WO2013069280A1 - リチウムイオン二次電池用電極、その製造方法およびリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electrode for a lithium ion secondary battery, a manufacturing method thereof, and a lithium ion secondary battery.
- lithium ion secondary batteries have been used as batteries for small devices such as notebook computers, mobile phones, electric tools, and electronic / communication devices. Recently, lithium ion secondary batteries have begun to be used as batteries for large equipment such as electric vehicles and hybrid vehicles.
- a lithium ion secondary battery is mainly composed of a positive electrode using a metal oxide such as lithium cobalt composite oxide as an active material, a negative electrode using a carbon material such as graphite as an active material, and an electrolyte solution in which a lithium salt is dissolved.
- the battery is charged and discharged as lithium ions move between the positive electrode and the negative electrode.
- the positive electrode is obtained by applying a slurry containing a metal oxide and a binder to the surface of a positive electrode current collector such as an aluminum foil and drying it.
- the negative electrode is obtained by applying a slurry containing a carbon material and a binder to the surface of a negative electrode current collector such as a copper foil and drying it.
- the binder used at this time has a role of preventing the active material from being detached from the current collector by binding the active materials to each other and the active material and the current collector.
- PVDF polyvinylidene fluoride
- NMP N-methylol pyrrolidone
- SBR styrene-butadiene rubber
- CMC carboxymethyl cellulose
- Patent Document 2 discloses (a) 20 to 79 parts by weight of (meth) acrylic acid ester monomer and (b) 20 to 60 parts by weight of vinyl monomer per 100 parts by weight of (A) binder polymer. And (c) 0.01 to 30 parts by weight of an unsaturated carboxylic acid monomer, and a binder containing polymer particles polymerized.
- Patent Document 3 discloses a functional group obtained by emulsion polymerization of an ethylenically unsaturated monomer including a keto group-containing ethylenically unsaturated monomer in water in the presence of a surfactant with a radical polymerization initiator.
- the binder composition for non-aqueous secondary batteries containing the containing resin fine particle (A) and the crosslinking agent (B) which is a polyfunctional hydrazide compound is described.
- the present invention has been made in view of the above problems, and provides an electrode for a lithium ion secondary battery from which a lithium ion secondary battery having excellent charge / discharge characteristics in a wide temperature range can be obtained.
- the inventors of the present invention have made extensive studies on the charge / discharge characteristics at low temperatures while changing the polymer composition. As a result, it was found that the charge / discharge characteristics at low temperature can be improved by changing the polymer composition to improve the penetration of the electrolyte into the binder. However, while the charge / discharge characteristics at low temperature are improved, the charge / discharge characteristics at high temperature have deteriorated. In other words, the inventors of the present invention have a trade-off relationship between the charge / discharge characteristics at high temperature and the charge / discharge characteristics at low temperature in the conventional lithium ion secondary battery, and the trade-off relationship depends on the composition of the polymer. It was clarified that it cannot be improved by improving.
- An electrode for a lithium ion secondary battery comprising a non-fluorine polymer, an active material, a thickener, and a conductive additive
- the elution rate of the non-fluorine polymer with respect to the electrolyte solution solvent at 60 ° C. is 1.0% by mass or less
- an electrode for a lithium ion secondary battery wherein the swelling ratio of the non-fluorine polymer with respect to the electrolyte solvent at 60 ° C. is 10% by mass or more and 50% by mass or less.
- a method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery A step of preparing a slurry by mixing the non-fluorinated polymer, the active material, the thickener, and the conductive additive; Adjusting the pH of the slurry to a range of 3.0 to 7.0; A method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery, comprising: applying the slurry onto a current collector and drying the slurry to form the active material layer on the current collector.
- a layer containing (A) a non-fluorine polymer, (B) an active material, (C) a thickener, and (D) a conductive auxiliary agent is referred to as an active material layer. What formed the active material layer on the body is called an electrode.
- the content of the (A) non-fluorine polymer is preferably 0.5 parts by mass or more and 3.0 parts by mass. Or less, and particularly preferably 1.0 part by mass or more and 2.5 parts by mass or less.
- the content of (B) the active material is preferably 93 parts by mass or more and 98.9 parts by mass or less, and particularly preferably 95.1 parts by mass or more and 97.9 parts by mass or less.
- the content of (C) thickener is preferably 0.5 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less, and particularly preferably 0.8 parts by mass or more and 1.7 parts by mass or less.
- the content of the conductive auxiliary agent (D) is preferably 0.1 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less, and particularly preferably 0.3 parts by mass or more and 1.2 parts by mass or less.
- Examples of the (a) carboxyl group-containing unsaturated monomer used in this embodiment include ethylenically unsaturated monocarboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid; maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, Examples thereof include unsaturated dicarboxylic acid monomers such as mesaconic acid, glutaconic acid, itaconic acid, crotonic acid, and isocrotonic acid and their anhydrides; ⁇ -carboxylethyl acrylate; monoester of 2-hydroxyethyl acrylate and dicarboxylic acid derivatives, and the like.
- monocarboxylic acid monomers such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid
- maleic acid, fumaric acid, citraconic acid examples thereof include unsaturated dicarboxylic acid monomers such as mesaconic acid, glutaconic acid, itaconic acid, crotonic acid, and isocro
- acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, ⁇ -carboxylethyl acrylate, monohydroxy esters of 2-hydroxyethyl acrylate and dicarboxylic acid derivatives are preferable, and acrylic acid, methacrylic acid, and itaconic acid are particularly preferable.
- These carboxyl group-containing unsaturated monomers may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.
- the amount of the carboxyl group-containing unsaturated monomer used is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less, when the total ethylenically unsaturated monomer mixture is 100% by mass, Preferably they are 1 mass% or more and 5 mass% or less. When the amount of the carboxyl group-containing monomer used is within the above range, the balance of mechanical stability, heat resistance and binding property of the obtained electrode is further improved.
- the amount of the unsaturated carboxylic acid ester monomer used is preferably 20% by mass or more and 84.8% by mass or less when the total ethylenically unsaturated monomer mixture is 100% by mass, Preferably they are 40 to 75 mass%. When the amount of the unsaturated carboxylic acid ester monomer used is within the above range, the balance of flexibility, heat resistance and binding property of the obtained electrode is further improved.
- Examples of the unsaturated monomer other than (c) the carboxyl group-containing unsaturated monomer and (b) the unsaturated carboxylic acid ester monomer used in the present embodiment include styrene, ⁇ - Examples include methyl styrene, ⁇ -methyl styrene, pt-butyl styrene, acrylonitrile, methacrylonitrile, vinyl acetate, vinyl propioate, N-methylol methacrylamide, acrylamide, N-methylol acrylamide, methacrylamide, and mixtures thereof. It is done. Of these, styrene is particularly preferable. When styrene is used, the binding property is further improved particularly when a carbon material such as graphite is used as the active material.
- the amount of the unsaturated monomer other than the above (a) carboxyl group-containing unsaturated monomer and the above (b) unsaturated carboxylic acid ester monomer is the total of the ethylenically unsaturated monomer mixture. Is 100% by mass, preferably 15% by mass to 70% by mass, and more preferably 30% by mass to 60% by mass. (C) When the amount of the unsaturated monomer used is within the above range, the balance between flexibility and binding property of the obtained electrode is further improved.
- the internal crosslinking agent used in the present embodiment has at least one ethylenically unsaturated bond and has a functional group that reacts with other functional groups, or two or more ethylenic agents It will not specifically limit if it has an unsaturated bond.
- a polyfunctional monomer having two or more unsaturated groups such as divinylbenzene, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, triallyl cyanurate; vinyl
- silane coupling agents such as trimethoxysilane, ⁇ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, and ⁇ -methacryloxypropyltriethoxysilane.
- divinylbenzene is preferable.
- These internal cross-linking agents may be used alone or in combination of two or more.
- the amount of the internal crosslinking agent used is preferably 0.05% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.08, when the total amount of the ethylenically unsaturated monomer mixture is 100% by mass. It is from 1% by mass to 1% by mass.
- the usage-amount of an internal crosslinking agent exists in the said range, the balance of the binder elution rate and binding property will be further excellent.
- the glass transition temperature (Tg) of the non-fluorinated polymer contained in the lithium ion secondary battery electrode of this embodiment is preferably ⁇ 10 ° C. or higher and 30 ° C. or lower, and is ⁇ 8 ° C. or higher and 15 ° C. or lower. Is more preferable. When the glass transition temperature is within the above range, the balance between the swelling and elution of the binder with respect to the electrolytic solution and the flexibility of the electrode is further improved.
- the glass transition temperature of the non-fluorinated polymer is a value measured by differential scanning calorimetry (DSC).
- the glass transition temperature can be measured as follows. A non-fluorinated polymer is weighed on an aluminum pan, the aluminum pan is set on a DSC measurement holder, and an endothermic peak of a chart obtained under a temperature rising condition of 10 ° C./min is read. The peak temperature at this time is defined as the glass transition temperature.
- the average particle diameter of latex particles by the dynamic light scattering method can be measured as follows.
- the latex particle dispersion is diluted with water 200 to 1000 times depending on the solid content.
- About 5 ml of this diluted solution is injected into a cell of a measuring apparatus (for example, Nikkiso Microtrac particle size analyzer), and after inputting the solvent (water in this embodiment) and the refractive index condition of the polymer according to the sample, measurement is performed. Do it.
- the peak of the obtained volume particle size distribution data is defined as the average particle size of the present embodiment.
- a conventionally known method is used as the emulsion polymerization.
- examples thereof include a polymerization method in which the ethylenically unsaturated monomer mixture is charged all at once, and a method in which polymerization is performed while continuously supplying the ethylenically unsaturated monomer mixture.
- the polymerization is usually carried out at 30 ° C. to 90 ° C. with stirring.
- aqueous medium used for the emulsion polymerization of this embodiment water may be mentioned.
- a hydrophilic organic solvent can also be mixed as appropriate.
- the polymerization initiator used in the emulsion polymerization of the present embodiment is not particularly limited as long as it has the ability to initiate radical polymerization, and a known oil-soluble polymerization initiator or water-soluble polymerization initiator should be used. Can do.
- oil-soluble polymerization initiator examples include benzoyl peroxide, tert-butyl peroxybenzoate, tert-butyl hydroperoxide, tert-butyl peroxy (2-ethylhexanoate), tert-butyl peroxy-3, Organic peroxides such as 5,5-trimethylhexanoate and di-tert-butyl peroxide; 2,2′-azobisisobutyronitrile, 2,2′-azobis-2,4-dimethylvaleronitrile, Examples include azobis compounds such as 2,2′-azobis (4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile) and 1,1′-azobiscyclohexane-1-carbonitrile.
- water-soluble polymerization initiator examples include ammonium persulfate, potassium persulfate, hydrogen peroxide, 2,2′-azobis (2-methylpropionamidine) dihydrochloride, and the like. In this embodiment, it is preferable to use a water-soluble polymerization initiator.
- These polymerization initiators can be used alone or in combination of two or more. These polymerization initiators are preferably used in an amount of 0.1 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ethylenically unsaturated monomer mixture.
- the polymerization can also be performed by ultraviolet rays or radiation irradiation.
- the polymerization temperature is preferably equal to or higher than the polymerization start temperature of each polymerization initiator. For example, in a peroxide polymerization initiator, it is usually about 70 ° C.
- the polymerization time is not particularly limited, but is preferably 1 hour or more and 24 hours or less.
- the pH it is preferable to adjust the pH by adding a basic substance during or after the polymerization.
- a basic substance used at this time include ammonia, trimethylamine, triethylamine, butylamine, ethanolamine, 2-dimethylaminoethanol, diethanolamine, triethanolamine, aminomethylpropanol, and caustic soda. These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type.
- Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene stearyl ether; polyoxyethylene alkylphenyl such as polyoxyethylene octylphenyl ether and polyoxyethylene nonylphenyl ether Ethers; sorbitan higher fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate, sorbitan trioleate; glycerin higher fatty acid esters such as oleic acid monoglyceride and stearic acid monoglyceride; polyoxyethylene / polyoxypropylene block copolymer; Polyoxyethylene distyrenated phenyl ether; Polio such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate Shi sorbitan higher fatty acid esters, polyoxyethylene monolaurate, polyoxyethylene higher fatty acid esters such as polyoxyethylene monostearate; and nonionic reactive surfactant having a double bond.
- the electrode for a lithium ion secondary battery of this embodiment it is preferable that a part of the latex particles containing the non-fluorine polymer is attached to the surface of the electrode.
- a part of latex particles adheres to the surface of the electrode the adhesion with a separator described later is improved and the internal resistance of the battery is lowered, so that the battery characteristics of the obtained lithium ion secondary battery are improved.
- lithium and transition metal composite oxides such as lithium nickel composite oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium manganese composite oxide, and lithium-manganese-nickel composite oxide; transitions such as TiS 2 , FeS, and MoS 2 Metal sulfides; transition metal oxides such as MnO, V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , olivine-type lithium phosphorus oxide, and the like.
- the olivine-type lithium phosphorus oxide is, for example, at least one member selected from the group consisting of Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb, and Fe. It contains elements, lithium, phosphorus, and oxygen. In order to improve the characteristics of these compounds, some elements may be partially substituted with other elements.
- olivine type lithium iron phosphorus oxide, lithium cobalt composite oxide, lithium nickel composite oxide, lithium manganese composite oxide, and lithium-manganese-nickel composite oxide are preferable.
- These positive electrode active materials have a high working potential, a large capacity, and a large energy density.
- the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a normal negative electrode active material that can be used for the negative electrode of a lithium ion secondary battery.
- carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, resin charcoal, carbon fiber, activated carbon, hard carbon, and soft carbon; lithium metal such as lithium metal and lithium alloy; metal such as silicon and tin; polyacene, polyacetylene, polypyrrole, etc. And the like.
- carbon materials are preferable, and graphite such as natural graphite and artificial graphite is particularly preferable.
- the average particle size of the active material is not particularly limited, but is preferably 15 ⁇ m or more and 22 ⁇ m or less, and more preferably 18.5 ⁇ m or more and 21 ⁇ m or less. When the average particle size is within the above range, the balance between the binding property and the dispersibility of the active material is further improved.
- the average particle size of the active material was measured using a laser diffraction particle size analyzer, the particle size at 50% accumulation in a cumulative distribution of volume-based (D 50, average particle diameter) is.
- Specific surface area by nitrogen adsorption BET method of the active material is not particularly limited, is preferably from 1 m 2 / g or more 6 m 2 / g, more preferably not more than 2m 2 / g or more 4m 2 / g. When the specific surface area is within the above range, the balance of electrode yield and binding property is further improved.
- the thickener contained in the electrode for lithium ion secondary batteries of this embodiment will not be specifically limited if it improves the coating property of the electrode slurry mentioned later.
- the thickener include cellulose polymers such as carboxymethylcellulose, methylcellulose, and hydroxypropylcellulose, and ammonium salts and alkali metal salts thereof; polycarboxylic acid; polyethylene oxide; polyvinylpyrrolidone; polyacrylic acid such as sodium polyacrylate Water-soluble polymers such as salts; polyvinyl alcohol;
- the thickeners listed above may be used singly or in combination of two or more.
- the amount of the thickener used is preferably 0.5 parts by mass or more and 2.0 parts by mass or less, more preferably 0.8 parts by mass or more and 1.7 parts by mass or less, and 0.8 parts by mass. More preferably, it is at least 1.5 parts by mass.
- the use amount of the thickener is within the above range, the balance between the coating property of the electrode slurry and the binding property of the binder is further improved.
- the conductive auxiliary agent contained in the lithium ion secondary battery electrode of the present embodiment is not particularly limited as long as it has electronic conductivity and improves the conductivity of the electrode.
- Examples of the conductive assistant of the present embodiment include carbon materials such as acetylene black, ketjen black, and carbon black.
- the conductive aids listed above may be used singly or in combination of two or more.
- As a usage-amount of a conductive support agent when the whole quantity of an active material layer is 100 mass parts, it is preferable that they are 0.1 mass part or more and 2.0 mass parts or less, and 0.3 mass part or more and 1.2 mass parts More preferably, the amount is 0.5 parts by mass or more and 1.2 parts by mass or less.
- the amount of the conductive auxiliary agent used is within the above range, the balance between the coating property of the electrode slurry and the binding property of the binder is further improved.
- the method for producing an electrode for a lithium ion secondary battery of the present embodiment preferably includes the following three steps (1) to (3).
- (1) The process of preparing a slurry by mixing the said non-fluorine-type polymer, the said active material, the said thickener, and the said conductive support agent (2)
- the pH of a slurry is 3.0 or more and 7.0.
- Step of adjusting to the following range (3) Step of forming an active material layer by applying slurry on a current collector and drying, Each step will be described below.
- the electrode slurry according to the present embodiment comprises (A) a non-fluorine polymer, (B) an active material, (C) a thickener, and (D) a conductive assistant in water or water and a hydrophilic material. Dispersed or dissolved in a mixture with a high solvent.
- each component is not particularly limited.
- (C) the thickener and (D) the conductive assistant after mixing (C) the thickener and (D) the conductive assistant, (A) the non-fluorine polymer and (B) the active material are mixed. Further, it is preferable to adjust the slurry by mixing. By carrying out like this, the elution rate of the (A) non-fluorine-type polymer with respect to 60 degreeC electrolyte solution solvent can be reduced. In addition, since the penetration of the electrolyte solvent into the non-fluorine polymer is improved, the swelling ratio of the (A) non-fluorine polymer with respect to the electrolyte solvent at 60 ° C. can be improved.
- a known mixer such as a ball mill or a planetary mixer can be used as the mixer used, and is not particularly limited.
- the ratio of the average particle diameter of the active material to the average particle diameter of the latex particles is preferably 50 or more and 200 or less, and more preferably 75 or more and 170 or less. preferable.
- the ratio of the average particle diameter is within the above range, the elution rate of the (A) non-fluorinated polymer with respect to the electrolyte solution solvent at 60 ° C. can be reduced.
- the swelling ratio of the (A) non-fluorine polymer with respect to the electrolyte solvent at 60 ° C. can be improved.
- the method for adjusting the pH of the slurry to a range of 3.0 or more and 7.0 or less is not particularly limited, but it is preferable to adjust by adding an acidic substance or a basic substance.
- Acidic substances include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, hydrofluoric acid; acetic acid, acrylic acid, methacrylic acid, glycolic acid, lactic acid, malic acid, tartaric acid, citric acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, glutar Organics such as acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, aconitic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, diacetyltartaric acid, trivalent or higher carboxylic acids
- acids include acids.
- organic acids are particularly preferable.
- the pH of the slurry can be adjusted efficiently within the above range.
- organic acids oxalic acid, malonic acid, succinic acid, adipic acid, glutaric acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid, aconitic acid, pimelic acid, suberic acid, azelaic acid, sebacic acid, dodecanedicarboxylic acid, 1
- Polycarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, diacetyltartaric acid and trivalent or higher carboxylic acids are particularly preferred.
- the polyvalent carboxylic acid As the polyvalent carboxylic acid, oxalic acid, malonic acid, and succinic acid are particularly preferable.
- the pH using a polyvalent carboxylic acid By adjusting the pH using a polyvalent carboxylic acid, the elution rate of the (A) non-fluorinated polymer with respect to the electrolyte solution solvent at 60 ° C. can be further reduced.
- the swelling ratio of the (A) non-fluorine polymer with respect to the electrolyte solvent at 60 ° C. can be further improved.
- Examples of basic substances include ammonia, trimethylamine, triethylamine, butylamine, ethanolamine, 2-dimethylaminoethanol, diethanolamine, triethanolamine, aminomethylpropanol, and caustic soda.
- the obtained slurry is applied onto a current collector and dried to form an active material layer.
- a general method can be used. Examples thereof include a reverse roll method, a direct roll method, a doctor blade method, a knife method, an extrusion method, a curtain method, a gravure method, a bar method, a dip method, and a squeeze method.
- the doctor blade method, the knife method, and the extrusion method are preferable in that a favorable surface state of the coating layer can be obtained in accordance with the physical properties such as the viscosity of the slurry and the drying property.
- the slurry may be applied only on one side of the current collector or on both sides.
- coating to both surfaces of an electrical power collector you may apply
- the thickness, length and width of the coating layer can be appropriately determined according to the size of the battery.
- a general method can be used for drying the applied slurry.
- the drying temperature is preferably in the range of 50 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, and particularly preferably in the range of 50 ° C. or higher and 200 ° C. or lower.
- the lithium ion secondary battery of this embodiment is manufactured according to a known method using the positive electrode and / or negative electrode of this embodiment, an electrolytic solution, and a separator as necessary.
- As the electrode a laminate or a wound body can be used.
- As the exterior body a metal exterior body or an aluminum laminate exterior body can be used as appropriate.
- the shape of the battery may be any shape such as a coin shape, a button shape, a sheet shape, a cylindrical shape, a square shape, and a flat shape.
- the solvent for dissolving the electrolyte is not particularly limited as long as it is usually used as a liquid for dissolving the electrolyte.
- a porous substrate is preferable as the separator.
- the form of the separator may be a membrane, a film, or a fiber.
- the separator include a porous separator and a porous separator in which a gel polymer is coated on one side or both sides.
- the porous separator include polyolefin-based porous separators such as polypropylene and polyethylene; separators such as polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, polyacrylonitrile, and polyvinylidene fluoride hexafluoropropylene copolymer.
- the gel polymer is not particularly limited as long as the gel polymer can be gelled when impregnated with the electrolytic solution.
- the formation method to the separator of a gel polymer can use a well-known method.
- the gel polymer is dissolved in a solvent and then coated on the separator.
- the average particle diameter of latex particles containing a non-fluorine polymer was measured by a dynamic light scattering method using a light scattering apparatus.
- Thickener A (Carboxymethylcellulose, solid concentration 1% by mass, solvent: ion-exchanged water)
- Conductive auxiliary agent A (acetylene black)
- Example 1 (Preparation of negative electrode) After kneading 1 part of conductive auxiliary agent A and 1 part of thickener A, 96 parts of negative electrode A and 2 parts of non-fluorine polymer A are added to the mixture and kneaded to prepare a slurry. did. Next, the pH was adjusted to 5.1 by adding oxalic acid to the resulting slurry. This slurry is applied to both sides of a 10 ⁇ m thick copper foil so that the thickness after roll press treatment is 120 ⁇ m, dried at 100 ° C. for 5 minutes, and subjected to a pressing process to form a negative electrode active material layer on the copper foil did. In addition, the negative electrode active material non-application part in which the negative electrode active material was not apply
- a slurry was prepared by adding N-methylpyrrolidone to a mixture of positive electrode A: 85 parts, conductive auxiliary agent A: 7 parts, and polyvinylidene fluoride: 8 parts as a binder and further mixing them. This was applied to both surfaces of a 20 ⁇ m thick Al foil by a doctor blade method so that the thickness after roll press treatment was 160 ⁇ m, dried at 120 ° C. for 5 minutes, and after pressing, a positive electrode active material layer on the Al foil Formed.
- Examples 2 to 5 Comparative Examples 1 to 4
- a battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the types and compositions of the components were changed to those shown in Table 2 and the pH of the slurry was changed to the values shown in Table 2.
- Example 6 In the same manner as in Example 1 except that conductive aid A, thickener A, negative electrode A, and non-fluorinated polymer A were mixed together and the pH of the slurry was changed to the values shown in Table 2. A battery was produced.
- Swelling ratio (%) (electrode wet mass after immersion ⁇ electrode re-dry mass after immersion) / (electrode re-dry mass after immersion) ⁇ 100 (1)
- Elution rate (%) (electrode dry mass before immersion ⁇ electrode re-dry mass after immersion) / electrode dry mass before immersion ⁇ 100 (2)
- the wet electrode mass after immersion was measured after removing the electrode from the electrolyte solvent and wiping off the electrolyte solvent adhering to the electrode surface. Each measurement was performed 5 times, and the average value of the 5 times was adopted.
- the glass transition temperature of the non-fluorinated polymer in the electrode was measured by differential scanning calorimetry (DSC).
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Abstract
Description
正極は、アルミ箔などの正極集電体表面に、金属酸化物とバインダーを含むスラリーを塗布して乾燥することにより得られる。負極は、銅箔などの負極集電体表面に、炭素材料とバインダーを含むスラリーを塗布して乾燥することにより得られる。このとき使用するバインダーは、活物質同士および活物質と集電体とを結着させることにより、集電体から活物質が脱離するのを防ぐ役割がある。
以上の理由から、SBRはリチウムイオン二次電池電極用バインダーとして幅広い用途で使用されている。
つまり、本発明者らは従来のリチウムイオン二次電池は、高温での充放電特性と低温での充放電特性との間にトレードオフの関係が存在し、そのトレードオフの関係はポリマーの組成を改良することでは改善できないことを明らかにした。
そこで、本発明者らは、さらに鋭意検討を重ねた結果、電解液溶媒に対するバインダーの膨潤率および溶出率が特定の範囲を満たす電極を用いたときに、上記トレードオフの関係を改善でき、幅広い温度範囲で充放電特性に優れたリチウムイオン二次電池が得られることを見出して本発明を完成するに至った。
非フッ素系ポリマーと、活物質と、増粘剤と、導電助剤とを含むリチウムイオン二次電池用電極であって、
60℃の電解液溶媒に対する上記非フッ素系ポリマーの溶出率が1.0質量%以下であり、
60℃の電解液溶媒に対する上記非フッ素系ポリマーの膨潤率が10質量%以上50質量%以下である、リチウムイオン二次電池用電極が提供される。
上記非フッ素系ポリマーと、上記活物質と、上記増粘剤と、上記導電助剤とを混合することによりスラリーを調製する工程と、
上記スラリーのpHを3.0以上7.0以下の範囲に調整する工程と、
上記スラリーを集電体上に塗布して乾燥することにより、上記集電体上に上記活物質層を形成する工程と
を含む、リチウムイオン二次電池用電極の製造方法が提供される。
なお、本実施形態では、(A)非フッ素系ポリマーと、(B)活物質と、(C)増粘剤と、(D)導電助剤とを含む層を活物質層と呼び、集電体上に活物質層を形成させたものを電極と呼ぶ。
はじめに、本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極の構成について説明する。
本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極は、(A)非フッ素系ポリマーと、(B)活物質と、(C)増粘剤と、(D)導電助剤とを含んでいる。
そして、本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極は、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの溶出率が1.0質量%以下であり、好ましくは0.9質量%以下であり、さらに好ましくは0.8質量%以下である。60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの溶出率が上記上限値以下であると、高温の電解液に長時間接触しても活物質同士および活物質と集電体との結着力が良好なまま維持されるため、得られるリチウムイオン二次電池は高温下でも十分な充放電特性を有する。なお、(A)非フッ素系ポリマーの溶出率は、通常は0.1質量%以上である。
また、本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極は、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの膨潤率が10質量%以上50質量%以下であり、好ましくは12質量%以上40質量%以下であり、さらに好ましくは14質量%以上35質量%以下である。60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの膨潤率が上記下限値以上であると、低温でもバインダー中に含まれる電解液量を十分に確保できるため、得られるリチウムイオン二次電池は低温下でも十分な充放電特性を有する。また、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの膨潤率が上記上限値以下であると、高温の電解液に長時間接触しても活物質同士および活物質と集電体との結着力が良好なまま維持されるため、得られるリチウムイオン二次電池は高温下でも十分な充放電特性を有する。
なお、膨潤率および溶出率の測定に使用する電解液溶媒とは、本実施形態においてはプロピレンカーボネートと、ジエチルカーボネートを1:1の質量比で混合したものである。
電極の配合が上記範囲内であると、電極の歩留まりと、得られるリチウムイオン二次電池の電池特性のバランスがとくに優れる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極に含まれる(A)非フッ素系ポリマーは、活物質同士および活物質と集電体とを結着させる役割をもつバインダーである。
本実施形態の非フッ素系ポリマーは非フッ素系ポリマーであればとくに限定はされないが、(a)カルボキシル基含有不飽和単量体と、(b)不飽和カルボン酸エステル単量体と、(c)上記(a)および上記(b)以外の不飽和単量体と、(d)内部架橋剤と、を含有するエチレン性不飽和単量体混合物を重合して得られるポリマーが好ましい。
これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、β―カルボキシルエチルアクリレート、アクリル酸2ヒドロキシエチルとジカルボン酸誘導体のモノエステルが好ましく、とくにアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸が好ましい。これらのカルボキシル基含有不飽和単量体は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの不飽和カルボン酸エステル単量体の中でも、(メタ)アクリル酸エステルのアルキル部分の炭素数が1~12好ましくは2~8であるもの、アクリル酸2-ヒドロキシエチル、アクリル酸2-ヒドロキシプロピル、メタアクリル酸2-ヒドロキシエチル、メタアクリル酸2-ヒドロキシプロピル、がとくに好ましい。また、これらアルキル基にリン酸残基、スルホン酸残基、ホウ酸残基などを有する(メタ)アクリル酸エステルなども挙げられる。
非フッ素系ポリマーを含むラテックス粒子の平均粒子径はとくに限定されないが、10nm以上500nm以下であることが好ましく、30nm以上250nm以下であることがより好ましい。平均粒子径が上記範囲内であると、電解液に対するバインダーの膨潤、溶出、結着性および粒子の分散性のバランスがより一層優れる。
なお、本実施形態における平均粒子径とは、体積平均粒子径のことを表し、動的光散乱法により測定できる。
乳化重合としては従来既知の方法が用いられる。例えば、上記エチレン性不飽和単量体混合物を一括して仕込む重合方法、エチレン性不飽和単量体混合物を連続供給しながら重合する方法などが挙げられる。重合は通常30℃~90℃の温度で攪拌下にておこなわれる。
これらの還元剤は、エチレン性不飽和単量体混合物100質量部に対して、0.05質量部以上5質量部以下の量を用いるのが好ましい。なお、紫外線や放射線照射などによっても重合をおこなうことができる。重合温度は各重合開始剤の重合開始温度以上が好ましい。例えば、過酸化物系重合開始剤では、通常70℃程度である。重合時間はとくに制限されないが、1時間以上24時間以下が好ましい。
さらに、連鎖移動剤としてのオクチルメルカプタン、チオグリコール酸2-エチルヘキシル、チオグリコール酸オクチル、ステアリルメルカプタン、ラウリルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン類などを使用してもよい。
このときに使用される塩基性物質としては、例えば、アンモニア、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ブチルアミン、エタノールアミン、2-ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アミノメチルプロパノール、苛性ソーダなどが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
アニオン性界面活性剤としては、例えば、オレイン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩類;ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルアリールスルホン酸塩類;ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩類;ラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸エステル塩類;ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸エステル塩類;モノオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸ナトリウムなどのアルキルスルホコハク酸エステル塩およびその誘導体類;ポリエキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩類;二重結合を有するアニオン系反応性界面活性剤などが挙げられる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極に含まれる活物質は用途に応じて適宜選択される。正極を作製するときは正極活物質を使用し、負極を作製するときは負極活物質を使用する。
オリビン型リチウムリン酸化物は、例えば、Mn、Cr、Co、Cu、Ni、V、Mo、Ti、Zn、Al、Ga、Mg、B、Nb、およびFeよりなる群のうちの少なくとも1種の元素と、リチウムと、リンと、酸素とを含んでいる。これらの化合物はその特性を向上させるために一部の元素を部分的に他の元素に置換したものであってもよい。
本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極に含まれる増粘剤は、後述する電極用スラリーの塗工性を向上させるものであればとくに限定されない。増粘剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリマーおよびこれらのアンモニウム塩並びにアルカリ金属塩;ポリカルボン酸;ポリエチレンオキシド;ポリビニルピロリドン;ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリアクリル酸塩;ポリビニルアルコール;などの水溶性ポリマーなどが挙げられる。
上記で挙げた増粘剤は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。増粘剤の使用量としては、0.5質量部以上2.0質量部以下であることが好ましく、0.8質量部以上1.7質量部以下であることがより好ましく、0.8質量部以上1.5質量部以下であることがさらに好ましい。増粘剤の使用量が上記範囲内であると、電極スラリーの塗工性およびバインダーの結着性のバランスがより一層優れる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極に含まれる導電助剤は、電子伝導性を有しており、電極の導電性を向上させるものであればとくに限定されない。本実施形態の導電助剤として、例えば、アセチレンブラック、ケチェンブラック、カーボンブラックなどの炭素材料が挙げられる。
上記で挙げた導電助剤は1種単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせて使用してもよい。導電助剤の使用量としては、活物質層の全量を100質量部としたとき、0.1質量部以上2.0質量部以下であることが好ましく、0.3質量部以上1.2質量部以下であることがより好ましく、0.5質量部以上1.2質量部以下であることがさらに好ましい。導電助剤の使用量が上記範囲内であると、電極スラリーの塗工性およびバインダーの結着性のバランスがより一層優れる。
つづいて、本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法について説明する。
本実施形態のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法は、以下の(1)~(3)の3つの工程を含んでいるのが好ましい。
(1)上記非フッ素系ポリマーと、上記活物質と、上記増粘剤と、上記導電助剤とを混合することによりスラリーを調製する工程
(2)スラリーのpHを3.0以上7.0以下の範囲に調整する工程
(3)スラリーを集電体上に塗布して乾燥することにより、活物質層を形成する工程
以下、各工程について説明する。
はじめに、本実施形態のスラリーを調整する工程について説明する。本実施形態の電極用スラリーは、(A)非フッ素系ポリマーと、(B)活物質と、(C)増粘剤と、(D)導電助剤とを水、または、水と親水性の高い溶媒との混合物に分散または溶解させたものである。
こうすることにより、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの溶出率を低下させることができる。また、電解液溶媒の非フッ素系ポリマーへの染み込み性が向上するため、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの膨潤率を向上させることができる。
(A)非フッ素系ポリマーの溶出率が低下し、膨潤率が向上する理由は必ずしも明らかではないが、上記順序で各成分を混合することにより、スラリー中での(A)非フッ素系ポリマーの分散性が向上する。その結果、得られる電極中の(A)非フッ素系ポリマーの分散状態が変化し、電解液溶媒との親和性が変化するからだと推察される。
(A)非フッ素系ポリマーの溶出率が低下し、膨潤率が向上する理由は必ずしも明らかではないが、上記平均粒子径の比とすることにより、スラリー中での(A)非フッ素系ポリマーの分散性が向上する。その結果、得られる電極中の(A)非フッ素系ポリマーの分散状態が変化し、電解液溶媒との親和性が変化するからだと推察される。
つぎに、得られたスラリーのpHを3.0以上7.0以下の範囲に調整することが好ましく、4.0以上6.0以下の範囲に調整することがより好ましい。スラリーのpHが上記範囲内であると、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの溶出率を低下させることができる。また、電解液溶媒の非フッ素系ポリマーへの染み込み性が向上するため、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの膨潤率を向上させることができる。
(A)非フッ素系ポリマーの溶出率が低下し、膨潤率が向上する理由は必ずしも明らかではないが、上記pHとすることにより、スラリー中での(A)非フッ素系ポリマーの分散性が向上する。その結果、得られる電極中の(A)非フッ素系ポリマーの分散状態が変化し、電解液溶媒との親和性が変化するからだと推察される。
これらの中でもとくに有機酸が好ましい。有機酸を用いると、スラリーのpHを上記範囲内に効率良く調整することができる。また、有機酸の中でもシュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、アコニット酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、ジアセチル酒石酸、三価以上のカルボン酸などの多価カルボン酸がとくに好ましい。多価カルボン酸としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸がとくに好ましい。
多価カルボン酸を用いてpHを調整することにより、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの溶出率をより一層低下させることができる。また、電解液溶媒の非フッ素系ポリマーへの染み込み性がより一層向上するため、60℃の電解液溶媒に対する(A)非フッ素系ポリマーの膨潤率をより一層向上させることができる。
つづいて、得られたスラリーを集電体上に塗布して乾燥することにより、活物質層を形成する。
スラリーの塗布方法は、一般的な方法を用いることができる。例えば、リバースロール法、ダイレクトロール法、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法、カーテン法、グラビア法、バー法、ディップ法、スクイーズ法などを挙げることができる。これらの中でも、スラリーの粘性などの物性および乾燥性に合わせて、良好な塗布層の表面状態を得ることが可能となる点で、ドクターブレード法、ナイフ法、エクストルージョン法が好ましい。
本実施形態の電極の製造に用いられる集電体としては、鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、チタンなどの金属性のものであればとくに限定されない。価格や入手容易性、電気化学的安定性などの観点から、正極用としてはアルミニウム、負極用としては銅が好ましい。また、集電体の形状についてもとくに限定されないが、厚さが0.001~0.5mmの範囲でシート状のものを用いることが好ましい。
また、正極用集電体は、スラリーからの腐食を防止するために導電性薄膜によりコーティングするのが好ましい。導電性薄膜としては耐腐食性があり、電気化学的に安定なものであればとくに限定されないが、例えば、上述した導電助剤にポリフッ化ビニリデンなどのポリマーを混合したものが挙げられる。
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、本実施形態の正極および/または負極電極と電解液、必要に応じてセパレーターなどを用いて、公知の方法にしたがって製造される。電極は、積層体や捲回体が使用できる。外装体としては、金属外装体やアルミラミネート外装体が適宜使用できる。電池の形状は、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角型、扁平型などいずれの形状であってもよい。
セパレーターとしては、多孔性セパレーター、片面または両面上にゲルポリマーがコーティングされた多孔性セパレーターなどがある。多孔性セパレーターとしては、例えば、ポリプロピレン系、ポリエチレン系などのポリオレフィン系多孔性セパレーター;ポリビニリデンフルオリド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンフルオリドヘキサフルオロプロピレン共重合体などのセパレーターが挙げられる。
ゲルポリマーとしては電解液含浸時にゲル化可能であればとくに限定されない。例えば、ポリビニリデンフルオリド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンフルオリドヘキサフルオロプロピレン共重合体などが挙げられる。また、ゲルポリマーのセパレーターへの形成方法は公知の方法を使用できる。例えば、ゲルポリマーを溶媒に溶解させた後にこれをセパレーター上にコーティングする。
攪拌機、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、イオン交換水70部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.2部、過硫酸カリウム0.3部をそれぞれ仕込んだ。次に、内温を60℃に昇温し、反応容器内を十分に窒素置換した。
また、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.5部、イオン交換水50部、アクリル酸2部、アクリル酸2-エチルヘキシル42部、メタクリル酸2-ヒドロキシエチル1.7部、アクリル酸n-ブチル16.2部、スチレン38部、ジビニルベンゼン0.1部を混合して単量体混合物を得た。
次いで、この単量体混合物を6時間かけて反応容器に連続的に添加して重合をおこなった。添加は、60℃でおこなった。添加終了後、さらに70℃で3時間撹拌した。次いで、温度を30℃まで冷却し、重合を終了した。得られた重合反応液にアンモニア水を添加してpHを7に調整した。そして、スチームを導入して未反応の単量体を除去した。イオン交換水で固形分を45%に調整して非フッ素系ポリマーAを含む水分散体を得た。なお、固形分は、150℃、20分加熱して水分散体から水を除去し、得られた残分により算出した。
表1に示す配合組成に変更した以外はポリマーAと同様の方法で重合し、非フッ素系ポリマーBを含む水分散体および非フッ素系ポリマーCを含む水分散体をそれぞれ得た。
以下、電極の構成成分として以下の原料を用いた。
負極A:(天然黒鉛、平均粒子系d50:20μm)
負極B:(天然黒鉛、平均粒子系d50:10μm)
負極C:(天然黒鉛、平均粒子系d50:43μm)
導電助剤A:(アセチレンブラック)
(負極の作製)
導電助剤A:1部と増粘剤A:1部とを混練した後、その混合物に負極A:96部と、非フッ素系ポリマーA:2部を添加して混練することによりスラリーを作製した。つぎに、得られたスラリーにシュウ酸を添加することによりpHを5.1に調整した。
このスラリーを厚さ10μmの銅箔の両面にロールプレス処理後の厚さが120μmとなるように塗布し、100℃で5分乾燥、プレス工程を経て、銅箔上に負極活物質層を形成した。なお、両端部の一方の端面には負極活物質が塗布されていない負極活物質非塗布部を設け、負極導電タブを取り付け負極とした。
正極A:85部、導電助剤A:7部、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン:8部とを混合したものに、N-メチルピロリドンを加えてさらに混合してスラリーを作製した。これをドクターブレード法により厚さ20μmのAl箔の両面にロールプレス処理後の厚さが160μmになるように塗布し、120℃で5分乾燥、プレス工程を経てAl箔上に正極活物質層を形成した。なお、両端部にはいずれの面にも正極活物質が塗布されていない正極活物質非塗布部を設け、一方の正極活物質非塗布部に正極導電タブを設け、負極評価用の標準正極とした。
素子をエンボス加工したラミネート外装体に収容し、正極導電タブと負極導電タブを引き出し、ラミネート外装体を、注液部を残して熱融着をおこない、電池パックを作製した。
注液部より、LiPF6の1.0mol/L(リットル)エチレンカーボネート(EC)/ジエチルカーボネート(DEC)=30/70(体積比)電解液を注液し真空含浸をおこなった。その後、注液部分を熱融着し電池を得た。
各成分の種類および組成を表2に記載のものに変え、スラリーのpHを表2に記載の値に変更した以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。
導電助剤Aと、増粘剤Aと、負極Aと、非フッ素系ポリマーAを一括混合し、スラリーのpHを表2に記載の値に変更した以外は、実施例1と同様の方法で電池を作製した。
得られた各電極をプロピレンカーボネート/ジエチルカーボネート(質量比で1:1)電解液溶媒に60℃、24時間浸漬し、膨潤率および溶出率を下記の式により算出した。
膨潤率(%)=(浸漬後の電極湿潤質量-浸漬後の電極再乾燥質量)/(浸漬後の電極再乾燥質量)×100 (1)
溶出率(%)=(浸漬前の電極乾燥質量-浸漬後の電極再乾燥質量)/浸漬前の電極乾燥質量 ×100 (2)
なお、浸漬後の電極湿潤質量は、電極を電解液溶媒から取り出して電極表面に付着した電解液溶媒を拭き取った後、測定した。測定はそれぞれ5回おこない、その5回の平均値を採用した。
上記で作製した各電池について、0℃および55℃で充放電をそれぞれ500回おこなった。1回目の放電容量を100%として500回目の放電容量を測定し変化率とした。評価結果を表2に示す。
Claims (12)
- 非フッ素系ポリマーと、活物質と、増粘剤と、導電助剤とを含むリチウムイオン二次電池用電極であって、
60℃の電解液溶媒に対する前記非フッ素系ポリマーの溶出率が1.0質量%以下であり、
60℃の電解液溶媒に対する前記非フッ素系ポリマーの膨潤率が10質量%以上50質量%以下である、リチウムイオン二次電池用電極。 - 請求項1に記載のリチウムイオン二次電池用電極において、
前記非フッ素系ポリマーのガラス転移温度が-10℃以上30℃以下である、リチウムイオン二次電池用電極。 - 請求項1または2に記載のリチウムイオン二次電池用電極において、
当該リチウムイオン二次電池用電極に含まれる前記非フッ素系ポリマーは、前記非フッ素系ポリマーを含むラテックス粒子により形成されたものである、リチウムイオン二次電池用電極。 - 請求項3に記載のリチウムイオン二次電池用電極において、
当該リチウムイオン二次電池用電極の表面に前記ラテックス粒子の一部が付着した、リチウムイオン二次電池用電極。 - 請求項3または4に記載のリチウムイオン二次電池用電極において、
前記ラテックス粒子の平均粒子径に対する前記活物質の平均粒子径の比が50以上200以下である、リチウムイオン二次電池用電極。 - 請求項1乃至5いずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極において、
前記非フッ素系ポリマーは、
(a)カルボキシル基含有不飽和単量体と、
(b)不飽和カルボン酸エステル単量体と、
(c)前記(a)および前記(b)以外の不飽和単量体と、
(d)内部架橋剤と、
を含むエチレン性不飽和単量体混合物を重合して得られるポリマーであり、
前記エチレン性不飽和単量体混合物の全体を100質量%としたとき、
前記(a)の使用量が0.1質量%以上10質量%以下であり、
前記(b)の使用量が20質量%以上84.8質量%以下であり、
前記(c)の使用量が15質量%以上70質量%以下であり、
前記(d)の使用量が0.05質量%以上10質量%以下である、リチウムイオン二次電池用電極。 - 請求項1乃至6いずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極において、
前記非フッ素系ポリマーと、前記活物質と、前記増粘剤と、前記導電助剤とを含む活物質層の全体を100質量部としたとき、
前記非フッ素系ポリマーの含有量が0.5質量部以上3.0質量部以下であり、
前記活物質の含有量が93質量部以上98.9質量部以下であり、
前記増粘剤の含有量が0.5質量部以上2.0質量部以下であり、
前記導電助剤の含有量が0.1質量部以上2.0質量部以下である、リチウムイオン二次電池用電極。 - 請求項1乃至7いずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法であって、
前記非フッ素系ポリマーと、前記活物質と、前記増粘剤と、前記導電助剤とを混合することによりスラリーを調製する工程と、
前記スラリーのpHを3.0以上7.0以下の範囲に調整する工程と、
前記スラリーを集電体上に塗布して乾燥することにより、前記集電体上に前記活物質層を形成する工程と
を含む、リチウムイオン二次電池用電極の製造方法。 - 請求項8に記載のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法において、
有機酸により前記スラリーのpHを調整する、リチウムイオン二次電池用電極の製造方法。 - 請求項9に記載のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法において、
前記有機酸が多価カルボン酸である、リチウムイオン二次電池用電極の製造方法。 - 請求項8乃至10いずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極の製造方法において、
前記増粘剤と前記導電助剤とを混合した後に、
前記非フッ素系ポリマーと前記活物質とをさらに混合して前記スラリーを調整する、リチウムイオン二次電池用電極の製造方法。 - 請求項1乃至7いずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池用電極を用いた、リチウムイオン二次電池。
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