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JP7400580B2 - Positive electrode active material layer, positive electrode and secondary battery using the same - Google Patents
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JP7400580B2 - Positive electrode active material layer, positive electrode and secondary battery using the same - Google Patents

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Description

本開示は、正極活物質層、それを用いた正極および二次電池に関する。 The present disclosure relates to a positive electrode active material layer, a positive electrode, and a secondary battery using the same.

リチウムイオン二次電池は、充放電容量が高く、高出力化が可能な二次電池である。リチウムイオン二次電池は、現在、主として携帯電子機器用の電源として用いられており、更に、今後普及が予想される電気自動車用の電源として期待されている。しかしながら、これらの用途に用いる場合、特に、自動車用電源として用いる場合には、コストダウンと省スペース化が求められている。また、現在の主要用途である携帯電子機器用としては、更なる短小軽薄化が要望されている。 A lithium ion secondary battery is a secondary battery that has a high charge/discharge capacity and can achieve high output. Lithium ion secondary batteries are currently used mainly as a power source for portable electronic devices, and are also expected to be used as a power source for electric vehicles, which are expected to become popular in the future. However, when used in these applications, particularly when used as a power source for automobiles, cost reduction and space saving are required. Further, for use in portable electronic devices, which are currently the main application, there is a demand for further reductions in size and weight.

現在使用されているリチウムイオン二次電池では、正極活物質として、コバルト、ニッケルなどのリチウム金属酸化物を用いるものが主流である。一方、硫黄を正極活物質に用いるという試みもなされている。硫黄は資源的に豊富で安価な材料であり、しかも理論的には既知の正極活物質の中で最大の電気容量(1675mAh/g)を有する材料である。現在主流のコバルト酸リチウム正極材料に比べて、約6倍の電気容量が得られるとされている。そのため、硫黄の正極活物質としての実用化が望まれている。 Lithium ion secondary batteries currently in use mainly use lithium metal oxides such as cobalt and nickel as positive electrode active materials. On the other hand, attempts have also been made to use sulfur as a positive electrode active material. Sulfur is a resource-rich and inexpensive material, and theoretically has the highest electric capacity (1675 mAh/g) among known positive electrode active materials. It is said to have about six times the electrical capacity of the currently mainstream lithium cobalt oxide cathode material. Therefore, it is desired to put sulfur into practical use as a positive electrode active material.

しかしながら、正極中において充放電過程で生成される、硫黄とリチウムとの化合物は、リチウムイオン二次電池用の非水系電解液に可溶性である。そのため、硫黄を正極活物質として用いると、上記化合物が電解液へ溶出することにより正極が次第に劣化し、電池容量が低下するという問題点がある。 However, the compound of sulfur and lithium produced in the positive electrode during the charging and discharging process is soluble in the non-aqueous electrolyte for lithium ion secondary batteries. Therefore, when sulfur is used as a positive electrode active material, there is a problem that the above compound is eluted into the electrolytic solution, causing the positive electrode to gradually deteriorate and the battery capacity to decrease.

硫黄に比べて若干電気容量は劣るものの、上記溶出を抑制する試みとして、テトラチオナフタレン重合体や、硫黄変性ポリアクリロニトリルを活物質に用いた硫黄系ポリマー正極が提案されている(特許文献1、2参照)。 Sulfur-based polymer positive electrodes using tetrathionaphthalene polymers or sulfur-modified polyacrylonitrile as active materials have been proposed as an attempt to suppress the above-mentioned elution, although the capacitance is slightly inferior to that of sulfur (Patent Document 1, (see 2).

一般的に、上記正極は、正極活物質、導電助剤、および集電体―活物質間や活物質同士の結着性を向上させるためのバインダーを含むスラリーを集電体上に塗布、乾燥することで作製される。硫黄元素の化学的ポテンシャルにより電極電位が低く、セル電圧が2V程度(現行のリチウムイオン電池は3.6~3.8V程度)にとどまるため、エネルギー密度(セル電圧×容量)を高めるには、電池構成部材全体に対する正極活物質層の割合を高める必要がある。その有効な手段の一つが正極活物質層の厚膜化であり、言い換えれば、正極容量面密度の向上である。しかし、厚膜化はクラックの発生や正極集電体からの剥離を引き起こす。その場合、バインダーを増量することで改善の余地はあるものの、正極全体の正極活物質濃度が低下するため、結果として高容量化が実現できていないのが現状である。 Generally, the above-mentioned positive electrode is made by applying a slurry containing a positive electrode active material, a conductive additive, and a binder to improve the binding properties between the current collector and the active material and between the active materials onto the current collector, and then drying the slurry. It is created by Due to the chemical potential of the sulfur element, the electrode potential is low and the cell voltage remains at around 2V (current lithium ion batteries are around 3.6 to 3.8V), so in order to increase the energy density (cell voltage x capacity), It is necessary to increase the ratio of the positive electrode active material layer to the entire battery component. One effective means for achieving this is to increase the thickness of the positive electrode active material layer, in other words, to improve the positive electrode capacity areal density. However, increasing the thickness causes cracks to occur and separation from the positive electrode current collector. In this case, although there is room for improvement by increasing the amount of binder, the concentration of the positive electrode active material in the entire positive electrode decreases, and as a result, high capacity cannot be achieved at present.

特開2008-66125公報Japanese Patent Application Publication No. 2008-66125

WO2011/129103公報WO2011/129103 publication

特許文献1~2に記載の正極活物質層では、厚膜化による正極容量面密度の向上は困難であった。本開示は上記問題に鑑みてなされたものであり、厚膜化による正極容量面密度に優れた正極活物質層およびそれを用いた正極および二次電池を提供することを目的とする。 In the positive electrode active material layers described in Patent Documents 1 and 2, it has been difficult to improve the positive electrode capacity areal density by increasing the film thickness. The present disclosure has been made in view of the above problems, and aims to provide a positive electrode active material layer that has an excellent positive electrode capacity areal density due to a thick film, and a positive electrode and a secondary battery using the same.

上記課題を解決するために、本開示のある観点によれば、正極活物質と、正極導電助剤と、正極バインダーと、を含み、正極活物質は、炭素―硫黄結合を有する活物質を含み、正極バインダーは、フルオロ系共重合体骨格と、骨格に結合されたペンダント鎖と、を含み、バインダー中の原子量比率(フッ素原子数/酸素原子数)が、5~60である、正極活物質層が提供される。 In order to solve the above problems, according to a certain aspect of the present disclosure, the positive electrode active material includes a positive electrode active material, a positive electrode conductive agent, and a positive electrode binder, and the positive electrode active material includes an active material having a carbon-sulfur bond. , the positive electrode binder includes a fluoro-based copolymer skeleton and a pendant chain bonded to the skeleton, and the atomic weight ratio (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) in the binder is 5 to 60. layers are provided.

この観点によれば、正極バインダーと正極活物質表面の炭素―硫黄結合との非常に高い相互作用が生じることで正極活物質同士の凝集確率が低減し、厚膜化によるクラックの発生や正極集電体からの剥離を抑制することができ、容量面密度に優れた正極活物質層が実現可能となる。 According to this viewpoint, the extremely high interaction between the positive electrode binder and the carbon-sulfur bonds on the surface of the positive electrode active material reduces the probability of aggregation of the positive electrode active materials, leading to the occurrence of cracks due to thicker films and the occurrence of positive electrode aggregation. Peeling from the electric body can be suppressed, and a positive electrode active material layer with excellent capacitance areal density can be realized.

正極活物質層中のバインダー比率が、3~15質量%である、正極活物質層が提供される。 A positive electrode active material layer is provided in which the binder ratio in the positive electrode active material layer is 3 to 15% by mass.

この観点によれば、正極容量面密度が更に向上する。 According to this viewpoint, the positive electrode capacity areal density is further improved.

正極活物質層の厚さが151~300μmである、正極活物質層が提供される。 A positive electrode active material layer is provided, wherein the thickness of the positive electrode active material layer is 151 to 300 μm.

この観点によれば、正極容量面密度が更に向上する。 According to this viewpoint, the positive electrode capacity areal density is further improved.

正極活物質が硫黄変性ポリアクリロニトリルである、正極活物質層が提供される。 A positive electrode active material layer is provided, wherein the positive electrode active material is sulfur-modified polyacrylonitrile.

この観点によれば、正極容量面密度およびレート特性比に優れた正極活物質層が実現可能となる。 According to this viewpoint, it becomes possible to realize a positive electrode active material layer with excellent positive electrode capacity areal density and rate characteristic ratio.

上記の何れかに記載の正極活物質層と、正極集電体と、を含む正極、が提供される。 A positive electrode is provided that includes any of the positive electrode active material layers described above and a positive electrode current collector.

この観点によれば、正極容量面密度に優れた正極が実現可能となる。 According to this viewpoint, a positive electrode with excellent positive electrode capacity areal density can be realized.

上記に記載の正極と、負極と、セパレータと電解液と、を含む二次電池が提供される。 A secondary battery is provided that includes the positive electrode, negative electrode, separator, and electrolyte described above.

この観点によれば、正極容量面密度に優れた二次電池が実現可能となる。 According to this viewpoint, a secondary battery with excellent positive electrode capacity areal density can be realized.

以上説明したように本開示によれば、正極活物質層およびそれを用いた正極および二次電池の正極容量面密度が大幅に向上する。 As explained above, according to the present disclosure, the positive electrode capacity areal density of a positive electrode active material layer, a positive electrode using the same, and a secondary battery are significantly improved.

本開示の実施形態に係る二次電池を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a secondary battery according to an embodiment of the present disclosure.

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。 Preferred embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. Note that, in this specification and the drawings, components having substantially the same functional configurations are designated by the same reference numerals and redundant explanation will be omitted.

[二次電池の構成]
まず、図1に基づいて、本実施形態に係る二次電池100の構成について説明する。
[Configuration of secondary battery]
First, the configuration of a secondary battery 100 according to this embodiment will be described based on FIG. 1.

二次電池100は、正極20と、負極30と、セパレータ層10とを備える。二次電池100の形態は、特に限定されない。即ち、二次電池100は、円筒形、角形、ラミネート形、ボタン形等のいずれであってもよい。 Secondary battery 100 includes a positive electrode 20, a negative electrode 30, and a separator layer 10. The form of secondary battery 100 is not particularly limited. That is, the secondary battery 100 may be cylindrical, prismatic, laminated, button-shaped, or the like.

正極20は、正極集電体22と、その一面に設けられた正極活物質層24とを有する。正極集電体22は、導電性を有する材料により構成されていればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、またこれらの合金系材料などの金属薄板を用いることができる。 The positive electrode 20 includes a positive electrode current collector 22 and a positive electrode active material layer 24 provided on one surface thereof. The positive electrode current collector 22 may be made of a conductive material, and for example, a thin metal plate made of aluminum, copper, nickel, stainless steel, or an alloy of these materials can be used.

正極活物質層24に用いる正極活物質は、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属イオンの吸蔵及び放出を可逆的に進行させることが可能な炭素―硫黄結合を有する活物質を用いることができる。 As the positive electrode active material used for the positive electrode active material layer 24, an active material having a carbon-sulfur bond that can reversibly absorb and release alkali metal ions such as lithium, sodium, and potassium can be used.

例えば、特開平7-29599公報に記載の(CSx )n (式中xは1.2~2.3の値であり、nは2以上の値である)のポリ(カーボンジサルファイド)や、特開2008-66125公報に記載のテトラチオナフタレンの硫黄原子架橋ポリマーや、WO2011/129103公報に記載の硫黄変性ポリアクリロニトリル等が挙げられる。中でも、レート特性比の観点から、硫黄変性ポリアクリロニトリルが好ましい。 For example, poly(carbon disulfide) of (CSx)n (in the formula, x is a value of 1.2 to 2.3, and n is a value of 2 or more) described in JP-A-7-29599, Examples include the sulfur-atom crosslinked polymer of tetrathionaphthalene described in JP-A-2008-66125, and the sulfur-modified polyacrylonitrile described in WO2011/129103. Among these, sulfur-modified polyacrylonitrile is preferred from the viewpoint of rate characteristic ratio.

また正極活物質層24は、正極導電助剤を有していてもよい。正極導電助剤としては、例えば、カーボンブラック類等のカーボン粉末、カーボンナノチューブ、炭素材料、銅、ニッケル、ステンレス、鉄等の金属微粉、炭素材料及び金属微粉の混合物、ITO等の導電性酸化物が挙げられる。正極活物質のみで十分な導電性を確保できる場合は、正極活物質層24は正極導電助剤を含んでいなくてもよい。 Further, the positive electrode active material layer 24 may include a positive electrode conductive additive. Examples of positive electrode conductive additives include carbon powder such as carbon black, carbon nanotubes, carbon materials, metal fine powder such as copper, nickel, stainless steel, and iron, mixtures of carbon materials and metal fine powder, and conductive oxides such as ITO. can be mentioned. If sufficient conductivity can be ensured with the positive electrode active material alone, the positive electrode active material layer 24 does not need to contain a positive electrode conductive aid.

また正極活物質層24は、正極バインダーを含む。正極バインダーは、正極活物質同士を結合すると共に、正極活物質と正極集電体22とを結合する。正極バインダーとしては、フルオロ系共重合体骨格と、前記骨格に結合されたペンダント鎖とを有する。 Further, the positive electrode active material layer 24 includes a positive electrode binder. The positive electrode binder binds the positive electrode active materials to each other and also binds the positive electrode active material to the positive electrode current collector 22 . The positive electrode binder has a fluoro copolymer skeleton and a pendant chain bonded to the skeleton.

正極バインダー中のフッ素原子数と酸素原子数との原子量比率(フッ素原子数/酸素原子数)は、5~60であることが好ましい。上記範囲内であると、厚膜化によるクラックの発生や正極集電体からの剥離を効果的に抑制できる。 The atomic weight ratio between the number of fluorine atoms and the number of oxygen atoms (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) in the positive electrode binder is preferably 5 to 60. Within the above range, cracking and peeling from the positive electrode current collector due to thickening of the film can be effectively suppressed.

本開示者らは本実施形態のメカニズムについて以下のように推定している。炭素―硫黄結合を持つ正極活物質は、正極活物質同士における表面での相互作用により非常に凝集しやすい。したがって、正極活物質層の成膜過程において、溶媒が揮発するにつれて上記凝集が進み、最終的には、体積収縮によりクラック、ひいては正極集電体から正極活物質の剥離が発生する。これは、厚膜化により、正極活物質同士の凝集確率が高まるほどより顕著となる。 The present disclosers estimate the mechanism of this embodiment as follows. Cathode active materials having carbon-sulfur bonds are extremely likely to aggregate due to surface interactions between the cathode active materials. Therefore, in the process of forming the positive electrode active material layer, the aggregation progresses as the solvent evaporates, and eventually cracks occur due to volumetric contraction, and eventually the positive electrode active material peels off from the positive electrode current collector. This becomes more noticeable as the probability of aggregation of positive electrode active materials increases due to thickening of the film.

上記課題は、正極バインダー中の原子量比率(フッ素原子数/酸素原子数)を5~60とすることで正極活物質表面の炭素―硫黄結合と非常に高い相互作用が生じ、正極活物質同士の凝集を抑制できる。その結果、厚膜化によるクラックの発生や正極集電体からの剥離を効果的に防止できる。前記原子量比率(フッ素原子数/酸素原子数)が、5未満の場合は酸素原子同士の相互作用によって、正極バインダー同士が凝集してしまい、上記効果を奏しない。また、60を超える場合は、フッ素原子の高い表面エネルギーによって正極活物質との相互作用が失われ、上記効果を奏しない。 The above problem can be solved by setting the atomic weight ratio (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) in the positive electrode binder to 5 to 60, which causes a very high interaction with the carbon-sulfur bond on the surface of the positive electrode active material, which causes the positive electrode active materials to interact with each other. Aggregation can be suppressed. As a result, generation of cracks and peeling from the positive electrode current collector due to thickening of the film can be effectively prevented. If the atomic weight ratio (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) is less than 5, the positive electrode binders will aggregate due to interaction between oxygen atoms, and the above effect will not be achieved. Moreover, when it exceeds 60, interaction with the positive electrode active material is lost due to the high surface energy of fluorine atoms, and the above effects are not achieved.

なお、前期比率が5~60の場合であっても、ペンダント鎖を有しないフルオロ系共重合体骨格からなるポリマーと、ペンダント鎖に相当するポリマー(例えば、ポリオキシアルキレンポリマー)との単純なブレンドでは、両者が相分離を起こし、上記効果は得られない。 Note that even if the ratio is 5 to 60, it is a simple blend of a polymer consisting of a fluoro-based copolymer skeleton having no pendant chains and a polymer corresponding to the pendant chains (for example, a polyoxyalkylene polymer). In this case, phase separation occurs between the two, and the above effect cannot be obtained.

本実施形態のフルオロ系共重合体骨格としては、フッ化モノマーと(メタ)アクリルモノマーとの共重合体が挙げられる。 The fluoro-based copolymer skeleton of this embodiment includes a copolymer of a fluorinated monomer and a (meth)acrylic monomer.

フッ化モノマーとしては、テトラフルオロエチレン、およびヘキサフルオロプロペンなどのC3~C8パーフルオロオレフィンや、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、1,2-ジフルオロエチレンおよびトリフルオロエチレンなどのC2~C8含水素フルオロオレフィンや、式CH=CH-R(式中、Rは、C1~C6パーフルオロアルキルである)で示されるパーフルオロアルキルエチレンや、クロロトリフルオロエチレンのような、クロロ-および/またはブロモ-および/またはヨード-のC2~C6フルオロオレフィンや、式CF=CFOR(式中、Rは、C1~C6のフルオロ-またはパーフルオロアルキル、例えばCF、C、Cである)で示される(パー)フルオロアルキルビニルエーテルや、式CF=CFORで示される(パー)フルオロ-オキシアルキルビニルエーテル(式中、Rは、C1~C12アルキル、またはC1~C12オキシアルキル、またはパーフルオロ-2-プロポキシ-プロピルのような、1つもしくは複数のエーテル基を有するC1~C12(パー)フルオロオキシアルキルである)や、式CF=CFOCFOR(式中、Rは、C1~C6フルオロ-もしくはパーフルオロアルキル基、例えばCF、C、Cまたは-C-O-CFのような、1つもしくは複数のエーテル基を有するC1~C6(パー)フルオロオキシアルキル基である)で示される(パー)フルオロアルキルビニルエーテルや、式CF=CFOR(式中、Rは、C1~C12アルキルもしくは(パー)フルオロアルキル、またはC1~C12オキシアルキル、または1つもしくは複数のエーテル基を有するC1~C12(パー)フルオロオキシアルキルであり、Rは、その酸、酸ハライドもしくは塩の形態での、カルボン酸もしくはスルホン酸を含む)で示される官能性(パー)フルオロ-オキシアルキルビニルエーテルや、フルオロジオキソール、特にパーフルオロジオキソールなどが挙げられる。 Examples of fluorinated monomers include C3 to C8 perfluoroolefins such as tetrafluoroethylene and hexafluoropropene, and C2 to C8 hydrogen-containing fluorocarbons such as vinylidene fluoride, vinyl fluoride, 1,2-difluoroethylene and trifluoroethylene. Olefins , chloro- and / or bromo- and/or iodo-C2-C6 fluoroolefins, or bromo- and/or iodo-C2-C6 fluoroolefins of the formula CF 2 =CFOR b , where R b is a C1-C6 fluoro- or perfluoroalkyl, such as CF 3 , C 2 F 5 , C ( per )fluoro-oxyalkyl vinyl ethers represented by the formula CF 2 =CFOR c (wherein R c is C1-C12 alkyl, or C1- C12 oxyalkyl or C1-C12 (per)fluorooxyalkyl having one or more ether groups, such as perfluoro-2-propoxy-propyl), or of the formula CF 2 =CFOCF 2 OR d (formula wherein R d represents one or more C1-C6 fluoro- or perfluoroalkyl groups, such as CF 3 , C 2 F 5 , C 3 F 7 or -C 2 F 5 -O-CF 3 A (per)fluoroalkyl vinyl ether represented by a C1-C6 (per)fluorooxyalkyl group having an ether group, or a (per)fluoroalkyl vinyl ether of the formula CF 2 =CFOR e (wherein R e is a C1-C12 alkyl or (per) fluoroalkyl, or C1-C12 oxyalkyl, or C1-C12 (per)fluorooxyalkyl having one or more ether groups, and R e is a carboxylic acid in the form of its acid, acid halide or salt. Examples include functional (per)fluoro-oxyalkyl vinyl ethers represented by (or containing sulfonic acid), fluorodioxole, particularly perfluorodioxole, and the like.

(メタ)アクリルモノマーとしては、ペンダント鎖を形成するための官能基を有する。官能基としては、ヒドロキシル基、カルボン酸基、アミノ基、イソシアネート基、エポキシ基などが挙げられる。(メタ)アクリルモノマーの具体的な例としては、アクリル酸、メタアクリル酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレート、ヒドロキシプロピルメタアクリレート、アミノエチルアクリレート、2-イソシアネートエチルアクリレート、グリシジルアクリレートなどが挙げられる。 The (meth)acrylic monomer has a functional group for forming a pendant chain. Examples of the functional group include a hydroxyl group, a carboxylic acid group, an amino group, an isocyanate group, and an epoxy group. Specific examples of (meth)acrylic monomers include acrylic acid, methacrylic acid, hydroxyethyl acrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, aminoethyl acrylate, 2-isocyanate ethyl acrylate, and glycidyl acrylate. Examples include.

フッ化モノマーと(メタ)アクリルモノマーとの共重合体を合成する方法としては、任意の方法を用いることができるが、具体的には、水性懸濁重合や水性乳化重合法が挙げられる。 Any method can be used to synthesize the copolymer of a fluorinated monomer and a (meth)acrylic monomer, and specific examples thereof include aqueous suspension polymerization and aqueous emulsion polymerization.

フッ化モノマーと(メタ)アクリルモノマーとの比率は、ポリマー成分中の(フッ素原子数/酸素原子数)が5~60となるよう、ペンダント鎖の導入量を考慮しながら適宜決定すればよい。具体的には、60モル%~99.9モル%のフッ化モノマーと0.1モル%~40モル%の(メタ)アクリルモノマーが含まれる範囲が好ましい。 The ratio of the fluorinated monomer to the (meth)acrylic monomer may be appropriately determined while taking into account the amount of pendant chains introduced so that (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) in the polymer component is 5 to 60. Specifically, a range containing 60 mol% to 99.9 mol% of the fluorinated monomer and 0.1 mol% to 40 mol% of the (meth)acrylic monomer is preferable.

ペンダント鎖を形成するための化合物としては、フルオロ系共重合体骨格と結合させるための官能基と、酸素原子を複数含む化合物が好ましい。官能基としては、ヒドロキシル基、カルボン酸基、アミノ基、イソシアネート基、エポキシ基などが挙げられる。具体的には、上記官能基を1~2個有する、分子量80~10000程度のポリオキシアルキレンが好ましい。 The compound for forming the pendant chain is preferably a compound containing a functional group for bonding to the fluoro copolymer skeleton and a plurality of oxygen atoms. Examples of the functional group include a hydroxyl group, a carboxylic acid group, an amino group, an isocyanate group, and an epoxy group. Specifically, polyoxyalkylene having one or two of the above functional groups and having a molecular weight of about 80 to 10,000 is preferred.

正極活物質層24中の正極バインダーの構成比率は、質量比で1~20質量%、より好ましくは、3~15質量%の範囲であることが好ましい。正極活物質層中の正極バインダー比率が、3~15質量%の場合、成膜性と、正極容量面密度とのバランスを特に確保できる。3質量%未満の場合、正極バインダーが少なすぎて成膜性が劣り、15質量%を超える場合は、正極全体の正極活物質濃度が低下するため、正極容量面密度が低下する。また、必要以上に正極バインダーが正極活物質を被覆することで、レート特性比が悪化する。 The composition ratio of the positive electrode binder in the positive electrode active material layer 24 is preferably in the range of 1 to 20% by mass, more preferably 3 to 15% by mass. When the positive electrode binder ratio in the positive electrode active material layer is 3 to 15% by mass, a balance between film formability and positive electrode capacity areal density can be particularly ensured. When the amount is less than 3% by mass, the amount of positive electrode binder is too small, resulting in poor film-forming properties, and when it exceeds 15% by mass, the concentration of the positive electrode active material in the entire positive electrode decreases, resulting in a decrease in the positive electrode capacity areal density. Furthermore, if the positive electrode binder covers the positive electrode active material more than necessary, the rate characteristic ratio will deteriorate.

正極活物質層24は、例えば、正極活物質、正極導電助剤、及び正極バインダーを適当な有機溶媒(例えばN-メチル-2-ピロリドン)に分散させることで塗工液を形成し、この塗工液を正極集電体22上に塗工、乾燥し、必要に応じて圧延することで形成される。 The positive electrode active material layer 24 is formed by, for example, forming a coating liquid by dispersing a positive electrode active material, a positive electrode conductive agent, and a positive electrode binder in a suitable organic solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone). It is formed by applying a coating solution onto the positive electrode current collector 22, drying it, and rolling it if necessary.

また、正極活物質層の膜厚は、70μm以上、さらには、100μm以上、より好ましくは151~300μmの範囲であることが好ましい。この範囲であると、正極容量面密度が十分確保できる。正極容量面密度としては、5mAh/cm以上が好ましい。300μmを超えると、正極活物質層への電解液の浸透性が困難となり、正極容量面密度やレート特性比が悪化する傾向にある。 Further, the thickness of the positive electrode active material layer is preferably 70 μm or more, more preferably 100 μm or more, and more preferably in the range of 151 to 300 μm. Within this range, a sufficient positive electrode capacity areal density can be ensured. The positive electrode capacity surface density is preferably 5 mAh/cm 2 or more. If it exceeds 300 μm, it becomes difficult for the electrolyte to penetrate into the positive electrode active material layer, and the positive electrode capacity areal density and rate characteristic ratio tend to deteriorate.

負極30は、負極集電体32と、負極活物質層34とを有する。 The negative electrode 30 includes a negative electrode current collector 32 and a negative electrode active material layer 34.

負極集電体32は、導電性の板材であればよく、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス、またこれらの合金系材料の金属薄板を用いることができる。 The negative electrode current collector 32 may be any conductive plate material, and for example, a thin metal plate made of aluminum, copper, nickel, stainless steel, or an alloy of these materials can be used.

負極活物質層34は、負極活物質を有し、必要に応じて負極バインダーや負極導電助剤を有する。 The negative electrode active material layer 34 includes a negative electrode active material and, if necessary, a negative electrode binder and a negative electrode conductive aid.

負極活物質としては、リチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカリ金属、黒鉛などの炭素系材料、ケイ素、SiOx(0<x<2)で表されるケイ素酸化物などのケイ素含有化合物、銅-スズやコバルト-スズなどの合金系材料を使用することが出来る。 As negative electrode active materials, alkali metals such as lithium, sodium, and potassium, carbon-based materials such as graphite, silicon, silicon-containing compounds such as silicon oxide represented by SiOx (0<x<2), copper-tin, etc. Alloy based materials such as cobalt-tin can be used.

なお、負極活物質として、アルカリ金属を含まない材料、例えば、上記した負極活物質の内で、炭素系材料、シリコン系材料、合金系材料等を用いる場合には、デンドライドの発生による正負極間の短絡を生じ難い点が有利である。 In addition, when using a material that does not contain an alkali metal as the negative electrode active material, for example, among the above negative electrode active materials, carbon-based materials, silicon-based materials, alloy-based materials, etc., the difference between the positive and negative electrodes due to the generation of dendrites. It is advantageous that short circuits are unlikely to occur.

ただし、これらのアルカリ金属を含まない負極の活物質材料を用いる場合には、本開示の正極と組み合わせて用いると、正極及び負極がいずれもアルカリ金属を含まないため、負極にあらかじめアルカリ金属をプリドープする処理が必要となる。 However, when using a negative electrode active material that does not contain these alkali metals, when used in combination with the positive electrode of the present disclosure, neither the positive electrode nor the negative electrode contains an alkali metal, so the negative electrode must be pre-doped with an alkali metal. processing is required.

例えば、リチウムのプリドープ法としては、対極に金属リチウムを用いて半電池を組み、電気化学的にリチウムをドープする電解ドープ法によってリチウムを挿入する方法、金属リチウムを負極表面または負極中に入れたあと、負極を電解液の中に放置し負極へのリチウムの拡散を利用してドープする貼り付けプリドープ法によりリチウムを挿入する方法、などの方法を用いることが出来る。 For example, lithium pre-doping methods include a method in which a half cell is assembled using metallic lithium as a counter electrode, and lithium is inserted by an electrolytic doping method in which lithium is electrochemically doped; Another method that can be used is a method in which lithium is inserted by a bonding pre-doping method in which the negative electrode is left in an electrolytic solution and doped by utilizing the diffusion of lithium into the negative electrode.

負極導電助剤としては、正極導電助剤と同等のものを用いることが出来る。負極活物質のみで十分な導電性を確保できる場合は、負極活物質層34は負極導電助剤を含んでいなくてもよい。 As the negative electrode conductive aid, the same material as the positive electrode conductive aid can be used. If sufficient conductivity can be ensured with the negative electrode active material alone, the negative electrode active material layer 34 does not need to contain the negative electrode conductive aid.

負極バインダーは、負極活物質同士を結合すると共に、負極活物質と負極集電体32とを結合する。負極バインダーとしては、正極バインダーと同等のものや、その他にも、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)等のフッ素樹脂、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン系フッ素ゴム(VDF-HFP系フッ素ゴム)、ビニリデンフルオライド-ヘキサフルオロプロピレン-テトラフルオロエチレン系フッ素ゴム(VDF-HFPTFE系フッ素ゴム)等のビニリデンフルオライド系フッ素ゴム、セルロース、スチレン・ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、アクリル樹脂等が挙げられる。 The negative electrode binder binds the negative electrode active materials to each other and also binds the negative electrode active material to the negative electrode current collector 32 . As the negative electrode binder, there are those equivalent to the positive electrode binder, as well as fluororesins such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE), and vinylidene fluoride-hexafluoropropylene fluororubber (VDF-HFP). vinylidene fluoride-based fluororubbers such as vinylidene fluoride-hexafluoropropylene-tetrafluoroethylene-based fluororubbers (VDF-HFPTFE-based fluororubbers), cellulose, styrene/butadiene rubber, ethylene/propylene rubber, polyimide resins , polyamideimide resin, acrylic resin, etc.

負極活物質層34中の負極活物質、負極導電助剤及び負極バインダーの含有量は特に限定されない。 The contents of the negative electrode active material, negative electrode conductive agent, and negative electrode binder in the negative electrode active material layer 34 are not particularly limited.

負極活物質層34は、例えば、負極活物質、導電助剤、及びバインダーを適当な有機溶媒(例えばN-メチル-2-ピロリドン)に分散させることで塗工液を形成し、この塗工液を負極集電体32上に塗工、乾燥し、必要に応じて圧延することで形成される。 The negative electrode active material layer 34 is formed by, for example, forming a coating liquid by dispersing a negative electrode active material, a conductive aid, and a binder in a suitable organic solvent (for example, N-methyl-2-pyrrolidone), and using this coating liquid. is applied onto the negative electrode current collector 32, dried, and optionally rolled.

また、箔状の負極活物質を用いる場合は、厚さ0.01~200μmの箔状の負極活物質を負極集電体32上に貼り付け、負極シートを作製する。 In addition, when using a foil-shaped negative electrode active material, the foil-shaped negative electrode active material with a thickness of 0.01 to 200 μm is pasted on the negative electrode current collector 32 to produce a negative electrode sheet.

セパレータ10は、電気絶縁性の多孔質構造から形成されていればよく、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリオレフィンからなるフィルムの単層体、積層体や上記樹脂の混合物の延伸膜、或いはセルロース、ポリエステル及びポリプロピレンからなる群より選択される少なくとも1種の構成材料からなる繊維不織布があげられる。 The separator 10 may be formed of an electrically insulating porous structure, for example, a single layer or laminate of a film made of polyethylene, polypropylene, or polyolefin, a stretched film of a mixture of the above resins, or a stretched film of a mixture of the above resins, or a film made of cellulose, polyester, or polyolefin. Examples include fibrous nonwoven fabrics made of at least one constituent material selected from the group consisting of polypropylene.

また、上記のセパレータ材料には無機粒子やポリマー成分がコートされていてもよい。無機粒子としては、アルミナ、シリカ、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化マグネシウムなどの酸化物やチタン酸バリウムなどの誘電材料があげられる。ポリマー成分としては、負極用のバインダー類、正極用のバインダー類、高分子電解質類(ポリエチレングリコールやポリエチレンカーボネートなどの高分子材料とリチウム塩の複合物)、イオン交換樹脂類(ポリジメチルジアリルアンモニウム塩、ポリスチレンスルホン酸塩等)、その他には、ポリビニルアルコール、CMC、ポリブチラール、ポリアクリル酸などがあげられる。 Further, the above separator material may be coated with inorganic particles or a polymer component. Examples of inorganic particles include oxides such as alumina, silica, zirconium oxide, titanium oxide, and magnesium oxide, and dielectric materials such as barium titanate. Polymer components include binders for negative electrodes, binders for positive electrodes, polymer electrolytes (compounds of polymer materials such as polyethylene glycol and polyethylene carbonate and lithium salt), and ion exchange resins (polydimethyldiallylammonium salt). , polystyrene sulfonate, etc.); others include polyvinyl alcohol, CMC, polybutyral, polyacrylic acid, and the like.

非水電解液は、電解質であるアルカリ金属塩と、溶媒とを含む。リチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiSOCF、LiN(SOF)、LiN(SOCF、LiN(SOF)(SOCF)、LiN(SOCFCF、LiC(SOCFCF、LiC(SOCF、LiI、LiCl、LiF、LiPF(SOCF)、LiPF(SOCF等が挙げられる。ナトリウム塩としては、NaN(SOF)、NaN(SOCF等が挙げられる。カリウム塩としては、KN(SOF)、KN(SOCF等が挙げられる。 The nonaqueous electrolyte includes an alkali metal salt as an electrolyte and a solvent. Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiSO 3 CF 3 , LiN(SO 2 F) 2 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 , LiN(SO 2 F) (SO 2 CF 3 ), LiN (SO2CF2CF3)2, LiC(SO2CF2CF3)3, LiC(SO2CF3 ) 3 , LiI , LiCl , LiF , LiPF5 ( SO2CF3 ) , LiPF4 ( SO2 Examples include CF 3 ) 2 and the like. Examples of the sodium salt include NaN(SO 2 F) 2 and NaN(SO 2 CF 3 ) 2 . Examples of potassium salts include KN(SO 2 F) 2 and KN(SO 2 CF 3 ) 2 .

アルカリ金属塩の濃度は、0.8~5.0mol/L程度であることが好ましい。 The concentration of the alkali metal salt is preferably about 0.8 to 5.0 mol/L.

溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネート、エチル-n-プロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチル-n-プロピルカーボネート、エチルイソプロピルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、3-フルオロプロピルメチルカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、4-クロロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-フルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-トリフルオロメチル-1,3-ジオキソラン-2-オン、ビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート等の炭酸エステル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル等のカルボン酸エステル、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル、ジメチルスルホキシド、亜硫酸ジメチル等の鎖状スルホン酸エステル、スルホラン、プロパンサルトン等の環状スルホン酸エステル、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、スクシノニトリル等のニトリル化合物、1,2-ジメトキシエタン、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、ブチルメチルエーテル、ジプロピルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、ジブチルエーテル、ジイソペンチルエーテル、トリグライム、テトラグライム等の鎖状エーテル、オキセタン、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、1,4-ジオキサン等の環状エーテル、1,1,2,2-テトラフルオロエチル2,2,3,3-テトラフルオロプロピルエーテル等のハイドロフルオロエーテル、リン酸トリエチル、リン酸トリメチル等のリン酸エステル類、メチルホスホン酸ジメチル等のホスホン酸エステル類、1,1,2,2-テトラフルオロエチル2,2,3,3-テトラフルオロプロピルエーテル、2,2,2-トリフルオロエチルエーテル、ジフルオロメチル2,2,3,3-テトラフルオロプロピルエーテル、1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-デカフルオロ-3-メトキシ-4-(トリフルオロメチル)ペンタンなどのフッ素化エーテル類などが挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。アルカリ金属塩の溶解性の観点から、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、1,2―ジメトキシエタン、トリグライム、テトラグライム、アセトニトリルが好ましい。 Examples of the solvent include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, ethyl isopropyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, 3-fluoropropylmethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, butylene carbonate, 4-chloro-1,3-dioxolan-2-one, 4-fluoro-1,3- Dioxolan-2-one, 4-trifluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, vinylene carbonate, dimethylvinylene carbonate, vinylene carbonate, carbonate esters such as fluoroethylene carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, Carboxylic acid esters such as ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethyl acetate, and ethyl trimethyl acetate; cyclic esters such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; chain sulfonic esters such as dimethyl sulfoxide and dimethyl sulfite; Cyclic sulfonic acid esters such as sulfolane and propane sultone, nitrile compounds such as acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile, and succinonitrile, 1,2-dimethoxyethane, dimethyl ether, methyl ethyl ether , chain ethers such as diethyl ether, butyl methyl ether, dipropyl ether, cyclopentyl methyl ether, dibutyl ether, diisopentyl ether, triglyme, tetraglyme, oxetane, tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 1,4 - cyclic ethers such as dioxane, hydrofluoroethers such as 1,1,2,2-tetrafluoroethyl 2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, phosphoric acid esters such as triethyl phosphate, trimethyl phosphate, Phosphonate esters such as dimethyl methylphosphonate, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl 2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether, 2,2,2-trifluoroethyl ether, difluoromethyl 2,2 , 3,3-tetrafluoropropyl ether, 1,1,1,2,2,3,4,5,5,5-decafluoro-3-methoxy-4-(trifluoromethyl)pentane and other fluorinated ethers Examples include the following. These may be used alone or in combination. From the viewpoint of solubility of the alkali metal salt, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propylene carbonate, ethylene carbonate, 1,2-dimethoxyethane, triglyme, tetraglyme, and acetonitrile are preferred.

また、溶媒としてイオン液体が含まれていてもよい。イオン液体としては、-30℃~120℃で液体であるカチオン種とアニオン種とを含む化合物が使用できる。 Moreover, an ionic liquid may be included as a solvent. As the ionic liquid, a compound containing cationic species and anionic species that are liquid at -30°C to 120°C can be used.

カチオン種としては、窒素を含む窒素系カチオン、リンを含むリン系カチオン、硫黄を含む硫黄系カチオンを用いることができる。これらのカチオン成分は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。窒素系カチオンの例としては、イミダゾリウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、アゾニアスピロカチオンなど鎖状または環状のアンモニウムカチオンを挙げることができる。リン系カチオンの例としては、鎖状または環状のホスホニウムカチオンが挙げられる。硫黄系カチオンの例としては、鎖状または環状のスルホニウムカチオンが挙げられる。 As the cation species, nitrogen-based cations containing nitrogen, phosphorus-based cations containing phosphorus, and sulfur-based cations containing sulfur can be used. These cationic components may be used alone or in combination. Examples of nitrogen-based cations include chain or cyclic ammonium cations such as imidazolium cations, pyrrolidinium cations, piperidinium cations, pyridinium cations, and azonia spiro cations. Examples of phosphorus cations include chain or cyclic phosphonium cations. Examples of sulfur-based cations include chain or cyclic sulfonium cations.

アニオン種としては、AlCl 、NO 、NO 、I、BF 、PF 、AsF 、SbF 、NbF 、TaF 、F(HF)2.3 、CHCO 、CFCO 、CHSO 、CFSO 、(CFSO、CCO 、CSO 、(CFSO)(CFCO)N、(CN)、次式で表されるイミドアニオン((SO(CF)xF)(SO2(CF2)yF)N(ただし、xとyはそれぞれ独立しており、0~5の整数を示す。))、等が挙げられる。これらのアニオン種は単独で用いてもよいし、複数種を組み合わせて用いてもよい。 Examples of anion species include AlCl 4 , NO 2 , NO 3 , I , BF 4 , PF 6 , AsF 6 − , SbF 6 , NbF 6 , TaF 6 , F (HF) 2. 3 - , CH 3 CO 2 - , CF 3 CO 2 - , CH 3 SO 3 - , CF 3 SO 3 - , (CF 3 SO 2 ) 3 C - , C 3 F 7 CO 2 - , C 4 F 9 SO 3 , (CF 3 SO 2 )(CF 3 CO)N , (CN) 2 N , imide anion ((SO 2 (CF 2 )xF) (SO2(CF2)yF)N - (However, x and y are each independent and represent an integer from 0 to 5.)), etc. These anion species may be used alone or in combination.

アルカリ金属塩の溶解性の観点から、カチオン成分としては、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオンが好ましく、アニオン成分としては、イミドアニオン、PF 、BF のアニオンが好ましく、さらに、(SOF)、(SOCF、(SOCF)(SOF)N、がより好ましい。 From the viewpoint of solubility of the alkali metal salt, the cation component is preferably a pyrrolidinium cation or a piperidinium cation, and the anion component is preferably an imide anion, PF 6 - , or BF 4 - , and furthermore, ( More preferred are SO 2 F) 2 N - , (SO 2 CF 3 ) 2 N - , and (SO 2 CF 3 ) (SO 2 F) N - .

なお、非水電解液には、各種の添加剤(負極SEI(Solid Electrolyte Interface)形成剤、界面活性剤等)を添加してもよい。このような添加剤としては、例えば、炭酸ビニレン、炭酸ビニルエチレン、炭酸フェニルエチレン、コハク酸無水物、リチウムビスオキサラート、テトラフルオロホウ酸リチウム、ジニトリル化合物、プロパンスルトン、ブタンスルトン、プロペンスルトン、3-スルフォレン、フッ素化アリルエーテル、フッ素化アクリレート等が挙げられる。 Note that various additives (negative electrode SEI (Solid Electrolyte Interface) forming agent, surfactant, etc.) may be added to the non-aqueous electrolyte. Examples of such additives include vinylene carbonate, vinylethylene carbonate, phenylethylene carbonate, succinic anhydride, lithium bisoxalate, lithium tetrafluoroborate, dinitrile compounds, propane sultone, butane sultone, propene sultone, 3- Examples include sulfolene, fluorinated allyl ether, fluorinated acrylate, and the like.

外装体50は、その内部に積層体40及び電解液を密封するものである。外装体50は、電解液の外部への漏出や、外部からの二次電池100内部への水分等の侵入等を抑止できる物であれば特に限定されない。 The exterior body 50 seals the laminate 40 and the electrolyte therein. The exterior body 50 is not particularly limited as long as it can prevent leakage of the electrolytic solution to the outside, intrusion of moisture, etc. into the secondary battery 100 from the outside, and the like.

例えば、外装体50として、図1に示すように、金属箔52を高分子膜54で両側からコーティングした金属ラミネートフィルムを利用できる。金属箔52としては例えばアルミ箔を、高分子膜54としてはポリプロピレン等の膜を利用できる。例えば、外側の高分子膜54の材料としては融点の高い高分子、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド等が好ましく、内側の高分子膜54の材料としてはポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)等が好ましい。 For example, as the exterior body 50, as shown in FIG. 1, a metal laminate film in which a metal foil 52 is coated on both sides with a polymer film 54 can be used. For example, aluminum foil can be used as the metal foil 52, and a polypropylene film can be used as the polymer film 54. For example, the material of the outer polymer membrane 54 is preferably a polymer with a high melting point, such as polyethylene terephthalate (PET), polyamide, etc., and the material of the inner polymer membrane 54 is preferably polyethylene (PE) or polypropylene (PP). etc. are preferred.

リード60、62は、アルミ等の導電助剤料から形成されている。そして、公知の方法により、リード60、62を正極集電体22、負極集電体32にそれぞれ溶接し、正極20の正極活物質層24と負極30の保護膜31との間にセパレータ10を挟んだ状態で、電解液と共に外装体50内に挿入し、外装体50の入り口をシールすることで二次電池100が製造される。 The leads 60 and 62 are made of a conductive additive material such as aluminum. Then, the leads 60 and 62 are welded to the positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 32, respectively, by a known method, and the separator 10 is placed between the positive electrode active material layer 24 of the positive electrode 20 and the protective film 31 of the negative electrode 30. The secondary battery 100 is manufactured by inserting the sandwiched battery into the exterior body 50 together with an electrolyte and sealing the entrance of the exterior body 50 .

以下、本開示を実施例により具体的に説明する。実施例1~27として、下記に記載の通りに正極活物質層を作製し膜質評価を行った。また、二次電池を作製し、正極容量面密度とレート特性比の測定を行った。比較のために、比較例1~3を作製し、同様に評価を行った。その結果を表3に示す。なお、実施例1~27および比較例1~3で用いたフルオロ系共重合体骨格およびペンダント鎖形成化合物としては、それぞれ表1のNo.F-1~F-2、および表2のNo.M-1~M-18で示した。 Hereinafter, the present disclosure will be specifically explained with reference to Examples. As Examples 1 to 27, positive electrode active material layers were prepared as described below, and the film quality was evaluated. In addition, a secondary battery was fabricated, and the positive electrode capacity areal density and rate characteristic ratio were measured. For comparison, Comparative Examples 1 to 3 were prepared and evaluated in the same manner. The results are shown in Table 3. The fluoro-based copolymer skeletons and pendant chain-forming compounds used in Examples 1 to 27 and Comparative Examples 1 to 3 were No. 1 in Table 1, respectively. F-1 to F-2, and No. of Table 2. Shown as M-1 to M-18.

Figure 0007400580000001
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Figure 0007400580000002
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(実施例1)
[正極バインダーの合成]
フルオロ系共重合体骨格(F-1)を以下のように合成した。
1000rpmの速度で作動するメカニカルスタラーを備えた2リットル反応器内に、500gの純水と0.2gのMETHOCEL(登録商標)K100GR沈殿防止剤を順に導入した。反応器内を減圧してから、窒素で1バールまで加圧し、75容量%のt-アミルパーピバレート/イソドデカン溶液2gを反応器に導入した後、220gのフッ化ビニリデンを導入した。次に、55℃まで徐々に加熱した。さらに、メタクリル酸の10質量%水溶液150mlを添加し、圧力を110バールとして5時間反応した。室温まで冷却後、大気圧に開放し、得られたポリマーを回収した。純水、メタノールで順に洗浄した後、50℃のオーブンで乾燥した(収量208g)。このようにして得られたフルオロ系共重合体骨格は、NMR測定より、98.8モル%のフッ化ビニリデンおよび1.2モル%のメタクリル酸を含有していた。
(Example 1)
[Synthesis of positive electrode binder]
A fluoro-based copolymer skeleton (F-1) was synthesized as follows.
500 g of pure water and 0.2 g of METHOCEL® K100GR suspending agent were introduced sequentially into a 2 liter reactor equipped with a mechanical stirrer operating at a speed of 1000 rpm. The pressure inside the reactor was reduced and then pressurized to 1 bar with nitrogen, and 2 g of a 75% by volume t-amyl perpivalate/isododecane solution were introduced into the reactor followed by 220 g of vinylidene fluoride. Next, it was gradually heated to 55°C. Furthermore, 150 ml of a 10% by weight aqueous solution of methacrylic acid was added and the reaction was carried out for 5 hours at a pressure of 110 bar. After cooling to room temperature, it was opened to atmospheric pressure and the obtained polymer was collected. After sequentially washing with pure water and methanol, it was dried in an oven at 50°C (yield: 208 g). The fluoro-based copolymer skeleton thus obtained contained 98.8 mol% vinylidene fluoride and 1.2 mol% methacrylic acid, as determined by NMR measurement.

次に、得られたフルオロ系共重合体骨格(F-1)とペンダント鎖形成化合物(M-2)との反応を行った。20gのF-1と、2.0gのM-2を100mlのN-メチル-2-ピロリドンに溶解し、さらに触媒として0.15gのトリフェニルホスフィンを添加した。これを80℃で2時間反応させた。反応終了後、反応液を1リットルのメタノールに滴下し、析出したポリマー成分を回収した。さらに2回、メタノールで洗浄した。得られたポリマー成分を60℃のオーブンで乾燥した(収量19.8g)。 Next, the obtained fluoro-based copolymer skeleton (F-1) was reacted with a pendant chain-forming compound (M-2). 20 g of F-1 and 2.0 g of M-2 were dissolved in 100 ml of N-methyl-2-pyrrolidone, and 0.15 g of triphenylphosphine was added as a catalyst. This was reacted at 80°C for 2 hours. After the reaction was completed, the reaction solution was added dropwise to 1 liter of methanol, and the precipitated polymer component was collected. Washed twice more with methanol. The obtained polymer component was dried in an oven at 60°C (yield: 19.8 g).

1H-NMRより、ポリマー成分のフルオロ系共重合体骨格の-CH-部分(約2.5および3ppm)と、ペンダント鎖形成化合物由来の約3.5~3.6ppmのオキシアルキレン繰り返し単位に関係するシグナルが観測されたことにより、フルオロ系共重合体骨格に対しペンダント鎖が導入されていることを確認した。 1H-NMR revealed that -CH 2 - moieties (approximately 2.5 and 3 ppm) of the fluoro-based copolymer skeleton of the polymer component and approximately 3.5 to 3.6 ppm of oxyalkylene repeating units derived from pendant chain-forming compounds. By observing related signals, it was confirmed that pendant chains were introduced into the fluoro-based copolymer skeleton.

正極バインダー中の原子量比率(フッ素原子数/酸素原子数)は、XPS表面分析装置を用いて測定することができる。XPS表面分析装置としては、いかなる機種も使用することができるが、本実施例においてはVGサイエンティフィック社製のESCALAB-200Rを用いた。なお、(フッ素原子数/酸素原子数)は45であった。 The atomic weight ratio (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) in the positive electrode binder can be measured using an XPS surface analyzer. Although any model can be used as the XPS surface analyzer, in this example, ESCALAB-200R manufactured by VG Scientific was used. Note that (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) was 45.

[正極活物質層および正極の作製]
正極活物質として硫黄変性ポリアクリロニトリル(商品名SPAN(登録商標),ADEKA製)90質量%、正極導電助剤としてケッチェンブラック5質量%、および上記の正極バインダー5質量%をN-メチル-2-ピロリドンに分散させることで、塗工液を調整した。塗工液中の全固形分濃度は35質量%とした。次いで、塗工液を正極集電体であるアルミニウム箔上に450μmのギャップを有するドクターブレードで塗工し、100℃で2時間真空乾燥させることで、正極活物質層24を形成した。乾燥後の正極活物質層の厚さを接触式膜厚計で測定したところ、163μmであった。
[Preparation of positive electrode active material layer and positive electrode]
90% by mass of sulfur-modified polyacrylonitrile (trade name: SPAN (registered trademark), manufactured by ADEKA) as a positive electrode active material, 5% by mass of Ketjen black as a positive electrode conductive agent, and 5% by mass of the above positive electrode binder were combined with N-methyl-2. - The coating solution was prepared by dispersing it in pyrrolidone. The total solid content concentration in the coating liquid was 35% by mass. Next, the coating solution was applied onto an aluminum foil serving as a positive electrode current collector using a doctor blade having a gap of 450 μm, and vacuum-dried at 100° C. for 2 hours to form a positive electrode active material layer 24. The thickness of the positive electrode active material layer after drying was measured using a contact film thickness meter and was found to be 163 μm.

[膜質評価]
正極活物質層24の様子を目視で観察し、クラックや正極集電体からの剥離が無い場合は〇、若干のクラックは見られるが正極集電体からの剥離が無い場合は△、クラックや正極集電体からの剥離がある場合は×と評価した。結果を表3に示す。
[Membrane quality evaluation]
Visually observe the state of the positive electrode active material layer 24. If there are no cracks or peeling from the positive electrode current collector, it is ○, if some cracks are seen but no peeling from the positive electrode current collector, △, if there are no cracks or peeling from the positive electrode current collector. When there was peeling from the positive electrode current collector, it was evaluated as ×. The results are shown in Table 3.

[負極の作製]
厚さ10μmの銅箔上に厚さ20μmのリチウム箔を圧着し、これから、φ13サイズの負極30を作製した。
[Preparation of negative electrode]
A lithium foil with a thickness of 20 μm was pressure-bonded onto a copper foil with a thickness of 10 μm, and a negative electrode 30 with a size of φ13 was produced from this.

[電解液の調整]
ジメチルカーボネート、及びフッ素化エーテルとして1,1,2,2-テトラフルオロエチル2,2,3,3-テトラフルオロプロピルエーテルを80:20の体積比で混合した溶媒に、リチウム塩としてLiN(SOF)を4.2mol/Lの濃度となるように溶解することで、電解液を調整した。
[Adjustment of electrolyte]
LiN(SO An electrolytic solution was prepared by dissolving 2F ) 2 to a concentration of 4.2 mol/L.

[二次電池の作製]
厚さ13μmのポリプロピレンセパレータを準備し、φ15サイズのセパレータ10を作製した。正極20、セパレータ10、負極30の順に重ね、コインセルの外装体に載置した。さらに上記電解液を添加して封口し、二次電池100を作製した。
[Preparation of secondary battery]
A polypropylene separator with a thickness of 13 μm was prepared, and a separator 10 with a diameter of 15 mm was produced. The positive electrode 20, the separator 10, and the negative electrode 30 were stacked in this order and placed on the exterior body of a coin cell. Furthermore, the electrolytic solution described above was added and sealed to produce a secondary battery 100.

[正極容量面密度測定]
正極容量面密度の測定は、以下に示す手順により行った。25℃において、0.1Cに相当する定電流で、終止電圧1.0Vまで放電し、その後0.1Cに相当する定電流で3.0Vまで充電した。さらに、0.1Cに相当する定電流で、終止電圧1.0Vまで放電し、その時の放電容量(0.1Cでの放電容量)を正極面積で除することで正極容量面密度(mAh/cm)を算出した。結果を表3に示す。
[レート特性比測定]
レート特性比の測定は、以下に示す手順により行った。正極容量面密度の測定後、再度0.1Cに相当する定電流で3.0Vまで充電した。さらに、1.0Cに相当する定電流で、終止電圧1.0Vまで放電し、その時の放電容量を1.0Cでの放電容量とした。1.0Cでの放電容量を0.1Cでの放電容量で除することでレート特性比を算出した。値としては、1に近いほど好ましい。結果を表3に示す。
[Positive electrode capacitance areal density measurement]
The measurement of the positive electrode capacity areal density was performed according to the procedure shown below. At 25° C., the battery was discharged to a final voltage of 1.0 V at a constant current corresponding to 0.1 C, and then charged to 3.0 V at a constant current corresponding to 0.1 C. Furthermore, by discharging to a final voltage of 1.0V at a constant current equivalent to 0.1C, and dividing the discharge capacity at that time (discharge capacity at 0.1C) by the positive electrode area, the positive electrode capacity surface density (mAh/cm 2 ) was calculated. The results are shown in Table 3.
[Rate characteristic ratio measurement]
The rate characteristic ratio was measured by the procedure shown below. After measuring the positive electrode capacity areal density, the battery was charged again to 3.0V at a constant current corresponding to 0.1C. Further, the battery was discharged to a final voltage of 1.0V at a constant current corresponding to 1.0C, and the discharge capacity at that time was defined as the discharge capacity at 1.0C. The rate characteristic ratio was calculated by dividing the discharge capacity at 1.0C by the discharge capacity at 0.1C. As for the value, the closer it is to 1, the more preferable it is. The results are shown in Table 3.

(実施例2)
ペンダント鎖形成化合物をM-3と変更する以外は実施例1と同様に行った。
(Example 2)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-3.

(実施例3)
フルオロ系共重合体骨格の合成において、メタクリル酸をヒドロキシエチルアクリレートに変更し、ペンダント鎖形成化合物をM-6と変更する以外は実施例1と同様に行った。
(Example 3)
The synthesis of the fluoro-based copolymer skeleton was carried out in the same manner as in Example 1, except that methacrylic acid was changed to hydroxyethyl acrylate and the pendant chain-forming compound was changed to M-6.

(実施例4)
ペンダント鎖形成化合物をM-7と変更する以外は実施例3と同様に行った。
(Example 4)
The same procedure as in Example 3 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-7.

(実施例5)
ペンダント鎖形成化合物をM-4と変更する以外は実施例1と同様に行った。
(Example 5)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pendant chain-forming compound was changed to M-4.

(実施例6)
ペンダント鎖形成化合物をM-8と変更する以外は実施例3と同様に行った。
(Example 6)
The same procedure as in Example 3 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-8.

(実施例7)
ペンダント鎖形成化合物をM-10に変更し、フルオロ系共重合体骨格(F-1)とM-10とを反応させる際の触媒をトリヘキシルアミンに変更する以外は実施例1と同様に行った。
(Example 7)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pendant chain-forming compound was changed to M-10 and the catalyst for reacting the fluoro-based copolymer skeleton (F-1) and M-10 was changed to trihexylamine. Ta.

(実施例8)
ペンダント鎖形成化合物をM-11に変更する以外は実施例7と同様に行った。
(Example 8)
The same procedure as in Example 7 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-11.

(実施例9)
ペンダント鎖形成化合物をM-12に変更する以外は実施例7と同様に行った。
(Example 9)
The same procedure as in Example 7 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-12.

(実施例10)
ペンダント鎖形成化合物をM-13に変更する以外は実施例7と同様に行った。
(Example 10)
The same procedure as in Example 7 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-13.

(実施例11)
ペンダント鎖形成化合物をM-14に変更する以外は実施例1と同様に行った。
(Example 11)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-14.

(実施例12)
ペンダント鎖形成化合物をM-15に変更する以外は実施例1と同様に行った。
(Example 12)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-15.

(実施例13)
ペンダント鎖形成化合物をM-16に変更する以外は実施例7と同様に行った。
(Example 13)
The same procedure as in Example 7 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-16.

(実施例14)
ペンダント鎖形成化合物をM-17に変更する以外は実施例7と同様に行った。
(Example 14)
The same procedure as in Example 7 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-17.

(実施例15)
ペンダント鎖形成化合物をM-18に変更する以外は実施例7と同様に行った。
(Example 15)
The same procedure as in Example 7 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-18.

(実施例16)
正極活物質および正極の作製を以下に示す方法に変更する以外は、実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 16)
Example 1 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the production of the positive electrode active material and the positive electrode was changed to the method shown below. The results are shown in Table 3.

[正極活物質層および正極の作製]
正極活物質として以下のようにポリ(カーボンジサルファイド)を合成した。1.7gのナトリウム(パラフィン中50%)をヘキサンで洗った。このナトリウムを50mlのDMSO中に加え、ナトリウムが溶解するまで撹拌した。次にDMSO中に同モルの二硫化炭素を滴加し、窒素雰囲気中で48時間還流加熱した。ナトリウムジカーボンジサルファイド塩を水に溶解し、6NのHClで酸性にしたところ暗褐色の沈澱が生じた。反応混合物を室温で24時間撹拌した。次に溶液をその元の容量の1/4まで濃縮した。次に沈澱を分離し、水及びアセトンで洗浄し、得られた固体を24時間50℃で真空乾燥した。
[Preparation of positive electrode active material layer and positive electrode]
Poly(carbon disulfide) was synthesized as a positive electrode active material as follows. 1.7 g of sodium (50% in paraffin) was washed with hexane. The sodium was added to 50 ml of DMSO and stirred until the sodium was dissolved. Next, the same mole of carbon disulfide was added dropwise to DMSO, and the mixture was heated under reflux in a nitrogen atmosphere for 48 hours. The sodium dicarbon disulfide salt was dissolved in water and acidified with 6N HCl, resulting in a dark brown precipitate. The reaction mixture was stirred at room temperature for 24 hours. The solution was then concentrated to 1/4 of its original volume. The precipitate was then separated, washed with water and acetone, and the resulting solid was vacuum dried at 50° C. for 24 hours.

次に、上記の正極活物質を85質量%、正極導電助剤としてケッチェンブラック5質量%、および実施例1で用いた正極バインダー10質量%をN-メチル-2-ピロリドンに分散させることで、塗工液を調整した。塗工液中の全固形分濃度は35質量%とした。次いで、塗工液を正極集電体であるアルミニウム箔上に500μmのギャップを有するドクターブレードで塗工し、100℃で2時間真空乾燥させることで、正極活物質層24を形成した。これから、φ12サイズの正極20を作製した。 Next, by dispersing 85% by mass of the above positive electrode active material, 5% by mass of Ketjenblack as a positive electrode conductive agent, and 10% by mass of the positive electrode binder used in Example 1 in N-methyl-2-pyrrolidone. , the coating solution was prepared. The total solid content concentration in the coating liquid was 35% by mass. Next, the coating solution was applied onto an aluminum foil serving as a positive electrode current collector using a doctor blade having a gap of 500 μm, and vacuum-dried at 100° C. for 2 hours to form a positive electrode active material layer 24. From this, a positive electrode 20 having a diameter of 12 mm was produced.

(実施例17)
正極活物質を以下に示すテトラチオナフタレン重合体に変更する以外は、実施例16と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 17)
The same procedure as in Example 16 was conducted except that the positive electrode active material was changed to the tetrathionaphthalene polymer shown below. The results are shown in Table 3.

[正極活物質の合成]
正極活物質として以下のようにテトラチオナフタレン重合体を合成した。オクタクロロナフタレン15gと硫黄6gを200mlフラスコに入れ、窒素気流下で310℃まで昇温した。310℃で約20分間保持した後、放冷した。室温まで冷却した後、二硫化炭素での還流および洗浄を2度繰り返した。ろ過後、真空乾燥を行った。得られた固体を1.1gと硫黄0.27gと炭酸ナトリウム0.85gを粉砕混合し、耐熱ガラス管に入れた。この管内を、真空ポンプを用いて減圧し、そのまま、バーナーで封入して反応管とした。この封管にリボンヒーターを巻き付けて、320℃まで昇温し、12時間経過後、放冷した。封管内の黒褐色粉末を、蒸留水、アセトン、熱DMFで、ろ液が着色しなくなるまで、還流および洗浄を繰り返した。ろ過後、真空乾燥を行い、テトラチオナフタレン重合体を得た。
[Synthesis of positive electrode active material]
A tetrathionaphthalene polymer was synthesized as a positive electrode active material as follows. 15 g of octachloronaphthalene and 6 g of sulfur were placed in a 200 ml flask, and the temperature was raised to 310° C. under a nitrogen stream. After being held at 310°C for about 20 minutes, it was allowed to cool. After cooling to room temperature, refluxing and washing with carbon disulfide was repeated twice. After filtration, vacuum drying was performed. 1.1 g of the obtained solid, 0.27 g of sulfur, and 0.85 g of sodium carbonate were pulverized and mixed, and the mixture was placed in a heat-resistant glass tube. The pressure inside this tube was reduced using a vacuum pump, and the tube was then sealed with a burner to form a reaction tube. A ribbon heater was wrapped around this sealed tube to raise the temperature to 320° C., and after 12 hours, the tube was allowed to cool. The dark brown powder in the sealed tube was repeatedly refluxed and washed with distilled water, acetone, and hot DMF until the filtrate was no longer colored. After filtration, vacuum drying was performed to obtain a tetrathionaphthalene polymer.

(実施例18)
正極活物質を実施例1で用いた硫黄変性ポリアクリロニトリルに変更し、正極バインダーの比率を2質量%、正極活物質の比率を93質量%に変更する以外は、実施例16と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 18)
The same procedure as in Example 16 was carried out, except that the positive electrode active material was changed to the sulfur-modified polyacrylonitrile used in Example 1, the ratio of the positive electrode binder was changed to 2% by mass, and the ratio of the positive electrode active material was changed to 93% by mass. . The results are shown in Table 3.

(実施例19)
正極バインダーの比率を3質量%、正極活物質の比率を92質量%に変更する以外は、実施例18と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 19)
The same procedure as in Example 18 was performed except that the ratio of the positive electrode binder was changed to 3% by mass and the ratio of the positive electrode active material was changed to 92% by mass. The results are shown in Table 3.

(実施例20)
正極バインダーの比率を10質量%、正極活物質の比率を85質量%に変更する以外は、実施例18と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 20)
The same procedure as in Example 18 was carried out except that the ratio of the positive electrode binder was changed to 10% by mass and the ratio of the positive electrode active material was changed to 85% by mass. The results are shown in Table 3.

(実施例21)
正極バインダーの比率を15質量%、正極活物質の比率を80質量%に変更する以外は、実施例18と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 21)
The same procedure as in Example 18 was performed except that the ratio of the positive electrode binder was changed to 15% by mass and the ratio of the positive electrode active material was changed to 80% by mass. The results are shown in Table 3.

(実施例22)
正極バインダーの比率を18質量%、正極活物質の比率を77質量%に変更する以外は、実施例18と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 22)
The same procedure as in Example 18 was performed except that the ratio of the positive electrode binder was changed to 18% by mass and the ratio of the positive electrode active material was changed to 77% by mass. The results are shown in Table 3.

(実施例23)
塗工液を正極集電体であるアルミニウム箔上に塗工する際のドクターブレードのギャップを420μmに変更する以外は、実施例20と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 23)
The same procedure as in Example 20 was carried out except that the gap of the doctor blade when coating the coating solution on the aluminum foil serving as the positive electrode current collector was changed to 420 μm. The results are shown in Table 3.

(実施例24)
塗工液を正極集電体であるアルミニウム箔上に塗工する際のドクターブレードのギャップを450μmに変更する以外は、実施例23と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 24)
The same procedure as in Example 23 was carried out except that the gap of the doctor blade when coating the coating solution on the aluminum foil serving as the positive electrode current collector was changed to 450 μm. The results are shown in Table 3.

(実施例25)
塗工液を正極集電体であるアルミニウム箔上に塗工する際のドクターブレードのギャップを600μmに変更する以外は、実施例23と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 25)
The same procedure as in Example 23 was carried out except that the gap of the doctor blade when coating the coating liquid on the aluminum foil serving as the positive electrode current collector was changed to 600 μm. The results are shown in Table 3.

(実施例26)
塗工液を正極集電体であるアルミニウム箔上に塗工する際のドクターブレードのギャップを670μmに変更する以外は、実施例23と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 26)
The same procedure as in Example 23 was carried out except that the gap of the doctor blade when coating the coating liquid onto the aluminum foil serving as the positive electrode current collector was changed to 670 μm. The results are shown in Table 3.

(実施例27)
塗工液を正極集電体であるアルミニウム箔上に塗工する際のドクターブレードのギャップを700μmに変更する以外は、実施例23と同様に行った。結果を表3に示す。
(Example 27)
The same procedure as in Example 23 was carried out except that the gap of the doctor blade when coating the coating solution on the aluminum foil serving as the positive electrode current collector was changed to 700 μm. The results are shown in Table 3.

(比較例1)
ペンダント鎖形成化合物をM-1と変更する以外は実施例1と同様に行った。結果を表3に示す。
(Comparative example 1)
The same procedure as in Example 1 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-1. The results are shown in Table 3.

(比較例2)
ペンダント鎖形成化合物をM-5と変更する以外は実施例3と同様に行った。結果を表3に示す。
(Comparative example 2)
The same procedure as in Example 3 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-5. The results are shown in Table 3.

(比較例3)
ペンダント鎖形成化合物をM-9と変更する以外は実施例3と同様に行った。結果を表3に示す。
(Comparative example 3)
The same procedure as in Example 3 was carried out except that the pendant chain forming compound was changed to M-9. The results are shown in Table 3.

Figure 0007400580000003
Figure 0007400580000003

実施例1~27および比較例1~3の結果より、正極バインダーが、フルオロ系共重合体骨格と、前記骨格に結合されたペンダント鎖とを有し、(フッ素原子数/酸素原子数)を5~60とすることでクラックや正極集電体からの剥離のない良好な正極活物質層および正極容量面密度とレート特性比が得られることが分かる。 From the results of Examples 1 to 27 and Comparative Examples 1 to 3, the positive electrode binder has a fluoro-based copolymer skeleton and a pendant chain bonded to the skeleton, and has (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms). It can be seen that when the ratio is 5 to 60, a good positive electrode active material layer without cracking or peeling from the positive electrode current collector, and a good positive electrode capacity areal density and rate characteristic ratio can be obtained.

10…セパレータ、20…正極、22…正極集電体、24…正極活物質層、30…負極、31…保護膜、32…負極集電体、34…負極活物質層、40…積層体、50…外装体、60,62…リード、100…二次電池 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Separator, 20... Positive electrode, 22... Positive electrode current collector, 24... Positive electrode active material layer, 30... Negative electrode, 31... Protective film, 32... Negative electrode current collector, 34... Negative electrode active material layer, 40... Laminated body, 50... Exterior body, 60, 62... Lead, 100... Secondary battery

Claims (4)

正極活物質と、
正極導電助剤と、
正極バインダーと、を含み、
前記正極活物質は、炭素-硫黄結合を含む活物質を含み、
前記正極バインダーは、フルオロ系共重合体骨格と、前記骨格に結合されたペンダント鎖と、を含み、
前記ペンダント鎖は、オキシアルキレンを含み、
前記正極バインダー中の原子量比率(フッ素原子数/酸素原子数)が、5~60であり、
前記正極活物質層の厚さが151~300μmであり、
前記正極活物質層中の前記正極バインダー比率が、3~15質量%である、
正極活物質層。
a positive electrode active material;
a positive electrode conductive aid;
a positive electrode binder;
The positive electrode active material includes an active material containing a carbon-sulfur bond,
The positive electrode binder includes a fluoro-based copolymer skeleton and a pendant chain bonded to the skeleton,
the pendant chain includes an oxyalkylene,
The atomic weight ratio (number of fluorine atoms/number of oxygen atoms) in the positive electrode binder is 5 to 60,
The thickness of the positive electrode active material layer is 151 to 300 μm,
The positive electrode binder ratio in the positive electrode active material layer is 3 to 15% by mass,
Cathode active material layer.
前記正極活物質が硫黄変性ポリアクリロニトリルである、
請求項1に記載の正極活物質層。
the positive electrode active material is sulfur-modified polyacrylonitrile;
The positive electrode active material layer according to claim 1 .
請求項1又は2に記載の正極活物質層と、
正極集電体と、を含む正極。
A positive electrode active material layer according to claim 1 or 2 ,
A positive electrode including a positive electrode current collector.
請求項に記載の正極と、
負極と、
セパレータと、
電解液と、を含む二次電池。
A positive electrode according to claim 3 ;
a negative electrode;
separator and
A secondary battery containing an electrolyte.
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