WO2023113021A1 - 組成物、電極、リチウムイオン二次電池、及び組成物の製造方法 - Google Patents

組成物、電極、リチウムイオン二次電池、及び組成物の製造方法 Download PDF

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WO2023113021A1
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resin
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ion secondary
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楠 房
裕理 杉原
悠 水野
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三井化学株式会社
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    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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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 disclosure relates to a composition, an electrode, a lithium ion secondary battery, and a method for producing the composition.
  • lithium-ion secondary batteries have been widely used as power sources for electronic devices, electric vehicles, or electricity storage.
  • batteries with high capacity, high output, and high energy density that can be mounted on hybrid automobiles and the like.
  • Such a lithium ion secondary battery has an advantage of high energy density.
  • Patent Document 1 discloses a positive electrode for lithium ion secondary batteries that improves the safety of lithium ion secondary batteries.
  • the positive electrode disclosed in Patent Document 1 includes a positive electrode current collector and a positive electrode mixture layer.
  • the positive electrode mixture layer is laminated on at least one side of the positive electrode current collector.
  • the positive electrode mixture layer has a positive electrode mixture layer and an undercoat layer.
  • the undercoat layer is formed between the positive electrode current collector and the positive electrode mixture layer.
  • the undercoat layer contains a conductive aid, a binder, and thermally expandable microcapsules. Thermally expandable microcapsules have a maximum volume expansion temperature of 70°C or higher and 180°C or lower.
  • Patent Document 1 International Publication No. 2019/189866
  • a lithium-ion secondary battery that is excellent in safety and has excellent battery performance that suppresses the DC resistance at the initial stage of charging and discharging and suppresses the increase in DC resistance after long-term storage of the lithium-ion secondary battery in a high-temperature environment. It is The output of a lithium ion secondary battery in which the DC resistance in the initial stages of charging and discharging is suppressed is superior to the output of a lithium ion secondary battery in which the DC resistance in the initial stages of charging and discharging is not suppressed.
  • the life of a lithium-ion secondary battery with a suppressed increase in DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment is compared to that of a lithium-ion secondary battery with an unsuppressed increase in DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment. Better than life.
  • the present disclosure provides a lithium-ion secondary battery that is excellent in safety and that suppresses the increase in DC resistance in the early stages of charging and discharging and in the DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment.
  • An object of the present invention is to provide a composition, an electrode, a lithium ion secondary battery, and a method for producing the composition.
  • the means for solving the above problems include the following embodiments.
  • composition according to ⁇ 1> wherein the olefin-based resin (B) contains a polyethylene-based resin or a polypropylene resin.
  • olefinic resin (B) contains a water-dispersible olefinic resin.
  • olefin resin (B) has a particle size of 0.1 ⁇ m to 9.0 ⁇ m and a softening point of 70° C. or higher.
  • ⁇ 5> Any one of ⁇ 1> to ⁇ 4>, wherein the ratio of the content of the synthetic rubber (D) to the content of the olefin resin (B) is 0.07 to 0.25
  • ⁇ 6> The composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the binder resin (C) contains carboxymethyl cellulose or polyvinylidene fluoride.
  • the synthetic rubber (D) contains a styrene-butadiene rubber.
  • ⁇ 8> Any of ⁇ 1> to ⁇ 7>, wherein the additive (E) contains at least one of a thermally expandable microcapsule having a maximum volume expansion temperature of 70° C. or higher and 180° C. or lower and an inorganic oxide filler. or the composition of claim 1.
  • ⁇ 9> Containing a conductive carbon material (A), an olefin resin (B), a binder resin (C) that is a resin other than the olefin resin (B), and a synthetic rubber (D), A composition having a ratio of particle size distribution D99 to particle size distribution D10 (D99/D10) of 35 or less as measured by a laser diffraction scattering method.
  • ⁇ 10> The composition according to ⁇ 9> above, wherein the particle size distribution D99 measured by a laser diffraction scattering method is 20 ⁇ m or less.
  • ⁇ 11> The composition according to ⁇ 9> or ⁇ 10>, wherein the ratio of the particle size distribution D99 to the particle size distribution D50 measured by a laser diffraction scattering method (D99/D50) is 20 or less.
  • D99/D50 the ratio of the particle size distribution D99 to the particle size distribution D50 measured by a laser diffraction scattering method
  • An electrode comprising a current collector, an undercoat layer containing the composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 11>, and a mixture layer.
  • ⁇ 13> The electrode according to ⁇ 12>, wherein the current collector, the undercoat layer, and the mixture layer are laminated in this order.
  • a lithium ion secondary battery comprising the electrode according to any one of ⁇ 12> to ⁇ 14>.
  • a mixture is prepared by mixing a conductive carbon material (A), an olefin resin (B), a binder resin (C) that is a resin other than the olefin resin (B), and a synthetic rubber (D). and dispersing the mixture using a dispersing roll;
  • a method of making a composition comprising:
  • compositions that can provide a lithium ion secondary battery that is excellent in safety and suppresses the DC resistance at the initial stage of charging and discharging and the increase in the DC resistance after long-term storage in a high temperature environment.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a laminate type battery that is an example of the lithium ion secondary battery of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a positive electrode in a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of a negative electrode in a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present disclosure;
  • FIG. 4 is a side view of an embodiment three-roll mill used in the manufacturing method of the present disclosure;
  • a numerical range represented by “to” means a range including the numerical values before and after “to” as lower and upper limits.
  • the term “process” is not only an independent process, but also includes the term if the intended purpose of the process is achieved even if it cannot be clearly distinguished from other processes.
  • (Meth)acrylate as used herein means acrylate or methacrylate.
  • the composition of the first embodiment of the present disclosure includes a conductive carbon material (A), an olefin resin (B), a binder resin (C ), the synthetic rubber (D), and the total amount of the additive (E) (hereinafter sometimes simply referred to as "the total amount of (A) to (E)”), 10% by mass to 60% by mass of the conductive carbon material (A); 30% by mass to 70% by mass of the olefin resin (B); The binder resin (C) 1% by mass to 30% by mass, 1% by mass to 20% by mass of the synthetic rubber (D); containing the additive (E) 0% by mass to 50% by mass,
  • the ratio of the content of the conductive carbon material (A) to the content of the olefin resin (B) (hereinafter sometimes referred to as “mass ratio (A/B)”) is 0.25 to 2.00 is.
  • conductive carbon material refers to a carbon material having a volume resistivity of less than 40 ⁇ cm, preferably less than 3 ⁇ cm at 20°C.
  • olefinic resin refers to resins containing structural units derived from olefins. Specifically, the term “olefin resin” refers to an olefin homopolymer, a copolymer of two or more olefins, or a copolymer of an olefin and another monomer.
  • additive refer to solid contents other than the conductive carbon material (A), the olefin resin (B), the binder resin (C), and the synthetic rubber (D). In the present disclosure, “content” and “addition amount” are considered to be substantially the same.
  • the composition of the first embodiment Since the composition of the first embodiment has the above configuration, it is excellent in safety, and the increase in DC resistance in the initial stage of charging and discharging and after long-term storage in a high temperature environment is suppressed. It can be an ion secondary battery. In other words, the composition of the first embodiment can provide a lithium-ion secondary battery with well-balanced safety and battery performance (that is, output and life).
  • composition of the first embodiment is not particularly limited, and is suitably used for electrode parts of lithium ion secondary batteries and the like.
  • the composition of the first embodiment is included in the electrode of a lithium ion secondary battery comprising an electrode in which an undercoat layer and a composite material layer are laminated in this order on at least one main surface of a current collector. It is preferably used to form the undercoat layer to be coated.
  • the composition of the first embodiment is included in the positive electrode of a lithium ion secondary battery having a positive electrode in which an undercoat layer and a composite material layer are laminated in this order on at least one main surface of a current collector. It is more preferably used to form the undercoat layer to be coated.
  • current collector refers to a sheet-like object for collecting electrons generated from an active material and supplying electrons to the active material in a lithium ion secondary battery.
  • the “main surface of the current collector” refers to a pair of opposing surfaces having the largest area among a plurality of pairs of opposing surfaces.
  • Conductive carbon material (A)
  • the composition of the first embodiment contains a conductive carbon material (A). This reduces the electrical resistance of the composition of the first embodiment.
  • Examples of materials for the conductive carbon material (A) include graphite, carbon black, conductive carbon fiber, and fullerene.
  • Graphite includes, for example, artificial graphite and natural graphite (eg, flake graphite, massive graphite, earthy graphite, etc.).
  • Conductive carbon fibers include carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon fibers, and the like. You may use a conductive carbon material (A) individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the shape of the conductive carbon material (A) is not particularly limited, and may be particulate.
  • the particle size of the conductive carbon material (A) is not particularly limited.
  • the particle size of the conductive carbon material (A) is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 1 ⁇ m to 4 ⁇ m, from the viewpoint of dispersing among the particles contained in the undercoat layer and functioning as a conductive aid.
  • the primary particle size of the particles of the conductive carbon material (A) is preferably 0.5 ⁇ m or less, more preferably 0.1 ⁇ m to 0.4 ⁇ m.
  • the particle size of the conductive carbon material (A) is the particle size distribution corresponding to the cumulative 50% by volume from the fine particle side (particle size distribution D50 , median diameter).
  • the conductive carbon material (A) may be a commercially available product.
  • Commercially available products of carbon black include, for example, "Super P” (manufactured by TIMCAL).
  • Commercial products of flake graphite include “KS-6" (manufactured by TIMREX).
  • the content of the conductive carbon material (A) is 10% by mass to 60% by mass with respect to the total amount of (A) to (E). If the content of the conductive carbon material (A) is within the above range, the number of contact points between the conductive carbon materials (A) is large in the composition of the first embodiment, and the percolation effect prevents the first embodiment from The electrical resistance of the composition in the form at room temperature can be reduced. Furthermore, when the temperature of the lithium ion secondary battery rises sharply, it is difficult to maintain contact between the conductive carbon materials (A), and the electrical resistance of the undercoat layer increases. , can exert a shutdown function. In other words, the safety of the lithium ion secondary battery is excellent.
  • the shutdown function includes blocking progress of the battery reaction of the lithium ion secondary battery.
  • a “battery reaction” indicates an insertion reaction and an extraction reaction of lithium ions between the positive electrode and the negative electrode.
  • the content of the conductive carbon material (A) is preferably 45% by mass or less, more preferably 35% by mass or less, relative to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the conductive carbon material (A) is preferably 15% by mass or more, more preferably 25% by mass or more, relative to the total amount of (A) to (E) from the viewpoint of ensuring battery performance.
  • the mass ratio (A/B) is 0.25-2.00. If the mass ratio (A/B) is within the above range, the electrical resistance of the undercoat layer should be reduced to ensure the shutdown function and battery performance (hereinafter, "low resistance of the undercoat layer” ) can be compatible. From the viewpoint of ensuring the shutdown function, the mass ratio (A/B) is preferably 1.50 or less, more preferably 0.90 or less, even more preferably 0.75 or less, particularly preferably 0.60 or less, and even more preferably 0.60 or less. It is preferably 0.55 or less. From the viewpoint of ensuring battery performance, the mass ratio (A/B) is preferably 0.27 or higher, more preferably 0.30 or higher, even more preferably 0.35 or higher, and particularly preferably 0.50 or higher.
  • Olefin resin (B) The composition of the first embodiment contains an olefinic resin (B). As a result, when the composition of the first embodiment is used as the raw material of the undercoat layer, the lithium ion secondary battery is less prone to thermal runaway and the safety of the lithium ion secondary battery is ensured.
  • the material of the olefin resin (B) is not particularly limited.
  • the softening point of the olefin-based resin (B) allows the olefin-based resin (B) to melt in a lower temperature range when the temperature of the lithium-ion secondary battery rises sharply, thereby more effectively exhibiting the shutdown function. (hereinafter referred to as "effectively exhibiting the shutdown function"), the temperature is preferably 150°C or lower, more preferably 140°C or lower, and even more preferably 135°C or lower.
  • the softening point of the olefin-based resin (B) is such that the shape of the olefin-based resin (B) is maintained before and after the drying process performed in the manufacturing process of the positive electrode (hereinafter referred to as "the olefin-based resin during the positive electrode drying process From the viewpoint of (B) "shape retention"), the temperature is preferably 70° C. or higher, more preferably 90° C. or higher, still more preferably 110° C. or higher, and particularly preferably 120° C. or higher.
  • the softening point of the olefin resin (B) is preferably 70°C to 150°C.
  • the softening point of the olefin resin (B) is the value measured according to JISK2207 (ring and ball method).
  • examples of materials for the olefin resin (B) include polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, polyamide, Polystyrene, polyacrylonitrile, polyethylene oxide and polymethyl (meth)acrylate.
  • the material of the olefin-based resin (B) is a polyethylene-based resin or a polypropylene resin from the viewpoint of achieving both effective shutdown function and shape retention of the olefin-based resin (B) during the positive electrode drying process. is preferably included.
  • the olefin resin (B) may be used singly or in combination of two or more.
  • polyethylene-based resin is a resin containing ethylene as a main component.
  • Polyethylene-based resins include homopolymers and copolymers of ethylene.
  • the polyethylene-based resin is preferably a copolymer of ethylene and at least one ⁇ -olefin.
  • the olefin resin (B) preferably contains a water-dispersible olefin resin.
  • water-dispersible olefinic resin refers to an olefinic resin that can be dispersed in water without adding at least one of a surfactant and an organic solvent.
  • Materials for the water-dispersible olefin resin include polyethylene, polyethylene elastomer, polyolefin ionomer, and EVA.
  • the content of the water-dispersible olefin resin is not particularly limited, and is preferably 20% by mass or more, more preferably 50% by mass or more, and 100% by mass, relative to the total amount of the olefin resin (B). may be
  • the shape of the olefin resin (B) is not particularly limited, and may be particulate.
  • the particle size of the olefin resin (B) is not particularly limited.
  • the particle size of the olefin resin (B) is preferably 9.0 ⁇ m or less, more preferably 4.0 ⁇ m or less, from the viewpoint of adjusting the particle size of the olefin resin (B) so as to fall within the optimum thickness range of the undercoat layer. It is 0 ⁇ m or less, more preferably 2.0 ⁇ m or less.
  • the particle size of the olefin resin (B) is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more, from the viewpoint of workability of the composition (for example, undercoat layer slurry).
  • the particle size of the olefin resin (B) is preferably 0.1 ⁇ m to 9.0 ⁇ m. As the particle size of the olefin resin (B) becomes smaller, the olefin resin (B) tends to aggregate more easily.
  • the particle diameter of the olefin-based resin (B) indicates the value measured by the call counter method.
  • the particle size of the olefin resin (B) is preferably 0.1 ⁇ m to 9.0 ⁇ m, and the softening point of the olefin resin (B) is preferably 70° C. or higher.
  • the content of the olefin resin (B) is 30% by mass to 70% by mass with respect to the total amount of (A) to (E). If the content of the olefinic resin (B) is within the above range, the shutdown function can be ensured.
  • the content of the olefin resin (B) is preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less, relative to the total amount of (A) to (E), from the viewpoint of low resistance of the undercoat layer. More preferably, it is 55% by mass or less. From the viewpoint of effectively exhibiting the shutdown function, the content of the olefin resin (B) is preferably 35% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, and more preferably 40% by mass or more, relative to the total amount of (A) to (E). Preferably, it is 50% by mass or more.
  • the olefin resin (B) may be a commercially available product.
  • Commercially available water-dispersible olefin resins include the Chemipearl (registered trademark) series (polyolefin aqueous dispersion) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. WP100, W100, W200, W300, W308, W310, W400, W401, W410, W4005, W500, WF640, W700, W800, W900, W950, P301W and WH201, etc., as fine-particle aqueous dispersions of low-molecular-weight polyethylene is mentioned.
  • Binder resin (C) The composition of the first embodiment contains a binder resin (C). As a result, when the composition of the first embodiment is used as a raw material for the undercoat layer, the binder resin (C) improves the physical properties of the undercoat layer (for example, electrolyte permeability and peel strength), It is possible to improve the battery performance of the ion secondary battery.
  • the binder resin (C) is a resin other than the olefin resin (B).
  • the material of the binder resin (C) is not particularly limited, and may be carboxymethylcellulose (CMC), polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), PVDF copolymer, hydroxypropylmethylcellulose, polyvinyl alcohol, hydroxypropyl. Cellulose, diacetyl cellulose and the like can be mentioned.
  • PVDF copolymers are copolymers of vinylidene fluoride and other monomers, and include, for example, PVDF-HFP (hexafluoropropylene) and PVDF-PEO (polyoxyethylene). You may use binder resin (C) individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among them, the binder resin (C) preferably contains CMC or PVDF from the viewpoint of low resistance of the undercoat layer.
  • the binder resin (C) may be a commercially available product.
  • Commercially available CMC products include “1130”, “1140”, “1240”, “1250”, “1260”, “1330”, “2200”, “DL100L” manufactured by Daicel Miraise Co., Ltd., and the like.
  • Commercially available PVDF products include Kureha (registered trademark) KF polymer series manufactured by Kureha Co., Ltd. W#7300".
  • the content of the binder resin (C) is 1% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the shutdown function depends on the balance between the content of the binder resin (C) and the content of the olefinic resin (B). When the ratio of the content of the binder resin (C) to the total amount of (A) to (E) is high, the ratio of the content of the olefinic resin (B) to the total amount of (A) to (E) is low. In this case, the shutdown function may not work. If the content of the binder resin (C) is within the above range, both workability of the composition (for example, slurry for undercoat layer) and ensuring of shutdown function can be achieved.
  • the content of the binder resin (C) is preferably 15% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, based on the total amount of (A) to (E), from the viewpoint of ensuring the shutdown function by the content of the olefin resin (B). is 10% by mass or less.
  • the content of the binder resin (C) is preferably 2% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, based on the total amount of (A) to (E), from the viewpoint of workability of the composition (eg, slurry for undercoat layer). is 5% by mass or more.
  • Synthetic rubber (D) The composition of the first embodiment contains synthetic rubber (D).
  • the synthetic rubber (D) examples include styrene-butadiene rubber (SBR), acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, hydrogenated styrene-butadiene rubber (HSBR), butylene rubber, polybutadiene, and polyisoprene rubber. .
  • Synthetic rubber (D) may be used singly or in combination of two or more.
  • the synthetic rubber (D) preferably contains an appropriate water-dispersible binder such as an emulsion of SBR, and more preferably contains SBR, from the viewpoint of low resistance of the undercoat layer.
  • the shape of the synthetic rubber (D) is not particularly limited, and may be particulate.
  • the content of the synthetic rubber (D) is 1% by mass to 20% by mass with respect to the total amount of (A) to (E). If the content of the synthetic rubber (D) is within the above range, it is possible to achieve both adhesion to the current collector and reduction in electrical resistance of the composition itself. From the viewpoint of reducing the electrical resistance of the composition itself, the content of the synthetic rubber (D) is preferably 15% by mass or less, more preferably 12% by mass or less, relative to the total amount of (A) to (E). , more preferably 10% by mass or less. The content of the synthetic rubber (D) is preferably 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, based on the total amount of (A) to (E), from the viewpoint of adhesion to the current collector. .
  • the ratio of the content of the synthetic rubber (D) to the content of the olefinic resin (B) is not particularly limited, and ranges from 0.01 to 0.7. Preferably. If the mass ratio (D/B) is within the above range, when the composition of the first embodiment is used as the raw material of the undercoat layer, the adhesion between the undercoat layer and the current collector and the effect of the shutdown function It is possible to achieve both
  • the mass ratio (D/B) is more preferably 0.50 or less, still more preferably 0.25 or less, and particularly preferably 0.17 or less from the viewpoint of effectively exhibiting the shutdown function.
  • the mass ratio (D/B) is more preferably 0.07 from the viewpoint of maintaining adhesion between the undercoat layer and the current collector. 0.08 or more, more preferably 0.08 or more.
  • the synthetic rubber (D) may be a commercially available product.
  • Commercial products of the synthetic rubber (D) include "TRD2001” (aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber particles) manufactured by JSR Corporation.
  • Additive (E) The composition of the first embodiment may optionally contain an additive (E). Accordingly, various functions can be imparted to the composition of the first embodiment depending on the type of additive (E).
  • the additive (E) examples include thermally expandable microcapsules having a maximum volume expansion temperature of 70° C. or higher and 180° C. or lower (hereinafter sometimes simply referred to as “thermally expandable microcapsules”), inorganic oxide fillers, , curable resin fillers, scaly fillers, and the like.
  • the additive (E) preferably contains at least one of thermally expandable microcapsules and an inorganic oxide filler.
  • thermally expandable microcapsule refers to one comprising an outer shell made of a thermoplastic resin and a volatile expansion agent enclosed in the outer shell. Specifically, the thermally expandable microcapsules are exposed to a temperature (for example, 70° C. to 160° C.) immediately before the start of thermal runaway due to abnormal heat generation of the lithium ion secondary battery while in contact with the electrolyte solution described later. As a result, it rapidly softens and foams, causing volume expansion.
  • volume expansion start temperature refers to the temperature at which the volatile expansion agent contained in the thermally expandable microcapsules is gasified and the thermally expandable microcapsules begin to expand in volume.
  • the “maximum volumetric expansion temperature” means that the thermally expandable microcapsules expand when the volatile expansion agent contained in the thermally expandable microcapsules is gasified and the thermally expandable microcapsules expand in volume. Indicates the temperature at which the volume is maximum.
  • the content of additive (E) is 0% by mass to 50% by mass with respect to the total amount of (A) to (E). If the content of the additive (E) is within the above range, the shutdown function can be exhibited more effectively due to the properties of the additive (E).
  • the content of the additive (E) has little effect on the content ratio of the conductive carbon material (A) and the olefinic resin (B), and from the viewpoint of effectively exhibiting the shutdown function and maintaining the battery performance. , preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, based on the total amount of (A) to (E).
  • the content of the additive (E) is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, based on the total amount of (A) to (E), from the viewpoint of effectively exhibiting the shutdown function.
  • the composition of the first embodiment may contain thermally expandable microcapsules, if necessary.
  • the composition of the first embodiment may not contain thermally expandable microcapsules.
  • the thermally expandable microcapsules are used to prevent abnormal heat generation of the lithium ion secondary battery. This causes volume expansion, efficiently increases the DC resistance of the electrode, and improves the safety of the lithium-ion secondary battery.
  • the volume expansion start temperature of the thermally expandable microcapsules is preferably 120°C to 130°C.
  • the maximum volume expansion temperature of the thermally expandable microcapsules is preferably 145°C to 155°C.
  • the thermoplastic resin forming the outer shell preferably contains a (co)polymer containing vinylidene chloride and a (co)polymer containing (meth)acrylonitrile.
  • the thermoplastic resin forming the outer shell is excellent in electrolyte resistance, thermoplasticity, and gas barrier properties.
  • the thermoplastic resin forming the outer shell is preferably a (co)polymer containing (meth)acrylonitrile as a main component (51% by mass or more).
  • the raw material of the thermoplastic resin constituting the outer shell may contain a crosslinkable monomer in addition to the polymerizable monomer in order to improve the foaming properties and heat resistance of the resulting thermally expandable microcapsules.
  • the boiling point of the volatile expanding agent is preferably selected so that the maximum volumetric expansion temperature of the thermally expandable microcapsules is higher than the softening point of the olefinic resin (B). It is preferable to select the boiling point so that the volume expansion starting temperature of the thermally expandable microcapsules is the same temperature as the softening point of the olefin resin (B).
  • Volatile swelling agents include, for example, low-molecular-weight hydrocarbons having a boiling point of 100° C. or less, nonflammable or flame-retardant compounds, and the like. Low-molecular-weight hydrocarbons are preferably used as the low-molecular-weight hydrocarbons having a boiling point of 100° C. or less. Low molecular weight hydrocarbons include, for example, propane, propylene, n-butane, isobutane, butene, isobutene, isopentane, neopentane, n-pentane, n-hexane, isohexane, heptane, and petroleum ether.
  • Non-flammable or flame-retardant compounds include, for example, halogenated hydrocarbons (eg, methyl chloride, methylene chloride, fluorotrichloromethane, difluorodichloromethane, chlorotrifluoromethane, etc.), chlorofluorocarbons, and the like. You may use a volatile swelling agent individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • halogenated hydrocarbons eg, methyl chloride, methylene chloride, fluorotrichloromethane, difluorodichloromethane, chlorotrifluoromethane, etc.
  • the particle size of the thermally expandable microcapsules is not particularly limited, and is preferably 1 ⁇ m to 40 ⁇ m, more preferably 3 ⁇ m to 30 ⁇ m, and still more preferably 5 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the particle size of the thermally expandable microcapsules is the particle size distribution corresponding to cumulative 50% by volume from the fine particle side (particle size distribution D50, median diameter).
  • the content of the thermally expandable microcapsules is 0% by mass to 50% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the thermally expandable microcapsules has little effect on the content ratio of the conductive carbon material (A) and the olefin resin (B), and from the viewpoint of maintaining the shutdown function and battery performance, (A) It is preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, relative to the total amount of (E).
  • the content of the thermally expandable microcapsules is preferably 5% by mass or more with respect to the total amount of (A) to (E) from the viewpoint of enhancing the shutdown function due to the thermal expansion of the thermally expandable microcapsules during abnormal heat generation. , more preferably 10% by mass or more.
  • thermally expandable microcapsules may be commercially available products.
  • Commercially available thermally expandable microcapsules include the "Matsumoto Microsphere (registered trademark)” series manufactured by Matsumoto Yushi Pharmaceutical Co., Ltd., the "EXPANCEL (registered trademark)” series manufactured by Akzo Nobel, and Sekisui Chemical Co., Ltd. and the "ADVANCELL (registered trademark)” series manufactured by
  • the inorganic oxide filler may contain an inorganic oxide filler, if necessary.
  • the composition of the first embodiment may not contain inorganic oxide fillers.
  • the inorganic oxide filler functions as a filler. If the content of the inorganic oxide filler is increased, it contributes to the heat resistance of the positive electrode. The undercoat layer melts and contributes to improved safety. Furthermore, by selecting the type and physical properties of the inorganic oxide filler, it is possible to decompose the electrolyte and generate gas when the battery is overcharged.
  • inorganic oxide fillers examples include aluminum oxide ( ⁇ -Al 2 O 3 , ⁇ -Al 2 O 3 ), aluminum hydroxide (Al(OH) 3 ), boehmite (AlOOH)), magnesia (magnesium oxide: MgO), magnesium hydroxide (Mg(OH) 2 ), zirconia ( ZrO2 ), titania (TiO2), silica ( SiO2 ), silicon dioxide ( SiO2 ), silicon carbide ( SiC ), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), mica, graphite oxide (eg, expanded graphite, etc.), and the like. You may use an inorganic oxide filler individually by 1 type or in combination of 2 or more types. Among them, the inorganic oxide filler preferably contains aluminum oxide.
  • the shape of the inorganic oxide filler is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, a needle shape, an ellipsoidal shape, a plate shape, a scale shape, and the like.
  • the particle size of the inorganic oxide filler is not particularly limited, and is preferably 0.01 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the particle size of the inorganic oxide filler is the particle size distribution corresponding to cumulative 50% by volume from the fine particle side (particle size distribution D50, median diameter ).
  • the content of the inorganic oxide filler is 0% by mass to 50% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the inorganic oxide filler has little effect on the content ratio of the conductive carbon material (A) and the olefin resin (B), and from the viewpoint of maintaining the shutdown function and battery performance, (A) to It is preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, relative to the total amount of (E).
  • the content of the inorganic oxide filler is the total amount of (A) to (E) from the viewpoint of suppressing the fluidity of the olefin resin (B) melted in the undercoat layer at high temperatures and maintaining the shutdown function for a long time. is preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more.
  • Non-solids The composition of the first embodiment may contain non-solids.
  • the undercoat layer when the undercoat layer is formed from the undercoat layer slurry, the undercoat layer may contain various ingredients derived from the undercoat layer slurry.
  • the non-solid content include various compounding components derived from the slurry for the undercoat layer (eg, thickener, surfactant, dispersant, wetting agent, antifoaming agent, etc.), water, and the like.
  • composition of the second embodiment of the present disclosure includes a conductive carbon material (A), an olefin resin (B), a binder resin (C ), the ratio of the particle size distribution D99 (hereinafter also simply referred to as “D99”) to the particle size distribution D10 (hereinafter also simply referred to as “D10”) measured by the laser diffraction scattering method (D99 /D10) is 35 or less.
  • particle size distribution D99 measured by a laser diffraction scattering method refers to a volume-based particle size distribution measured by a particle size distribution measuring device based on a laser diffraction scattering method. Corresponding particle sizes are shown. The method for measuring D99 is the same as the method described in Examples.
  • the “particle size distribution D10 measured by the laser diffraction scattering method” refers to the volume-based particle size distribution measured by a particle size distribution measuring device based on the laser diffraction scattering method. Corresponding particle sizes are shown. The method for measuring D10 is the same as the method described in Examples.
  • the composition of the second embodiment has a ratio (D99/D10) of 35 or less, and a conductive carbon material (A), an olefin resin (B), a binder resin (C), and a synthetic
  • the composition is the same as the composition of the first embodiment, except that the content of each rubber (D) and the mass ratio (A/B) do not have to be within a specific range.
  • the description of the composition of the second embodiment can be used. Hereinafter, the description overlapping with the description of the composition of the first embodiment will be omitted.
  • the composition of the second embodiment Since the composition of the second embodiment has the above configuration, it is excellent in safety, and the increase in DC resistance in the initial stage of charging and discharging and after long-term storage in a high temperature environment is suppressed. It can be an ion secondary battery. In other words, the composition of the second embodiment can provide a lithium-ion secondary battery with well-balanced safety and battery performance (that is, output and life). This effect is presumed to be due to the following reasons, but is not limited thereto.
  • a ratio (D99/D10) of 35 or less indicates a low number of aggregates of the components in the composition (in other words, a high number of components dispersed in the composition).
  • a lower ratio (D99/D10) indicates a lower number of aggregates of the ingredients in the composition.
  • Uniform dispersion of the conductive carbon material (A) in the composition facilitates the formation of uniform conductive paths in the undercoat layer. As a result, the DC resistance at the initial stage of battery charge/discharge and the increase in DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment are suppressed. Furthermore, the olefinic resin (B) in the composition is uniformly dispersed, so that the shutdown function can be efficiently exhibited. As a result, since the composition of the second embodiment has the above configuration, it is excellent in safety, and the DC resistance at the beginning of charging and discharging and the increase in DC resistance after long-term storage in a high temperature environment are suppressed. It is speculated that it can be a lithium-ion secondary battery that has
  • the ratio (D99/D10) is 35 or less, more preferably 3.0 to 30.0, more preferably 3.0 to 22.0 from the viewpoint of improving the safety and battery performance of the lithium ion secondary battery. 0, particularly preferably 3.0 to 15.0.
  • Methods for adjusting the ratio (D99/D10) within the above range include kneaders, two-roll mills, three-roll mills, planetary mixers, ball mills, horizontal sand mills, vertical sand mills, annular bead mills, attritors, and high shear mixers. , Dispers, Filmics, ultrasonic waves and high-pressure homogenizers.
  • D99 of the composition of the second embodiment is not particularly limited, and is preferably 20 ⁇ m or less. The smaller the aggregates of fine particles, the better the dispersibility of the material contained in the undercoat composition. When D99 is 20 ⁇ m or less, the safety and battery performance of the lithium ion secondary battery are more likely to be improved than when D99 is more than 20 ⁇ m.
  • D99 of the composition is more preferably 2.0 ⁇ m to 20.0 ⁇ m, still more preferably 2.0 ⁇ m to 15.0 ⁇ m, particularly preferably 2.0 ⁇ m to 20.0 ⁇ m, from the viewpoint of improving the safety and battery performance of lithium ion secondary batteries. 0 ⁇ m to 10.0 ⁇ m.
  • Methods for adjusting the D99 of the composition within the above range include kneaders, two-roll mills, three-roll mills, planetary mixers, ball mills, horizontal sand mills, vertical sand mills, annular bead mills, attriters, high shear mixers, and dispersers. , filmics, ultrasonic waves and high-pressure homogenizers.
  • D10 of the composition of the second embodiment is not particularly limited, and is preferably 0.1 ⁇ m to 1.5 ⁇ m, more preferably 0.1 ⁇ m to 1.0 ⁇ m, still more preferably 0.1 ⁇ m to 0.7 ⁇ m.
  • D10 is within the above range, the dispersibility of the material contained in the undercoat composition is excellent, and the safety and battery performance of the lithium ion secondary battery are more likely to be improved than when D10 is not within the above range.
  • Methods for adjusting D10 of the composition of the second embodiment within the above range include kneaders, two-roll mills, three-roll mills, planetary mixers, ball mills, horizontal sand mills, vertical sand mills, annular bead mills, attritors, High shear mixers, dispersers, filmixes, ultrasonic waves and high-pressure homogenizers are included.
  • the particle size distribution D90 (hereinafter also simply referred to as “D90”) of the composition of the second embodiment measured by a laser diffraction scattering method is not particularly limited, and is preferably 1.0 ⁇ m to 10.0 ⁇ m, more preferably 1 .0 ⁇ m to 7.0 ⁇ m, more preferably 1.0 ⁇ m to 4.0 ⁇ m.
  • D90 is within the above range, the undercoat composition is excellent in dispersibility, and the safety and battery performance of the lithium ion secondary battery are likely to be improved.
  • "particle size distribution D90 measured by a laser diffraction scattering method” refers to a volume-based particle size distribution measured by a particle size distribution measuring device based on a laser diffraction scattering method.
  • the method for measuring D90 is the same as the method described in Examples.
  • Methods for adjusting the D90 of the composition within the above range include kneaders, two-roll mills, three-roll mills, planetary mixers, ball mills, horizontal sand mills, vertical sand mills, annular bead mills, attriters, high shear mixers, and dispersers. , filmics, ultrasonic waves and high-pressure homogenizers.
  • the particle size distribution D50 (hereinafter also simply referred to as “D50”) of the composition of the second embodiment measured by a laser diffraction scattering method is not particularly limited, and is preferably 0.5 ⁇ m to 5.0 ⁇ m, more preferably 0 .5 ⁇ m to 3.0 ⁇ m, more preferably 0.5 ⁇ m to 2.0 ⁇ m.
  • D50 is within the above range, the dispersibility of the undercoat composition is excellent, and the safety and battery performance of the lithium ion secondary battery are likely to be improved.
  • the “particle size distribution D50 measured by the laser diffraction scattering method” refers to the volume-based particle size distribution measured by a particle size distribution measuring device based on the laser diffraction scattering method.
  • the method for measuring D50 is the same as the method described in Examples.
  • Methods for adjusting the D50 of the composition within the above range include kneaders, two-roll mills, three-roll mills, planetary mixers, ball mills, horizontal sand mills, vertical sand mills, annular bead mills, attritors, high shear mixers, and dispersers. , filmics, ultrasonic waves and high-pressure homogenizers.
  • the ratio of D99 to D50 is preferably 20 or less.
  • a ratio (D99/D50) of 20 or less indicates that the size of aggregates is suppressed with respect to the median diameter of fine particles in the composition.
  • the undercoat composition has excellent dispersibility. Thereby, the safety and battery performance of the lithium-ion secondary battery are likely to be improved more than when the ratio (D99/D50) is more than 20.
  • the ratio (D99/D50) is more preferably 2.0 to 16.0, still more preferably 2.0 to 10.0, particularly preferably 2.0 to 6.0.
  • Methods for adjusting the ratio (D99/D50) within the above range include kneaders, two-roll mills, three-roll mills, planetary mixers, ball mills, horizontal sand mills, vertical sand mills, annular bead mills, attritors, and high shear mixers. , Dispers, Filmics, ultrasonic waves and high-pressure homogenizers.
  • composition of the second embodiment is not particularly limited, and includes the same uses as those exemplified as the uses of the composition of the first embodiment.
  • Conductive carbon material (A) The composition of the second embodiment contains a conductive carbon material (A).
  • Examples of the conductive carbon material (A) include those exemplified as the conductive carbon material (A) of the first embodiment.
  • the content of the conductive carbon material (A) is not particularly limited, and is preferably 10% by mass to 60% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the conductive carbon material (A) is more preferably 45% by mass or less, still more preferably 35% by mass or less, particularly preferably 25% by mass or less, relative to the total amount of (A) to (E). Preferably, it is 19% by mass or less.
  • the content of the conductive carbon material (A) is more preferably 15% by mass or more with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the technical significance of setting the content of the conductive carbon material (A) within the above range is the same as the technical significance described in the first embodiment.
  • the mass ratio (A/B) is preferably 0.25-2.00.
  • the mass ratio (A/B) is more preferably 1.50 or less, more preferably 0.90 or less, particularly preferably 0.75 or less, still more preferably 0.60 or less, and most preferably 0.55 or less. be.
  • the mass ratio (A/B) is more preferably 0.27 or more, still more preferably 0.30 or more, particularly preferably 0.35 or more, and still more preferably 0.50 or more.
  • the technical significance of setting the mass ratio (A/B) within the above range is the same as the technical significance described in the first embodiment.
  • Olefin resin (B) The composition of the second embodiment contains an olefinic resin (B).
  • examples of the olefinic resin (B) include those exemplified as the olefinic resin (B) of the first embodiment.
  • the content of the olefin resin (B) is not particularly limited, and is preferably 30% by mass to 80% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the olefin resin (B) is more preferably 70% by mass or less, still more preferably 65% by mass or less, and particularly preferably 60% by mass or less based on the total amount of (A) to (E).
  • the content of the olefin resin (B) is more preferably 35% by mass or more, still more preferably 40% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, and even more preferably, based on the total amount of (A) to (E). is 55% by mass or more.
  • the technical significance of setting the content of the olefin resin (B) within the above range is the same as the technical significance described in the first embodiment.
  • Binder resin (C) The composition of the second embodiment contains a binder resin (C).
  • Examples of the binder resin (C) include those exemplified as the binder resin (C) in the first embodiment.
  • the content of the binder resin (C) is not particularly limited, and is preferably 1% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the binder resin (C) is more preferably 15% by mass or less, still more preferably 10% by mass or less, relative to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the binder resin (C) is more preferably 2% by mass or more, still more preferably 5% by mass or more, relative to the total amount of (A) to (E).
  • the technical significance of setting the content of the binder resin (C) within the above range is the same as the technical significance described in the first embodiment.
  • Synthetic rubber (D) The composition of the second embodiment contains synthetic rubber (D).
  • Examples of the synthetic rubber (D) include those exemplified as the synthetic rubber (D) in the first embodiment.
  • the content of the synthetic rubber (D) is not particularly limited, and is preferably 1% by mass to 20% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the content of the synthetic rubber (D) is more preferably 15% by mass or less, still more preferably 12% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less, based on the total amount of (A) to (E).
  • the content of the synthetic rubber (D) is more preferably 3% by mass or more, particularly preferably 5% by mass or more, based on the total amount of (A) to (E).
  • the technical significance of setting the content of the synthetic rubber (D) within the above range is the same as the technical significance described in the first embodiment.
  • Additive (E) The composition of the second embodiment may optionally contain an additive (E).
  • examples of the additive (E) include those exemplified as the additive (E) in the first embodiment.
  • the content of additive (E) is not particularly limited, and is preferably 0% by mass to 50% by mass with respect to the total amount of (A) to (E).
  • the content of additive (E) is more preferably 40% by mass or less, particularly preferably 30% by mass or less, relative to the total amount of (A) to (E).
  • the content of additive (E) is more preferably 5% by mass or more, still more preferably 10% by mass or more, relative to the total amount of (A) to (E).
  • the technical significance of setting the content of the additive (E) within the above range is the same as the technical significance described in the first embodiment.
  • composition of the second embodiment may contain non-solids.
  • non-solid content examples include those exemplified as the non-solid content in the first embodiment.
  • Electrode The electrode of the present disclosure includes a current collector, an undercoat layer containing the composition of the first embodiment or the second embodiment of the present disclosure, and a composite material layer.
  • electrode refers to at least one of the positive electrode and the negative electrode of a lithium ion secondary battery.
  • the electrode of the present disclosure has the above configuration, it is excellent in safety, and a lithium ion secondary that suppresses the increase in direct current resistance in the initial stage of charging and discharging and the increase in direct current resistance after long-term storage in a high temperature environment. It can be a battery.
  • the electrode of the present disclosure it is preferable that the current collector, the undercoat layer, and the mixture layer are laminated in this order.
  • the electrode of the present disclosure increases the electrical resistance between the current collector and the composite layer when the temperature of the lithium ion secondary battery rises sharply. This suppresses overheating of the lithium ion secondary battery. Therefore, the electrode of the present disclosure can improve the safety of lithium ion secondary batteries. Furthermore, the electrode of the present disclosure can suppress an increase in DC resistance of the lithium ion secondary battery even when the lithium ion secondary battery is stored for a long period of time in a high temperature environment.
  • the electrode of the present disclosure may be a positive electrode or a negative electrode. Among them, the electrode of the present disclosure is preferably a positive electrode. When the electrode of the present disclosure is a positive electrode, the resulting lithium ion secondary battery can exhibit a shutdown function by increasing the electrical resistance of the positive electrode.
  • the positive electrode of the present disclosure includes a current collector (hereinafter also referred to as “positive electrode current collector”), an undercoat layer, and a composite layer (hereinafter also referred to as “positive electrode composite layer”). may be provided.
  • a current collector hereinafter also referred to as “positive electrode current collector”
  • an undercoat layer hereinafter also referred to as “positive electrode composite layer”.
  • a composite layer hereinafter also referred to as “positive electrode composite layer”.
  • the positive electrode of the present disclosure includes a first positive electrode configuration, a second positive electrode configuration, a third positive electrode configuration, and a fourth positive electrode configuration.
  • the first positive electrode configuration indicates a configuration in which an undercoat layer and a positive electrode mixture layer are laminated in this order on both main surfaces of a current collector.
  • the second positive electrode configuration indicates a configuration in which an undercoat layer and a positive electrode mixture layer are laminated in this order on one main surface of a current collector, and an undercoat layer is laminated on the other main surface of the current collector.
  • the third positive electrode structure is a structure in which an undercoat layer and a positive electrode mixture layer are laminated in this order on one main surface of a current collector, and a positive electrode mixture layer is laminated on the other main surface of the current collector.
  • an undercoat layer and a positive electrode mixture layer are laminated in this order on one main surface of the current collector, and each of the undercoat layer and the positive electrode mixture layer is laminated on the other main surface of the current collector. shows an unstacked configuration.
  • Positive Electrode Current Collector examples include aluminum, nickel, stainless steel (SUS), and copper. "Aluminum” includes pure aluminum or aluminum alloys.
  • the undercoat layer is formed using the composition of the first or second embodiment of the present disclosure.
  • the formation position of the undercoat layer may be formed on at least a part of at least one main surface of the positive electrode current collector, and the coating pattern of the positive electrode mixture layer (for example, intermittent coating, stripe coating, etc.) It may be selected as appropriate according to, for example.
  • the thickness of the undercoat layer is not particularly limited.
  • the thickness of the undercoat layer is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or less, from the viewpoint of further suppressing the direct current resistance of the lithium ion secondary battery during normal operation.
  • the thickness of the undercoat layer is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.2 ⁇ m or more, from the viewpoint of increasing the direct current resistance when the lithium ion secondary battery generates abnormal heat and more reliably exhibiting the shutdown function. be.
  • the positive electrode mixture layer contains a positive electrode active material and a binder.
  • the positive electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of intercalating and deintercalating lithium ions. can be
  • positive electrode active materials include first oxides and second oxides.
  • the first oxide contains lithium (Li) and nickel (Ni) as constituent metal elements.
  • the second oxide contains Li, Ni, and at least one of metal elements other than Li and Ni as constituent metal elements.
  • metal elements other than Li and Ni include transition metal elements and typical metal elements.
  • the second oxide preferably contains a metal element other than Li and Ni in a proportion equal to or lower than that of Ni in terms of the number of atoms.
  • Metal elements other than Li and Ni are, for example, Co, Mn, Al, Cr, Fe, V, Mg, Ca, Na, Ti, Zr, Nb, Mo, W, Cu, Zn, Ga, In, Sn, La and Ce. You may use a positive electrode active material individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the positive electrode active material preferably contains a lithium-containing composite oxide (hereinafter sometimes referred to as "NCM”) represented by the following formula (X).
  • NCM lithium-containing composite oxide
  • the lithium-containing composite oxide (X) has advantages of high energy density per unit volume and excellent thermal stability.
  • a, b, and c are each independently greater than 0 and less than 1, and the sum of a, b, and c is 0.99 or more and 1.00 or less.
  • NCM include LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2 , LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O _ 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 and the like.
  • the positive electrode active material may contain a lithium-containing composite oxide (hereinafter sometimes referred to as "NCA”) represented by the following formula (Y).
  • NCA lithium-containing composite oxide
  • t is 0.95 or more and 1.15 or less
  • x is 0 or more and 0.3 or less
  • y is 0.1 or more and 0.2 or less
  • x and y The sum is less than 0.5.
  • NCA LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 and the like.
  • the content of the positive electrode active material is preferably 10% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, still more preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more, relative to the total amount of the positive electrode mixture layer. .
  • the content of the positive electrode active material is preferably 99.9% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, relative to the total amount of the positive electrode mixture layer.
  • Binder Binders include, for example, polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate, nitrocellulose, fluororesins, and rubber particles.
  • fluororesins include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and the like.
  • Rubber particles include styrene-butadiene rubber particles, acrylonitrile rubber particles, and the like.
  • the binder preferably contains a fluororesin from the viewpoint of improving the oxidation resistance of the positive electrode mixture layer.
  • the content of the binder is preferably 0.1 mass with respect to the total amount of the positive electrode mixture layer from the viewpoint of compatibility between the physical properties of the positive electrode mixture layer (e.g., electrolyte permeability, peel strength, etc.) and battery performance. % or more and 4 mass % or less.
  • the positive electrode mixture layer may further contain a conductive aid.
  • a conductive aid can be used.
  • a conductive carbon material is preferable as the known conductive aid.
  • Examples of conductive carbon materials include graphite, carbon black, conductive carbon fibers, and fullerenes.
  • Conductive carbon fibers include carbon nanotubes, carbon nanofibers, carbon fibers, and the like.
  • Examples of graphite include artificial graphite and natural graphite. Examples of natural graphite include flake graphite, massive graphite, and earthy graphite. You may use a conductive support agent individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the material of the conductive aid may be a commercially available product.
  • the positive electrode mixture layer may contain other components.
  • Other ingredients include thickeners, surfactants, dispersants, wetting agents, antifoaming agents, and the like.
  • Negative electrode The negative electrode of the present disclosure includes a current collector (hereinafter also referred to as “negative electrode current collector”) and a mixture layer (hereinafter also referred to as “negative electrode mixture layer”), and an undercoat It may comprise layers.
  • the negative electrodes of the present disclosure may include a first negative electrode configuration, a second negative electrode configuration, a third negative electrode configuration, and a fourth negative electrode configuration.
  • the first negative electrode configuration indicates a configuration in which an undercoat layer and a negative electrode mixture layer are laminated in this order on both main surfaces of a current collector.
  • the second negative electrode structure indicates a structure in which an undercoat layer and a negative electrode mixture layer are laminated in this order on one main surface of a current collector, and an undercoat layer is laminated on the other main surface of the current collector. .
  • the third negative electrode structure has a structure in which an undercoat layer and a negative electrode mixture layer are laminated in this order on one main surface of a current collector, and a negative electrode mixture layer is laminated on the other main surface of the current collector. show.
  • an undercoat layer and a negative electrode mixture layer are laminated in this order on one main surface of the current collector, and each of the undercoat layer and the negative electrode mixture layer is laminated on the other main surface of the current collector. shows an unstacked configuration.
  • Negative Electrode Current Collector examples include copper, aluminum, nickel, stainless steel (SUS), and nickel-plated steel.
  • Undercoat layer is the same as the undercoat layer of the positive electrode.
  • Negative electrode mixture layer contains a negative electrode active material and a binder.
  • the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
  • the negative electrode active material is, for example, a lithium metal, a lithium-containing alloy, a metal or alloy that can be alloyed with lithium, an oxide that can be doped and dedoped with lithium ions, a transition material that can be doped and dedoped with lithium ions. It is preferably at least one selected from the group consisting of metal nitrides and carbon materials capable of doping and dedoping lithium ions.
  • the negative electrode active material is preferably a carbon material capable of doping and dedoping lithium ions (hereinafter referred to as “carbon material”).
  • Examples of carbon materials include carbon black, activated carbon, graphite materials, and amorphous carbon materials. These carbon materials may be used singly or in combination of two or more.
  • the form of the carbon material is not particularly limited, and examples thereof include fibrous, spherical, and flaky forms.
  • the particle size of the carbon material is not particularly limited, and is preferably 5 ⁇ m or more and 50 ⁇ m or less, more preferably 20 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • Examples of amorphous carbon materials include hard carbon, coke, mesocarbon microbeads (MCMB) fired at 1500° C. or lower, and mesophase pitch carbon fibers (MCF).
  • Graphite materials include natural graphite and artificial graphite.
  • Artificial graphite includes graphitized MCMB, graphitized MCF, and the like.
  • the graphite material may contain boron.
  • the graphite material may be coated with metal or amorphous carbon. Gold, platinum, silver, copper, tin and the like can be used as the material of the metal that coats the graphite material.
  • the graphite material may be a mixture of amorphous carbon and graphite.
  • binder contained in the negative electrode mixture layer examples include the same binders as those exemplified as the binder contained in the positive electrode mixture layer.
  • the binder contained in the negative electrode mixture layer may be the same as or different from the binder contained in the positive electrode mixture layer.
  • the content of the binder contained in the negative electrode mixture layer is not particularly limited as long as it is the same as the content of the binder contained in the positive electrode mixture layer.
  • the negative electrode mixture layer preferably contains a conductive auxiliary.
  • the conductive aid include conductive aids similar to the conductive aids exemplified as the conductive aid that can be contained in the positive electrode mixture layer.
  • the negative electrode mixture layer may contain other components in addition to the above components.
  • Other ingredients include thickeners, surfactants, dispersants, wetting agents, antifoaming agents, and the like.
  • the lithium ion secondary battery of the present disclosure includes the electrode of the present disclosure.
  • a lithium-ion secondary battery generally includes an outer casing, a positive electrode, a negative electrode, a separator, and an electrolytic solution.
  • the outer package accommodates a positive electrode, a negative electrode, a separator, and a non-aqueous electrolyte.
  • the positive electrode is capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
  • the negative electrode is capable of intercalating and deintercalating lithium ions.
  • the separator separates the positive electrode and the negative electrode.
  • the positive electrode and the negative electrode is the electrode of the present disclosure.
  • the other of the positive electrode and the negative electrode may be a known electrode used for lithium ion secondary batteries. A case where the positive electrode and the negative electrode are the electrodes of the present disclosure will be described below.
  • Exterior body The shape of the exterior body is not particularly limited, and is appropriately selected according to the intended use of the lithium ion secondary battery.
  • Examples of the exterior body include an exterior body including a laminate film, an exterior body including a battery can and a battery can lid, and the like.
  • the positive electrode is the positive electrode of the present disclosure.
  • the negative electrode is the negative electrode of the present disclosure.
  • separators include porous resin flat plates.
  • Examples of the material of the porous resin flat plate include resin, nonwoven fabric containing this resin, and the like.
  • resins include polyethylene (PE), polypropylene (PP), polymethylpentene (PMP), polyester, cellulose, and polyamide.
  • the separator is preferably a porous resin sheet having a single-layer or multi-layer structure.
  • the material of the porous resin sheet is mainly composed of one or more polyolefin resins.
  • the thickness of the separator is preferably 5 ⁇ m or more and 30 ⁇ m or less.
  • a separator is preferably placed between the positive and negative electrodes.
  • Non-aqueous electrolyte contains an electrolyte and a non-aqueous solvent.
  • Electrolyte preferably contains at least one of a fluorine-containing lithium salt (hereinafter sometimes referred to as a "fluorine-containing lithium salt") and a fluorine-free lithium salt.
  • a fluorine-containing lithium salt hereinafter sometimes referred to as a "fluorine-containing lithium salt”
  • fluorine-free lithium salt a fluorine-free lithium salt
  • fluorine-containing lithium salts include inorganic acid anion salts and organic acid anion salts.
  • inorganic acid anion salts include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium hexafluorotantalate ( LiTaF 6 ), and the like.
  • organic acid anion salts include lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ). Among them, LiPF 6 is particularly preferable as the fluorine-containing lithium salt.
  • Lithium salts containing no fluorine include lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium tetrachloride aluminumate (LiAlCl 4 ), lithium decachlorodecaborate (Li 2 B 10 Cl 10 ), and the like.
  • the content of the fluorine-containing lithium salt is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, based on the total amount of the electrolyte. Preferably, it is 80% by mass or more and 100% by mass or less.
  • the fluorine-containing lithium salt contains lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 )
  • the content of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is preferably 50% by mass or more and 100% by mass with respect to the total amount of the electrolyte. Below, more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, still more preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less.
  • the concentration of the electrolyte in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 mol/L or more and 3 mol/L or less, more preferably 0.5 mol/L or more and 2 mol/L or less.
  • the concentration of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 mol/L or more and 3 mol/L or less. , more preferably 0.5 mol/L or more and 2 mol/L or less.
  • Non-aqueous solvent A non-aqueous electrolyte generally contains a non-aqueous solvent.
  • Non-aqueous solvents include, for example, cyclic carbonates, fluorine-containing cyclic carbonates, chain carbonates, fluorine-containing chain carbonates, aliphatic carboxylic acid esters, fluorine-containing aliphatic carboxylic acid esters, and ⁇ -lactones. , fluorine-containing ⁇ -lactones, cyclic ethers, fluorine-containing cyclic ethers, chain ethers, fluorine-containing chain ethers, nitriles, amides, lactams, nitromethane, nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate, dimethyl sulfoxide , dimethyl sulfoxide phosphate, and the like. You may use a non-aqueous solvent individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • Examples of cyclic carbonates include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and butylene carbonate (BC).
  • Examples of fluorine-containing cyclic carbonates include fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), trifluoropropylene carbonate, and the like.
  • Examples of chain carbonates include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethylmethyl carbonate (EMC), methylpropyl carbonate (MPC), ethylpropyl carbonate (EPC), dipropyl carbonate (DPC), and the like. is mentioned.
  • Examples of fluorine-containing chain carbonates include methyl 2,2,2-trifluoroethyl carbonate.
  • aliphatic carboxylic acid esters examples include methyl formate, methyl acetate, methyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethylbutyrate, ethyl formate, ethyl acetate, ethyl propionate, ethyl butyrate, ethyl isobutyrate, trimethyl ethyl butyrate, and the like.
  • fluorine-containing aliphatic carboxylic acid esters examples include methyl difluoroacetate, methyl 3,3,3-trifluoropropionate, ethyl difluoroacetate, and 2,2,2-trifluoroethyl acetate.
  • Examples of ⁇ -lactones include ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, and the like.
  • Cyclic ethers include, for example, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, and the like.
  • Examples of chain ethers include 1,2-ethoxyethane (DEE), ethoxymethoxyethane (EME), diethyl ether, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-dibutoxyethane, and the like.
  • fluorine - containing chain ethers examples include HCF2CF2CH2OCF2CF2H , CF3CF2CH2OCF2CF2H , HCF2CF2CH2OCF2CFHCF3 , CF3CF2 _ _ CH2OCF2CFHCF3 , C6F13OCH3 , C6F13OC2H5 , C8F17OCH3 , C8F17OC2H5 , CF3CFHCF2CH ( CH3 ) OCF2 _ _ _ _ _ _ CFHCF3 , HCF2CF2OCH ( C2H5 ) 2 , HCF2CF2OC4H9 , HCF2CF2OCH2CH ( C2H5 ) 2 , HCF2CF2OCH2CH ( CH3 _ ) 2 and the like.
  • nitriles include acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, and the like.
  • Amides include, for example, N,N-dimethylformamide.
  • lactams include N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N,N'-dimethylimidazolidinone, and the like.
  • the non-aqueous solvent preferably contains at least one selected from the group consisting of cyclic carbonates, fluorine-containing cyclic carbonates, chain carbonates, and fluorine-containing chain carbonates.
  • the total ratio of cyclic carbonates, fluorine-containing cyclic carbonates, chain carbonates, and fluorine-containing chain carbonates is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less with respect to the total amount of the non-aqueous solvent. , more preferably 60% by mass or more and 100% by mass or less, still more preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less.
  • the non-aqueous solvent preferably contains at least one selected from the group consisting of cyclic carbonates and chain carbonates.
  • the total ratio of cyclic carbonates and chain carbonates in the non-aqueous solvent is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 60% by mass, relative to the total amount of the non-aqueous solvent. 100 mass % or less, more preferably 80 mass % or more and 100 mass % or less.
  • the content of the nonaqueous solvent is preferably 99% by mass or less, preferably 97% by mass or less, and more preferably 90% by mass or less with respect to the total amount of the nonaqueous electrolyte.
  • the content of the nonaqueous solvent is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, relative to the total amount of the nonaqueous electrolyte.
  • the intrinsic viscosity of the non-aqueous solvent is preferably 10.0 mPa ⁇ s or less at 25°C from the viewpoint of further improving the dissociation of the electrolyte and the mobility of ions.
  • the non-aqueous solvent may contain an electrolyte additive.
  • a battery reaction indicates a reaction in which lithium ions enter and leave (intercalate) a positive electrode and a negative electrode.
  • the side reaction includes a reductive decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte by the negative electrode, an oxidative decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte by the positive electrode, elution of the metal element in the positive electrode active material, and the like.
  • the electrolyte solution additive is not particularly limited, and any known one can be used. For example, the additive described in JP-A-2019-153443 can be used.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a lithium ion secondary battery 1 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the positive electrode 11 in the lithium ion secondary battery 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the negative electrode 12 in the lithium ion secondary battery 1 according to the embodiment of the present disclosure.
  • the lithium-ion secondary battery 1 is of laminated type. As shown in FIG. 1 , the lithium ion secondary battery 1 includes a battery element 10 , a positive electrode lead 21 , a negative electrode lead 22 and an outer package 30 . The battery element 10 is enclosed inside the exterior body 30 . The exterior body 30 is made of a laminate film. A positive electrode lead 21 and a negative electrode lead 22 are attached to the battery element 10 . Each of the positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22 is led out in opposite directions from the inside of the exterior body 30 toward the outside.
  • the battery element 10 is formed by stacking a positive electrode 11, a separator 13, and a negative electrode 12, as shown in FIG.
  • the positive electrode 11 is formed by forming positive electrode mixture layers 11B on both main surfaces of a positive electrode current collector 11A with an undercoat layer.
  • the positive electrode current collector 11A with an undercoat layer is formed by forming an undercoat layer 111 on both main surfaces of a positive electrode current collector 110 .
  • the negative electrode 12 is formed by forming negative electrode mixture layers 12B on both main surfaces of a negative electrode current collector 12A with an undercoat layer.
  • the negative electrode current collector 12A with an undercoat layer is formed by forming an undercoat layer 121 on both main surfaces of a negative electrode current collector 120 .
  • FIG. 1 As shown in FIG.
  • a positive electrode mixture layer 11B formed on one main surface of a positive electrode current collector 11A with an undercoat layer of the positive electrode 11 and a negative electrode collector with an undercoat layer of the negative electrode 12 adjacent to the positive electrode 11 are formed. It faces the negative electrode mixture layer 12B formed on one main surface of the conductor 12A with the separator 13 interposed therebetween.
  • a non-aqueous electrolyte is injected into the exterior body 30 .
  • the non-aqueous electrolyte permeates the positive electrode mixture layer 11B, the separator 13, and the negative electrode mixture layer 12B.
  • one single cell layer 14 is formed by the adjacent positive electrode mixture layer 11B, separator 13, and negative electrode mixture layer 12B.
  • the lithium ion secondary battery 1 is of a laminated type, but the present disclosure is not limited to this, and the lithium ion secondary battery 1 may be of a wound type, for example.
  • the wound type is formed by stacking a positive electrode, a separator, a negative electrode, and a separator in this order and winding them in layers.
  • a wound type includes a cylindrical shape or a square shape.
  • the direction in which each of the positive electrode lead 21 and the negative electrode lead 22 protrudes from the interior of the exterior body 30 toward the outside is the opposite direction to the exterior body 30.
  • the disclosure is not so limited.
  • the direction in which each of the positive electrode lead and the negative electrode lead protrudes from the interior of the exterior body 30 toward the exterior may be the same direction with respect to the exterior body 30 .
  • the method for producing the composition of the present disclosure includes a conductive carbon material (A), an olefin-based resin (B), and a binder resin (C) that is a resin other than the olefin-based resin (B). , and the synthetic rubber (D) to prepare a mixture (hereinafter also referred to as a “mixing step”), and dispersing the mixture using a dispersing roll (hereinafter also referred to as a “dispersing step” ) and including.
  • the mixing step and the dispersing step are performed in this order.
  • Other steps for example, a step of kneading the mixture
  • the method for producing the composition of the present disclosure has the above configuration, it is excellent in safety, and an increase in DC resistance at the beginning of charging and discharging and after long-term storage in a high temperature environment is suppressed.
  • a composition is obtained which can be made into a lithium ion secondary battery.
  • the conductive carbon material (A), the olefin resin (B), the binder resin (C), and the synthetic rubber (D) are mixed to prepare a mixture.
  • the mixing method is not particularly limited as long as it is a known method.
  • the amounts of the conductive carbon material (A), the olefin resin (B), the binder resin (C), the synthetic rubber (D) and the additive (E) are not particularly limited, and are The contents of the conductive carbon material (A), the olefin resin (B), the binder resin (C), the synthetic rubber (D) and the additive (E) may be the same as those exemplified.
  • (6.2) Dispersing step In the dispersing step, the mixture is dispersed using a dispersing roll. As a result, a composition is obtained in which the raw materials are more dispersed than in the mixture before performing the dispersing step. As a result, the obtained composition is a lithium ion secondary battery in which the DC resistance at the initial stage of charging and discharging and the increase in DC resistance after long-term storage in a high temperature environment are suppressed more than when the dispersion step is not performed. can do.
  • the process of dispersing the mixture using a dispersing roll is also called "dispersion treatment". The mixture may be pre-kneaded prior to dispersion treatment.
  • the dispersion method is not particularly limited, and examples thereof include a method using a kneading device.
  • kneading devices include kneaders, two-roll mills, three-roll mills, planetary mixers, ball mills, horizontal sand mills, vertical sand mills, annular bead mills, attritors, high shear mixers, dispersers, film mixes, ultrasonic waves and high pressure. A homogenizer etc. are mentioned.
  • the kneading device is preferably a three-roll mill from the viewpoint of dispersing fine particles more uniformly in the mixture.
  • methods for dispersing the mixture include batch-type dispersion, pass-type dispersion, circulation dispersion, and the like. Two or more methods of dispersing the mixture may be combined.
  • Batch-type dispersion refers to a method of dispersing a mixture using only a kneading device without using pipes or the like.
  • Pass type dispersion refers to a method of dispersing a mixture by passing (passing) the mixture through a kneading device using a kneading system.
  • the kneading system includes a kneading device, a first tank that supplies a mixture to the kneading device through a pipe, and a second tank that receives the kneaded mixture.
  • “Circulation type dispersion” refers to a system in which the mixture after kneading treatment in the second tank is returned to the first tank and the mixture is dispersed while being circulated.
  • reference sign D1 indicates the direction of rotation of the first roll 91 (hereinafter also referred to as "preparation roll 91").
  • Reference sign D2 indicates the direction of rotation of the second roll 92 (hereinafter also referred to as “intermediate roll 92").
  • Reference sign D3 indicates the direction of rotation of the third roll 93 (hereinafter also referred to as “finishing roll 93").
  • the three-roll mill 90 includes a feed roll 91, an intermediate roll 92, a finishing roll 93, and blades 94, as shown in FIG.
  • the feed roll 91 and the intermediate roll 92 are arranged with a first gap L1 (see FIG. 4) therebetween.
  • the intermediate roll 92 and the finishing roll 93 are arranged with a second gap L2 (see FIG. 4).
  • a blade 94 is positioned in contact with the surface of the finishing roll 93 .
  • the mixture 1110 is stored in the upper space formed by the feed roll 91 and the intermediate roll 92.
  • the mixture 1110 adhering to the surface of the feed roll 91 is transferred to the surface of the intermediate roll 92 .
  • the mixture 1110 adhering to the surface of the intermediate roll 92 is transferred to the surface of the finishing roll 93 .
  • the mixture 1110 adhering to the surface of the finishing roll 93 is scraped off by the blade 94 .
  • Each of the preparation roll 91, the intermediate roll 92, and the finishing roll 93 may be rolls used in a known three-roll mill.
  • the diameters of each of the feed roll 91, the intermediate roll 92, and the finish roll 93 are substantially the same.
  • Examples of the blade 94 include a doctor blade and the like.
  • the rotation speed of each of the feed roll 91, the intermediate roll 92 and the finish roll 93 is not particularly limited, and the feed roll 91, the intermediate roll 92 and the finish roll 93 may be faster in this order.
  • the rotation speed of the feeding roll 91 is not particularly limited, and is preferably 5 rpm to 84 rpm, more preferably 16 rpm to 56 rpm.
  • the rotation speed of the intermediate roll 92 is not particularly limited, preferably 16 rpm to 240 rpm, more preferably 50 rpm to 160 rpm.
  • the rotation speed of the finishing roll 93 is not particularly limited, and is preferably 50 rpm to 600 rpm, more preferably 150 rpm to 400 rpm.
  • the ratio of the rotation speed of the intermediate roll 92 to the rotation speed of the feed roll 91 is preferably 2.0 to 4 from the viewpoint of uniformly dispersing the fine particles in the mixture. .0, more preferably 2.5 to 3.5.
  • the ratio of the rotation speed of the finish roll 93 to the rotation speed of the feed roll 91 is preferably 5.0 to 12 from the viewpoint of uniformly dispersing the fine particles in the mixture. .0, more preferably 6.5 to 10.0.
  • the first distance L1 is not particularly limited, and is preferably 0 mm to 0.05 mm, more preferably 0 mm to 0.02 mm from the viewpoint of uniformly dispersing the fine particles in the mixture.
  • the second distance L2 is not particularly limited, and is preferably 0 mm to 0.05 mm, more preferably 0 mm to 0.02 mm from the viewpoint of uniformly dispersing the fine particles in the mixture.
  • the number of distributed processes may be one or more. Among them, the number of treatments is preferably three. When the number of treatments is 3, the conductive carbon material (A) and the olefinic resin (B) are more likely to be uniformly dispersed in the mixture than when the number of treatments is 2 or less or 4 or more. As a result, it is possible to obtain a composition that can be used as a lithium ion secondary battery in which the DC resistance at the initial stage of charging and discharging and the increase in the DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment are further suppressed.
  • ⁇ W401 "Chemipearl (registered trademark) W401” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (aqueous dispersion of low molecular weight polyethylene, solid content concentration: 40% by mass, particle size: 1.0 ⁇ m, softening point (ring and ball method): 110 ° C. )
  • W700 "Chemipearl (registered trademark) W700” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (aqueous dispersion of low molecular weight polyethylene, solid content concentration: 40% by mass, particle size: 1.0 ⁇ m, softening point (ring and ball method): 132 ° C.
  • W900 "Chemipearl (registered trademark) W900” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (aqueous dispersion of low molecular weight polyethylene, solid content concentration: 40% by mass, particle size: 0.6 ⁇ m, softening point (ring and ball method): 132 ° C. )
  • W950 "Chemipearl (registered trademark) W950” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (aqueous dispersion of low molecular weight polyethylene, solid content concentration: 40% by mass, particle size: 0.6 ⁇ m, softening point (ring and ball method): 113 ° C.
  • WP100 “Chemipearl (registered trademark) WP100” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (aqueous dispersion of low molecular weight polypropylene, solid content concentration: 40% by mass, particle size: 1.0 ⁇ m, softening point (ring and ball method): 148 ° C. )
  • P301W Developed product “P301W” manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. (low molecular weight polyethylene, solid content concentration: 100% by mass, particle size: 3.0 ⁇ m, softening point (ring and ball method): 132 ° C.)
  • Al 2 O 3 “Aluminum oxide” manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (average particle size: 2 ⁇ m, solid content concentration: 100% by mass)
  • CMC aqueous solution is added to distilled water such that the content of “CMC” (C) is 1.2% by mass with respect to the total amount of “CMC aqueous solution” (C). is prepared by adding The addition operation of adding 215.0 parts by mass of "CMC aqueous solution” (C) to the first liquid mixture and mixing for 20 minutes was performed a total of three times to obtain a second liquid mixture (preparation step C). The total amount of the "CMC aqueous solution” (C) added to the first mixed liquid was 645.0 parts by mass.
  • Undercoat layer slurry (composition ) was prepared.
  • Example 1-15 Same as Example 1-1, except that the additive materials and amounts added in each of the preparation steps A to D were changed as shown in Table 2, and that the addition operation was performed twice in the preparation step C. Then, an undercoat layer slurry (composition) was prepared.
  • total added amount in preparation step C indicates the total added amount of "CMC aqueous solution (C)" added to the first mixed liquid.
  • Example 1-17 A 5 L planetary disper was used to prepare the slurry for the undercoat layer. 116.0 parts by mass of "Super-P” (A), 87 parts by mass of “P301W” (B), and 8.7 parts by mass of “SBR” (D) dried under reduced pressure were mixed for 10 minutes, and 3 mixture was obtained (preparation step A). 50 parts by mass of “N-methylpyrrolidone” (hereinafter referred to as “NMP”) was added to the third mixture, and the mixture was further mixed for 10 minutes to obtain a fourth mixture (preparation step B).
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • Example 2-1 A 5 L planetary dispenser was used to prepare the slurry for the undercoat layer.
  • a three-roll mill (BR-300HCVIII, manufactured by Aimex Co., Ltd.) was used for dispersing the slurry for the undercoat layer.
  • 58 parts by mass of "Super-P" (A) were pre-stirred for 5 minutes (preparation step A).
  • 229.0 parts by mass of the "CMC aqueous solution” (C) was added to the "Super-P" (A) powder, and the mixture was further mixed for 20 minutes to obtain a sixth mixture (preparation step B).
  • CMC aqueous solution is added to distilled water such that the content of “CMC” (C) is 1.2% by mass with respect to the total amount of “CMC aqueous solution” (C). is prepared by adding An addition operation of adding 327.0 parts by mass of "CMC aqueous solution” (C) to the sixth mixed liquid and mixing for 20 minutes was performed a total of three times to obtain a seventh mixed liquid (preparation step C). The total amount of the "CMC aqueous solution” (C) added to the sixth mixed liquid was 981.0 parts by mass.
  • the rotation speed of the preparation roll 91 was 33.3 rpm
  • the rotation speed of the intermediate roll 92 was 100 rpm
  • the rotation speed of the finishing roll 93 was 300 rpm
  • the first interval L1 was 10 ⁇ m
  • the second interval L2 was 10 ⁇ m.
  • Example 2-2 to 2-9 Undercoating in the same manner as in Example 2-1, except that the additive materials, additive amounts, and three-roll mill conditions of the three-roll mill in each of the preparation steps A to adjustment steps E were changed as shown in Table 7. A layer slurry (composition) was prepared.
  • PVDF solution is added “PVDF” (C) to "NMP” so that the content of “PVDF” (C) is 8% by mass with respect to the total amount of “PVDF solution” (C).
  • an undercoat layer slurry (composition) having a solid concentration of 12.4% by mass was prepared.
  • the total amount of the "CMC aqueous solution” (C) added to the mixture was 1516 parts by mass. 58.0 parts by mass of "SBR” (D) was added to the mixed solution, kneaded for 20 minutes, and vacuum defoamed for 30 minutes. Thus, an undercoat layer slurry (composition) having a solid concentration of 10.7% by mass was prepared.
  • Example 3 The same as in Example 1-17, except that the additive materials and amounts added in each of the preparation steps A to adjustment steps D were changed as shown in Table 3, and that the addition operation was performed once in the preparation step D. Then, an undercoat layer slurry (composition) was prepared.
  • the positive electrode roll is slit so that the area of the positive electrode mixture layer (surface: 56 mm ⁇ 334 mm, back surface: 56 mm ⁇ 408 mm) and the area for the tab welding margin can be obtained.
  • a positive electrode having an undercoat layer laminated thereon was obtained.
  • Negative Electrode Preparation [3.1] Preparation of Negative Electrode Mixture Slurry A 5 L planetary disper was used to prepare the negative electrode mixture slurry. A negative electrode mixture obtained by mixing 1050 parts by mass of “natural graphite” as a negative electrode active material and 11 parts by mass of “Super-P” (conductive carbon, BET specific surface area 62 m 2 /g) as a conductive aid for 10 minutes. Obtained. 450 parts by mass of the “CMC aqueous solution” was added to the mixture for negative electrode, and the mixture was further mixed for 20 minutes to obtain a first mixed liquid for negative electrode.
  • “natural graphite” as a negative electrode active material
  • Super-P conductive carbon, BET specific surface area 62 m 2 /g
  • the negative electrode roll is slit so that the area of the negative electrode mixture layer (surface: 58 mm ⁇ 372 mm, back surface: 58 mm ⁇ 431 mm) and the area for the tab welding margin are obtained, and the negative electrode is obtained. rice field.
  • a mixed solvent was obtained.
  • a non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving LiPF 6 in the mixed solvent to a concentration of 1.0 mol/L.
  • the first exterior body was dried under reduced pressure in a vacuum dryer at 70° C. for 12 hours. After injecting 4.7 ⁇ 0.1 g of the electrolytic solution into the first exterior body, the opening of the first exterior body was heat-sealed while being evacuated. Thus, a lithium ion secondary battery precursor was obtained.
  • A The ratio of the number of batteries whose internal temperature exceeded 300°C was less than 20% of the total number of test batteries.
  • B The ratio of the number of batteries whose internal temperature exceeded 300°C was 20% or more and less than 50% of the total number of test batteries.
  • C The ratio of the number of batteries whose internal temperature exceeded 300°C was 50% or more and less than 80% of the total number of test batteries.
  • D The ratio of the number of batteries whose internal temperature exceeded 300°C was 80% or more of the total number of test batteries.
  • the first relative value was calculated by setting the measured value of the first direct current resistance (DCIR) of the reference example (without undercoat layer) to 100, and the following An initial DCIR evaluation was performed at the reference.
  • Table 3 shows the measured values and the first relative values of the first DC resistance. Acceptable ratings for the initial DCIR rating are 'A', 'B' and 'C'.
  • DCIR evaluation after high temperature storage [5.4.1] DCIR measurement after high temperature storage Current constant voltage charging (0.1C-CCCV) was carried out, and the charged state was allowed to stand in an atmosphere of 60° C. for 28 days. Thus, a battery after high temperature storage was obtained. A DCIR evaluation process similar to the initial DCIR evaluation process described above was performed to obtain a second direct current resistance (DCIR).
  • DCIR direct current resistance
  • the added amount (% by mass) of the water-dispersible polyolefin resin (B) is the conductive carbon material (A), the water-dispersible olefin resin (B), the binder resin (C), the synthetic rubber (D ) and the additive (E) to a total of 100% by mass of the solid content of the water-dispersible polyolefin resin (B).
  • the added amount (% by mass) of the synthetic rubber (D) is the conductive carbon material (A), the water-dispersible olefin resin (B), the binder resin (C), the synthetic rubber (D) and the additive. Shows the mass ratio of the solid content of the synthetic rubber (D) to the total 100 mass% of (E).
  • interval ( ⁇ m) indicates that the dispersing step was not performed.
  • interval ( ⁇ m) indicates each of the first interval L1 (see FIG. 4) and the second interval L2 (see FIG. 4). The first interval L1 and the second interval L2 are the same.
  • Comparative Examples 1 to 10 The composition of Comparative Example 1 did not contain olefinic resin (B) and synthetic rubber (D). The content of the binder resin (C) was not within the range of 1% by mass to 30% by mass. The composition of Comparative Example 2 did not contain the olefinic resin (B). The content of the conductive carbon material (A) was not within the range of 10% by mass to 60% by mass. Therefore, the evaluation result of the nail penetration test of Comparative Examples 1 and 2 was "D". From these results, it was found that the compositions of Comparative Examples 1 and 2 cannot be used as lithium ion secondary batteries with excellent safety.
  • the composition of Comparative Example 3 did not contain synthetic rubber (D).
  • the content of the conductive carbon material (A) was not within the range of 10% by mass to 60% by mass.
  • the content of the binder resin (C) was not within the range of 1% by mass to 30% by mass.
  • the mass ratio (A/B) was not within the range of 0.25-2.00. Therefore, the evaluation result of each of the initial DCIR evaluation and the DCIR evaluation after high-temperature storage of Comparative Example 3 was "D". From this result, the composition of Comparative Example 3 cannot be used as a lithium ion secondary battery in which the DC resistance at the initial stage of charging and discharging and the increase in the DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment are suppressed. I found out.
  • the content of the olefin resin (B) was not within the range of 30% by mass to 70% by mass, and the mass ratio (A/B) was 0.25 to 2.00. was not within the range of Therefore, the evaluation result of the DCIR evaluation after high-temperature storage in Comparative Examples 4 and 5 was "D". From these results, it was found that the compositions of Comparative Examples 4 and 5 cannot be used as lithium ion secondary batteries in which an increase in DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment is suppressed. The evaluation result of each of the initial DCIR evaluation and the DCIR evaluation after high-temperature storage of Comparative Example 6 was "D".
  • Comparative Example 6 cannot be used as a lithium ion secondary battery in which the DC resistance at the initial stage of charging and discharging and the increase in the DC resistance after long-term storage in a high-temperature environment are suppressed. I found out.
  • the evaluation result of the nail penetration test of Comparative Example 7 was "D". From this result, it was found that the composition of Comparative Example 7 could not be used as a lithium ion secondary battery with excellent safety.
  • the content of the conductive carbon material (A) is not within the range of 10% by mass to 60% by mass, and the content of the olefinic resin (B) is 30% by mass to 60% by mass. It was not within the range of 70 mass % and the mass ratio (A/B) was not within the range of 0.25 to 2.00. Therefore, the evaluation result of the nail penetration test for Comparative Examples 8 to 10 was "D". From these results, it was found that the compositions of Comparative Examples 8 to 10 could not be used as lithium ion secondary batteries with excellent safety.
  • compositions of Comparative Examples 1 to 10 are excellent in safety, and the rise in DC resistance at the initial stage of charging and discharging and after long-term storage in a high-temperature environment is suppressed. It turned out that it cannot be made into the lithium ion secondary battery which can be made into a secondary battery.
  • Examples 1-1 to 1-19 The compositions of Examples 1-1 to 1-19 include a conductive carbon material (A) 10% by mass to 60% by mass, an olefin resin (B) 30% by mass to 70% by mass, and a binder resin ( C) 1% to 30% by mass, 1% to 20% by mass of synthetic rubber (D), and 0% to 50% by mass of additive (E), mass ratio (A/B) was between 0.25 and 2.00. Therefore, the evaluation results of the nail penetration test of Examples 1-1 to 1-19 were either "A" to "C". Furthermore, the evaluation results of the initial DCIR evaluation and the DCIR evaluation after high-temperature storage of Examples 1-1 to 1-19 were any of "A" to "C”.
  • compositions of Examples 1-1 to 1-19 are excellent in safety, and the DC resistance at the initial stage of charging and discharging, and the increase in DC resistance after long-term storage in a high temperature environment. It has been found that a lithium ion secondary battery in which is suppressed can be obtained.
  • the evaluation results of the nail penetration test of Examples 1-1 to 1-7 are "A", and the initial DCIR evaluation and the DCIR evaluation after high temperature storage. Each evaluation result was “B” or “C”. Therefore, it was found that the compositions of Examples 1-1 to 1-7 can be used as lithium ion secondary batteries having a good balance between safety and battery performance. Among them, from the evaluation results of the nail penetration test and the relative values of the initial DCIR evaluation and the DCIR evaluation after high-temperature storage, the compositions of Examples 1-4 to 1-7 show safety and battery performance. It was found that a lithium ion secondary battery with better balance can be obtained.
  • the content of the olefin resin (B) is 50% by mass to 60% by mass, and the mass ratio (A/B) is 0.40 to 0. .60.
  • the compositions of Examples 1-4 can be used as lithium ion secondary batteries with a particularly excellent balance between safety and battery performance. This is because the particle size of the olefin resin (B) is relatively small (for example, 0.5 ⁇ m or more and 2.0 ⁇ m or less) among Examples 1-4 to 1-7, and the olefin resin (B) It is presumed that this is because the softening point of is relatively high (for example, 120° C. or more and 135° C. or less).
  • the thickness of the undercoat layer can be kept within the optimum range.
  • the softening point of the olefin-based resin (B) is relatively high, the shape of the olefin-based resin (B) can be maintained during the positive electrode drying step.
  • Examples 2-1 to 2-9 contain a conductive carbon material (A), an olefin resin (B), a binder resin (C), and a synthetic rubber (D), The ratio (D99/D10) was 35 or less. Therefore, the evaluation results of the nail penetration test for Examples 2-1 to 2-9 were "A” or "B". Furthermore, the evaluation results of the initial DCIR evaluation and the DCIR evaluation after high-temperature storage of Examples 2-1 to 2-9 were "A” or "B". From these results, the compositions of Examples 2-1 to 2-9 are excellent in safety, and the DC resistance at the initial stage of charging and discharging, and the increase in DC resistance after long-term storage in a high temperature environment.
  • Examples 2-1 to 2-9 can be made into lithium ion secondary batteries that are superior in safety and battery performance. This is because the conductive carbon material (A) and the olefin-based resin (B) are less likely to agglomerate due to the dispersing step, and the conductive carbon material (A) is dispersed uniformly in the composition. It is presumed that this is because the olefinic resin (B) is more likely to function as an agent, and the olefinic resin (B) is more likely to exhibit its shutdown function.
  • Examples 2-1 to 2-9 are conductive carbon materials that function as conductive aids.
  • the amount of (A) added is small (that is, the content of the conductive carbon material (A) is 25% by mass or less)
  • the evaluation result of the initial DCIR evaluation is "A”
  • the DCIR evaluation after high temperature storage is " It was B. That is, it turned out that the battery performance of a lithium ion secondary battery is excellent. This is because the conductive carbon material (A ) functioned efficiently as a conductive aid.

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Abstract

本開示の組成物は、導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)、及び添加剤(E)の総量に対して、前記(A)10 質量%~60質量%と、前記(B)30質量%~70質量%と、前記(C)1質量%~30質量%と、前記(D)3質量%~20質量%と、前記(E)0質量%~50質量%と、を含有し、前記(B)の含有量に対する前記(A)の含有量の比が0.25~2.00で ある。

Description

組成物、電極、リチウムイオン二次電池、及び組成物の製造方法
 本開示は、組成物、電極、リチウムイオン二次電池、及び組成物の製造方法に関する。
 近年、リチウムイオン二次電池は、電子機器、電気自動車、又は電気貯蔵用の電源として広く使用されている。特に最近では、ハブリッド自動車等に搭載可能な、高容量で高出力かつエネルギー密度の高い電池が求められている。このようなリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高いという利点がある。一方で、リチウム金属及びリチウムイオンを使用することから、安全性に対する十分な対応策が必要となる。
 特許文献1は、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させたリチウムイオン二次電池用正極を開示している。特許文献1に開示の正極は、正極集電体、及び正極合材層を備える。正極合材層は、正極集電体の少なくとも片面に積層されている。正極合材層は、正極合材層と、アンダーコート層とを有する。アンダーコート層は、正極集電体及び正極合材層との間に形成されている。アンダーコート層は、導電助剤と、バインダーと、熱膨張性マイクロカプセルとを含む。熱膨張性マイクロカプセルは、70℃以上180℃以下の最大体積膨張温度を有する。
 特許文献1:国際公開第2019/189866号
 安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下でのリチウムイオン二次電池の長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制された電池性能に優れるリチウムイオン二次電池が求められている。充放電の初期の直流抵抗が抑制されたリチウムイオン二次電池の出力は、充放電の初期の直流抵抗が抑制されていないリチウムイオン二次電池の出力よりも優れる。高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇が抑制されたリチウムイオン二次電池の寿命は、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇が抑制されていないリチウムイオン二次電池の寿命よりも優れる。
 本開示は、上記事情に鑑み、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる組成物、電極、リチウムイオン二次電池、及び組成物の製造方法を提供することを課題とする。
 上記課題を解決するための手段には、以下の実施態様が含まれる。
 <1> 導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)、及び添加剤(E)の総量に対して、
 前記導電性炭素材料(A)10質量%~60質量%と、
 前記オレフィン系樹脂(B)30質量%~70質量%と、
 前記バインダー樹脂(C)1質量%~30質量%と、
 前記合成ゴム(D)1質量%~20質量%と、
 前記添加剤(E)0質量%~50質量%と、を含有し、
 前記オレフィン系樹脂(B)の含有量に対する前記導電性炭素材料(A)の含有量の比が0.25~2.00である、組成物。
 <2> 前記オレフィン系樹脂(B)が、ポリエチレン系樹脂又はポリプロピレン樹脂を含む、前記<1>に記載の組成物。
 <3> 前記オレフィン系樹脂(B)が、水分散性オレフィン系樹脂を含む、前記<1>又は<2>に記載の組成物。
 <4> 前記オレフィン系樹脂(B)の粒径が0.1μm~9.0μmであり、前記オレフィン系樹脂(B)の軟化点が70℃以上である、前記<1>~<3>のいずれか1つに記載の組成物。
 <5> 前記オレフィン系樹脂(B)の含有量に対する前記合成ゴム(D)の含有量の比が、0.07~0.25である、前記<1>~<4>のいずれか1つに記載の組成物。
 <6> 前記バインダー樹脂(C)が、カルボキシメチルセルロース又はポリフッ化ビニリデンを含む、前記<1>~<5>のいずれか1つに記載の組成物。
 <7> 前記合成ゴム(D)が、スチレンブタジエンゴムを含む、前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の組成物。
 <8> 前記添加剤(E)が、70℃以上180℃以下の最大体積膨張温度を有する熱膨張性マイクロカプセル及び無機酸化物フィラーの少なくとも一方を含む、前記<1>~<7>のいずれか1つに記載の組成物。
 <9> 導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)を含有し、
 レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D10に対する粒度分布D99の比(D99/D10)が35以下である、組成物。
 <10> レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D99が20μm以下である、前記<9>に記載の組成物。
 <11> レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D50に対する前記粒度分布D99の比(D99/D50)が20以下である、前記<9>又は<10>に記載の組成物。
 <12> 集電体と、前記<1>~<11>のいずれか1つに記載の組成物を含むアンダーコート層と、合材層と、を備える、電極。
 <13> 前記集電体と、前記アンダーコート層と、前記合材層とが、この順に積層された、前記<12>に記載の電極。
 <14> 前記電極が正極である、前記<12>又は<13>に記載の電極。
 <15> 前記<12>~<14>のいずれか1つに記載の電極を備える、リチウムイオン二次電池。
 <16> 導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、及び合成ゴム(D)を混合して、混合物を作製することと、
 前記混合物を、分散ロールを用いて分散することと、
を含む、組成物の製造方法。
 本開示によれば、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる組成物、電極、リチウムイオン二次電池、及び組成物の製造方法が提供される。
図1は、本開示のリチウムイオン二次電池の一例であるラミネート型電池を示す概略断面図である。 図2は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池における正極の断面図である。 図3は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池における負極の断面図である。 図4は、本開示の製造方法に用いられる実施形態に係る3本ロールミルの側面図である。
 本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
 本明細書において、「工程」との用語は、独立した工程だけではなく、他の工程と明確に区別できない場合であってもその工程の所期の目的が達成されれば、本用語に含まれる。
 本明細書において(メタ)アクリレートは、アクリレート又はメタクリレートを意味する。
 以下、図面を参照して、本開示の組成物、電極、リチウムイオン二次電池、及び組成物の製造方法の実施形態について説明する。図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
(1)第1実施形態
 本開示の第1実施形態の組成物は、導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)、及び添加剤(E)の総量(以下、単に「(A)~(E)の総量」という場合がある。)に対して、
 前記導電性炭素材料(A)10質量%~60質量%と、
 前記オレフィン系樹脂(B)30質量%~70質量%と、
 前記バインダー樹脂(C)1質量%~30質量%と、
 前記合成ゴム(D)1質量%~20質量%と、
 前記添加剤(E)0質量%~50質量%と、を含有し、
 前記オレフィン系樹脂(B)の含有量に対する前記導電性炭素材料(A)の含有量の比(以下、「質量比(A/B)」という場合がある。)が0.25~2.00である。
 本開示において、「導電性炭素材料」とは、20℃における体積抵抗率が40Ω・cm未満、好ましくは3Ω・cm未満である炭素材料を示す。
 本開示において、「オレフィン系樹脂」とは、オレフィンから導かれる構造単位を含む樹脂を示す。詳しくは、「オレフィン系樹脂」とは、オレフィンの単独重合体、2種以上のオレフィンの共重合体、又は、オレフィンと他のモノマーとの共重合体を示す。
 本開示において、「添加剤」とは、導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、及び合成ゴム(D)以外の固形分を示す。
 本開示において、「含有量」と「添加量」とは、実質的に同一とみなす。
 第1実施形態の組成物は、上記の構成を有するため、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる。換言すると、第1実施形態の組成物は、安全性と電池性能(すなわち、出力及び寿命)とのバランスのとれたリチウムイオン二次電池とすることができる。
(1.1)組成物の用途
 第1実施形態の組成物は、特に限定されず、リチウムイオン二次電池の電極の部品等に好適に用いられる。詳しくは、第1実施形態の組成物は、集電体の少なくとも一方の主面上にアンダーコート層及び合材層がこの順で積層された電極を備えるリチウムイオン二次電池の前記電極に含まれる前記アンダーコート層を形成するために用いられることが好ましい。なかでも、第1実施形態の組成物は、集電体の少なくとも一方の主面上にアンダーコート層及び合材層がこの順で積層された正極を備えるリチウムイオン二次電池の前記正極に含まれる前記アンダーコート層を形成するために用いられることがより好ましい。
 本開示において、「集電体」とは、リチウムイオン二次電池において、活物質から発生した電子を集め、かつ活物質に電子を供給するためのシート状物を示す。「集電体の主面」とは、対向する複数の一対の面のうち、面積が最も広い対向する一対の面を示す。
(1.2)導電性炭素材料(A)
 第1実施形態の組成物は、導電性炭素材料(A)を含む。これにより、第1実施形態の組成物の電気的抵抗は低減する。
 導電性炭素材料(A)の材質としては、例えば、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維、及びフラーレン等が挙げられる。グラファイトとしては、例えば、人造黒鉛、及び天然黒鉛(例えば、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、及び土状黒鉛など)が挙げられる。導電性炭素繊維としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、及びカーボンファイバー等が挙げられる。導電性炭素材料(A)は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 導電性炭素材料(A)の形状は、特に限定されず、粒子状であってもよい。導電性炭素材料(A)の形状が粒子状である場合、導電性炭素材料(A)の粒径は、特に限定されない。導電性炭素材料(A)の粒径は、アンダーコート層に含まれる各粒子間に分散し導電助剤として機能させる観点から、好ましくは5μm以下、より好ましくは1μm~4μmである。この場合、導電性炭素材料(A)の粒子の1次粒子径は、好ましくは0.5μm以下、より好ましくは0.1μm~0.4μmである。
 導電性炭素材料(A)の粒径は、レーザー光回折散乱法に基づく粒度分布測定装置によって測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側からの累積50体積%に相当する粒径(粒度分布D50、メジアン径)を示す。
 導電性炭素材料(A)は、市販品であってもよい。カーボンブラックの市販品としては、例えば、「Super P」(TIMCAL社製)等が挙げられる。鱗片状黒鉛の市販品としては、「KS-6」(TIMREX社製)等が挙げられる。
 導電性炭素材料(A)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、10質量%~60質量%である。導電性炭素材料(A)の含有量が上記範囲内であれば、第1実施形態の組成物中において、導電性炭素材料(A)同士の連絡点の数が多く、パーコレーション効果によって第1実施形態の組成物の常温時の電気的抵抗を低減することができる。更に、リチウムイオン二次電池の急激な温度上昇時には、導電性炭素材料(A)同士の接触が保たれにくく、アンダーコート層の電気的抵抗が増大することによって、得られるリチウムイオン二次電池は、シャットダウン機能を発揮することができる。つまり、リチウムイオン二次電池の安全性は優れる。シャットダウン機能は、リチウムイオン二次電池の電池反応の進行を阻止することを含む。「電池反応」とは、正極と負極との間で行われるリチウムイオンの挿入反応及び脱離反応を示す。
 導電性炭素材料(A)の含有量が高ければ高いほど、リチウムイオン二次電池の電池性能はより優れる傾向にある。
 導電性炭素材料(A)の含有量は、前記シャットダウン機能の確保の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは45質量%以下、より好ましくは35質量%以下である。
 導電性炭素材料(A)の含有量は、電池性能の確保の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは15質量%以上、より好ましくは25質量%以上である。
 質量比(A/B)は、0.25~2.00である。質量比(A/B)が上記範囲内であれば、前記シャットダウン機能と、電池性能を確保するためにアンダーコート層の電気的抵抗を低減すること(以下、「アンダーコート層の低抵抗性」という。)とを両立できる。
 質量比(A/B)は、シャットダウン機能の確保の観点から、好ましくは1.50以下、より好ましくは0.90以下、さらに好ましくは0.75以下、特に好ましくは0.60以下、より一層好ましくは0.55以下である。質量比(A/B)は、電池性能の確保の観点から、好ましくは0.27以上、より好ましくは0.30以上、さらに好ましくは0.35以上、特に好ましくは0.50以上である。
(1.3)オレフィン系樹脂(B)
 第1実施形態の組成物は、オレフィン系樹脂(B)を含む。これにより、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、リチウムイオン二次電池は熱暴走しにくく、リチウムイオン二次電池の安全性は確保される。
 オレフィン系樹脂(B)の材質は、特に限定されない。オレフィン系樹脂(B)の軟化点は、リチウムイオン二次電池の急激な温度上昇時に、より低い温度領域でオレフィン系樹脂(B)が溶融することにより、前記シャットダウン機能をより効果的に発揮させること(以下、「シャットダウン機能の効果的発揮」という。)の観点から、好ましくは150℃以下、より好ましく140℃以下、さらに好ましくは135℃以下である。オレフィン系樹脂(B)の軟化点は、正極の製造過程で行われる乾燥処理の実行前後において、オレフィン系樹脂(B)の形状を保持させること(以下、「正極乾燥工程の際のオレフィン系樹脂(B)の形状保持」という。)の観点から、好ましくは70℃以上、より好ましく90℃以上、さらに好ましくは110℃以上、特に好ましくは120℃以上である。オレフィン系樹脂(B)の軟化点は好ましくは70℃~150℃である。オレフィン系樹脂(B)の軟化点は、JISK2207(環球法)で測定された値を示す。
 具体的に、オレフィン系樹脂(B)の材質としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、ポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ポリビニルフルオライド、ポリビニリデンフルオライド、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイド及びポリメチル(メタ)アクリレートが挙げられる。なかでも、オレフィン系樹脂(B)の材質は、シャットダウン機能の効果的発揮と、正極乾燥工程の際のオレフィン系樹脂(B)の形状保持との両立の観点から、ポリエチレン系樹脂、又はポリプロピレン樹脂を含むことが好ましい。オレフィン系樹脂(B)は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 本開示において、「ポリエチレン系樹脂」とは、エチレンを主たる成分とする樹脂である。ポリエチレン系樹脂としては、エチレンの単独重合体又は共重合体が挙げられる。中でも、ポリエチレン系樹脂は、エチレンと少なくとも1種のα-オレフィンとの共重合体であることが好ましい。
 オレフィン系樹脂(B)は、水分散性オレフィン系樹脂を含むことが好ましい。これにより、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、リチウムイオン二次電池はより熱暴走しにくく、リチウムイオン二次電池の安全性は向上する。
 本開示において、「水分散性オレフィン系樹脂」とは、界面活性剤及び有機溶剤の少なくとも一方を添加しなくとも、水に分散可能なオレフィン系樹脂を示す。
 水分散性オレフィン系樹脂の材質としては、ポリエチレン、ポリエチレン系エラストマー、ポリオレフィンのアイオノマー、及びEVA等が挙げられる。
 水分散性オレフィン系樹脂の含有量は、特に限定されず、オレフィン系樹脂(B)の総量に対して、好ましくは20質量%以上であり、より好ましくは50質量%以上であり、100質量%であってもよい。
 オレフィン系樹脂(B)の形状は、特に限定されず、粒子状であってもよい。オレフィン系樹脂(B)の形状が粒子状である場合、オレフィン系樹脂(B)の粒径は、特に限定されない。オレフィン系樹脂(B)の粒径は、最適なアンダーコート層の膜厚範囲に収まるようにオレフィン系樹脂(B)の粒径を調整する観点から、好ましく9.0μm以下、より好ましくは4.0μm以下、さらに好ましくは2.0μm以下である。オレフィン系樹脂(B)の粒径は、組成物(例えば、アンダーコート層用スラリー)の加工性の観点から、好ましく0.1μm以上、より好ましくは0.5μm以上である。オレフィン系樹脂(B)の粒径は0.1μm~9.0μmであることが好ましい。オレフィン系樹脂(B)の粒径が小さくなればなるほど、オレフィン系樹脂(B)は凝集しやすくなる傾向にある。
 オレフィン系樹脂(B)の粒径は、コールカウンター法により測定された値を示す。
 オレフィン系樹脂(B)の粒径は0.1μm~9.0μmであり、かつ、オレフィン系樹脂(B)の軟化点は70℃以上であることが好ましい。これにより、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、リチウムイオン二次電池はより熱暴走しにくく、リチウムイオン二次電池の安全性は向上する。
 オレフィン系樹脂(B)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、30質量%~70質量%である。オレフィン系樹脂(B)の含有量が上記範囲内であれば、前記シャットダウン機能を確保できる。
 オレフィン系樹脂(B)の含有量が高ければ高いほど、リチウムイオン二次電池の安全性はより優れるのに対し、リチウムイオン二次電池の電池性能は低下する傾向にある。つまり、リチウムイオン二次電池の安全性と、リチウムイオン二次電池の電池性能とは、トレードオフの関係を有する。
 オレフィン系樹脂(B)の含有量は、アンダーコート層の低抵抗性の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは65質量%以下、より好ましくは60質量%以下、さらに好ましくは55質量%以下である。
 オレフィン系樹脂(B)の含有量は、シャットダウン機能の効果的発揮の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは35質量%以上、より好ましくは40質量%以上、さらに好ましくは50質量%以上である。
 オレフィン系樹脂(B)は、市販品であってもよい。水分散性オレフィン系樹脂の市販品としては、三井化学株式会社製のケミパール(登録商標)シリーズ(ポリオレフィン水性ディスパージョン)が挙げられる。低分子量ポリエチレンを微粒状水性ディスパージョン化したものとして、WP100、W100、W200、W300、W308、W310、W400、W401、W410、W4005、W500、WF640、W700、W800、W900、W950、P301W及びWH201等が挙げられる。
(1.4)バインダー樹脂(C)
 第1実施形態の組成物は、バインダー樹脂(C)を含む。これにより、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、バインダー樹脂(C)は、アンダーコート層の物性(例えば、電解液浸透性・剥離強度)を向上させるとともに、リチウムイオン二次電池の電池性能を向上させることができる。
 バインダー樹脂(C)は、オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂である。バインダー樹脂(C)の材質としては、特に限定されず、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、PVDF共重合体、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、及びジアセチルセルロース等が挙げられる。PVDF共重合体は、フッ化ビニリデンと他の単量体との共重合体であり、例えば、PVDF-HFP(ヘキサフルオロプロピレン)及びPVDF-PEO(ポリオキシエチレン)等が挙げられる。バインダー樹脂(C)は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。なかでも、バインダー樹脂(C)は、アンダーコート層の低抵抗性の観点から、CMC又はPVDFを含むことが好ましい。
 バインダー樹脂(C)は、市販品であってもよい。
 CMCの市販品としては、ダイセルミライズ株式会社製の「1130」、「1140」、「1240」、[1250]、「1260」、「1330」、「2200」、「DL100L」等が挙げられる。
 PVDFの市販品としては、株式会社クレハ製のクレハ(登録商標)KFポリマーシリーズが挙げられ、例えば「W#1100」、「W#1300」、「W#1700」、「W#7200」、「W#7300」が挙げられる。
 バインダー樹脂(C)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、1質量%~30質量%である。前記シャットダウン機能は、バインダー樹脂(C)の含有量と、オレフィン系樹脂(B)の含有量とのバランスに依存する。(A)~(E)の総量に対するバインダー樹脂(C)の含有量の割合が高い場合、(A)~(E)の総量に対するオレフィン系樹脂(B)の含有量の割合は低くなる。この場合、シャットダウン機能は、機能しないおそれがある。バインダー樹脂(C)の含有量が上記範囲内であれば、組成物(例えば、アンダーコート層用スラリー)の加工性と、シャットダウン機能の確保との両立ができる。
 バインダー樹脂(C)の含有量は、オレフィン系樹脂(B)の含有量によりシャットダウン機能を確保する観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは15質量%以下、より好ましくは10質量%以下である。
 バインダー樹脂(C)の含有量は、組成物(例えば、アンダーコート層用スラリー)の加工性の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは2質量%以上、より好ましくは5質量%以上である。
(1.5)合成ゴム(D)
 第1実施形態の組成物は、合成ゴム(D)を含む。これにより、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、アンダーコート層と集電体との接着性が向上して、電池抵抗を低減できる。
 合成ゴム(D)の材質としては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンゴム、水素添加スチレンブタジエンゴム(HSBR)、ブチレンゴム、ポリブタジエン、及びポリイソプレンゴム等が挙げられる。合成ゴム(D)は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。なかでも、合成ゴム(D)は、アンダーコート層の低抵抗性の観点から、SBRのエマルジョンなどの水分散性バインダーを適宜混合したものが好ましく、SBRを含むことがより好ましい。
 合成ゴム(D)の形状は、特に限定されず、粒子状であってもよい。
 合成ゴム(D)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、1質量%~20質量%である。合成ゴム(D)の含有量が上記範囲内であれば、集電体への接着性と、組成物自体の電気的抵抗を低減することとを両立できる。
 合成ゴム(D)の含有量は、組成物自体の電気的抵抗を低減する観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは15質量%以下、より好ましくは12質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。
 合成ゴム(D)の含有量は、集電体への接着性の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは3質量%以上、より好ましくは5質量%以上である。
 オレフィン系樹脂(B)の含有量に対する合成ゴム(D)の含有量の比(以下、「質量比(D/B)」という。)は、特に限定されず、0.01~0.7であることが好ましい。質量比(D/B)が上記範囲内であれば、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、アンダーコート層と集電体との接着性と、シャットダウン機能の効果的発揮とを両立できる。
 質量比(D/B)は、シャットダウン機能の効果的発揮の観点から、より好ましくは0.50以下、さらに好ましくは0.25以下、特に好ましくは0.17以下である。
 質量比(D/B)は、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、アンダーコート層と集電体との接着性を維持する観点から、より好ましくは0.07以上、さらに好ましくは0.08以上である。
 合成ゴム(D)は、市販品であってもよい。合成ゴム(D)の市販品としては、JSR株式会社製の「TRD2001」(スチレンブタジエンゴム粒子の水分散体)等が挙げられる。
(1.6)添加剤(E)
 第1実施形態の組成物は、必要に応じて、添加剤(E)を含んでもよい。これにより、添加剤(E)の種類によって、第1実施形態の組成物に種々の機能を付与することはできる。
 添加剤(E)としては、例えば、70℃以上180℃以下の最大体積膨張温度を有する熱膨張性マイクロカプセル(以下、単に「熱膨張性マイクロカプセル」という場合がある。)、無機酸化物フィラー、硬化性樹脂フィラー、鱗片状フィラー等が挙げられる。なかでも、添加剤(E)は、熱膨張性マイクロカプセル及び無機酸化物フィラーの少なくとも一方を含むことが好ましい。
 本開示において、「熱膨張性マイクロカプセル」とは、熱可塑性樹脂からなる外殻と、外殻に内包された揮発性膨張剤とを備えるものを示す。詳しくは、熱膨張性マイクロカプセルは、後述する電解液と接触した状態において、リチウムイオン二次電池の異常発熱による熱暴走が開始される直前の温度(例えば、70℃~160℃)に曝されると、急激に軟化発泡して体積膨張を起こす。
 本開示において、「体積膨張開始温度」とは、熱膨張性マイクロカプセルに内包される揮発性膨張剤がガス化し、熱膨張性マイクロカプセルが体積膨張を始める温度を示す。
 本開示において、「最大体積膨張温度」とは、熱膨張性マイクロカプセルに内包される揮発性膨張剤がガス化して、熱膨張性マイクロカプセルが体積膨張する際に、熱膨張性マイクロカプセルの膨張体積が最大となる温度を示す。
 添加剤(E)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、0質量%~50質量%である。添加剤(E)の含有量が上記範囲内であれば、添加剤(E)を持つ特性によって、シャットダウン機能をより効果的に発揮することができる。
 添加剤(E)の含有量は、導電性炭素材料(A)とオレフィン系樹脂(B)の含有比率に与える影響度が少なく、シャットダウン機能の効果的発揮と、電池性能の維持との観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。
 添加剤(E)の含有量は、シャットダウン機能の効果的発揮の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。
(1.6.1)熱膨張性マイクロカプセル
 第1実施形態の組成物は、必要に応じて、熱膨張性マイクロカプセルを含有してもよい。第1実施形態の組成物は、熱膨張性マイクロカプセルを含有しなくてもよい。
 第1実施形態の組成物が熱膨張性マイクロカプセルを含有し、第1実施形態の組成物がアンダーコート層の原料に用いられる場合、熱膨張性マイクロカプセルは、リチウムイオン二次電池の異常発熱によって体積膨張を起こして、電極の直流抵抗を効率的に増大させて、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させることができる。
 熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張開始温度は、120℃~130℃であることが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの最大体積膨張温度は、145℃~155℃であることが好ましい。
 外殻を構成する熱可塑性樹脂は、塩化ビニリデンを含む(共)重合体、及び(メタ)アクリロニトリルを含む(共)重合体を含むことが好ましい。これにより、外殻を構成する熱可塑性樹脂は、耐電解液性に優れ、熱可塑性で且つガスバリヤー性に優れる。中でも、電解液耐性の観点から、外殻を構成する熱可塑性樹脂は、(メタ)アクリロニトリルを主成分(51質量%以上)とする(共)重合体であることが好ましい。外殻を構成する熱可塑性樹脂の原料は、得られる熱膨張性マイクロカプセルの発泡特性及び耐熱性を改良するため、重合性単量体に加えて、架橋性単量体を含んでもよい。
 揮発性膨張剤は、熱膨張性マイクロカプセルの最大体積膨張温度がオレフィン系樹脂(B)の軟化点より高くなるように、沸点を選択することが好ましい。熱膨張性マイクロカプセルの体積膨張開始温度はオレフィン系樹脂(B)の軟化点と同等の温度となるように、沸点を選択することが好ましい。これにより、リチウムイオン二次電池の発熱によりアンダーコート層の温度がオレフィン系樹脂(B)の軟化点を超えて上昇したとき、電極の直流抵抗は効率的に増大する。その結果、リチウムイオン二次電池の安全性はより向上する。
 揮発性膨張剤としては、例えば、沸点が100℃以下である低分子量炭化水素、不燃性又は難燃性の化合物等が挙げられる。沸点が100℃以下である低分子量炭化水素としては、低分子量炭化水素が好ましく用いられる。低分子量炭化水素としては、例えば、プロパン、プロピレン、n-ブタン、イソブタン、ブテン、イソブテン、イソペンタン、ネオペンタン、n-ペンタン、n-ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、及び石油エーテルなどが挙げられる。不燃性又は難燃性の化合物としては、例えば、ハロゲン化炭化水素(例えば、塩化メチル、メチレンクロライド、フロロトリクロロメタン、ジフロロジクロロメタン、クロロトリフロロメタン等)、及びクロロフロロカーボン類等が挙げられる。揮発性膨張剤は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 熱膨張性マイクロカプセルの粒径は、特に限定されず、好ましくは1μm~40μm、より好ましくは3μm~30μm、さらに好ましくは5μm~25μmである。
 熱膨張性マイクロカプセルの粒径は、レーザー光回折散乱法に基づく粒度分布測定装置によって測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側からの累積50体積%に相当する粒径(粒度分布D50、メジアン径)を示す。
 熱膨張性マイクロカプセルの含有量は、(A)~(E)の総量に対して、0質量%~50質量%である。
 熱膨張性マイクロカプセルの含有量は、導電性炭素材料(A)とオレフィン系樹脂(B)の含有比率に与える影響度が少なく、前記シャットダウン機能と電池性能の維持との観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下である。
 熱膨張性マイクロカプセルの含有量は、異常発熱時、熱膨張性マイクロカプセルの熱膨張によるシャットダウン機能の増強の観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。
 熱膨張性マイクロカプセルは、市販品であってもよい。熱膨張性マイクロカプセルの市販品としては、松本油脂製薬株式会社製の「マツモトマイクロスフェアー(登録商標)」シリーズ、アクゾノーベル社製の「EXPANCEL(登録商標)」シリーズ、及び積水化学工業株式会社製の「ADVANCELL(登録商標)」シリーズなどが挙げられる。
(1.6.2)無機酸化物フィラー
 無機酸化物フィラーは、必要に応じて、無機酸化物フィラーを含有してもよい。第1実施形態の組成物は、無機酸化物フィラーを含有しなくてもよい。
 第1実施形態の組成物が無機酸化物フィラーを含有する場合、無機酸化物フィラーは、充填材として機能する。
 無機酸化物フィラーの含有量を多くすれば、正極の耐熱性に寄与し、無機酸化物フィラーの含有量を極力少なくすれば正極合材層に密着するアンダーコート層となって、内部短絡時に該アンダーコート層が溶融し安全性向上に寄与する。さらに、無機酸化物フィラーの種類や物性を選択することにより、電池の過充電時に電解液を分解しガスを発生させることもできる。
 無機酸化物フィラーとしては、酸化アルミニウム(α-Al、γ-Al)、水酸化アルミニウム(Al(OH))、ベーマイト(AlOOH))、マグネシア(酸化マグネシウム:MgO)、水酸化マグネシウム(Mg(OH))、ジルコニア(ZrO)、チタニア(TiO)、シリカ(SiO)、二酸化ケイ素(SiO)、炭化ケイ素(SiC)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化ホウ素(BN)、マイカ、及び酸化黒鉛(例えば、膨張黒鉛等)等が挙げられる。無機酸化物フィラーは、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。なかでも、無機酸化物フィラーは、酸化アルミニウムを含むことが好ましい。
 無機酸化物フィラーの形状としては、特に限定されず、例えば、球形状、針状、楕円体状、板状、鱗片状等が挙げられる。無機酸化物フィラーの粒径は、特に限定されず、0.01μm~5μmであることが好ましい。
 無機酸化物フィラーの粒径は、レーザー光回折散乱法に基づく粒度分布測定装置によって測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側からの累積50体積%に相当する粒径(粒度分布D50、メジアン径)を示す。
 無機酸化物フィラーの含有量は、(A)~(E)の総量に対して、0質量%~50質量%である。
 無機酸化物フィラーの含有量は、導電性炭素材料(A)とオレフィン系樹脂(B)の含有比率に与える影響度が少なく、前記シャットダウン機能と電池性能の維持との観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは40質量%以下、より好ましくは30質量%以下である。
 無機酸化物フィラーの含有量は、高温時にアンダーコート層中に熔解したオレフィン系樹脂(B)の流動性を抑制し、シャットダウン機能を長い時間維持する観点から、(A)~(E)の総量に対して、好ましくは5質量%以上、より好ましくは10質量%以上である。
(1.7)非固形分
 第1実施形態の組成物は、非固形分を含んでもよい。
 例えば、アンダーコート層がアンダーコート層用スラリーから形成される場合、アンダーコート層には、そのアンダーコート層用スラリー由来の各種配合成分が含まれることがある。非固形分としては、アンダーコート層用スラリー由来の各種配合成分(例えば、増粘剤、並びに、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤等)、水等が挙げられる。
(2)第2実施形態
 本開示の第2実施形態の組成物は、導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)を含有し、レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D10(以下、単に「D10」ともいう)に対する粒度分布D99(以下、単に「D99」ともいう)の比(D99/D10)が35以下である。
 本開示において、「レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D99」とは、レーザー光回折散乱法に基づく粒度分布測定装置によって測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側からの累積99体積%に相当する粒径を示す。D99の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
 本開示において、「レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D10」とは、レーザー光回折散乱法に基づく粒度分布測定装置によって測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側からの累積10体積%に相当する粒径を示す。D10の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
 第2実施形態の組成物は、比(D99/D10)が35以下であることを具備すること、並びに導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、及び合成ゴム(D)の各々の含有量と質量比(A/B)とが特定の範囲内にあることを具備しなくてもよいことの他は、第1実施形態の組成物と同様である。第2実施形態の組成物の記載は、第1実施形態の組成物の記載を援用できる。以下、第1実施形態の組成物の記載と重複する記載は省略する。
 第2実施形態の組成物は、上記の構成を有するため、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる。換言すると、第2実施形態の組成物は、安全性と電池性能(すなわち、出力及び寿命)とのバランスのとれたリチウムイオン二次電池とすることができる。
 この効果は、以下の理由によると推測されるが、これに限定されない。
 比(D99/D10)が35以下であることは、組成物中の成分の凝集物の数が少ないこと(換言すると、組成物中に分散されている成分の数が多いこと)を示す。比(D99/D10)は低ければ低いほど、組成物中の成分の凝集物の数がより少ないことを示す。組成物中の導電性炭素材料(A)が均一に分散されることによって、アンダーコート層内に均一な導電パスが形成されやすくなる。これにより、電池充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とは、抑制される。更に、組成物中のオレフィン系樹脂(B)が均一に分散されることによって、前記シャットダウン機能が効率良く発揮されやすくなる。
 その結果、第2実施形態の組成物は、上記の構成を有するため、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができると推測される。
 比(D99/D10)は、35以下であり、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能を向上させる観点から、より好ましくは3.0~30.0、さらに好ましくは3.0~22.0、特に好ましくは3.0~15.0である。
 比(D99/D10)を上記範囲内に調整する方法としては、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、プラネタリーミキサー、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、ハイシアミキサー、ディスパー、フィルミックス、超音波及び高圧ホモジナイザー等が挙げられる。
 第2実施形態の組成物のD99は、特に限定されず、20μm以下であることが好ましい。微粒子の凝集物が小さければ小さいほど、アンダーコート組成物に含まれる材料の分散性が優れる。D99が20μm以下であることで、D99が20μm超である場合よりも、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能は、向上しやすい。
 組成物のD99は、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能を向上させる観点から、より好ましくは2.0μm~20.0μm、さらに好ましくは2.0μm~15.0μm、特に好ましくは2.0μm~10.0μmである。
 組成物のD99を上記範囲内に調整する方法としては、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、プラネタリーミキサー、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、ハイシアミキサー、ディスパー、フィルミックス、超音波及び高圧ホモジナイザー等が挙げられる。
 第2実施形態の組成物のD10は、特に限定されず、好ましくは0.1μm~1.5μm、より好ましくは0.1μm~1.0μm、さらに好ましくは0.1μm~0.7μmである。D10が上記範囲内であれば、アンダーコート組成物に含まれる材料の分散性に優れ、D10が上記範囲内ではない場合よりも、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能は向上しやすい。
 第2実施形態の組成物のD10を上記範囲内に調整する方法としては、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、プラネタリーミキサー、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、ハイシアミキサー、ディスパー、フィルミックス、超音波及び高圧ホモジナイザー等が挙げられる。
 第2実施形態の組成物のレーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D90(以下、単に「D90」ともいう)は、特に限定されず、好ましくは1.0μm~10.0μm、より好ましくは1.0μm~7.0μm、さらに好ましくは1.0μm~4.0μmである。D90が上記範囲内であれば、アンダーコート組成物の分散性に優れ、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能は向上しやすい。本開示において、「レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D90」とは、レーザー光回折散乱法に基づく粒度分布測定装置によって測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側からの累積90体積%に相当する粒径を示す。D90の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
 組成物のD90を上記範囲内に調整する方法としては、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、プラネタリーミキサー、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、ハイシアミキサー、ディスパー、フィルミックス、超音波及び高圧ホモジナイザー等が挙げられる。
 第2実施形態の組成物のレーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D50(以下、単に「D50」ともいう)は、特に限定されず、好ましくは0.5μm~5.0μm、より好ましくは0.5μm~3.0μm、さらに好ましくは0.5μm~2.0μmである。D50が上記範囲内であれば、アンダーコート組成物の分散性に優れ、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能は向上しやすい。本開示において、「レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D50」とは、レーザー光回折散乱法に基づく粒度分布測定装置によって測定した体積基準の粒度分布において、微粒子側からの累積50体積%に相当する粒径を示す。D50の測定方法は、実施例に記載の方法と同様である。
 組成物のD50を上記範囲内に調整する方法としては、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、プラネタリーミキサー、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、ハイシアミキサー、ディスパー、フィルミックス、超音波及び高圧ホモジナイザー等が挙げられる。
 D50に対するD99の比(D99/D50)は、20以下であることが好ましい。比(D99/D50)は、20以下であることは、組成物中の微粒子のメジアン径に対して凝集物の大きさが抑制されていることを示す。比(D99/D50)が20以下であることで、アンダーコート組成物の分散性に優れる。これにより、比(D99/D50)が20超である場合よりも、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能は向上しやすい。
 比(D99/D50)は、リチウムイオン二次電池の安全性及び電池性能を向上させる観点から、より好ましくは2.0~16.0、さらに好ましくは2.0~10.0、特に好ましくは2.0~6.0である。
 比(D99/D50)を上記範囲内に調整する方法としては、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、プラネタリーミキサー、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、ハイシアミキサー、ディスパー、フィルミックス、超音波及び高圧ホモジナイザー等が挙げられる。
(2.1)組成物の用途
 第2実施形態の組成物の用途は、特に限定されず、第1実施形態の組成物の用途として例示した用途と同様の用途が挙げられる。
(2.2)導電性炭素材料(A)
 第2実施形態の組成物は、導電性炭素材料(A)を含む。導電性炭素材料(A)としては、第1実施形態の導電性炭素材料(A)として例示したものと同様のものが挙げられる。
 導電性炭素材料(A)の含有量は、特に限定されず、(A)~(E)の総量に対して、10質量%~60質量%であることが好ましい。導電性炭素材料(A)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは45質量%以下、さらに好ましくは35質量%以下、特に好ましくは25質量%以下、一層好ましくは19質量%以下である。導電性炭素材料(A)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは15質量%以上である。導電性炭素材料(A)の含有量を上記範囲内にすることの技術的意義は、第1実施形態に記載の技術的意義と同様である。
 質量比(A/B)は、0.25~2.00であることが好ましい。質量比(A/B)は、より好ましくは1.50以下、さらに好ましくは0.90以下、特に好ましくは0.75以下、より一層好ましくは0.60以下、最も好ましくは0.55以下である。質量比(A/B)は、より好ましくは0.27以上、さらに好ましくは0.30以上、特に好ましくは0.35以上、より一層好ましくは0.50以上である。質量比(A/B)を上記範囲内にすることの技術的意義は、第1実施形態に記載の技術的意義と同様である。
(2.3)オレフィン系樹脂(B)
 第2実施形態の組成物は、オレフィン系樹脂(B)を含む。オレフィン系樹脂(B)としては、第1実施形態のオレフィン系樹脂(B)として例示したものと同様のものが挙げられる。
 オレフィン系樹脂(B)の含有量は、特に限定されず、(A)~(E)の総量に対して、30質量%~80質量%であることが好ましい。オレフィン系樹脂(B)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは70質量%以下、さらに好ましくは65質量%以下、特に好ましくは60質量%以下である。オレフィン系樹脂(B)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは35質量%以上、さらに好ましくは40質量%以上、特に好ましくは50質量%以上、一層好ましくは55質量%以上である。オレフィン系樹脂(B)の含有量を上記範囲内にすることの技術的意義は、第1実施形態に記載の技術的意義と同様である。
(2.4)バインダー樹脂(C)
 第2実施形態の組成物は、バインダー樹脂(C)を含む。バインダー樹脂(C)としては、第1実施形態のバインダー樹脂(C)として例示したものと同様のものが挙げられる。
 バインダー樹脂(C)の含有量は、特に限定されず、(A)~(E)の総量に対して、1質量%~30質量%であることが好ましい。バインダー樹脂(C)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは10質量%以下である。バインダー樹脂(C)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは2質量%以上、さらに好ましくは5質量%以上である。バインダー樹脂(C)の含有量を上記範囲内にすることの技術的意義は、第1実施形態に記載の技術的意義と同様である。
(2.5)合成ゴム(D)
 第2実施形態の組成物は、合成ゴム(D)を含む。合成ゴム(D)としては、第1実施形態の合成ゴム(D)として例示したものと同様のものが挙げられる。
 合成ゴム(D)の含有量は、特に限定されず、(A)~(E)の総量に対して、1質量%~20質量%であることが好ましい。合成ゴム(D)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは12質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。合成ゴム(D)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは3質量%以上、特に好ましくは5質量%以上である。合成ゴム(D)の含有量を上記範囲内にすることの技術的意義は、第1実施形態に記載の技術的意義と同様である。
(2.6)添加剤(E)
 第2実施形態の組成物は、必要に応じて、添加剤(E)を含んでもよい。添加剤(E)としては、第1実施形態の添加剤(E)として例示したものと同様のものが挙げられる。
 添加剤(E)の含有量は、特に限定されず、(A)~(E)の総量に対して、0質量%~50質量%であることが好ましい。添加剤(E)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは40質量%以下、特に好ましくは30質量%以下である。添加剤(E)の含有量は、(A)~(E)の総量に対して、より好ましくは5質量%以上、さらに好ましくは10質量%以上である。添加剤(E)の含有量を上記範囲内にすることの技術的意義は、第1実施形態に記載の技術的意義と同様である。
(2.7)非固形分
 第2実施形態の組成物は、非固形分を含んでもよい。非固形分としては、第1実施形態の非固形分として例示したものと同様のものが挙げられる。
(3)電極
 本開示の電極は、集電体と、本開示の第1実施形態又は第2実施形態の組成物を含むアンダーコート層と、合材層とを備える。
 本開示において、「電極」とは、リチウムイオン二次電池の正極及び負極の少なくとも一方を示す。
 本開示の電極は、上記の構成を有するので、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる。
 本開示の電極において、前記集電体と、前記アンダーコート層と、前記合材層とは、この順に積層されていることが好ましい。
 これにより、本開示の電極は、リチウムイオン二次電池の急激な温度上昇時に、集電体と合材層との間の電気的抵抗を増大させる。これにより、リチウムイオン二次電池の過熱を抑制する。そのため、本開示の電極は、リチウムイオン二次電池の安全性を向上させることができる。更に、本開示の電極は、高温環境下においてリチウムイオン二次電池が長期保存されても、リチウムイオン二次電池の直流抵抗の上昇を抑制することができる。
 本開示の電極は、正極であってもよいし、負極であってもよい。なかでも、本開示の電極は、正極であることが好ましい。本開示の電極が正極であると、正極の電気的抵抗が増大することによって、得られるリチウムイオン二次電池は、シャットダウン機能を発揮することができる。
(3.1)正極
 本開示の正極は、集電体(以下、「正極集電体」ともいう)と、アンダーコート層と、合材層(以下、「正極合材層」ともいう)とを備えてもよい。
 本開示の正極は、第1正極構成、第2正極構成、第3正極構成、及び第4正極構成を含む。
 第1正極構成は、集電体の両方の主面上にアンダーコート層及び正極合材層がこの順に積層された構成を示す。
 第2正極構成は、集電体の一方の主面上にアンダーコート層及び正極合材層がこの順に積層され、集電体の他方の主面上にアンダーコート層が積層された構成を示す。
 第3正極構成は、集電体の一方の主面上にアンダーコート層及び正極合材層がこの順に積層され、集電体の他方の主面上に正極合材層が積層された構成を示す。
 第4正極構成は、集電体の一方の主面上にアンダーコート層及び正極合材層がこの順に積層され、集電体の他方の主面上にアンダーコート層及び正極合材層の各々が積層されていない構成を示す。
(3.1.1)正極集電体
 正極集電体の材質としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼材(SUS)、銅などが挙げられる。「アルミニウム」は、純アルミニウム又はアルミニウム合金を含む。
(3.1.2)アンダーコート層
 アンダーコート層は、本開示の第1実施形態又は第2実施形態の組成物を用いて形成される。
 アンダーコート層の形成位置は、正極集電体の少なくとも一方の主面の少なくとも一部に形成されていればよく、正極合材層の塗工パターン(例えば、間欠塗工、ストライプ塗工等)等に応じて適宜選択すればよい。
 アンダーコート層の膜厚は、特に限定されない。
 アンダーコート層の膜厚は、リチウムイオン二次電池の正常時の直流抵抗をより抑制する等の観点から、好ましくは50μm以下、より好ましくは20μm以下である。
 アンダーコート層の膜厚は、リチウムイオン二次電池の異常発熱時に直流抵抗をより高くし、シャットダウン機能をより確実に発揮させる観点から、好ましくは0.1μm以上、より好ましくは0.2μm以上である。
(3.1.3)正極合材層
 正極合材層は、正極活物質及びバインダーを含有する。
(3.1.3.1)正極活物質
 正極活物質としては、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な物質であれば特に限定されず、リチウムイオン二次電池の用途などに応じて、適宜調整され得る。
 正極活物質としては、例えば、第1酸化物、第2酸化物などが挙げられる。
 第1酸化物は、リチウム(Li)とニッケル(Ni)とを構成金属元素とする。
 第2酸化物は、Liと、Niと、Li及びNi以外の金属元素の少なくとも1種と、を構成金属元素として含む。Li及びNi以外の金属元素としては、例えば、遷移金属元素、典型金属元素などが挙げられる。第2酸化物は、Li及びNi以外の金属元素として、好ましくは、原子数換算で、Niと同程度、又は、Niよりも少ない割合で含むことが好ましい。Li及びNi以外の金属元素は、例えば、Co、Mn、Al、Cr、Fe、V、Mg、Ca、Na、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Cu、Zn、Ga、In、Sn、La及びCeからなる群から選択される少なくとも1種であり得る。正極活物質は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 正極活物質は、下記式(X)で表されるリチウム含有複合酸化物(以下、「NCM」という場合がある。)を含むことが好ましい。リチウム含有複合酸化物(X)は、単位体積当たりのエネルギー密度が高く、熱安定性にも優れるという利点を有する。
 LiNiCoMn … 式(X)
 式(X)中、a、b及びcは、それぞれ独立に、0超1未満であり、a、b及びcの合計は、0.99以上1.00以下である。
 NCMの具体例としては、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiNi0.5Co0.3Mn0.2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1などが挙げられる。
 正極活物質は、下記式(Y)で表されるリチウム含有複合酸化物(以下、「NCA」という場合がある。)を含んでもよい。
 LiNi1-x-yCoAl … 式(Y)
 式(Y)中、tは、0.95以上1.15以下であり、xは、0以上0.3以下であり、yは、0.1以上0.2以下であり、x及びyの合計は、0.5未満である。
 NCAの具体例としては、LiNi0.8Co0.15Al0.05などが挙げられる。
 正極活物質の含有量は、正極合材層の総量に対して、好ましくは10質量%以上、より好ましくは30質量%以上、更に好ましくは50質量%以上、特に好ましくは70質量%以上である。
 正極活物質の含有量は、正極合材層の総量に対して、好ましくは99.9質量%以下、より好ましくは99質量%以下である。
(3.1.3.2)バインダー
 バインダーとしては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、フッ素樹脂、ゴム粒子などが挙げられる。
 フッ素樹脂としては、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体などが挙げられる。
 ゴム粒子としては、スチレン-ブタジエンゴム粒子、アクリロニトリルゴム粒子などが挙げられる。
 これらの中でも、正極合材層の耐酸化性を向上させる観点から、バインダーは、フッ素樹脂を含むことが好ましい。バインダーは、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 バインダーの含有量は、正極合材層の物性(例えば、電解液浸透性、剥離強度、など)と電池性能との両立の観点から、正極合材層の全量に対し、好ましくは0.1質量%以上4質量%以下である。
(3.1.3.3)導電助剤
 正極合材層は、導電助剤を更に含んでもよい。
 導電助剤としては、公知の導電助剤を用いることができる。公知の導電助剤としては、導電性を有する炭素材料が好ましい。導電性を有する炭素材料としては、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維、及びフラーレンなどが挙げられる。導電性炭素繊維としては、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、及びカーボンファイバーなどが挙げられる。グラファイトとしては、例えば、人造黒鉛、及び天然黒鉛などが挙げられる。天然黒鉛としては、例えば、鱗片状黒鉛、塊状黒鉛、及び土状黒鉛などが挙げられる。導電助剤は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。導電助剤の材質は、市販品であってもよい。
(3.1.3.4)その他の成分
 正極合材層は、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、増粘剤、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤などが挙げられる。
(3.2)負極
 本開示の負極は、集電体(以下、「負極集電体」ともいう)と、合材層(以下、「負極合材層」ともいう)とを備え、アンダーコート層を備えてもよい。
 本開示の負極は、第1負極構成、第2負極構成、第3負極構成、及び第4負極構成を含んでもよい。
 第1負極構成は、集電体の両方の主面上にアンダーコート層及び負極合材層がこの順に積層された構成を示す。
 第2負極構成は、集電体の一方の主面上にアンダーコート層及び負極合材層がこの順に積層され、集電体の他方の主面上にアンダーコート層が積層された構成を示す。
 第3負極構成は、集電体の一方の主面上にアンダーコート層及び負極合材層がこの順に積層され、集電体の他方の主面上に負極合材層が積層された構成を示す。
 第4負極構成は、集電体の一方の主面上にアンダーコート層及び負極合材層がこの順に積層され、集電体の他方の主面上にアンダーコート層及び負極合材層の各々が積層されていない構成を示す。
(3.2.1)負極集電体
 負極集電体の材質としては、例えば、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼材(SUS)、ニッケルメッキ鋼材などが挙げられる。
(3.2.2)アンダーコート層
 アンダーコート層は、正極のアンダーコート層として例示したものと同様である。
(3.2.3)負極合材層
 負極合材層は、負極活物質及びバインダーを含有する。
(3.2.3.1)負極活物質
 負極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な物質であれば特に制限はない。負極活物質は、例えば、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属もしくは合金、リチウムイオンのドープ及び脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ及び脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、並びにリチウムイオンのドープ及び脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種であることが好ましい。これらの中でも、負極活物質は、リチウムイオンをドープ及び脱ドープすることが可能な炭素材料(以下、「炭素材料」という。)が好ましい。
 炭素材料としては、カーボンブラック、活性炭、黒鉛材料、非晶質炭素材料などが挙げられる。これらの炭素材料は、1種類で使用してもよく、2種類以上混合して使用してもよい。炭素材料の形態は、特に限定されず、例えば、繊維状、球状、フレーク状などが挙げられる。炭素材料の粒径は、特に限定されず、好ましくは5μm以上50μm以下、より好ましくは20μm以上30μm以下である。
 非晶質炭素材料として、例えば、ハードカーボン、コークス、1500℃以下に焼成したメソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、メソフェーズピッチカーボンファイバー(MCF)などが挙げられる。
 黒鉛材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。人造黒鉛としては、黒鉛化MCMB、黒鉛化MCFなどが挙げられる。黒鉛材料は、ホウ素を含有してもよい。黒鉛材料は、金属又は非晶質炭素で被覆されていてもよい。黒鉛材料を被覆する金属の材質としては、金、白金、銀、銅、スズなどが挙げられる。黒鉛材料は、非晶質炭素と黒鉛との混合物であってもよい。
(3.2.3.2)バインダー
 負極合材層に含まれるバインダーとしては、正極合材層に含まれるバインダーとして例示したものと同様のものが挙げられる。
 負極合材層に含まれるバインダーは、正極合材層に含まれるバインダーと同一であってもよいし、異なっていてもよい。
 負極合材層に含まれるバインダーの含有量は、特に限定されず、正極合材層に含まれるバインダーの含有量として例示したものと同様であればよい。
(3.2.3.3)導電助剤
 負極合材層は、導電助剤を含有することが好ましい。導電助剤としては、正極合材層に含まれ得る導電助剤として例示した導電助剤と同様の導電助剤が挙げられる。
(3.2.3.4)その他の成分
 負極合材層は、上記各成分に加えて、その他の成分を含んでいてもよい。その他の成分としては、増粘剤、界面活性剤、分散剤、濡れ剤、消泡剤などが挙げられる。
(4)リチウムイオン二次電池
 本開示のリチウムイオン二次電池は、本開示の電極を備える。
 リチウムイオン二次電池は、一般的に、外装体と、正極と、負極と、セパレータと、電解液とを備える。外装体は、正極、負極、セパレータ、及び非水電解液を収容している。正極は、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能である。負極は、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能である。セパレータは、正極と負極とを離隔する。
 本開示のリチウムイオン二次電池では、正極及び負極の少なくとも一方が本開示の電極である。本開示のリチウムイオン二次電池の正極及び負極の一方が本開示の電極である場合、正極及び負極の他方はリチウムイオン二次電池に用いられる公知の電極であればよい。
 以下、正極及び負極が本開示の電極である場合について、説明する。
(4.1)外装体
 外装体の形状などは、特に限定はなく、リチウムイオン二次電池の用途などに応じて、適宜選択される。外装体としては、ラミネートフィルムを含む外装体、電池缶と電池缶蓋とからなる外装体などが挙げられる。
(4.2)正極及び負極
 正極は、本開示の正極である。負極は、本開示の負極である。
(4.3)セパレータ
 セパレータとしては、例えば、多孔質の樹脂平板が挙げられる。多孔質の樹脂平板の材質としては、樹脂、この樹脂を含む不織布などが挙げられる。樹脂としては、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリメチルペンテン(PMP)、ポリエステル、セルロース、ポリアミドなどが挙げられる。なかでも、セパレータは、単層又は多層構造の多孔性樹脂シートであることが好ましい。多孔性樹脂シートの材質は、一種又は二種以上のポリオレフィン樹脂を主体とする。セパレータの厚みは、好ましくは5μm以上30μm以下である。セパレータは、好ましくは、正極と負極との間に配置される。
(4.4)非水電解液
 非水電解液は、電解質、及び非水溶媒を含有する。
(4.4.1)電解質
 電解質は、フッ素を含むリチウム塩(以下、「含フッ素リチウム塩」という場合がある。)、及びフッ素を含まないリチウム塩の少なくとも1種を含有することが好ましい。
 含フッ素リチウム塩としては、例えば、無機酸陰イオン塩、有機酸陰イオン塩などが挙げられる。
 無機酸陰イオン塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF)、六フッ化タンタル酸リチウム(LiTaF)、などが挙げられる。
 有機酸陰イオン塩としては、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCFSO)などが挙げられる。中でも、含フッ素リチウム塩としては、LiPFが特に好ましい。
 フッ素を含まないリチウム塩としては、過塩素酸リチウム(LiClO)、四塩化アルミニウム酸リチウム(LiAlCl)、リチウムデカクロロデカホウ素酸(Li10Cl10)などが挙げられる。
 電解質が含フッ素リチウム塩を含む場合、含フッ素リチウム塩の含有割合は、電解質の全量に対して、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは80質量%以上100質量%以下である。
 含フッ素リチウム塩が六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を含む場合、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)の含有割合は、電解質の全量に対して、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは80質量%以上100質量%以下である。
 非水電解液が電解質を含む場合、非水電解液における電解質の濃度は、好ましくは0.1mol/L以上3mol/L以下、より好ましくは0.5mol/L以上2mol/L以下である。
 非水電解液が六フッ化リン酸リチウム(LiPF)を含む場合、非水電解液における六フッ化リン酸リチウム(LiPF)の濃度は、好ましくは0.1mol/L以上3mol/L以下、より好ましくは0.5mol/L以上2mol/L以下である。
(4.4.2)非水溶媒
 非水電解液は、一般的に、非水溶媒を含有する。
 非水溶媒としては、例えば、環状カーボネート類、含フッ素環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、含フッ素鎖状カーボネート類、脂肪族カルボン酸エステル類、含フッ素脂肪族カルボン酸エステル類、γ-ラクトン類、含フッ素γ-ラクトン類、環状エーテル類、含フッ素環状エーテル類、鎖状エーテル類、含フッ素鎖状エーテル類、ニトリル類、アミド類、ラクタム類、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチル、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホキシド燐酸、などが挙げられる。非水溶媒は、1種単独又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 環状カーボネート類としては、例えば、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)などが挙げられる。
 含フッ素環状カーボネート類としては、例えば、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、トリフルオロプロピレンカーボネート、などが挙げられる。
 鎖状カーボネート類としては、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、メチルプロピルカーボネート(MPC)、エチルプロピルカーボネート(EPC)、ジプロピルカーボネート(DPC)、などが挙げられる。
 含フッ素鎖状カーボネート類としては、例えば、メチル2,2,2-トリフルオロエチルカーボネート、などが挙げられる。
 脂肪族カルボン酸エステル類としては、例えば、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酪酸メチル、ギ酸エチル、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、酪酸エチル、イソ酪酸エチル、トリメチル酪酸エチル、などが挙げられる。
 含フッ素脂肪族カルボン酸エステル類としては、例えば、ジフルオロ酢酸メチル、3,3,3-トリフルオロプロピオン酸メチル、ジフルオロ酢酸エチル、酢酸2,2,2-トリフルオロエチル、などが挙げられる。
 γ-ラクトン類としては、例えば、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、などが挙げられる。
 環状エーテル類としては、例えば、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン、1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン、などが挙げられる。
 鎖状エーテル類としては、例えば、1,2-エトキシエタン(DEE)、エトキシメトキシエタン(EME)、ジエチルエーテル、1,2-ジメトキシエタン、1,2-ジブトキシエタン、などが挙げられる。
 含フッ素鎖状エーテル類としては、例えば、HCFCFCHOCFCFH、CFCFCHOCFCFH、HCFCFCHOCFCFHCF、CFCFCHOCFCFHCF、C13OCH、C13OC、C17OCH、C17OC、CFCFHCFCH(CH)OCFCFHCF、HCFCFOCH(C、HCFCFOC、HCFCFOCHCH(C、HCFCFOCHCH(CH、などが挙げられる。
 ニトリル類としては、例えば、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3-メトキシプロピオニトリル、などが挙げられる。
 アミド類としては、例えば、N,N-ジメチルホルムアミド、などが挙げられる。
 ラクタム類としては、例えば、N-メチルピロリジノン、N-メチルオキサゾリジノン、N,N'-ジメチルイミダゾリジノン、などが挙げられる。
 非水溶媒は、環状カーボネート類、含フッ素環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、及び含フッ素鎖状カーボネート類からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。この場合、環状カーボネート類、含フッ素環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、及び含フッ素鎖状カーボネート類の合計の割合は、非水溶媒の全量に対して、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは80質量%以上100質量%以下である。
 非水溶媒は、環状カーボネート類及び鎖状カーボネート類からなる群から選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。この場合、非水溶媒中に占める、環状カーボネート類及び鎖状カーボネート類の合計の割合は、非水溶媒の全量に対して、好ましくは50質量%以上100質量%以下、より好ましくは60質量%以上100質量%以下、更に好ましくは80質量%以上100質量%以下である。
 非水溶媒の含有量は、非水電解液の全量に対して、好ましくは99質量%以下、好ましくは97質量%以下、更に好ましくは90質量%以下である。
 非水溶媒の含有量は、非水電解液の全量に対して、好ましくは60質量%以上、より好ましくは70質量%以上である。
 非水溶媒の固有粘度は、電解質の解離性及びイオンの移動度をより向上させる観点から、25℃において、好ましくは10.0mPa・s以下である。
(4.4.3)電解液添加剤
 非水溶媒は、電解液添加剤を含有してもよい。これにより、リチウムイオン二次電池の充放電サイクルにおいて、本来の電池反応ではない副反応は進行しにくくすることができる。電池反応は、正極及び負極にリチウムイオンが出入り(インターカレート)する反応を示す。副反応は、負極による非水電解液の還元分解反応、正極による非水電解液の酸化分解反応、正極活物質中の金属元素の溶出等を含む。
 電解液添加剤としては、特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができ、例えば、特開2019-153443号公報に記載の添加剤を用いることができる。
(5)リチウムイオン二次電池の一例
 図1及び図2を参照して、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池の一例について具体的に説明する。図1は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池1の断面図である。図2は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池1における正極11の断面図である。図3は、本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池1における負極12の断面図である。
 本開示の実施形態に係るリチウムイオン二次電池1は、積層型である。図1に示すように、リチウムイオン二次電池1は、電池素子10と、正極リード21と、負極リード22と、外装体30とを備える。電池素子10は、外装体30の内部に封入されている。外装体30は、ラミネートフィルムで形成されている。電池素子10には、正極リード21及び負極リード22の各々が取り付けられている。正極リード21及び負極リード22の各々は、外装体30の内部から外部に向かって、反対方向に導出されている。
 電池素子10は、図1に示すように、正極11と、セパレータ13と、負極12と、が積層されてなる。
 正極11は、図2に示すように、アンダーコート層付き正極集電体11Aの両方の主面上に正極合材層11Bが形成されてなる。アンダーコート層付き正極集電体11Aは、正極集電体110の両方の主面上にアンダーコート層111が形成されてなる。
 負極12は、図3に示すように、アンダーコート層付き負極集電体12Aの両方の主面上に負極合材層12Bが形成されてなる。アンダーコート層付き負極集電体12Aは、負極集電体120の両方の主面上にアンダーコート層121が形成されてなる。
 図1に示すように、正極11のアンダーコート層付き正極集電体11Aの片方の主面上に形成された正極合材層11Bと、正極11に隣接する負極12のアンダーコート層付き負極集電体12Aの片方の主面上に形成された負極合材層12Bとは、セパレータ13を介して対向している。
 外装体30の内部には、非水電解液が注入されている。非水電解液は、正極合材層11B、セパレータ13、及び負極合材層12Bに浸透している。リチウムイオン二次電池1では、隣接する正極合材層11B、セパレータ13及び負極合材層12Bによって、1つの単電池層14が形成されている。
 本実施形態では、リチウムイオン二次電池1は、積層型であるが、本開示はこれに限定されず、リチウムイオン二次電池1は、例えば、捲回型であってもよい。捲回型は、正極、セパレータ、負極、及びセパレータをこの順の配置で重ねて層状に巻いてなる。捲回型は、円筒型、又は角形を含む。
 本実施形態では、図1に示すように、正極リード21及び負極リード22の各々が外装体30の内部から外部に向けて突出する方向は、外装体30に対して反対方向であるが、本開示はこれに限定されない。例えば、正極リード及び負極リードの各々が外装体30の内部から外部に向けて突出する方向は、外装体30に対して同一方向であってもよい。
(6)組成物の製造方法
 本開示の組成物の製造方法は、導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、及び合成ゴム(D)を混合して、混合物を作製すること(以下、「混合工程」ともいう)と、前記混合物を、分散ロールを用いて分散すること(以下、「分散工程」ともいう)と、を含む。混合工程及び分散工程は、この順で実施される。この順で実施されれば混合工程と分散工程の間に他の工程(例えば、混合物を混練する工程)があってもよい。
 本開示の組成物の製造方法は、上記の構成を有するので、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる組成物が得られる。
(6.1)混合工程
 混合工程では、導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、及び合成ゴム(D)を混合して、混合物を作製する。混合方法は、特に限定されず、公知の方法であればよい。導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)及び添加剤(E)の配合量は、特に限定されず、第2実施形態の組成物における導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)及び添加剤(E)の含有量として例示したものと同様であればよい。
(6.2)分散工程
 分散工程では、混合物を、分散ロールを用いて分散する。これにより、分散工程を実施する前の混合物よりも原料が分散している組成物が得られる。その結果、得られる組成物は、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが分散工程が実施されない場合よりも抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる。
 混合物を、分散ロールを用いて分散する処理を、「分散処理」ともいう。混合物を分散処理する前に、あらかじめ混練しておいてもよい。
 分散方法は、特に限定されず、混練装置を用いる方法等が挙げられる。混練装置としては、例えば、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、プラネタリーミキサー、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、アトライター、ハイシアミキサー、ディスパー、フィルミックス、超音波及び高圧ホモジナイザー等が挙げられる。なかでも、混練装置は、混合物中に微粒子をより均一に分散する観点から、3本ロールミルであることが好ましい。
 混練装置を用いる場合、混合物の分散方式としては、バッチ式分散、パス式分散、及び循環分散等が挙げられる。混合物の分散方式は、2つ以上の方式が組み合わせられてもよい。「バッチ式分散」とは、配管などを用いずに、混練装置のみで混合物の分散を行う方法を示す。「パス式分散」とは、混練システムを用いて、混合物を混練装置に通過(パス)させて、混合物の分散を行う方法を示す。混練システムは、混練装置と、配管を介して混練装置に混合物を供給する第1タンクと、混練処理後の混合物を受ける第2タンクと、を備える。「循環式分散」とは、第2タンク中の混練処理後の混合物を第1タンクに戻して、循環させながら混合物の分散を行う方式を示す。
(6.2.1)3本ロールミル
 実施形態に係る3本ロールミル90について図4を参照して説明する。図4中は、符号D1は、第1ロール91(以下、「仕込ロール91」ともいう)の回転方向を示す。符号D2は、第2ロール92(以下、「中間ロール92」ともいう)の回転方向を示す。符号D3は、第3ロール93(以下、「仕上ロール93」ともいう)の回転方向を示す。
 3本ロールミル90は、図4に示すように、仕込ロール91と、中間ロール92と、仕上ロール93と、ブレード94と、を備える。仕込ロール91と中間ロール92とは、第1間隔L1(図4参照)を空けて配置されている。中間ロール92と仕上ロール93とは、第2間隔L2(図4参照)を空けて配置されている。ブレード94は、仕上ロール93の表面と接触するようにして、配置されている。
 3本ロールミル90では、図4に示すように、仕込ロール91と中間ロール92とで形成される上側空間に混合物1110が貯められる。仕込ロール91の表面に付着した混合物1110は、中間ロール92の表面に転写される。中間ロール92の表面に付着した混合物1110は、仕上ロール93の表面に転写される。仕上ロール93の表面に付着した混合物1110は、ブレード94によって掻き取られる。
 仕込ロール91、中間ロール92、及び仕上ロール93の各々は、公知の3本ロールミルで用いられるロールであればよい。仕込ロール91、中間ロール92、及び仕上ロール93の各々の直径は、略同一である。ブレード94としては、例えば、ドクターブレード等が挙げられる。
 仕込ロール91、中間ロール92及び仕上ロール93の各々の回転速度は、特に限定されず、仕込ロール91、中間ロール92及び仕上ロール93の順に速くてもよい。
 仕込ロール91の回転速度は、特に限定されず、好ましくは5rpm~84rpm、より好ましくは16rpm~56rpmである。中間ロール92の回転速度は、特に限定されず、好ましくは16rpm~240rpm、より好ましくは50rpm~160rpmである。仕上ロール93の回転速度は、特に限定されず、好ましくは50rpm~600rpm、より好ましくは150rpm~400rpmである。
 仕込ロール91の回転速度に対する中間ロール92の回転速度の比(中間ロール92の回転速度/仕込ロール91の回転速度)は、混合物中に微粒子を均一分散する観点から、好ましくは2.0~4.0、より好ましくは2.5~3.5である。
 仕込ロール91の回転速度に対する仕上ロール93の回転速度の比(仕上ロール93の回転速度/仕込ロール91の回転速度)は、混合物中に微粒子を均一分散する観点から、好ましくは5.0~12.0、より好ましくは6.5~10.0である。
 第1間隔L1は、特に限定されず、混合物中に微粒子を均一に分散する観点から、好ましくは0mm~0.05mm、より好ましくは0mm~0.02mmである。
 第2間隔L2は、特に限定されず、混合物中に微粒子を均一に分散する観点から、好ましくは0mm~0.05mm、より好ましくは0mm~0.02mmである。
 分散処理の回数(以下、「処理数」ともいう)は、1回以上であってもよい。中でも、処理数は、3回であることが好ましい。処理数が3回であれば、処理数が2回以下又は4回以上である場合よりも、混合物中の導電性炭素材料(A)及びオレフィン系樹脂(B)は均一に分散されやすい。その結果、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とがより抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができる組成物が得られる。
 以下、本開示に係る実施形態を、実施例を参照して詳細に説明する。本開示は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。
 実施例及び比較例に用いた製品は以下のとおりである。各製品の物性は、カタログ値である。
<導電性炭素材料(A)>
・Super-P:TIMCAL社製の「Super-P」(導電性カーボンブラック、固形分濃度:100質量%)
・KS-6:TIMREX社製の「KS-6」(鱗片状黒鉛、固形分濃度:100質量%)
<水分散性オレフィン系樹脂(B)>
・W300:三井化学株式会社製の「ケミパール(登録商標) W300」(低分子量ポリエチレンの水分散体、固形分濃度:40質量%、粒径:3.0μm、軟化点(環球法):132℃)
・W401:三井化学株式会社製の「ケミパール(登録商標) W401」(低分子量ポリエチレンの水分散体、固形分濃度:40質量%、粒径:1.0μm、軟化点(環球法):110℃)
・W700:三井化学株式会社製の「ケミパール(登録商標) W700」(低分子量ポリエチレンの水分散体、固形分濃度:40質量%、粒径:1.0μm、軟化点(環球法):132℃)
・W900:三井化学株式会社製の「ケミパール(登録商標) W900」(低分子量ポリエチレンの水分散体、固形分濃度:40質量%、粒径:0.6μm、軟化点(環球法):132℃)
・W950:三井化学株式会社製の「ケミパール(登録商標) W950」(低分子量ポリエチレンの水分散体、固形分濃度:40質量%、粒径:0.6μm、軟化点(環球法):113℃)
・WP100:三井化学株式会社製の「ケミパール(登録商標) WP100」(低分子量ポリプロピレンの水分散体、固形分濃度:40質量%、粒径:1.0μm、軟化点(環球法):148℃)
・P301W:三井化学株式会社製の開発品「P301W」(低分子量ポリエチレン、固形分濃度:100質量%、粒径:3.0μm、軟化点(環球法):132℃)
<バインダー樹脂(C)>
・CMC:ダイセルミライズ株式会社製の「2200」(カルボキシメチルセルロールナトリウム、固形分濃度:100質量%)
・PVDF:株式会社クレハ製の「W#7200」(フッ化ビニリデン樹脂、固形分濃度:100質量%)
<合成ゴム(D)>
・SBR:JSR株式会社製の「TRD2001」(スチレンブタジエンゴム粒子の水分散体、固形分:50質量%)
<添加剤(E)>
・MC:松本油脂製薬株式会社製の「マツモトマイクロスフェアー(登録商標)FN―100SS」(マイクロカプセル、固形分濃度:100質量%)
・Al:富士フイルム和光純薬株式会社製の「酸化アルミニウム」(平均粒径:2μm、固形分濃度:100質量%)
[1]アンダーコート層付き正極集電体の作製
[1.1]アンダーコート層用スラリー調製
(実施例1-1)
 アンダーコート層用スラリーの調製は5Lのプラネタリーディスパを用いた。
 「Super-P」(A) 29質量部と、「MC」(E) 116.0質量部とを10分間混合して、混合物を得た(調製工程A)。
 混合物に、「CMC水溶液」(C) 564.0質量部を加え、更に20分間混合して、第1混合液を得た(調製工程B)。「CMC水溶液」(C)は、「CMC」(C)の含有量が「CMC水溶液」(C)の総量に対して1.2質量%となるように、蒸留水に「CMC」(C)を添加して調製されている。
 第1混合液に、「CMC水溶液」(C) 215.0質量部を加え20分間混合する添加操作を計3回行って、第2混合液を得た(調製工程C)。第1混合液に加えた「CMC水溶液」(C)の総添加量は、645.0質量部であった。
 第2混合液に、「SBR」(D) 29.0質量部と、「W401」(B) 290.0質量部とを加えて、20分間混練し、真空脱泡を30分間行った(調製工程D)。こうして固形分濃度17.3質量%のアンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
(実施例1-2~実施例1-14、実施例1-18、実施例1-19)
 調製工程A~調整工程Dの各々の添加材料及び添加量を表1及び表2に示すように変更したことの他は、実施例1-1と同様にして、アンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
(実施例1-15、実施例1-16)
 調製工程A~調整工程Dの各々の添加材料及び添加量を表2に示すように変更したこと、及び調製工程Cにおいて添加操作を2回行ったことの他は、実施例1-1と同様にして、アンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表1中、調製工程Cにおける「総添加量」は、第1混合液に加えた「CMC水溶液(C)」の総添加量を示す。
(実施例1-17)
 アンダーコート層用スラリーの調製には5Lのプラネタリーディスパを用いた。
 「Super-P」(A) 116.0質量部と、「P301W」(B) 87質量部と、「SBR」(D)の減圧乾燥品 8.7質量部とを10分間混合して、第3混合液を得
た(調製工程A)。
 第3混合液に、「N-メチルピロリドン」(以下、「NMP」という。) 50質量部を加え、更に10分間混合して、第4混合液を得た(調製工程B)。
 第4混合液に、「PVDF溶液」(C) 250質量部を加えて、25分間混練した後、更に「PVDF溶液」(C) 400質量部を加えて25分間混練し、更に「PVDF溶液」(C) 329質量部を加えて25分混練して、第5混合液を得た(調製工程C)。「PVDF溶液」(C)は、「PVDF」(C)の含有量が「PVDF溶液」(C)の総量に対して8質量%となるように、「NMP」に「PVDF」(C)を添加して調製されている。
 粘度調整のために、第5混合液に「NMP」 75質量部を加えて15分間混合し、更に「NMP」 75質量部を加えて15分間混合した後、真空脱泡を30分間行った(調製工程D)。こうして固形分濃度20.9質量%のアンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
(実施例2-1)
 アンダーコート層用スラリーの調製は5Lのプラネタリーディスパを用いた。
 アンダーコート層用スラリーの分散処理には3本ロールミル(アイメックス(株)製、BR―300HCVIII)を用いた。
 「Super-P」(A) 58質量部を5分間予備攪拌した(調製工程A)。
 「Super-P」(A)粉体に、「CMC水溶液」(C) 229.0質量部を加え、更に20分間混合して、第6混合液を得た(調製工程B)。「CMC水溶液」(C)は、「CMC」(C)の含有量が「CMC水溶液」(C)の総量に対して1.2質量%となるように、蒸留水に「CMC」(C)を添加して調製されている。
 第6混合液に、「CMC水溶液」(C) 327.0質量部を加え20分間混合する添加操作を計3回行って、第7混合液を得た(調製工程C)。第6混合液に加えた「CMC水溶液」(C)の総添加量は、981.0質量部であった。
 第7混合液に、「SBR」(D) 29.0質量部と、「W300」(B) 507.5質量部とを加えて、20分間混練し、真空脱泡を30分間行って、第8混合液を得た(調製工程D)。
 第8混合液を、図4に示す3本ロールミルを用いて、ロール隙間10μm、ロール回転数300rpm(ギア比1:3:9)の条件で2回分散処理した(調製工程E)。すなわち、仕込ロール91の回転速度が33.3rpm、中間ロール92の回転速度が100rpm、仕上ロール93の回転速度が300rpm、第1間隔L1が10μm、第2間隔L2が10μmであった。こうして固形分濃度16.1質量%のアンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
(実施例2-2~実施例2-9)
 調製工程A~調整工程Eの各々の添加材料、添加量及び3本ロールミルの3本ロールミル条件を表7に示すように変更したことの他は、実施例2-1と同様にして、アンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
(比較例1)
 アンダーコート層用スラリーの調製には5Lのプラネタリーディスパを用いた。
 「Super-P」(A) 116.0質量部に、「NMP」 50質量部を加え、10
分間混合して、混合液を得た。
 混合液に、「PVDF溶液」(C) 250質量部を加えて、25分間混練した後、更に「PVDF溶液」(C) 800質量部を加えて25分間混練し、更に「PVDF溶液」(C) 1125質量部を加えて25分混練し、真空脱泡を30分間行った。「PVDF溶液」(C)は、「PVDF」(C)の含有量が「PVDF溶液」(C)の総量に対して8質量%となるように、「NMP」に「PVDF」(C)を添加して調製されている。
 こうして固形分濃度12.4質量%のアンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
(比較例2)
 アンダーコート層用スラリーの調製は5Lのプラネタリーディスパを用いた。
 「Super-P」(A) 232質量部に、「CMC水溶液」(C) 902.0質量部を加え、更に20分間混合して、混合液を得た。「CMC水溶液」(C)は、「CMC」(C)の含有量が「CMC水溶液」(C)の総量に対して1.2質量%となるように、蒸留水に「CMC」(C)を添加して調製されている。
 混合液に、「CMC水溶液」(C) 505.0質量部を加え20分間混合する添加操作を計3回行って、混合液を得た。混合液に加えた「CMC水溶液」(C)の総添加量は、1516質量部であった。
 混合液に、「SBR」(D) 58.0質量部を加えて、20分間混練し、真空脱泡を30分間行った。こうして固形分濃度10.7質量%のアンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
(比較例3)
 調製工程A~調整工程Dの各々の添加材料及び添加量を表3に示すように変更したこと、及び調製工程Dにおいて添加操作を1回行ったことの他は、実施例1-17と同様にして、アンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
(比較例4~比較例10)
 調製工程A~調整工程Dの各々の添加材料及び添加量を表4に示すように変更したことの他は、実施例1-1と同様にして、アンダーコート層用スラリー(組成物)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
[1.2]アンダーコート層の塗工・乾燥
 アンダーコート層用スラリーの塗工にはダイコーターを用いた。
 乾燥後の塗布厚みが3μm(塗布重量が約0.2mg/cm)になるように、アンダーコート層用スラリーをアルミニウム箔(厚み20μm、幅200mm、正極集電体)の一方の主面に塗布し乾燥した。次いで、アルミニウム箔の他方の主面(未塗工面)に、同様に乾燥後の塗布厚みが3μmになるように、アンダーコート層用スラリーを塗布し乾燥した。こうして両面にアンダーコート層を塗工したアルミニウム箔ロール(アンダーコート層付き正極集電体)を得た。
[2]正極作製
[2.1]正極合材スラリーの調製
 正極合材スラリーの調製には、5Lのプラネタリーディスパを用いた。
 正極活物質としての「NCM523」(Umicore社製、組成式:LiNi0.5Co0.2Mn0.3) 1520質量部と、導電助剤としての「Super-P」
(TIMCAL社製、導電性カーボン) 30質量部と、導電助剤としての「KS-6」(TIMREX社製、鱗片状黒鉛) 30質量部とを10分間混合して、正極用混合物を得た。
 正極用混合物に、「NMP」 50質量部を加え、20分間混合して、第1正極用混合液を得た。
 第1正極用混合液に、「PVDF溶液」 350質量部を加えて、30分間混練した後、更に「PVDF溶液」 260質量部を加えて15分間混練し、更に「PVDF溶液」 220質量部加えて15分混練して、第2正極用混合液を得た。「PVDF溶液」は、「PVDF」の含有量が「PVDF溶液」の総量に対して8質量%となるように、「NMP」に「PVDF」を添加して調製されている。
 粘度調整のために、第2正極用混合液に「NMP」 80質量部を加えて30分間混合した後、真空脱泡30分間を行った。
 こうして固形分濃度65質量%の正極合材スラリーを調製した。
[2.2]塗工・乾燥
 正極合材スラリーの塗工にはダイコーターを用いた。
 正極合材層(乾燥後の塗布膜)の質量が19.0mg/cmになるように、正極合材スラリーをアンダーコート層付き正極集電体(アルミニウム箔の厚み:20μm、アンダーコート層の1層の厚み:3μm、幅:200mm)の一方の主面(すなわち、アンダーコート層)上に塗布し乾燥した。次いで、正極合材層(乾燥後の塗布膜)の質量が19.0mg/cmになるように、正極合材スラリーをアンダーコート層付き正極集電体の他方の主面(すなわち、アンダーコート層)上に同様に塗布し乾燥した。
 こうして得た両面塗工した正極ロール(塗工量は両面合計で38.0mg/cm)を、真空乾燥オーブンで130℃、12時間乾燥した。
[2.3]プレス
 正極ロールのプレスには、35トンプレス機を用いた。上下ロールのギャップ(隙間)を調整し、上記正極をプレス密度が2.9±0.05g/cmになるように、35トンプレス機にてプレスした。
[2.4]スリット
 正極合材層の面積(表面:56mm×334mm、裏面:56mm×408mm)と、タブ溶接余白のための面積とが得られるように、正極ロールをスリットし、アルミニウム箔上にアンダーコート層が積層された正極を得た。
[3]負極作製
[3.1]負極合材スラリーの調製
 負極合材スラリーの調製には、5Lのプラネタリーディスパを用いた。
 負極活物質としての「天然黒鉛」 1050質量部と、導電助剤としての「Super-P」(導電性カーボン、BET比表面積62m/g) 11質量部とを10分間混合
した負極用混合物を得た。
 負極用混合物に、「CMC水溶液」を450質量部加え、更に20分間混合して、第1負極用混合液を得た。
 第1負極用混合液に、「CMC水溶液」 150質量部を加え、更に30分間混合し、更に「CMC水溶液」 293.5質量部加えて30分間混合し、溶媒である水 450質量部を加えて15分間混合して、第2負極用混合液を得た。
 第2負極用混合液に、「SBR水溶液」(JSR社製、固形分濃度:50質量%) 45質量部を加えて15分間混練し、真空脱泡10分間を行った。
 こうして固形分濃度45質量%の負極合材スラリーを調製した。
[3.2]塗工及び乾燥
 負極合材スラリーの塗工には、ダイコーターを用いた。
 負極合材層(乾燥後の塗布膜)の質量が11.0mg/cmになるように、負極合材スラリーを銅箔(厚み10μm、負極集電体)の一方の主面に塗布し乾燥した。次いで、反対面(未塗工面)に、同様にして、負極合材層(乾燥後の塗布膜)の質量が11.0mg/cmになるように、負極合材スラリーを銅箔の他方の主面に塗布し乾燥した。こうして得た両面塗工した負極ロール(塗工量は両面合計で22.0mg/cm)を、真空乾燥オーブンで120℃、12時間乾燥した。
[3.3]プレス
 負極ロールのプレスには、小型プレス機を用いた。上下ロールのギャップ(隙間)を調整し、負極ロールをプレス密度が1.45±0.05g/cmになるように、小型プレス機にてプレスした。
[3.4]スリット
 負極合材層の面積(表面:58mm×372mm、裏面:58mm×431mm)と、タブ溶接余白のための面積とが得られるように、負極ロールをスリットし、負極を得た。
[4]捲回型電池(設計容量1Ah)の作製
[4.1]捲回
 セパレータには、空隙率45体積%、厚み25μmのポリエチレン製の多孔質膜(60.5mm×450mm)を用いた。
 上記で得られた、負極と、セパレータと、アンダーコート層付き正極と、セパレータとを重ねて捲回した後、プレス成型した。次いで、アンダーコート層を配置した正極の余白部分にアルミニウム製タブを超音波接合機で接合し、負極の余白部分にニッケル製タブを超音波接合機で接合した。これをラミネートフィルムで挟み込み、3辺を加熱シールした。これにより、開口部を有する外装体(以下、「第1外装体」という。)を得た。
[4.2]非水電解液の注液
 エチレンカーボネート(EC)と、メチルエチルカーボネート(EMC)と、ジメチルカーボネート(DMC)とを、EC:EMC:DMC=3:3:4の体積比で混合して、混合溶媒を得た。当該混合溶媒に、LiPFを1.0mol/Lの濃度となるように溶解させて非水電解質を調製した。
 非水電解液の注液前に、上記第1外装体を真空乾燥機にて、70℃×12hの条件で減圧乾燥した。電解液4.7±0.1gを第1外装体内に注液した後、真空引きしながら第1外装体の開口部を加熱シールした。これにより、リチウムイオン二次電池前駆体を得た。
[4.3]活性化処理
 リチウムイオン二次電池前駆体を室温(25℃)で24時間保持した。次いで、リチウムイオン二次電池前駆体を0.05Cで4h定電流充電(0.05C-CC)した後12h休止した。その後、0.1Cで4.2Vまで定電流定電圧充電(0.1C-CCCV)し、30分間休止した後、2.8Vまで0.1Cで定電流放電(0.1C-CC)した。更に、充放電サイクル(0.1C-CCCVで4.2Vの充電と、0.1C-CCで2.8Vの放電)を5回繰り返した。その後、4.2V(SOC100%)の満充電にした状態で、リチウムイオン二次電池前駆体を25℃、5日間保存した。こうして実施例1-1~1-19、比較例1~10、及び参考例の捲回型電池(リチウムイオン二次電池)を得た。
[5]評価方法
 実施例1-1~実施例1-19、実施例2-1~実施例2-9、比較例1~比較例10、及び参考例のアンダーコート層用スラリーについて、下記の粒度分布測定を行った。
 実施例1-1~実施例1-19、実施例2-1~実施例2-9、比較例1~比較例10、及び参考例の捲回型電池について、下記の強制内部短絡試験、初期DCIR測定、及び高温保存後DCIR評価を行った。評価結果を表3に示す。
[5.1]粒度分布測定
 5]評価方法
 実施例1-1~実施例1-19、実施例2-1~実施例2-9、比較例1~比較例10、及び参考例のアンダーコート層用スラリー(以下、「試料」ともいう)1.0g及び水50mlを100mlのビーカーに入れ、スパーテルで試料の塊を潰し、スポイトで軽く混合した。次いで、卓上型超音波洗浄機(本多電子株式会社製、W-113型)を用いて、水中の試料の分散を行った。このとき、卓上型超音波洗浄機を出力100W、28kHzに設定し、60秒間の分散を行った。その後、ビーカー中の水溶液の表面にできた泡を取り除き、粒度分布測定装置(マイクロトラック・ベル株式会社製、マイクロトラックMT3300EXII)に用いて、レーザー光回折散乱法により試料の体積基準の粒度分布の測定を行った。この測定により、体積粒度分布における、D10、D50、D90及びD99を求めた。D10、D50、D90及びD99の各々の測定結果を表7に示す。
[5.2]強制内部短絡試験(釘刺し試験)
 捲回型電池(設計容量1Ah)を25℃の温度環境で、0.1Cで4.2Vまで定電流定電圧充電(0.1C-CCCV)し、釘刺し試験(釘の直径3mm、釘刺し速度1.0mm/秒)を行った。
 直径3mmの釘を、速度1.0mm/秒で、捲回型電池の電池(セル)の中部に刺し込み、電池容器の内部において正極と負極とを短絡させた。このときの電池の短絡挙動を観察した。
 同水準で複数回(3回~6回)の電池の釘刺し試験を行い、試験電池の総数に対して以下の基準で評価を行った。釘刺し試験の許容可能な評価は、「A」、「B」及び「C」である。
 A:電池の内部温度が300℃を超える電池の数の割合が、試験電池の総数に対して20%未満であった。
 B:電池の内部温度が300℃を超える電池の数の割合が、試験電池の総数に対して20%以上、50%未満であった。
 C:電池の内部温度が300℃を超える電池の数の割合が、試験電池の総数に対して50%以上、80%未満であった。
 D:電池の内部温度が300℃を超える電池の数の割合が、試験電池の総数に対して80%以上であった。
[5.3]初期DCIR評価
[5.3.1]初期DCIR測定
 捲回型電池(設計容量1Ah)を25℃の温度環境で、0.1Cで4.2Vまで定電流定電圧充電(0.1C-CCCV)し、初期DCIR測定を行った。
 0.1Cで10秒間定電流放電(0.1C-CC-10s)し、0.1Cで10秒間定電流充電(0.1C-CC-10s)した。
 次いで、0.2Cで10秒間定電流放電(0.2C-CC-10s)し、0.2Cで10秒間定電流充電(0.2C-CC-10s)した。
 次いで、0.5Cで10秒間定電流放電(0.5C-CC-10s)し、0.5Cで10秒間定電流充電(0.5C-CC-10s)した。
 次いで、1.0Cで10秒間定電流放電(1.0C-CC-10s)し、1.0で10秒間定電流充電(1.0C-CC-10s)した。
 次いで、2.0Cで10秒間定電流放電(2.0C-CC-10s)し、2.0Cで10秒間定電流充電(2.0-CC-10s)した。
 放電レート0.1C~2.0Cの各々における「CC10s放電」による各電圧低下量(=放電開始前の電圧-放電開始後10秒目の電圧)と、各電流値(即ち、放電レート0.1C~2.0Cに相当する各電流値)と、に基づき、第1直流抵抗(DCIR)を求めた。
[5.3.2]評価方法
 上記の測定値を基に、参考例(アンダーコート層無し)の第1直流抵抗(DCIR)の測定値を100とした第1相対値を算出し、以下の基準で、初期DCIR評価を行った。
 第1直流抵抗の測定値及び第1相対値を表3に示す。初期DCIR評価の許容可能な評価は、「A」、「B」及び「C」である。
 A:第1相対値が100以下である。
 B:第1相対値が100を超え、110以下である。
 C:第1相対値が110を超え、130以下である。
 D:第1相対値が130を超える。
[5.4]高温保存後DCIR評価
[5.4.1]高温保存後DCIR測定
 作製した捲回型電池(設計容量1Ah)を25℃の温度環境で、0.1Cで4.2Vまで定電流定電圧充電(0.1C-CCCV)し、充電状態で60℃の雰囲気下で28日間静置した。こうして高温保存後電池を得た。
 上述した初期DCIR評価用処理と同様のDCIR評価用処理をし、第2直流抵抗(DCIR)を求めた。
[5.4.2]評価方法
 上記の測定値を基に、参考例(アンダーコート層無し)の第2直流抵抗(DCIR)の測定値を100とした第2相対値を算出し、以下の基準で、高温保存後DCIR評価を行った。
 第2直流抵抗の測定値及び第2相対値を表3に示す。高温保存後DCIR評価の許容可能な評価は、「A」、「B」及び「C」である。
 A:第2相対値が100以下である。
 B:第2相対値が100を超え、130以下である。
 C:第2相対値が130を超え、150以下である。
 D:第2相対値が150を超える。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 表6中、水分散性ポリオレフィン系樹脂(B)の添加量(質量%)は、導電性炭素材料(A)、水分散性オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)及び添加剤(E)の合計100質量%に対する、水分散性ポリオレフィン系樹脂(B)の固形分の質量の割合を示す。
 表5中、合成ゴム(D)の添加量(質量%)は、導電性炭素材料(A)、水分散性オレフィン系樹脂(B)、バインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)及び添加剤(E)の合計100質量%に対する、合成ゴム(D)の固形分の質量の割合を示す。
 表7中、分散工程において、間隔(μm)及び処理回数(回)の各々における「-」は、分散工程が実施されなかったことを示す。
 表7中、「間隔(μm)」とは、第1間隔L1(図4参照)及び第2間隔L2(図4参照)の各々の間隔を示す。第1間隔L1と第2間隔L2とは同一である。
[6]評価
[6.1]比較例1~比較例10
 比較例1の組成物は、オレフィン系樹脂(B)及び合成ゴム(D)を含有しなかった。バインダー樹脂(C)の含有量は、1質量%~30質量%の範囲内ではなかった。
 比較例2の組成物は、オレフィン系樹脂(B)を含有しなかった。導電性炭素材料(A)の含有量は、10質量%~60質量%の範囲内ではなかった。
 そのため、比較例1及び比較例2の釘刺し試験の評価結果は、「D」であった。この結果から、比較例1及び比較例2の組成物は、安全性に優れるリチウムイオン二次電池とすることができないことがわかった。
 比較例3の組成物は、合成ゴム(D)を含有しなかった。導電性炭素材料(A)の含有量は、10質量%~60質量%の範囲内ではなかった。バインダー樹脂(C)の含有量は、1質量%~30質量%の範囲内ではなかった。質量比(A/B)は、0.25~2.00の範囲内ではなかった。
 そのため、比較例3の初期DCIR評価及び高温保存後DCIR評価の各々の評価結果は、「D」であった。この結果から、比較例3の組成物は、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができないことがわかった。
 比較例4~比較例7の組成物では、オレフィン系樹脂(B)の含有量が30質量%~70質量%の範囲内ではなく、質量比(A/B)が0.25~2.00の範囲内でなかった。
 そのため、比較例4及び比較例5の高温保存後DCIR評価の評価結果は、「D」であった。この結果から、比較例4及び比較例5の組成物は、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇が抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができないことがわかった。
 比較例6の初期DCIR評価及び高温保存後DCIR評価の各々の評価結果は、「D」であった。この結果から、比較例6の組成物は、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができないことがわかった。
 比較例7の釘刺し試験の評価結果は、「D」であった。この結果から、比較例7の組成物は、安全性に優れるリチウムイオン二次電池とすることができないことがわかった。
 比較例8~比較例10の組成物では、導電性炭素材料(A)の含有量が10質量%~60質量%の範囲内ではなく、オレフィン系樹脂(B)の含有量が30質量%~70質量%の範囲内ではなく、質量比(A/B)が0.25~2.00の範囲内ではなかった。
 そのため、比較例8~比較例10の釘刺し試験の評価結果は、「D」であった。この結果から、比較例8~比較例10の組成物は、安全性に優れるリチウムイオン二次電池とすることができないことがわかった。
 以上より、比較例1~比較例10の組成物は、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができるリチウムイオン二次電池とすることができないことがわかった。
[6.2]実施例1-1~実施例1-19
 実施例1-1~実施例1-19の組成物は、導電性炭素材料(A)10質量%~60質量%と、オレフィン系樹脂(B)30質量%~70質量%と、バインダー樹脂(C)1質量%~30質量%と、合成ゴム(D)1質量%~20質量%と、添加剤(E)0質量%~50質量%と、を含有し、質量比(A/B)が0.25~2.00であった。
 そのため、実施例1-1~実施例1-19の釘刺し試験の評価結果は、「A」~「C」のいずれかであった。更に、実施例1-1~実施例1-19の初期DCIR評価及び高温保存後DCIR評価の評価結果は、「A」~「C」のいずれかであった。これらの結果から、実施例1-1~実施例1-19の組成物は、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができることがわかった。
 実施例1-1~実施例1-19を対比すると、実施例1-1~実施例1-7の釘刺し試験の評価結果は「A」であり、初期DCIR評価及び高温保存後DCIR評価の各々の評価結果は「B」又は「C」であった。そのため、実施例1-1~実施例1-7の組成物は、安全性と、電池性能とのバランスが良いリチウムイオン二次電池とすることができることがわかった。
 中でも、釘刺し試験の評価結果、及び初期DCIR評価及び高温保存後DCIR評価の各々の相対値から、実施例1-4~実施例1-7の組成物は、安全性と、電池性能とのバランスがより優れるリチウムイオン二次電池とすることできることがわかった。実施例1-4~実施例1-7の組成物では、オレフィン系樹脂(B)の含有量が50質量%~60質量%であり、かつ質量比(A/B)が0.40~0.60であった。
 特に、実施例1-4の組成物は、安全性と、電池性能とのバランスが特に優れるリチウムイオン二次電池とすることできることがわかった。これは、実施例1-4~実施例1-7の中でも、オレフィン系樹脂(B)の粒径が比較的小さく(例えば、0.5μm以上2.0μm以下)、かつオレフィン系樹脂(B)の軟化点が比較的高い(例えば、120℃以上135℃以下)ためと推測される。オレフィン系樹脂(B)の粒径が比較的小さいと、最適なアンダーコート層の膜厚範囲に収めることができる。オレフィン系樹脂(B)の軟化点が比較的高いと、正極乾燥工程の際のオレフィン系樹脂(B)の形状を保持できる。
 実施例1-12~実施例1-19を対比すると、導電性炭素材料(A)の含有量が高くなるにつれて、初期DCIR評価及び高温保存後DCIR評価の各々の評価結果が「A」に近づき、リチウムイオン二次電池の電池性能がより優れる傾向にあることがわかった。
[6.3]実施例2-1~実施例2-9
 実施例2-1~実施例2-9の組成物は、導電性炭素材料(A)と、オレフィン系樹脂(B)と、バインダー樹脂(C)と、合成ゴム(D)とを含有し、比(D99/D10)が35以下であった。
 そのため、実施例2-1~実施例2-9の釘刺し試験の評価結果は、「A」又は「B」であった。更に、実施例2-1~実施例2-9の初期DCIR評価及び高温保存後DCIR評価の評価結果は、「A」又は「B」であった。これらの結果から、実施例2-1~実施例2-9の組成物は、安全性に優れるとともに、充放電の初期の直流抵抗と、高温環境下での長期保存後の直流抵抗の上昇とが抑制されたリチウムイオン二次電池とすることができることがわかった。
 加えて、実施例2-1~実施例2-9の組成物は、安全性及び電池性能により優れるリチウムイオン二次電池とすることができることがわかった。これは、分散工程の実施により、導電性炭素材料(A)及びオレフィン系樹脂(B)が凝集しにくく、組成物中に均一に分散されることによって、導電性炭素材料(A)が導電助剤として機能しやすくなり、オレフィン系樹脂(B)がシャットダウン機能を発揮させやすくなったためと推測される。
 実施例2-1~実施例2-9を対比すると、実施例2-1、実施例2-2、実施例2-8及び実施例2-9は、導電助剤として機能する導電性炭素材料(A)の添加量が少ない(すなわち、導電性炭素材料(A)の含有量が25質量%以下)にもかかわらず、初期DCIR評価の評価結果が「A」、高温保存後DCIR評価が「B」であった。つまり、リチウムイオン二次電池の電池性能が優れることがわかった。これは、分散工程の実施によって、導電性炭素材料(A)の添加量が少なくても、導電性炭素材料(A)が組成物中に均一に分散されることによって、導電性炭素材料(A)が導電助剤として効率良く機能したためと推測される。
 2021年12月17日に出願された日本国特許出願2021-205441の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (16)

  1.  導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)、及び添加剤(E)の総量に対して、
     前記導電性炭素材料(A)10質量%~60質量%と、
     前記オレフィン系樹脂(B)30質量%~70質量%と、
     前記バインダー樹脂(C)1質量%~30質量%と、
     前記合成ゴム(D)1質量%~20質量%と、
     前記添加剤(E)0質量%~50質量%と、を含有し、
     前記オレフィン系樹脂(B)の含有量に対する前記導電性炭素材料(A)の含有量の比が0.25~2.00である、組成物。
  2.  前記オレフィン系樹脂(B)が、ポリエチレン系樹脂又はポリプロピレン樹脂を含む、請求項1に記載の組成物。
  3.  前記オレフィン系樹脂(B)が、水分散性オレフィン系樹脂を含む、請求項1又は請求項2に記載の組成物。
  4.  前記オレフィン系樹脂(B)の粒径が0.1μm~9.0μmであり、前記オレフィン系樹脂(B)の軟化点が70℃以上である、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の組成物。
  5.  前記オレフィン系樹脂(B)の含有量に対する前記合成ゴム(D)の含有量の比が、0.07~0.25である、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の組成物。
  6.  前記バインダー樹脂(C)が、カルボキシメチルセルロース又はポリフッ化ビニリデンを含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の組成物。
  7.  前記合成ゴム(D)が、スチレンブタジエンゴムを含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の組成物。
  8.  前記添加剤(E)が、70℃以上180℃以下の最大体積膨張温度を有する熱膨張性マイクロカプセル及び無機酸化物フィラーの少なくとも一方を含む、請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の組成物。
  9.  導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、合成ゴム(D)を含有し、
     レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D10に対する粒度分布D99の比(D99/D10)が35以下である、組成物。
  10.  レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D99が20μm以下である、請求項9に記載の組成物。
  11.  レーザー光回折散乱法で測定した粒度分布D50に対する前記粒度分布D99の比(D99/D50)が20以下である、請求項9又は請求項10に記載の組成物。
  12.  集電体と、請求項1~請求項11のいずれか1項に記載の組成物を含むアンダーコート層と、合材層と、を備える、電極。
  13.  前記集電体と、前記アンダーコート層と、前記合材層とが、この順に積層された、請求項12に記載の電極。
  14.  前記電極が正極である、請求項12又は請求項13に記載の電極。
  15.  請求項12~請求項14のいずれか1項に記載の電極を備える、リチウムイオン二次電池。
  16.  導電性炭素材料(A)、オレフィン系樹脂(B)、前記オレフィン系樹脂(B)以外の樹脂であるバインダー樹脂(C)、及び合成ゴム(D)を混合して、混合物を作製することと、
     前記混合物を、分散ロールを用いて分散することと、
    を含む、組成物の製造方法。
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