[go: up one dir, main page]

JP2009016265A - Electrode for lithium battery, manufacturing method of electrode for lithium battery, lithium battery, and manufacturing method for lithium battery - Google Patents

Electrode for lithium battery, manufacturing method of electrode for lithium battery, lithium battery, and manufacturing method for lithium battery Download PDF

Info

Publication number
JP2009016265A
JP2009016265A JP2007178840A JP2007178840A JP2009016265A JP 2009016265 A JP2009016265 A JP 2009016265A JP 2007178840 A JP2007178840 A JP 2007178840A JP 2007178840 A JP2007178840 A JP 2007178840A JP 2009016265 A JP2009016265 A JP 2009016265A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
lithium
carbon
active material
lithium battery
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.)
Pending
Application number
JP2007178840A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Chiaki Sotowa
千明 外輪
Masataka Takeuchi
正隆 武内
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.)
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
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 Showa Denko KK filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP2007178840A priority Critical patent/JP2009016265A/en
Publication of JP2009016265A publication Critical patent/JP2009016265A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrode (a positive electrode or a negative electrode) for a lithium battery and its manufacturing method capable of making a lithium battery having excellent battery performance such as high current load characteristics, and a lithium secondary battery and its manufacturing method using the same electrode and having the same battery performance. <P>SOLUTION: In the electrode for a lithium battery including an electrode active material A capable of occluding and releasing lithium ion, a carbon-based conductive auxiliary material B, and a binder C, an average particle size of the electrode active material A is 10 micrometers or less, a content of the carbon conductive auxiliary material B is 0.5 to 20% by mass, the carbon-based conductive auxiliary material B includes carbon fiber of an average fiber diameter of 5 to 200 nanometers and an average fiber length of 1 to 20 micrometers, and the carbon fiber exists in a non-condensed state to a range of 10 micrometers or more in length. The manufacturing method of an electrode for a lithium battery uses the electrode for a lithium battery, and further, the electrode for a lithium battery and its manufacturing method has the electrode for a lithium battery. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウム系電池用電極及びその製造方法に関する。また、本発明は、前記リチウム系電池用電極を具備するリチウム系電池及びその製造方法に関する。   The present invention relates to an electrode for a lithium battery and a method for producing the same. The present invention also relates to a lithium battery including the lithium battery electrode and a method for manufacturing the lithium battery.

リチウム系二次電池は、リチウムイオンが、正極及び負極から挿入(intercalation)/脱離(deintercalation)される際の酸化・還元反応によって電気エネルギーを生成する。リチウム系二次電池は、リチウムイオンの可逆的な挿入/脱離可能な物質を正極と負極の活物質として使用し、前記正極と負極との間に有機電解液、または、ポリマー電解質を充填させてなるものである。   Lithium secondary batteries generate electrical energy through oxidation / reduction reactions when lithium ions are inserted / deintercalated from a positive electrode and a negative electrode. Lithium secondary batteries use a material capable of reversible insertion / desorption of lithium ions as an active material for a positive electrode and a negative electrode, and an organic electrolyte or a polymer electrolyte is filled between the positive electrode and the negative electrode. It will be.

リチウム系二次電池は、従来の二次電池と比較してエネルギー密度が高いこと、軽量であることなどから、携帯電話、モバイル電子機器の電源として、広く使用されるようになっている。リチウム系二次電池が上市された当初は、電池容量の不足、充放電サイクル特性の不足、大電流負荷特性の不足など問題があった。その後、各電池構成材料の改良により、かなりの電池特性の改良が進み、最近のモバイル電子機器の高性能化を支えている。昨今では、大電流負荷特性が特に求められる電動工具、電動自転車などへのリチウム系二次電池の適応が進んできている。さらには、自動車搭載用のリチウム系二次電池の検討も盛んに行われている。   Lithium secondary batteries are widely used as power sources for mobile phones and mobile electronic devices because of their high energy density and light weight compared to conventional secondary batteries. When lithium secondary batteries were first introduced, there were problems such as insufficient battery capacity, insufficient charge / discharge cycle characteristics, and insufficient large current load characteristics. Since then, the improvement of each battery constituent material has led to a considerable improvement in battery characteristics, which has supported the recent high performance of mobile electronic devices. In recent years, the application of lithium secondary batteries to electric tools, electric bicycles, and the like that particularly require high current load characteristics has been advanced. In addition, lithium secondary batteries for use in automobiles have been actively studied.

大電流負荷特性を向上させるには、電極活物質、電解液、電池の構造設計からのアプローチが考えられ、さまざまな検討がなされている。リチウム系二次電池の反応に寄与するのは、電極活物質を主体とする電極であることから、電極構成材料の検討も盛んに行われている。その代表的で効果の高い手法は、活物質を小粒径化することである。   In order to improve the large current load characteristics, approaches from the structural design of electrode active materials, electrolytes, and batteries are considered, and various studies have been made. Since it is an electrode mainly composed of an electrode active material that contributes to the reaction of the lithium secondary battery, studies on electrode constituent materials have been actively conducted. A typical and highly effective method is to reduce the particle size of the active material.

例えば、非特許文献1では、正極活物質であるLiCoO2のナノサイズ化の検討が報告されている。しかし、非特許文献1では、一般的に粒子径が小さくなればなるほど粒子間の相互作用が大きくなり、電極活物質、炭素系導電助材、バインダー、溶媒などからなるスラリー(電極形成材料)を調製する際に粒子同士が凝集しやすく、均一なスラリーとなり難くなるという問題が生じる。 For example, Non-Patent Document 1 reports a study on nano-size of LiCoO 2 that is a positive electrode active material. However, in Non-Patent Document 1, generally, the smaller the particle size, the larger the interaction between particles, and a slurry (electrode forming material) composed of an electrode active material, a carbon-based conductive additive, a binder, a solvent, etc. During the preparation, there is a problem that the particles are easily aggregated and are difficult to form a uniform slurry.

大電流を流した際に問題となるのは電極内の抵抗、つまり導電性であることから、導電助材についての検討、導電助材の分散方法の検討も行われてきた。主な導電助材としては、アセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラック、黒鉛微粉、気相法炭素繊維、カーボンナノチューブなどの炭素系導電助材が挙げられる。このような炭素系導電助材の中で、アセチレンブラックを代表とするカーボンブラック系材料及び黒鉛微粉は、粒子状であることと、電極活物質表面に絡み付きやすい特性を持っていることから分散が比較的容易であり、古くから用いられてきた。   Since it is the resistance in the electrode, that is, the conductivity, that becomes a problem when a large current is passed, studies have been conducted on conductive aids and methods for dispersing conductive aids. Examples of the main conductive additive include carbon-based conductive additives such as acetylene black, furnace black, ketjen black, graphite fine powder, vapor grown carbon fiber, and carbon nanotube. Among such carbon-based conductive aids, carbon black-based materials such as acetylene black and graphite fine powder are dispersed because they are particulate and have the property of being easily entangled with the surface of the electrode active material. It is relatively easy and has been used for a long time.

一方、気相法炭素繊維やカーボンナノチューブは、繊維軸に沿って黒鉛結晶が発達していること、一本の繊維で10μm程度の導電パスを形成できることから、前述したカーボンブラック系材料よりも導電性付与効果が高いことで知られている。すでに、気相法炭素繊維を電極の導電助材に用いたリチウム系二次電池が実用化され、リチウム系二次電池の高性能化を支えている。   On the other hand, vapor grown carbon fibers and carbon nanotubes are more conductive than the carbon black materials described above because graphite crystals develop along the fiber axis and a single fiber can form a conductive path of about 10 μm. It is known for its high sex-imparting effect. Already, lithium-based secondary batteries using vapor grown carbon fiber as a conductive auxiliary material for electrodes have been put into practical use, supporting the improvement in performance of lithium-based secondary batteries.

この気相法炭素繊維は、理論的には繊維の長さが長いほど一本の繊維が電気を伝える距離が伸びることから、長い繊維を分散させることができれば、より導電性付与効果が高まり、大電流負荷特性の向上、及び充放電サイクル特性が向上されると期待されている。しかしながら、繊維状という特徴のため、電極形成材料作製中に互いに絡まりやすく、電極活物質粒子中で球状の凝集体を形成し、分散状態が悪くなりやすかった。そのため、かえって電池特性が損なわれるということもあった。   This vapor grown carbon fiber theoretically increases the distance that one fiber conducts electricity as the length of the fiber is longer, so if long fibers can be dispersed, the conductivity imparting effect is further enhanced, It is expected that large current load characteristics and charge / discharge cycle characteristics will be improved. However, due to the feature of the fiber shape, they are likely to be entangled with each other during the production of the electrode forming material, and spherical aggregates are formed in the electrode active material particles, and the dispersion state tends to deteriorate. As a result, the battery characteristics may be impaired.

リチウム系二次電池用電極への炭素系導電助材の分散方法については、これまでにも様々な検討がなされてきた。例えば、特許文献1には、正極活物質と、導電助材と、溶媒に溶解したバインダーと、溶媒とを加えて混練機で混練する方法が開示されている。また、特許文献2には、導電助材と、バインダーと、溶媒とを加えて一次混練し、その後、活物質と追加の溶媒を加えるという方法が開示されている。   Various studies have so far been made on the method of dispersing the carbon-based conductive additive in the lithium-based secondary battery electrode. For example, Patent Document 1 discloses a method in which a positive electrode active material, a conductive additive, a binder dissolved in a solvent, and a solvent are added and kneaded with a kneader. Patent Document 2 discloses a method in which a conductive additive, a binder, and a solvent are added and primary kneaded, and then an active material and an additional solvent are added.

その他、特許文献3には、繊維状炭素を含む正極が開示されており、当該正極の製造方法として「正極活物質」、「導電剤」及び「結着剤の重量比」が記載されている。同様に、特許文献4にも、繊維状炭素材料を正極に添加した技術が開示されており、「正極活物質」、「導電剤」及び「結着剤の重量比」が記載されている。   In addition, Patent Document 3 discloses a positive electrode containing fibrous carbon, and describes a “positive electrode active material”, “conductive agent”, and “weight ratio of binder” as a method of manufacturing the positive electrode. . Similarly, Patent Document 4 discloses a technique in which a fibrous carbon material is added to a positive electrode, and describes “positive electrode active material”, “conductive agent”, and “weight ratio of binder”.

また、特許文献5には負極活物質、気相法炭素繊維からなる導電性炭素材料及びバインダーを含み、かつ上記炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成していない状態で存在するリチウム二次電池用負極が開示されている。そして、この負極を作製するための製造方法として、まず、負極活物質と気相法炭素繊維とを乾式混合し、次いでこの混合物とバインダーのポリフッ化ビニリデンとを撹拌混合する方法が開示されている。   Patent Document 5 includes a negative electrode active material, a conductive carbon material composed of vapor grown carbon fiber, and a binder, and the carbon fiber is present in a state where an aggregate having a size of 10 μm or more is not formed. A negative electrode for a secondary battery is disclosed. And as a manufacturing method for producing this negative electrode, a method is first disclosed in which a negative electrode active material and vapor grown carbon fiber are dry mixed, and then this mixture and a polyvinylidene fluoride binder are stirred and mixed. .

特開2004−356004号公報JP 2004-356004 A 特開2006−222073号公報JP 2006-222073 A 特開2006−278079号公報JP 2006-278079 A 特開2007−87841号公報JP 2007-87841 A 特開2007−42620号公報JP 2007-42620 A J.Yamaki,et al.,Power Sources,146(2005)27−32J. et al. Yamaki, et al. , Power Sources, 146 (2005) 27-32.

しかし、特許文献1では、単純に電極活物質と、気相法炭素繊維を含む炭素系導電助材とを同じ容器に量りとり、これに、バインダー溶液を加えてスラリーを調製し、集電体上に塗工して電極を作製しても、気相法炭素繊維の凝集体が存在し、良好な分散状態を得ることができなかった。また、特許文献2の方法に、導電助材として気相法炭素繊維を適用すると、気相法炭素繊維の凝集体が電極中に存在してしまい、電池特性が良好とはならなかった。   However, in Patent Document 1, an electrode active material and a carbon-based conductive additive containing vapor grown carbon fiber are simply weighed in the same container, and a binder solution is added thereto to prepare a slurry. Even when an electrode was produced by applying the coating on the surface, agglomerates of vapor grown carbon fibers were present and a good dispersion state could not be obtained. In addition, when vapor-grown carbon fiber is applied as a conductive additive to the method of Patent Document 2, aggregates of vapor-grown carbon fiber are present in the electrode, and the battery characteristics are not good.

特許文献3および特許文献4では、「正極活物質」、「導電剤」及び「結着剤の重量比」のみが定められているだけで、それ以外の条件についての記載はない。すなわち、重量比等の条件だけで、気相法炭素繊維(繊維状炭素及び繊維状炭素材料を含む)の良好な分散状態を導き出すのは極めて困難であり、これらの文献から、大電流負荷特性の向上といった電池特性の向上を図ることは難しい。   In Patent Document 3 and Patent Document 4, only “positive electrode active material”, “conductive agent”, and “weight ratio of binder” are defined, and no other conditions are described. That is, it is extremely difficult to derive a good dispersion state of vapor grown carbon fiber (including fibrous carbon and fibrous carbon material) only under conditions such as weight ratio. It is difficult to improve battery characteristics such as improvement of the battery.

また、特許文献5で開示されている装置は、高速・高剪断混合用に設計されたものではない。そのため、気相法炭素繊維の形状により凝集を形成しやすいものである場合や、活物質粒子が細かいもので凝集しやすいものである場合には、気相法炭素繊維の分散が不十分である場合があり、さらなる検討の余地があるといえる。特許文献5の実施例7には、活物質の平均粒径が25μmの例が記載されているが、これよりも細かい粒子径の活物質のケースでは、炭素繊維の分散が不十分である場合があった。   Further, the device disclosed in Patent Document 5 is not designed for high speed / high shear mixing. Therefore, in the case where the agglomeration is easy to form due to the shape of the vapor grown carbon fiber or the active material particles are fine and easy to aggregate, the dispersion of the vapor grown carbon fiber is insufficient. In some cases, there is room for further study. In Example 7 of Patent Document 5, an example in which the average particle diameter of the active material is 25 μm is described. However, in the case of an active material having a smaller particle diameter, the dispersion of the carbon fiber is insufficient. was there.

本発明は、大電流負荷特性などの電池特性に優れるリチウム系二次電池を与えるリチウム系電池用電極(正極又は負極)及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、当該電極を用い、上記特性を有するリチウム系二次電池及びその製造方法を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a lithium-based battery electrode (positive electrode or negative electrode) that provides a lithium-based secondary battery excellent in battery characteristics such as a large current load characteristic, and a method for producing the same. Another object of the present invention is to provide a lithium secondary battery having the above characteristics using the electrode and a method for producing the same.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、下記本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have completed the present invention described below.

すなわち、本発明は、
(1)リチウムイオンを吸蔵・放出可能な電極活物質(A)、炭素系導電助材(B)及びバインダー(C)を含むリチウム系電池用電極であって、前記電極活物質(A)の平均粒子径が10μm以下であり、前記炭素系導電助材(B)の含有量が0.5〜20質量%であり、前記炭素系導電助材(B)が平均繊維径5〜200nm、平均繊維長1〜20μmの炭素繊維を含み、その炭素繊維が10μm以上の大きさに凝集していない状態で存在しているリチウム系電池用電極。
(2)前記電極活物質(A)が、正極用の電極活物質であって、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物からなる(1)に記載のリチウム系電池用電極。
(3)前記電極活物質(A)が、負極用の電極活物質であって、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料からなる(1)に記載のリチウム系電池用電極。
(4)前記炭素繊維が、2000℃以上の温度で熱処理されてなる黒鉛系炭素繊維である(1)〜(3)のいずれかに記載のリチウム系電池用電極。
That is, the present invention
(1) An electrode active material capable of occluding and releasing lithium ions (A), a carbon-based conductive additive (B), and a binder (C) for a lithium-based battery, wherein the electrode active material (A) The average particle diameter is 10 μm or less, the content of the carbon-based conductive additive (B) is 0.5 to 20% by mass, the carbon-based conductive additive (B) has an average fiber diameter of 5 to 200 nm, an average An electrode for a lithium-based battery comprising carbon fibers having a fiber length of 1 to 20 μm and present in a state where the carbon fibers are not aggregated to a size of 10 μm or more.
(2) The electrode for a lithium battery according to (1), wherein the electrode active material (A) is an electrode active material for a positive electrode and is made of a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions.
(3) The electrode for a lithium-based battery according to (1), wherein the electrode active material (A) is an electrode active material for a negative electrode and is made of a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions.
(4) The lithium-based battery electrode according to any one of (1) to (3), wherein the carbon fiber is a graphite-based carbon fiber that is heat-treated at a temperature of 2000 ° C. or higher.

(5)上記(1)に記載のリチウム系電池用電極を製造する方法であって、下記順次工程:(a)電極活物質(A)と、炭素繊維を含む炭素系導電助材(B)とを乾式混合して乾式混合物を得る乾式混合工程、
(b)前記乾式混合物と、バインダー(C)を含有する溶液または分散液と、溶媒とを混練して電極形成材料を調製する電極形成材料調製工程、
(c)前記電極形成材料を集電体上に塗布する塗布工程、を含むリチウム系電池用電極の製造方法。
(6)前記(a)乾式混合工程において、前記炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成しないように、前記電極活物質(A)と、前記炭素繊維を含む炭素系導電助材(B)とを乾式混合する(5)に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。
(7)前記(a)乾式混合工程における乾式混合が、混合羽根を有する容器内で、当該混合羽根により前記炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成しないような剪断力を与える処理である(6)に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。
(8)前記容器内での前記混合羽根の周速度が、20m/s以上である(7)に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。
(9)前記電極活物質(A)が、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物である(5)〜(8)のいずれかに記載のリチウム系電池用電極の製造方法。
(10)前記電極活物質(A)が、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料である(5)〜(8)のいずれかに記載のリチウム系電池用電極の製造方法。
(11)前記炭素繊維が、2000℃以上の温度で熱処理されてなる黒鉛系炭素繊維である(5)〜(10)のいずれかに記載のリチウム系電池用電極の製造方法。
(5) A method for producing an electrode for a lithium battery as described in (1) above, comprising the following sequential steps: (a) an electrode active material (A) and a carbon-based conductive additive (B) containing carbon fibers. A dry mixing step of dry mixing to obtain a dry mixture,
(B) an electrode-forming material preparation step of preparing an electrode-forming material by kneading the dry mixture, a solution or dispersion containing the binder (C), and a solvent;
(C) The manufacturing method of the electrode for lithium type batteries including the application | coating process which apply | coats the said electrode formation material on a collector.
(6) In the (a) dry mixing step, the electrode active material (A) and a carbon-based conductive additive containing the carbon fiber (A) so that the carbon fiber does not form an aggregate having a size of 10 μm or more ( The method for producing an electrode for a lithium battery according to (5), wherein B) is dry-mixed.
(7) The dry mixing in the (a) dry mixing step is a process of applying a shearing force so that the carbon fiber does not form an aggregate having a size of 10 μm or more by the mixing blade in the container having the mixing blade. A method for producing an electrode for a lithium battery according to (6).
(8) The method for producing an electrode for a lithium battery according to (7), wherein a peripheral speed of the mixing blade in the container is 20 m / s or more.
(9) The method for producing an electrode for a lithium battery according to any one of (5) to (8), wherein the electrode active material (A) is a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions.
(10) The method for producing an electrode for a lithium battery according to any one of (5) to (8), wherein the electrode active material (A) is a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions.
(11) The method for producing an electrode for a lithium-based battery according to any one of (5) to (10), wherein the carbon fiber is a graphite-based carbon fiber that is heat-treated at a temperature of 2000 ° C. or higher.

(12)(5)〜(11)のいずれかに記載の製造方法により得られるリチウム系電池用電極。
(13)(1)〜(4)のいずれかに記載のリチウム系電池用電極を構成要素として含むリチウム系電池。
(14)非水系電解液及び/又は非水系ポリマー電解質を有し、これらに用いられる非水系溶媒が、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート及びビニレンカーボネートの中から選ばれる少なくとも一種を含むものである(13)に記載のリチウム系電池。
(15)(5)〜(11)のいずれかに記載の製造方法により、使用する電極を製造する工程を含むリチウム系電池の製造方法。
(12) An electrode for a lithium battery obtained by the production method according to any one of (5) to (11).
(13) A lithium battery including the lithium battery electrode according to any one of (1) to (4) as a constituent element.
(14) A non-aqueous electrolyte solution and / or a non-aqueous polymer electrolyte, and the non-aqueous solvent used in these is an ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, or vinylene carbonate. The lithium battery according to (13), which contains at least one selected from the group consisting of:
(15) A method for producing a lithium battery, comprising a step of producing an electrode to be used by the production method according to any one of (5) to (11).

本発明によれば、大電流負荷特性などの電池特性に優れるリチウム系二次電池を与えるリチウム系電池用電極(正極又は負極)及びその製造方法を提供することができる。また、当該電極を用い、上記特性を有するリチウム系二次電池及びその製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the lithium battery electrode (positive electrode or negative electrode) which provides the lithium secondary battery excellent in battery characteristics, such as a large current load characteristic, and its manufacturing method can be provided. Moreover, the lithium secondary battery which has the said characteristic using the said electrode, and its manufacturing method can be provided.

[リチウム系電池用電極]
本発明のリチウム系電池用電極は、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な電極活物質(A)、炭素系導電助材(B)及びバインダー(C)を含むものであり、正極及び負極のいずれであってもよい。なお、本発明におけるリチウム系電池とは、リチウム系二次電池を指す。
[Electrode for lithium batteries]
The lithium battery electrode of the present invention includes an electrode active material (A) capable of occluding and releasing lithium ions, a carbon-based conductive additive (B), and a binder (C). There may be. The lithium battery in the present invention refers to a lithium secondary battery.

(電極活物質(A))
本発明において、電極活物質(A)は、構成材料を適宜選択することで正極用の電極活物質(正極活物質)および負極用の電極活物質(負極活物質)のいずれにも適用することができる。
(Electrode active material (A))
In the present invention, the electrode active material (A) is applied to both a positive electrode active material (positive electrode active material) and a negative electrode active material (negative electrode active material) by appropriately selecting a constituent material. Can do.

<正極活物質>
本発明における正極活物質は、リチウム系電池において正極活物質として知られている従来公知の材料(リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料)の中から、任意のものを一種又は二種以上適宜選択して用いることができるが、これらの中で、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物が好適である。
<Positive electrode active material>
The positive electrode active material in the present invention is appropriately selected from one or two or more kinds of conventionally known materials (materials capable of occluding and releasing lithium ions) known as positive electrode active materials in lithium batteries. Of these, lithium-containing metal oxides that can occlude and release lithium ions are preferred.

このリチウム含有金属酸化物としては、リチウムと、Co、Mg、Mn、Ni、Fe、Al、Mo、V、W及びTiなどの中から選ばれる少なくとも一種の元素を含む複合酸化物を挙げることができる。   Examples of the lithium-containing metal oxide include a composite oxide containing lithium and at least one element selected from Co, Mg, Mn, Ni, Fe, Al, Mo, V, W, Ti, and the like. it can.

具体的には、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-a2、LixCob1-bz、LixCobFe1-b2、LixMn24、LixMncCo2-c4、LixMncNi2-c4、LixMnc2-c4、LixMncFe2-c4(ここで、x=0.02〜1.2、a=0.1〜0.9、b=0.8〜0.98、c=1.6〜1.96、z=2.01〜2.3である。)などが挙げられる。好ましいリチウム含有金属酸化物としては、LixCoO2、LixNiO2、LixMnO2、LixCoaNi1-a2、LixMn24、LixCob1-bz(ここで、x、a、b及びzは上記と同じである。)を挙げることができる。なお、xの値は充放電開始前の値であり、充放電により増減する。 Specifically, Li x CoO 2, Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co a Ni 1-a O 2, Li x Co b V 1-b O z, Li x Co b Fe 1-b O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Mn c Co 2-c O 4, Li x Mn c Ni 2-c O 4, Li x Mn c V 2-c O 4, Li x Mn c Fe 2- c O 4 (where x = 0.02 to 1.2, a = 0.1 to 0.9, b = 0.8 to 0.98, c = 1.6 to 1.96, z = 2 .01 to 2.3)). Preferred lithium-containing metal oxides, Li x CoO 2, Li x NiO 2, Li x MnO 2, Li x Co a Ni 1-a O 2, Li x Mn 2 O 4, Li x Co b V 1-b O z (where x, a, b and z are the same as above). In addition, the value of x is a value before the start of charging / discharging, and increases / decreases by charging / discharging.

上記正極活物質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、当該正極活物質の平均粒子径は、10μm以下とする。平均粒子径が10μmを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は50nm〜7μmとすることが好ましく、1〜7μmとすることがより好ましい。   The positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more. The average particle diameter of the positive electrode active material is 10 μm or less. When the average particle diameter exceeds 10 μm, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced. The average particle diameter is preferably 50 nm to 7 μm, and more preferably 1 to 7 μm.

<負極活物質>
負極活物質としては、リチウム系電池において、負極活物質として知られている従来公知の材料(リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料)の中から、一種又は二種以上選択して用いることができる。例えば、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料として、炭素材料;SiおよびSnのいずれか、またはこれらの少なくとも一種を含む合金や酸化物;などを用いることができる。これらの中でも炭素材料が好ましい。
<Negative electrode active material>
As the negative electrode active material, one or two or more kinds of conventionally known materials (materials capable of occluding and releasing lithium ions) known as negative electrode active materials can be selected and used in lithium batteries. . For example, as a material capable of inserting and extracting lithium ions, a carbon material; any of Si and Sn, or an alloy or oxide containing at least one of them can be used. Among these, a carbon material is preferable.

上記炭素材料としては、天然黒鉛;石油系及び石炭系コークスを熱処理することで製造される人造黒鉛;樹脂を炭素化したハードカーボン;メソフェーズピッチ系炭素材料;などを代表例として挙げることができる。天然黒鉛や人造黒鉛を用いる場合、電池容量の増大の観点から、粉末X線回折による黒鉛構造の(002)面の面間隔d(002)が0.335〜0.337nmの範囲にあるものが好ましい。   Typical examples of the carbon material include natural graphite; artificial graphite produced by heat-treating petroleum-based and coal-based coke; hard carbon obtained by carbonizing a resin; mesophase pitch-based carbon material; When natural graphite or artificial graphite is used, one having a (002) plane spacing d (002) of the graphite structure by powder X-ray diffraction in the range of 0.335 to 0.337 nm from the viewpoint of increasing battery capacity. preferable.

天然黒鉛とは、鉱石として天然に産出する黒鉛質材料のことをいう。天然黒鉛は、その外観と性状によって、結晶化度の高い鱗状黒鉛と結晶化度が低い土状黒鉛の二種類に分けられる。鱗状黒鉛はさらに外観が葉状の鱗片状黒鉛と、塊状である鱗状黒鉛とに分けられる。黒鉛質材料となる天然黒鉛は、産地や性状、種類は特に制限されない。また、天然黒鉛または天然黒鉛を原料として製造した粒子に熱処理を施して用いてもよい。   Natural graphite refers to a graphite material that is naturally produced as ore. Natural graphite is classified into two types, scaly graphite having a high degree of crystallinity and earthy graphite having a low degree of crystallinity, depending on its appearance and properties. The scaly graphite is further divided into scaly graphite having a leaf-like appearance and scaly graphite having a lump shape. There are no particular restrictions on the origin, properties, and types of natural graphite used as the graphite material. Further, natural graphite or particles produced using natural graphite as a raw material may be subjected to heat treatment.

また、人造黒鉛とは、広く人工的な手法で作られた黒鉛及び黒鉛の完全結晶に近い黒鉛質材料をいう。代表的な例としては、石炭の乾留、原油の蒸留による残渣などから得られるタールやコークスを原料にして、500〜1000℃程度の焼成工程、2000℃以上の黒鉛化工程を経て得たものが挙げられる。また、溶解鉄から炭素を再析出させることで得られるキッシュグラファイトも人造黒鉛の一種である。   Artificial graphite refers to graphite made by a wide variety of artificial techniques and a graphite material close to a perfect crystal of graphite. As a typical example, a material obtained from a tar and coke obtained from dry distillation of coal, a residue obtained by distillation of crude oil, and the like, through a firing process of about 500 to 1000 ° C. and a graphitization process of 2000 ° C. or more is used. Can be mentioned. Kish graphite obtained by reprecipitation of carbon from dissolved iron is also a kind of artificial graphite.

負極活物質として炭素材料の他に、SiおよびSnの少なくとも一種を含む合金を使用することは、SiおよびSnのそれぞれを単体で用いる場合やそれぞれの酸化物を用いる場合に比べ、電気容量を小さくすることができる点で有効である。なかでもSi系合金が好ましい。   Using an alloy containing at least one of Si and Sn in addition to the carbon material as the negative electrode active material has a smaller electric capacity than when using each of Si and Sn alone or using each oxide. It is effective in that it can be done. Of these, Si-based alloys are preferable.

Si系合金としては、B、Mg、Ca、Ti、Fe、Co、Mo、Cr、V、W、Ni、Mn、Zn及びCuなどの中から選ばれる少なくとも一種の元素と、Siとの合金などを挙げることができる。具体的には、SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2などが挙げられる。 Examples of Si-based alloys include alloys of Si with at least one element selected from B, Mg, Ca, Ti, Fe, Co, Mo, Cr, V, W, Ni, Mn, Zn, Cu, and the like. Can be mentioned. Specifically, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , VSi 2 , Examples include WSi 2 and ZnSi 2 .

本発明においては、負極活物質として、既述の材料を一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。また、当該負極活物質の平均粒子径は10μm以下とする。平均粒子径が10μmを超えると、大電流下での充放電反応の効率が低下してしまう。平均粒子径は0.1〜10μmとすることが好ましく、1〜7μmとすることがより好ましい。   In the present invention, as the negative electrode active material, the aforementioned materials may be used alone or in combination of two or more. The average particle diameter of the negative electrode active material is 10 μm or less. When the average particle diameter exceeds 10 μm, the efficiency of the charge / discharge reaction under a large current is reduced. The average particle diameter is preferably 0.1 to 10 μm, and more preferably 1 to 7 μm.

なお、電極活物質(A)(正極活物質、負極活物質)の平均粒子径は、レーザー回折式粒度分布計を用いて測定した粒度分布の累積度数が、体積百分率で50%となる粒子径である。   The average particle size of the electrode active material (A) (positive electrode active material, negative electrode active material) is the particle size at which the cumulative frequency of the particle size distribution measured using a laser diffraction particle size distribution meter is 50% by volume. It is.

(炭素系導電助材(B))
本発明に係る炭素系導電助材(B)には、平均繊維径が5〜200nm、平均繊維長が1〜20μmの炭素繊維が含まれている。
(Carbon-based conductive additive (B))
The carbon-based conductive additive (B) according to the present invention includes carbon fibers having an average fiber diameter of 5 to 200 nm and an average fiber length of 1 to 20 μm.

炭素繊維は、一般に、繊維が長いほど導電性付与効果が高くなる反面、繊維同士が絡み合いやすくなり、分散性が低下する。また、繊維径が小さくなるほど繊維間でのファンデルワールス力が強くなり、いわゆるバンドル(束)を形成し易くなって、分散性が低下する。一方、繊維径が大きすぎても分散性が低下する。   In general, the longer the fiber, the higher the conductivity imparting effect of the carbon fiber, but the fibers are easily entangled and the dispersibility is lowered. Further, the smaller the fiber diameter, the stronger the van der Waals force between the fibers, so that so-called bundles are easily formed, and the dispersibility is lowered. On the other hand, even if the fiber diameter is too large, the dispersibility is lowered.

従って、本発明に係る炭素繊維の平均繊維径および平均繊維長が上記範囲外であると、分散性が低下し、炭素繊維による導電性付与効果が充分に得られず、大電流負荷特性の向上を図ることができなくなる。炭素繊維の平均繊維径は20〜200nmであることが好ましく、50〜200nmであることがより好ましい。また、平均繊維長は4〜20μmであることがより好ましい。   Therefore, when the average fiber diameter and average fiber length of the carbon fiber according to the present invention are out of the above ranges, the dispersibility is lowered, the conductivity imparting effect by the carbon fiber cannot be sufficiently obtained, and the large current load characteristic is improved. Cannot be achieved. The average fiber diameter of the carbon fibers is preferably 20 to 200 nm, and more preferably 50 to 200 nm. The average fiber length is more preferably 4 to 20 μm.

炭素系導電助材(B)における上記炭素繊維は、導電性付与効果の観点から、1質量%以上含有されていることが好ましく、2質量%以上含有されていることがより好ましく、炭素系導電助材(B)が炭素繊維で構成されていることがさらに好ましい。   The carbon fiber in the carbon-based conductive additive (B) is preferably contained in an amount of 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, from the viewpoint of conductivity imparting effect. More preferably, the auxiliary material (B) is made of carbon fiber.

本発明に係る炭素繊維は、良好な導電性を持つものであれば特に限定されないが、結晶化度が高く、繊維軸に対して垂直方向にグラフェンシートが積層した気相法炭素繊維(カーボンナノチューブを含む)が好ましい。   The carbon fiber according to the present invention is not particularly limited as long as it has good electrical conductivity, but it has a high degree of crystallinity and is a vapor grown carbon fiber (carbon nanotube) in which graphene sheets are laminated in a direction perpendicular to the fiber axis. Are preferred).

<気相法炭素繊維>
気相法炭素繊維は、例えば、高温雰囲気下に、触媒となる鉄と共にガス化された有機化合物を吹き込む方法で製造することができる。気相法炭素繊維の結晶成長方向は繊維軸にほぼ平行であり、中心部が中空構造になっていることが多い。
<Gas grown carbon fiber>
The vapor grown carbon fiber can be produced by, for example, a method in which an organic compound gasified with iron serving as a catalyst is blown into a high temperature atmosphere. The crystal growth direction of vapor grown carbon fiber is almost parallel to the fiber axis, and the center part often has a hollow structure.

気相法炭素繊維は、製造した状態のままのもの(上記方法で得た繊維状のもので何等の処理も行なっていないもの)、これを800〜1500℃程度で熱処理したものや2000℃以上(好ましくは2000〜3000℃程度)で黒鉛化処理したもののいずれも使用することができる。使用する電極活物質、電池設計に適したものを用いることが好ましく、熱処理さらには黒鉛化処理したものの方が炭素の結晶性が進んでおり、高導電性を有するため好ましい。   Vapor-grown carbon fibers are in the state they are produced (fibers obtained by the above method and not subjected to any treatment), heat-treated at about 800 to 1500 ° C, or 2000 ° C or higher. Any of those graphitized at (preferably about 2000 to 3000 ° C.) can be used. It is preferable to use an electrode active material to be used and a material suitable for battery design, and heat treatment and further graphitization treatment are preferred because carbon crystallinity is advanced and high conductivity is obtained.

結晶化度を高めるため、黒鉛化促進剤であるホウ素を黒鉛化前に混合して黒鉛化処理を行うことも有効である。ホウ素源は特に限定されないが、例えば酸化ホウ素、炭化ホウ素、窒化ホウ素などの粉末を黒鉛化前に気相法炭素繊維に混合することで、容易に結晶化度を上げることができる。この際、気相法炭素繊維中に残留するホウ素は、0.1〜4,000ppmにすることが好ましい。残留するホウ素が0.1ppm以上であると、結晶化度向上の効果が得られやすくなり、4,000ppm以下であると、結晶化促進に寄与せず、導電性の低い化合物として存在するホウ素を少なくすることが可能となり、気相法炭素繊維の導電性を向上させることができる。   In order to increase the degree of crystallinity, it is also effective to perform a graphitization treatment by mixing boron as a graphitization accelerator before graphitization. The boron source is not particularly limited, but the crystallinity can be easily increased by, for example, mixing powders such as boron oxide, boron carbide, and boron nitride with vapor grown carbon fiber before graphitization. At this time, boron remaining in the vapor grown carbon fiber is preferably 0.1 to 4,000 ppm. When the residual boron is 0.1 ppm or more, the effect of improving the crystallization degree is easily obtained, and when it is 4,000 ppm or less, boron that does not contribute to the promotion of crystallization and exists as a low-conductivity compound. It is possible to reduce the electrical conductivity of the vapor grown carbon fiber.

また、気相法炭素繊維の好ましい形態として、分岐状繊維がある。分岐部分はその部分を含めて繊維全体が互いに連通した中空構造を有し、繊維の円筒部分を構成している炭素層は連続している。中空構造は炭素層が円筒状に巻いている構造であって、完全な円筒でないもの、部分的な切断箇所を有するもの、積層した2層の炭素層が1層に結合したものなどを含む。また、円筒の断面は完全な円に限らず楕円や多角形のものを含む。   Moreover, there exists a branched fiber as a preferable form of vapor grown carbon fiber. The branched portion has a hollow structure in which the entire fiber including the portion is in communication with each other, and the carbon layer constituting the cylindrical portion of the fiber is continuous. The hollow structure is a structure in which a carbon layer is wound in a cylindrical shape, and includes a structure that is not a complete cylinder, a structure having a partial cut portion, and a structure in which two stacked carbon layers are combined into one layer. Further, the cross section of the cylinder is not limited to a perfect circle but includes an ellipse or a polygon.

気相法炭素繊維は、繊維表面に凹凸や乱れのあるものが多いため、電極活物質との密着性が向上する利点もある。密着性が向上することにより、電極活物質と気相法炭素繊維とが解離せず良好な密着状態を保つことができ、電極の導電性を維持しながらサイクル寿命が向上させることができる。   Vapor grown carbon fibers often have irregularities or disturbances on the fiber surface, and thus have an advantage of improving the adhesion with the electrode active material. By improving the adhesion, the electrode active material and the vapor grown carbon fiber can be kept in a good adhesion state without dissociating, and the cycle life can be improved while maintaining the conductivity of the electrode.

気相法炭素繊維が分岐状繊維を多く含む場合は、更に効率よく電極中にネットワークを形成することができる。また、電極活物質粒子間のネットワークを良好に保てるから、電極全体の柔軟性を高めることができる。   When the vapor grown carbon fiber contains a lot of branched fibers, a network can be formed in the electrode more efficiently. In addition, since the network between the electrode active material particles can be maintained well, the flexibility of the entire electrode can be increased.

本発明のリチウム系電池用電極においては、電極中の炭素系導電助材(B)の含有量が、0.5〜20質量%となっている。含有量が0.5質量%未満では、電極の導電性維持効果が充分ではなく、サイクル寿命が低下しやすいといった電極特性の低下を招く。一方、20質量%を超えると、電極の電流密度の低下や、塗工性を低下させる原因となる。当該炭素系導電助材(B)の含有量は0.5〜20質量%であることが好ましく、0.5〜10質量%であることがより好ましい。   In the lithium battery electrode of the present invention, the content of the carbon-based conductive additive (B) in the electrode is 0.5 to 20% by mass. If the content is less than 0.5% by mass, the effect of maintaining the conductivity of the electrode is not sufficient, and the electrode characteristics are deteriorated such that the cycle life tends to be reduced. On the other hand, when it exceeds 20 mass%, it will become the cause of the fall of the current density of an electrode, and coatability. The content of the carbon-based conductive additive (B) is preferably 0.5 to 20% by mass, and more preferably 0.5 to 10% by mass.

また、炭素系導電助材(B)における本発明に係る炭素繊維は、10μm以上の大きさに凝集していない状態で存在している。当該炭素繊維が10μm以上の大きさに凝集していると、その部分で導電性付与効果が集中してしまい、電極全体として不均一な導電性の状態を形成してしまう。その結果、リチウム系電池用電極としての大電流負荷特性や充放電サイクル特性も低下してしまう。一方、10μmよりも小さな凝集体であれば、あるいは凝集体を形成していなければ、炭素繊維が電極の中に均一に分散し、炭素繊維が局在しているという状況にならず、このため電池特性を低下させるような悪影響を与えない。大電流負荷特性をより高める観点から、当該炭素繊維は10μm以上の大きさに凝集していない状態で存在していることが好ましい。このような炭素繊維の良好な分散状態は、後述する本発明のリチウム系電池用電極の製造方法によって、実現することができる。   Moreover, the carbon fiber which concerns on this invention in a carbon-type conductive support material (B) exists in the state which is not aggregated to the magnitude | size of 10 micrometers or more. If the carbon fibers are aggregated to a size of 10 μm or more, the conductivity imparting effect is concentrated at that portion, and a non-uniform conductive state is formed as a whole electrode. As a result, the large current load characteristic and the charge / discharge cycle characteristic as the electrode for the lithium battery are also deteriorated. On the other hand, if the aggregate is smaller than 10 μm, or if no aggregate is formed, the carbon fiber is not uniformly dispersed in the electrode, and the carbon fiber is not localized. Does not adversely affect battery characteristics. From the viewpoint of further improving the large current load characteristics, the carbon fibers are preferably present in a state of not being aggregated to a size of 10 μm or more. Such a good dispersion state of the carbon fiber can be realized by the method for producing an electrode for a lithium battery of the present invention described later.

炭素繊維同士の絡みつきが進行していくと、ほぼ球状の凝集体が形成される。上記「炭素繊維が10μm以上の大きさに凝集していない状態」とは、この直径10μm以上にまで成長した球状の炭素繊維の凝集体が電極に存在していない状態のことを意味する。   As the entanglement between the carbon fibers proceeds, a substantially spherical aggregate is formed. The above-mentioned “state in which carbon fibers are not aggregated to a size of 10 μm or more” means a state in which aggregates of spherical carbon fibers grown to a diameter of 10 μm or more are not present on the electrode.

なお、上記のような凝集体の形状は、プレス成型機によりプレスして電極とする前に確認することができるが、プレス後で最終的に電極とした場合でも、凝集体が電極表面で突起部分を形成するためその存在を確認することは可能である。例えば、プレス後の電極を、SEM(走査型電子顕微鏡)を用いて最低倍率(35倍程度)で斜め方向から観察し凝集体が存在していれば、その突起部の半円の径(長径)を測定することで、10μm以上の大きさの凝集体を確認することができる。
導電性付与効果を考慮すると、上記のような凝集体は、SEMの最低倍率の視野(300μm×300μm程度)の中で10個以下であることが好ましく、0個であることがより好ましい。
The shape of the aggregate as described above can be confirmed before being pressed by a press molding machine to form an electrode. It is possible to confirm its presence to form a part. For example, if the pressed electrode is observed from an oblique direction using a scanning electron microscope (SEM) at a minimum magnification (about 35 times) and an aggregate is present, the diameter of the semicircle of the protrusion (major axis) ) Can be measured to confirm an aggregate having a size of 10 μm or more.
Considering the conductivity imparting effect, the aggregates as described above are preferably 10 or less, more preferably 0 in the field of view of the lowest magnification of SEM (about 300 μm × 300 μm).

炭素系導電助材(B)においては、上記炭素繊維以外の炭素系導電助材として、例えばアセチレンブラック、ファーネスブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック系材料、天然黒鉛や人造黒鉛などの黒鉛系微粉末等を用いることができる。このカーボンブラック系材料や黒鉛系微粉末については、特に制限はないが、金属不純物量の少ないものが好ましい。   In the carbon-based conductive additive (B), as carbon-based conductive additives other than the above carbon fibers, for example, carbon black-based materials such as acetylene black, furnace black, ketjen black, and graphite-based fine particles such as natural graphite and artificial graphite. Powder or the like can be used. The carbon black material and graphite fine powder are not particularly limited, but those having a small amount of metal impurities are preferable.

(バインダー(C))
電極形成材料におけるバインダー(C)としては、特に制限はなく、リチウム系電池用電極のバインダーとして従来公知の材料から、適宜選択して用いることができる。このようなバインダー(C)としては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素含有高分子重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム(SBR)などを好ましく挙げることができる。
(Binder (C))
There is no restriction | limiting in particular as binder (C) in an electrode formation material, It can select suitably from a conventionally well-known material as a binder of a lithium battery electrode. Examples of such a binder (C) include polyvinylidene fluoride (PVDF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, and vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer. Preferable examples include fluorine-containing polymer such as coalescence, styrene-butadiene copolymer rubber (SBR) and the like.

電極中の当該バインダー(C)の含有量は、バインダー(C)としてPVDFを用いる場合には、導電性を良好に保持し、バインダーとしての機能を充分に発揮し得る観点から、電極活物質(A)100質量部に対して、0.5〜20質量部の範囲が好ましく、1〜10質量部の範囲がより好ましい。一方、バインダー(C)としてSBRを用いる場合には、導電性を良好に保持し、バインダーとしての機能を充分に発揮し得る観点から、電極活物質(A)100質量部に対して、0.5〜5質量部の範囲が好ましく、0.5〜3質量部の範囲がより好ましい。   The content of the binder (C) in the electrode is such that when PVDF is used as the binder (C), the electrode active material ( A) The range of 0.5-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts, and the range of 1-10 mass parts is more preferable. On the other hand, when SBR is used as the binder (C), from the viewpoint of maintaining good electrical conductivity and sufficiently exhibiting the function as the binder, the amount of 0.1% relative to 100 parts by mass of the electrode active material (A). The range of 5-5 mass parts is preferable, and the range of 0.5-3 mass parts is more preferable.

[リチウム系電池用電極の製造方法]
既述の本発明のリチウム系電池用電極は、下記本発明のリチウム系電池用電極の製造方法により製造される。当該製造方法は、乾式混合工程、電極形成材料調製工程、および塗布工程の各工程を順次含む。以下、これらの工程について説明する。
[Method for producing electrode for lithium-based battery]
The above-described lithium battery electrode of the present invention is manufactured by the following method for manufacturing a lithium battery electrode of the present invention. The manufacturing method includes each step of a dry mixing step, an electrode forming material preparation step, and a coating step. Hereinafter, these steps will be described.

<(a)乾式混合工程>
乾式混合工程は、電極活物質(A)と、炭素繊維を含む炭素系導電助材(B)とを、乾式混合して乾式混合物を得る工程である。当該工程においては、炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成しないように乾式混合を行なうことが好ましい。当該工程において、上記凝集体が形成しないようにすれば、リチウム系電池用電極に当該凝集体が存在しにくくなり、大電流負荷特性といった電池特性の高いリチウム系電池用電極を製造することが可能となる。
<(A) Dry mixing process>
The dry mixing step is a step of obtaining a dry mixture by dry mixing the electrode active material (A) and the carbon-based conductive additive (B) containing carbon fibers. In this step, it is preferable to perform dry mixing so that the carbon fiber does not form an aggregate having a size of 10 μm or more. If the aggregate is not formed in the process, the aggregate is less likely to be present in the lithium battery electrode, and it is possible to produce a lithium battery electrode with high battery characteristics such as a large current load characteristic. It becomes.

炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成しないようにするには、例えば、混合羽根を有する容器内で、当該混合羽根により炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成しないような剪断力を与えることが有効である。   In order to prevent the carbon fibers from forming aggregates having a size of 10 μm or more, for example, in a container having a mixing blade, the carbon fibers do not form aggregates having a size of 10 μm or more by the mixing blade. It is effective to apply a shearing force.

なお、乾式混合に用いる装置として、低速で混合羽根が回転するような混合装置は、電極活物質中で炭素繊維が上記のような凝集体を形成してしまい、電極とした際にも、その凝集体が残ってしまうという問題が生じるため好ましくない。   In addition, as an apparatus used for dry mixing, a mixing apparatus in which a mixing blade rotates at a low speed causes the carbon fibers to form aggregates as described above in the electrode active material. Since the problem that an aggregate will remain arises, it is not preferable.

上記のような剪断力を与えるには、例えば、混合羽根の周速度を制御すればよい。混合容器の中で混合物同士の衝突が分散を促進させる働きをするが、これは、混合羽根の周速度がこの衝突状況に大きく影響するからである。周速度は20m/s以上とすることが好ましく、30m/s以上とすることがより好ましい。   In order to apply the shearing force as described above, for example, the peripheral speed of the mixing blade may be controlled. The collision between the mixtures in the mixing container serves to promote the dispersion, because the peripheral speed of the mixing blade greatly affects the collision situation. The peripheral speed is preferably 20 m / s or more, and more preferably 30 m / s or more.

乾式混合時間は、電極活物質(A)と炭素系導電助材(B)とが充分かつ均質に混合し、10μm以上の大きさの凝集体が形成しないように選定されることが好ましく、20分未満が好ましく、10分未満がより好ましい。   The dry mixing time is preferably selected so that the electrode active material (A) and the carbon-based conductive additive (B) are sufficiently and homogeneously mixed and an aggregate having a size of 10 μm or more is not formed. Less than minutes are preferable and less than 10 minutes are more preferable.

乾式混合用装置の具体例としては、パドルミキサー、ハイブリダイザー、メカノフュージョン、ノビルタ、ワンダーブレンダー、プローシェアミキサーなど、高速・高剪断混合用に設計された装置を挙げることができる。   Specific examples of the dry mixing apparatus include apparatuses designed for high-speed and high-shear mixing such as paddle mixers, hybridizers, mechano-fusions, nobilta, wonder blenders, and proshear mixers.

なお、炭素系導電助材(B)のリチウム系電池用電極における含有量は、0.5〜20質量%とする。   In addition, content in the electrode for lithium-type batteries of a carbon-type conductive support material (B) shall be 0.5-20 mass%.

<(b)電極形成材料調製工程>
電極形成材料調製工程は、乾式混合物と、バインダー(C)を含有する溶液または分散液と、溶媒とを混練して電極形成材料を調製する工程である。
<(B) Electrode forming material preparation step>
The electrode forming material preparation step is a step of preparing an electrode forming material by kneading a dry mixture, a solution or dispersion containing the binder (C), and a solvent.

バインダー(C)を含有する溶液の調製に用いられる溶媒(「分散媒」を含む)としては特に制限はなく、従来リチウム系電池における電極の形成に使用されている溶媒の中から、一種又は二種以上選択することができる。このような溶媒としては、例えばN−メチル−2−ピロリドン(NMP)、メチルエチルケトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフランなどを挙げることができる。特に、バインダー(C)としてPVDFを用いる場合には、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを用いることが好ましい。
また、上記溶媒とは別に流動性を付与するために添加される溶媒としても、上記のようなものを使用することが可能で、その他に水を使用することもできる。
There is no restriction | limiting in particular as a solvent (a "dispersion medium" is included) used for preparation of the solution containing a binder (C), From the solvent conventionally used for formation of the electrode in a lithium-type battery, 1 or 2 is used. More than one species can be selected. Examples of such a solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), methyl ethyl ketone, dimethylformamide, dimethylacetamide, N, N-dimethylaminopropylamine, and tetrahydrofuran. In particular, when PVDF is used as the binder (C), it is preferable to use N-methyl-2-pyrrolidone as the solvent.
Moreover, as a solvent added in order to provide fluidity | liquidity separately from the said solvent, the above can be used, and water can also be used for others.

一方、バインダー(C)としてSBRを用いる場合には、溶媒としてN−メチル−2−ピロリドン又は水を用いて、SBRを含有する溶液を調製することができる。溶媒として水を用いる場合には、得られるスラリーに粘性を付与するために、SBRの水性分散液を混練機に投入する前に、増粘剤水溶液を混練機に投入して、乾式混合物と混合しておくことが好ましい。   On the other hand, when SBR is used as the binder (C), a solution containing SBR can be prepared using N-methyl-2-pyrrolidone or water as a solvent. When water is used as a solvent, in order to impart viscosity to the resulting slurry, before adding the aqueous dispersion of SBR to the kneader, the aqueous thickener solution is added to the kneader and mixed with the dry mixture. It is preferable to keep it.

上記増粘剤としては、例えばポリエチレングリコール類、セルロース類、ポリアクリルアミド類、ポリN−ビニルアミド類、ポリN−ビニルピロリドン類等を用いることができる。これらの中でも、ポリエチレングリコール類、カルボキシメチルセルロース(CMC)等のセルロース類等が好ましく、特にSBRに親和性の高いカルボキシメチルセルロース(CMC)が好ましい。CMCにはナトリウム塩タイプとアンモニウム塩タイプがあるがいずれでも構わない。   Examples of the thickener include polyethylene glycols, celluloses, polyacrylamides, poly N-vinyl amides, poly N-vinyl pyrrolidones, and the like. Among these, celluloses such as polyethylene glycols and carboxymethyl cellulose (CMC) are preferable, and carboxymethyl cellulose (CMC) having a high affinity for SBR is particularly preferable. There are sodium salt type and ammonium salt type in CMC.

バインダー(C)の使用量は、その種類に応じて適宜設定することが好ましい。適切な範囲に設定することで、バインダーとしての機能と得られる電極の良好な導電性とを両立させることができる。   The amount of the binder (C) used is preferably set as appropriate according to the type. By setting to an appropriate range, it is possible to achieve both a function as a binder and good conductivity of the obtained electrode.

例えば、バインダー(C)としてPVDFを用いる場合、電極活物質(A)100質量部に対して、好ましくは0.5〜20質量部、より好ましくは1〜10質量部になるように選定される。   For example, when PVDF is used as the binder (C), it is preferably selected to be 0.5 to 20 parts by mass, more preferably 1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the electrode active material (A). .

また、バインダー(C)としてSBRを用いる場合、電極活物質(A)100質量部に対して、好ましくは0.5〜5質量部、より好ましくは0.5〜3質量部になるように選定される。   Moreover, when using SBR as a binder (C), it is preferably selected to be 0.5 to 5 parts by mass, more preferably 0.5 to 3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the electrode active material (A). Is done.

混練を行なう際の混練機については特に制限はなく、例えば、プラネタリーミキサー、脱泡ニーダー、ボールミル、ペイントシェーカー、振動ミル、レディゲミキサーなどが挙げられる。   There are no particular limitations on the kneader used for kneading, and examples include a planetary mixer, a defoaming kneader, a ball mill, a paint shaker, a vibration mill, and a Redige mixer.

バインダー(C)を含有する溶液として、例えば、N−メチル−2−ピロリドンを溶媒とするPVDF溶液又はSBR溶液を用いる場合には、上記混練機により、乾式混合工程で得られた乾式混合物と、上記PVDF溶液又はSBR溶液と、場合により溶媒(好ましくはMMP、NMP)とを混練して、スラリーからなる電極形成材料を調製する。   As a solution containing the binder (C), for example, when using a PVDF solution or an SBR solution containing N-methyl-2-pyrrolidone as a solvent, the dry mixture obtained in the dry mixing step by the kneader; The PVDF solution or SBR solution and optionally a solvent (preferably MMP or NMP) are kneaded to prepare an electrode-forming material comprising a slurry.

一方、バインダー(C)を含有する溶液として、例えば水を溶媒とするSBR水性分散液を用いる場合には、上記混練機により、まず乾式混合物と、前述の増粘剤の水溶液とを混合したのち、この混合物と、SBR水性分散液と、場合により溶媒の水とを混練して、スラリーからなる電極形成材料を調製する。   On the other hand, when using, for example, an SBR aqueous dispersion containing water as a solvent as the solution containing the binder (C), after first mixing the dry mixture and the aqueous solution of the aforementioned thickener by the kneader. The mixture, the SBR aqueous dispersion, and optionally the solvent water are kneaded to prepare an electrode-forming material comprising a slurry.

混練機に投入する溶媒の量は、得られるスラリーからなる電極形成材料が、集電体に塗布するのに適した粘度、例えば23℃で、好ましくは1,000〜10,000mPa・s、より好ましくは2,000〜5,000mPa・sになるように選定することが望ましい。   The amount of the solvent charged into the kneader is a viscosity suitable for applying the electrode forming material comprising the obtained slurry to the current collector, for example, 23 ° C., preferably 1,000 to 10,000 mPa · s. It is desirable to select it so that it is preferably 2,000 to 5,000 mPa · s.

<(c)塗布工程>
塗布工程は、電極形成材料調製工程を経て得られた電極形成材料を集電体上に塗布する工程である。
<(C) Application process>
The application step is a step of applying the electrode forming material obtained through the electrode forming material preparation step onto the current collector.

上記集電体としては、例えばアルミニウム、ニッケル、チタン及びそれらの合金、ステンレス鋼、白金、カーボンシートなど、従来公知の材料を使用することができる。これらの集電体上に、電極形成材料を塗布する方法に特に制限はなく、従来公知の方法、例えばドクターブレードやバーコーターなどを用いて塗布する方法を採用することができる。このように塗布して得られた電極用シートを、公知の方法で乾燥後、ロールプレス、加圧プレスなどの公知の方法により、所望の厚み、密度になるように成形することにより本発明のリチウム系電池用電極が得られる。   As the current collector, conventionally known materials such as aluminum, nickel, titanium and alloys thereof, stainless steel, platinum, and carbon sheets can be used. There is no particular limitation on the method of applying the electrode forming material onto these current collectors, and a conventionally known method such as a method of applying using a doctor blade or a bar coater can be employed. The electrode sheet obtained by coating in this manner is dried by a known method, and then molded to have a desired thickness and density by a known method such as a roll press or a pressure press. A lithium battery electrode is obtained.

電極活物質(A)として、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物を用いることにより、正極を製造することができる。また、電極活物質(A)として、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料を用いることにより、負極を製造することができる。また、炭素系導電助材(B)に用いる炭素繊維を、2000℃以上の温度で熱処理されてなる黒鉛系炭素繊維とすることにより、形成される電極に、高導電性及び高耐圧特性を付与することができる。   A positive electrode can be produced by using a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions as the electrode active material (A). Moreover, a negative electrode can be manufactured by using the carbon material which can occlude / release lithium ion as an electrode active material (A). Moreover, the carbon fiber used for the carbon-based conductive additive (B) is a graphite-based carbon fiber that is heat-treated at a temperature of 2000 ° C. or higher, thereby imparting high conductivity and high pressure resistance to the formed electrode. can do.

[リチウム系電池及びその製造方法]
本発明のリチウム系電池は、前述した本発明のリチウム系電池用電極(正極及び/又は負極)を構成要素として含む。また、本発明のリチウム系電池の製造方法は、前述した本発明のリチウム系電池用電極の製造方法により、電極(正極及び/又は負極)を製造する工程を含む。本発明のリチウム系電池には、非水系電解液及び/又は非水系ポリマー電解質を使用することができる。
[Lithium battery and manufacturing method thereof]
The lithium-based battery of the present invention includes the above-described lithium-based battery electrode (positive electrode and / or negative electrode) of the present invention as a constituent element. Moreover, the manufacturing method of the lithium battery of this invention includes the process of manufacturing an electrode (a positive electrode and / or a negative electrode) with the manufacturing method of the lithium battery electrode of this invention mentioned above. A non-aqueous electrolyte and / or a non-aqueous polymer electrolyte can be used for the lithium battery of the present invention.

<リチウム系電池>
(非水系電解液)
非水系電解液としては、非水系溶媒中に、溶質としてリチウム塩を含むものを用いることができる。該リチウム塩としては、一般に知られているLiClO4、LiBF4、LiPF6、LiAlCl4、LiSbF6、LiSCN、LiCl、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiN(CF3SO22等がある。これらのリチウム塩は一種を単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
<Lithium battery>
(Non-aqueous electrolyte)
As the non-aqueous electrolyte solution, a non-aqueous solvent containing a lithium salt as a solute can be used. Examples of the lithium salt include generally known LiClO 4 , LiBF 4 , LiPF 6 , LiAlCl 4 , LiSbF 6 , LiSCN, LiCl, LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 and the like. is there. These lithium salts may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more types.

非水系電解液に用いられる非水系溶媒としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールフェニルエーテル、1,2−ジメトキシエタン等のエーテル;ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−エチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−エチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N,N−ジメチルプロピオンアミド、ヘキサメチルホスホリルアミド等のアミド;ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄化合物;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のジアルキルケトン;エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、2−メトキシテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン等の環状エーテル;エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート;γ−ブチロラクトン;N−メチルピロリドン;アセトニトリル、ニトロメタン等の有機溶媒が好ましい。これらの中で、さらにエチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート及びビニレンカーボネートが好ましい。これらの溶媒は一種を単独で用いてもよく、二種以上を混合して用いてもよい。
非水系電解液中の前記溶質(リチウム塩)の濃度は、0.1〜5モル/Lが好ましく、0.5〜3モル/Lがより好ましい。
Non-aqueous solvents used in non-aqueous electrolytes include diethyl ether, dibutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether. , Ethylene glycol phenyl ether, ethers such as 1,2-dimethoxyethane; formamide, N-methylformamide, N, N-dimethylformamide, N-ethylformamide, N, N-diethylformamide, N-methylacetamide, N, N -Dimethylacetamide, N-ethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-di Amides such as tilpropionamide and hexamethylphosphorylamide; sulfur-containing compounds such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; dialkyl ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; ethylene oxide, propylene oxide, tetrahydrofuran, 2-methoxytetrahydrofuran, 1,3-dioxolane and the like Preferred are organic ethers such as cyclic ethers of; carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; γ-butyrolactone; N-methylpyrrolidone; acetonitrile and nitromethane. Among these, ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and vinylene carbonate are more preferable. These solvents may be used alone or in a combination of two or more.
The concentration of the solute (lithium salt) in the nonaqueous electrolytic solution is preferably 0.1 to 5 mol / L, and more preferably 0.5 to 3 mol / L.

(非水系ポリマー電解質)
非水系ポリマー電解質は、マトリクスを形成する高分子化合物、リチウム塩及び所望により可塑剤を含むものであって、上記高分子化合物としては、ポリエチレンオキサイドやポリプロピレンオキサイドなどのポリアルキレンオキサイド誘導体及び該誘導体を含む重合体や、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリカーボネート、リン酸エステル重合体、ポリアルキルイミン、ポリアクルロニトリル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリフォスファゼン、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリシロキサンなどの誘導体及び該誘導体を含む重合体等が挙げられる。
(Non-aqueous polymer electrolyte)
The non-aqueous polymer electrolyte includes a polymer compound that forms a matrix, a lithium salt, and optionally a plasticizer. Examples of the polymer compound include polyalkylene oxide derivatives such as polyethylene oxide and polypropylene oxide, and derivatives thereof. Polymers containing, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene, polycarbonate, phosphate polymer, polyalkylimine, polyacrylonitrile, poly (meth) acrylate, polyphosphazene, polyurethane, polyamide, polyester, poly Examples thereof include derivatives such as siloxane and polymers containing the derivatives.

上記高分子化合物の中でもポリアルキレンオキシド、ポリウレタン、ポリカーボネート等のオキシアルキレン、ウレタン、カーボネート構造を分子内に含むものが、各種極性溶媒との相溶性が良好で、電気化学的安定性が良好であり好ましい。また、安定性の面からポリフッ化ビニリデンやポリヘキサフルオロプロピレン等のフルオロカーボン基を分子内に有するものも好ましい。これらオキシアルキレン、ウレタン、カーボネート、フルオロカーボン基は同一高分子中に含まれていても良い。これらの基の繰り返し数は各々1〜1000の範囲であればよく、5〜100の範囲が好ましい。   Among the above polymer compounds, those containing oxyalkylene such as polyalkylene oxide, polyurethane, and polycarbonate, urethane, and carbonate structures in the molecule have good compatibility with various polar solvents and good electrochemical stability. preferable. From the viewpoint of stability, those having a fluorocarbon group such as polyvinylidene fluoride or polyhexafluoropropylene in the molecule are also preferred. These oxyalkylene, urethane, carbonate, and fluorocarbon groups may be contained in the same polymer. The repeating number of these groups should just be the range of 1-1000 respectively, and the range of 5-100 is preferable.

一方、リチウム塩としては、前述の非水系電解液の説明において例示した化合物と同じものを挙げることができる。非水系ポリマー電解質中のリチウム塩の含有量は、1〜10モル/kgが好ましく、1〜5モル/kgがより好ましい。また可塑剤としては、前述の非水系電解液の説明において例示した非水系溶媒を用いることができる。   On the other hand, examples of the lithium salt include the same compounds as those exemplified in the description of the non-aqueous electrolyte described above. The content of the lithium salt in the non-aqueous polymer electrolyte is preferably 1 to 10 mol / kg, and more preferably 1 to 5 mol / kg. As the plasticizer, the non-aqueous solvent exemplified in the above description of the non-aqueous electrolyte can be used.

<リチウム系電池の製造方法>
本発明のリチウム系電池として、リチウムイオン二次電池及びリチウムポリマー電池について、代表的な製造方法を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
<Method for producing lithium-based battery>
As the lithium-based battery of the present invention, a typical production method for a lithium ion secondary battery and a lithium polymer battery is shown below, but the present invention is not limited thereto.

まず、本発明のリチウム系電池用電極の製造方法により、シート状の正極用および負極用のリチウム系電池用電極(正極シート及び負極シート)をそれぞれ作製する。作製した正極シート及び負極シートを所望の形状に加工し、組み合わせて、正極シート/セパレータ/負極シートに積層し、正極と負極がふれないようにし、コイン型、角型、円筒型、シート型等の容器の中に収納する。積層、収納で水分や酸素を吸着した可能性がある場合は、このまま減圧及び/又は低露点(−50℃以下)不活性雰囲気中で再度乾燥後、低露点の不活性雰囲気内に移す。次いで非水系電解液又は非水系ポリマー電解質を注入又は装着し容器を封印することにより、リチウムイオン二次電池又はリチウムポリマー電池が作製できる。   First, the sheet-like positive electrode and negative electrode for lithium battery (positive electrode sheet and negative electrode sheet) are respectively produced by the method for manufacturing an electrode for lithium battery of the present invention. The produced positive electrode sheet and negative electrode sheet are processed into a desired shape, combined, and laminated on the positive electrode sheet / separator / negative electrode sheet so that the positive electrode and the negative electrode do not touch, coin type, square type, cylindrical type, sheet type, etc. Store in a container. If there is a possibility that moisture or oxygen has been adsorbed during stacking and storage, it is again dried in an inert atmosphere under reduced pressure and / or a low dew point (-50 ° C. or lower), and then transferred to an inert atmosphere with a low dew point. Subsequently, a lithium ion secondary battery or a lithium polymer battery can be produced by injecting or mounting a nonaqueous electrolyte solution or a nonaqueous polymer electrolyte and sealing the container.

ここで、セパレータとしては公知のものが使用できるが、薄くて強度が高いという観点から、ポリエチレンやポリプロピレン性の多孔性のマイクロポーラスフィルムが好ましい。多孔度は、イオン伝導という観点から高い方がよいが、高すぎると強度の低下や正極と負極の短絡の原因となるので、通常は30〜90%で用いられ、好ましくは50〜80%である。また、厚みもイオン伝導、電池容量という観点から薄い方がよいが、薄すぎると強度の低下や正極と負極の短絡の原因となるので、通常は5〜100μm、好ましくは5〜50μmで用いられる。これらマイクロポーラスフィルムは、二種以上の併用や不織布等の他のセパレータと併用することができる。   Here, known separators can be used, but polyethylene and polypropylene porous microporous films are preferable from the viewpoint of being thin and having high strength. The porosity is preferably higher from the viewpoint of ionic conduction, but if it is too high, it will cause a decrease in strength and a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, so it is usually used at 30 to 90%, preferably 50 to 80%. is there. Further, the thickness is preferably thin from the viewpoint of ion conduction and battery capacity, but if it is too thin, it may cause a decrease in strength or a short circuit between the positive electrode and the negative electrode, and thus it is usually used at 5 to 100 μm, preferably 5 to 50 μm. . These microporous films can be used in combination of two or more kinds or other separators such as a nonwoven fabric.

次に、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが、本発明は、これらの例によってなんら限定されるものではない。   EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited at all by these examples.

諸特性は、以下に示す方法に従って評価した。
[1]平均粒子径:
レーザー回折散乱式粒度分布測定装置マイクロトラックHRA(日機装(株)製)を用いて測定した。
Various characteristics were evaluated according to the following methods.
[1] Average particle size:
Measurement was performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer Microtrac HRA (manufactured by Nikkiso Co., Ltd.).

[2]電池評価方法:
(1)Liイオン電池試験セルの作製(3極式セル)
下記のようにして3極セルを作製した。なお以下の操作は露点−80℃以下の乾燥アルゴン雰囲気下で実施した。
ポリプロピレン製のねじ込み式フタ付きのセル(内径約18mm)内において、評価用電極サンプル(直径φ16mm)とリチウム金属箔をセパレータ(ポリプロピレン製マイクロポーラスフィルム(セルガ−ド社製、セルガ−ド2400)、25μm)で挟み込んだ。さらにリファレンス用のリチウム金属箔を、同様にセパレータを挟んで積層した。これに電解液を加えて試験用セルとした。
[2] Battery evaluation method:
(1) Production of Li-ion battery test cell (tripolar cell)
A triode cell was produced as follows. The following operation was carried out in a dry argon atmosphere with a dew point of -80 ° C or lower.
In a cell (with an inner diameter of about 18 mm) with a screw-in lid made of polypropylene, an electrode sample for evaluation (diameter φ16 mm) and a lithium metal foil were separated from a separator (polypropylene microporous film (Sellgard, Cellgard 2400), 25 μm). Further, a lithium metal foil for reference was laminated similarly with a separator interposed therebetween. An electrolytic solution was added thereto to obtain a test cell.

(2)電解液
EC(エチレンカーボネート)8質量部及びEMC(エチルメチルカーボネート)12質量部の混合品で、電解質としてLiPF6を1.0モル/リットル溶解した。
(2) Electrolyte solution A mixed product of 8 parts by mass of EC (ethylene carbonate) and 12 parts by mass of EMC (ethyl methyl carbonate) was dissolved in an amount of 1.0 mol / liter of LiPF 6 as an electrolyte.

(3)大電流負荷試験(3極式セル;正極評価)
充電はレストポテンシャルから4.2Vまで0.22mA/cm2(0.1C相当)でCC(コンスタントカレント:定電流)充電を行い、次いで2mVでCV(コンスタントボルト:定電圧)充電に切り替え、電流値が12μAに低下した時点で充電を停止させた。放電は0.1C相当から2.0C相当までCC放電を行い、電圧2.75Vでカットオフした。
(3) Large current load test (tripolar cell; positive electrode evaluation)
Charging is performed from the rest potential to 4.2V by CC (constant current: constant current) at 0.22mA / cm 2 (equivalent to 0.1C) and then switched to CV (constant voltage: constant voltage) charging at 2mV. Charging was stopped when the value dropped to 12 μA. The discharge was CC discharge from 0.1C equivalent to 2.0C equivalent and cut off at a voltage of 2.75V.

(4)大電流負荷試験(3極式セル;負極評価)
充電はレストポテンシャルから2mVまで0.22mA/cm2(0.1C相当)でCC(コンスタントカレント:定電流)充電を行い、次いで2mVでCV(コンスタントボルト:定電圧)充電に切り替え、電流値が12μAに低下した時点で充電を停止させた。
放電は0.1C相当から2.0C相当までCC放電を行い、電圧1.5Vでカットオフした。
(4) Large current load test (tripolar cell; negative electrode evaluation)
Charging is performed from the rest potential to 2 mV with CC (constant current: constant current) at 0.22 mA / cm 2 (equivalent to 0.1 C), then switched to CV (constant voltage: constant voltage) charging at 2 mV, and the current value is Charging was stopped when the voltage dropped to 12 μA.
The discharge was CC discharge from 0.1C equivalent to 2.0C equivalent and cut off at a voltage of 1.5V.

[3]電極における炭素繊維の凝集状態
炭素繊維の凝集状態の観察は、走査型電子顕微鏡T−20(日本電子製)を用いて以下の方法により行った。
サンプル電極を1t/cm2でプレスし観察用試料台にセットした。試料台を水平状態から、30〜60°傾け、最低倍率(35倍)にて広く電極表面が見えるように調節した。その際、サンプル表面の突起部分(盛り上がり部分)で径が10μm以上の炭素繊維の凝集体の有無を観察した。炭素繊維の凝集体が存在している場合、その部分が他の部分より盛り上がって見えることで判別ができる。
[3] Aggregation state of carbon fiber in electrode Observation of the aggregation state of carbon fiber was performed by the following method using a scanning electron microscope T-20 (manufactured by JEOL Ltd.).
The sample electrode was pressed at 1 t / cm 2 and set on a sample stage for observation. The sample stage was tilted 30 to 60 ° from the horizontal state and adjusted so that the electrode surface could be seen widely at the minimum magnification (35 times). At that time, the presence or absence of an aggregate of carbon fibers having a diameter of 10 μm or more was observed at the protruding portion (swelled portion) of the sample surface. When an aggregate of carbon fibers is present, it can be determined by the fact that the part appears to be raised from the other part.

また、実施例及び比較例で使用した材料及び機器の種類を以下に示す。
<正極活物質>
LiCoO2(C−5):日本化学工業(株)製、平均粒子径:5μm。
<負極活物質>
MCMB6−28:大阪ガス(株)製、平均粒子径:6μm。
<気相法炭素繊維>
VGCF:昭和電工(株)製
平均繊維径(SEM画像解析より):150nm、
平均繊維長(SEM画像解析より):8μm、
平均アスペクト比:53
分岐度(SEM画像解析より繊維長1μm当たりの分岐数を算出;以下同様 ):約0.1個/μm、
X線C0(学振法により求められる黒鉛結晶の結晶化度):0.6767n m、Lc(結晶子サイズ):48.0nm。
VGCF−S:昭和電工(株)製
平均繊維径(SEM画像解析より):120nm、
平均繊維長(SEM画像解析より):12μm、
平均アスペクト比:100
分岐度:約0.02個/μm、
X線C0:0.6767nm、Lc:48.0nm。
<バインダー>
KF−ポリマー(L#1320):正極用
KF−ポリマー(L#9210):負極用
上記KF−ポリマーには、PVDFがNMP(N−メチル−2−ピロリドン)に溶解した状態で含まれている。いずれも、呉羽化学工業株式会社製。
<溶媒>
NMP:昭和電工(株)製
The types of materials and equipment used in the examples and comparative examples are shown below.
<Positive electrode active material>
LiCoO 2 (C-5): manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd., average particle size: 5 μm.
<Negative electrode active material>
MCMB6-28: Osaka Gas Co., Ltd. average particle size: 6 μm.
<Gas grown carbon fiber>
VGCF: Showa Denko Co., Ltd.
Average fiber diameter (from SEM image analysis): 150 nm,
Average fiber length (from SEM image analysis): 8 μm,
Average aspect ratio: 53
Branching degree (calculated from the SEM image analysis, the number of branches per 1 μm fiber length; the same applies hereinafter): about 0.1 / μm,
X-ray C 0 (crystallinity of graphite crystals determined by the Gakushin method): 0.6767 nm, Lc (crystallite size): 48.0 nm.
VGCF-S: Showa Denko Co., Ltd.
Average fiber diameter (from SEM image analysis): 120 nm,
Average fiber length (from SEM image analysis): 12 μm,
Average aspect ratio: 100
Branching degree: about 0.02 pieces / μm,
X-ray C 0: 0.6767nm, Lc: 48.0nm .
<Binder>
KF-polymer (L # 1320): KF-polymer for positive electrode (L # 9210): for negative electrode The KF-polymer contains PVDF dissolved in NMP (N-methyl-2-pyrrolidone). . Both are made by Kureha Chemical Co., Ltd.
<Solvent>
NMP: Showa Denko Co., Ltd.

<乾式混合機>
ノビルタ:ホソカワミクロン(株)製(周速度:30〜50m/s)
IKAミキサー:Janke&Kunkel GmbH製(混合羽根最大回転数:10,000rpm(周速度:17m/s))
<スラリー混練機>
TK−ハイビスミックスf−Model.03型:プライミクス(株)製
<Dry mixer>
Nobilta: Hosokawa Micron Co., Ltd. (peripheral speed: 30-50 m / s)
IKA mixer: made by Janke & Kunkel GmbH (mixing blade maximum rotation speed: 10,000 rpm (circumferential speed: 17 m / s))
<Slurry kneader>
TK-Hibismix f-Model. 03 type: made by Primics Co., Ltd.

実施例1
LiCoO2とVGCF―Sとを質量比で98:2となるように合計200gを量り採り、ノビルタの混合容器(実効容積:500mL)に入れ、15分間乾式混合を行った。混合羽根の周速度は40m/sであった。
Example 1
A total of 200 g of LiCoO 2 and VGCF-S was weighed to a mass ratio of 98: 2, and placed in a Nobilta mixing container (effective volume: 500 mL), and dry mixed for 15 minutes. The peripheral speed of the mixing blade was 40 m / s.

その後、TK−ハイビスミックスに混合粉体を移し変えて、KF−ポリマー(L#1320)をPVDFが固形分で3質量%となるように加え、混練を行った。その後、NMPを加えながら混練し、最適な塗工粘度となるよう調整した。   Thereafter, the mixed powder was transferred to TK-Hibismix, and KF-polymer (L # 1320) was added so that PVDF was 3% by mass in solid content, and kneading was performed. Then, it knead | mixed, adding NMP, and adjusted so that it might become the optimal coating viscosity.

できあがった上記スラリーを、自動塗工機とドクターブレードを用いて、アルミ箔上に塗布し、その後、ホットプレート(80℃)上で30分間、次いで真空乾燥機(120℃)にて1時間の乾燥を行った。乾燥後、所定の大きさに打抜き、プレス成形機を用いてプレスを行った。この後、再度真空乾燥機(120℃)にて12時間の乾燥を行った。尚、プレス圧は最終的な電極密度が3.0g/cm3となるように調整した。 The resulting slurry was applied onto an aluminum foil using an automatic coater and a doctor blade, then 30 minutes on a hot plate (80 ° C.) and then 1 hour in a vacuum dryer (120 ° C.). Drying was performed. After drying, it was punched to a predetermined size and pressed using a press molding machine. Thereafter, drying was performed again with a vacuum dryer (120 ° C.) for 12 hours. The press pressure was adjusted so that the final electrode density was 3.0 g / cm 3 .

このようにして、正極サンプルを作製し、VGCF−Sの分散状態を観察すると共に、電池評価を行った。分散状態及び電池の評価結果を第1表に示し、また電池評価結果をグラフ化し、図1に示した。   In this way, a positive electrode sample was prepared, and the dispersion state of VGCF-S was observed, and the battery was evaluated. The dispersion state and the battery evaluation results are shown in Table 1, and the battery evaluation results are graphed and shown in FIG.

実施例2
実施例1において、VGCF−Sの代りにVGCFを用いた以外は、実施例1と同様にして正極サンプルを作製し、VGCFの分散状態を観察すると共に、電池評価を行った。分散状態及び電池評価結果を第1表に示し、また電池評価結果をグラフ化し、図1に示した。
Example 2
In Example 1, except that VGCF was used instead of VGCF-S, a positive electrode sample was prepared in the same manner as in Example 1, and the dispersion state of VGCF was observed and the battery was evaluated. The dispersion state and the battery evaluation result are shown in Table 1, and the battery evaluation result is graphed and shown in FIG.

実施例3
MCMB6−28とVGCFを質量比で98:2となるように合計100gを量り採り、ノビルタの混合容器(実効容積:500mL)に入れ、5分間乾式混合を行った。混合羽根の周速度は40m/sであった。これをTK−ハイビスミックスに移し、KF−ポリマーL#9210をPVDFが固形分で5質量%となるように加えて、混練を行った。その後、NMPを加えながら混練し、最適な塗工粘度となるよう調整した。
Example 3
MCMB6-28 and VGCF were weighed in a total of 100 g so that the mass ratio was 98: 2, and placed in a Nobilta mixing container (effective volume: 500 mL), and dry mixed for 5 minutes. The peripheral speed of the mixing blade was 40 m / s. This was transferred to TK-Hibismix, and KF-Polymer L # 9210 was added so that PVDF was 5% by mass in solid content and kneaded. Then, it knead | mixed, adding NMP, and adjusted so that it might become the optimal coating viscosity.

できあがった上記スラリーを、自動塗工機とドクターブレードを用いて、銅箔上に塗布し、その後、ホットプレート(80℃)上で30分間、次いで真空乾燥機(120℃)にて1時間の乾燥を行った。乾燥後、所定の大きさに打抜き、プレス成形機を用いてプレスを行った。この後、再度真空乾燥機(120℃)にて12時間の乾燥を行った。尚、プレス圧は最終的な電極密度が1.5g/cm3となるように調整した。 The resulting slurry was applied onto a copper foil using an automatic coater and a doctor blade, then 30 minutes on a hot plate (80 ° C.) and then 1 hour in a vacuum dryer (120 ° C.). Drying was performed. After drying, it was punched to a predetermined size and pressed using a press molding machine. Thereafter, drying was performed again with a vacuum dryer (120 ° C.) for 12 hours. The press pressure was adjusted so that the final electrode density was 1.5 g / cm 3 .

このようにして、負極サンプルを作製し、VGCFの分散状態を観察すると共に、電池評価を行った。分散状態及び電池評価結果を第2表に示し、また電池評価結果をグラフ化し、図2に示した。   In this way, a negative electrode sample was prepared, the dispersion state of VGCF was observed, and battery evaluation was performed. The dispersion state and the battery evaluation result are shown in Table 2, and the battery evaluation result is graphed and shown in FIG.

比較例1
LiCoO2とVGCF―Sを質量比で98:2となるように合計30gを量り採り、IKAミキサーの混合容器(実効容積:20mL)に入れ、10,000rpm(周速:17m/s)で10秒間乾式混合を行った。その以降は実施例1と同様の過程を経て、正極サンプルを作製した。
Comparative Example 1
A total of 30 g of LiCoO 2 and VGCF-S is weighed to a mass ratio of 98: 2 and placed in a mixing container (effective volume: 20 mL) of IKA mixer, and 10 at 10,000 rpm (peripheral speed: 17 m / s). Dry mixing was performed for 2 seconds. Thereafter, a positive electrode sample was manufactured through the same process as in Example 1.

VGCF−Sの分散状態を観察すると共に、電池評価を行った。分散状態及び電池評価結果を第1表に示し、また電池評価結果をグラフ化し、図1に示した。   While observing the dispersion state of VGCF-S, the battery was evaluated. The dispersion state and the battery evaluation result are shown in Table 1, and the battery evaluation result is graphed and shown in FIG.

比較例2
LiCoO2とVGCFを質量比で98:2となるように合計30gを量り採り、IKAミキサーの混合容器(実効容積:20mL)に入れ、10,000rpm(周速:17m/s)で10秒間乾式混合を行った。それ以降は実施例1と同様の過程を経て、正極サンプルを作製した。
VGCFの分散状態を観察すると共に、電池評価を行った。分散状態及び電池評価結果を第1表に示し、また電池評価結果をグラフ化し、図1に示した。
Comparative Example 2
A total of 30 g of LiCoO 2 and VGCF are weighed to a mass ratio of 98: 2 and placed in a mixing container (effective volume: 20 mL) of an IKA mixer and dry at 10,000 rpm (peripheral speed: 17 m / s) for 10 seconds. Mixing was performed. Thereafter, a positive electrode sample was produced through the same process as in Example 1.
The dispersion state of VGCF was observed and the battery was evaluated. The dispersion state and the battery evaluation result are shown in Table 1, and the battery evaluation result is graphed and shown in FIG.

比較例3
TK−ハイビスミックスにVGCFとKF−ポリマーL#9210を入れ、混練を行った。この混練物にMCMB6−28を添加し、さらに混練を行った。尚、MCMB6−28、VGCF、PVDFの固形分比は、実施例3と同じ条件に合わせた。
Comparative Example 3
VGCF and KF-polymer L # 9210 were added to TK-Hibis mix and kneaded. MCMB6-28 was added to this kneaded material and further kneaded. The solid content ratios of MCMB6-28, VGCF, and PVDF were adjusted to the same conditions as in Example 3.

次に、NMPを加えながら混練し、以降は実施例3と同じ過程を経て、負極サンプルを作製した。   Next, the mixture was kneaded while adding NMP, and thereafter, the same process as in Example 3 was followed to produce a negative electrode sample.

VGCFの分散状態を観察すると共に、電池評価を行った。分散状態及び電池評価結果を第2表に示し、また電池評価結果をグラフ化し、図2に示した。   The dispersion state of VGCF was observed and the battery was evaluated. The dispersion state and the battery evaluation result are shown in Table 2, and the battery evaluation result is graphed and shown in FIG.

比較例4
MCMB6−28とVGCFを質量比で98:2となるように合計15gを量り採り、IKAミキサーの混合容器(実効容積:20mL)に入れ、10,000rpm(周速:17m/s)で5秒間乾式混合を行った。以降は実施例3と同じ過程を経て、負極サンプルを作製した。なお、比較例で4は、特開2007−42620号公報の実施例7で実施した混合方法を参考にした方法を採用している。
Comparative Example 4
MCMB6-28 and VGCF are weighed in a total ratio of 15 g so that the mass ratio is 98: 2, placed in an IKA mixer mixing vessel (effective volume: 20 mL), and 10,000 rpm (peripheral speed: 17 m / s) for 5 seconds. Dry mixing was performed. Thereafter, through the same process as in Example 3, a negative electrode sample was produced. In Comparative Example 4, a method based on the mixing method implemented in Example 7 of JP 2007-42620 A is adopted.

VGCFの分散状態を観察すると共に、電池評価を行った。分散状態及び電池評価結果を第2表に示し、また電池評価結果をグラフ化し、図2に示した。   The dispersion state of VGCF was observed and the battery was evaluated. The dispersion state and the battery evaluation result are shown in Table 2, and the battery evaluation result is graphed and shown in FIG.

Figure 2009016265
Figure 2009016265

Figure 2009016265
Figure 2009016265

第1表、第2表及び図1、図2から分かるように、本発明の電極及び電極の製造方法により、大電流負荷特性に優れるリチウム系二次電池を実現することができる。
なお、上記表中の「>20」とは、10μm以上の凝集体が20個を超えて存在することを意味する。
As can be seen from Tables 1 and 2 and FIGS. 1 and 2, a lithium secondary battery having excellent large current load characteristics can be realized by the electrode and the electrode manufacturing method of the present invention.
In addition, “> 20” in the above table means that there are more than 20 aggregates of 10 μm or more.

実施例および比較例における放電容量と放電電流レートとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the discharge capacity and discharge current rate in an Example and a comparative example. 実施例および比較例における放電容量と放電電流レートとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the discharge capacity and discharge current rate in an Example and a comparative example.

Claims (15)

リチウムイオンを吸蔵・放出可能な電極活物質(A)、炭素系導電助材(B)及びバインダー(C)を含むリチウム系電池用電極であって、
前記電極活物質(A)の平均粒子径が10μm以下であり、
前記炭素系導電助材(B)の含有量が0.5〜20質量%であり、
前記炭素系導電助材(B)が平均繊維径5〜200nm、平均繊維長1〜20μmの炭素繊維を含み、その炭素繊維が10μm以上の大きさに凝集していない状態で存在しているリチウム系電池用電極。
An electrode for a lithium battery comprising an electrode active material (A) capable of inserting and extracting lithium ions, a carbon-based conductive additive (B) and a binder (C),
The electrode active material (A) has an average particle size of 10 μm or less,
Content of the said carbon-type conductive support material (B) is 0.5-20 mass%,
The carbon-based conductive additive (B) contains carbon fibers having an average fiber diameter of 5 to 200 nm and an average fiber length of 1 to 20 μm, and the carbon fibers are present in a state where they are not aggregated to a size of 10 μm or more. Battery electrode.
前記電極活物質(A)が、正極用の電極活物質であって、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物からなる請求項1に記載のリチウム系電池用電極。   2. The electrode for a lithium-based battery according to claim 1, wherein the electrode active material (A) is an electrode active material for a positive electrode and is made of a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions. 前記電極活物質(A)が、負極用の電極活物質であって、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料からなる請求項1に記載のリチウム系電池用電極。   2. The electrode for a lithium-based battery according to claim 1, wherein the electrode active material (A) is an electrode active material for a negative electrode and is made of a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions. 前記炭素繊維が、2000℃以上の温度で熱処理されてなる黒鉛系炭素繊維である請求項1〜3のいずれか1項に記載のリチウム系電池用電極。   The lithium-based battery electrode according to any one of claims 1 to 3, wherein the carbon fiber is a graphite-based carbon fiber that is heat-treated at a temperature of 2000 ° C or higher. 請求項1に記載のリチウム系電池用電極を製造する方法であって、下記順次工程:
(a)電極活物質(A)と、炭素繊維を含む炭素系導電助材(B)とを乾式混合して乾式混合物を得る乾式混合工程、
(b)前記乾式混合物と、バインダー(C)を含有する溶液または分散液と、溶媒とを混練して電極形成材料を調製する電極形成材料調製工程、
(c)前記電極形成材料を集電体上に塗布する塗布工程、
を含むリチウム系電池用電極の製造方法。
It is a method of manufacturing the electrode for lithium type batteries of Claim 1, Comprising: The following sequential processes:
(A) a dry mixing step of dry mixing the electrode active material (A) and the carbon-based conductive additive (B) containing carbon fiber to obtain a dry mixture;
(B) an electrode-forming material preparation step of preparing an electrode-forming material by kneading the dry mixture, a solution or dispersion containing the binder (C), and a solvent;
(C) a coating step of coating the electrode forming material on a current collector;
The manufacturing method of the electrode for lithium type batteries containing this.
前記(a)乾式混合工程において、前記炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成しないように、前記電極活物質(A)と、前記炭素繊維を含む炭素系導電助材(B)とを乾式混合する請求項5に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。   In the (a) dry mixing step, the electrode active material (A) and the carbon-based conductive additive (B) containing the carbon fiber so that the carbon fiber does not form an aggregate having a size of 10 μm or more; The method for producing an electrode for a lithium battery according to claim 5, wherein dry mixing is performed. 前記(a)乾式混合工程における乾式混合が、混合羽根を有する容器内で、当該混合羽根により前記炭素繊維が10μm以上の大きさの凝集体を形成しないような剪断力を与える処理である請求項6に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。   The dry mixing in the (a) dry mixing step is a process of applying a shearing force so that the carbon fiber does not form an aggregate having a size of 10 μm or more by the mixing blade in a container having a mixing blade. 6. A method for producing an electrode for a lithium battery according to 6. 前記容器内での前記混合羽根の周速度が、20m/s以上である請求項7に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。   The method for producing an electrode for a lithium-based battery according to claim 7, wherein a peripheral speed of the mixing blade in the container is 20 m / s or more. 前記電極活物質(A)が、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なリチウム含有金属酸化物である請求項5〜8のいずれか1項に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。   The method for producing an electrode for a lithium battery according to any one of claims 5 to 8, wherein the electrode active material (A) is a lithium-containing metal oxide capable of inserting and extracting lithium ions. 前記電極活物質(A)が、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な炭素材料である請求項5〜8のいずれか1項に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。   The method for producing an electrode for a lithium battery according to any one of claims 5 to 8, wherein the electrode active material (A) is a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions. 前記炭素繊維が、2000℃以上の温度で熱処理されてなる黒鉛系炭素繊維である請求項5〜10のいずれか1項に記載のリチウム系電池用電極の製造方法。   The method for producing an electrode for a lithium-based battery according to any one of claims 5 to 10, wherein the carbon fiber is a graphite-based carbon fiber that is heat-treated at a temperature of 2000 ° C or higher. 請求項5〜11のいずれか1項に記載の製造方法により得られるリチウム系電池用電極。   The electrode for lithium type batteries obtained by the manufacturing method of any one of Claims 5-11. 請求項1〜4のいずれか1項に記載のリチウム系電池用電極を構成要素として含むリチウム系電池。   The lithium battery which contains the electrode for lithium batteries of any one of Claims 1-4 as a component. 非水系電解液及び/又は非水系ポリマー電解質を有し、これらに用いられる非水系溶媒が、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート及びビニレンカーボネートの中から選ばれる少なくとも一種を含むものである請求項13に記載のリチウム系電池。   Non-aqueous electrolyte solution and / or non-aqueous polymer electrolyte is used, and the non-aqueous solvent used for these is selected from ethylene carbonate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and vinylene carbonate The lithium battery according to claim 13, comprising at least one kind. 請求項5〜11のいずれか1項に記載の製造方法により、使用する電極を製造する工程を含むリチウム系電池の製造方法。   The manufacturing method of a lithium battery including the process of manufacturing the electrode to be used by the manufacturing method of any one of Claims 5-11.
JP2007178840A 2007-07-06 2007-07-06 Electrode for lithium battery, manufacturing method of electrode for lithium battery, lithium battery, and manufacturing method for lithium battery Pending JP2009016265A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007178840A JP2009016265A (en) 2007-07-06 2007-07-06 Electrode for lithium battery, manufacturing method of electrode for lithium battery, lithium battery, and manufacturing method for lithium battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007178840A JP2009016265A (en) 2007-07-06 2007-07-06 Electrode for lithium battery, manufacturing method of electrode for lithium battery, lithium battery, and manufacturing method for lithium battery

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2009016265A true JP2009016265A (en) 2009-01-22

Family

ID=40356908

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007178840A Pending JP2009016265A (en) 2007-07-06 2007-07-06 Electrode for lithium battery, manufacturing method of electrode for lithium battery, lithium battery, and manufacturing method for lithium battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2009016265A (en)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009105863A1 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Hydro-Quebec Composite electrode material
JP2010192185A (en) * 2009-02-17 2010-09-02 Toyota Motor Corp Lithium secondary cell and manufacturing method therefor
JP2010232077A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Toyota Industries Corp Electrode for nonaqueous secondary battery and method for manufacturing the same
DE112012000825T5 (en) 2011-02-16 2013-12-24 Showa Denko K.K. Electrode for a lithium accumulator and lithium accumulator
WO2014073470A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 株式会社 村田製作所 Positive electrode material, secondary battery, method for producing positive electrode material, and method for manufacturing secondary battery
WO2014073469A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 株式会社 村田製作所 Positive electrode material, all-solid-state battery, and method for producing positive electrode material and all-solid-state battery
WO2014073468A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 株式会社 村田製作所 All-solid-state battery and method for producing same
EP2770560A1 (en) 2013-02-20 2014-08-27 Showa Denko K.K. Method of manufacturing battery electrode
WO2014141552A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Necエナジーデバイス株式会社 Method for manufacturing paste for manufacturing negative electrode, method for manufacturing negative electrode for lithium ion secondary cell, negative electrode for lithium ion secondary cell, and lithium ion secondary cell
US9065116B2 (en) 2010-04-22 2015-06-23 Hitachi Maxell, Ltd. Lithium secondary battery positive electrode and lithium secondary battery
JP2015181090A (en) * 2014-03-05 2015-10-15 日本ケミコン株式会社 Method for manufacturing electrode
CN107004838A (en) * 2014-12-24 2017-08-01 Nec 能源元器件株式会社 Preparation method for the paste for preparing negative pole, the preparation method of negative pole for lithium rechargeable battery, negative pole and lithium rechargeable battery for lithium rechargeable battery
KR20190045198A (en) 2016-09-07 2019-05-02 덴카 주식회사 Conductive composition for electrode and electrode, battery using same
CN110114915A (en) * 2016-12-22 2019-08-09 I&T新材料株式会社 The electrode and its manufacturing method of electrical storage device
US10714746B2 (en) 2014-08-11 2020-07-14 Denka Company Limited Conductive composition for electrode, electrode using same, and lithium ion secondary battery
JP2021051967A (en) * 2019-09-26 2021-04-01 住友大阪セメント株式会社 Positive electrode material paste for lithium ion polymer battery, positive electrode for lithium ion polymer battery, and lithium ion polymer battery
WO2022086103A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Electrode for secondary battery, secondary battery including same, and electrode manufacturing method
DE112021005702T5 (en) 2020-10-29 2023-08-17 Gs Yuasa International Ltd. ELECTRODE, ENERGY STORAGE DEVICE AND ENERGY STORAGE DEVICE

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH113710A (en) * 1997-06-10 1999-01-06 Hitachi Maxell Ltd Lithium secondary battery
JP2004200001A (en) * 2002-12-18 2004-07-15 Kashima Oil Co Ltd Composite carbon material for negative electrode of lithium ion secondary battery and method for producing the same
JP2005222933A (en) * 2004-01-05 2005-08-18 Showa Denko Kk Negative electrode material for lithium battery and lithium battery
JP2006077214A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Lignyte Co Ltd Carbon / phenolic resin composite material, carbon / phenolic resin composite cured material, carbon / phenolic resin composite carbonized material, fuel cell separator, conductive resin composition, battery electrode, electric double layer capacitor
JP2006236658A (en) * 2005-02-23 2006-09-07 Sanyo Electric Co Ltd Manufacturing method of electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte battery
JP2006269302A (en) * 2005-03-24 2006-10-05 Mitsubishi Chemicals Corp Annealed lithium cobalt composite oxide and manufacturing method thereof, positive electrode active material using annealed lithium cobalt composite oxide, and lithium secondary battery
JP2007042620A (en) * 2005-07-04 2007-02-15 Showa Denko Kk Negative electrode for lithium secondary battery, manufacturing method of negative electrode composition, and lithium secondary battery
JP2007087841A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Sanyo Electric Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2007109628A (en) * 2005-09-15 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd Battery electrode and manufacturing method thereof
JP2007227138A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2008034377A (en) * 2006-06-27 2008-02-14 Kao Corp Method for producing composite material for positive electrode of lithium battery
WO2008136361A1 (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode for secondary battery, its manufacturing method, and secondary battery
JP2008300189A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Fuji Heavy Ind Ltd Electrode constituent material, electrode using the same, and lithium ion secondary battery

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH113710A (en) * 1997-06-10 1999-01-06 Hitachi Maxell Ltd Lithium secondary battery
JP2004200001A (en) * 2002-12-18 2004-07-15 Kashima Oil Co Ltd Composite carbon material for negative electrode of lithium ion secondary battery and method for producing the same
JP2005222933A (en) * 2004-01-05 2005-08-18 Showa Denko Kk Negative electrode material for lithium battery and lithium battery
JP2006077214A (en) * 2004-09-13 2006-03-23 Lignyte Co Ltd Carbon / phenolic resin composite material, carbon / phenolic resin composite cured material, carbon / phenolic resin composite carbonized material, fuel cell separator, conductive resin composition, battery electrode, electric double layer capacitor
JP2006236658A (en) * 2005-02-23 2006-09-07 Sanyo Electric Co Ltd Manufacturing method of electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery, and nonaqueous electrolyte battery
JP2006269302A (en) * 2005-03-24 2006-10-05 Mitsubishi Chemicals Corp Annealed lithium cobalt composite oxide and manufacturing method thereof, positive electrode active material using annealed lithium cobalt composite oxide, and lithium secondary battery
JP2007042620A (en) * 2005-07-04 2007-02-15 Showa Denko Kk Negative electrode for lithium secondary battery, manufacturing method of negative electrode composition, and lithium secondary battery
JP2007109628A (en) * 2005-09-15 2007-04-26 Nissan Motor Co Ltd Battery electrode and manufacturing method thereof
JP2007087841A (en) * 2005-09-26 2007-04-05 Sanyo Electric Co Ltd Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2007227138A (en) * 2006-02-23 2007-09-06 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte secondary battery electrode and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same
JP2008034377A (en) * 2006-06-27 2008-02-14 Kao Corp Method for producing composite material for positive electrode of lithium battery
WO2008136361A1 (en) * 2007-04-27 2008-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Electrode for secondary battery, its manufacturing method, and secondary battery
JP2008300189A (en) * 2007-05-31 2008-12-11 Fuji Heavy Ind Ltd Electrode constituent material, electrode using the same, and lithium ion secondary battery

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009105863A1 (en) * 2008-02-28 2009-09-03 Hydro-Quebec Composite electrode material
US8652361B2 (en) 2008-02-28 2014-02-18 Hydro-Quebec Composite electrode material
US9905839B2 (en) 2008-02-28 2018-02-27 Hydro-Quebec Composite electrode material
JP2010192185A (en) * 2009-02-17 2010-09-02 Toyota Motor Corp Lithium secondary cell and manufacturing method therefor
JP2010232077A (en) * 2009-03-27 2010-10-14 Toyota Industries Corp Electrode for nonaqueous secondary battery and method for manufacturing the same
US9065116B2 (en) 2010-04-22 2015-06-23 Hitachi Maxell, Ltd. Lithium secondary battery positive electrode and lithium secondary battery
DE112012000825B4 (en) 2011-02-16 2019-02-21 Showa Denko K.K. Electrode for a lithium accumulator and lithium accumulator
US9337491B2 (en) 2011-02-16 2016-05-10 Showa Denko K.K. Electrode for a lithium battery and lithium battery
DE112012000825T5 (en) 2011-02-16 2013-12-24 Showa Denko K.K. Electrode for a lithium accumulator and lithium accumulator
WO2014073468A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 株式会社 村田製作所 All-solid-state battery and method for producing same
WO2014073469A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 株式会社 村田製作所 Positive electrode material, all-solid-state battery, and method for producing positive electrode material and all-solid-state battery
WO2014073470A1 (en) * 2012-11-07 2014-05-15 株式会社 村田製作所 Positive electrode material, secondary battery, method for producing positive electrode material, and method for manufacturing secondary battery
JPWO2014073470A1 (en) * 2012-11-07 2016-09-08 株式会社村田製作所 Positive electrode material, secondary battery and manufacturing method thereof
JPWO2014073469A1 (en) * 2012-11-07 2016-09-08 株式会社村田製作所 Positive electrode material, all solid state battery, and manufacturing method thereof
JPWO2014073468A1 (en) * 2012-11-07 2016-09-08 株式会社村田製作所 All-solid battery and method for manufacturing the same
EP2770560A1 (en) 2013-02-20 2014-08-27 Showa Denko K.K. Method of manufacturing battery electrode
JP2014160590A (en) * 2013-02-20 2014-09-04 Showa Denko Kk Method of manufacturing electrode for battery
US10290854B2 (en) 2013-03-15 2019-05-14 Nec Energy Devices, Ltd. Method of manufacturing paste for manufacturing of negative electrode, method of manufacturing negative electrode for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
CN105027333A (en) * 2013-03-15 2015-11-04 Nec能源元器件株式会社 Method for manufacturing paste for manufacturing negative electrode, method for manufacturing negative electrode for lithium ion secondary cell, negative electrode for lithium ion secondary cell, and lithium ion secondary cell
JPWO2014141552A1 (en) * 2013-03-15 2017-02-16 Necエナジーデバイス株式会社 Method for producing paste for negative electrode production, method for producing negative electrode for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
US20160013473A1 (en) * 2013-03-15 2016-01-14 Nec Energy Devices, Ltd. Method of manufacturing paste for manufacturing of negative electrode, method of manufacturing negative electrode for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
WO2014141552A1 (en) * 2013-03-15 2014-09-18 Necエナジーデバイス株式会社 Method for manufacturing paste for manufacturing negative electrode, method for manufacturing negative electrode for lithium ion secondary cell, negative electrode for lithium ion secondary cell, and lithium ion secondary cell
JP2015181090A (en) * 2014-03-05 2015-10-15 日本ケミコン株式会社 Method for manufacturing electrode
US10714746B2 (en) 2014-08-11 2020-07-14 Denka Company Limited Conductive composition for electrode, electrode using same, and lithium ion secondary battery
CN107004838A (en) * 2014-12-24 2017-08-01 Nec 能源元器件株式会社 Preparation method for the paste for preparing negative pole, the preparation method of negative pole for lithium rechargeable battery, negative pole and lithium rechargeable battery for lithium rechargeable battery
US10700356B2 (en) * 2014-12-24 2020-06-30 Envision Aesc Energy Devices Ltd. Method for producing paste for production of negative electrodes, method for producing negative electrode for lithium ion secondary batteries, negative electrode for lithium secondary batteries, and lithium ion secondary battery
US20170331110A1 (en) * 2014-12-24 2017-11-16 Nec Energy Devices, Ltd. Method of producing paste for production of negative electrode, method of producing negative electrode for lithium ion secondary battery, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery
CN107004838B (en) * 2014-12-24 2020-08-14 远景Aesc能源元器件有限公司 Preparation method of paste for preparing negative electrode
KR20190045198A (en) 2016-09-07 2019-05-02 덴카 주식회사 Conductive composition for electrode and electrode, battery using same
US11264616B2 (en) 2016-09-07 2022-03-01 Denka Company Limited Conductive composition for electrodes, and electrode and battery using same
CN110114915A (en) * 2016-12-22 2019-08-09 I&T新材料株式会社 The electrode and its manufacturing method of electrical storage device
CN110114915B (en) * 2016-12-22 2022-06-10 俊杰金属及太阳能材料有限公司 Electrode for electricity storage device and method for manufacturing same
JP2021051967A (en) * 2019-09-26 2021-04-01 住友大阪セメント株式会社 Positive electrode material paste for lithium ion polymer battery, positive electrode for lithium ion polymer battery, and lithium ion polymer battery
WO2022086103A1 (en) * 2020-10-21 2022-04-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Electrode for secondary battery, secondary battery including same, and electrode manufacturing method
DE112021005702T5 (en) 2020-10-29 2023-08-17 Gs Yuasa International Ltd. ELECTRODE, ENERGY STORAGE DEVICE AND ENERGY STORAGE DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5389652B2 (en) Negative electrode for lithium secondary battery, method for producing carbon negative electrode active material, lithium secondary battery and use thereof
JP2009016265A (en) Electrode for lithium battery, manufacturing method of electrode for lithium battery, lithium battery, and manufacturing method for lithium battery
JP6088824B2 (en) Lithium battery electrode and lithium battery
JP6655268B2 (en) Electrode mixture layer for non-aqueous electrolyte secondary battery containing fibrous carbon, electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery including the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery
JP4084353B2 (en) Method for producing composition for negative electrode material for lithium battery
KR101550249B1 (en) Method of manufacturing cell electrode
JP3958781B2 (en) Negative electrode for lithium secondary battery, method for producing negative electrode composition, and lithium secondary battery
WO2022009915A1 (en) Carbon nanotubes, carbon nanotube dispersion liquid, and nonaqueous electrolyte secondary battery using same
EP2950375B1 (en) Ultra-fine fibrous carbon for non-aqueous electrolyte secondary battery, ultra-fine fibrous carbon aggregate, composite body, and electrode active material layer
JP2008016456A (en) Negative electrode material for lithium battery and lithium battery
JP2017063013A (en) Electrode mixture layer for nonaqueous electrolyte secondary battery, electrode for nonaqueous electrolyte secondary battery and nonaqueous electrolyte secondary battery
KR101276145B1 (en) Method for producing anode for lithium secondary battery and anode composition, and lithium secondary battery
JP7416180B1 (en) Carbon materials, carbon material dispersion compositions, composite slurries, electrode films, secondary batteries, and vehicles
JP6666088B2 (en) Composites suitable for non-aqueous electrolyte secondary batteries
JP2024058944A (en) Negative electrode mixture, negative electrode manufacturing method, negative electrode, and secondary battery
KR102924485B1 (en) Carbon nanotubes, carbon nanotube dispersions, and non-aqueous electrolyte secondary batteries using them
WO2025183133A1 (en) Conductivity aid, conductivity aid dispersion, negative electrode mixture slurry, negative electrode mixture layer, negative electrode, and lithium ion battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100402

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120912

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121002

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121203

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130903