JP2020187991A - Conductive material dispersion and utilization thereof - Google Patents

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Abstract

To provide a conductive material dispersion having high dispersibility, a conductive material-containing resin composition and a slurry of a mixture material which are arranged for obtaining an electrode film high in adhesion and conductivity and more specifically, a nonaqueous electrolyte secondary battery having superior rate and cycle characteristics.SOLUTION: A conductive material dispersion for a nonaqueous electrolyte secondary battery comprises a conductive material (A), a dispersion medium (B) and a dispersant (C). The dispersant (C) is a copolymer containing a (meth)acrylonitrile-originating unit, and one or more monomer units selected from a group consisting of an active hydrogen group-containing monomer, a basic monomer and a (meth)acrylic acid alkyl ester. The copolymer contains 40-99 mass% of the (meth)acrylonitrile-originating unit. The conductive material dispersion has a weight-average molecular weight of 5000-50000.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、導電材分散体に関する。さらに詳しくは、導電材分散体、導電材分散体とバインダー樹脂とを含む導電材含有樹脂組成物、導電材分散体とバインダー樹脂と活物質とを含む合材スラリー、それを膜状に形成してなる電極膜、電極膜と電解質とを具備してなる非水電解質二次電池に関する。 The present invention relates to a conductive material dispersion. More specifically, a conductive material dispersion, a conductive material-containing resin composition containing a conductive material dispersion and a binder resin, a mixed material slurry containing a conductive material dispersion, a binder resin and an active material, and a film-like form thereof are formed. The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising an electrode film, an electrode film, and an electrolyte.

電気自動車の普及や携帯機器の小型軽量化及び高性能化に伴い、高いエネルギー密度を有する二次電池、さらに、その二次電池の高容量化が求められている。このような背景の下で高エネルギー密度、高電圧という特徴から非水系電解液を用いる非水電解質二次電池が多くの機器に使われるようになっており、特にリチウムイオン二次電池が注目されている。 With the widespread use of electric vehicles, the reduction in size and weight of mobile devices, and the increase in performance, secondary batteries having a high energy density and the capacity of the secondary batteries are required to be increased. Against this background, non-aqueous electrolyte secondary batteries that use non-aqueous electrolytes have come to be used in many devices due to their characteristics of high energy density and high voltage, and lithium-ion secondary batteries are particularly attracting attention. ing.

リチウムイオン二次電池に用いられる負極材料としては、リチウム(Li)に近い卑な電位で単位質量あたりの充放電容量の大きい黒鉛に代表される炭素材料が用いられている。しかしながら、これらの電極材料は質量当たりの充放電容量が理論値に近いところまで使われており、電池のエネルギー密度は限界に近づいている。そこで、電池内部の放電容量には寄与しない導電材やバインダーを減らす試みが行われている。 As the negative electrode material used for the lithium ion secondary battery, a carbon material typified by graphite having a low potential close to that of lithium (Li) and a large charge / discharge capacity per unit mass is used. However, these electrode materials are used to the point where the charge / discharge capacity per mass is close to the theoretical value, and the energy density of the battery is approaching the limit. Therefore, attempts have been made to reduce conductive materials and binders that do not contribute to the discharge capacity inside the battery.

導電材としては、カーボンブラック、ケッチェンブラック、フラーレン、グラフェン、微細炭素材料等が使用されている。特に微細炭素繊維の一種であるカーボンナノチューブが多く使用されている。例えば、黒鉛やシリコン負極にカーボンナノチューブを添加することにより、電極抵抗を低減したり、電池の負荷抵抗を改善したり、電極の強度を上げたり、電極の膨張収縮性を上げることで、リチウムイオン二次電池のサイクル寿命を向上させている。(例えば、特許文献1、2および3参照)また、正極にカーボンナノチューブを添加することにより、電極抵抗を低減する検討も行われている。(例えば、特許文献4および5参照)中でも、外径10nm〜数10nmの多層カーボンナノチューブは比較的安価であり、実用化が期待されている。 As the conductive material, carbon black, Ketjen black, fullerene, graphene, fine carbon material and the like are used. In particular, carbon nanotubes, which are a type of fine carbon fibers, are often used. For example, by adding carbon nanotubes to graphite or silicon negative electrodes, electrode resistance can be reduced, battery load resistance can be improved, electrode strength can be increased, and electrode expansion / contraction properties can be increased to increase lithium ions. The cycle life of the secondary battery is improved. (See, for example, Patent Documents 1, 2 and 3) Further, studies have been conducted to reduce the electrode resistance by adding carbon nanotubes to the positive electrode. Among them (see, for example, Patent Documents 4 and 5), multi-walled carbon nanotubes having an outer diameter of 10 nm to several tens of nm are relatively inexpensive and are expected to be put into practical use.

比表面積の大きな導電材を用いると、少量で効率的に導電ネットワークを形成することができ、リチウムイオン二次電池用の正極および負極中に含まれる導電材量を低減することができる。しかしながら、比表面積の大きな導電材は凝集力が強く分散が困難であるため、十分な分散性を有する導電材分散体を得ることができなかった。 When a conductive material having a large specific surface area is used, a conductive network can be efficiently formed with a small amount, and the amount of the conductive material contained in the positive electrode and the negative electrode for a lithium ion secondary battery can be reduced. However, since a conductive material having a large specific surface area has a strong cohesive force and is difficult to disperse, it has not been possible to obtain a conductive material dispersion having sufficient dispersibility.

そこで、様々な分散剤を用いて導電材を分散安定化する方法が提案されている。例えば、水溶性高分子ポリビニルピロリドン等のポリマー系分散剤を用いた水及びNMP(N−メチル−2−ピロリドン)への分散が提案されている(特許文献4および5参照)。 Therefore, a method of dispersing and stabilizing the conductive material by using various dispersants has been proposed. For example, dispersion in water and NMP (N-methyl-2-pyrrolidone) using a polymer-based dispersant such as the water-soluble polymer polyvinylpyrrolidone has been proposed (see Patent Documents 4 and 5).

また、引用文献6では、ニトリル基含有単量体単位および(メタ)アクリル酸エステル単量体単位を含む粒子状重合体を分散剤として用いた水系の導電材分散体が提案されているが、比表面積の大きな導電材を分散するためには多量の分散剤を使用する必要があった。 Further, in Cited Document 6, an aqueous conductive material dispersion using a particulate polymer containing a nitrile group-containing monomer unit and a (meth) acrylic acid ester monomer unit as a dispersant has been proposed. It was necessary to use a large amount of dispersant in order to disperse the conductive material having a large specific surface area.

したがって、比表面積の大きな導電材を分散媒に高濃度かつ均一に分散した導電材分散体を得ることは、用途拡大に向けた重要な課題であった。 Therefore, obtaining a conductive material dispersion in which a conductive material having a large specific surface area is uniformly dispersed in a dispersion medium at a high concentration has been an important issue for expanding applications.

特開平4−155776号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-155776 特開平4−237971号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 4-237971 特開2004−178922号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-178922 特開2011−70908号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2011-070908 特開2005−162877号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-162877 特開2017−10821号公報JP-A-2017-10821

本発明が解決しようとする課題は、密着性および導電性の高い電極膜を得るために、高い分散性を有する導電材分散体、導電材含有樹脂組成物および合材スラリーを提供することである。さらに詳しくは、優れたレート特性およびサイクル特性を有する非水電解質二次電池を提供することである。 An object to be solved by the present invention is to provide a conductive material dispersion, a conductive material-containing resin composition, and a mixed material slurry having high dispersibility in order to obtain an electrode film having high adhesion and conductivity. .. More specifically, it is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent rate characteristics and cycle characteristics.

本発明者らは、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、導電材(A)と、分散媒(B)と、分散剤(C)とを含む導電材分散体であって、分散剤(C)が(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、ならびに活性水素基含有モノマー、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含む共重合体であり、前記共重合体中、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を40〜99質量%含み、重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする非水電解質二次電池用導電材分散体を用いることで、密着性、導電性の高い電極膜および優れたレート特性およびサイクル特性を有する非水電解質二次電池を得ることを見出し、本発明に至った。 As a result of diligent studies in order to solve the above problems, the present inventors have found a conductive material dispersion containing a conductive material (A), a dispersion medium (B), and a dispersant (C). , The dispersant (C) comprises a unit derived from (meth) acrylonitrile, and one or more monomer units selected from the group consisting of active hydrogen group-containing monomers, basic monomers, and (meth) acrylic acid alkyl esters. For a non-aqueous electrolyte secondary battery, which is a copolymer and contains 40 to 99% by mass of a unit derived from the (meth) acrylonitrile in the copolymer and has a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000. We have found that a non-aqueous electrolyte secondary battery having an electrode film having high adhesion and conductivity and excellent rate characteristics and cycle characteristics can be obtained by using a conductive material dispersion, and have reached the present invention.

すなわち、本発明は、導電材(A)と、分散媒(B)と、分散剤(C)とを含む導電材分散体であって、分散剤(C)が(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、ならびに活性水素基含有モノマー、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含む共重合体であり、前記共重合体中、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を40〜99質量%含み、重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする非水電解質二次電池用導電材分散体に関する。 That is, the present invention is a conductive material dispersion containing a conductive material (A), a dispersion medium (B), and a dispersant (C), in which the dispersant (C) is a unit derived from (meth) acrylonitrile. , And one or more monomer units selected from the group consisting of an active hydrogen group-containing monomer, a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester, and the above-mentioned (meth) in the copolymer. ) The present invention relates to a conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises 40 to 99% by mass of a unit derived from acrylonitrile and has a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000.

また本発明は、分散剤(C)のアクリロニトリルに由来する単位が、環状構造を有することを特徴とすることを非水電解質二次電池用導電材分散体に関する。 The present invention also relates to a conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that the unit derived from acrylonitrile of the dispersant (C) has a cyclic structure.

また本発明は、導電材(A)がカーボンブラックであることを特徴とする請求項1または2記載の非水電解質二次電池用導電材分散体に関する。 The present invention also relates to the conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the conductive material (A) is carbon black.

また本発明は、さらに、無機金属塩、無機塩基および有機塩基からなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする二次電池用導電材分散体に関する。 The present invention further relates to a conductive material dispersion for a secondary battery, which further comprises at least one selected from the group consisting of an inorganic metal salt, an inorganic base and an organic base.

また本発明は、導電材分散体と、バインダー樹脂(D)とを含む導電材含有樹脂組成物に関する。 The present invention also relates to a conductive material-containing resin composition containing a conductive material dispersion and a binder resin (D).

また本発明は、導電材含有樹脂組成物と、活物質(E)とを含むことを特徴とする合材スラリーに関する。 The present invention also relates to a mixed material slurry characterized by containing a conductive material-containing resin composition and an active material (E).

また本発明は、合材スラリーを膜状に形成してなる電極膜(F)に関する。 The present invention also relates to an electrode film (F) formed by forming a mixture slurry in the form of a film.

また本発明は、正極と、負極と、イオンが移動可能な電解質とを具備してなる非水電解質二次電池であって、正極または負極の少なくとも一方が、電極膜(F)を含むことを特徴とする非水電解質二次電池に関する。 Further, the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte in which ions can move, and at least one of the positive electrode and the negative electrode includes an electrode film (F). It relates to a characteristic non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明の導電材分散体を使用することにより、導電性および密着性に優れた導電材含有樹脂組成物、合材スラリー、電極膜が得られる。また、レート特性およびサイクル特性に優れた非水電解質二次電池が得られる。よって、高い導電性、密着性、耐久性が求められる様々な用途分野において、本発明の非水電解質二次電池を使用することが可能である。 By using the conductive material dispersion of the present invention, a conductive material-containing resin composition, a mixture slurry, and an electrode film having excellent conductivity and adhesion can be obtained. In addition, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent rate characteristics and cycle characteristics can be obtained. Therefore, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention can be used in various application fields where high conductivity, adhesion, and durability are required.

以下、本発明の非水電解質二次電池用導電材分散体、導電材含有樹脂組成物、合材スラリーおよびそれを膜状に形成してなる電極膜、非水電解質二次電池について詳しく説明する。 Hereinafter, the conductive material dispersion for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the conductive material-containing resin composition, the mixture slurry, the electrode film formed by forming the mixture in the form of a film, and the non-aqueous electrolyte secondary battery will be described in detail. ..

<非水電解質二次電池用導電材分散体>
本実施形態の非水電解質二次電池用導電材分散体は、少なくとも、導電材(A)と、分散媒(B)と、分散剤(C)とを含むことを特徴とする。
<Conducting material dispersion for non-aqueous electrolyte secondary batteries>
The conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment is characterized by containing at least a conductive material (A), a dispersion medium (B), and a dispersant (C).

(導電材(A))
本実施形態の導電材(A)は、例えば金、銀、銅、銀メッキ銅粉、銀−銅複合粉、銀−銅合金、アモルファス銅、ニッケル、クロム、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、インジウム、ケイ素、アルミニウム、タングステン、モルブテン、白金等の金属粉、これらの金属で被覆した無機物粉体、酸化銀、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化ルテニウム等の金属酸化物の粉末、これらの金属酸化物で被覆した無機物粉末、およびカーボンブラック、グラファイト等を用いることができる。カーボンブラックについては中性、酸性、塩基性等のあらゆるカーボンブラックを使用することができる。これらの導電材は、1種または2種以上組み合わせて用いても良い。これらの導電材の中でも、カーボンブラックが好ましい。
(Conductive material (A))
The conductive material (A) of the present embodiment is, for example, gold, silver, copper, silver-plated copper powder, silver-copper composite powder, silver-copper alloy, amorphous copper, nickel, chromium, palladium, rhodium, ruthenium, indium, silicon. , Metal powders such as aluminum, tungsten, morphten, platinum, inorganic powders coated with these metals, powders of metal oxides such as silver oxide, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, ruthenium oxide, these metal oxides. Inorganic powder coated with, carbon black, graphite and the like can be used. As for carbon black, any carbon black such as neutral, acidic, and basic can be used. These conductive materials may be used alone or in combination of two or more. Among these conductive materials, carbon black is preferable.

本実施形態のカーボンブラックとしては、市販のアセチレンブラック、ファーネスブラック、中空カーボンブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、ケッチェンブラックなど各種のものを用いることができる。また、通常行われている酸化処理されたカーボンブラックや、黒鉛化処理されたカーボンブラック、カーボンナノチューブやカーボンナノファイバーなども使用できる。 As the carbon black of the present embodiment, various commercially available acetylene black, furnace black, hollow carbon black, channel black, thermal black, Ketjen black and the like can be used. Further, the usual oxidation-treated carbon black, graphitized carbon black, carbon nanotubes, carbon nanofibers, and the like can also be used.

本実施形態のカーボンナノチューブは、平面的なグラファイトを円筒状に巻いた形状を有している。カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブが混在するものであってもよい。単層カーボンナノチューブは一層のグラファイトが巻かれた構造を有する。多層カーボンナノチューブは、二又は三以上の層のグラファイトが巻かれた構造を有する。また、カーボンナノチューブの側壁はグラファイト構造でなくともよい。例えば、アモルファス構造を有する側壁を備えるカーボンナノチューブをカーボンナノチューブとして用いることもできる。 The carbon nanotube of this embodiment has a shape in which flat graphite is wound into a cylindrical shape. The carbon nanotubes may be a mixture of single-walled carbon nanotubes. Single-walled carbon nanotubes have a structure in which one layer of graphite is wound. Multi-walled carbon nanotubes have a structure in which two or three or more layers of graphite are wound. Further, the side wall of the carbon nanotube does not have to have a graphite structure. For example, a carbon nanotube having a side wall having an amorphous structure can be used as the carbon nanotube.

本実施形態のカーボンナノチューブの形状は限定されない。かかる形状としては、針状、円筒チューブ状、魚骨状(フィッシュボーン又はカップ積層型)、トランプ状(プレートレット)及びコイル状を含む様々な形状が挙げられる。本実施形態においてカーボンナノチューブの形状は、中でも、針状、又は、円筒チューブ状であることが好ましい。カーボンナノチューブは、単独の形状、または2種以上の形状の組合せであってもよい。 The shape of the carbon nanotubes of this embodiment is not limited. Such shapes include various shapes including needle shape, cylindrical tube shape, fish bone shape (fishbone or cup laminated type), playing card shape (platelet) and coil shape. In the present embodiment, the shape of the carbon nanotubes is preferably needle-shaped or cylindrical tube-shaped. The carbon nanotubes may have a single shape or a combination of two or more shapes.

本実施形態のカーボンナノチューブの形態は、例えば、グラファイトウィスカー、フィラメンタスカーボン、グラファイトファイバー、極細炭素チューブ、カーボンチューブ、カーボンフィブリル、カーボンマイクロチューブ及びカーボンナノファイバーを挙げることができるが、これらに限定されない。カーボンナノチューブは、これらの単独の形態又は二種以上を組み合わせられた形態を有していてもよい。 The form of the carbon nanotubes of the present embodiment includes, but is not limited to, graphite whisker, carbonentas carbon, graphite fiber, ultrafine carbon tube, carbon tube, carbon fibril, carbon microtube and carbon nanofiber. .. The carbon nanotubes may have a single form thereof or a combination of two or more kinds thereof.

本実施形態の導電材(A)のBET比表面積は20〜1000m/gであることが好ましく、150〜800m/gであることがより好ましい。 BET specific surface area of the conductive material of the present embodiment (A) is preferably from 20~1000m 2 / g, more preferably 150~800m 2 / g.

本実施形態の導電材(A)としてカーボンナノチューブを用いる場合、カーボンナノチューブの平均外径は1〜30nmであることが好ましく、1〜20nmであることがより好ましい。 When carbon nanotubes are used as the conductive material (A) of the present embodiment, the average outer diameter of the carbon nanotubes is preferably 1 to 30 nm, more preferably 1 to 20 nm.

本実施形態の導電材(A)の平均粒径および平均外径は次のように求められる。まず透過型電子顕微鏡によって、導電材を観測するとともに撮像する。次に観測写真において、任意の300個の導電材を選び、それぞれの粒径および外径を計測する。次に外径の数平均として導電材の平均粒径(nm)および平均外径(nm)を算出する。 The average particle size and the average outer diameter of the conductive material (A) of the present embodiment are obtained as follows. First, the conductive material is observed and imaged with a transmission electron microscope. Next, in the observation photograph, any 300 conductive materials are selected, and the particle size and outer diameter of each are measured. Next, the average particle size (nm) and the average outer diameter (nm) of the conductive material are calculated as the number average of the outer diameters.

本実施形態の導電材(A)の炭素純度は導電材中の炭素原子の含有率(質量%)で表される。炭素純度は導電材100質量%に対して、90質量%が好ましく、95質量%以上がより好ましく、98質量%以上がさらに好ましい。 The carbon purity of the conductive material (A) of the present embodiment is represented by the content of carbon atoms (mass%) in the conductive material. The carbon purity is preferably 90% by mass, more preferably 95% by mass or more, still more preferably 98% by mass or more, based on 100% by mass of the conductive material.

本実施形態の導電材(A)の体積抵抗率は1.0×10−3〜1.0×10−1Ω・cmであることが好ましく、1.0×10−3〜1.0×10−2Ω・cmであることがより好ましい。導電材の体積抵抗率は粉体抵抗率測定装置((株)三菱化学アナリテック社製:ロレスターGP粉体抵抗率測定システムMCP−PD−51))を用いて測定することができる。 The volume resistivity of the conductive material (A) of the present embodiment is preferably 1.0 × 10 -3 to 1.0 × 10 -1 Ω · cm, and 1.0 × 10 -3 to 1.0 ×. It is more preferably 10-2 Ω · cm. The volume resistivity of the conductive material can be measured using a powder resistivity measuring device (manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd .: Lorester GP powder resistivity measuring system MCP-PD-51)).

(分散媒(B))
本実施形態の分散媒(B)は、導電材(A)が分散可能な範囲であれば特に限定されないが、水、及びまたは、水溶性有機溶媒のいずれか一種、若しくは二種以上からなる混合溶媒であることが好ましい。
(Dispersion medium (B))
The dispersion medium (B) of the present embodiment is not particularly limited as long as the conductive material (A) can be dispersed, but is a mixture of water and / or a water-soluble organic solvent of any one or two or more. It is preferably a solvent.

水溶性有機溶媒としては、アルコール系(メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ベンジルアルコールなど)、多価アルコール系(エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコールなど)、多価アルコールエーテル系(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、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテルなど)、アミン系(エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、モルホリン、N−エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミンなど)、アミド系(N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N−エチル−2−ピロリドン(NEP)、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジエチルアセトアミド、N−メチルカプロラクタムなど)、複素環系(シクロヘキシルピロリドン、2−オキサゾリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、γ−ブチロラクトンなど)、スルホキシド系(ジメチルスルホキシドなど)、スルホン系(ヘキサメチルホスホロトリアミド、スルホランなど)、低級ケトン系(アセトン、メチルエチルケトンなど)、その他、テトラヒドロフラン、尿素、アセトニトリルなどを使用することができる。この中でも、水またはアミド系有機溶媒であることがより好ましく、アミド系有機溶媒の中でもN−メチル−2−ピロリドン、N−エチル−2−ピロリドンが特に好ましい。 Water-soluble organic solvents include alcohols (methanol, ethanol, propanol, isopropanol, butanol, isobutanol, secondary butanol, tertiary butanol, benzyl alcohol, etc.) and polyhydric alcohols (ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene). Glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, polypropylene glycol, butylene glycol, hexanediol, pentanediol, glycerin, hexanetriol, thiodiglycol, etc., polyhydric alcohol ethers (ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene) Glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl Ether, triethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monophenyl ether, propylene glycol monophenyl ether, etc.), amine-based (ethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, morpholin, N-ethylmorpholin , Ethylene diamine, diethylene diamine, triethylene tetramine, tetraethylene pentamine, polyethylene imine, pentamethyldiethylene triamine, tetramethyl propylene diamine, etc.), amides (N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-ethyl-2-pyrrolidone) (NEP), N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N-methylcaprolactam, etc.), heterocyclic system (cyclohexylpyrrolidone, 2-oxazolidone, 1,3-dimethyl-2 -Imidazolidinone, γ-butyrolactone, etc.), sulfoxide type (dimethylsulfoxide, etc.), sulfone type (hexamethylphosphorotriamide, sulfolane, etc.), lower ketone type (acetone, methylethylketone, etc.), etc. Nitrile and the like can be used. Of these, water or an amide-based organic solvent is more preferable, and N-methyl-2-pyrrolidone and N-ethyl-2-pyrrolidone are particularly preferable among the amide-based organic solvents.

(分散剤(C))
分散剤(C)は、(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、ならびに活性水素基含有モノマー、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含む共重合体であり、前記共重合体中、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を40〜99質量%含み、重量平均分子量が5000〜50000である。
(Dispersant (C))
The dispersant (C) contains a unit derived from (meth) acrylonitrile and one or more monomer units selected from the group consisting of an active hydrogen group-containing monomer, a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester. It is a copolymer, and the copolymer contains 40 to 99% by mass of a unit derived from the (meth) acrylonitrile, and has a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000.

本実施形態の活性水素基含有モノマーについて説明する。
活性水素基含有モノマーは1分子に1つ以上の活性水素基を有していれば特に限定は無く、活性水素基とはヒドロキシル基、カルボキシル基、1級アミノ基、2級アミノ基、及びメルカプト基等が挙げられる。
The active hydrogen group-containing monomer of this embodiment will be described.
The active hydrogen group-containing monomer is not particularly limited as long as it has one or more active hydrogen groups in one molecule, and the active hydrogen groups are hydroxyl groups, carboxyl groups, primary amino groups, secondary amino groups, and mercapto. The group etc. can be mentioned.

ヒドロキシル基含有モノマーとしては例えば、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシビニルベンゼン、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレートまたはこれらモノマーのカプロラクトン付加物(付加モル数は1〜5)等が挙げられる。 Examples of the hydroxyl group-containing monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, glycerol mono (meth) acrylate, 4-hydroxyvinylbenzene, and 2-. Hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate or a caprolactone adduct of these monomers (additional number of moles is 1 to 5) and the like can be mentioned.

カルボキシル基含有モノマーは、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸ダイマー、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸、2−(メタ)アクリロイロキシエチルフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタレート、2−(メタ)アクリロイロキシプロピルヘキサヒドロフタレート、エチレンオキサイド変性コハク酸(メタ)アクリレート、β−カルボキシエチル(メタ)アクリレート、及び無水マレイン酸、無水イタコン酸、シトラコン酸等の酸無水物基含有モノマーの単官能アルコール付加体等が挙げられる。 Carboxylic group-containing monomers include, for example, (meth) acrylic acid, (meth) acrylic acid dimer, itaconic acid, maleic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, 2- (meth) acryloyloxyethyl phthalate, 2- (meth) acrylic. Loyloxypropyl phthalate, 2- (meth) acryloyloxyethyl hexahydrophthalate, 2- (meth) acryloyloxypropyl hexahydrophthalate, ethylene oxide-modified succinic acid (meth) acrylate, β-carboxyethyl (meth) acrylate, And monofunctional alcohol adducts of acid anhydride group-containing monomers such as maleic anhydride, itaconic anhydride, and citraconic acid.

1級アミノ基含有モノマーとしては例えば、アミノメチル(メタ)アクリレート、アミノエチル(メタ)アクリレート、アリルアミン塩酸塩、二水素アリルアミンリン酸塩、2−イソプロペニルアニリン、3−ビニルアニリン、4−ビニルアニリン等が挙げられる。 Examples of the primary amino group-containing monomer include aminomethyl (meth) acrylate, aminoethyl (meth) acrylate, allylamine hydrochloride, allylamine dihydrogen phosphate, 2-isopropenylaniline, 3-vinylaniline, and 4-vinylaniline. And so on.

2級アミノ基含有モノマーとしては例えば、t−ブチルアミノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。 Examples of the secondary amino group-containing monomer include t-butylaminoethyl (meth) acrylate and the like.

メルカプト基含有モノマーとしては例えば、アクリル酸2−(メルカプトアセトキシ)エチル、アリルメルカプタン等が挙げられる。 Examples of the mercapto group-containing monomer include 2- (mercaptoacetoxy) ethyl acrylate, allyl mercaptan, and the like.

原料の入手しやすさ、取り扱いやすさ、後述する分散媒との親和性の観点からヒドロキシル基含有モノマー及びカルボキシル基含有モノマーであるヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸が好ましく、さらに好ましくはヒドロキシエチルアクリレート、アクリル酸である。 From the viewpoints of availability of raw materials, ease of handling, and compatibility with a dispersion medium described later, hydroxyl group-containing monomers and carboxyl group-containing monomers such as hydroxyethyl (meth) acrylate and (meth) acrylic acid are preferable, and more preferable. Is hydroxyethyl acrylate, acrylic acid.

次に塩基性モノマーについて説明する。本発明における塩基性モノマーは1級アミノ基もしくは2級アミノ基を含有しない塩基性モノマーを示す。 Next, the basic monomer will be described. The basic monomer in the present invention is a basic monomer that does not contain a primary amino group or a secondary amino group.

例えば、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート等のジアルキルアミノアルキル(メタ)アクリレート類;
(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N−イソプロピル(メタ)アクリルアミド、及びアクリロイルモルホリン等のN置換型(メタ)アクリルアミド類;
1−ビニルピリジン、4−ビニルピリジン、1−ビニルイミダゾール等の複素環式芳香族アミン含有ビニルモノマー類;
N−フェニルマレイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、等のN−置換マレイミド類;N−(ジメチルアミノエチル)(メタ)アクリルアミド、N−(ジメチルアミノプロピル)アクリルアミド等のN−(アルキルアミノアルキル)(メタ)アクリルアミド類;
N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド等のN,N−アルキル(メタ)アクリルアミド類等が挙げられる。
For example, dialkylaminoalkyl (meth) acrylates such as dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylate;
N-substituted (meth) acrylamides such as (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N-isopropyl (meth) acrylamide, and acryloyl morpholine;
Heterocyclic aromatic amine-containing vinyl monomers such as 1-vinylpyridine, 4-vinylpyridine, and 1-vinylimidazole;
N-substituted maleimides such as N-phenylmaleimide, N-cyclohexylmaleimide, etc .; N- (alkylaminoalkyl) (meth) such as N- (dimethylaminoethyl) (meth) acrylamide, N- (dimethylaminopropyl) acrylamide, etc. Acrylamides;
Examples thereof include N, N-alkyl (meth) acrylamides such as N, N-dimethyl (meth) acrylamide and N, N-diethyl (meth) acrylamide.

原料の入手しやすさ、取り扱いやすさ、後述する分散媒との親和性の観点からジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレートが好ましく、最も好ましくはジメチルアミノエチルアクリレートである。 Dimethylaminoethyl (meth) acrylate and dimethylaminopropyl (meth) acrylate are preferable, and dimethylaminoethyl acrylate is most preferable, from the viewpoints of easy availability of raw materials, ease of handling, and compatibility with a dispersion medium described later.

次に、(メタ)アクリル酸アルキルエステルについて説明する。本発明の(メタ)アクリル酸アルキルエステルは、C=C−CO−O−骨格を有しており、炭素数1以上のアルキル基を有し、活性水素もしくは塩基性基を含有しなければ特に限定は無く、例えば(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル等の鎖状脂肪族アルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸イソステアリル等の分岐状脂肪族アルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸イソボルニル等の環状脂肪族アルキル基含有(メタ)アクリル酸エステル;
(メタ)アクリル酸ベンジル、(メタ)アクリル酸フェノキシエチル等の芳香族基が置換された(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸トリフルオロエチル、(メタ)アクリル酸テトラフルオロプロピル等のフルオロ基が置換された(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸(3−エチルオキセタン−3−イル)メチル等の脂環式エポキシ基が置換された(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;;
3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等のシリルエーテル基が置換された(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
(メタ)アクリル酸2−メトキシエチル、(メタ)アクリル酸ポリエチレングリコールモノメチルエーテル等のアルキレングリコールモノアルキルエーテル基が置換された(メタ)アクリル酸アルキルエステル類;
等が挙げられる。
Next, the (meth) acrylic acid alkyl ester will be described. The (meth) acrylate alkyl ester of the present invention has a C = C-CO-O-skeleton, has an alkyl group having 1 or more carbon atoms, and is particularly free of active hydrogen or a basic group. There is no limitation, for example, a (meth) acrylic acid ester containing a chain aliphatic alkyl group such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate;
Branched aliphatic alkyl group-containing (meth) acrylic acid ester such as 2-ethylhexyl (meth) acrylate and isostearyl (meth) acrylate;
Cyclic aliphatic alkyl group-containing (meth) acrylic acid ester such as cyclohexyl (meth) acrylate and isobornyl (meth) acrylate;
Alkylates of (meth) acrylate substituted with aromatic groups such as benzyl (meth) acrylate and phenoxyethyl (meth) acrylate;
Alkylates of (meth) acrylic acid substituted with fluorogroups such as trifluoroethyl (meth) acrylic acid and tetrafluoropropyl (meth) acrylic acid;
(Meta) acrylic acid alkyl esters substituted with alicyclic epoxy groups such as glycidyl (meth) acrylic acid and (3-ethyloxetane-3-yl) methyl (meth) acrylic acid ;;
(Meta) acrylic acid alkyl esters substituted with silyl ether groups such as 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane;
(Meta) acrylic acid alkyl esters substituted with alkylene glycol monoalkyl ether groups such as 2-methoxyethyl (meth) acrylic acid and polyethylene glycol monomethyl ether (meth) acrylic acid;
And so on.

原料の入手しやすさ、取り扱いやすさ、後述する分散媒との親和性の観点から(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸2−エチルヘキシル、(メタ)アクリル酸ラウリルが好ましく、より好ましくはアクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸ラウリルである。 Ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid from the viewpoint of availability of raw materials, ease of handling, and compatibility with dispersion media described later. Lauryl is preferable, and 2-ethylhexyl acrylate and lauryl acrylate are more preferable.

本実施形態の分散剤(C)は、さらに上記の他のモノマー成分を共重合してもよい。その他のモノマーとしては例えば
スチレン、及びα−メチルスチレン等のスチレン類;
エチルビニルエーテル、n−プロピルビニルエーテル、イソプロピルビニルエーテル、n−ブチルビニルエーテル、及びイソブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;
酢酸ビニル、及びプロピオン酸ビニル等の脂肪酸ビニル類;
テトラヒドロフルフリール(メタ)アクリレート、又は3−メチルオキセタニル(メタ)アクリレート等の複素環式(メタ)アクリレート類;
等が挙げられる。
The dispersant (C) of the present embodiment may be further copolymerized with the other monomer components described above. Other monomers include, for example, styrene and styrenes such as α-methylstyrene;
Vinyl ethers such as ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, isopropyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, and isobutyl vinyl ether;
Vinyl acetate and fatty acid vinyls such as vinyl propionate;
Heterocyclic (meth) acrylates such as tetrahydrofurfreel (meth) acrylate or 3-methyloxetanyl (meth) acrylate;
And so on.

本実施形態の分散剤(C)の製造方法は特に限定はされず、例えば、溶液重合法、懸濁重合法、塊状重合法、乳化重合法、沈殿重合などのいずれの方法を用いてもよく、本発明においては溶液重合または沈殿重合法が好ましい。重合反応系としては、イオン重合、フリーラジカル重合、リビングラジカル重合などの付加重合を用いることができ、本発明においてはフリーラジカル重合またはリビングラジカル重合が好ましい。また、ラジカル重合開始剤としては、過酸化物、アゾ系開始剤などから選ばれた化合物またはそれらの混合物が使用でき、必要に応じて連鎖移動剤等の分子量調整剤を使用しても良い。 The method for producing the dispersant (C) of the present embodiment is not particularly limited, and any method such as a solution polymerization method, a suspension polymerization method, a massive polymerization method, an emulsion polymerization method, or a precipitation polymerization method may be used. In the present invention, a solution polymerization method or a precipitation polymerization method is preferable. As the polymerization reaction system, addition polymerization such as ionic polymerization, free radical polymerization, and living radical polymerization can be used, and in the present invention, free radical polymerization or living radical polymerization is preferable. Further, as the radical polymerization initiator, a compound selected from peroxides, azo-based initiators and the like, or a mixture thereof can be used, and if necessary, a molecular weight modifier such as a chain transfer agent may be used.

本実施形態の分散剤(C)は(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を40〜99質量%含有し、さらに50〜99質量%含有することが好ましく、特に75〜99質量%含有することが好ましい。(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を上記範囲で含有することで被分散物への吸着性、分散媒への親和性をコントロールすることができ、被分散物を分散媒中に安定に存在させることができる。 The dispersant (C) of the present embodiment contains a unit derived from (meth) acrylonitrile in an amount of 40 to 99% by mass, more preferably 50 to 99% by mass, and particularly preferably 75 to 99% by mass. .. By containing a unit derived from (meth) acrylonitrile in the above range, the adsorptivity to the dispersion and the affinity to the dispersion medium can be controlled, and the dispersion can be stably present in the dispersion medium. Can be done.

また、本実施形態の分散剤(C)の分子量はポリスチレン換算の質量平均で、通常5000以上、50000以下の範囲であり、さらに6000以上40000以下の範囲が好ましく、特に7000以上30000以下の範囲が好ましい。分散剤の分子量が5000未満、または50000を超えると被分散物への吸着性、分散媒への親和性が低下し、分散体の安定性が低下する傾向がある。 The molecular weight of the dispersant (C) of the present embodiment is usually in the range of 5,000 or more and 50,000 or less, more preferably 6,000 or more and 40,000 or less, and particularly 7,000 or more and 30,000 or less in terms of polystyrene-equivalent mass average. preferable. When the molecular weight of the dispersant is less than 5,000 or more than 50,000, the adsorptivity to the object to be dispersed and the affinity for the dispersion medium tend to decrease, and the stability of the dispersion tends to decrease.

(メタ)アクリロニトリルを75質量%以上99質量%以下含有した樹脂はアルカリ処理によって水素化ナフチリジン等の環構造へ変化するため好ましい。この環構造もまた被分散物への吸着性と分散媒への親和性を高めることができる。本発明の分散剤のアルカリ処理としては、事前にアルカリ処理を施しても良く、使用時にアルカリ等を併用するなどして環構造への構造変化を促しても良い。 A resin containing 75% by mass or more and 99% by mass or less of (meth) acrylonitrile is preferable because it changes to a ring structure such as diazanaphthalene hydride by alkali treatment. This ring structure can also enhance the adsorptivity to the object to be dispersed and the affinity to the dispersion medium. As the alkali treatment of the dispersant of the present invention, an alkali treatment may be performed in advance, or a structural change to the ring structure may be promoted by using an alkali or the like in combination at the time of use.

また、共重合体は、(メタ)アクリル酸単位を有する場合、アルカリ処理によりアクリロニトリルに由来する単位とともに環状構造としてグルタルイミド環を形成するため、水素化ナフチリジン環等の環構造と、グルタルイミド環が併存する。(メタ)アクリル酸単位は、共重合体の全モノマー単位中、1〜25質量%が好ましく、10〜25質量%がより好ましい。また、アクリロニトリルに由来する単位は、共重合体の全モノマー単位中、40〜99質量%が好ましく、75〜99質量%がより好ましい。 When the copolymer has a (meth) acrylic acid unit, it forms a glutarimide ring as a cyclic structure together with a unit derived from acrylonitrile by alkali treatment, so that it has a ring structure such as a hydrogenated diazanaphthalene ring and a glutarimide ring. Coexist. The (meth) acrylic acid unit is preferably 1 to 25% by mass, more preferably 10 to 25% by mass, based on all the monomer units of the copolymer. The unit derived from acrylonitrile is preferably 40 to 99% by mass, more preferably 75 to 99% by mass, based on all the monomer units of the copolymer.

本発明の導電材分散体は、導電材(A)と、分散媒(B)と、分散剤(C)に加えて、無機塩基、無機金属塩及び有機塩基を含有してもよい。これにより、導電材分散体の分散安定性が向上する。無機塩基および無機金属塩としては、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属の少なくとも一方を有する化合物であることが好ましく、詳しくは、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属の、塩化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、タングステン酸塩、バナジウム酸塩、モリブデン酸塩、ニオブ酸塩、ならびにホウ酸塩等が挙げられる。また、これらの中でも容易にカチオンを供給できる面でアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩化物、水酸化物、炭酸塩が好ましい。アルカリ金属の水酸化物は、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属の水酸化物は、例えば、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。アルカリ金属の炭酸塩は、例えば、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属の炭酸塩は、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが挙げられる。これらの中でも水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムがより好ましい。なお、本発明の無機塩基および無機金属塩が有する金属は、遷移金属であってもよい。 The conductive material dispersion of the present invention may contain an inorganic base, an inorganic metal salt and an organic base in addition to the conductive material (A), the dispersion medium (B) and the dispersant (C). As a result, the dispersion stability of the conductive material dispersion is improved. The inorganic base and the inorganic metal salt are preferably compounds having at least one of an alkali metal and an alkaline earth metal. Specifically, the alkali metal and the alkaline earth metal are chloride, hydroxide, and carbonic acid. Examples thereof include salts, nitrates, sulfates, phosphates, tungstates, vanadium salts, molybdates, niobates, borates and the like. Further, among these, alkali metals, chlorides of alkaline earth metals, hydroxides and carbonates are preferable in terms of easily supplying cations. Examples of the alkali metal hydroxide include lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like. Examples of the hydroxide of the alkaline earth metal include calcium hydroxide and magnesium hydroxide. Examples of the alkali metal carbonate include lithium carbonate, lithium hydrogen carbonate, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium carbonate, potassium hydrogen carbonate and the like. Examples of carbonates of alkaline earth metals include calcium carbonate and magnesium carbonate. Among these, lithium hydroxide, sodium hydroxide, lithium carbonate and sodium carbonate are more preferable. The metal contained in the inorganic base and the inorganic metal salt of the present invention may be a transition metal.

有機塩基としては、炭素数1〜40の1級、2級、3級アルキルアミンが挙げられる。 Examples of the organic base include primary, secondary and tertiary alkylamines having 1 to 40 carbon atoms.

炭素数1〜40の1級アルキルアミンとしては、プロピルアミン、ブチルアミン、イソブチルアミン、オクチルアミン、2ーエチルヘキシルアミン、ラウリルアミン、ステアリルアミン、オレイルアミン、2−アミノエタノール、3−アミノプロパノール、3−エトキシプロピルアミン、3−ラウリルオキシプロピルアミン等が挙げられる。 Primary alkylamines having 1 to 40 carbon atoms include propylamine, butylamine, isobutylamine, octylamine, 2-ethylhexylamine, laurylamine, stearylamine, oleylamine, 2-aminoethanol, 3-aminopropanol, and 3-ethoxy. Examples thereof include propylamine and 3-lauryloxypropylamine.

炭素数1〜40の2級アルキルアミンとしては、ジブチルアミン、ジイソブチルアミン、N−メチルヘキシルアミン、ジオクチルアミン、ジステアリルアミン、2−メチルアミノエタノール等が挙げられる。 Examples of the secondary alkylamine having 1 to 40 carbon atoms include dibutylamine, diisobutylamine, N-methylhexylamine, dioctylamine, distearylamine, 2-methylaminoethanol and the like.

炭素数1〜40の3級アルキルアミンとしては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、N,N−ジメチルブチルアミン、N,N−ジイソプロピルエチルアミン、ジメチルオクチルアミン、トリオクチルアミン、ジメチルデシルアミン、ジメチルラウリルアミン、ジメチルミリスチルアミン、ジメチルパルミチルアミン、ジメチルステアリルアミン、ジラウリルモノメチルアミン、トリエタノールアミン、2−(ジメチルアミノ)エタノール等が挙げられる。 Examples of tertiary alkylamines having 1 to 40 carbon atoms include triethylamine, tributylamine, N, N-dimethylbutylamine, N, N-diisopropylethylamine, dimethyloctylamine, trioctylamine, dimethyldecylamine, dimethyllaurylamine, and dimethylmyristyl. Examples thereof include amines, dimethyl palmitylamines, dimethylstearylamines, dilaurylmonomethylamines, triethanolamines, 2- (dimethylamino) ethanols and the like.

この内、炭素数1〜30の1級、2級または3級アルキルアミンが好ましく、炭素数1〜20の1級、2級または3級アルキルアミンがさらに好ましい。 Of these, primary, secondary or tertiary alkylamines having 1 to 30 carbon atoms are preferable, and primary, secondary or tertiary alkylamines having 1 to 20 carbon atoms are even more preferable.

有機塩基としては、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン−7(DBU)、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノネン−5(DBN)、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン(DABCO)、トリ−n−ブチルアミン、ジメチルベンジルアミン、モノエタノールアミン、イミダゾール、1−メチルイミダゾール等の塩基性窒素原子を含有する化合物類を用いても良い。 As organic bases, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] undecene-7 (DBU), 1,5-diazabicyclo [4.3.0] nonen-5 (DBN), 1,4-diazabicyclo [2] .2.2] Compounds containing a basic nitrogen atom such as octane (DABCO), tri-n-butylamine, dimethylbenzylamine, monoethanolamine, imidazole, and 1-methylimidazole may be used.

無機塩基および無機金属塩、有機塩基の配合量は、分散剤(C)100質量部に対して、1〜50質量部がより好ましい。適量配合すると分散性がより向上する。 The blending amount of the inorganic base, the inorganic metal salt, and the organic base is more preferably 1 to 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the dispersant (C). Dispersibility is further improved when an appropriate amount is blended.

本実施形態の導電材分散体は、導電材を、分散剤、バインダー樹脂などの被分散物担体及び/または分散媒中に、ニーダー、2本ロールミル、3本ロールミル、ボールミル、横型サンドミル、縦型サンドミル、アニュラー型ビーズミル、またはアトライター等の各種分散手段を用いて微細に分散して製造することができる。このとき、2種以上の被分散物等を同時に被分散物担体及び/または分散媒中に分散しても良いし、別々に分散したものを混合しても良い。 In the conductive material dispersion of the present embodiment, the conductive material is placed in a dispersant carrier such as a dispersant and a binder resin and / or a dispersion medium in a kneader, two roll mills, three roll mills, a ball mill, a horizontal sand mill, and a vertical type. It can be finely dispersed and manufactured by using various dispersion means such as a sand mill, an annual bead mill, or an attritor. At this time, two or more kinds of objects to be dispersed or the like may be simultaneously dispersed in the carrier and / or dispersion medium to be dispersed, or separately dispersed substances may be mixed.

本実施形態の導電材分散体の固形分の量は、導電材分散体100質量%に対して、0.05〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましい。 The solid content of the conductive material dispersion of the present embodiment is preferably 0.05 to 30% by mass, more preferably 0.1 to 20% by mass, based on 100% by mass of the conductive material dispersion.

本実施形態の導電材分散体中の分散剤(C)の量は、導電材分散体100質量%に対して、3〜200質量%使用することが好ましく、5〜50質量%使用することがより好ましい。 The amount of the dispersant (C) in the conductive material dispersion of the present embodiment is preferably 3 to 200% by mass, preferably 5 to 50% by mass, based on 100% by mass of the conductive material dispersion. More preferred.

<導電材含有樹脂組成物>
本実施形態の導電材含有樹脂組成物とは、上記導電材分散体にさらに、少なくともバインダーを含むものである。
<Conducting material-containing resin composition>
The conductive material-containing resin composition of the present embodiment further contains at least a binder in the conductive material dispersion.

(バインダー樹脂(D))
本実施形態のバインダー樹脂(D)は物質間を結合するための樹脂である。
(Binder resin (D))
The binder resin (D) of the present embodiment is a resin for bonding substances.

本実施形態のバインダー樹脂(D)としては、例えば、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン、ビニルブチラール、ビニルアセタール、ビニルピロリドン等を構成単位として含む重合体または共重合体;ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂;カルボキシメチルセルロースのようなセルロース樹脂;スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴムのようなゴム類;ポリアニリン、ポリアセチレンのような導電性樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂の変性体や混合物、および共重合体でも良い。中でも、正極のバインダー樹脂として使用する場合は耐性面から分子内にフッ素原子を有する高分子化合物、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニル、テトラフルオロエチレン等の使用が好ましい。また、負極のバインダー樹脂として使用する場合は密着性の良好なカルボキシメチルセルロース(CMC)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリル酸が好ましい。 Examples of the binder resin (D) of the present embodiment include ethylene, propylene, vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl alcohol, maleic acid, acrylic acid, acrylic acid ester, methacrylic acid, methacrylic acid ester, acrylonitrile, styrene, and vinyl butyral. , Vinyl acetal, vinyl pyrrolidone, etc. as constituent units; polyurethane resin, polyester resin, phenol resin, epoxy resin, phenoxy resin, urea resin, melamine resin, alkyd resin, acrylic resin, formaldehyde resin, silicon Resins, fluororesins; cellulose resins such as carboxymethyl cellulose; rubbers such as styrene butadiene rubbers and fluororubbers; conductive resins such as polyaniline and polyacetylene. Further, modified products and mixtures of these resins and copolymers may be used. Among them, when used as a binder resin for a positive electrode, it is preferable to use a polymer compound having a fluorine atom in the molecule from the viewpoint of resistance, for example, polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinyl fluoride, tetrafluoroethylene and the like. When used as a binder resin for the negative electrode, carboxymethyl cellulose (CMC), styrene-butadiene rubber (SBR), and polyacrylic acid having good adhesion are preferable.

本実施形態のバインダー樹脂(D)としてのこれらの樹脂類の重量平均分子量は、10,000〜2,000,000が好ましく、100,000〜1,000,000がより好ましく、200,000〜1,000,000が特に好ましい。 The weight average molecular weight of these resins as the binder resin (D) of the present embodiment is preferably 10,000 to 2,000,000, more preferably 100,000 to 1,000,000, and 200,000 to 200,000. 1,000,000 is particularly preferred.

<合材スラリー>
本実施形態の合材スラリーとは、上記導電材含有樹脂組成物にさらに、少なくとも活物質(E)を含むものである。
<Mixed material slurry>
The mixture slurry of the present embodiment further contains at least the active material (E) in the conductive material-containing resin composition.

(活物質(E))
本実施形態の活物質(E)とは、電池反応の基となる材料のことである。活物質は起電力から正極活物質と負極活物質に分けられる。
(Active material (E))
The active material (E) of the present embodiment is a material that is the basis of a battery reaction. The active material is divided into a positive electrode active material and a negative electrode active material according to the electromotive force.

正極活物質としては、特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等を使用することができる。例えば、Fe、Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、MnO、V25、V613、TiO2等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケルマンガンコバルト酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リチウム系材料、TiS2、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。また、ポリアニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用することもできる。また、上記の無機化合物や有機化合物を混合して用いてもよい。 The positive electrode active material is not particularly limited, but a metal oxide capable of doping or intercalating lithium ions, a metal compound such as a metal sulfide, a conductive polymer, or the like can be used. Examples thereof include oxides of transition metals such as Fe, Co, Ni and Mn, composite oxides with lithium, and inorganic compounds such as transition metal sulfides. Specifically, transition metal oxide powders such as MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , layered lithium nickel oxide, lithium cobalt oxide, lithium manganate, lithium nickel manganese cobalt oxide, spinel structure. Examples thereof include a composite oxide powder of lithium and a transition metal such as lithium manganate, a lithium iron oxide-based material which is a phosphoric acid compound having an olivine structure, and a transition metal sulfide powder such as TiS 2 and FeS. Further, a conductive polymer such as polyaniline, polyacetylene, polypyrrole, or polythiophene can also be used. Further, the above-mentioned inorganic compounds and organic compounds may be mixed and used.

負極活物質としては、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能なものであれば特に限定されない。例えば、金属Li、その合金であるスズ合金、シリコン合金、鉛合金等の合金系、LiXFe23、LiXFe34、LiXWO2(xは0<x<1の数である。)、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン等の導電性高分子系、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が挙げられる。これら負極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することもできる。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can be doped with or intercalated with lithium ions. For example, metal Li, alloys such as tin alloy, silicon alloy, lead alloy, etc., Li X Fe 2 O 3 , Li X Fe 3 O 4 , Li X WO 2 (x is a number of 0 <x <1). ), Metal oxides such as lithium titanate, lithium vanadium, lithium siliconate, conductive polymers such as polyacetylene and poly-p-phenylene, and amorphous carbonaceous materials such as soft carbon and hard carbon. Examples thereof include artificial graphite such as highly graphitized carbon material, carbonaceous powder such as natural graphite, carbon black, mesophase carbon black, resin-fired carbon material, vapor-grown carbon fiber, and carbon-based material such as carbon fiber. These negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

本実施形態の合材スラリー中の導電材(A)の量は活物質100質量%に対して、0.01〜10質量%であることが好ましく、0.02〜5質量%であることが好ましく0.03〜3質量%であることが好ましい。 The amount of the conductive material (A) in the mixture slurry of the present embodiment is preferably 0.01 to 10% by mass, preferably 0.02 to 5% by mass, based on 100% by mass of the active material. It is preferably 0.03 to 3% by mass.

本実施形態の合材スラリー中のバインダー樹脂(D)の量は活物質100質量%に対して、0.5〜30質量%であることが好ましく、1〜25質量%であることがさらに好ましく、2〜20質量%であることが特に好ましい。 The amount of the binder resin (D) in the mixture slurry of the present embodiment is preferably 0.5 to 30% by mass, more preferably 1 to 25% by mass, based on 100% by mass of the active material. , 2 to 20% by mass is particularly preferable.

本実施形態の合材スラリーの固形分の量は、合材スラリー100質量%に対して、30〜90質量%であることが好ましく、30〜80質量%であることがより好ましく、40〜75質量%であることが好ましい。 The solid content of the mixture slurry of the present embodiment is preferably 30 to 90% by mass, more preferably 30 to 80% by mass, and 40 to 75% by mass with respect to 100% by mass of the mixture slurry. It is preferably mass%.

本実施形態の合材スラリーは従来公知の様々な方法で作製することができる。例えば、導電材(A)に活物質(E)を添加して作製する方法や、導電材分散体に活物質(E)を添加した後、バインダー樹脂(D)を添加して作製する方法が挙げられる。 The mixture slurry of the present embodiment can be produced by various conventionally known methods. For example, a method of adding the active material (E) to the conductive material (A), or a method of adding the active material (E) to the conductive material dispersion and then adding the binder resin (D) to prepare the material. Can be mentioned.

本実施形態の合材スラリーを得るには、導電材(A)に活物質を加えた後、分散させる処理を行うことが好ましい。かかる処理を行うために使用される分散装置は特に限定されない。合材スラリーは前記導電材分散体で説明した分散手段を用いて、合材スラリーを得ることができる。 In order to obtain the mixture slurry of the present embodiment, it is preferable to add the active material to the conductive material (A) and then disperse it. The disperser used to perform such processing is not particularly limited. As the mixture slurry, the mixture slurry can be obtained by using the dispersion means described in the conductive material dispersion.

(電極膜(F))
本実施形態の電極膜(F)とは、合材スラリーを膜状に形成してなるものである。例えば、集電体上に合材スラリーを塗工乾燥することで、電極合材層を形成した塗膜である。
(Electrode film (F))
The electrode film (F) of the present embodiment is formed by forming a mixture slurry in the form of a film. For example, it is a coating film in which an electrode mixture layer is formed by applying and drying a mixture slurry on a current collector.

本実施形態の電極膜に使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、各種二次電池にあったものを適宜選択することができる。例えば、集電体の材質としては、アルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はステンレス等の金属や合金が挙げられる。また、形状としては、一般的には平板上の箔が用いられるが、表面を粗面化したものや、穴あき箔状のもの、及びメッシュ状の集電体も使用できる。 The material and shape of the current collector used for the electrode film of the present embodiment are not particularly limited, and those suitable for various secondary batteries can be appropriately selected. For example, examples of the material of the current collector include metals and alloys such as aluminum, copper, nickel, titanium, and stainless steel. As the shape, a foil on a flat plate is generally used, but a foil with a roughened surface, a foil with holes, and a mesh-shaped current collector can also be used.

集電体上に合材スラリーを塗工する方法としては、特に制限はなく公知の方法を用いることができる。具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、ナイフコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法または静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できるが、特にこれらに限定されるものではない。 The method of applying the mixture slurry on the current collector is not particularly limited, and a known method can be used. Specific examples include a die coating method, a dip coating method, a roll coating method, a doctor coating method, a knife coating method, a spray coating method, a gravure coating method, a screen printing method or an electrostatic coating method, and drying. As the method, a neglected drying, a blower dryer, a warm air dryer, an infrared heater, a far infrared heater and the like can be used, but the method is not particularly limited thereto.

また、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。電極合材層の厚みは、一般的には1μm以上、500μm以下であり、好ましくは10μm以上、300μm以下である。 Further, after coating, a rolling process such as a lithographic press or a calendar roll may be performed. The thickness of the electrode mixture layer is generally 1 μm or more and 500 μm or less, preferably 10 μm or more and 300 μm or less.

(非水電解質二次電池)
本実施形態の非水電解質二次電池とは正極と、負極と、電解質とを含むものである。
(Non-aqueous electrolyte secondary battery)
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte.

正極としては、集電体上に正極活物質を含む合材スラリーを塗工乾燥して電極膜を作製したものを使用することができる。 As the positive electrode, a current collector obtained by applying and drying a mixture slurry containing a positive electrode active material to prepare an electrode film can be used.

負極としては、集電体上に負極活物質を含む合材スラリーを塗工乾燥して電極膜を作製したものを使用することができる。 As the negative electrode, a current collector obtained by coating and drying a mixture slurry containing a negative electrode active material to prepare an electrode film can be used.

電解質としては、イオンが移動可能な従来公知の様々なものを使用することができる。例えば、LiBF、LiClO、LiPF、LiAsF、LiSbF、LiCFSO、Li(CFSON、LiCSO、Li(CFSOC、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN、又はLiBPh(ただし、Phはフェニル基である)等リチウム塩を含むものが挙げられるが、これらに限定されない。電解質は非水系の溶媒に溶解して、電解液として使用することが好ましい。 As the electrolyte, various conventionally known electrolytes in which ions can move can be used. For example, LiBF 4 , LiClO 4 , LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, LiC 4 F 9 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 3 C, LiI , LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2 , LiSCN, or LiBPh 4 (where Ph is a phenyl group) and the like containing lithium salts, but are not limited thereto. The electrolyte is preferably dissolved in a non-aqueous solvent and used as an electrolytic solution.

非水系の溶媒としては、特に限定はされないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びジエチルカーボネート等のカーボネート類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、及びγ−オクタノイックラクトン等のラクトン類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、1,2−メトキシエタン、1,2−エトキシエタン、及び1,2−ジブトキシエタン等のグライム類;メチルフォルメート、メチルアセテート、及びメチルプロピオネート等のエステル類;ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等のスルホキシド類;並びに、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの溶媒は、それぞれ単独で使用しても良いが、2種以上を混合して使用しても良い。 The non-aqueous solvent is not particularly limited, and is, for example, carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and diethyl carbonate; γ-butylolactone, γ-valerolactone, and γ. -Lactones such as octanoic lactones; tetrahydrofuran, 2-methyl tetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,2-methoxyethane, 1,2-ethoxyethane, and 1, Glymes such as 2-dibutoxyethane; esters such as methylformate, methylacetate, and methylpropionate; sulfoxides such as dimethyl sulfoxide and sulfolane; and nitriles such as acetonitrile. Each of these solvents may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

本実施形態の非水電解質二次電池には、セパレーターを含むことが好ましい。セパレーターとしては、例えば、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織布、ポリアミド不織布及びこれらに親水性処理を施したものが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。 The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment preferably contains a separator. Examples of the separator include polyethylene non-woven fabric, polypropylene non-woven fabric, polyamide non-woven fabric, and those obtained by subjecting them to a hydrophilic treatment, but the separator is not particularly limited thereto.

本実施形態の非水電解質二次電池の構造は特に限定されないが、通常、正極及び負極と、必要に応じて設けられるセパレーターとから構成され、ペーパー型、円筒型、ボタン型、積層型等、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。 The structure of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present embodiment is not particularly limited, but is usually composed of a positive electrode and a negative electrode, and a separator provided as needed, such as a paper type, a cylindrical type, a button type, and a laminated type. It can have various shapes according to the purpose of use.

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。実施例中、「カーボンブラック」を「CB」、「カーボンナノチューブ」を「CNT」と略記することがある。なお、特に断らない限り、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. The present invention is not limited to the following examples as long as the gist of the present invention is not exceeded. In the examples, "carbon black" may be abbreviated as "CB" and "carbon nanotube" may be abbreviated as "CNT". Unless otherwise specified, "parts" represents "parts by mass" and "%" represents "% by mass".

(重量平均分子量(Mw)の測定方法)
重量平均分子量(Mw)は、RI検出器を装備したゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)で測定した。
装置としてHLC−8320GPC(東ソー株式会社製)を用い、分離カラムを3本直列に繋ぎ、充填剤には順に東ソー株式会社製「TSK−GELSUPER AW−4000
」、「AW−3000」、及び「AW−2500」を用い、オーブン温度40℃、溶離液として30mMトリエチルアミン及び10mM LiBrのN,N−ジメチルホルムアミド溶液を用い、流速0.6ml/minで測定した。サンプルは上記溶離液からなる溶剤
に1wt%の濃度で調製し、20マイクロリットル注入した。分子量はポリスチレン換算値である。
(Measuring method of weight average molecular weight (Mw))
The weight average molecular weight (Mw) was measured by gel permeation chromatography (GPC) equipped with an RI detector.
Using HLC-8320GPC (manufactured by Tosoh Corporation) as an apparatus, three separation columns are connected in series, and the filler is "TSK-GELSUPER AW-4000" manufactured by Tosoh Corporation in order.
, "AW-3000", and "AW-2500" were measured at an oven temperature of 40 ° C., using 30 mM triethylamine and 10 mM LiBr as an eluent in an N, N-dimethylformamide solution at a flow rate of 0.6 ml / min. .. The sample was prepared in a solvent consisting of the above eluent at a concentration of 1 wt%, and 20 microliters were injected. The molecular weight is a polystyrene-equivalent value.

(導電材分散体の粘度測定)
粘度値の測定は、B型粘度計(東機産業社製「BL」)を用いて、分散液温度25℃にて、分散液をヘラで充分に撹拌した後、B型粘度計ローター回転速度60rpmにて直ちに行った。測定に使用したローターは、粘度値が100mPa・s未満の場合はNo.1を、100以上500mPa・s未満の場合はNo.2を、500以上2000mPa・s未満の場合はNo.3を、2000以上10000mPa・s未満の場合はNo.4のものをそれぞれ用いた。低粘度であるほど分散性が良好であり、高粘度であるほど分散性が不良である。得られた分散体が明らかに分離や沈降しているものは分散性不良とした。
判定基準
◎:500mPa・s未満(優良)
○:500以上2000mPa・s未満(良)
△:2000以上10000mPa・s未満(可)
×:10000mPa・s以上、沈降または分離(不良)
(Measurement of viscosity of conductive material dispersion)
To measure the viscosity value, use a B-type viscometer (“BL” manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.), stir the dispersion with a spatula at a dispersion temperature of 25 ° C, and then rotate the rotor of the B-type viscometer. Immediately at 60 rpm. When the viscosity value of the rotor used for the measurement was less than 100 mPa · s, No. If 1 is 100 or more and less than 500 mPa · s, No. If 2 is 500 or more and less than 2000 mPa · s, No. If 3 is 2000 or more and less than 10000 mPa · s, No. Each of 4 was used. The lower the viscosity, the better the dispersibility, and the higher the viscosity, the poorer the dispersibility. If the obtained dispersion was clearly separated or settled, it was regarded as poor dispersibility.
Judgment criteria ◎: Less than 500 mPa · s (excellent)
◯: 500 or more and less than 2000 mPa · s (good)
Δ: 2000 or more and less than 10000 mPa · s (possible)
X: 10000 mPa · s or more, settling or separation (defective)

(分散体の安定性評価方法)
貯蔵安定性の評価は、分散体を50℃にて7日間静置して保存した後の、液性状の変化から評価した。液性状の変化は、ヘラで撹拌した際の撹拌しやすさから判断し、◎:問題なし(良好)、〇:粘度は上昇しているがゲル化はしていない(可)、×:ゲル化している(極めて不良)、とした。
(Dispersion stability evaluation method)
The storage stability was evaluated from the change in liquid properties after the dispersion was allowed to stand at 50 ° C. for 7 days and stored. Changes in liquid properties are judged from the ease of stirring with a spatula. ◎: No problem (good), 〇: Increased viscosity but not gelled (possible), ×: Gel (Extremely defective).

(負極用合材スラリーを用いた電極膜の導電性評価方法)
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が10mg/cmとなるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃で25分間、塗膜を乾燥させた。その後、(株)三菱化学アナリテック社製:ロレスターGP、MCP−T610を用いて乾燥後の塗膜の表面抵抗率(Ω/□)を測定した。測定後、銅箔上に形成した電極合材層の厚みを掛けて、負極用の電極膜の体積抵抗率(Ω・cm)とした。電極合材層の厚みは、膜厚計(NIKON社製、DIGIMICRO MH−15M)を用いて、電極膜中の3点を測定した平均値から、銅箔の膜厚を引き算し、電極膜の体積抵抗率(Ω・cm)とした。電極膜の導電性評価は、電極膜の体積抵抗率(Ω・cm)が0.3未満を◎(優良)、0.3以上0.5未満を〇(良)、0.5以上を×(不良)とした。
(Method for evaluating conductivity of electrode film using mixture slurry for negative electrode)
The mixture slurry for the negative electrode is applied onto a copper foil using an applicator so that the amount of the electrode per unit is 10 mg / cm 2, and then in an electric oven at 120 ° C. ± 5 ° C. for 25 minutes. The coating was dried. Then, the surface resistivity (Ω / □) of the coating film after drying was measured using Lorester GP and MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. After the measurement, the thickness of the electrode mixture layer formed on the copper foil was multiplied to obtain the volume resistivity (Ω · cm) of the electrode film for the negative electrode. The thickness of the electrode mixture layer is determined by subtracting the thickness of the copper foil from the average value measured at three points in the electrode film using a film thickness meter (DIKIMICRO MH-15M manufactured by NIKON). The volume resistivity (Ω · cm) was used. For the conductivity evaluation of the electrode film, the volume resistivity (Ω · cm) of the electrode film is ◎ (excellent) when it is less than 0.3, 〇 (good) when it is 0.3 or more and less than 0.5, and × when it is 0.5 or more. (Defective).

<負極用合材スラリーを用いた電極膜の密着性評価方法>
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が10mg/cmとなるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃で25分間、塗膜を乾燥させた。その後、塗工方向を長軸として90mm×20mmの長方形に2本カットした。剥離強度の測定には卓上型引張試験機(東洋精機製作所社製、ストログラフE3)を用い、180度剥離試験法により評価した。具体的には、100mm×30mmサイズの両面テープ(No.5000NS、ニトムズ(株)製)をステンレス板上に貼り付け、作製した電池電極合材層を両面テープのもう一方の面に密着させ、一定速度(50mm/分)で下方から上方に引っ張りながら剥がし、このときの応力の平均値を剥離強度とした。電極膜の密着性(N/cm)の評価は0.5以上を◎(優良)、0.1以上0.5未満を〇(良)、0.1未満を×(不良)とした。
<Method for evaluating adhesion of electrode film using mixture slurry for negative electrode>
The mixture slurry for the negative electrode is applied onto a copper foil using an applicator so that the amount of the electrode per unit is 10 mg / cm 2, and then in an electric oven at 120 ° C. ± 5 ° C. for 25 minutes. The coating was dried. Then, two pieces were cut into a rectangle of 90 mm × 20 mm with the coating direction as the long axis. A desktop tensile tester (Strograph E3, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the peel strength, and the peel strength was evaluated by a 180-degree peel test method. Specifically, a 100 mm × 30 mm size double-sided tape (No. 5000NS, manufactured by Nitoms Co., Ltd.) was attached onto a stainless steel plate, and the produced battery electrode mixture layer was brought into close contact with the other surface of the double-sided tape. Peeling was performed while pulling from the bottom to the top at a constant speed (50 mm / min), and the average value of stress at this time was taken as the peel strength. The evaluation of the adhesion (N / cm) of the electrode film was evaluated as ⊚ (excellent) for 0.5 or more, 〇 (good) for 0.1 or more and less than 0.5, and × (poor) for less than 0.1.

(正極用合材スラリーを用いた電極膜の導電性評価方法)
正極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が20mg/cmとなるようにアルミ箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃で25分間、塗膜を乾燥させた。その後、(株)三菱化学アナリテック社製:ロレスターGP、MCP−T610を用いて乾燥後の塗膜の表面抵抗率(Ω/□)を測定した。測定後、アルミ箔上に形成した電極合材層の厚みを掛けて、正極用の電極膜の体積抵抗率(Ω・cm)とした。電極合材層の厚みは、膜厚計(NIKON社製、DIGIMICRO MH−15M)を用いて、電極膜中の3点を測定した平均値から、アルミ箔の膜厚を引き算し、電極膜の体積抵抗率(Ω・cm)とした。電極膜の導電性評価は、電極膜の体積抵抗率(Ω・cm)が10未満を◎(優良)、10以上20未満を〇(良)、20以上を×(不良)とした。
(Method for evaluating conductivity of electrode film using mixture slurry for positive electrode)
The positive electrode mixture slurry is applied onto an aluminum foil using an applicator so that the amount of the electrodes per unit is 20 mg / cm 2, and then in an electric oven at 120 ° C. ± 5 ° C. for 25 minutes. The coating film was dried. Then, the surface resistivity (Ω / □) of the coating film after drying was measured using Lorester GP and MCP-T610 manufactured by Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd. After the measurement, the thickness of the electrode mixture layer formed on the aluminum foil was multiplied to obtain the volume resistivity (Ω · cm) of the electrode film for the positive electrode. The thickness of the electrode mixture layer is determined by subtracting the thickness of the aluminum foil from the average value measured at three points in the electrode film using a film thickness meter (DIKIMICRO MH-15M manufactured by NIKON). The volume resistivity (Ω · cm) was used. In the evaluation of the conductivity of the electrode film, a volume resistivity (Ω · cm) of the electrode film of less than 10 was evaluated as ⊚ (excellent), 10 or more and less than 20 was evaluated as 〇 (good), and 20 or more was evaluated as × (poor).

(正極用合材スラリーを用いた電極膜の密着性評価方法)
正極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が20mg/cmとなるようにアルミ箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃で25分間、塗膜を乾燥させた。その後、塗工方向を長軸として90mm×20mmの長方形に2本カットした。剥離強度の測定には卓上型引張試験機(東洋精機製作所社製、ストログラフE3)を用い、180度剥離試験法により評価した。具体的には、100mm×30mmサイズの両面テープ(No.5000NS、ニトムズ(株)製)をステンレス板上に貼り付け、作製した電池電極合材層を両面テープのもう一方の面に密着させ、一定速度(50mm/分)で下方から上方に引っ張りながら剥がし、このときの応力の平均値を剥離強度とした。電極膜の密着性(N/cm)の評価は1以上を◎(優良)、0.5以上1未満を〇(良)、0.5未満を×(不良)とした。
(Method for evaluating adhesion of electrode film using mixture slurry for positive electrode)
The positive electrode mixture slurry is applied onto an aluminum foil using an applicator so that the amount of the electrodes per unit is 20 mg / cm 2, and then in an electric oven at 120 ° C. ± 5 ° C. for 25 minutes. The coating film was dried. Then, two pieces were cut into a rectangle of 90 mm × 20 mm with the coating direction as the long axis. A desktop tensile tester (Strograph E3, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) was used to measure the peel strength, and the peel strength was evaluated by a 180-degree peel test method. Specifically, a 100 mm × 30 mm size double-sided tape (No. 5000NS, manufactured by Nitoms Co., Ltd.) was attached onto a stainless steel plate, and the produced battery electrode mixture layer was brought into close contact with the other surface of the double-sided tape. Peeling was performed while pulling from the bottom to the top at a constant speed (50 mm / min), and the average value of stress at this time was taken as the peel strength. The evaluation of the adhesion (N / cm) of the electrode film was 1 or more as ⊚ (excellent), 0.5 or more and less than 1 as 〇 (good), and less than 0.5 as x (poor).

(非水電解質二次電池のレート特性評価方法)
非水電解質二次電池を25℃の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM−8)を用いて充放電測定を行った。充電電流10mA(0.2C)にて充電終止電圧4.3Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流1mA(0.02C))を行った後、放電電流10mA(0.2C)にて、放電終止電圧3Vで定電流放電を行った。この操作を3回繰り返した後、充電電流10mA(0.2C)にて充電終止電圧4.3Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流(1mA0.02C))を行い、放電電流0.2Cおよび3Cで放電終止電圧3.0Vに達するまで定電流放電を行って、それぞれ放電容量を求めた。レート特性は0.2C放電容量と3C放電容量の比、以下の式1で表すことができる。
(式1) レート特性 = 3C放電容量/3回目の0.2C放電容量 ×100 (%)
レート特性は、レート特性が80%以上のものを◎(優良)、60%以上80%未満のものを〇(良)、60%未満のものを×(不良)とした。
(Method for evaluating rate characteristics of non-aqueous electrolyte secondary batteries)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was installed in a constant temperature room at 25 ° C., and charge / discharge measurement was performed using a charge / discharge device (SM-8 manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.). After performing constant current constant voltage charging (cutoff current 1mA (0.02C)) at a charging end voltage of 4.3V at a charging current of 10mA (0.2C), discharge at a discharge current of 10mA (0.2C). A constant current discharge was performed at a final voltage of 3 V. After repeating this operation three times, constant current constant voltage charging (cutoff current (1mA 0.02C)) is performed at a charging end voltage of 4.3V at a charging current of 10mA (0.2C), and a discharge current of 0.2C and Constant current discharge was performed at 3C until the discharge end voltage reached 3.0 V, and the discharge capacity was determined for each. The rate characteristic can be expressed by the following equation 1 which is the ratio of the 0.2C discharge capacity to the 3C discharge capacity.
(Equation 1) Rate characteristics = 3C discharge capacity / 3rd 0.2C discharge capacity x 100 (%)
As for the rate characteristics, those having a rate characteristic of 80% or more were evaluated as ⊚ (excellent), those having a rate characteristic of 60% or more and less than 80% were evaluated as 〇 (good), and those having a rate characteristic of less than 60% were evaluated as × (poor).

(非水電解質二次電池のサイクル特性評価方法)
非水電解質二次電池を25℃の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM−8)を用いて充放電測定を行った。充電電流25mA(0.5C)にて充電終止電圧4.3Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流2.5mA(0.05C))を行った後、放電電流25mA(0.5C)にて、放電終止電圧3Vで定電流放電を行った。この操作を200回繰り返した。サイクル特性は25℃における3回目の0.5C放電容量と200回目の0.5C放電容量の比、以下の式2で表すことができる。
(式2)サイクル特性 = 3回目の0.5C放電容量/200回目の0.5C放電容量×100(%)
サイクル特性は、サイクル特性が85%以上を◎(優良)、80%以上85%未満を〇(良)、80%未満を−(不良)とした。
(Method for evaluating cycle characteristics of non-aqueous electrolyte secondary batteries)
A non-aqueous electrolyte secondary battery was installed in a constant temperature room at 25 ° C., and charge / discharge measurement was performed using a charge / discharge device (SM-8 manufactured by Hokuto Denko Co., Ltd.). After performing constant current constant voltage charging (cutoff current 2.5mA (0.05C)) at a charging end voltage of 4.3V at a charging current of 25mA (0.5C), the discharge current is 25mA (0.5C). , Constant current discharge was performed with a discharge end voltage of 3 V. This operation was repeated 200 times. The cycle characteristics can be expressed by the following equation 2 which is the ratio of the third 0.5C discharge capacity to the 200th 0.5C discharge capacity at 25 ° C.
(Equation 2) Cycle characteristics = 3rd 0.5C discharge capacity / 200th 0.5C discharge capacity x 100 (%)
The cycle characteristics were defined as ⊚ (excellent) when the cycle characteristics were 85% or more, 〇 (good) when 80% or more and less than 85%, and − (poor) when the cycle characteristics were less than 80%.

(製造例1)分散剤(A−1)の製造
ガス導入管、温度計、コンデンサー、攪拌機を備えた反応容器に、アセトニトリル100部を仕込み、窒素ガスで置換した。反応容器内を70℃に加熱して、アクリロニトリル50.0部、アクリル酸25.0部、スチレン25.0部および及び2,2’−アゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)(日油社製;V−65)を5.0部の混合物を3時間かけて滴下し、重合反応を行った。滴下終了後、さらに70℃で1時間反応させた後、V−65を0.5部添加し、さらに70℃で1時間反応を続けた。その後、不揮発分測定にて転化率が98%超えたことを確認し、減圧濃縮して分散媒を完全に除去し、分散剤(A−1)を得た。分散剤(A−1)の重量平均分子量(Mw)は15,000であった。
(Production Example 1) Production of Dispersant (A-1) 100 parts of acetonitrile was charged in a reaction vessel equipped with a gas introduction tube, a thermometer, a condenser, and a stirrer, and replaced with nitrogen gas. The inside of the reaction vessel was heated to 70 ° C. to heat 50.0 parts of acrylonitrile, 25.0 parts of acrylic acid, 25.0 parts of styrene and 2,2'-azobis (2,4-dimethylvaleronitrile) (NOF CORPORATION). A mixture of 5.0 parts of V-65) was added dropwise over 3 hours to carry out a polymerization reaction. After completion of the dropping, the reaction was further carried out at 70 ° C. for 1 hour, 0.5 part of V-65 was added, and the reaction was further continued at 70 ° C. for 1 hour. Then, it was confirmed by measuring the non-volatile content that the conversion rate exceeded 98%, and the mixture was concentrated under reduced pressure to completely remove the dispersion medium to obtain a dispersant (A-1). The weight average molecular weight (Mw) of the dispersant (A-1) was 15,000.

(製造例2〜10)分散剤(A−2)〜(A−10)の製造
使用するモノマーを表1に従って変更した以外は、製造例1と同様にして、それぞれ分散剤(A−2)〜(A−10)を作製した。各分散剤の重量平均分子量(Mw)は表1に示す通りであった。
(Production Examples 2 to 10) Production of Dispersants (A-2) to (A-10) Dispersants (A-2) in the same manner as in Production Example 1 except that the monomers used were changed according to Table 1. ~ (A-10) was prepared. The weight average molecular weight (Mw) of each dispersant was as shown in Table 1.

Figure 2020187991
Figure 2020187991

AA:アクリル酸
HEA:ヒドロキシエチルアクリレート
DMAEA:ジメチルアミノエチルアクリレート
BA:ブチルアクリレート
2EHMA:2エチルヘキシルアクリレート
AA: HEA acrylate: Hydroxyethyl acrylate DMAEA: Dimethylaminoethyl acrylate BA: Butyl acrylate 2EHMA: 2 ethylhexyl acrylate

(製造例11)分散剤(A−11)の製造
製造例3で得られた分散剤(A−3)50部を、198部の精製水中に添加しディスパーで撹拌してスラリー状にした。次いで2.0部の1N水酸化ナトリウム水溶液を25℃で滴下し、ディスパーにて2時間攪拌した。IR測定(装置:FT/IR−410、日本分光社製)にてシアノ基由来のピーク強度が80%以下に減少したことを確認し、環状構造の形成を確認した。次いで、精製水で水洗、ろ過乾燥し、水素化ナフチリジン環、およびグルタルイミド環を有する分散剤(A−11)を得た。なお、重量平均分子量(Mw)は14,000であった。
(Production Example 11) Production of Dispersant (A-11) 50 parts of the dispersant (A-3) obtained in Production Example 3 was added to 198 parts of purified water and stirred with a disper to form a slurry. Next, 2.0 parts of a 1N aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise at 25 ° C., and the mixture was stirred with a disper for 2 hours. It was confirmed by IR measurement (device: FT / IR-410, manufactured by JASCO Corporation) that the peak intensity derived from the cyano group was reduced to 80% or less, and the formation of a cyclic structure was confirmed. Then, it was washed with purified water and dried by filtration to obtain a dispersant (A-11) having a hydrogenated diazanaphthalene ring and a glutarimide ring. The weight average molecular weight (Mw) was 14,000.

(製造例12)分散剤(A−12)の製造
用いる分散剤を(A−3)から(A−6)に変更した以外は製造例13と同様に行い水素化ナフチリジン環を有する分散剤(A−12)を得た。なお、重量平均分子量(Mw)は14,000であった。
(Production Example 12) Production of Dispersant (A-12) Dispersant having a hydrogenated naphthylidine ring was carried out in the same manner as in Production Example 13 except that the dispersant used was changed from (A-3) to (A-6). A-12) was obtained. The weight average molecular weight (Mw) was 14,000.

(製造例13)標準正極用合材スラリーの作製
正極活物質(BASF戸田バッテリーマテリアルズ合同会社製、HED(登録商標)NCM−111 1100)93質量部、アセチレンブラック(デンカ株式会社製、デンカブラック(登録商標)HS100)4質量部、PVDF(株式会社社クレハ・バッテリー・マテリアルズ・ジャパン社製、クレハKFポリマー W#1300)3質量部を容量150cmのプラスチック容器に加えた後、ヘラを用いて粉末が均一になるまで混合した。その後、NMPを20.5質量部添加し、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE−310)を用いて、2000rpmで30秒間撹拌した。その後、プラスチック容器内の混合物をヘラを用いて、均一になるまで混合し、前記の自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで30秒間撹拌した。さらにその後、NMPを14.6質量部添加し、前記の自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで30秒間撹拌した。最後に、高速攪拌機を用いて、3000rpmで10分間撹拌し、標準正極用合材スラリーを得た。
(Production Example 13) Preparation of Standard Positive Electrode Mixture Slurry 93 parts by mass of positive electrode active material (BASF Toda Battery Materials LLC, HED (registered trademark) NCM-111 1100), acetylene black (Denka Co., Ltd., Denka Black) (registered trademark) HS100) 4 parts by weight, PVDF (Ltd., Inc. Kureha battery Materials Japan Co., Ltd., was added to the plastic container of Kureha KF polymer W # 1300) 3 parts by weight of the capacity 150cm 3, the spatula Used to mix until the powder was uniform. Then, 20.5 parts by mass of NMP was added, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 30 seconds using a rotation / revolution mixer (Awatori Rentaro manufactured by Shinky Co., Ltd., ARE-310). Then, the mixture in the plastic container was mixed using a spatula until uniform, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 30 seconds using the above-mentioned rotation / revolution mixer. After that, 14.6 parts by mass of NMP was added, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 30 seconds using the above-mentioned rotation / revolution mixer. Finally, using a high-speed stirrer, the mixture was stirred at 3000 rpm for 10 minutes to obtain a standard positive electrode mixture slurry.

(製造例14)標準正極の作製
上述の標準正極用合材スラリーを集電体となる厚さ20μmのアルミ箔上にアプリケーターを用いて塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃で25分間乾燥して電極の単位面積当たりの目付量が20mg/cmとなるように調整した。さらにロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が3.1g/cmとなる正極を作製した。
(Manufacturing Example 14) Preparation of standard positive electrode After applying the above-mentioned mixture slurry for standard positive electrode on an aluminum foil having a thickness of 20 μm as a current collector using an applicator, the temperature is 120 ° C. ± 5 ° C. in an electric oven. It was dried for 25 minutes and adjusted so that the amount of grain per unit area of the electrode was 20 mg / cm 2 . Further, a rolling process was performed by a roll press (3t hydraulic roll press manufactured by Thunk Metal Co., Ltd.) to prepare a positive electrode having a density of the mixture layer of 3.1 g / cm 3 .

<導電材分散体の作製>
(実施例1〜23、比較例1〜5)
表2に示す組成と分散時間に従い、ガラス瓶(M−225、柏洋硝子株式会社製)に分散剤と、添加剤と、分散媒とを仕込み、十分に混合溶解、または混合した後、導電材を加え、ジルコニアビーズ(ビーズ径0.5mmφ)をメディアとして、ペイントコンディショナーで分散し、各導電材分散体(分散体1〜分散体23、比較分散体1〜5)を得た。表2に示す通り、本発明の導電材分散体(分散体1〜分散体23)はいずれも低粘度かつ貯蔵安定性が良好であった。
<Preparation of conductive material dispersion>
(Examples 1 to 23, Comparative Examples 1 to 5)
According to the composition and dispersion time shown in Table 2, a dispersant, an additive, and a dispersion medium are charged in a glass bottle (M-225, manufactured by Kashiwayo Glass Co., Ltd.), and the conductive material is sufficiently mixed and dissolved or mixed. Was added and dispersed with a paint conditioner using zirconia beads (bead diameter 0.5 mmφ) as a medium to obtain each conductive material dispersion (dispersion 1 to dispersion 23, comparative dispersions 1 to 5). As shown in Table 2, all of the conductive material dispersions (dispersions 1 to 23) of the present invention had low viscosity and good storage stability.

Figure 2020187991
Figure 2020187991

・HS−100:デンカブラックHS−100(デンカ社製、アセチレンブラック、平均一次粒子径48nm、比表面積39m2/g)
・EC−300J:ケッチェンブラックEC−300J(ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製、ケッチェンブラック、平均一次粒子径40nm、比表面積800m2/g)
・8S:JENOTUBE8S(JEIO社製、多層CNT、外径6〜9nm)
・100T:K−Nanos 100T(Kumho Petrochemical社製、多層CNT、外径10〜15nm)
・NTP3121:NTP3121(NTP社製、多層CNT、外径20〜35nm)
・PVP:ポリビニルピロリドンK−30(日本触媒製、固形分100%)
・PVA:Kuraray POVAL PVA403(クラレ社製、固形分100%)
・PVB:エスレック BL−10(積水化学工業社製、固形分100%)
・DMAE:東京化成工業株式会社,2−(ジメチルアミノ)エタノール
・NMP:N−メチルピロリドン
HS-100: Denka Black HS-100 (manufactured by Denka, acetylene black, average primary particle diameter 48 nm, specific surface area 39 m 2 / g)
-EC-300J: Ketjen Black EC-300J (Made by Lion Specialty Chemicals, Ketjen Black, average primary particle size 40 nm, specific surface area 800 m 2 / g)
・ 8S: JENOTUBE8S (manufactured by JEIO, multi-walled CNT, outer diameter 6-9 nm)
100T: K-Nanos 100T (manufactured by Kumho Petrochemical, multi-walled CNT, outer diameter 10 to 15 nm)
NTP3121: NTP3121 (manufactured by NTP, multi-walled CNT, outer diameter 20 to 35 nm)
-PVP: Polyvinylpyrrolidone K-30 (manufactured by Nippon Shokubai, 100% solid content)
-PVA: Kuraray POVAL PVA403 (manufactured by Kuraray, 100% solid content)
-PVB: Eslek BL-10 (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., 100% solid content)
・ DMAE: Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 2- (dimethylamino) ethanol ・ NMP: N-methylpyrrolidone

<負極用合材スラリーの作製>
(実施例24)
容量150cmのプラスチック容器に導電材分散体(分散体1)と、CMCと、水とを加えた後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE−310)を用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、導電性含有樹脂組成物1を得た。その後、活物質を添加し、前記の自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで150秒間撹拌した。さらにその後、SBRを加えて、前記の自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、負極用合材スラリー1を得た。負極用合材スラリー1の固形分は48質量%とした。負極用合材スラリー中の活物質:導電材:CMC:SBRの固形分比率は97:0.5:1:1.5とした。
<Preparation of mixture slurry for negative electrode>
(Example 24)
After adding the conductive material dispersion (dispersion 1), CMC, and water to a plastic container with a capacity of 150 cm 3 , a rotation / revolution mixer (Awatori Rentaro manufactured by Shinky Co., Ltd., ARE-310) is used at 2000 rpm. Was stirred for 30 seconds to obtain a conductive-containing resin composition 1. Then, the active material was added, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 150 seconds using the above-mentioned rotation / revolution mixer. After that, SBR was added, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 30 seconds using the above-mentioned rotation / revolution mixer to obtain a negative electrode mixture slurry 1. The solid content of the negative electrode mixture slurry 1 was 48% by mass. The solid content ratio of active material: conductive material: CMC: SBR in the negative electrode mixture slurry was 97: 0.5: 1: 1.5.

(実施例25〜43、比較例6〜9)
導電材分散体の種類を変更した以外は実施例24と同様の方法により、導電材含有樹脂組成物2〜18、21、22および比較導電材含有樹脂組成物1、3〜5と、負極用合材スラリー2〜18、21、22および負極用比較合材スラリー1、3〜5を得た。表3に示す通り、本発明の導電材分散体を用いた電極膜はいずれも導電性と密着性が良好であった。
(Examples 25 to 43, Comparative Examples 6 to 9)
Conductive material-containing resin compositions 2 to 18, 21, 22 and comparative conductive material-containing resin compositions 1, 3 to 5 for negative electrodes were obtained by the same method as in Example 24 except that the type of the conductive material dispersion was changed. Mixture slurries 2 to 18, 21, 22 and comparative mixture slurries 1, 3 to 5 for negative electrodes were obtained. As shown in Table 3, the electrode films using the conductive material dispersion of the present invention all had good conductivity and adhesion.

Figure 2020187991
Figure 2020187991

・人造黒鉛:CGB−20(日本黒鉛工業社製)、固形分100%
・CMC:#1190(ダイセルファインケム社製)、固形分100%
・SBR:TRD2001(JSR社製)、固形分48%
-Artificial graphite: CGB-20 (manufactured by Nippon Graphite Industry Co., Ltd.), 100% solid content
-CMC: # 1190 (manufactured by Daicel Fine Chem Ltd.), 100% solid content
-SBR: TRD2001 (manufactured by JSR), solid content 48%

<正極用合材スラリーの作製>
(実施例44)
容量150cmのプラスチック容器に導電材分散体(分散体19)と、8質量%PVDFを溶解したNMPとを加えた後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE−310)を用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、導電材含有樹脂組成物19を得た。その後、活物質を添加し、前記の自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで150秒間撹拌した。さらにその後、NMPを添加し、前記の自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで30秒間撹拌して、正極用合材スラリー19を得た。正極用合材スラリー19の固形分は75質量%とした。正極用合材スラリー中の活物質:導電材:PVDFの固形分比率は98.5:0.5:1とした。
<Preparation of mixture slurry for positive electrode>
(Example 44)
After adding the conductive material dispersion (dispersion 19) and NMP in which 8% by mass PVDF is dissolved to a plastic container having a capacity of 150 cm, a rotation / revolution mixer (Awatori Rentaro manufactured by Shinky Co., Ltd., ARE-310) is used. Then, the mixture was stirred at 2000 rpm for 30 seconds to obtain a conductive material-containing resin composition 19. Then, the active material was added, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 150 seconds using the above-mentioned rotation / revolution mixer. After that, NMP was added, and the mixture was stirred at 2000 rpm for 30 seconds using the above-mentioned rotation / revolution mixer to obtain a positive electrode mixture slurry 19. The solid content of the positive electrode mixture slurry 19 was 75% by mass. The solid content ratio of active material: conductive material: PVDF in the mixture slurry for the positive electrode was 98.5: 0.5: 1.

(実施例45〜46、比較例10)
導電材分散体の種類を変更した以外は実施例44と同様の方法により、導電材含有樹脂組成物20、23および比較導電材含有樹脂組成物2と、正極用合材スラリー20、23および正極用比較合材スラリー2を得た。表4に示す通り、本発明の導電材分散体を用いた電極膜はいずれも導電性と密着性が良好であった。
(Examples 45 to 46, Comparative Example 10)
The conductive material-containing resin compositions 20 and 23 and the comparative conductive material-containing resin composition 2 and the positive electrode mixture slurrys 20 and 23 and the positive electrode were subjected to the same method as in Example 44 except that the type of the conductive material dispersion was changed. A comparative mixture slurry 2 for use was obtained. As shown in Table 4, all of the electrode films using the conductive material dispersion of the present invention had good conductivity and adhesion.

Figure 2020187991
Figure 2020187991

・NMC(ニッケルマンガンコバルト酸リチウム):HED(登録商標)NCM−111
1100(BASF戸田バッテリーマテリアルズ合同会社製)、固形分100%
・PVDF:Solef#5130(Solvey社製)、固形分100%
NMC (Lithium Nickel Manganese Cobalt): HED® NCM-111
1100 (manufactured by BASF Toda Battery Materials LLC), 100% solid content
-PVDF: Solef # 5130 (manufactured by Solvay), 100% solid content

<電極膜の作製>
(実施例47〜69、比較例11〜15)
表5に示す合材スラリーを、アプリケーターを用いて、金属箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃で25分間、塗膜を乾燥させて電極膜を作製した。その後、電極膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行った。正極用合材スラリーを塗工する際は、金属箔としてアルミ箔を用いて、電極の単位当たりの目付量が20mg/cmとなるように塗工し、乾燥後の電極膜の密度が3.1g/ccとなるように圧延した。負極用合材スラリーを塗工する際は、金属箔として銅箔を用いて、電極の単位当たりの目付量が10mg/cmとなるように塗工し、乾燥後の電極膜の密度が1.6g/ccとなるように圧延した。
<Preparation of electrode film>
(Examples 47 to 69, Comparative Examples 11 to 15)
The mixture slurry shown in Table 5 was applied onto a metal foil using an applicator, and then the coating film was dried in an electric oven at 120 ° C. ± 5 ° C. for 25 minutes to prepare an electrode film. Then, the electrode film was rolled by a roll press (3t hydraulic roll press manufactured by Thunk Metal Co., Ltd.). When coating the mixture slurry for the positive electrode, aluminum foil is used as the metal foil, and the coating is applied so that the grain size per unit of the electrode is 20 mg / cm 2, and the density of the electrode film after drying is 3. Rolled to .1 g / cc. When coating the mixture slurry for the negative electrode, a copper foil is used as the metal foil, and the coating is applied so that the grain size per unit of the electrode is 10 mg / cm 2, and the density of the electrode film after drying is 1. It was rolled to a concentration of .6 g / cc.

Figure 2020187991
Figure 2020187991

<非水電解質二次電池の作製>
表6に掲載した負極と正極とを各々50mm×45mm、45mm×40mmに打ち抜き、その間に挿入されるセパレーター(多孔質ポリプロプレンフィルム)とをアルミ製ラミネート袋に挿入し、電気オーブン中、70℃で1時間乾燥した。その後、アルゴンガスで満たされたグローブボックス内で、電解液(エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートを1:1:1(体積比)の割合で混合した混合溶媒を作製し、さらに添加剤として、VC(ビニレンカーボネート)を100質量部に対して1質量部加えた後、LiPFを1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を2mL注入した後、アルミ製ラミネートを封口して非水電解質二次電池1〜23、比較用非水電解質二次電池1〜4を作製した。
<Manufacturing of non-aqueous electrolyte secondary battery>
The negative electrode and the positive electrode shown in Table 6 are punched into 50 mm × 45 mm and 45 mm × 40 mm, respectively, and the separator (porous polypropylene film) inserted between them is inserted into an aluminum laminate bag and placed in an electric oven at 70 ° C. It was dried for 1 hour. Then, in a glove box filled with argon gas, an electrolytic solution (a mixed solvent in which ethylene carbonate, dimethyl carbonate, and diethyl carbonate were mixed at a ratio of 1: 1: 1 (volume ratio) was prepared, and further, as an additive, After adding 1 part by mass of VC (vinylene carbonate) to 100 parts by mass, 2 mL of a non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 is dissolved at a concentration of 1 M) is injected, and then the aluminum laminate is sealed to seal the non-aqueous electrolyte. Secondary batteries 1 to 23 and comparative non-aqueous electrolyte secondary batteries 1 to 4 were prepared.

Figure 2020187991
Figure 2020187991

上記実施例では、分散剤が(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、ならびに活性水素基含有モノマー、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含む共重合体であり、前記共重合体中、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を40〜99質量%含み、重量平均分子量が5000〜50000である導電材分散体を用いた。実施例では、比較例に比べてサイクル特性に優れた非水電解質二次電池が得られた。特に、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を75質量%含み、重量平均分子量が5000〜50000である導電材分散体では、アクリロニトリルに由来する単位が、環状構造を有するため、比較例に比べてサイクル特性に優れた非水電解質二次電池が得られた。よって、本発明は従来の導電材分散体では実現しがたいサイクル特性を有する非水電解質二次電池を提供できることが明らかとなった。 In the above embodiment, the dispersant is a unit derived from (meth) acrylonitrile, and one or more monomer units selected from the group consisting of an active hydrogen group-containing monomer, a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester. A conductive material dispersion containing 40 to 99% by mass of the unit derived from the (meth) acrylonitrile in the copolymer and having a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000 was used. In the examples, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics as compared with the comparative example was obtained. In particular, in the conductive material dispersion containing 75% by mass of the unit derived from the (meth) acrylonitrile and having a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000, the unit derived from acrylonitrile has a cyclic structure, and therefore, as compared with the comparative example. A non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent cycle characteristics was obtained. Therefore, it has been clarified that the present invention can provide a non-aqueous electrolyte secondary battery having cycle characteristics that cannot be realized by a conventional conductive material dispersion.

以上、実施の形態を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記によって限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。 Although the invention of the present application has been described above with reference to the embodiments, the invention of the present application is not limited to the above. Various changes that can be understood by those skilled in the art can be made within the scope of the invention in the configuration and details of the invention of the present application.

すなわち、本発明は、導電材(A)と、分散媒(B)と、分散剤(C)とを含む導電材分散体であって、導電材(A)がカーボンナノチューブおよび/またはケッチェンブラックであり、分散剤(C)が(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、ならびに活性水素基含有モノマー、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含む共重合体であり、前記共重合体中、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を75〜99質量%含み、重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする非水電解質二次電池用導電材分散体に関する。 That is, the present invention is a conductive material dispersion containing a conductive material (A), a dispersion medium (B), and a dispersant (C), wherein the conductive material (A) is a carbon nanotube and / or Ketjen black. One or more monomer units selected from the group consisting of a unit from which the dispersant (C) is derived from (meth) acrylonitrile, and an active hydrogen group-containing monomer, a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester. A non-aqueous electrolyte secondary characterized by containing 75 to 99% by mass of a unit derived from the (meth) acrylonitrile in the copolymer and having a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000. Regarding a conductive material dispersion for a battery.

<導電材分散体の作製>
(実施例1〜23、比較例1〜5)
表2に示す組成と分散時間に従い、ガラス瓶(M−225、柏洋硝子株式会社製)に分散剤と、添加剤と、分散媒とを仕込み、十分に混合溶解、または混合した後、導電材を加え、ジルコニアビーズ(ビーズ径0.5mmφ)をメディアとして、ペイントコンディショナーで分散し、各導電材分散体(分散体1〜分散体23、比較分散体1〜5)を得た。表2に示す通り、本発明の導電材分散体(分散体1〜分散体23)はいずれも低粘度かつ貯蔵安定性が良好であった。
ただし、本明細書において実施例1、12、および19の導電材分散体、該分散体を使用した合材スラリー、電極膜、および電池は参考例である。
<Preparation of conductive material dispersion>
(Examples 1 to 23, Comparative Examples 1 to 5)
According to the composition and dispersion time shown in Table 2, a dispersant, an additive, and a dispersion medium are charged in a glass bottle (M-225, manufactured by Kashiwayo Glass Co., Ltd.), and the conductive material is sufficiently mixed and dissolved or mixed. Was added and dispersed with a paint conditioner using zirconia beads (bead diameter 0.5 mmφ) as a medium to obtain each conductive material dispersion (dispersion 1 to dispersion 23, comparative dispersions 1 to 5). As shown in Table 2, all of the conductive material dispersions (dispersions 1 to 23) of the present invention had low viscosity and good storage stability.
However, in the present specification, the conductive material dispersions of Examples 1, 12 and 19, the mixture slurry using the dispersion, the electrode film, and the battery are reference examples.

すなわち、本発明は、導電材(A)と、分散媒(B)と、分散剤(C)とを含む導電材分散体であって、導電材(A)がカーボンナノチューブおよび/またはケッチェンブラックであり、分散剤(C)が(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、ならびに活性水素基含有モノマー、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含む共重合体であり、前記共重合体中、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を80質量%を超えて99質量%以下含み、重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする非水電解質二次電池用導電材分散体に関する。
That is, the present invention is a conductive material dispersion containing a conductive material (A), a dispersion medium (B), and a dispersant (C), wherein the conductive material (A) is a carbon nanotube and / or Ketjen black. The dispersant (C) is a unit derived from (meth) acrylonitrile, and one or more monomer units selected from the group consisting of an active hydrogen group-containing monomer, a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester. It is a copolymer containing, and is characterized in that the unit derived from the (meth) acrylonitrile is contained in the copolymer in an amount of more than 80% by mass and 99% by mass or less, and the weight average molecular weight is 5,000 to 50,000. The present invention relates to a conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery.

<導電材分散体の作製>
(実施例1〜23、比較例1〜5)
表2に示す組成と分散時間に従い、ガラス瓶(M−225、柏洋硝子株式会社製)に分散剤と、添加剤と、分散媒とを仕込み、十分に混合溶解、または混合した後、導電材を加え、ジルコニアビーズ(ビーズ径0.5mmφ)をメディアとして、ペイントコンディショナーで分散し、各導電材分散体(分散体1〜分散体23、比較分散体1〜5)を得た。表2に示す通り、本発明の導電材分散体(分散体1〜分散体23)はいずれも低粘度かつ貯蔵安定性が良好であった。
ただし、本明細書において実施例1、2、9、10、12、および19の導電材分散体、該分散体を使用した合材スラリー、電極膜、および電池は参考例である。
<Preparation of conductive material dispersion>
(Examples 1 to 23, Comparative Examples 1 to 5)
According to the composition and dispersion time shown in Table 2, a dispersant, an additive, and a dispersion medium are charged in a glass bottle (M-225, manufactured by Kashiwayo Glass Co., Ltd.), and the conductive material is sufficiently mixed and dissolved or mixed. Was added and dispersed with a paint conditioner using zirconia beads (bead diameter 0.5 mmφ) as a medium to obtain each conductive material dispersion (dispersion 1 to dispersion 23, comparative dispersions 1 to 5). As shown in Table 2, all of the conductive material dispersions (dispersions 1 to 23) of the present invention had low viscosity and good storage stability.
However, in the present specification, the conductive material dispersions of Examples 1, 2 , 9 , 10, 12, and 19, and the mixture slurry, electrode film, and battery using the dispersion are reference examples.

Claims (8)

導電材(A)と、分散媒(B)と、分散剤(C)とを含む導電材分散体であって、分散剤(C)が(メタ)アクリロニトリルに由来する単位、ならびに活性水素基含有モノマー、塩基性モノマー、および(メタ)アクリル酸アルキルエステルからなる群より選択される1種以上のモノマー単位を含む共重合体であり、前記共重合体中、前記(メタ)アクリロニトリルに由来する単位を40〜99質量%含み、重量平均分子量が5000〜50000であることを特徴とする非水電解質二次電池用導電材分散体。 A conductive material dispersion containing a conductive material (A), a dispersion medium (B), and a dispersant (C), wherein the dispersant (C) contains a unit derived from (meth) acrylonitrile, and an active hydrogen group. A copolymer containing one or more monomer units selected from the group consisting of a monomer, a basic monomer, and a (meth) acrylic acid alkyl ester, and a unit derived from the (meth) acrylonitrile in the copolymer. A conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises 40 to 99% by mass and has a weight average molecular weight of 5,000 to 50,000. 分散剤(C)のアクリロニトリルに由来する単位が、環状構造を有することを特徴とする請求項1記載の非水電解質二次電池用導電材分散体。 The conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the unit derived from acrylonitrile of the dispersant (C) has a cyclic structure. 導電材(A)がカーボンブラックであることを特徴とする請求項1または2記載の非水電解質二次電池用導電材分散体。 The conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, wherein the conductive material (A) is carbon black. さらに、無機金属塩、無機塩基および有機塩基からなる群から選ばれる少なくとも一種を含むことを特徴とする請求項1〜3いずれか記載の非水電解質二次電池用導電材分散体。 The conductive material dispersion for a non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 3, further comprising at least one selected from the group consisting of an inorganic metal salt, an inorganic base and an organic base. 請求項1〜4いずれか記載の導電材分散体と、バインダー樹脂(D)とを含む導電材含有樹脂組成物。 A conductive material-containing resin composition containing the conductive material dispersion according to any one of claims 1 to 4 and a binder resin (D). 請求項5記載の導電材含有樹脂組成物と、活物質(E)とを含むことを特徴とする合材スラリー。 A mixed material slurry comprising the conductive material-containing resin composition according to claim 5 and the active material (E). 請求項6記載の合材スラリーを膜状に形成してなる電極膜(F)。 The electrode film (F) formed by forming the mixture slurry according to claim 6 in the form of a film. 正極と、負極と、イオンが移動可能な電解質とを具備してなる非水電解質二次電池であって、正極または負極の少なくとも一方が、請求項7記載の電極膜(F)を含むことを特徴とする非水電解質二次電池。 A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte in which ions can move, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode includes the electrode film (F) according to claim 7. Characterized non-aqueous electrolyte secondary battery.
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