板状導電材の含有量の質量比が上記上限以下であれば、二次電池において出力特性をより向上できる。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記二次電池用導電材分散液中における前記板状導電材及び前記繊維状導電材の合計含有割合は、5質量%以上50質量%以下であることが好ましい。
 二次電池用導電材分散液中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有割合が上記下限以上であれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性をより向上できる。また、二次電池用導電材分散液中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有割合が上記下限以上であれば、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。一方、二次電池用導電材分散液中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有割合が上記上限以下であれば、二次電池電極用スラリーの調製を容易に行うことができる。
 本発明の二次電池用導電材分散液は、有機溶媒を含むことが好ましい。
 二次電池用導電材分散液が有機溶媒を含めば、二次電池電極用スラリーの調製を容易に行うことができる。
 本発明の二次電池用導電材分散液は、分散剤を含むことが好ましい。
 二次電池用導電材分散液が分散剤を含めば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性をより向上でき、二次電池において内部抵抗の上昇を低減でき、且つ、二次電池において出力特性をより向上できる。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記分散剤の含有量は、前記板状導電材及び前記繊維状導電材の合計含有量を100質量部とした場合に、5質量部以上200質量部以下であることが好ましい。
 分散剤の含有量が上記下限以上であれば、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上でき、且つ、二次電池において出力特性を更に向上できる。また、分散剤の含有量が上記上限以下であっても、二次電池において出力特性を更に向上できる。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記分散剤は、ニトリル基含有単量体単位及び/又はアルキレン構造単位を含有する重合体を含むことが好ましい。
 分散剤の重合体がニトリル基含有単量体単位を含有すれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を更に向上できる。また、分散剤がニトリル基含有単量体単位を含有する重合体を含めば、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。
 分散剤の重合体がアルキレン構造単位を含有する重合体を含有すれば、二次電池において内部抵抗の上昇をより低減できる。
 分散剤の重合体がニトリル基含有単量体単位及びアルキレン構造単位を含有すれば、二次電池において出力特性を更に向上できる。
 本明細書において、重合体が「単量体単位を含有する」とは、その単量体を用いて得た重合体中に単量体由来の構造単位が含まれていることを意味する。そして、本明細書において、重合体中の繰り返し単位(単量体単位及び構造単位)の含有割合は、H-NMR及び13C-NMR等の核磁気共鳴(NMR)法を用いて測定できる。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記分散剤の重量平均分子量は、10,000以上300,000以下であることが好ましい。
 分散剤の重量平均分子量が上記下限以上であれば、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。一方、分散剤の重量平均分子量が上記上限以下であれば、二次電池において出力特性を更に向上できる。
 本明細書において、「重量平均分子量」は、本明細書の実施例に記載の方法に従って測定できる。
 本発明の二次電池用導電材分散液において、前記分散剤のヨウ素価は、0.1g/100g以上70g/100g以下であることが好ましい。
 分散剤のヨウ素価が上記範囲内であれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性をより向上できる。また、分散剤のヨウ素価が上記範囲内であれば、二次電池において出力特性をより向上できる。
 本明細書において、「ヨウ素価(単位:g/100g)」は、本明細書の実施例に記載の方法に従って測定できる。
 また、この発明は、上記課題を解決することを目的とするものであり、本発明は、電極活物質と、上記二次電池用導電材分散液とを含む、二次電池電極用スラリーである。このような二次電池電極用スラリーであれば、分散性に優れていると共に、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池電極用スラリーとすることができる。
 また、この発明は、上記課題を解決することを目的とするものであり、本発明は、集電体と、前記集電体上に上記二次電池電極用スラリーを用いて形成された電極合材層とを備える、二次電池用電極である。このような二次電池用電極であれば、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用電極とすることができる。
 また、この発明は、上記課題を解決することを目的とするものであり、本発明は、上記二次電池用電極を備える、二次電池である。このような二次電池であれば、内部抵抗が長期にわたって低減された二次電池とすることができる。
 本発明によれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を向上させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用導電材分散液を提供できる。
 また、本発明によれば、分散性に優れていると共に、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池電極用スラリーを提供できる。
 また、本発明によれば、上記の二次電池電極用スラリーを使用し、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用電極を提供できる。
 また、本発明によれば、上記の二次電池電極用スラリーを使用し、内部抵抗が長期にわたって低減された二次電池を提供できる。
 以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
 ここで、本発明の二次電池用導電材分散液(以下、単に「導電材分散液」ともいう。)は、二次電池電極用スラリーを調製する際の材料として用いることができる。また、本発明の二次電池電極用スラリー(以下、単に「電極用スラリー」ともいう。)は、本発明の導電材分散液を用いて調製される。そして、本発明の二次電池用電極は、本発明の二次電池電極用スラリーから形成される電極合材層を備える。そして、本発明の二次電池は、本発明の二次電池用電極を備える。なお、本発明の二次電池電極用スラリーは、正極に用いることが好ましい。
(二次電池用導電材分散液)
 本発明の二次電池用導電材分散液は、板状導電材と、繊維状導電材と、分散媒とを含む。また、本発明の導電材分散液では、板状導電材の面方向における最長長さ(L2)に対する繊維状導電材の長さ(L1)の比(L1/L2)が、0.1以上100以下である。更に、本発明の導電材分散液では、板状導電材の面方向におけるアスペクト比(L2/L3)が、1以上5以下である。なお、L3は、板状導電材の面方向における最短長さである。
 以上のような導電材分散液であれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を向上させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な導電材分散液とすることができる。その理由は以下の通りであると考えられる。
 まず、電極が備える電極合材層中において、繊維状導電材は板状導電材と接触して、これらは導電ネットワークを形成し、この導電ネットワークを経由して電流が良好に流れるため、二次電池において内部抵抗が低減される。換言すれば、電極合材層中において、板状導電材は島の役割を果たし、繊維状導電材は該島同士を繋ぐ橋の役割を果たしている。二次電池は充放電が繰り返されるものであるところ、これが繰り返されると、それに伴い、電極の膨張と収縮とが繰り返され、電極合材層中の導電ネットワークが破壊され(換言すれば、板状導電材(島)と繊維状導電材(橋)との接触が寸断され)、二次電池の内部抵抗が上昇する。ここで、寸断は、板状導電材と繊維状導電材との接触が外れにくいほど起こりにくくなるところ、細長い面を有する板状導電材よりも、例えば正方形に近い面を有する板状導電材の方が、様々な方向で繊維状導電材と接触することが可能となるため、繊維状導電材との接触長が長くなりやすい。その結果、膨張と収縮の前後で繊維状導電材の位置がずれても、板状導電材と繊維状導電材との接触が外れにくい(細長い面を有する板状導電材では幅方向の接触長が短くなるので外れやすい)。本発明の導電材分散液においては、上記長さ比(L1/L2)を0.1以上とし、且つ、上記アスペクト比(L2/L3)を1以上5以下することにより、電極の膨張と収縮が繰り返されても、電極合材層中の導電ネットワークが維持され(即ち、板状導電材と繊維状導電材との接触が外れにくく)、その結果、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能になったと考えられる。
 その一方で、L1/L2が大きくなるほど、電極合材層中において良好な導電ネットワークが形成され得ると考えられるが、この比が高すぎると、今度は電極合材層の形成に用いられる電極用スラリーにおいて、電極活物質及び導電材を高濃度で分散させることが困難になり、電極用スラリーにおいて分散性が低下する。本発明の導電材分散液においては、L1/L2を100以下とすることにより、板状導電材及び繊維状導電材の分散不良が抑制され、その結果、電極用スラリーにおいて分散性を向上させることが可能になったと考えられる。
 なお、L1/L2を0.1以上とし、且つ、L2/L3を1以上5以下とすれば、充放電が繰り返される前においても電極合材層中で良好な導電ネットワークが形成されるため、二次電池において出力特性を向上できる。また、L1/L2を100以下としても、電極合材層中において板状導電材及び繊維状導電材が均一に分散されるため、二次電池において出力特性を向上できる。
 上記長さ比(L1/L2)は、0.5以上であることが好ましく、1以上であることがより好ましく、3以上であることが更に好ましく、50以下であることが好ましく、30以下であることがより好ましく、20以下であることが更に好ましく、13以下であることが更により好ましく、10以下であることがより一層好ましく、8以下であることが更により一層好ましく、5以下であることが特に好ましい。
 長さ比(L1/L2)が上記下限以上であれば、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。また、長さ比(L1/L2)が上記下限以上であれば、二次電池において出力特性をより向上できる。一方、長さ比(L1/L2)が上記上限以下であれば、電極用スラリーにおいて分散性をより向上できる。また、長さ比(L1/L2)が上記上限以下であっても、二次電池において出力特性をより向上できる。
 上記アスペクト比(L2/L3)は、1以上4以下であることが好ましく、1以上3以下であることがより好ましい。
 アスペクト比(L2/L3)が上記範囲内であれば、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。また、アスペクト比(L2/L3)が上記範囲内であれば、二次電池において出力特性をより向上できる。
 導電材分散液中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有割合は、導電材分散液全体の質量を100質量%とした場合に、5質量%以上であることが好ましく、10質量%以上であることがより好ましく、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
 導電材分散液中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有割合が上記下限以上であれば、電極用スラリーにおいて分散性をより向上できる。また、電極用スラリーがバインダーを含む場合、導電材分散液中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有割合が上記下限以上であれば、バインダーのマイグレーションを抑制でき、その結果、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。ここで、「マイグレーション」とは、高い粘性付与能を有する分散成分としてのバインダー等が分散媒中での運動性が乏しいことに起因して、バインダーを含むスラリーを集電体上に塗布、乾燥して電極合材層を形成する際、熱対流によりバインダー等が集電体とは反対側の電極合材層表面へ偏在することである。
 一方、導電材分散液中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有割合が上記上限以下であれば、導電材分散液の粘度上昇を抑制でき、電極用スラリーの調製を容易に行うことができる。
<繊維状導電材>
 繊維状導電材としては、例えば、繊維状金属導電材、繊維状炭素導電材等が挙げられ、これらの中でも、繊維状炭素導電材が好ましい。繊維状炭素導電材としては、例えば、カーボンナノチューブ(以下、「CNT」ともいう。)、カーボンナノホーン、気相成長炭素繊維、ミルドカーボン繊維等が挙げられる。カーボンナノチューブとしては、単層カーボンナノチューブ(SWCNT)及び多層カーボンナノチューブ(MWCNT)が挙げられる。これらの繊維状導電材は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。中でも、CNTを用いることが好ましい。
 CNTとしては、アーク放電法、レーザー蒸発法、化学気相成長法(以下、「CVD法」ともいう。)等の公知の方法の何れかにより製造したものを用いることができる。また、市販のCNTを用いることもできる。
 例えばCVD法は、高温雰囲気下で原料となる炭素化合物を金属微粒子からなる触媒と接触させてCNTを合成することを特徴としている。CVD法は、CNTの製造条件(例えば、触媒の種類又は配置、炭素化合物の種類、或いは、反応条件等)の自由度が高く、また、SWCNT及びMWCNTの何れであっても製造可能な製造方法として注目されている。
 繊維状導電材の長さ(L1)は、1μm以上であることが好ましく、5μm以上であることがより好ましく、40μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、25μm以下であることが更に好ましく、20μm以下であることが更により好ましい。
 繊維状導電材の長さが上記下限以上であれば、板状導電材(島)同士が良好な本数の繊維状導電材(橋)によって繋がれ、その結果、二次電池において出力特性をより向上できる。また、繊維状導電材の長さが上記下限以上であれば、良好な導電ネットワークが維持され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。更に、繊維状導電材の長さが上記上限以下であっても、繊維状導電材の分散不良を抑制されるため、二次電池において出力特性をより向上できる。
 ここで、繊維状導電材の長さの調整は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、CNTの長さの調整は、CVD法により行うことが好ましい。CVD法によるCNTの長さは、例えば、基板上に担持した触媒粒子のサイズ及び/又は密度を制御することにより調整できる。例えば、触媒粒子の密度を高くすると、生成するCNTは互いに接触又は接近するため、その長さ方向に成長できなくなり、これにより、CNTの長さを調整できる。また、原料ガスの導入量、導入時間を調整することによってもCNTの長さを調整できる。
 繊維状導電材の直径(D)は、例えば1nm以上であり、3nm以上でもよく、5nm以上でもよく、例えば50nm以下であり、30nm以下でもよく、15nm以下でもよい。
 導電材分散液中における繊維状導電材の含有割合は、導電材分散液全体の質量を100質量%とした場合に、0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、2質量%以上であることが更に好ましく、15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、6質量%以下であることが更に好ましい。
 導電材分散液中における繊維状導電材の含有割合が上記下限以上であれば、板状導電材(島)同士が良好な本数の繊維状導電材(橋)によって繋がれ、その結果、二次電池において出力特性をより向上できる。また、導電材分散液中における繊維状導電材の含有割合が上記下限以上であれば、良好な導電ネットワークが維持され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。一方、導電材分散液中における繊維状導電材の含有割合が上記上限以下であれば、繊維状導電材の分散不良が抑制され、その結果、電極用スラリーにおいて分散性をより向上でき、且つ、二次電池において出力特性をより向上できる。
<板状導電材>
 板状導電材としては、例えば、板状金属導電材、板状炭素導電材等が挙げられ、これらの中でも、板状炭素導電材が好ましい。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。板状導電材としては、グラフェンを用いることが特に好ましい。
 グラフェンとしては、CVD法、物理剥離法、化学剥離法等の公知の方法の何れかにより製造したものを用いることができる。また、市販のグラフェンを用いることもできる。
 なお、グラフェンの製造においては、グラフェンの大きさを調整する工程(微細化工程)を含むことが好ましい。
 板状導電材の面方向における最長長さ(L2)は、0.1μm以上であることが好ましく、0.5μm以上であることがより好ましく、100μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、8μm以下であることが更に好ましく、5μm以下であることが更により好ましい。
 板状導電材の面方向における最長長さが上記下限以上であれば、板状導電材の分散不良が抑制され、その結果、電極用スラリーにおいて分散性をより向上できる。また、板状導電材の面方向における最長長さが上記下限以上であれば、板状導電材の比表面積の過度な増加が抑制され、その結果、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。一方、板状導電材の面方向における最長長さが上記上限以下であれば、二次電池の充放電時における電極の過度な膨張が抑制され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。
 ここで、板状導電材の大きさの調整は、従来公知の方法により行うことができる。例えば、グラフェンの大きさの調整は、ボールミル、サンドミル、顔料分散機、擂潰機、超音波分散機、ホモジナイザー等の装置を用いて行うことができる。これらの中でも、高い剪断力を加えることができることから、ビーズミル、ロールミル、フィルミックス等の高分散装置を用いることが特に好ましい。グラフェンは、処理時の剪断力が高いほど、及び、処理時間が長いほど微細化する傾向にある。従って、グラフェンの大きさを調整する工程(微細化工程)における微細化処理の種類、処理条件、処理時間等を適宜選択することにより、グラフェンの面方向における最長長さ、グラフェンの面方向における最短長さ、及びグラフェンの厚み等のグラフェンの大きさを調整できる。また、原料(天然黒鉛等)の球形度等によってもグラフェンの大きさを調整できる。
 板状導電材の面方向における最短長さ(L3)は、例えば0.05μm以上であり、0.5μm以上でもよく、0.8μm以上でもよく、1μm以上でもよく、例えば20μm以下であり、10μm以下でもよく、5μm以下でもよく、3μm以下でもよい。
 板状導電材の厚み(T)は、例えば0.3nm以上であり、1nm以上でもよく、5nm以上でもよく、例えば50nm以下であり、30nm以下でもよく、25nm以下でもよい。
 導電材分散液中における板状導電材の含有割合は、導電材分散液全体の質量を100質量%とした場合に、1質量%以上であることが好ましく、5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましく、30質量%以下であることが更に好ましい。
 導電材分散液中における板状導電材の含有割合が上記下限以上であれば、良好な導電ネットワークが形成され、その結果、二次電池において出力特性をより向上できる。一方、導電材分散液中における板状導電材の含有割合が上記上限以下であれば、良好な導電ネットワークが維持され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。
 繊維状導電材の含有量(M1)に対する板状導電材の含有量(M2)の質量比(M2/M1)は、0.1以上であることが好ましく、0.5以上であることがより好ましく、1以上であることが更に好ましく、3以上であることが更により好ましく、20以下であることが好ましく、15以下であることがより好ましく、10以下であることが更に好ましく、7以下であることが更により好ましい。
 質量比(M2/M1)が上記下限以上であれば、良好な導電ネットワークが維持され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。一方、質量比(M2/M1)が上記上限以下であれば、良好な導電ネットワークが形成され、その結果、二次電池において出力特性をより向上できる
<有機溶媒>
 導電材分散液は、分散媒として有機溶媒を含むことが好ましい。導電材分散液が有機溶媒を含めば、電極用スラリーの調製を容易に行うことができる。
 有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、t-ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、アミルアルコール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリドン(NMP)等のアミド系極性有機溶媒;トルエン、キシレン、クロロベンゼン、オルトジクロロベンゼン、パラジクロロベンゼン等の芳香族炭化水素類等が挙げられる。これらは、1種類を単独で用いてもよいし、2種類以上を混合して用いてもよい。中でも、有機溶媒としては、NMPが好ましい。
<分散剤>
 導電材分散液は、分散剤を含むことが好ましい。分散剤は、電極合材層を作製するに際し、上述した板状導電材及び繊維状導電材を分散媒中に分散させ得る重合体である。
 導電材分散液が分散剤を含めば、板状導電材及び繊維状導電材の分散不良が抑制され、その結果、電極用スラリーにおいて分散性をより向上でき、二次電池において内部抵抗の上昇を低減でき、且つ、二次電池において出力特性をより向上できる。
 分散剤としては、電極合材層を作製するに際し、上述した板状導電材及び繊維状導電材を分散媒中に分散させ得る重合体であれば特に限定されないが、例えば、ニトリル基含有単量体単位を含有する重合体、アルキレン構造単位を含有する重合体、ニトリル基含有単量体単位を含有する重合体及びアルキレン構造単位を含有する共重合体、スチレン-アクリロニトリル-ブタジエン共重合体(ブタジエンユニットは水素化物であっても、水素添加されていないものであってもよい)、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体(ブタジエンユニットは水素化物であってもよい)、ポリブチラール、ポリビニルブチラール、アミド基含有単量体単位を含有する重合体、ポリビニルピロリドン等が挙げられる。これらは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
 分散剤は、ニトリル基含有単量体単位及び/又はアルキレン構造単位を含有する(共)重合体(以下、「重合体A」と称する場合がある。)を含むことが好ましい。
 分散剤の重合体がニトリル基含有単量体単位を含有すれば、電極用スラリーの電極活物質への吸着性が向上し、その結果、電極用スラリーにおいて分散性を更に向上できる。また、分散剤がニトリル基含有単量体単位を含有する重合体を含めば、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。
 分散剤の重合体がアルキレン構造単位を含有する重合体を含有すれば、二次電池の電解液への膨潤が抑制され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇をより低減できる。
 なお、重合体Aは、任意に、ニトリル基含有単量体単位及びアルキレン構造単位以外の繰り返し単位(以下、「その他の繰り返し単位」という。)を更に含有してもよい。
 ニトリル基含有単量体単位は、ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位である。ニトリル基含有単量体単位を形成し得るニトリル基含有単量体としては、α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体が挙げられる。そして、α,β-エチレン性不飽和ニトリル単量体としては、ニトリル基を有するα,β-エチレン性不飽和化合物であれば特に限定されないが、例えば、アクリロニトリル;α-クロロアクリロニトリル、α-ブロモアクリロニトリル等のα-ハロゲノアクリロニトリル;メタクリロニトリル、α-エチルアクリロニトリル等のα-アルキルアクリロニトリル;等が挙げられる。中でも、重合体Aのピロリドン系溶媒への溶解性を高める観点からは、ニトリル基含有単量体としては、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルが好ましく、アクリロニトリルがより好ましい。これらは1種類を単独で、又は、2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 重合体Aがニトリル基含有単量体単位を含有する場合、重合体A中におけるニトリル基含有単量体単位の含有割合は、重合体A中の全繰り返し単位を100質量%とした場合に、10質量%以上であることが好ましく、20質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましく、50質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることがより好ましい。
 重合体A中におけるニトリル基含有単量体単位の含有割合が上記下限以上であれば、電極用スラリーの電極活物質への吸着性がより向上し、その結果、電極用スラリーにおいて分散性を更により向上できる。また、重合体A中におけるニトリル基含有単量体単位の含有割合が上記下限以上であれば、二次電池用電極において電極合材層の結着性をより向上できる。一方、重合体A中におけるニトリル基含有単量体単位の含有割合が上記下限以上であれば、二次電池の電解液への膨潤が抑制され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇をより低減できる。
 アルキレン構造単位は、一般式:-C2n-[ただし、nは2以上の整数]で表されるアルキレン構造のみで構成される繰り返し単位である。アルキレン構造単位は、直鎖状であっても分岐状であってもよいが、導電材分散液の保存安定性を向上させる観点からは、アルキレン構造単位は直鎖状、即ち、直鎖アルキレン構造単位であることが好ましい。
 重合体Aへのアルキレン構造単位の導入方法は、特に限定はされないが、例えば以下の(1)、(2)の方法:
(1)共役ジエン単量体を含む単量体組成物から重合体を調製し、当該重合体に水素添加することで、共役ジエン単量体単位をアルキレン構造単位に変換する方法
(2)1-オレフィン単量体を含む単量体組成物から重合体を調製する方法
が挙げられる。これらの中でも、重合体Aの製造が容易であることから、(1)の方法が好ましい。
 共役ジエン単量体としては、例えば、1,3-ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン等の炭素数4以上の共役ジエン化合物が挙げられる。中でも、1,3-ブタジエンが好ましい。即ち、アルキレン構造単位は、共役ジエン単量体単位を水素化して得られる構造単位(共役ジエン水素化物単位)であることが好ましく、1,3-ブタジエン単量体単位を水素化して得られる構造単位(1,3-ブタジエン水素化物単位)であることがより好ましい。
 また、1-オレフィン単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、1-ブテン等が挙げられる。
 これらの共役ジエン単量体や1-オレフィン単量体は、1種類を単独で、又は、2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 上記重合体Aがアルキレン構造単位を含有する場合、重合体A中におけるアルキレン構造単位の含有割合は、重合体A中の全繰り返し単位を100質量%とした場合に、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、60質量%以上であることが更に好ましく、80質量%以下であることが好ましく、75質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましい。
 重合体A中におけるアルキレン構造単位の含有割合が上記下限以上であれば、二次電池の電解液への膨潤がより抑制され、その結果、二次電池において内部抵抗の上昇を更に低減できる。一方、重合体A中におけるアルキレン構造単位の含有割合が上記上限以下であれば、分散媒への溶解性が向上して板状導電材及び繊維状導電材の分散不良が抑制され、その結果、二次電池において出力特性をより向上できる。
 上述したその他の繰り返し単位としては、特に限定されることなく、上述した単量体と共重合可能な既知の単量体に由来する繰り返し単位、例えば、(メタ)アクリル酸エステル単量体単位、親水性基含有単量体単位等が挙げられる。また、その他の繰り返し単位としては、スチレン、α-メチルスチレン、ブトキシスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル単量体に由来する芳香族ビニル単量体単位等が挙げられる。これらの単量体は1種類を単独で、又は、2種類以上を組み合わせて用いることができる。
 なお、本明細書において、「(メタ)アクリル」とは、アクリル及び/又はメタクリルを意味する。
 (メタ)アクリル酸エステル単量体単位を形成し得る(メタ)アクリル酸エステル単量体としては、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n-プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、n-ブチルアクリレート、t-ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、n-ペンチルアクリレート、イソペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、ヘプチルアクリレート、オクチルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、デシルアクリレート、ラウリルアクリレート、n-テトラデシルアクリレート、ステアリルアクリレート等のアクリル酸アルキルエステル;メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、n-プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、t-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、n-ペンチルメタクリレート、イソペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、ヘプチルメタクリレート、オクチルメタクリレート、2-エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、デシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、n-テトラデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート等のメタクリル酸アルキルエステル;等が挙げられる。
 親水性基含有単量体単位を形成し得る親水性基含有単量体としては、親水性基を有する重合可能な単量体が挙げられる。具体的には、親水性基含有単量体としては、例えば、カルボン酸基を有する単量体、スルホン酸基を有する単量体、リン酸基を有する単量体、水酸基を有する単量体が挙げられる。
 カルボン酸基を有する単量体としては、モノカルボン酸及びその誘導体や、ジカルボン酸及びその酸無水物並びにそれらの誘導体等が挙げられる。
 モノカルボン酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸等が挙げられる。
 モノカルボン酸誘導体としては、2-エチルアクリル酸、イソクロトン酸、α-アセトキシアクリル酸、β-trans-アリールオキシアクリル酸、α-クロロ-β-E-メトキシアクリル酸、β-ジアミノアクリル酸等が挙げられる。
 ジカルボン酸としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等が挙げられる。
 ジカルボン酸誘導体としては、メチルマレイン酸、ジメチルマレイン酸、フェニルマレイン酸、クロロマレイン酸、ジクロロマレイン酸、フルオロマレイン酸や、マレイン酸メチルアリル、マレイン酸ジフェニル、マレイン酸ノニル、マレイン酸デシル、マレイン酸ドデシル、マレイン酸オクタデシル、マレイン酸フルオロアルキル等のマレイン酸エステルが挙げられる。
 ジカルボン酸の酸無水物としては、無水マレイン酸、アクリル酸無水物、メチル無水マレイン酸、ジメチル無水マレイン酸等が挙げられる。
 また、カルボン酸基を有する単量体としては、加水分解によりカルボキシル基を生成する酸無水物も使用できる。
 その他、マレイン酸モノエチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸モノブチル、マレイン酸ジブチル、フマル酸モノエチル、フマル酸ジエチル、フマル酸モノブチル、フマル酸ジブチル、フマル酸モノシクロヘキシル、フマル酸ジシクロヘキシル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸ジエチル、イタコン酸モノブチル、イタコン酸ジブチル等のα,β-エチレン性不飽和多価カルボン酸のモノエステル及びジエステルも挙げられる。
 スルホン酸基を有する単量体としては、ビニルスルホン酸、メチルビニルスルホン酸、(メタ)アリルスルホン酸、スチレンスルホン酸、(メタ)アクリル酸-2-スルホン酸エチル、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸、3-アリロキシ-2-ヒドロキシプロパンスルホン酸等が挙げられる。
 なお、本明細書において、「(メタ)アリル」とは、アリル及び/又はメタリルを意味する。
 リン酸基を有する単量体としては、リン酸-2-(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸メチル-2-(メタ)アクリロイルオキシエチル、リン酸エチル-(メタ)アクリロイルオキシエチル等が挙げられる。
 なお、本明細書において、「(メタ)アクリロイル」とは、アクリロイル及び/又はメタクリロイルを意味する。
 水酸基を有する単量体としては、(メタ)アリルアルコール、3-ブテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール等のエチレン性不飽和アルコール;アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、メタクリル酸-2-ヒドロキシエチル、メタクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、マレイン酸ジ-2-ヒドロキシエチル、マレイン酸ジ-4-ヒドロキシブチル、イタコン酸ジ-2-ヒドロキシプロピル等のエチレン性不飽和カルボン酸のアルカノールエステル類;一般式:CH=CR-COO-(C2qO)-H(式中、pは2~9の整数、qは2~4の整数、Rは水素原子又はメチル基を表す)で表されるポリアルキレングリコールと(メタ)アクリル酸とのエステル類;2-ヒドロキシエチル-2’-(メタ)アクリロイルオキシフタレート、2-ヒドロキシエチル-2’-(メタ)アクリロイルオキシサクシネート等のジカルボン酸のジヒドロキシエステルのモノ(メタ)アクリル酸エステル類;2-ヒドロキシエチルビニルエーテル、2-ヒドロキシプロピルビニルエーテル等のビニルエーテル類;(メタ)アリル-2-ヒドロキシエチルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-3-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-3-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-4-ヒドロキシブチルエーテル、(メタ)アリル-6-ヒドロキシヘキシルエーテル等のアルキレングリコールのモノ(メタ)アリルエーテル類;ジエチレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル、ジプロピレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル等のポリオキシアルキレングリコールモノ(メタ)アリルエーテル類;グリセリンモノ(メタ)アリルエーテル、(メタ)アリル-2-クロロ-3-ヒドロキシプロピルエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシ-3-クロロプロピルエーテル等の、(ポリ)アルキレングリコールのハロゲン及びヒドロキシ置換体のモノ(メタ)アリルエーテル;オイゲノール、イソオイゲノール等の多価フェノールのモノ(メタ)アリルエーテル及びそのハロゲン置換体;(メタ)アリル-2-ヒドロキシエチルチオエーテル、(メタ)アリル-2-ヒドロキシプロピルチオエーテル等のアルキレングリコールの(メタ)アリルチオエーテル類;等が挙げられる。
 重合体Aがその他の繰り返し単位を含有する場合、重合体A中におけるその他の繰り返し単位の含有割合は、重合体A中の全繰り返し単位を100質量%とした場合に、40質量%以下であることが好ましく、25質量%以下であることがより好ましく、10質量%以下であることが更に好ましく、1質量%以下であることが更により好ましい。
 重合体Aは、その他の繰り返し単位を含有しないことが特に好ましい。即ち、重合体Aは、ニトリル基含有単量体単位及びアルキレン構造単位のみで構成されていることが好ましい。
 上述した重合体Aの調製方法は特に限定されないが、例えば、上述した単量体を含む単量体組成物を、任意に連鎖移動剤の存在下において重合して重合体を得た後、得られた重合体を水素化(水素添加)することで調製できる。
 ここで、重合体Aの調製に用いる単量体組成物中の各単量体の含有割合は、重合体A中の各繰り返し単位の含有割合に準じて定めることができる。
 そして、重合様式は、特に制限なく、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法等の何れの方法も用いることができる。また、重合反応としては、イオン重合、ラジカル重合、リビングラジカル重合等の何れの反応も用いることができる。
 更に、重合体の水素化方法は、特に制限なく、触媒を用いる一般的な方法(例えば、国際公開第2012/165120号、国際公開第2013/080989号及び特開2013-8485号公報参照)を使用できる。
 分散剤の重量平均分子量は、10,000以上であることが好ましく、30,000以上であることがより好ましく、300,000以下であることが好ましく、250,000以下であることがより好ましく、150,000以下であることが更に好ましい。
 分散剤の重量平均分子量が上記下限以上であれば、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。一方、分散剤の重量平均分子量が上記上限以下であれば、板状導電材及び繊維状導電材の分散不良が抑制され、二次電池において出力特性を更に向上できる。
 分散剤のヨウ素価は、0.1g/100g以上であることが好ましく、0.5g/100g以上であることがより好ましく、1g/100g以上であることが更に好ましく、5g/100g以上であることは更により好ましく、70g/100g以下であることが好ましく、50g/100g以下であることがより好ましく、20g/100g以下であることが更に好ましく、10g/100g以下であることが更により好ましい。
 分散剤のヨウ素価が上記範囲内であれば、電極用スラリーにおいて分散性を更に向上できる。また、分散剤のヨウ素価が上記範囲内であれば、二次電池において出力特性を更に向上できる。
 分散剤の含有量は、板状導電材及び繊維状導電材の合計含有量を100質量部とした場合に、5質量部以上であることが好ましく、10質量部以上であることがより好ましく、20質量部以上であることが更に好ましく、200質量部以下であることが好ましく、100質量部以下であることがより好ましく、50質量部以下であることが更に好ましい。
 分散剤の含有量が上記下限以上であれば、板状導電材及び繊維状導電材の分散不良が抑制され、その結果、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上でき、且つ、二次電池において出力特性を更に向上できる。また、分散剤の含有量が上記上限以下であっても、分散剤に起因する過度な絶縁性の増加が抑制されるため、二次電池において出力特性を更に向上できる。
<その他の成分>
 導電材分散液は、任意にその他の成分を含んでもよい。その他の成分としては、例えば、粘度調整剤、補強材、酸化防止剤、電解液の分解を抑制する機能を有する電解液添加剤が挙げられる。これらその成分は、公知のものを使用できる。これらその他の成分は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。なお、本発明の導電材分散液は、通常、電極活物質(正極活物質、負極活物質)を含まない。
(二次電池用導電材分散液の調製方法)
 本発明の二次電池用導電材分散液は、板状導電材、繊維状導電材及び分散媒、並びに、必要に応じて用いられる分散剤及びその他の成分を混合することにより調整できる。混合は、特に限定されず、例えば、ディスパー、ミル、ニーダー等の一般的な混合装置を用いることができる。
(二次電池電極用スラリー)
 本発明の二次電池電極用スラリーは、電極活物質と、上述した本発明の二次電池用導電材分散液とを含む。本発明の電極用スラリーは、バインダーと、溶媒と、その他の成分とからなる群から選択される少なくとも1種を更に含んでもよい。換言すると、本発明の電極用スラリーは、電極活物質と、板状導電材及び繊維状導電材と、分散媒とを含み、任意に、分散剤と、バインダーと、溶媒と、その他の成分とを更に含む。
 そして、本発明の電極用スラリーは、本発明の導電材分散液を用いて調製されているため、分散性に優れており、また、当該電極用スラリーを用いて電極合材層を形成すれば、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能である。
<電極活物質>
 電極活物質は、二次電池の電極において、電子の受け渡しをする物質である。そして、電極活物質としては、特に限定されることなく、二次電池に用いられる既知の電極活物質を用いることができる。
 なお、以下では、一例として電極用スラリーがリチウムイオン二次電池正極用スラリーである場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
〔正極活物質〕
 リチウムイオン二次電池の正極の正極合材層に配合される正極活物質としては、例えば、遷移金属を含有する化合物、例えば、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、リチウムと遷移金属との複合金属酸化物等を用いることができる。なお、遷移金属としては、例えば、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo等が挙げられる。
 具体的には、正極活物質としては、特に限定されることなく、リチウム含有コバルト酸化物(LiCoO)、マンガン酸リチウム(LiMn)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO)、Co-Ni-Mnのリチウム含有複合酸化物、Ni-Mn-Alのリチウム含有複合酸化物、Ni-Co-Alのリチウム含有複合酸化物、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO)、オリビン型リン酸マンガンリチウム(LiMnPO)、Li1+xMn2-x(0<X<2)で表されるリチウム過剰のスピネル化合物、Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O、LiNi0.5Mn1.5等が挙げられる。
 なお、正極活物質の粒子径は、特に限定されることなく、従来使用されている正極活物質と同様とすることができる。また、正極活物質は、1種類を単独で使用してもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 そして、正極用スラリー中の正極活物質の含有割合は、特に限定されないが、正極用スラリー中の全固形分を100質量%として、90質量%以上99質量%以下であることが好ましい。
<二次電池用導電材分散液>
 二次電池用導電材分散液としては、上述した本発明の二次電池用導電材分散液を用いる。
 ここで、電極用スラリー中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有量は、電極活物質の含有量を100質量部とした場合に、0.1質量部以上であることが好ましく、0.3質量部以上であることがより好ましく、0.5質量部以上であることが更に好ましく、5質量部以下であることが好ましく、3質量部以下であることがより好ましい。
 電極用スラリー中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有量が上記下限以上であれば、二次電池において出力特性をより向上でき、且つ、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。一方、電極用スラリー中における板状導電材及び繊維状導電材の合計含有量が上記上限以下であれば、電極用スラリーの分散性を向上でき、且つ、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。
<バインダー>
 本発明の電極用スラリーに含まれ得るバインダーは、上述した分散剤に用いられる重合体以外のものであれば特に限定されず、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等のフッ素含有樹脂、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリビニルアルコール(PVOH)が挙げられ、中でも、フッ素含有樹脂が好ましい。バインダーは、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 電極用スラリー中におけるバインダーの含有量は、固形分換算で、電極活物質の含有量を100質量部とした場合に、0.5質量部以上であることが好ましく、1質量部以上であることがより好ましく、3質量部以下であることが好ましく、2質量部以下であることがより好ましい。
 電極用スラリー中におけるバインダーの含有量が上記下限以上であれば、電極用スラリーの分散性を向上でき、且つ、二次電池用電極において電極合材層の結着性を向上できる。一方、電極用スラリー中におけるバインダーの含有量が上記上限以下であれば、二次電池において出力特性をより向上でき、且つ、二次電池において内部抵抗の上昇を低減できる。
<溶媒>
 本発明の電極用スラリーに含まれ得る溶媒としては、特に限定することなく、本発明の導電材分散液が含み得る分散媒と同様のものが挙げられる。
<その他の成分>
 本発明の電極用スラリーに含まれ得るその他の成分としては、特に限定することなく、本発明の導電材分散液が含み得るその他の成分と同様のものが挙げられる。
(二次電池電極用スラリーの調製方法)
 本発明の二次電池電極用スラリーは、電極活物質と、二次電池用導電材分散液と、任意で、分散剤と、バインダーと、溶媒と、その他の成分とを混合することにより調製できる。混合は、特に限定されず、ディスパー、ミル、ニーダー等の一般的な混合装置を用いることができる。
(二次電池用電極)
 本発明の二次電池用電極は、集電体と、該集電体上に上述した本発明の二次電池電極用スラリーを用いて形成された電極合材層を備える。
 本発明の二次電池用電極は、例えば、上述した本発明の電極用スラリーを集電体の表面に塗布して塗膜を形成した後、形成した塗膜を乾燥することにより、形成できる。即ち、本発明の電極が備える電極合材層は、上述した本発明の電極用スラリーの乾燥物からなり、通常、電極活物質と、板状導電材及び繊維状導電材とを含み、任意に、分散剤と、バインダーと、その他の成分とを更に含む。
 なお、電極合材層中に含まれている各成分は、上記電極用スラリー中に含まれていたものであり、それら各成分の好適な存在比は、通常、電極用スラリー中の各成分の好適な存在比と同じである。
 本発明の二次電池用電極は、上述した電極用スラリーから形成された電極合材層を備えているため、本発明の二次電池用電極を用いることにより、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能である。
<集電体>
 集電体としては、電気導電性を有し、且つ、電気化学的に耐久性のある材料が用いられる。具体的には、集電体としては、例えば、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金等からなる集電体を用い得る。なお、これらの材料は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(二次電池用電極の製造方法)
 本発明の二次電池用電極は、例えば、上述した本発明の二次電池電極用スラリーを集電体上に塗布する工程(塗布工程)と、集電体上に塗布された電極用スラリーを乾燥して集電体上に電極合材層を形成する工程(乾燥工程)とを含む方法により製造できる。
<塗布工程>
 電極用スラリーを集電体上に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。具体的には、塗布方法としては、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法等を用いることができる。この際、スラリーを集電体の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。塗布後乾燥前の集電体上のスラリー膜の厚みは、乾燥して得られる電極合材層の厚みに応じて適宜に設定し得る。
<乾燥工程>
 集電体上の電極用スラリーを乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥法、真空乾燥法、赤外線や電子線等の照射による乾燥法が挙げられる。このように集電体上の電極用スラリーを乾燥することで、集電体上に電極合材層を形成し、集電体と電極合材層とを備える二次電池用電極を得ることができる。
 なお、乾燥工程の後、金型プレス又はロールプレス等を用い、電極合材層に加圧処理を施してもよい。加圧処理により、電極のピール強度を向上させることができる。また、加圧処理時に、電極合材層に含まれ得る重合体のガラス転移温度以上に加温すれば、電極合材層の密度を更に高めつつ、電極のピール強度を一層向上させることができる。また、電極合材層が硬化性の重合体を含む場合は、電極合材層の形成後に重合体を硬化させることが好ましい。
(二次電池)
 本発明の二次電池は、上述した本発明の二次電池用電極を備える。本発明の二次電池は、上述した本発明の二次電池電極用スラリーを用いて形成された電極合材層を備える二次電池用電極を備えているので、内部抵抗を長期にわたって低減できる。本発明の二次電池は、内部抵抗を長期にわたって低減できることから、非水系二次電池であることが好ましく、リチウムイオン二次電池であることが特に好ましい。
 ここで、以下では、一例として、二次電池がリチウムイオン二次電池である場合について説明するが、本発明は下記の一例に限定されるものではない。
 本発明の二次電池としてのリチウムイオン二次電池は、通常、正極、負極、電解液、セパレータを備え、正極及び負極の少なくとも一方、好ましくは正極が、上述した本発明の二次電池用電極である。
<電極>
 本発明の二次電池としてのリチウムイオン二次電池に使用し得る、上述した二次電池用電極以外の電極としては、特に限定されることなく、既知の電極を用いることができる。具体的には、上述した二次電池用電極以外の電極としては、既知の製造方法を用いて電極合材層を集電体上に形成してなる電極を用いることができる。
<電解液>
 電解液としては、通常、有機溶媒に支持電解質を溶解した有機電解液が用いられる。リチウムイオン二次電池の支持電解質としては、例えば、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、例えば、LiPF、LiAsF、LiBF、LiSbF、LiAlCl、LiClO、CFSOLi、C4FSOLi、CFCOOLi、(CFCO)NLi、(CFSONLi、(CSO)NLi等が挙げられる。中でも、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すので、LiPF、LiClO、CFSOLiが好ましく、LiPFが特に好ましい。なお、電解質は1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。通常は、解離度の高い支持電解質を用いるほどリチウムイオン伝導度が高くなる傾向があるので、支持電解質の種類によりリチウムイオン伝導度を調節できる。
 電解液に使用する有機溶媒としては、支持電解質を溶解できるものであれば特に限定されないが、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、エチルメチルカーボネート(EMC)等のカーボネート類;γ-ブチロラクトン、ギ酸メチル等のエステル類;1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;スルホラン、ジメチルスルホキシド等の含硫黄化合物類;等が好適に用いられる。またこれらの溶媒の混合液を用いてもよい。中でも、誘電率が高く、安定な電位領域が広いのでカーボネート類を用いることが好ましく、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物を用いることが更に好ましい。
 また、電解液には、既知の添加剤、例えば、ビニレンカーボネート(VC)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)やエチルメチルスルホン等を添加してもよい。
<セパレータ>
 セパレータとしては、特に限定されることなく、例えば特開2012-204303号公報に記載のものを用いることができる。これらの中でも、セパレータ全体の膜厚を薄くすることができ、これにより、リチウムイオン二次電池内の電極活物質の比率を高くして体積当たりの容量を高くすることができるという点より、ポリオレフィン系(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリ塩化ビニル)の樹脂からなる微多孔膜が好ましい。
(二次電池の製造方法)
 本発明の二次電池としてのリチウムイオン二次電池は、例えば、正極と、負極とを、セパレータを介して重ね合わせ、これを必要に応じて電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口することにより製造できる。二次電池の内部の圧力上昇、過充放電等の発生を防止するために、必要に応じて、ヒューズ、PTC素子等の過電流防止素子、エキスパンドメタル、リード板等を設けてもよい。二次電池の形状は、例えば、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型等、いずれであってもよい。
 以下、本発明について実施例に基づき具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の説明において、量を表す「%」及び「部」は、特に断らない限り、質量基準である。
 また、複数種類の単量体を重合して製造される重合体において、ある単量体を重合して形成される単量体単位の割合は、別に断らない限り、通常は、その重合体の重合に用いる全単量体に占める当該ある単量体の比率(仕込み比)と一致する。
 また、重合体が共役ジエン単量体単位を含有する重合物を水素化してなる水素化重合体である場合に、水素化重合体における、未水添の共役ジエン単量体単位と、水素化された共役ジエン単量体単位としてのアルキレン構造単位との合計含有割合は、重合物の重合に用いた全単量体に占める、共役ジエン単量体の比率(仕込み比)と一致する。
 実施例及び比較例における各種測定及び評価は以下の方法により行った。
<分散剤の重量平均分子量>
 実施例及び比較例で調製した分散剤の重量平均分子量を、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定した。具体的には、ポリスチレンを標準物質として検量線を作成することにより、標準物質換算値としての重量平均分子量を算出した。なお、測定装置及び測定条件は、以下の通りとした。
<<測定装置>>
 カラム:TSKgel α-M×2本(φ7.8mmI.D.×30cm×2本 東ソー社製)
<<測定条件>>
 溶離液:ジメチルホルムアミド(50mM臭化リチウム、10mMリン酸)
 流速:0.5mL/min.
 試料濃度:約0.5g/L(固形分濃度)
 注入量:200μL
 カラム温度:40℃
 検出器:示差屈折率検出器RI(東ソー社製HLC-8320 GPC RI検出器)
 検出器条件:RI:Pol(+),Res(1.0s)
 分子量マーカー:東ソー社製 標準ポリスチレンキットPStQuick K
<分散剤のヨウ素価>
 実施例及び比較例で調製した分散剤の水分散液(NMBに溶媒置換する前のもの)100gを、メタノール1リットルで凝固させた後、温度60℃で12時間真空乾燥した。そして、得られた分散剤のヨウ素価を、JIS K6235(2006)に従って測定した。
<正極用スラリーの固形分濃度>
 B型粘度計(回転速度:60rpm)を用いて25℃で測定した粘度が4000mPa・sとなるように調製した実施例及び比較例の正極用スラリーについて、固形分濃度を求め、以下の基準で評価した。
 固形分濃度が高いほど、正極用スラリーは、電極活物質及び導電材(板状導電材及び繊維状導電材の両方)を高濃度で分散でき、分散性に優れていることを示す。
 A:固形分濃度が75質量%以上
 B:固形分濃度が72.5質量%以上75質量%未満
 C:固形分濃度が70質量%以上72.5%未満
 D:固形分濃度が67.5質量%以上70質量%未満
 E:固形分濃度が67.5質量%未満
<電極合材層の結着性>
 実施例及び比較例で作製した二次電池用正極を、長さ100mm、幅10mmに切り出し試験片とし、電極合材層を有する面を下にして、電極表面にセロハンテープ(JIS Z1522に準拠するもの)を貼り付け、集電体の一端を垂直方向に剥離速度50mm/分で引っ張って剥がしたときの応力を測定した(なお、セロハンテープは試験台に固定した)。測定を3回行い、その平均値を求めてこれを結着力とし、以下の基準により結着性を評価した。
 結着力が大きいほど、正極合材層が集電体に強固に密着しており、結着性に優れることを示す。
 A:結着力が15N/m以上
 B:結着力が10N/m以上15N/m未満
 C:結着力が5N/m以上10N/m未満
 D:結着力が5N/m未満
<出力特性>
 実施例及び比較例で作製した二次電池を、25℃雰囲気下、0.2C(Cは、定格容量(mA)/1時間(h)で表される数値)で、電池電圧が4.2Vになるまで定電流充電した後、4.2Vで充電電流が0.02Cになるまで定電圧充電を行った。続いて、0.2Cで電池電圧が3.0Vになるまで定電流放電を行った。この時の放電容量をC0.2とした。続いて、3.0Cで放電した以外は同様にして3C放電時の容量C3.0を求め、下記式(1)により、出力特性を評価した。
 高率放電特性=C3.0/C0.2×100(%)・・・(1)
 高率放電特性の値が高いほど、二次電池は出力特性に優れることを示す。
 A:高率放電特性が75%以上
 B:高率放電特性が72.5%以上75%未満
 C:高率放電特性が70%以上72.5%未満
 D:高率放電特性が67.5%以上70%未満
 E:高率放電特性が67.5%未満
<サイクル試験後の抵抗上昇率>
 実施例及び比較例で作製した二次電池を、25℃雰囲気下、1C(Cは、定格容量(mA)/1時間(h)で表される数値)でSOC(State Of Charge、充電深度)の50%まで充電した。その後、25℃の環境下において、SOCの50%を中心として0.2C、0.5C、1.0C、2.0C、3.0Cで20秒間充電と20秒間放電とをそれぞれ行い、それぞれの場合(充電側及び放電側)における20秒後の電池電圧を電流値に対してプロットし、その傾きをIV抵抗(Ω)(充電時IV抵抗及び放電時IV抵抗)として求め、サイクル試験前IV抵抗(Ω)とした。
 その後、二次電池を45℃雰囲気下、1Cで電池電圧が4.2Vになるまで充電し、1Cで電池電圧が3.0Vになるまで放電する操作を200回繰り返すサイクル試験を行った。
 そして、上記と同様の方法でIV抵抗(Ω)を求め、サイクル試験後のIV抵抗(Ω)とした。
 得られたサイクル試験後のIV抵抗の値(Ω)について、サイクル試験前のIV抵抗の値(Ω)を基準とした変化率(%)を算出した。この変化率(%)と、サイクル試験後のIV抵抗の値(Ω)をもとに、下記の基準で評価した。
 サイクル試験前後でのIV抵抗変化率(%)が小さいほど、長期にわたって内部抵抗が低減されており、二次電池の電池特性が優れていることを示す。
 A:IV抵抗変化率が30%未満
 B:IV抵抗変化率が30%以上35%未満
 C:IV抵抗変化率が35%以上40%未満
 D:IV抵抗変化率が40%以上45%未満
 E:IV抵抗変化率が45%以上
(実施例1)
<共重合体(分散剤)の調製>
 撹拌機付きのオートクレーブに、イオン交換水240部、乳化剤としてのアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム2.5部、ニトリル基含有単量体としてのアクリロニトリル35部、連鎖移動剤としてのt-ドデシルメルカプタン(TDM)0.8部をこの順で入れ、内部を窒素置換した後、共役ジエン単量体としての1,3-ブタジエン65部を圧入し、重合開始剤としての過硫酸アンモニウム0.25部を添加して、反応温度10℃で重合反応させた。そして、アクリロニトリルと1,3-ブタジエンとの共重合体(NBR)を得た。なお、重合転化率は85%であった。
 得られた共重合体に対してイオン交換水を添加し、全固形分濃度を12質量%に調整した溶液を得た。得られた溶液400mL(全固形分48g)を、容積1Lの撹拌機付きオートクレーブに投入し、窒素ガスを10分間流して溶液中の溶存酸素を除去した後、水素化反応用触媒としての酢酸パラジウム75mgを、パラジウム(Pd)に対して4倍モルの硝酸を添加したイオン交換水180mLに溶解して、添加した。系内を水素ガスで2回置換した後、3MPaまで水素ガスで加圧した状態でオートクレーブの内容物を50℃に加温し、6時間水素化反応(第一段階の水素化反応)を行った。
 次いで、オートクレーブを大気圧にまで戻し、更に、水素化反応用触媒としての酢酸パラジウム25mgを、Pdに対して4倍モルの硝酸を添加したイオン交換水60mLに溶解して、添加した。系内を水素ガスで2回置換した後、3MPaまで水素ガスで加圧した状態でオートクレーブの内容物を50℃に加温し、6時間水素化反応(第二段階の水素化反応)を行った。
 その後、内容物を常温に戻し、系内を窒素雰囲気とした後、エバポレータを用いて固形分濃度が40%となるまで濃縮して、共重合体(分散剤)の水分散液を得た。この水分散液の一部を用いて、分散剤のヨウ素価を測定した。
 得られた分散剤の水分散液100部に溶媒としてのN-メチルピロリドン(NMP)360部を加え、減圧下で水を蒸発させて、分散剤を含む8%NMP溶液を得た。このNMP溶液の一部を用いて、分散剤の重量平均分子量を測定した。
 なお、表1において、上記で得られた共重合体(分散剤)を「H-NBR」と記載する。
<導電材分散液の調製>
 繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が10μm、直径(D)が10nmのカーボンナノチューブ(CNT)を3部と、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が3μm、面方向における最短長さ(L3)が1.5μm、アスペクト比(L2/L3)が2、厚み(T)が10nmのグラフェンを15部と、上述のようにして得られた分散剤の8%NMP溶液を67.5部(固形分として5.4部相当)とを混合容器に添加し、更に導電材総量の固形分濃度が18%となるようにNMPを加え、ディスパーを用いて撹拌した(3000rpm、10分)。得られた混合物を、直径1mmのジルコニアビーズを用いたビーズミル(アシザワファインテック社製、「LMZ015」)を使用し、周速8m/sにて1時間混合することにより、導電材分散液を調製した。
<正極用スラリーの調製>
 正極活物質として層状構造を有する三元系活物質(LiNi0.8Co0.1Mn0.1、粒子径:10μm)100部と、上述のようにして得られた導電材分散液を6部(導電材濃度:18%)と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)の8%NMP溶液を18.75部と、適量のNMPとを容器に添加し、プラネタリーミキサーにて混合(60rpm、30分)して、正極用スラリーを調製した。なお、NMPの添加量は、得られる正極用スラリーの粘度が3500mPa・s以上4500mPa・s以下の範囲内となるように調節した。
 得られた正極用スラリーを用いて、正極用スラリーの固形分濃度を評価した。結果を表1に示す。
<二次電池用正極の作製>
 集電体として、厚さ20μmのアルミ箔を準備した。上述のようにして得られた正極用スラリーをコンマコーターでアルミ箔上に乾燥後の目付量が21mg/cmになるように塗布し、120℃で20分、130℃で20分間乾燥後、60℃で10時間加熱処理して正極原反を得た。この正極原反をロールプレスで圧延し、正極合材層(密度:3.4g/cm)とアルミ箔とからなるシート状正極を作製した。なお、シート状正極の厚みは61μmであった。そして、シート状正極を幅4.8cm、長さ50cmに切断して、二次電池用正極とした。
 得られた二次電池用正極について、電極合材層の結着性を評価した。結果を表1に示す。
<二次電池用負極の作製>
 撹拌機付き5MPa耐圧容器に、脂肪族共役ジエン単量体としての1,3-ブタジエン33部、カルボン酸基含有単量体としてのイタコン酸3.5部、芳香族ビニル単量体としてのスチレン63.5部、乳化剤としてのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.4部、イオン交換水150部、及び、重合開始剤としての過硫酸カリウム0.5部を入れ、十分に撹拌した後、50℃に加温して重合を開始した。重合転化率が96%になった時点で冷却し重合反応を停止して、粒子状のバインダー(スチレン-ブタジエン共重合体)を含む混合物を得た。上記混合物に、5%水酸化ナトリウム水溶液を添加してpH8に調整後、加熱減圧蒸留によって未反応単量体の除去を行った。その後、混合物を30℃以下まで冷却し、負極用結着材を含む水分散液を得た。
 次に、プラネタリーミキサーに、負極活物質としての人造黒鉛48.75部及び天然黒鉛48.75部、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロース1部を投入した。さらに、イオン交換水にて固形分濃度が60%となるように希釈し、その後、回転速度45rpmで60分混練した。その後、上述のようにして得た負極用結着材を含む水分散液を固形分相当で1.5部投入し、回転速度40rpmで40分混練した。そして、粘度が3000±500mPa・s(B型粘度計、25℃、60rpmで測定)となるようにイオン交換水を加えることにより、負極用スラリーを調製した。
 次に、集電体として、厚さ15μmの銅箔を準備した。上記負極用スラリーを銅箔の両面に乾燥後の塗布量がそれぞれ10mg/cmになるように塗布し、60℃で20分、120℃で20分間乾燥した。その後、150℃で2時間加熱処理して、負極原反を得た。この負極原反をロールプレスで圧延し、密度が1.6g/cmの負極合材層(両面)と、銅箔とからなるシート状負極を作製した。そして、シート状負極を幅5.0cm、長さ52cmに切断して、二次電池用負極とした。
<二次電池の作製>
 上述のようにして作製した二次電池用正極と二次電池用負極とを電極合剤層同士が向かい合うようにし、厚さ15μmのセパレータ(ポリエチレン製の微多孔膜)を介在させて、直径20mmの芯を用いて捲回し、捲回体を得た。そして、得られた捲回体を、10mm/秒の速度で厚さ4.5mmになるまで一方向から圧縮した。
 また、電解液として濃度1.0MのLiPF溶液(溶媒:エチレンカーボネート(EC)/エチルメチルカーボネート(EMC)=3/7(体積比)の混合溶媒、添加剤:ビニレンカーボネート2体積%(溶媒比)含有)を準備した。
 その後、圧縮した捲回体をアルミ製ラミネートケース内に3.2gの非水電解液とともに収容した。そして、負極の所定の箇所にニッケルリード線を接続し、正極の所定の箇所にアルミニウムリード線を接続したのち、ケースの開口部を熱で封口し、二次電池(リチウムイオン二次電池)を得た。
 得られた二次電池について、出力特性及びサイクル試験後の抵抗上昇率を評価した。結果を表1に示す
(実施例2)
 導電材分散液の調製において、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が3μm、面方向における最短長さ(L3)が0.86μm、アスペクト比(L2/L3)が3.5、厚み(T)が20nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
 導電材分散液の調製において、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が3μm、面方向における最短長さ(L3)が0.67μm、アスペクト比(L2/L3)が4.5、厚み(T)が20nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例4)
 導電材分散液の調製において、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が8μm、面方向における最短長さ(L3)が4μm、アスペクト比(L2/L3)が2、厚み(T)が10nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例5)
 導電材分散液の調製において、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が14μm、面方向における最短長さ(L3)が7μm、アスペクト比(L2/L3)が2、厚み(T)が10nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例6)
 導電材分散液の調製において、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が0.12μm、面方向における最短長さ(L3)が0.06μm、アスペクト比(L2/L3)が2、厚み(T)が8nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例7)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が24μm、直径(D)が8nmのCNTを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例8)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が30μm、直径(D)が8nmのCNTを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例9)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が3μm、直径(D)が10nmのCNTを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例10)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が38μm、直径(D)が8nmのCNTを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例11)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が45μm、直径(D)が8nmのCNTを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例12)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材の添加量を1.5部に変更し、分散剤の8%NMP溶液の添加量を61.87部(固形分として4.95部相当)に変更して、導電材総量の固形分濃度が16.5%となるようにNMPを加えたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例13)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材の添加量を1部に変更し、分散剤の8%NMP溶液の添加量を60部(固形分として4.8部相当)に変更して、導電材総量の固形分濃度が16%となるようにNMPを加えたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例14)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材の添加量を0.8部に変更し、分散剤の8%NMP溶液の添加量を59.25部(固形分として4.74部相当)に変更して、導電材総量の固形分濃度が15.8%となるようにNMPを加えたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例15)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材の添加量を0.5部に変更し、分散剤の8%NMP溶液の添加量を58.13部(固形分として4.65部相当)に変更して、導電材総量の固形分濃度が15.5%となるようにNMPを加えたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例16)
 導電材分散液の調製において、板状導電材の添加量を1部に変更し、分散剤の8%NMP溶液を15部(固形分として1.2部相当)に変更して、導電材総量の固形分濃度が4%となるようにNMPを加えたこと以外は実施1例と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例17)
 共重合体(分散剤)の調製において、連鎖重合剤のTDMの添加量を3部としたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例18)
 共重合体(分散剤)の調製において、連鎖重合剤のTDMの添加量を0.4部としたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例19)
 共重合体(分散剤)の調製において、ニトリル基含有単量体としてのアクリロニトリルの添加量を45部に変更し、共役ジエン単量体としての1,3-ブタジエンの添加量を55部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例20)
 共重合体(分散剤)の調製において、第二段階の水素化反応を行わなかったこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(実施例21)
 導電材分散液の調製において、最初の分散剤の8%NMP溶液の添加量を225部(固形分として18部相当)に変更して、その後の導電材総量の固形分濃度の調整を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。なお、導電材総量の固形分濃度は7.4%であった。結果を表1に示す。
(実施例22)
 分散剤として、ポリビニルピロリドン(K15、重量平均分子量10,000)を用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。なお、表1において、ポリビニルピロリドンを「PVP」と記載する。
(比較例1)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が24μm、直径(D)が8nmのCNTを用い、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が0.12μm、面方向における最短長さ(L3)が0.06μm、アスペクト比(L2/L3)が2、厚み(T)が8nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例2)
 導電材分散液の調製において、繊維状導電材として繊維の長さ(L1)が0.7μm、直径(D)が10nmのCNTを用い、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が14μm、面方向における最短長さ(L3)が7μm、アスペクト比(L2/L3)が2、厚み(T)が10nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
(比較例3)
 導電材分散液の調製において、板状導電材として面方向における最長長さ(L2)が3μm、面方向における最短長さ(L3)が0.5μm、アスペクト比(L2/L3)が6、厚み(T)が10nmのグラフェンを用いたこと以外は実施例1と同様にして、各種操作、測定及び評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1からも明らかなように、実施例1~22の導電材分散液は、正極用スラリーにおいて分散性を向上させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能であることがわかる。
 本発明によれば、二次電池電極用スラリーにおいて分散性を向上させ、且つ、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用導電材分散液を提供できる。
 また、本発明によれば、分散性に優れていると共に、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池電極用スラリーを提供できる。
 また、本発明によれば、上記の二次電池電極用スラリーを使用し、二次電池において内部抵抗を長期にわたって低減することが可能な二次電池用電極を提供できる。
 また、本発明によれば、上記の二次電池電極用スラリーを使用し、内部抵抗が長期にわたって低減された二次電池を提供できる。
 

Claims (14)

  1.  板状導電材と繊維状導電材とを含む、二次電池用導電材分散液であって、
     前記板状導電材の面方向における最長長さに対する前記繊維状導電材の長さの比が、0.1以上100以下であり、
     前記板状導電材の面方向におけるアスペクト比が、1以上5以下である、二次電池用導電材分散液。
  2.  前記繊維状導電材の長さが、1μm以上40μm以下である、請求項1に記載の二次電池用導電材分散液。
  3.  前記板状導電材の面方向における最長長さが、0.1μm以上100μm以下である、請求項1又は2に記載の二次電池用導電材分散液。
  4.  前記繊維状導電材の含有量に対する前記板状導電材の含有量の質量比が、0.5以上20以下である、請求項1~3の何れかに記載の二次電池用導電材分散液。
  5.  前記二次電池用導電材分散液中における前記板状導電材及び前記繊維状導電材の合計含有割合が、5質量%以上50質量%以下である、請求項1~4の何れかに記載の二次電池用導電材分散液。
  6.  有機溶媒を含む、請求項1~5の何れかに記載の二次電池用導電材分散液。
  7.  分散剤を含む、請求項1~6の何れかに記載の二次電池用導電材分散液。
  8.  前記分散剤の含有量が、前記板状導電材及び前記繊維状導電材の合計含有量を100質量部とした場合に、5質量部以上200質量部以下である、請求項7に記載の二次電池用導電材分散液。
  9.  前記分散剤が、ニトリル基含有単量体単位及び/又はアルキレン構造単位を含有する重合体を含む、請求項7又は8に記載の二次電池用導電材分散液。
  10.  前記分散剤の重量平均分子量が、10,000以上300,000以下である、請求項7~9の何れかに記載の二次電池用導電材分散液。
  11.  前記分散剤のヨウ素価が、0.1g/100g以上70g/100g以下である、請求項7~10の何れかに記載の二次電池用導電材分散液。
  12.  電極活物質と、請求項1~11の何れかに記載の二次電池用導電材分散液とを含む、二次電池電極用スラリー。
  13.  集電体と、前記集電体上に請求項12に記載の二次電池電極用スラリーを用いて形成された電極合材層とを備える、二次電池用電極。
  14.  請求項13に記載の二次電池用電極を備える、二次電池。
     
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