Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7707531B2 - Nonaqueous liquid composition for preparing electrochemical element, method for producing electrode, method for producing electrochemical element and electrode - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7707531B2 - Nonaqueous liquid composition for preparing electrochemical element, method for producing electrode, method for producing electrochemical element and electrode - Google Patents

Nonaqueous liquid composition for preparing electrochemical element, method for producing electrode, method for producing electrochemical element and electrode

Info

Publication number
JP7707531B2
JP7707531B2 JP2020199658A JP2020199658A JP7707531B2 JP 7707531 B2 JP7707531 B2 JP 7707531B2 JP 2020199658 A JP2020199658 A JP 2020199658A JP 2020199658 A JP2020199658 A JP 2020199658A JP 7707531 B2 JP7707531 B2 JP 7707531B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid composition
producing
polymer
active material
electrode
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020199658A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021118172A (en
Inventor
俊也 匂坂
博道 栗山
聡 中島
ポラポン タンティターントーン
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to CN202110095431.0A priority Critical patent/CN113258065A/en
Priority to US17/158,202 priority patent/US11749805B2/en
Publication of JP2021118172A publication Critical patent/JP2021118172A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7707531B2 publication Critical patent/JP7707531B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • H01M4/622Binders being polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058Construction or manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M10/4235Safety or regulating additives or arrangements in electrodes, separators or electrolyte
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/0402Methods of deposition of the material
    • H01M4/0404Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04Processes of manufacture in general
    • H01M4/043Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435Rolling or calendering
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • 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
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • 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
    • H01M4/139Processes of manufacture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • H01M4/622Binders being polymers
    • H01M4/623Binders being polymers fluorinated polymers
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Description

本発明は、電気化学素子作製用液体組成物、電極の製造方法、電気化学素子の製造方法及び電極に関する。 The present invention relates to a liquid composition for producing an electrochemical element, a method for producing an electrode, a method for producing an electrochemical element, and an electrode.

リチウムイオン二次電池をはじめとする電気化学素子は、携帯機器、ハイブリット自動車、電気自動車等へ搭載され、需要が拡大している。また、各種ウェアラブル機器や医療用パッチに搭載する薄型電池に対するニーズが高まってきており、電気化学素子に対する要求が多様化している。 Demand for electrochemical elements, including lithium-ion secondary batteries, is expanding as they are installed in portable devices, hybrid cars, electric cars, and more. In addition, there is a growing need for thin batteries to be installed in various wearable devices and medical patches, and the requirements for electrochemical elements are becoming more diverse.

従来、電気化学素子を構成する電極の製造方法としては、ダイコーター、コンマコーター、リバースロールコーター等を用いて、液体組成物を塗布することにより、電極基体上に電極合材層を形成する方法が知られている。 Conventionally, a method for manufacturing electrodes constituting an electrochemical element is known in which a liquid composition is applied to an electrode substrate using a die coater, comma coater, reverse roll coater, or the like to form an electrode mixture layer on the electrode substrate.

液体組成物は、一般に、活物質、分散媒及びバインダーを含むが、バインダーが分散媒中に溶解しているため、25℃における粘度が数千~数万mPa・sである。 A liquid composition generally contains an active material, a dispersion medium, and a binder, and because the binder is dissolved in the dispersion medium, the viscosity at 25°C is several thousand to several tens of thousands of mPa·s.

一方、液体吐出法により吐出することが可能な液体組成物を用いて、電極基体上に電極合材層を形成する方法が知られている(例えば、特許文献1参照)。 On the other hand, a method is known in which an electrode mixture layer is formed on an electrode substrate using a liquid composition that can be discharged by a liquid discharge method (see, for example, Patent Document 1).

液体吐出法とは、液体吐出ヘッドの吐出孔から、液体組成物の微細な液滴を吐出する方法である。液体吐出ヘッドの液滴を吐出する方式としては、ピエゾ方式、サーマル方式、バルブ方式等が知られている。このうち、ピエゾ方式は、電圧を制御することで、液体組成物の吐出量を精度よく制御することができることに加え、加熱しないため、使用環境の影響が少なく、耐久性が高い。 The liquid ejection method is a method of ejecting fine droplets of a liquid composition from the ejection holes of a liquid ejection head. Methods for ejecting droplets from a liquid ejection head include the piezo method, thermal method, valve method, etc. Among these, the piezo method can precisely control the amount of liquid composition ejected by controlling the voltage, and since it does not require heating, it is less affected by the usage environment and has high durability.

液体吐出法により吐出することが可能な液体組成物は、貯蔵安定性及び吐出安定性の観点から、一般に、25℃における粘度が数~数百mPa・sであるため、従来の液体組成物の25℃における粘度よりも小さくする必要がある。特に、ピエゾ方式の液体吐出ヘッドを使用する場合に、吐出安定性を向上させるためには、液体組成物の粘度や表面張力を適切な値に調整する必要がある。 Liquid compositions that can be ejected by liquid ejection methods generally have a viscosity of several to several hundred mPa·s at 25°C from the viewpoints of storage stability and ejection stability, and therefore need to have a lower viscosity than conventional liquid compositions at 25°C. In particular, when using a piezo-type liquid ejection head, it is necessary to adjust the viscosity and surface tension of the liquid composition to appropriate values in order to improve ejection stability.

液体組成物の粘度を小さくするためには、バインダーの含有量を少なくすることが考えられる。 One way to reduce the viscosity of the liquid composition is to reduce the binder content.

しかしながら、バインダーは、活物質と電極基体、及び、活物質同士を結着させるために添加されているため、活物質に対して、一定量のバインダーを添加する必要がある。また、液体吐出法により吐出することが可能な液体組成物を得るうえで、環境負荷の低減及びプロセスの最適化等の観点から、分散媒等の材料の選択の自由度の向上も重要である。 However, since the binder is added to bind the active material to the electrode substrate and to each other, it is necessary to add a certain amount of binder to the active material. In addition, in obtaining a liquid composition that can be discharged by a liquid discharge method, it is also important to increase the freedom of selection of materials such as the dispersion medium from the viewpoints of reducing the environmental load and optimizing the process.

本発明の一態様は、貯蔵安定性及び吐出安定性に優れる電気化学素子作製用液体組成物を提供することを目的とする。 One aspect of the present invention aims to provide a liquid composition for producing electrochemical elements that has excellent storage stability and ejection stability.

本発明に係る電気化学素子作製用液体組成物の一態様は、活物質及び電解質の少なくとも一方、分散媒及び重合体を含み、
前記重合体は、一般式(I)
One embodiment of the liquid composition for producing an electrochemical element according to the present invention includes at least one of an active material and an electrolyte, a dispersion medium, and a polymer,
The polymer has the general formula (I)

(式中、Xは、酸素原子、又は水素原子若しくはアルキル基で置換された炭素原子であり、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のシクロアルキル基であり、m、nは、正の整数である。)
で表される基と、アミド結合及び/又はイミド結合とを含む構成単位を有する。
(In the formula, X is an oxygen atom, or a carbon atom substituted with a hydrogen atom or an alkyl group; R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group; and m and n are positive integers.)
and a structural unit containing an amide bond and/or an imide bond.

本発明の一態様によれば、貯蔵安定性及び吐出安定性に優れる電気化学素子作製用液体組成物を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, a liquid composition for producing electrochemical elements having excellent storage stability and ejection stability can be provided.

本実施形態の負極の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a negative electrode according to the present embodiment. 本実施形態の負極の製造方法の一例を示す模式図である。3A to 3C are schematic diagrams illustrating an example of a method for producing a negative electrode according to the present embodiment. 本実施形態の負極の製造方法の他の例を示す模式図である。5A to 5C are schematic diagrams illustrating another example of the method for producing a negative electrode according to the present embodiment. 図2、3の液体吐出装置の変形例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a modification of the liquid ejection device of FIGS. 本実施形態の正極の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of a positive electrode of the present embodiment. 本実施形態の電気化学素子を構成する電極素子の一例を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an example of an electrode element constituting the electrochemical device of the present embodiment. 本実施形態の電気化学素子の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an electrochemical element according to an embodiment of the present invention. 実施例3、4及び5と、比較例2の結果を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing the results of Examples 3, 4, and 5 and Comparative Example 2.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態を説明する。なお、同一の構成には、同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。 Below, a description will be given of an embodiment of the present invention with reference to the drawings. Note that identical components will be given the same reference numerals and descriptions may be omitted.

<電気化学素子作製用液体組成物>
本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物は、活物質及び電解質の少なくとも一方、分散媒及び重合体を含み、必要に応じて、導電助剤、分散剤等をさらに含んでいてもよい。本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物は、活物質、分散媒及び重合体を含むことが好ましい。
<Liquid composition for producing electrochemical device>
The liquid composition for producing an electrochemical device of the present embodiment contains at least one of an active material and an electrolyte, a dispersion medium, and a polymer, and may further contain a conductive assistant, a dispersant, etc., as necessary. The liquid composition for producing an electrochemical device of the present embodiment preferably contains an active material, a dispersion medium, and a polymer.

本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物の25℃における粘度は、200mPa・s以下であることが好ましく、50mPa・s以下であることがより好ましい。本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物の25℃における粘度が200mPa・s以下であると、電気化学素子作製用液体組成物の吐出安定性が向上する。 The viscosity of the liquid composition for producing electrochemical elements of this embodiment at 25°C is preferably 200 mPa·s or less, and more preferably 50 mPa·s or less. When the viscosity of the liquid composition for producing electrochemical elements of this embodiment at 25°C is 200 mPa·s or less, the ejection stability of the liquid composition for producing electrochemical elements is improved.

なお、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物の25℃における粘度の下限は、特に限定されないが、通常、10mPa・sである。 The lower limit of the viscosity of the liquid composition for producing electrochemical elements according to this embodiment at 25°C is not particularly limited, but is typically 10 mPa·s.

本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物は、活物質及び電解質の少なくとも一方と、重合体を含む組成物を分散媒中に溶解又は分散させることにより製造することができる。 The liquid composition for producing an electrochemical element according to this embodiment can be produced by dissolving or dispersing a composition containing at least one of an active material and an electrolyte, and a polymer in a dispersion medium.

ここで、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物は、電気化学素子の電極の製造に用いることができる。 Here, the liquid composition for producing an electrochemical element of this embodiment can be used to manufacture electrodes for an electrochemical element.

電気化学素子としては、蓄電することが可能であれば、特に限定されないが、二次電池、キャパシタ等が挙げられる。 Electrochemical elements are not particularly limited as long as they are capable of storing electricity, but examples include secondary batteries and capacitors.

[活物質]
活物質としては、電気化学素子に適用することが可能な正極活物質又は負極活物質を用いることができる。
[Active material]
As the active material, a positive electrode active material or a negative electrode active material that can be applied to an electrochemical element can be used.

正極活物質としては、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能であれば、特に制限はないが、アルカリ金属含有遷移金属化合物を用いることができる。 As the positive electrode active material, there are no particular limitations as long as it is capable of reversibly absorbing and releasing alkali metal ions, but an alkali metal-containing transition metal compound can be used.

アルカリ金属含有遷移金属化合物としては、例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄及びバナジウムからなる群より選択される一種以上の元素とリチウムとを含む複合酸化物等のリチウム含有遷移金属化合物が挙げられる。 Examples of alkali metal-containing transition metal compounds include lithium-containing transition metal compounds such as composite oxides containing lithium and one or more elements selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, chromium, iron, and vanadium.

リチウム含有遷移金属化合物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム等が挙げられる。 Examples of lithium-containing transition metal compounds include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, and lithium manganese oxide.

アルカリ金属含有遷移金属化合物としては、結晶構造中にXO四面体(X=P、S、As、Mo、W、Si等)を有するポリアニオン系化合物も用いることができる。これらの中でも、サイクル特性の点で、リン酸鉄リチウム、リン酸バナジウムリチウム等のリチウム含有遷移金属リン酸化合物が好ましく、リチウム拡散係数、電気化学素子の入出力特性の点で、リン酸バナジウムリチウムが特に好ましい。 As the alkali metal-containing transition metal compound, a polyanion-based compound having an XO4 tetrahedron (X=P, S, As, Mo, W, Si, etc.) in the crystal structure can also be used. Among these, lithium-containing transition metal phosphate compounds such as lithium iron phosphate and lithium vanadium phosphate are preferred in terms of cycle characteristics, and lithium vanadium phosphate is particularly preferred in terms of lithium diffusion coefficient and input/output characteristics of electrochemical elements.

なお、ポリアニオン系化合物は、電子伝導性の点で、炭素材料等の導電助剤により表面が被覆されて複合化されていることが好ましい。 In addition, from the viewpoint of electronic conductivity, it is preferable that the polyanion compound is composited by coating the surface with a conductive assistant such as a carbon material.

負極活物質としては、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能であれば、特に制限はないが、黒鉛型結晶構造を有するグラファイトを含む炭素材料を用いることができる。 There are no particular limitations on the negative electrode active material, so long as it is capable of reversibly absorbing and releasing alkali metal ions, but carbon materials containing graphite having a graphite-type crystal structure can be used.

炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素(ハードカーボン)、易黒鉛化性炭素(ソフトカーボン)等が挙げられる。 Examples of carbon materials include natural graphite, artificial graphite, non-graphitizable carbon (hard carbon), and easily graphitizable carbon (soft carbon).

炭素材料以外の負極活物質としては、例えば、チタン酸リチウム、酸化チタン等が挙げられる。 Examples of negative electrode active materials other than carbon materials include lithium titanate and titanium oxide.

また、電気化学素子のエネルギー密度の点から、負極活物質として、シリコン、スズ、シリコン合金、スズ合金、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化スズ等の高容量材料を用いることが好ましい。 In addition, from the viewpoint of the energy density of the electrochemical element, it is preferable to use a high-capacity material such as silicon, tin, a silicon alloy, a tin alloy, silicon oxide, silicon nitride, or tin oxide as the negative electrode active material.

なお、活物質がリチウムを含む場合、分散媒は、非水系分散媒であることが好ましい。この場合、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物中の水の含有量は、5質量%以下であることが好ましく、1質量%以下であることがより好ましい。本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物中の水の含有量が5質量%以下であると、活物質に含まれるリチウムが水と反応して、炭酸リチウム等の化合物を形成し、電気化学素子の放電容量が減少するのを抑制することができる。また、電気化学素子の充放電中に、炭酸リチウム等の化合物が分解して、ガスが発生するのを抑制することができる。 When the active material contains lithium, the dispersion medium is preferably a non-aqueous dispersion medium. In this case, the water content in the liquid composition for producing an electrochemical device of this embodiment is preferably 5% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less. When the water content in the liquid composition for producing an electrochemical device of this embodiment is 5% by mass or less, the lithium contained in the active material reacts with water to form a compound such as lithium carbonate, which can prevent a decrease in the discharge capacity of the electrochemical device. In addition, the compound such as lithium carbonate can be prevented from decomposing and generating gas during charging and discharging of the electrochemical device.

活物質のモード径は、3μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがさらに好ましい。活物質のモード径が3μm以下であると、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物の吐出安定性及び貯蔵安定性が向上する。 The mode diameter of the active material is preferably 3 μm or less, and more preferably 1 μm or less. When the mode diameter of the active material is 3 μm or less, the ejection stability and storage stability of the liquid composition for producing an electrochemical element of this embodiment are improved.

活物質の10%径(D10)は、0.1μm以上であることが好ましく、0.15μm以上であることがより好ましい。活物質のD10が0.1μm以上であると、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物の貯蔵安定性が向上する。 The 10% diameter (D 10 ) of the active material is preferably 0.1 μm or more, and more preferably 0.15 μm or more. When the D 10 of the active material is 0.1 μm or more, the storage stability of the liquid composition for producing an electrochemical device of this embodiment is improved.

本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物中の活物質の含有量は、10質量%以上であることが好ましく、15質量%以上であることがより好ましい。本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物中の活物質の含有量が10質量%以上であると、所定の目付量の電極合材層を形成するために必要な印刷回数が少なくなる。 The content of the active material in the liquid composition for producing an electrochemical element of this embodiment is preferably 10% by mass or more, and more preferably 15% by mass or more. When the content of the active material in the liquid composition for producing an electrochemical element of this embodiment is 10% by mass or more, the number of printing cycles required to form an electrode mixture layer with a specified basis weight is reduced.

[電解質]
電解質には、電解質水溶液又は非水電解質を用いることができる。電解質としては、後述する電気化学素子に用いられる電解質を用いることができる。電解質の詳細については後述する。
[Electrolyte]
The electrolyte may be an aqueous electrolyte solution or a non-aqueous electrolyte. The electrolyte may be an electrolyte used in an electrochemical element, which will be described later. The electrolyte will be described in detail later.

[分散媒]
分散媒としては、重合体を溶解させると共に、活物質を分散させることが可能であれば、特に制限はないが、エチレングリコール、プロピレングリコール、N-メチル-2-ピロリドン、シクロヘキサノン、酢酸エステル、メシチレン、2-n-ブトキシメタノール、2-ジメチルエタノール、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、乳酸エステル、テトラメチルウレア、アニソール、ジブチルエーテル、1,2-ジエトキシエタン等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。
[Dispersion medium]
The dispersion medium is not particularly limited as long as it is capable of dissolving the polymer and dispersing the active material, and examples of the dispersion medium include ethylene glycol, propylene glycol, N-methyl-2-pyrrolidone, cyclohexanone, acetate, mesitylene, 2-n-butoxymethanol, 2-dimethylethanol, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, lactate, tetramethylurea, anisole, dibutyl ether, 1,2-diethoxyethane, and the like, and two or more of them may be used in combination.

[重合体]
重合体は、下記一般式(I):
[Polymer]
The polymer has the following general formula (I):

(式中、Xは、酸素原子、又は水素原子若しくはアルキル基で置換された炭素原子であり、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のシクロアルキル基であり、m、nは、正の整数である。)
で表される基と、アミド結合及び/又はイミド結合とを含む構成単位を有する。
(In the formula, X is an oxygen atom, or a carbon atom substituted with a hydrogen atom or an alkyl group; R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently is a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group; and m and n are positive integers.)
and a structural unit containing an amide bond and/or an imide bond.

重合体は、下記一般式(II): The polymer has the following general formula (II):

(式中、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基又は置換若しくは無置換のシクロアルキル基であり、nは、正の整数である。)
で表される基と、アミド結合及び/又はイミド結合とを含む構成単位を有することが、重合体の溶解性及び活物質の分散性の向上を図る点から、好ましい。
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, and n is a positive integer.)
From the viewpoint of improving the solubility of the polymer and the dispersibility of the active material, it is preferable for the polymer to have a structural unit containing a group represented by the following formula:

、R、R及びRにおける置換若しくは無置換のアルキル基としては、溶解性の点から、炭素数1以上30以下のアルキル基が好ましく、炭素数1以上18以下のアルキル基がより好ましい。 The substituted or unsubstituted alkyl group for R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, from the viewpoint of solubility.

なお、アルキル基は、直鎖及び分岐鎖のいずれであってもよい。 The alkyl group may be either a straight chain or a branched chain.

炭素数1以上30以下のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、エチルヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、2-ブチルオクチル基、オクタデシル基等が挙げられる。 Examples of alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms include methyl, ethyl, propyl, butyl, isopropyl, isobutyl, pentyl, hexyl, heptyl, ethylhexyl, octyl, decyl, dodecyl, 2-butyloctyl, and octadecyl groups.

、R、R及びRにおける置換若しくは無置換のシクロアルキル基としては、原料の入手性の点から、炭素数3以上30以下のシクロアルキル基が好ましく、炭素数3以上18以下のシクロアルキル基がより好ましい。 The substituted or unsubstituted cycloalkyl group for R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is preferably a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, more preferably a cycloalkyl group having 3 to 18 carbon atoms, from the viewpoint of availability of raw materials.

なお、シクロアルキル基は、単環式及び多環式のいずれであってもよい。 The cycloalkyl group may be either monocyclic or polycyclic.

炭素数3以上30以下のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、アダマンチル基等が挙げられる。 Examples of cycloalkyl groups having 3 to 30 carbon atoms include cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, cyclohexyl, and adamantyl groups.

、R、R及びRにおける置換基としては、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、フェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基等が挙げられる。 Examples of the substituents in R 1 , R 2 , R 3 and R 4 include a halogen atom, a cyano group, a phenyl group, a hydroxyl group, a carboxyl group and the like.

これらの置換基は、同一の基が複数導入されていてもよいし、異なる基が複数導入されていてもよい。 These substituents may have multiple identical groups or multiple different groups.

上記以外の置換基としては、炭素数1~12のアルキル基、炭素数3~12のシクロアルキル基や炭素数1~12のアルコキシ基により置換されているフェニル基等が挙げられる。 Other examples of the substituents include alkyl groups having 1 to 12 carbon atoms, cycloalkyl groups having 3 to 12 carbon atoms, and phenyl groups substituted with alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms.

上記重合体は、ジアミンと、カルボン酸塩化物、カルボン酸無水物等のカルボン酸誘導体との反応や、ジイソシアネートと、カルボン酸又は酸無水物との反応により得られる。一例として、以下のような無水トリメリット酸クロライドとジアミンの反応があげられ、このような方法により、アミド結合及び/又はイミド結合とを含む構成単位を有する重合体を得ることができる。 The above polymers can be obtained by reacting diamines with carboxylic acid derivatives such as carboxylic acid chlorides and carboxylic acid anhydrides, or by reacting diisocyanates with carboxylic acids or acid anhydrides. One example is the reaction of trimellitic anhydride chloride with diamines as shown below, and this method can produce polymers having structural units containing amide bonds and/or imide bonds.

さらに、本実施形態においては、重合体には、一般式(I)で示される置換基が導入される。溶解性に優れ、かつ活物質や固体電解質等の結着性に優れたバインダーとして機能する。 Furthermore, in this embodiment, a substituent represented by general formula (I) is introduced into the polymer. The polymer has excellent solubility and functions as a binder with excellent binding properties for active materials, solid electrolytes, etc.

活物質に対する重合体の質量比は、1~10%であることが好ましく、1~5%であることがより好ましく、1~3%であることがさらに好ましい。活物質に対する重合体の質量比が1%以上であると、活物質同士、又は、活物質と電極基体との結着性が向上し、5%以下であると、電気化学素子の内部抵抗が低くなるため、電気化学素子の入出力特性が向上する。 The mass ratio of the polymer to the active material is preferably 1 to 10%, more preferably 1 to 5%, and even more preferably 1 to 3%. When the mass ratio of the polymer to the active material is 1% or more, the binding between the active materials or between the active material and the electrode substrate is improved, and when it is 5% or less, the internal resistance of the electrochemical element is lowered, improving the input/output characteristics of the electrochemical element.

[導電助剤]
導電助剤としては、例えば、導電性カーボンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、黒鉛粒子等の炭素材料を用いることができる。
[Conductive assistant]
As the conductive assistant, for example, a carbon material such as conductive carbon black, carbon nanofiber, carbon nanotube, graphene, graphite particles, etc. can be used.

導電性カーボンブラックは、ファーネス法、アセチレン法、ガス化法等により製造することができる。 Conductive carbon black can be produced by the furnace method, acetylene method, gasification method, etc.

炭素材料以外の導電助剤としては、アルミニウム等の金属粒子、金属繊維を用いることができる。 Other conductive additives that can be used include metal particles such as aluminum and metal fibers.

活物質に対する導電助剤の質量比は、10%以下であることが好ましく、8%以下であることがより好ましい。活物質に対する導電助剤の質量比が10%以下であると、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物の貯蔵安定性が向上する。 The mass ratio of the conductive assistant to the active material is preferably 10% or less, and more preferably 8% or less. When the mass ratio of the conductive assistant to the active material is 10% or less, the storage stability of the liquid composition for producing an electrochemical element of this embodiment is improved.

ここで、導電助剤は、前述したように、活物質と複合化されていてもよい。 Here, the conductive additive may be composited with the active material as described above.

[分散剤]
分散剤としては、分散媒中の活物質、導電助剤の分散性を向上させることが可能であれば、特に制限はないが、例えば、ポリカルボン酸系分散剤、ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合系分散剤、ポリエチレングリコール系分散剤、ポリカルボン酸部分アルキルエステル系分散剤、ポリエーテル系分散剤、ポリアルキレンポリアミン系分散剤等の高分子型分散剤、アルキルスルホン酸系分散剤、四級アンモニウム塩系分散剤、高級アルコールアルキレンオキシド系分散剤、多価アルコールエステル系分散剤、アルキルポリアミン系分散剤等の界面活性剤型分散剤、ポリリン酸塩系分散剤等の無機型分散剤等が挙げられ、二種以上を併用してもよい。
[Dispersant]
The dispersant is not particularly limited as long as it is capable of improving the dispersibility of the active material and conductive assistant in the dispersion medium. Examples of the dispersant include polymer-type dispersants such as polycarboxylic acid-based dispersants, naphthalenesulfonic acid-formaldehyde condensation-based dispersants, polyethylene glycol-based dispersants, polycarboxylic acid partial alkyl ester-based dispersants, polyether-based dispersants, and polyalkylene polyamine-based dispersants; surfactant-type dispersants such as alkylsulfonic acid-based dispersants, quaternary ammonium salt-based dispersants, higher alcohol alkylene oxide-based dispersants, polyhydric alcohol ester-based dispersants, and alkyl polyamine-based dispersants; and inorganic-type dispersants such as polyphosphate-based dispersants. Two or more of these may be used in combination.

<電極の製造方法>
本実施形態の電極の製造方法は、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物を、電極基体上に塗布する工程を含み、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物を、電極基体上に吐出する工程を含むことが好ましい。
<Electrode manufacturing method>
The method for producing an electrode of the present embodiment includes a step of applying the liquid composition for producing an electrochemical element of the present embodiment onto an electrode substrate, and preferably includes a step of ejecting the liquid composition for producing an electrochemical element of the present embodiment onto the electrode substrate.

電極基体(集電体)を構成する材料としては、導電性を有し、印加される電位に対して安定であれば、特に制限はない。 There are no particular limitations on the material that constitutes the electrode substrate (current collector), so long as it is conductive and stable with respect to the applied potential.

本実施形態の電極の製造方法は、液体組成物が吐出された電極基体を加圧する工程をさらに含むことが好ましい。これにより、電極合材層を構成する成分がはがれにくくなり、電気化学素子の信頼性が向上する。 The electrode manufacturing method of this embodiment preferably further includes a step of pressurizing the electrode substrate onto which the liquid composition has been ejected. This makes it difficult for the components that make up the electrode mixture layer to peel off, improving the reliability of the electrochemical element.

[負極]
図1に、本実施形態の負極の一例を示す。
[Negative electrode]
FIG. 1 shows an example of the negative electrode of this embodiment.

負極10は、負極基体11の片面に、負極活物質及び重合体を含む負極合材層12が形成されている。 The negative electrode 10 has a negative electrode composite layer 12 containing a negative electrode active material and a polymer formed on one side of the negative electrode substrate 11.

なお、負極合材層12は、負極基体11の両面に形成されていてもよい。 The negative electrode composite layer 12 may be formed on both sides of the negative electrode substrate 11.

負極10の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状等が挙げられる。 The shape of the negative electrode 10 is not particularly limited, and may be, for example, a flat plate shape.

負極基体11を構成する材料としては、例えば、ステンレススチール、ニッケル、アルミニウム、銅等が挙げられる。 Examples of materials that can be used to form the negative electrode substrate 11 include stainless steel, nickel, aluminum, copper, etc.

[負極の製造方法]
図2に、本実施形態の負極の製造方法の一例を示す。
[Method of manufacturing negative electrode]
FIG. 2 shows an example of a method for producing the negative electrode of this embodiment.

負極10の製造方法は、液体吐出装置300を用いて、負極基体11上に、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物である液体組成物12Aを吐出する工程を含む。 The method for manufacturing the negative electrode 10 includes a step of ejecting liquid composition 12A, which is the liquid composition for producing an electrochemical element according to this embodiment, onto the negative electrode substrate 11 using a liquid ejection device 300.

ここで、液体組成物12Aは、負極活物質、分散媒及び重合体を含む。 Here, the liquid composition 12A contains a negative electrode active material, a dispersion medium, and a polymer.

液体組成物12Aは、タンク307に貯蔵されており、タンク307からチューブ308を経由して液体吐出ヘッド306に供給される。 Liquid composition 12A is stored in tank 307 and is supplied from tank 307 to liquid ejection head 306 via tube 308.

また、液体吐出装置300は、液体組成物12Aが液体吐出ヘッド306から吐出されていない際に、乾燥を防ぐため、ノズルをキャップする機構が設けられていてもよい。 The liquid ejection device 300 may also be provided with a mechanism for capping the nozzle to prevent drying when the liquid composition 12A is not being ejected from the liquid ejection head 306.

負極10を製造する際には、加熱することが可能なステージ400上に、負極基体11を設置した後、負極基体11に液体組成物12Aの液滴を吐出した後に、加熱する。このとき、ステージ400が移動してもよく、液体吐出ヘッド306が移動してもよい。 When manufacturing the negative electrode 10, the negative electrode substrate 11 is placed on a heatable stage 400, droplets of the liquid composition 12A are ejected onto the negative electrode substrate 11, and then the negative electrode substrate 11 is heated. At this time, the stage 400 may move, or the liquid ejection head 306 may move.

また、負極基体11に吐出された液体組成物12Aを加熱する際には、ステージ400により加熱してもよいし、ステージ400以外の加熱機構により加熱してもよい。 When heating the liquid composition 12A dispensed onto the negative electrode substrate 11, it may be heated by the stage 400, or it may be heated by a heating mechanism other than the stage 400.

加熱機構としては、液体組成物12Aに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータ等が挙げられる。 There are no particular limitations on the heating mechanism as long as it does not come into direct contact with the liquid composition 12A, and examples include a resistance heater, an infrared heater, a fan heater, etc.

なお、加熱機構は、複数個設置されていてもよい。 Note that multiple heating mechanisms may be installed.

加熱温度は、分散媒を揮発させることが可能な温度であれば、特に制限はなく、消費電力の点から、70~150℃の範囲であることが好ましい。 There are no particular limitations on the heating temperature as long as it is possible to volatilize the dispersion medium, but from the viewpoint of power consumption, it is preferable that the heating temperature be in the range of 70 to 150°C.

また、負極基体11に吐出された液体組成物12Aを加熱する際に、紫外光を照射してもよい。 In addition, when heating the liquid composition 12A dispensed onto the negative electrode substrate 11, ultraviolet light may be irradiated.

図3に、本実施形態の負極の製造方法の他の例を示す。 Figure 3 shows another example of the method for manufacturing the negative electrode of this embodiment.

負極10の製造方法は、液体吐出装置300を用いて、負極基体11上に、液体組成物12Aを吐出する工程を含む。 The method for manufacturing the negative electrode 10 includes a step of ejecting the liquid composition 12A onto the negative electrode substrate 11 using a liquid ejection device 300.

まず、細長状の負極基体11を準備する。そして、負極基体11を筒状の芯に巻き付け、負極合材層12を形成する側が、図中、上側になるように、送り出しローラ304と巻き取りローラ305にセットする。ここで、送り出しローラ304と巻き取りローラ305は、反時計回りに回転し、負極基体11は、図中、右から左の方向に搬送される。そして、送り出しローラ304と巻き取りローラ305の間の負極基体11の上方に設置されている液体吐出ヘッド306から、搬送される負極基体11上に、液体組成物12Aの液滴を吐出する。液体組成物12Aの液滴は、負極基体11の少なくとも一部を覆うように吐出される。 First, prepare an elongated negative electrode substrate 11. Then, wind the negative electrode substrate 11 around a cylindrical core and set it on the feed roller 304 and the take-up roller 305 so that the side on which the negative electrode composite layer 12 is formed is the upper side in the figure. Here, the feed roller 304 and the take-up roller 305 rotate counterclockwise, and the negative electrode substrate 11 is transported from right to left in the figure. Then, from the liquid ejection head 306 installed above the negative electrode substrate 11 between the feed roller 304 and the take-up roller 305, droplets of the liquid composition 12A are ejected onto the transported negative electrode substrate 11. The droplets of the liquid composition 12A are ejected so as to cover at least a part of the negative electrode substrate 11.

なお、液体吐出ヘッド306は、負極基体11の搬送方向に対して、略平行な方向又は略垂直な方向に、複数個設置されてもよい。 In addition, multiple liquid ejection heads 306 may be installed in a direction approximately parallel to or approximately perpendicular to the transport direction of the negative electrode substrate 11.

次に、液体組成物12Aが吐出された負極基体11は、送り出しローラ304と巻き取りローラ305によって、加熱機構309に搬送される。その結果、負極基体11上の液体組成物12Aに含まれる分散媒が揮発して負極合材層12が形成され、負極10が得られる。その後、負極10は、打ち抜き加工等により、所望の大きさに切断される。 Next, the negative electrode substrate 11 onto which the liquid composition 12A has been discharged is transported to the heating mechanism 309 by the delivery roller 304 and the take-up roller 305. As a result, the dispersion medium contained in the liquid composition 12A on the negative electrode substrate 11 volatilizes to form the negative electrode composite layer 12, and the negative electrode 10 is obtained. The negative electrode 10 is then cut to the desired size by punching or the like.

加熱機構309としては、液体組成物12Aに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータ等が挙げられる。 There are no particular limitations on the heating mechanism 309, so long as it does not come into direct contact with the liquid composition 12A, and examples of the heating mechanism include a resistance heater, an infrared heater, a fan heater, etc.

なお、加熱機構309は、負極基体11の上下の何れか一方に設置されてもよいし、複数個設置されていてもよい。 The heating mechanism 309 may be installed either above or below the negative electrode substrate 11, or multiple heating mechanisms may be installed.

加熱温度は、分散媒を揮発させることが可能な温度であれば、特に制限はなく、消費電力の点から、70~150℃の範囲であることが好ましい。 There are no particular limitations on the heating temperature as long as it is possible to volatilize the dispersion medium, but from the viewpoint of power consumption, it is preferable that the heating temperature be in the range of 70 to 150°C.

また、負極基体11に吐出された液体組成物12Aを加熱する際に、紫外光を照射してもよい。 In addition, when heating the liquid composition 12A dispensed onto the negative electrode substrate 11, ultraviolet light may be irradiated.

図4に、液体吐出装置300の変形例を示す。 Figure 4 shows a modified example of the liquid ejection device 300.

液体吐出装置300'は、ポンプ310と、バルブ311、312を制御することにより、液体組成物12Aが液体吐出ヘッド306、タンク307、チューブ308を循環することが可能である。 The liquid ejection device 300' is capable of circulating the liquid composition 12A through the liquid ejection head 306, the tank 307, and the tube 308 by controlling the pump 310 and the valves 311 and 312.

また、液体吐出装置300'は、外部タンク313が設けられており、タンク307内の液体組成物12Aが減少した際に、ポンプ310と、バルブ311、312、314を制御することにより、外部タンク313からタンク307に液体組成物12Aを供給することも可能である。 The liquid ejection device 300' is also provided with an external tank 313, and when the liquid composition 12A in the tank 307 decreases, it is possible to supply the liquid composition 12A from the external tank 313 to the tank 307 by controlling the pump 310 and the valves 311, 312, and 314.

液体吐出装置300、300'を用いると、負極基体11の狙ったところに液体組成物12Aを吐出することができる。また、液体吐出装置300、300'を用いると、負極基体11と負極合材層12の上下に接する面同士を結着することができる。さらに、液体吐出装置300、300'を用いると、負極合材層12の厚さを均一にすることができる。 The liquid ejection device 300, 300' can be used to eject the liquid composition 12A at a targeted location on the negative electrode substrate 11. The liquid ejection device 300, 300' can also be used to bond the contacting surfaces of the negative electrode substrate 11 and the negative electrode composite layer 12 from above and below. Furthermore, the liquid ejection device 300, 300' can be used to make the thickness of the negative electrode composite layer 12 uniform.

[正極]
図5に、本実施形態の正極の一例を示す。
[Positive electrode]
FIG. 5 shows an example of the positive electrode of this embodiment.

正極20は、正極基体21の片面に、正極活物質及び重合体を含む正極合材層22が形成されている。 The positive electrode 20 has a positive electrode composite layer 22 containing a positive electrode active material and a polymer formed on one side of the positive electrode substrate 21.

なお、正極合材層22は、正極基体21の両面に形成されていてもよい。 The positive electrode composite layer 22 may be formed on both sides of the positive electrode substrate 21.

正極20の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状等が挙げられる。 The shape of the positive electrode 20 is not particularly limited, and may be, for example, flat.

正極基体21を構成する材料としては、例えば、ステンレススチール、アルミニウム、チタン、タンタル等が挙げられる。 Examples of materials that can be used to form the positive electrode substrate 21 include stainless steel, aluminum, titanium, and tantalum.

[正極の製造方法]
正極20の製造方法は、正極基体21上に、液体組成物を吐出する以外は、負極10の製造方法と同様である。
[Method of manufacturing positive electrode]
The method for producing the positive electrode 20 is the same as the method for producing the negative electrode 10 , except that the liquid composition is discharged onto the positive electrode substrate 21 .

ここで、液体組成物は、正極活物質、分散媒及び重合体を含み、電解質成分を含んでいてもよい。 Here, the liquid composition contains a positive electrode active material, a dispersion medium, and a polymer, and may also contain an electrolyte component.

<電気化学素子の製造方法>
本実施形態の電気化学素子の製造方法は、本実施形態の電極の製造方法を用いて電極を製造する工程を含む。
<Method of Manufacturing Electrochemical Device>
The method for producing an electrochemical device of this embodiment includes a step of producing an electrode using the method for producing an electrode of this embodiment.

[電極素子]
図6に、本実施形態の電気化学素子を構成する電極素子の一例を示す。
[Electrode element]
FIG. 6 shows an example of an electrode element constituting the electrochemical device of this embodiment.

電極素子40は、負極15と正極25が、セパレータ30を介して、積層されている。ここで、正極25は、負極15の両側に積層されている。また、負極基体11には、引き出し線41が接続されており、正極基体21には、引き出し線42が接続されている。 The electrode element 40 is formed by stacking a negative electrode 15 and a positive electrode 25 with a separator 30 in between. Here, the positive electrode 25 is stacked on both sides of the negative electrode 15. In addition, a lead wire 41 is connected to the negative electrode substrate 11, and a lead wire 42 is connected to the positive electrode substrate 21.

負極15は、負極基体11の両面に、負極合材層12が形成されていること以外は、負極10と同様である。 The negative electrode 15 is similar to the negative electrode 10, except that a negative electrode composite layer 12 is formed on both sides of the negative electrode substrate 11.

正極25は、正極基体21の両面に、正極合材層22が形成されていること以外は、正極20と同様である。 The positive electrode 25 is similar to the positive electrode 20, except that a positive electrode composite layer 22 is formed on both sides of the positive electrode substrate 21.

なお、電極素子40の負極15と正極25の積層数は、特に制限は無い。 There is no particular limit to the number of layers of the negative electrodes 15 and positive electrodes 25 of the electrode element 40.

また、電極素子40の負極15の個数と正極25の個数は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 In addition, the number of negative electrodes 15 and the number of positive electrodes 25 in the electrode element 40 may be the same or different.

(セパレータ)
セパレータ30は、負極15と正極25の短絡を防ぐために、負極15と正極25の間に設けられている。
(Separator)
The separator 30 is provided between the negative electrode 15 and the positive electrode 25 to prevent a short circuit between the negative electrode 15 and the positive electrode 25 .

セパレータ30としては、例えば、クラフト紙、ビニロン混抄紙、合成パルプ混抄紙等の紙、セロハン、ポリエチレングラフト膜、ポリプロピレンメルトブロー不織布等のポリオレフィン不織布、ポリアミド不織布、ガラス繊維不織布、マイクロポア膜等が挙げられる。 Examples of the separator 30 include paper such as kraft paper, vinylon-mixed paper, and synthetic pulp-mixed paper, cellophane, polyethylene graft membrane, polyolefin nonwoven fabric such as polypropylene melt-blown nonwoven fabric, polyamide nonwoven fabric, glass fiber nonwoven fabric, and micropore membrane.

セパレータ30の大きさは、電気化学素子に使用することが可能であれば、特に制限はない。 There are no particular limitations on the size of the separator 30, as long as it can be used in an electrochemical element.

セパレータ30は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。 The separator 30 may be a single-layer structure or a laminated structure.

なお、固体電解質を使用する場合は、セパレータ30を省略するこができる。 If a solid electrolyte is used, the separator 30 can be omitted.

<電気化学素子>
図7に、本実施形態の電気化学素子の一例として、二次電池を示す。
<Electrochemical element>
FIG. 7 shows a secondary battery as an example of the electrochemical device of this embodiment.

二次電池1は、電極素子40に、電解質水溶液又は非水電解質を注入することにより、電解質層51が形成されており、外装52により封止されている。二次電池1において、引き出し線41及び42は、外装52の外部に引き出されている。 In the secondary battery 1, an electrolyte layer 51 is formed by injecting an aqueous electrolyte solution or a non-aqueous electrolyte into the electrode element 40, and the secondary battery 1 is sealed with an exterior 52. In the secondary battery 1, the lead wires 41 and 42 are pulled out to the outside of the exterior 52.

二次電池1は、必要に応じて、その他の部材を有してもよい。 The secondary battery 1 may include other components as necessary.

二次電池1としては、特に制限はなく、例えば、リチウムイオン二次電池等が挙げられる。 There are no particular limitations on the secondary battery 1, and examples include a lithium ion secondary battery.

二次電池1の形状としては、特に制限はなく、例えば、ラミネートタイプ、シート電極及びセパレータをスパイラル状にしたシリンダタイプ、ペレット電極及びセパレータを組み合わせたインサイドアウト構造のシリンダタイプ、ペレット電極及びセパレータを積層したコインタイプ等が挙げられる。 The shape of the secondary battery 1 is not particularly limited, and examples include a laminate type, a cylinder type in which a sheet electrode and a separator are spirally wound, a cylinder type with an inside-out structure that combines a pellet electrode and a separator, and a coin type in which a pellet electrode and a separator are laminated.

[電解質]
電解質として、電解質水溶液又は非水電解質を用いることができる。
[Electrolyte]
As the electrolyte, an aqueous electrolyte solution or a non-aqueous electrolyte can be used.

(電解質水溶液)
電解質水溶液を構成する電解質塩としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、酒石酸亜鉛、過塩化亜鉛等が挙げられる。
(Aqueous electrolyte solution)
Examples of electrolyte salts constituting the aqueous electrolyte solution include sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, zinc chloride, zinc acetate, zinc bromide, zinc iodide, zinc tartrate, and zinc perchlorate.

(非水電解質)
非水電解質としては、非水電解液又は固体電解質を使用することができる。
(Non-aqueous electrolyte)
As the non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolytic solution or a solid electrolyte can be used.

((非水電解液))
非水電解液は、電解質塩が非水溶媒に溶解している電解液である。
((Nonaqueous electrolyte))
The non-aqueous electrolyte is an electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent.

-電解質塩-
電解質塩としては、イオン伝導度が高く、非水溶媒に溶解することが可能であれば、特に制限はない。
-Electrolyte salt-
There are no particular limitations on the electrolyte salt, so long as it has high ionic conductivity and is soluble in a non-aqueous solvent.

電解質塩は、ハロゲン原子を含むことが好ましい。 The electrolyte salt preferably contains a halogen atom.

電解質塩を構成するカチオンとしては、例えば、リチウムイオン等が挙げられる。 Examples of cations that make up the electrolyte salt include lithium ions.

電解質塩を構成するアニオンとしては、例えば、BF 、PF 、AsF 、CFSO 、(CFSO、(CSO等が挙げられる。 Examples of anions constituting the electrolyte salt include BF 4 , PF 6 , AsF 6 , CF 3 SO 3 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , and the like.

リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、ホウフッ化リチウム(LiBF)、六フッ化ヒ素リチウム(LiAsF)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCFSO)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiN(CFSO)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiN(CSO)等が挙げられる。これらの中でも、イオン伝導度の点から、LiPFが好ましく、安定性の点から、LiBFが好ましい。 The lithium salt is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium arsenic hexafluoride (LiAsF 6 ), lithium trifluoromethasulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (LiN(CF 3 SO 2 ) 2 ), lithium bis(pentafluoroethylsulfonyl)imide (LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 ), etc. Among these, LiPF 6 is preferred from the viewpoint of ionic conductivity, and LiBF 4 is preferred from the viewpoint of stability.

なお、電解質塩は、単独で使用してもよいし、二種以上を併用してもよい。 The electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more.

非水電解液中の電解質塩の濃度は、目的に応じて適宜選択することができるが、非水系蓄電素子がスイング型である場合、1mol/L~2mol/Lであることが好ましく、非水系蓄電素子がリザーブ型である場合、2mol/L~4mol/Lであることが好ましい。 The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte can be selected appropriately depending on the purpose, but if the non-aqueous storage element is a swing type, it is preferably 1 mol/L to 2 mol/L, and if the non-aqueous storage element is a reserve type, it is preferably 2 mol/L to 4 mol/L.

-非水溶媒-
非水溶媒としては、特に制限はなく、例えば、非プロトン性有機溶媒を用いることが好ましい。
--Non-aqueous solvent--
The non-aqueous solvent is not particularly limited, and it is preferable to use, for example, an aprotic organic solvent.

非プロトン性有機溶媒としては、鎖状カーボネート、環状カーボネート等のカーボネート系有機溶媒を用いることができる。これらの中でも、電解質塩の溶解力が高い点から、鎖状カーボネートが好ましい。 As the aprotic organic solvent, a carbonate-based organic solvent such as a chain carbonate or a cyclic carbonate can be used. Among these, a chain carbonate is preferred because of its high dissolving power for electrolyte salts.

また、非プロトン性有機溶媒は、粘度が低いことが好ましい。 In addition, it is preferable that the aprotic organic solvent has a low viscosity.

鎖状カーボネートとしては、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)、メチルエチルカーボネート(EMC)等が挙げられる。 Examples of chain carbonates include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), and methyl ethyl carbonate (EMC).

非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量は、50質量%以上であることが好ましい。非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量が50質量%以上であると、鎖状カーボネート以外の非水溶媒が誘電率が高い環状物質(例えば、環状カーボネート、環状エステル)であっても、環状物質の含有量が少なくなる。このため、2M以上の高濃度の非水電解液を作製しても、非水電解液の粘度が低くなり、非水電解液の電極へのしみ込みやイオン拡散が良好となる。 The content of the chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 50% by mass or more. When the content of the chain carbonate in the non-aqueous solvent is 50% by mass or more, the content of the cyclic substance is low even if the non-aqueous solvent other than the chain carbonate is a cyclic substance with a high dielectric constant (e.g., a cyclic carbonate or a cyclic ester). Therefore, even if a non-aqueous electrolyte solution with a high concentration of 2M or more is prepared, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is low, and the non-aqueous electrolyte solution penetrates the electrodes and the ions diffuse well.

環状カーボネートとしては、例えば、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)等が挙げられる。 Examples of cyclic carbonates include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), etc.

なお、カーボネート系有機溶媒以外の非水溶媒としては、例えば、環状エステル、鎖状エステル等のエステル系有機溶媒、環状エーテル、鎖状エーテル等のエーテル系有機溶媒等を用いることができる。 In addition, examples of non-aqueous solvents that can be used other than carbonate-based organic solvents include ester-based organic solvents such as cyclic esters and chain esters, and ether-based organic solvents such as cyclic ethers and chain ethers.

環状エステルとしては、例えば、γ-ブチロラクトン(γBL)、2-メチル-γ-ブチロラクトン、アセチル-γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等が挙げられる。 Examples of cyclic esters include γ-butyrolactone (γBL), 2-methyl-γ-butyrolactone, acetyl-γ-butyrolactone, and γ-valerolactone.

鎖状エステルとしては、例えば、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル(例えば、酢酸メチル(MA)、酢酸エチル)、ギ酸アルキルエステル(例えば、ギ酸メチル(MF)、ギ酸エチル)等が挙げられる。 Examples of chain esters include alkyl propionates, dialkyl malonates, alkyl acetates (e.g., methyl acetate (MA), ethyl acetate), and alkyl formates (e.g., methyl formate (MF), ethyl formate).

環状エーテルとしては、例えば、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドロフラン、ジアルコキシテトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、アルキル-1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキソラン等が挙げられる。 Examples of cyclic ethers include tetrahydrofuran, alkyltetrahydrofuran, alkoxytetrahydrofuran, dialkoxytetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, alkyl-1,3-dioxolane, and 1,4-dioxolane.

鎖状エーテルとしては、例えば、1,2-ジメトシキエタン(DME)、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル等が挙げられる。 Examples of chain ethers include 1,2-dimethoxyethane (DME), diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether, triethylene glycol dialkyl ether, and tetraethylene glycol dialkyl ether.

((固体電解質))
固体電解質は、高電圧に耐えうる性質を有し、電子絶縁性を有すると共にイオン電導性を示す。固体電解質層を構成する材料としては、電子絶縁性を有し、かつ、イオン電導性を示す固体物質であれば、特に制限はなく、適宜任意の材料を用いることができる。固体電解質層を構成する材料としては、硫化物系固体電解質又は酸化物系固体電解質が、高いイオン導電性を有する観点で好ましい。
((solid electrolyte))
The solid electrolyte has a property of being able to withstand high voltage, has electronic insulation and exhibits ionic conductivity. The material constituting the solid electrolyte layer is not particularly limited as long as it is a solid substance having electronic insulation and ionic conductivity, and any suitable material can be used. As the material constituting the solid electrolyte layer, a sulfide-based solid electrolyte or an oxide-based solid electrolyte is preferable from the viewpoint of having high ionic conductivity.

硫化物系固体電解質としては、例えば、Li10GeP212又はアルジロダイト型結晶構造を有するLi6PS5X(Xは、F、Cl、Br又はIである)等が挙げられる。 Examples of sulfide-based solid electrolytes include Li 10 GeP 2 S 12 and Li 6 PS 5 X (X is F, Cl, Br or I) having an argyrodite-type crystal structure.

酸化物系固体電解質としては、例えば、ガーネット型結晶構造を有するLLZ(Li7La3Zr212)又はNASICON型結晶構造を有するLATP(Li1+XAlXTi2X(PO43)(0.1≦X≦0.4)、ペロブスカイト型結晶構造を有するLLT(Li0.33La0.55TiO3)、アモルファス状のLIPON(Li2.9PO3.30.4)等が挙げられる。なお、これら固体電解質は、1種単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of oxide-based solid electrolytes include LLZ ( Li7La3Zr2O12 ) having a garnet-type crystal structure, LATP ( Li1 + xAlxTi20x ( PO4 ) 3 ) (0.1≦X≦0.4) having a NASICON-type crystal structure, LLT ( Li0.33La0.55TiO3 ) having a perovskite -type crystal structure, and amorphous LIPON ( Li2.9PO3.3N0.4 ) . These solid electrolytes may be used alone or in combination of two or more .

これらの固体電解質層を構成するために液体に溶解又は分散させる電解質材料としては、例えば、固体電解質の前駆体となるLi2S、P25、LiCl等、固体電解質の材料であるLi2S-P25系ガラス、Li7311ガラスセラミックス等が挙げられる。 Examples of electrolyte materials that are dissolved or dispersed in liquid to form these solid electrolyte layers include solid electrolyte precursors such as Li2S , P2S5 , and LiCl, and solid electrolyte materials such as Li2S - P2S5 - based glass and Li7P3S11 glass ceramics .

また、電解質としてゲル電解質層を形成するための材料を用いることもできる。 Also, materials for forming a gel electrolyte layer can be used as the electrolyte.

ゲル電解質としては、イオン電導性を示すものであれば、特に制限はなく、例えばゲル電解質の網目構造を構成するポリマーとしてはポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンのコポリマー、ポリエチレンカーボネート等が挙げられる。 There are no particular limitations on the gel electrolyte as long as it exhibits ionic conductivity. For example, polymers that make up the network structure of the gel electrolyte include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, copolymers of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride, and polyethylene carbonate.

ゲル電解質に保持される溶媒分子としては、イオン液体が挙げられる。イオン液体としては、メチル-1-プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-メチル-1-プロピルピペリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニルイミド)、N,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウムビス(フルオロスルホニル)イミドがある。 Examples of solvent molecules held in the gel electrolyte include ionic liquids. Examples of ionic liquids include methyl-1-propylpyrrolidinium bis(fluorosulfonylimide), 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(fluorosulfonylimide), 1-methyl-1-propylpiperidinium bis(fluorosulfonylimide), 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonylimide), 1-methyl-3-propylimidazolium bis(fluorosulfonylimide), and N,N-diethyl-N-methyl-N-(2-methoxyethyl)ammonium bis(fluorosulfonyl)imide.

また、イオン液体としては、テトラグライム、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等の液体とリチウム塩を混合したものでもよい。 The ionic liquid may be a mixture of a liquid such as tetraglyme, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, ethylene carbonate, or diethyl carbonate with a lithium salt.

リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)、ホウフッ化リチウム(LiBF4)、六フッ化ヒ素リチウム(LiAsF6)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCF3SO3)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiN(CF3SO22)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiN(C25SO22)等が挙げられる。 The lithium salt is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate ( LiPF6 ), lithium borofluoride ( LiBF4 ), lithium arsenic hexafluoride (LiAsF6), lithium trifluoromethansulfonate ( LiCF3SO3 ), lithium bis( trifluoromethylsulfonyl )imide (LiN( CF3SO2 ) 2 ) , lithium bis(pentafluoroethylsulfonyl)imide (LiN( C2F5SO2 ) 2 ) , and the like.

なお、これらの、ゲル体電解質に含まれるイオン液体及びリチウム塩は、1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 The ionic liquid and lithium salt contained in the gel electrolyte may be used alone or in combination of two or more.

これらのゲル電解質層を構成するために、液体に溶解又は分散させる電解質材料としては、上記のポリマー化合物とイオン液体又はリチウム塩が溶解された溶液を用いてもよい。また、液体に溶解又は分散させる電解質材料として、ゲル電解質の前駆体となる材料(例えば、両末端がアクリレート基であるポエチレンオキサイド又はポリプロピレンオキサイド等とイオン液体又はリチウム塩が溶解された溶液とを組合せたもの)を用いてもよい。 To form these gel electrolyte layers, the electrolyte material dissolved or dispersed in the liquid may be a solution in which the above-mentioned polymer compound and an ionic liquid or lithium salt are dissolved. In addition, the electrolyte material dissolved or dispersed in the liquid may be a material that serves as a precursor of the gel electrolyte (for example, a combination of polyethylene oxide or polypropylene oxide, both of which have acrylate groups at both ends, and a solution in which an ionic liquid or lithium salt is dissolved).

これら固体電解質及びゲル電解質を用いる場合には活物質と共に液体組成物としてもちいることができる。 When using these solid electrolytes and gel electrolytes, they can be used as liquid compositions together with the active material.

(電気化学素子の用途)
電気化学素子の用途としては、特に制限はなく、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドホンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラ等が挙げられる。
(Applications of electrochemical elements)
Applications of electrochemical elements are not particularly limited, and examples thereof include notebook computers, pen-input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile fax machines, mobile copiers, mobile printers, headphone stereos, video movie machines, liquid crystal televisions, handheld cleaners, portable CDs, mini discs, transceivers, electronic organizers, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power sources, motors, lighting equipment, toys, game devices, clocks, strobes, cameras, and the like.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、実施例に限定されるものではない。 The following describes examples of the present invention, but the present invention is not limited to these examples.

活物質の粒度分布、電気化学素子作製用液体組成物の粘度及び粒度分布を、以下の方法により、測定した。 The particle size distribution of the active material, and the viscosity and particle size distribution of the liquid composition for producing electrochemical devices were measured by the following methods.

<活物質の粒度分布>
活物質を水に分散させた後、レーザ回折式粒度分布測定装置マスターサイザー3000(マルバーン製)を用いて、温度25℃の条件で、活物質の粒度分布を計測した。
<Particle size distribution of active material>
After dispersing the active material in water, the particle size distribution of the active material was measured at a temperature of 25° C. using a laser diffraction particle size distribution measuring device Mastersizer 3000 (manufactured by Malvern Instruments).

<電気化学素子作製用液体組成物の粘度>
B型粘度計(コーンプレート型粘度計)にNo.CPA-40Zのロータを装着して、回転数100rpm、温度25℃の条件で、電気化学素子作製用液体組成物の粘度を測定した。
<Viscosity of liquid composition for producing electrochemical device>
The viscosity of the liquid composition for producing an electrochemical device was measured using a Brookfield viscometer (cone-plate viscometer) equipped with a No. CPA-40Z rotor at a rotation speed of 100 rpm and a temperature of 25°C.

<電気化学素子作製用液体組成物の粒度分布>
レーザ回折式粒度分布測定装置マスターサイザー3000(マルバーン製)を用いて、温度25℃の条件で、電気化学素子作製用液体組成物の粒度分布を計測した。
<Particle size distribution of liquid composition for producing electrochemical device>
The particle size distribution of the liquid composition for producing an electrochemical device was measured at a temperature of 25° C. using a laser diffraction particle size distribution measuring device Mastersizer 3000 (manufactured by Malvern Instruments).

<正極活物質の製造>
[正極活物質1の製造]
五酸化バナジウム、水酸化リチウム、リン酸、スクロース、水を混合して沈殿を生成させ、スプレードライヤーで噴霧乾燥させた後、ジェットミルで粉砕して、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の前駆体を得た。次に、窒素雰囲気下、900℃で、リン酸バナジウムリチウム粒子の前駆体を焼成し、炭素含有量3質量%のリン酸バナジウムリチウム粒子を得た。次に、D90が3μm未満になるように、リン酸バナジウムリチウム粒子をジェットミルで解砕して、正極活物質1を得た。正極活物質1は、モード径が0.7μmであった。
<Production of Positive Electrode Active Material>
[Production of Positive Electrode Active Material 1]
Vanadium pentoxide, lithium hydroxide, phosphoric acid, sucrose, and water were mixed to generate a precipitate, which was spray-dried using a spray dryer and then pulverized using a jet mill to obtain a precursor of lithium vanadium phosphate (Li3V2( PO4 ) 3 ) particles. Next, the precursor of the lithium vanadium phosphate particles was fired at 900°C under a nitrogen atmosphere to obtain lithium vanadium phosphate particles having a carbon content of 3% by mass. Next, the lithium vanadium phosphate particles were crushed using a jet mill so that the D90 was less than 3 μm, to obtain a positive electrode active material 1. The positive electrode active material 1 had a mode diameter of 0.7 μm.

[正極活物質2の製造]
90が3μm未満になるように、リン酸鉄リチウム(LiFePO)粒子(シグマアルドリッチ製)をジェットミルで解砕して、正極活物質2を得た。正極活物質2は、モード径が0.6μmであった。
[Production of positive electrode active material 2]
Lithium iron phosphate (LiFePO 4 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill so that the D 90 was less than 3 μm, to obtain positive electrode active material 2. Positive electrode active material 2 had a mode diameter of 0.6 μm.

[正極活物質3の製造]
90が3μm未満になるように、コバルト酸リチウム(LiCoO)粒子(シグマアルドリッチ製)をジェットミルで解砕して、正極活物質3を得た。正極活物質3は、モード径が0.9μmであった。
[Production of positive electrode active material 3]
Lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill so that the D 90 was less than 3 μm, to obtain positive electrode active material 3. Positive electrode active material 3 had a mode diameter of 0.9 μm.

[正極活物質4の製造]
90が3μm未満になるように、ニッケル酸リチウム(LiNi0.8Co0.15Al0.05)粒子(シグマアルドリッチ製)をジェットミルで解砕して、正極活物質4を得た。正極活物質4は、モード径が1.2μmであった。
[Production of Positive Electrode Active Material 4]
Lithium nickel oxide (LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill so that D 90 was less than 3 μm to obtain positive electrode active material 4. Positive electrode active material 4 had a mode diameter of 1.2 μm.

[正極活物質5の製造]
90が3μm未満になるように、Ni-Mn-Co系(LiNi1/3Mn1/3Co1/3)粒子(シグマアルドリッチ製)をジェットミルで解砕して、正極活物質5を得た。正極活物質5は、モード径が0.9μmであった。
[Production of Positive Electrode Active Material 5]
Ni-Mn-Co based (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill so that D 90 was less than 3 μm, to obtain positive electrode active material 5. Positive electrode active material 5 had a mode diameter of 0.9 μm.

[正極活物質6の製造]
90が3μm未満になるように、マンガン酸リチウム(LiMn)粒子(シグマアルドリッチ製)をジェットミルで解砕して、正極活物質6を得た。正極活物質6は、モード径が1.2μmであった。
[Production of Positive Electrode Active Material 6]
Lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill so that the D 90 was less than 3 μm, to obtain the positive electrode active material 6. The positive electrode active material 6 had a mode diameter of 1.2 μm.

<負極活物質の製造>
[負極活物質1の製造]
90が3μm未満になるように、人造黒鉛(エムティーカーボン製)をジェットミルで粉砕して、負極活物質1を得た。負極活物質1は、モード径が1.8μmであった。
<Production of negative electrode active material>
[Production of negative electrode active material 1]
Artificial graphite (manufactured by MT Carbon) was pulverized by a jet mill so that D90 was less than 3 μm, to obtain negative electrode active material 1. Negative electrode active material 1 had a mode diameter of 1.8 μm.

[負極活物質2の製造]
90が3μm未満になるように、チタン酸リチウム(LiTi12)粒子(シグマアルドリッチ製)をジェットミルで粉砕して、負極活物質2を得た。負極活物質2は、モード径が0.7μmであった。
[Production of negative electrode active material 2]
Lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill so that D 90 was less than 3 μm to obtain negative electrode active material 2. Negative electrode active material 2 had a mode diameter of 0.7 μm.

<重合体の製造>
[重合体1の合成]
下記スキームに従い、重合体1を合成した。
<Production of Polymer>
[Synthesis of Polymer 1]
Polymer 1 was synthesized according to the following scheme.

(化合物1の合成)
フラスコに、トリエチレングリコールモノメチルエーテル4.63g(28.2mmol)及びテトラヒドロフラン80mlを入れた後、系内を窒素置換した。次に、反応溶液を0℃まで冷却した後、3,5-ジニトロベンゾイルクロライド5.00g(21.7mmol)を加えた。次に、トリエチルアミン4.60ml(32.5mmol)をゆっくりと滴下した後、反応溶液を室温に戻して一晩撹拌した。次に、反応溶液をセライト濾過した後、濾液から溶媒を減圧留去した。次に、カラムクロマトグラフィーで残渣を精製し、化合物1を得た。
(Synthesis of Compound 1)
After 4.63 g (28.2 mmol) of triethylene glycol monomethyl ether and 80 ml of tetrahydrofuran were placed in a flask, the system was replaced with nitrogen. Next, the reaction solution was cooled to 0°C, and 5.00 g (21.7 mmol) of 3,5-dinitrobenzoyl chloride was added. Next, 4.60 ml (32.5 mmol) of triethylamine was slowly added dropwise, and the reaction solution was returned to room temperature and stirred overnight. Next, the reaction solution was filtered through Celite, and the solvent was distilled off from the filtrate under reduced pressure. Next, the residue was purified by column chromatography to obtain compound 1.

(化合物2の合成)
フラスコに、得られた化合物1、10%パラジウムカーボン0.7g及び酢酸エチル80mlを入れた後、水素の消費が無くなるまで水素雰囲気で撹拌した。次に、反応溶液をセライト濾過した後、カラムクロマトグラフィーで濾液を精製し、化合物2を得た(5.69g;収率88%)。
(Synthesis of Compound 2)
The obtained compound 1, 0.7 g of 10% palladium carbon, and 80 ml of ethyl acetate were placed in a flask, and then stirred in a hydrogen atmosphere until hydrogen consumption ceased. Next, the reaction solution was filtered through Celite, and the filtrate was purified by column chromatography to obtain compound 2 (5.69 g; yield 88%).

(重合体1の合成)
フラスコに、1.50g(5.03mmol)の化合物2、DMF30ml及びトリエチルアミン0.7mlを入れた後、系内を窒素置換した。次に、反応溶液に無水トリメリット酸クロリド1.06g(5.03mmol)を加えた後、10時間撹拌した。次に、反応溶液に水を加えた後、析出した固体を濾取した。得られた固体を真空乾燥させ、重合体1を得た(1.92g;収率81%)。
(Synthesis of Polymer 1)
Into a flask, 1.50g (5.03mmol) of compound 2, 30ml of DMF and 0.7ml of triethylamine were added, and then the system was replaced with nitrogen. Next, 1.06g (5.03mmol) of trimellitic anhydride chloride was added to the reaction solution, and then the mixture was stirred for 10 hours. Next, water was added to the reaction solution, and the precipitated solid was filtered out. The obtained solid was dried in vacuum to obtain polymer 1 (1.92g; yield 81%).

[重合体2の合成]
下記スキームに従い、重合体2を合成した。即ち、ガラスシャーレに、0.40gの重合体1をはかり取った後、大気下、180℃で2時間放置し、重合体2を得た(0.37g)。GPCによるポリスチレン換算分子量は、Mw:4904、Mn:2820であった。重合体2は、NMP、DMF、DMA、DMSO等の溶媒に可溶であった。
[Synthesis of Polymer 2]
Polymer 2 was synthesized according to the following scheme. That is, 0.40 g of polymer 1 was weighed into a glass petri dish and then left at 180° C. for 2 hours in the atmosphere to obtain polymer 2 (0.37 g). The polystyrene-equivalent molecular weight measured by GPC was Mw: 4904 and Mn: 2820. Polymer 2 was soluble in solvents such as NMP, DMF, DMA, and DMSO.

[重合体3の合成]
下記スキームに従い、重合体3を合成した。即ち、フラスコに、0.50gの重合体1、DMF5ml及びメタノール5mlを加えた。次に、反応溶液にトリメチルシリルジアゾメタンの0.6Mヘキサン溶液を加えた後、室温で2時間撹拌した。次に、反応溶液から溶媒を減圧留去した。次に、残渣を酢酸エチルで洗浄した後、真空乾燥させ、重合体3を得た。
[Synthesis of Polymer 3]
Polymer 3 was synthesized according to the following scheme. That is, 0.50 g of polymer 1, 5 ml of DMF, and 5 ml of methanol were added to a flask. Next, a 0.6 M hexane solution of trimethylsilyldiazomethane was added to the reaction solution, and the mixture was stirred at room temperature for 2 hours. Next, the solvent was distilled off from the reaction solution under reduced pressure. Next, the residue was washed with ethyl acetate and then dried in vacuum to obtain polymer 3.

[重合体4の合成]
下記スキームに従い、重合体4を合成した。即ち、トリエチレングリコールモノメチルエーテルの代わりに、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルを用いた以外は重合体1と同様にして、重合体4を合成した。
[Synthesis of Polymer 4]
Polymer 4 was synthesized according to the following scheme: That is, Polymer 4 was synthesized in the same manner as Polymer 1, except that tripropylene glycol monomethyl ether was used instead of triethylene glycol monomethyl ether.

[重合体5の合成]
下記スキームに従い、重合体5を合成した。即ち、重合体1の代わりに、重合体4を用いた以外は、重合体2と同様にして、重合体5を合成した。GPCによるポリスチレン換算分子量は、Mw:8960、Mn:4360であった。重合体5は、NMP、DMF、DMA、DMSO、THF、乳酸エチル、アセトン、シクロヘキサノン等の溶媒に可溶であった。
[Synthesis of Polymer 5]
Polymer 5 was synthesized according to the following scheme. That is, polymer 5 was synthesized in the same manner as polymer 2, except that polymer 4 was used instead of polymer 1. The polystyrene-equivalent molecular weights measured by GPC were Mw: 8960 and Mn: 4360. Polymer 5 was soluble in solvents such as NMP, DMF, DMA, DMSO, THF, ethyl lactate, acetone, and cyclohexanone.

[重合体6の合成]
下記スキームに従い、重合体6を合成した。即ち、フラスコに、0.33g(1.10mmol)の化合物2、1.13g(3.30mmol)の化合物4、DMF30mlを入れた後、系内を窒素置換した。次に、反応溶液に無水トリメリット酸クロリド0.93g(4.40mmol)を加えた。次に、トリエチルアミン0.61mlを滴下した後、室温で10時間撹拌した。次に、反応溶液に水を加えた後、析出した固体を濾取した。次に、得られた固体を真空乾燥し、重合体6を得た(2.10g;収率~100%)。
[Synthesis of Polymer 6]
Polymer 6 was synthesized according to the following scheme. That is, 0.33 g (1.10 mmol) of compound 2, 1.13 g (3.30 mmol) of compound 4, and 30 ml of DMF were placed in a flask, and then the system was replaced with nitrogen. Next, 0.93 g (4.40 mmol) of trimellitic anhydride chloride was added to the reaction solution. Next, 0.61 ml of triethylamine was added dropwise, and the mixture was stirred at room temperature for 10 hours. Next, water was added to the reaction solution, and the precipitated solid was filtered. Next, the obtained solid was vacuum dried to obtain polymer 6 (2.10 g; yield: 100%).

[重合体7の合成]
下記スキームに従い、重合体7を合成した。即ち、重合体1の代わりに、重合体6を用いた以外は、重合体2と同様にして、重合体7を合成した。GPCによるポリスチレン換算分子量は、Mw:5780、Mn:2860であった。重合体7は、NMP、DMF、DMA、DMSO、THF、乳酸エチル、アセトン、シクロヘキサノン等の溶媒に可溶であった。
[Synthesis of Polymer 7]
Polymer 7 was synthesized according to the following scheme. That is, polymer 7 was synthesized in the same manner as polymer 2, except that polymer 6 was used instead of polymer 1. The polystyrene-equivalent molecular weights measured by GPC were Mw: 5780 and Mn: 2860. Polymer 7 was soluble in solvents such as NMP, DMF, DMA, DMSO, THF, ethyl lactate, acetone, and cyclohexanone.

[重合体8の合成]
下記スキームに従い、重合体8を合成した。即ち、トリエチレングリコールモノメチルエーテルの代わりに、3,7-ジメチルオクタノールを用いた以外は重合体1と同様の方法にて、重合体8を合成した。
[Synthesis of Polymer 8]
Polymer 8 was synthesized according to the following scheme: That is, Polymer 8 was synthesized in the same manner as Polymer 1, except that 3,7-dimethyloctanol was used instead of triethylene glycol monomethyl ether.

[重合体9の合成]
下記スキームに従い、重合体9を合成した。即ち、重合体1の代わりに、重合体8を用いた以外は、重合体2と同様にして、重合体9を合成した。GPCによるポリスチレン換算分子量は、Mw:3687、Mn:1820であった。重合体9は、NMP、DMF、DMA、DMSO、THF、1,2-ジエトキシエタン、クロロホルム、アニソール等の溶媒に可溶であった。
[Synthesis of Polymer 9]
Polymer 9 was synthesized according to the following scheme. That is, polymer 9 was synthesized in the same manner as polymer 2, except that polymer 8 was used instead of polymer 1. The polystyrene-equivalent molecular weights measured by GPC were Mw: 3687 and Mn: 1820. Polymer 9 was soluble in solvents such as NMP, DMF, DMA, DMSO, THF, 1,2-diethoxyethane, chloroform, and anisole.

[重合体10の合成]
下記スキームに従い、重合体10を合成した。即ち、トリエチレングリコールモノメチルエーテルの代わりに、2-エチルヘキサノールを用いた以外は重合体1と同様にして、重合体8を合成した。
[Synthesis of Polymer 10]
Polymer 10 was synthesized according to the following scheme: That is, polymer 8 was synthesized in the same manner as polymer 1, except that 2-ethylhexanol was used instead of triethylene glycol monomethyl ether.

[重合体11の合成]
下記スキームに従い、重合体11を合成した。即ち、重合体1の代わりに、重合体10を用いた以外は、重合体2と同様にして、重合体11を合成した。GPCによるポリスチレン換算分子量は、Mw:3820、Mn:2100であった。重合体11は、NMP、DMF、DMA、DMSO、1,2-ジエトキシエタン、THF、クロロホルム、アニソール等の溶媒に可溶であった。
[Synthesis of Polymer 11]
Polymer 11 was synthesized according to the following scheme. That is, polymer 11 was synthesized in the same manner as polymer 2, except that polymer 10 was used instead of polymer 1. The polystyrene-equivalent molecular weights measured by GPC were Mw: 3820 and Mn: 2100. Polymer 11 was soluble in solvents such as NMP, DMF, DMA, DMSO, 1,2-diethoxyethane, THF, chloroform, and anisole.

[重合体12の合成]
下記スキームに従い、重合体12を合成した。即ち、化合物2、化合物4の代わりに、化合物6、化合物7を用いた以外は、重合体6と同様の方法により、重合体12を合成した。
[Synthesis of Polymer 12]
Polymer 12 was synthesized according to the following scheme: That is, polymer 12 was synthesized in the same manner as polymer 6, except that compound 6 and compound 7 were used instead of compound 2 and compound 4.

[重合体13の合成]
下記スキームに従い、重合体13を合成した。重合体12を260℃で熱処理した以外は重合体2の合成と同様に処理し、重合体13を合成した。重合体13は、NMP、DMF、DMA、DMSO等の溶媒に可溶であった。
[Synthesis of Polymer 13]
Polymer 13 was synthesized according to the following scheme. Polymer 13 was synthesized in the same manner as in the synthesis of Polymer 2, except that Polymer 12 was heat-treated at 260° C. Polymer 13 was soluble in solvents such as NMP, DMF, DMA, and DMSO.

[重合体14の合成]
下記スキームに従い、重合体14を合成した。即ち、化合物2、化合物4の代わりに、化合物6、化合物8を用いた以外は、重合体6と同様の方法により、重合体14を合成した。
[Synthesis of Polymer 14]
Polymer 14 was synthesized according to the following scheme: That is, polymer 14 was synthesized in the same manner as polymer 6, except that compound 6 and compound 8 were used instead of compound 2 and compound 4.

[重合体15の合成]
下記スキームに従い、重合体15を合成した。即ち、重合体1の代わりに、重合体14を用いた以外は、重合体2と同様の方法により、重合体15を合成した。重合体13は、NMP、DMF、DMA、DMSO等の溶媒に可溶であった。
[Synthesis of Polymer 15]
Polymer 15 was synthesized according to the following scheme. That is, polymer 15 was synthesized in the same manner as polymer 2, except that polymer 14 was used instead of polymer 1. Polymer 13 was soluble in solvents such as NMP, DMF, DMA, and DMSO.

<実施例1>
正極活物質1(93.1質量%)、ポリエチレングリコール系分散剤(0.9質量%)、カーボンブラック(3質量%)、重合体5(3質量%)からなる固形分に対して、固形分の濃度が35.8質量%になるように乳酸エチルを加え、正極形成用液体組成物を作製した。正極形成用液体組成物は、粘度が15mPa・sであり、モード径が0.7μmであり、D90が3.1μmであった。
Example 1
A liquid composition for forming a positive electrode was prepared by adding ethyl lactate to a solid content of 35.8% by mass, which was composed of a positive electrode active material 1 (93.1% by mass), a polyethylene glycol-based dispersant (0.9% by mass), carbon black (3% by mass), and polymer 5 (3% by mass). The liquid composition for forming a positive electrode had a viscosity of 15 mPa·s, a mode diameter of 0.7 μm, and a D 90 of 3.1 μm.

正極形成用液体組成物を作製してから24時間後に、正極形成用液体組成物の粒度分布を再計測したところ、粒度分布に変化は見られず、正極形成用液体組成物は、貯蔵安定性が良好であった。 When the particle size distribution of the positive electrode-forming liquid composition was measured again 24 hours after preparation, no change was observed in the particle size distribution, and the positive electrode-forming liquid composition had good storage stability.

液体吐出装置EV2500(リコー製)を用いて、正極形成用液体組成物を、正極基体としての、アルミ箔に吐出し、正極を形成した。このとき、正極形成用液体組成物を連続的に吐出することが可能であり、正極形成用液体組成物は、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。即ち、正極形成用液体組成物は、印刷効率が良好であった。 Using a liquid ejection device EV2500 (manufactured by Ricoh), the liquid composition for forming a positive electrode was ejected onto aluminum foil as a positive electrode substrate to form a positive electrode. At this time, the liquid composition for forming a positive electrode could be ejected continuously, and the liquid composition for forming a positive electrode had good ejection stability and no ejection failure occurred. In other words, the liquid composition for forming a positive electrode had good printing efficiency.

<実施例2>
重合体5の代わりに、重合体7を用いた以外は、実施例1と同様にして、正極形成用液体組成物を作製した。正極形成用液体組成物は、粘度が13mPa・sであり、モード径が0.7μmであり、D90が2.9μmであった。
Example 2
A positive electrode forming liquid composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that Polymer 7 was used instead of Polymer 5. The positive electrode forming liquid composition had a viscosity of 13 mPa·s, a mode diameter of 0.7 μm, and a D 90 of 2.9 μm.

正極形成用液体組成物を作製してから24時間後に、正極形成用液体組成物の粒度分布を再計測したところ、粒度分布に変化は見られず、正極形成用液体組成物は、貯蔵安定性が良好であった。 When the particle size distribution of the positive electrode-forming liquid composition was measured again 24 hours after preparation, no change was observed in the particle size distribution, and the positive electrode-forming liquid composition had good storage stability.

液体吐出装置EV2500(リコー製)を用いて、正極形成用液体組成物を、正極基体としての、アルミ箔に吐出した。このとき、正極形成用液体組成物を連続的に吐出することが可能であり、正極形成用液体組成物は、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。即ち、正極形成用液体組成物は、印刷効率が良好であった。 Using a liquid ejection device EV2500 (manufactured by Ricoh), the liquid composition for forming a positive electrode was ejected onto aluminum foil as a positive electrode substrate. At this time, the liquid composition for forming a positive electrode could be ejected continuously, and the liquid composition for forming a positive electrode had good ejection stability and no ejection failure occurred. In other words, the liquid composition for forming a positive electrode had good printing efficiency.

<比較例1>
実施例1と同様の方法により、電池用バインダーとして広く使用されているポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いて正極形成用液体組成物の作製を試みたが、PVDFが溶解せず、作製することができなかった。
<Comparative Example 1>
An attempt was made to prepare a liquid composition for forming a positive electrode using polyvinylidene fluoride (PVDF), which is widely used as a binder for batteries, in a manner similar to that of Example 1, but the PVDF did not dissolve and preparation was not possible.

<実施例3>
[結着性の評価]
正極活物質1(93質量%)、重合体2(3質量%)からなる固形分に対して、固形分の濃度が50質量%になるようにN-メチルピロリドンを加え、電気化学素子作製用液体組成物を作製した。この分散液をドクターブレードにてギャップ100μmでアルミ箔上に塗工した後、120℃で10分間乾燥した。得られた膜を粘着・皮膜剥離解析装置VPA-3(協和界面科学社製)を用いて、電極合材層の剥離強度を測定した(ピール強度試験法)。具体的には、電極を、幅1.8cm×長さ10cmに切断した試験片の電極合材層の側の表面にセロハンテープを貼り付けた後、剥離速度30mm/分、剥離角度90°の条件で、試験片の一端からセロハンテープを50mm引き剥がし、そのときの応力を測定した。結果を図8に示す。
Example 3
[Evaluation of binding ability]
To the solid content consisting of the positive electrode active material 1 (93% by mass) and the polymer 2 (3% by mass), N-methylpyrrolidone was added so that the concentration of the solid content was 50% by mass, and a liquid composition for preparing an electrochemical element was prepared. This dispersion was applied to an aluminum foil with a gap of 100 μm using a doctor blade, and then dried at 120 ° C. for 10 minutes. The peel strength of the electrode mixture layer was measured using an adhesive/film peeling analyzer VPA-3 (manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) for the obtained film (peel strength test method). Specifically, the electrode was cut into a width of 1.8 cm x length of 10 cm, and cellophane tape was attached to the surface of the electrode mixture layer side of the test piece, and the cellophane tape was peeled off 50 mm from one end of the test piece under the conditions of a peel speed of 30 mm / min and a peel angle of 90 °, and the stress at that time was measured. The results are shown in Figure 8.

<実施例4及び5>
実施例3と同様の方法により、重合体5及び重合体7を用いて結着性の評価を実施した。結果を図8に示す。
<Examples 4 and 5>
The binding ability was evaluated using polymer 5 and polymer 7 in the same manner as in Example 3. The results are shown in FIG.

<比較例2>
実施例3と同様の方法により、電池用バインダーとして広く使用されているポリフッ化ビニリデン(PVDF)を用いて結着性の評価を実施した。結果を図8に示す。
<Comparative Example 2>
The binding property was evaluated using polyvinylidene fluoride (PVDF), which is widely used as a binder for batteries, in the same manner as in Example 3. The results are shown in FIG.

図8の結果から、実施例3、4及び5に用いた重合体の剥離強度は、PVDFよりも優れることが分かる。即ち、本実施形態の電気化学素子作製用液体組成物を用いて電気化学素子を作成した場合、剥離強度に優れ、安全性の高い電気化学素子を提供することができる。 The results in Figure 8 show that the peel strength of the polymers used in Examples 3, 4, and 5 is superior to that of PVDF. In other words, when an electrochemical element is produced using the liquid composition for producing an electrochemical element of this embodiment, an electrochemical element with excellent peel strength and high safety can be provided.

1 二次電池
10、15 負極
11 負極基体
12 負極合材層
12A 液体組成物
20、25 正極
21 正極基体
22 正極合材層
30 セパレータ
40 電極素子
41、42 引き出し線
51 電解質層
52 外装
300、300' 液体吐出装置
306 液体吐出ヘッド
REFERENCE SIGNS LIST 1 secondary battery 10, 15 negative electrode 11 negative electrode substrate 12 negative electrode mixture layer 12A liquid composition 20, 25 positive electrode 21 positive electrode substrate 22 positive electrode mixture layer 30 separator 40 electrode element 41, 42 lead wire 51 electrolyte layer 52 exterior 300, 300' liquid ejection device 306 liquid ejection head

特開2010-97946号公報JP 2010-97946 A

Claims (13)

活物質及び電解質の少なくとも一方、分散媒及び重合体を含み、
前記重合体は、一般式(I)
(式中、Xは、酸素原子であり、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換の炭素数1以上18以下のアルキル基であり、mは1、nは3である。)
で表される基を側鎖に有するポリアミドイミド樹脂であり、
前記ポリアミドイミド樹脂は、前記一般式(I)で表される基が有する酸素原子を介したエステル結合により前記一般式(I)で表される基と結合していることを特徴とする、
電気化学素子作製用非水系液体組成物。
The battery includes at least one of an active material and an electrolyte, a dispersion medium, and a polymer,
The polymer has the general formula (I)
(In the formula, X is an oxygen atom ; R 1 , R 2 , R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms ; m is 1 and n is 3. )
and a polyamide-imide resin having a group represented by the following formula (1) on a side chain:
The polyamide-imide resin is characterized in that the group represented by the general formula (I) is bonded to the group represented by the general formula (I) by an ester bond via an oxygen atom of the group represented by the general formula (I).
A non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical device.
前記活物質をむ、請求項1に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物。 The nonaqueous liquid composition for producing an electrochemical device according to claim 1 , comprising the active material . 前記重合体は、前記分散媒に溶解している、請求項1又は2に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物。 The non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical element according to claim 1 or 2, wherein the polymer is dissolved in the dispersion medium. 前記活物質の含有量が10質量%以上である、請求項1~3の何れか一項に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物。 The non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical element according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of the active material is 10% by mass or more. 前記活物質は、リチウム含有遷移金属化合物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物及び炭素材料からなる群より選択される一種以上である、請求項1~4の何れか一項に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物。 The non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical element according to any one of claims 1 to 4, wherein the active material is at least one selected from the group consisting of a lithium-containing transition metal compound, a lithium-containing transition metal phosphate compound, and a carbon material. 導電助剤をさらに含み、
前記活物質は、前記リチウム含有遷移金属リン酸化合物を含み、
前記リチウム含有遷移金属リン酸化合物は、前記導電助剤と複合化されており、
前記導電助剤は、炭素材料である、請求項5に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物。
Further comprising a conductive assistant,
the active material includes the lithium-containing transition metal phosphate compound,
The lithium-containing transition metal phosphate compound is composited with the conductive assistant,
The nonaqueous liquid composition for producing an electrochemical device according to claim 5 , wherein the conductive assistant is a carbon material.
25℃における粘度が、200mPa・s以下である、請求項1~6の何れか一項に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物。 The non-aqueous liquid composition for producing electrochemical elements according to any one of claims 1 to 6, having a viscosity of 200 mPa·s or less at 25°C. 前記活物質は、リチウムを含み、
前記分散媒は、非水系分散媒である、請求項1~7の何れか一項に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物。
The active material includes lithium,
8. The non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical device according to claim 1, wherein the dispersion medium is a non-aqueous dispersion medium.
請求項1~8の何れか一項に記載の電気化学素子作製用非水系液体組成物を、電極基体上に塗布する工程を含む、電極の製造方法。 A method for manufacturing an electrode, comprising a step of applying the non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical element according to any one of claims 1 to 8 onto an electrode substrate. 前記電気化学素子作製用非水系液体組成物を、電極基体上に吐出する、請求項9に記載の電極の製造方法。 The method for producing an electrode according to claim 9, wherein the non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical element is discharged onto an electrode substrate. 前記電気化学素子作製用非水系液体組成物が吐出された電極基体を加圧する工程をさらに含む、請求項10に記載の電極の製造方法。 The method for producing an electrode according to claim 10, further comprising a step of pressurizing the electrode substrate onto which the non-aqueous liquid composition for producing an electrochemical element has been discharged. 請求項9~11の何れか一項に記載の電極の製造方法を用いて電極を製造する工程を含む、電気化学素子の製造方法。 A method for manufacturing an electrochemical element, comprising a step of manufacturing an electrode using the method for manufacturing an electrode according to any one of claims 9 to 11. 請求項9~11の何れか一項に記載の電極の製造方法により製造されている、電極。 An electrode manufactured by the electrode manufacturing method described in any one of claims 9 to 11.
JP2020199658A 2020-01-28 2020-12-01 Nonaqueous liquid composition for preparing electrochemical element, method for producing electrode, method for producing electrochemical element and electrode Active JP7707531B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110095431.0A CN113258065A (en) 2020-01-28 2021-01-25 Liquid composition for forming electrochemical device, method for manufacturing electrode, method for manufacturing electrochemical device, and electrode
US17/158,202 US11749805B2 (en) 2020-01-28 2021-01-26 Liquid composition for forming electrochemical device, method of manufacturing electrodes, method of manufacturing electrochemical device and electrodes

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020011865 2020-01-28
JP2020011865 2020-01-28

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021118172A JP2021118172A (en) 2021-08-10
JP7707531B2 true JP7707531B2 (en) 2025-07-15

Family

ID=77175132

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020199658A Active JP7707531B2 (en) 2020-01-28 2020-12-01 Nonaqueous liquid composition for preparing electrochemical element, method for producing electrode, method for producing electrochemical element and electrode

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP7707531B2 (en)
CN (1) CN113258065A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7673408B2 (en) * 2021-01-08 2025-05-09 株式会社リコー Dispersant for lithium ion batteries containing non-aqueous electrolyte, liquid composition, electrode, and electrochemical device, as well as method for producing electrode and method for producing electrochemical device
JP2023089551A (en) * 2021-12-16 2023-06-28 株式会社リコー LIQUID COMPOSITION, CONTAINER, AND PRODUCTION APPARATUS AND PRODUCTION METHOD OF SOLID ELECTROLYTE LAYER OR ELECTRODE MATERIAL LAYER
CN116093319A (en) * 2022-07-01 2023-05-09 深圳市皓飞实业有限公司 Dispersing auxiliary for lithium battery anode slurry and application thereof
EP4362128A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-01 Ricoh Company, Ltd. Liquid composition, method for producing liquid composition, electrode, electrode production apparatus, and method for producing electrode

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009063902A1 (en) 2007-11-12 2009-05-22 Hitachi Maxell, Ltd. Electrode for nonaqueous secondary battery, nonaqueous secondary battery using the same, and method for producing electrode
JP2015088480A (en) 2013-09-25 2015-05-07 富士フイルム株式会社 Solid electrolyte composition, binder for all-solid secondary battery, battery electrode sheet and all-solid-state secondary battery using the same
JP2016181448A (en) 2015-03-24 2016-10-13 富士フイルム株式会社 Sulfide-based solid electrolyte composition, electrode sheet for battery and manufacturing method therefor, all solid secondary battery and manufacturing method therefor
WO2017030154A1 (en) 2015-08-18 2017-02-23 富士フイルム株式会社 Solid electrolyte composition, electrode sheet for all-solid-state secondary batteries, all-solid-state secondary battery, method for producing electrode sheet for all-solid-state secondary batteries, and method for manufacturing all-solid-state secondary battery
WO2018020827A1 (en) 2016-07-26 2018-02-01 富士フイルム株式会社 Solid electrolyte composition, solid-electrolyte-containing sheet and all-solid-state secondary battery, production method for solid-electrolyte-containing sheet and all-solid-state secondary battery, segmented polymer, and non-aqueous-solvent dispersion of polymer and segmented polymer
JP2018060605A (en) 2016-09-30 2018-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 Lithium ion secondary battery

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6581568B2 (en) * 2014-04-21 2019-09-25 富士フイルム和光純薬株式会社 Binder for lithium batteries
KR102617728B1 (en) * 2016-09-30 2023-12-27 삼성전자주식회사 Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009063902A1 (en) 2007-11-12 2009-05-22 Hitachi Maxell, Ltd. Electrode for nonaqueous secondary battery, nonaqueous secondary battery using the same, and method for producing electrode
JP2015088480A (en) 2013-09-25 2015-05-07 富士フイルム株式会社 Solid electrolyte composition, binder for all-solid secondary battery, battery electrode sheet and all-solid-state secondary battery using the same
JP2016181448A (en) 2015-03-24 2016-10-13 富士フイルム株式会社 Sulfide-based solid electrolyte composition, electrode sheet for battery and manufacturing method therefor, all solid secondary battery and manufacturing method therefor
WO2017030154A1 (en) 2015-08-18 2017-02-23 富士フイルム株式会社 Solid electrolyte composition, electrode sheet for all-solid-state secondary batteries, all-solid-state secondary battery, method for producing electrode sheet for all-solid-state secondary batteries, and method for manufacturing all-solid-state secondary battery
WO2018020827A1 (en) 2016-07-26 2018-02-01 富士フイルム株式会社 Solid electrolyte composition, solid-electrolyte-containing sheet and all-solid-state secondary battery, production method for solid-electrolyte-containing sheet and all-solid-state secondary battery, segmented polymer, and non-aqueous-solvent dispersion of polymer and segmented polymer
JP2018060605A (en) 2016-09-30 2018-04-12 日立オートモティブシステムズ株式会社 Lithium ion secondary battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021118172A (en) 2021-08-10
CN113258065A (en) 2021-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7707531B2 (en) Nonaqueous liquid composition for preparing electrochemical element, method for producing electrode, method for producing electrochemical element and electrode
CN111819709A (en) Composite material for electrode formation, electrode manufacturing method, and non-aqueous storage element manufacturing method
CN111433962A (en) Electrolyte for non-aqueous electrolyte battery and non-aqueous electrolyte battery using the same
WO2016063813A1 (en) Electrode for secondary cell, and secondary cell in which same is used
WO2023015489A1 (en) Electrochemical device and electronic device
KR101723993B1 (en) Negative electrode for rechargeable lithium battery, method for preparing the same, and rechargeable lithium battery including the same
WO2015147279A1 (en) All-solid secondary cell, solid electrolyte composition and cell electrode sheet used for same, and method for manufacturing cell electrode sheet and all-solid secondary cell
CN109845000B (en) Negative electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
WO2016035713A1 (en) All-solid-state secondary cell, solid-state electrolyte composition, cell electrode sheet in which solid-state electrolyte composition is used, method for manufacturing cell electrode sheet, and method for manufacturing all-solid-state secondary cell
WO2011004483A1 (en) Polymer gel electrolyte and polymer secondary battery using same
JP2022058021A (en) Binder for secondary battery, aqueous solution or aqueous dispersion of binder for secondary battery, composition for electrode, electrode sheet and secondary battery, and method for manufacturing these electrode sheet and secondary battery.
JP7597825B2 (en) Binder composition for secondary battery, composition for electrode, electrode sheet and secondary battery, and method for manufacturing the electrode sheet and secondary battery
JP2023106633A (en) Binder composition for non-aqueous secondary battery, electrode composition, electrode sheet, non-aqueous secondary battery, and method for producing these electrode sheet and non-aqueous secondary battery
JP5435644B2 (en) Polymer electrolyte and secondary battery using the same
WO2013137331A1 (en) Electrolyte solution for nonaqueous secondary cell and secondary cell
JP7621716B2 (en) Additive for non-aqueous electrolyte, non-aqueous electrolyte containing the same, and lithium secondary battery
KR20210157763A (en) Anode for lithium secondary battery and Lithium secondary battery comprising the same
KR20150006730A (en) Binder composition for rechargeable lithium battery, and negative electrode and rechargeable lithium battery including the same
WO2019111958A1 (en) Liquid electrolyte for non-aqueous electrolyte cell, and non-aqueous electrolyte cell in which said liquid electrolyte for non-aqueous electrolyte cell is used
US11749805B2 (en) Liquid composition for forming electrochemical device, method of manufacturing electrodes, method of manufacturing electrochemical device and electrodes
JP2023106632A (en) Binder composition for nonaqueous electrolyte secondary battery, composition for electrode, electrode sheet and nonaqueous electrolyte secondary battery, and methods for manufacturing electrode sheet and secondary battery
WO2019176965A1 (en) Composite for forming electrode, method of manufacturing electrode, and method of manufacturing nonaqueous electric storage element
US9034520B2 (en) Positive active material for lithium secondary battery
JP7767759B2 (en) Dispersant, liquid composition, electrode, electrochemical device, method for manufacturing electrode, and method for manufacturing electrochemical device
JP7673408B2 (en) Dispersant for lithium ion batteries containing non-aqueous electrolyte, liquid composition, electrode, and electrochemical device, as well as method for producing electrode and method for producing electrochemical device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20231011

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240821

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240827

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20241025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20250121

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20250319

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20250603

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20250616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7707531

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150