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JP2023019621A - Electrode material, liquid composition, electrode, electrochemical element, electrode manufacturing method, and electrochemical element manufacturing method - Google Patents

Electrode material, liquid composition, electrode, electrochemical element, electrode manufacturing method, and electrochemical element manufacturing method Download PDF

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JP2023019621A
JP2023019621A JP2021124504A JP2021124504A JP2023019621A JP 2023019621 A JP2023019621 A JP 2023019621A JP 2021124504 A JP2021124504 A JP 2021124504A JP 2021124504 A JP2021124504 A JP 2021124504A JP 2023019621 A JP2023019621 A JP 2023019621A
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group
electrode
liquid composition
active material
positive electrode
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Japanese (ja)
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俊也 匂坂
Toshiya Kosaka
聡 中島
Satoshi Nakajima
博道 栗山
Hiromichi Kuriyama
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Ricoh Co Ltd
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Ricoh Co Ltd
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Abstract

【課題】電気化学特性への悪影響を抑制しつつ、優れた分散性及び安定性を有する液体組成物を得ることができる電極材料の提供【解決手段】単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかと、アルコキシ基と、がカルボニル基を介して結合されている部分構造を側鎖に有する重合体である電極材料である。【選択図】なし[Problem] To provide an electrode material that can obtain a liquid composition with excellent dispersibility and stability while suppressing adverse effects on electrochemical properties [Solution] The electrode material is a polymer having a partial structure in the side chain in which either a monocyclic or polycyclic aryl group, or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group is bonded to an alkoxy group via a carbonyl group. [Selected Figure] None

Description

本発明は、電極材料、液体組成物、電極、電気化学素子、電極の製造方法、及び電気化学素子の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to an electrode material, a liquid composition, an electrode, an electrochemical device, a method for producing an electrode, and a method for producing an electrochemical device.

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

従来より、電気化学素子を構成する電極の製造方法としては、例えば、ダイコーター、コンマコーター、リバースロールコーター等を用いて、液体組成物を塗布することにより、電極基体上に電極合材層を形成する方法が知られている。例えば、電極基体上に、電極合材層用液体組成物をスクリーン印刷することにより、電極合材層を形成することが行われている。 Conventionally, as a method for manufacturing an electrode constituting an electrochemical element, for example, a die coater, a comma coater, a reverse roll coater, or the like is used to apply a liquid composition to form an electrode mixture layer on an electrode substrate. Methods of forming are known. For example, an electrode mixture layer is formed by screen-printing a liquid composition for an electrode mixture layer on an electrode substrate.

しかしながら、ニーズに合わせた形状にスクリーン印刷するためには、ニーズ毎に版を作製する必要がある。そこで、液体吐出装置を用いて、電極基体上に、電極合材層用液体組成物を吐出することにより、電極合材層を形成する方法が検討されている(例えば、特許文献1及び2参照)。 However, in order to perform screen printing in a shape that meets needs, it is necessary to prepare a plate for each need. Therefore, a method of forming an electrode mixture layer by ejecting a liquid composition for an electrode mixture layer onto an electrode substrate using a liquid ejection apparatus has been studied (see, for example, Patent Documents 1 and 2). ).

液体吐出法とは、液体吐出ヘッドの吐出孔から、液体組成物の微細な液滴を吐出する方法である。液体吐出ヘッドの液滴を吐出する方式としては、ピエゾ方式、サーマル方式、バルブ方式等が知られている。このうち、ピエゾ方式は、電圧を制御することで、液体組成物の吐出量を精度よく制御することができることに加え、加熱しないため、使用環境の影響が少なく、耐久性が高い。
液体吐出法により吐出することが可能な液体組成物は、貯蔵安定性及び吐出安定性の観点から、一般に、25℃における粘度が数mPa・s~数百mPa・sであるため、従来の液体組成物の25℃における粘度よりも小さくする必要がある。特に、ピエゾ方式の液体吐出ヘッドを使用する場合に、吐出安定性を向上させるためには、液体組成物の粘度及び表面張力を適切な値に調整する必要がある。
A liquid ejection method is a method of ejecting fine droplets of a liquid composition from ejection holes of a liquid ejection head. A piezoelectric method, a thermal method, a valve method, and the like are known as methods for ejecting liquid droplets from a liquid ejection head. Among them, the piezo method can precisely control the discharge amount of the liquid composition by controlling the voltage, and since it does not heat, it is less affected by the usage environment and has high durability.
A liquid composition that can be ejected by a liquid ejection method generally has a viscosity of several mPa·s to several hundred mPa·s at 25° C. from the viewpoint of storage stability and ejection stability. It should be less than the viscosity of the composition at 25°C. In particular, when using a piezo-type liquid ejection head, it is necessary to adjust the viscosity and surface tension of the liquid composition to appropriate values in order to improve the ejection stability.

本発明は、電気化学特性への悪影響を抑制しつつ、優れた分散性及び安定性を有する液体組成物を得ることができる電極材料を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an electrode material capable of obtaining a liquid composition having excellent dispersibility and stability while suppressing adverse effects on electrochemical properties.

前記課題を解決するための手段としての本発明の電極材料は、単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかと、アルコキシ基と、がカルボニル基を介して結合されている部分構造を側鎖に有する重合体である。 The electrode material of the present invention as a means for solving the above problems comprises a monocyclic or polycyclic aryl group, a monocyclic or polycyclic heteroaryl group, an alkoxy group, and a carbonyl It is a polymer having a partial structure in the side chain that is bonded via a group.

本発明によると、電気化学特性への悪影響を抑制しつつ、優れた分散性及び安定性を有する液体組成物を得ることができる電極材料を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrode material which can obtain the liquid composition which has the outstanding dispersibility and stability can be provided, suppressing the bad influence on an electrochemical characteristic.

図1は、本発明で用いられる負極の一例を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the negative electrode used in the present invention. 図2は、本発明で用いられる負極の製造方法の一例を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the method for producing the negative electrode used in the present invention. 図3は、本発明で用いられる負極の製造方法の他の例を示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of the method for producing the negative electrode used in the present invention. 図4は、図2及び3の液体吐出装置の変形例を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing a modification of the liquid ejection device of FIGS. 2 and 3. FIG. 図5は、本発明で用いられる正極の一例を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing an example of the positive electrode used in the present invention. 図6は、本発明の電気化学素子を構成する電極素子の一例を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing an example of an electrode element that constitutes the electrochemical element of the present invention. 図7は、本発明の電気化学素子の一例を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the electrochemical device of the present invention. 図8Aは、実施例及び比較例における電気化学的安定性を評価した結果の一例を示すグラフである。FIG. 8A is a graph showing an example of the results of evaluation of electrochemical stability in Examples and Comparative Examples. 図8Bは、実施例及び比較例における電気化学的安定性を評価した結果の一例を示すグラフである。FIG. 8B is a graph showing an example of the results of evaluation of electrochemical stability in Examples and Comparative Examples. 図9は、実施例及び比較例における電気化学的安定性を評価した結果の一例を示すグラフである。FIG. 9 is a graph showing an example of the results of evaluation of electrochemical stability in Examples and Comparative Examples.

(電極材料)
本発明の電極材料は、単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかと、アルコキシ基と、がカルボニル基を介して結合されている部分構造を側鎖に有する重合体であり、さらに必要に応じてその他の材料を含有する。
(Electrode material)
The electrode material of the present invention has a partial structure in which either a monocyclic or polycyclic aryl group or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group and an alkoxy group are bonded via a carbonyl group. is a polymer having in the side chain, and further contains other materials as necessary.

従来技術において、液体吐出法により吐出するための液体組成物は、例えば、活物質、導電助剤、バインダーに加え、吐出するための液体組成物を安定に保持するために必要な分散剤、溶剤などから形成される。
しかし、液体組成物を安定に保持するために必要な分散剤、溶剤等の材料は、液体組成物が基材に塗工された後は不要な材料であり、想定外の電気化学的反応及び劣化生成物により電気化学素子内で素子の特性に悪影響を及ぼす懸念がある。
また、液体吐出法により吐出可能な液体組成物を得るうえで、環境負荷の低減及びプロセスの最適化等の観点から、分散媒等の材料の選択の自由度の向上も重要である。
特に、近年では、一般的にリチウムイオン二次電池の製造に使用されているNMP溶剤の使用を削減し、その代替材料が望まれている。
さらに、近年、リチウムイオン二次電池の安全性向上の目的から、可燃性の電解液の代わりに固体電解質を用いた全固体型の電池の登場が望まれている。しかし、固体電解質の中でも、特に、イオン伝導度が高く、良好な特性を有する硫化物系の固体電解質は、プロトン性の溶媒では、硫化水素を発生してしまうという問題がある。また、NMPなどの高極性の溶媒中では、硫化物系の固体電解質の分解が生じることが知られている。そのため硫化物系の固体電解質のスラリーを作る場合には、電解質にダメージを与えない低極性の非プロトン性溶媒を用いる必要がある。
In the prior art, the liquid composition to be ejected by the liquid ejection method includes, for example, an active material, a conductive aid, a binder, a dispersant, a solvent, and the like, which are necessary for stably holding the liquid composition to be ejected. formed from, etc.
However, materials such as dispersants and solvents that are necessary to stably hold the liquid composition are unnecessary materials after the liquid composition is applied to the substrate, and unexpected electrochemical reactions and There is a concern that the deterioration product may adversely affect the characteristics of the element in the electrochemical element.
Moreover, in order to obtain a liquid composition that can be discharged by a liquid discharge method, it is important to improve the degree of freedom in selecting materials such as a dispersion medium from the viewpoint of reducing the environmental load and optimizing the process.
In particular, in recent years, the use of NMP solvent, which is generally used in the production of lithium ion secondary batteries, has been reduced, and alternative materials have been desired.
Furthermore, in recent years, for the purpose of improving the safety of lithium-ion secondary batteries, there has been a demand for an all-solid-state battery that uses a solid electrolyte instead of a flammable electrolytic solution. However, among solid electrolytes, sulfide-based solid electrolytes, which have particularly high ionic conductivity and good properties, have the problem of generating hydrogen sulfide in a protic solvent. It is also known that sulfide-based solid electrolytes are decomposed in highly polar solvents such as NMP. Therefore, when preparing a slurry of a sulfide-based solid electrolyte, it is necessary to use a low-polar aprotic solvent that does not damage the electrolyte.

本発明者らは、単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかと、アルコキシ基と、がカルボニル基を介して結合されている部分構造を側鎖に有する重合体を用いることによって、電気化学特性への悪影響を抑制しつつ、優れた分散性及び安定性を有する液体組成物を得ることができることを見出した。 The present inventors have found a partial structure in which a monocyclic or polycyclic aryl group or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group and an alkoxy group are bonded via a carbonyl group. It has been found that by using a polymer having a side chain, it is possible to obtain a liquid composition having excellent dispersibility and stability while suppressing adverse effects on electrochemical properties.

前記電極材料としては、上記構造を有し電極の作製に用いられる材料であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、分散剤及びバインダーの少なくともいずれかであることが好ましい。 The electrode material is not particularly limited as long as it is a material that has the above structure and is used for the production of electrodes, and can be appropriately selected according to the purpose. preferable.

-分散剤-
分散剤は、吐出するための液体組成物中の各種材料を分散させ、安定に保持することができる化合物であり、活物質、絶縁材料、電解質材料などを含有する液体組成物における分散剤として、好適に用いられる。
- Dispersant -
A dispersant is a compound capable of dispersing and stably holding various materials in a liquid composition for ejection. It is preferably used.

-バインダー-
バインダーは、負極材料同士、正極材料同士、負極材料と負極用電極基体、正極材料と正極用電極基体を結着できる化合物であれば特に制限はないが、インクジェットヘッドノズルからの吐出性においてノズル詰まりを抑制する観点から、液体組成物の粘度を上昇させにくい化合物であることが好ましい。
-binder-
The binder is not particularly limited as long as it is a compound capable of binding negative electrode materials to each other, positive electrode materials to each other, negative electrode material to a negative electrode substrate, or positive electrode material to a positive electrode substrate. From the viewpoint of suppressing the above, it is preferable that the compound is less likely to increase the viscosity of the liquid composition.

前記電極材料における単環式又は多環式のアリール基としては、縮合多環基及び非縮合多環基のいずでもよく、例えば、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などが挙げられる。
また、前記単環式又は多環式のヘテロアリール基としては、例えば、ピリジニル基、ピリミジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、インドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、アクリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基などが挙げられる。
The monocyclic or polycyclic aryl group in the electrode material may be either a condensed polycyclic group or a non-condensed polycyclic group, such as a phenyl group, a naphthyl group, a pyrenyl group, a fluorenyl group, an azulenyl group, anthryl group, triphenylenyl group, chrysenyl group, biphenyl group, terphenyl group and the like.
Examples of the monocyclic or polycyclic heteroaryl group include pyridinyl group, pyrimidinyl group, quinolinyl group, isoquinolinyl group, indolyl group, benzofuranyl group, benzothienyl group, acridinyl group, phenazinyl group and carbazolyl group. is mentioned.

前記アルキル基としては、炭素数1以上30以下のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、エチルヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、2-ブチルオクチル基、オクタデシル基などが挙げられる。 The alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms, and examples thereof include methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, isopropyl group, isobutyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, ethylhexyl group, and octyl. group, decyl group, dodecyl group, 2-butyloctyl group, octadecyl group and the like.

前記アルキレングリコールエーテル基としては、下記一般式(a)で表される。
[一般式(a)]
-(RO)
(ただし、前記一般式(a)中、Rはアルキレン基であり、nは3以上の整数である。)
The alkylene glycol ether group is represented by the following general formula (a).
[general formula (a)]
-(RO) n-
(However, in the general formula (a), R is an alkylene group, and n is an integer of 3 or more.)

前記アルキレン基としては、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、シクロアルキレン基などが挙げられる。 Examples of the alkylene group include a linear alkylene group, a branched alkylene group, and a cycloalkylene group.

前記直鎖アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基などが挙げられる。 Examples of the linear alkylene group include methylene group, ethylene group, propylene group, n-butylene group, n-pentylene group and the like.

前記分岐アルキレン基は、前記直鎖アルキレン基の少なくとも1つの水素原子がアルキル基によって置換された基である。分岐アルキレン基は、メチルメチレン基、エチルメチレン基、プロピルメチレン基、ブチルメチレン基、メチルエチレン基、エチルエチレン基、プロピルエチレン基、メチルプロピレン基、2-エチルプロピレン基、ジメチルプロピレン基、メチルブチレン基などが挙げられる。 The branched alkylene group is a group in which at least one hydrogen atom of the linear alkylene group is substituted with an alkyl group. A branched alkylene group includes a methylmethylene group, an ethylmethylene group, a propylmethylene group, a butylmethylene group, a methylethylene group, an ethylethylene group, a propylethylene group, a methylpropylene group, a 2-ethylpropylene group, a dimethylpropylene group, and a methylbutylene group. etc.

前記シクロアルキレン基としては、例えば、単環シクロアルキレン基、架橋環シクロアルキレン基、縮合環シクロアルキレン基などが挙げられる。
前記単環シクロアルキレン基としては、例えば、シクロペンチレン基などが挙げられる。
Examples of the cycloalkylene group include a monocyclic cycloalkylene group, a bridged ring cycloalkylene group, and a condensed ring cycloalkylene group.
Examples of the monocyclic cycloalkylene group include a cyclopentylene group.

前記電極材料としては、下記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体であることが好ましい。 The electrode material is preferably a polymer having a structural unit represented by the following general formula (I).

Figure 2023019621000001
一般式(I)
ただし、前記一般式(I)中、Arは、単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかを表し、前記アリール基及び前記ヘテロアリール基は置換基を有していてもよく、X及びXはそれぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、窒素原子から選択されるいずれかを表し、X及びXが炭素原子又は窒素原子の場合、これらはさらに水素又は置換あるいは無置換のアルキル基を有し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のシクロアルキル基を表し、Yは二価の連結基を表す。
Figure 2023019621000001
general formula (I)
However, in the general formula (I), Ar 1 represents either a monocyclic or polycyclic aryl group or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group, and the aryl group and the heteroaryl The group may have a substituent, X 1 and X 2 each independently represent any one selected from a carbon atom, an oxygen atom and a nitrogen atom, and X 1 and X 2 are a carbon atom or a nitrogen atom , these further have a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and each R 1 independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, Y represents a divalent linking group.

前記一般式(I)におけるArである、単環式又は多環式のアリール基としては、縮合多環基及び非縮合多環基のいずでもよく、例えば、フェニル基、ナフチル基、ピレニル基、フルオレニル基、アズレニル基、アントリル基、トリフェニレニル基、クリセニル基、ビフェニル基、ターフェニル基などが挙げられる。
また、単環式又は多環式のヘテロアリール基としては、例えば、ピリジニル基、ピリミジニル基、キノリニル基、イソキノリニル基、インドリル基、ベンゾフラニル基、ベンゾチエニル基、アクリジニル基、フェナジニル基、カルバゾリル基などが挙げられる。
The monocyclic or polycyclic aryl group for Ar 1 in the general formula (I) may be either a condensed polycyclic group or a non-condensed polycyclic group, such as a phenyl group, a naphthyl group, a pyrenyl group, fluorenyl group, azulenyl group, anthryl group, triphenylenyl group, chrysenyl group, biphenyl group, terphenyl group and the like.
Examples of monocyclic or polycyclic heteroaryl groups include pyridinyl, pyrimidinyl, quinolinyl, isoquinolinyl, indolyl, benzofuranyl, benzothienyl, acridinyl, phenazinyl, and carbazolyl groups. mentioned.

前記単環式又は多環式のアリール基、前記単環式又は多環式のヘテロアリール基における置換基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1以上12以下のアルキル基、フェニル基、炭素数3以上12以下のシクロアルキル基や炭素数1以上12以下のアルコキシ基により置換されているフェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基などが挙げられる。これらの置換基は、同一の基が複数導入されていてもよいし、異なる基が複数導入されていてもよい。 Substituents in the monocyclic or polycyclic aryl group and the monocyclic or polycyclic heteroaryl group are not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. , a cyano group, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenyl group, a cycloalkyl group having 3 to 12 carbon atoms and a phenyl group substituted with an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms, a hydroxyl group, and a carboxyl group etc. These substituents may have a plurality of the same groups introduced therein, or may have a plurality of different groups introduced thereto.

前記一般式(I)中のRにおける置換若しくは無置換のアルキル基としては、原料の入手性の点から、炭素数1以上30以下のアルキル基が好ましく、炭素数1以上18以下のアルキル基がより好ましい。なお、アルキル基は直鎖及び分岐鎖のいずれであってもよい。 The substituted or unsubstituted alkyl group for R 1 in the general formula (I) is preferably an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms from the viewpoint of availability of raw materials, and an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms. is more preferred. In addition, the alkyl group may be either linear or branched.

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

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

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

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

前記Rにおける置換基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ハロゲン原子、シアノ基、炭素数1~12のアルキル基、フェニル基、炭素数3~12のシクロアルキル基や炭素数1~12のアルコキシ基により置換されているフェニル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基などが挙げられる。これらの置換基は、同一の基が複数導入されていてもよいし、異なる基が複数導入されていてもよい。 The substituent for R 1 is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. and phenyl, hydroxyl and carboxyl groups substituted with alkoxy groups having 1 to 12 carbon atoms. These substituents may have a plurality of the same groups introduced therein, or may have a plurality of different groups introduced thereto.

前記Yは二価の連結基である。前記二価の連結基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキレン基が挙げられる。 The Y is a divalent linking group. The divalent linking group is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include an alkylene group.

前記アルキレン基としては、例えば、直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、シクロアルキレン基などが挙げられる。 Examples of the alkylene group include a linear alkylene group, a branched alkylene group, and a cycloalkylene group.

前記直鎖アルキレン基としては、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、n-ブチレン基、n-ペンチレン基などが挙げられる。 Examples of the linear alkylene group include methylene group, ethylene group, propylene group, n-butylene group, n-pentylene group and the like.

前記分岐アルキレン基は、前記直鎖アルキレン基の少なくとも1つの水素原子がアルキル基によって置換された基である。分岐アルキレン基は、メチルメチレン基、エチルメチレン基、プロピルメチレン基、ブチルメチレン基、メチルエチレン基、エチルエチレン基、プロピルエチレン基、メチルプロピレン基、2-エチルプロピレン基、ジメチルプロピレン基、メチルブチレン基などが挙げられる。 The branched alkylene group is a group in which at least one hydrogen atom of the linear alkylene group is substituted with an alkyl group. A branched alkylene group includes a methylmethylene group, an ethylmethylene group, a propylmethylene group, a butylmethylene group, a methylethylene group, an ethylethylene group, a propylethylene group, a methylpropylene group, a 2-ethylpropylene group, a dimethylpropylene group, and a methylbutylene group. etc.

前記シクロアルキレン基としては、例えば、単環シクロアルキレン基、架橋環シクロアルキレン基、縮合環シクロアルキレン基などが挙げられる。 Examples of the cycloalkylene group include a monocyclic cycloalkylene group, a bridged ring cycloalkylene group, and a condensed ring cycloalkylene group.

前記単環シクロアルキレン基としては、例えば、シクロペンチレン基などが挙げられる。 Examples of the monocyclic cycloalkylene group include a cyclopentylene group.

前記二価の連結基としては、例えば、-R-CO-R-、-R-COO-R-、-R-CONH-R-、-R-NHCONH-R-で表される基などが挙げられる。前記R及びRは、それぞれ独立に、前記直鎖アルキレン基、分岐アルキレン基、シクロアルキレン基から選択される二価基を有する。 Examples of the divalent linking group include -R 2 -CO-R 3 -, -R 2 -COO-R 3 -, -R 2 -CONH-R 3 -, -R 2 -NHCONH-R 3 - A group represented by and the like can be mentioned. R 2 and R 3 each independently have a divalent group selected from the linear alkylene group, branched alkylene group, and cycloalkylene group.

上記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体の合成方法としては、芳香族カルボン酸誘導体とアルコール化合物とのエステル化、芳香族化合物と酸ハロゲン化物とのフリーデルクラフツ反応を用いて合成した(メタ)アクリルモノマーをポリマーの一成分として重合することによって得られる。 As a method for synthesizing a polymer having a structural unit represented by the above general formula (I), esterification of an aromatic carboxylic acid derivative and an alcohol compound and Friedel-Crafts reaction of an aromatic compound and an acid halide are used. It is obtained by polymerizing the (meth)acrylic monomer synthesized as one component of the polymer.

本発明の電極材料における重合体の重量平均分子量としては、1,000以上1,000,000以下が好ましく、1,000以上100,000以下がより好ましい。 The weight average molecular weight of the polymer in the electrode material of the present invention is preferably 1,000 or more and 1,000,000 or less, more preferably 1,000 or more and 100,000 or less.

上記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体としては、以下に示すものが挙げられる。前記一般式(I)で表される構造単位を有する重合体としては、これらに限定されるものではない。ただし、nは、1以上の整数である。 Examples of the polymer having the structural unit represented by formula (I) include the following. The polymer having the structural unit represented by formula (I) is not limited to these. However, n is an integer of 1 or more.

Figure 2023019621000002
Figure 2023019621000002

Figure 2023019621000003
Figure 2023019621000003

Figure 2023019621000004
Figure 2023019621000004

Figure 2023019621000005
Figure 2023019621000005

(液体組成物)
本発明の液体組成物は、本発明の電極材料、溶剤、及び活物質を含有し、更に必要に応じてその他の成分を含有する。
(liquid composition)
The liquid composition of the present invention contains the electrode material, solvent, and active material of the present invention and, if necessary, other components.

<溶剤>
溶剤としては、活物質を分散させることが可能であれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、N-メチル-2-ピロリドン、シクロヘキサノン、酢酸エステル、メシチレン、トルエン、キシレン、アニソール、2-n-ブトキシメタノール、2-ジメチルエタノール、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、乳酸エステル、テトラメチルウレアなどが挙げられる。特に、硫化物系の固体電解質を用いる場合には極性が低く、かつ非プロトン性の溶媒が好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
<Solvent>
The solvent is not particularly limited as long as it can disperse the active material, and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include water, ethylene glycol, propylene glycol, N-methyl-2-pyrrolidone, and cyclohexanone. , acetate, mesitylene, toluene, xylene, anisole, 2-n-butoxymethanol, 2-dimethylethanol, N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, dimethylsulfoxide, lactate, tetramethylurea, and the like. be done. In particular, when a sulfide-based solid electrolyte is used, an aprotic solvent with low polarity is preferred. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

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

前記正極活物質としては、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能であれば、特に制限はないが、アルカリ金属含有遷移金属化合物を用いることができる。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly occlude and release alkali metal ions, but an alkali metal-containing transition metal compound can be used.

前記アルカリ金属含有遷移金属化合物としては、例えば、コバルト、マンガン、ニッケル、クロム、鉄及びバナジウムからなる群より選択される1種以上の元素とリチウムとを含む複合酸化物等のリチウム含有遷移金属化合物が挙げられる。 Examples of the alkali metal-containing transition metal compound include lithium-containing transition metal compounds such as composite oxides containing one or more elements selected from the group consisting of cobalt, manganese, nickel, chromium, iron and vanadium and lithium. is mentioned.

前記リチウム含有遷移金属化合物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウムなどが挙げられる。 Examples of the lithium-containing transition metal compound include lithium cobaltate, lithium nickelate, and lithium manganate.

前記アルカリ金属含有遷移金属化合物としては、結晶構造中にXO四面体(X=P,S,As,Mo,W,Si等)を有するポリアニオン系化合物も用いることができる。これらの中でも、サイクル特性の点で、リン酸鉄リチウム、リン酸バナジウムリチウム等のリチウム含有遷移金属リン酸化合物が好ましく、リチウム拡散係数、電気化学素子の入出力特性の点で、リン酸バナジウムリチウムが特に好ましい。 As the alkali metal-containing transition metal compound, a polyanionic compound having an XO 4 tetrahedron (X=P, S, As, Mo, W, Si, etc.) in the crystal structure can also be used. Among these, lithium-containing transition metal phosphate compounds such as lithium iron phosphate and lithium vanadium phosphate are preferable in terms of cycle characteristics, and lithium vanadium phosphate in terms of lithium diffusion coefficient and input/output characteristics of electrochemical devices. is particularly preferred.

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

前記負極活物質としては、アルカリ金属イオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能であれば、特に制限はないが、黒鉛型結晶構造を有するグラファイトを含む炭素材料を用いることができる。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can reversibly occlude and release alkali metal ions, but carbon materials containing graphite having a graphite-type crystal structure can be used.

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

前記炭素材料以外の前記負極活物質としては、例えば、チタン酸リチウム、酸化チタンなどが挙げられる。 Examples of the negative electrode active material other than the carbon material include lithium titanate and titanium oxide.

また、電気化学素子のエネルギー密度の点から、前記負極活物質として、例えば、シリコン、スズ、シリコン合金、スズ合金、酸化シリコン、窒化シリコン、酸化スズ等の高容量材料を用いることが好ましい。 From the viewpoint of the energy density of the electrochemical device, it is preferable to use, for example, high-capacity materials such as silicon, tin, silicon alloys, tin alloys, silicon oxides, silicon nitrides, and tin oxides as the negative electrode active materials.

なお、活物質がリチウムを含む場合、溶媒は、非水溶媒であることが好ましい。この場合、前記液体組成物中の水の含有量は、5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましい。前記液体組成物中の水の含有量が5質量%以下であると、活物質に含まれるリチウムが水と反応して、炭酸リチウム等の化合物を形成し、電気化学素子の放電容量が減少するのを抑制することができる。また、電気化学素子の充放電中に、炭酸リチウム等の化合物が分解して、ガスが発生するのを抑制することができる。 Note that when the active material contains lithium, the solvent is preferably a non-aqueous solvent. In this case, the content of water in the liquid composition is preferably 5% by mass or less, more preferably 1% by mass or less. When the water content in the liquid composition is 5% by mass or less, the lithium contained in the active material reacts with water to form a compound such as lithium carbonate, which reduces the discharge capacity of the electrochemical device. can be suppressed. In addition, it is possible to suppress the generation of gas due to decomposition of compounds such as lithium carbonate during charging and discharging of the electrochemical device.

活物質のモード径は、3μm以下が好ましく、1μm以下がより好ましい。活物質のモード径が3μm以下であると、液体組成物の吐出安定性及び貯蔵安定性が向上する。 The mode diameter of the active material is preferably 3 μm or less, more preferably 1 μm or less. When the mode diameter of the active material is 3 μm or less, the ejection stability and storage stability of the liquid composition are improved.

活物質の累積10%体積粒子径(D10)は、0.1μm以上が好ましく、0.15μm以上がより好ましい。活物質のD10が0.1μm以上であると、液体組成物の貯蔵安定性が向上する。 The cumulative 10% volume particle diameter (D 10 ) of the active material is preferably 0.1 µm or more, more preferably 0.15 µm or more. When the D10 of the active material is 0.1 μm or more, the storage stability of the liquid composition is improved.

液体組成物中の活物質の含有量は、10質量%以上が好ましく、15質量%以上がより好ましい。液体組成物中の活物質の含有量が10質量%以上であると、所定の目付量の電極合材層を形成するために必要な印刷回数が少なくなる。 The content of the active material in the liquid composition is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more. When the content of the active material in the liquid composition is 10% by mass or more, the number of times of printing required to form an electrode mixture layer with a predetermined basis weight is reduced.

<その他の成分>
前記その他の成分としては、例えば、上記電極材料以外のバインダー、導電助剤、絶縁材料、電解質材料などが挙げられる。
<Other ingredients>
Examples of the other components include binders other than the electrode materials, conductive aids, insulating materials, electrolyte materials, and the like.

-上記電極材料以外のバインダー-
上記電極材料以外のバインダーとしては溶剤に溶解するポリマー化合物、溶剤に分散させたポリマー化合物、モノマー化合物等を用いることができる。モノマー化合物を含む液体組成物をインクジェット法で塗布した後、モノマー化合物を高分子化する。モノマー化合物は、例えば、重合可能部位を有する分子を1種以上含み、25℃における重合の進行により、電極材料同士及び電極材料と電極基体を結着できることが好ましい。
- Binders other than the above electrode materials -
As the binder other than the above electrode materials, a solvent-soluble polymer compound, a solvent-dispersed polymer compound, a monomer compound, or the like can be used. After applying a liquid composition containing a monomer compound by an inkjet method, the monomer compound is polymerized. The monomer compound preferably contains, for example, one or more molecules having a polymerizable site, and can bind the electrode materials together and the electrode material and the electrode substrate by progressing polymerization at 25°C.

溶剤に溶解するポリマー化合物は溶解後インクジェット印刷可能な粘度以下であればよい。
ポリマー化合物としては、上記粘度以下で結着性が担保されるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ポリアミド化合物、ポリイミド化合物、ポリアミドイミド化合物、エチレン-プロピレン-ブタジエンゴム(EPBR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、イソプレンゴム、ポリエチレングリコール(PEO)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種以上を併用してもよい。
The polymer compound that dissolves in the solvent may have a viscosity below that for inkjet printing after dissolution.
The polymer compound is not particularly limited as long as it has a viscosity equal to or lower than the above viscosity and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include polyamide compounds, polyimide compounds, polyamideimide compounds, ethylene- Propylene-butadiene rubber (EPBR), styrene-butadiene rubber (SBR), isoprene rubber, polyethylene glycol (PEO), and the like. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

前記液体組成物の粘度を上昇させないために、バインダーとして高分子粒子を用いてもよい。この場合、高分子粒子は、平均粒子径がインクジェットヘッドノズル径よりも小さければよく、0.01μm以上1μm以下であることが好ましい。
高分子粒子を構成する材料としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、アクリル樹脂、スチレン-ブタジエン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエチレンテフタレート、ポリブチレンテフタレートなどが挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
In order not to increase the viscosity of the liquid composition, polymer particles may be used as a binder. In this case, the average particle diameter of the polymer particles should be smaller than the nozzle diameter of the inkjet head, and is preferably 0.01 μm or more and 1 μm or less.
Materials constituting the polymer particles include, for example, polyvinylidene fluoride, acrylic resin, styrene-butadiene copolymer, polyethylene, polypropylene, polyurethane, nylon, polytetrafluoroethylene, polyphenylene sulfide, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate. etc. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

-導電助剤-
前記導電助剤としては、例えば、導電性カーボンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ、グラフェン、黒鉛粒子等の炭素材料を用いることができる。
ここで、導電助剤は、前述したように、活物質と複合化されていてもよい。
- Conductive agent -
Examples of the conductive aid that can be used include carbon materials such as conductive carbon black, carbon nanofibers, carbon nanotubes, graphene, and graphite particles.
Here, the conductive aid may be compounded with the active material as described above.

導電性カーボンブラックは、例えば、ファーネス法、アセチレン法、ガス化法などにより製造することができる。 Conductive carbon black can be produced by, for example, a furnace method, an acetylene method, a gasification method, or the like.

炭素材料以外の導電助剤としては、例えば、アルミニウム等の金属粒子、金属繊維を用いることができる。 As the conductive aid other than the carbon material, for example, metal particles such as aluminum, and metal fibers can be used.

活物質に対する導電助剤の質量比は、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましい。活物質に対する導電助剤の質量比が10質量%以下であると、本実施形態の液体組成物の貯蔵安定性が向上する。 The mass ratio of the conductive aid to the active material is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less. When the mass ratio of the conductive aid to the active material is 10% by mass or less, the storage stability of the liquid composition of the present embodiment is improved.

前記液体組成物の25℃における粘度は、200mPa・s以下が好ましく、100mPa・s以下がより好ましい。液体組成物の25℃における粘度が200mPa・s以下であると、液体組成物の吐出安定性が向上する。
なお、前記液体組成物の25℃における粘度の下限は、特に限定されず、溶剤単独の粘度である。
前記液体組成物の粘度は、例えば、TV25形粘度計(東機産業株式会社製)、回転数100rpm、温度25℃の条件で測定することができる。
The viscosity of the liquid composition at 25° C. is preferably 200 mPa·s or less, more preferably 100 mPa·s or less. When the viscosity of the liquid composition at 25° C. is 200 mPa·s or less, the ejection stability of the liquid composition is improved.
The lower limit of the viscosity of the liquid composition at 25° C. is not particularly limited, and is the viscosity of the solvent alone.
The viscosity of the liquid composition can be measured, for example, using a TV25 viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at a rotation speed of 100 rpm and a temperature of 25°C.

前記液体組成物は、本発明の電極材料、及び活物質を含む組成物を溶剤中に溶解又は分散させることにより製造することができる。 The liquid composition can be produced by dissolving or dispersing a composition containing the electrode material of the present invention and an active material in a solvent.

ここで、前記液体組成物は、電気化学素子の電極の製造に用いることができる。
電気化学素子としては、蓄電することが可能であれば、特に限定されないが、電池、キャパシタなどが挙げられる。
Here, the liquid composition can be used in the production of electrodes for electrochemical devices.
The electrochemical element is not particularly limited as long as it can store electricity, and examples thereof include batteries and capacitors.

(電極の製造方法)
本発明の電極の製造方法は、電極基体上に本発明の液体組成物を吐出する工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
電極の製造方法は、液体組成物が吐出された電極基体を加圧する工程を更に含むことが好ましい。これにより、電極合材層を構成する成分がはがれにくくなり、電気化学素子の信頼性が向上する。
(Method for manufacturing electrode)
The electrode manufacturing method of the present invention includes a step of discharging the liquid composition of the present invention onto an electrode substrate, and further includes other steps as necessary.
It is preferable that the electrode manufacturing method further include a step of pressurizing the electrode substrate onto which the liquid composition has been discharged. This makes it difficult for the components constituting the electrode mixture layer to come off, improving the reliability of the electrochemical device.

電極基体(集電体)を構成する材料としては、導電性を有し、印加される電位に対して安定であれば、特に制限はない。 The material constituting the electrode substrate (current collector) is not particularly limited as long as it has conductivity and is stable with respect to the applied potential.

<負極>
図1に、本発明で用いられる負極の一例を示す。
負極10は、負極基体11の片面に、負極活物質及び本発明の電極材料を含む負極合材層12が形成されている。
なお、負極合材層12は、負極基体11の両面に形成されていてもよい。
<Negative Electrode>
FIG. 1 shows an example of the negative electrode used in the present invention.
The negative electrode 10 has a negative electrode mixture layer 12 formed on one side of a negative electrode substrate 11 and containing a negative electrode active material and the electrode material of the present invention.
The negative electrode mixture layer 12 may be formed on both surfaces of the negative electrode substrate 11 .

負極10の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状などが挙げられる。 The shape of the negative electrode 10 is not particularly limited, and examples thereof include a flat plate shape.

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

<負極の製造方法>
図2に、本発明で用いられる負極の製造方法の一例を示す。
<Method for manufacturing negative electrode>
FIG. 2 shows an example of the manufacturing method of the negative electrode used in the present invention.

負極10の製造方法は、液体吐出装置300を用いて、負極基体11上に、液体組成物12Aを吐出する工程を含む。
ここで、液体組成物12Aは、本発明の電極材料、負極活物質、及び溶剤を含む。
The manufacturing method of the negative electrode 10 includes a step of ejecting the liquid composition 12A onto the negative electrode substrate 11 using the liquid ejection device 300 .
Here, the liquid composition 12A contains the electrode material, negative electrode active material, and solvent of the present invention.

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

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

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

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

加熱機構としては、液体組成物12Aに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータなどが挙げられる。なお、加熱機構は、複数個設置されていてもよい。 The heating mechanism is not particularly limited as long as it does not directly contact the liquid composition 12A, and examples thereof include resistance heaters, infrared heaters, and fan heaters. A plurality of heating mechanisms may be installed.

加熱温度は、溶媒を揮発させることが可能な温度であれば、特に制限はなく、消費電力の点から、70℃~150℃の範囲であることが好ましい。 The heating temperature is not particularly limited as long as it can volatilize the solvent, and is preferably in the range of 70° C. to 150° C. from the viewpoint of power consumption.

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

図3に、本発明における負極の製造方法の他の一例を示す。
負極10の製造方法は、液体吐出装置300を用いて、負極基体11上に、液体組成物12Aを吐出する工程を含む。
FIG. 3 shows another example of the manufacturing method of the negative electrode in the present invention.
The manufacturing method of the negative electrode 10 includes a step of ejecting the liquid composition 12A onto the negative electrode substrate 11 using the liquid ejection device 300 .

まず、細長状の負極基体11を準備する。そして、負極基体11を筒状の芯に巻き付け、負極合材層12を形成する側が、図3中、上側になるように、送り出しローラ304と巻き取りローラ305にセットする。ここで、送り出しローラ304と巻き取りローラ305は、反時計回りに回転し、負極基体11は、図3中、右から左の方向に搬送される。そして、送り出しローラ304と巻き取りローラ305の間の負極基体11の上方に設置されている液体吐出ヘッド306から、搬送される負極基体11上に、液体組成物12Aの液滴を吐出する。液体組成物12Aの液滴は、負極基体11の少なくとも一部を覆うように吐出される。 First, an elongated negative electrode substrate 11 is prepared. Then, the negative electrode substrate 11 is wound around a cylindrical core, and set on the delivery roller 304 and the take-up roller 305 so that the side on which the negative electrode mixture layer 12 is formed faces the upper side in FIG. Here, the feed roller 304 and the take-up roller 305 rotate counterclockwise, and the negative electrode substrate 11 is conveyed from right to left in FIG. Then, liquid droplets of the liquid composition 12A are discharged onto the conveyed negative electrode substrate 11 from the liquid discharge head 306 installed above the negative electrode substrate 11 between the delivery roller 304 and the take-up roller 305 . A droplet of the liquid composition 12A is discharged so as to cover at least a portion of the negative electrode substrate 11 .

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

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

加熱機構309としては、液体組成物12Aに直接接触しなければ、特に制限はなく、例えば、抵抗加熱ヒータ、赤外線ヒータ、ファンヒータなどが挙げられる。 The heating mechanism 309 is not particularly limited as long as it does not directly contact the liquid composition 12A, and examples thereof include resistance heaters, infrared heaters, and fan heaters.

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

加熱温度は、溶媒を揮発させることが可能な温度であれば、特に制限はなく、消費電力の点から、70℃~150℃の範囲であることが好ましい。 The heating temperature is not particularly limited as long as it can volatilize the solvent, and is preferably in the range of 70° C. to 150° C. from the viewpoint of power consumption.

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

図4に、液体吐出装置300の変形例を示す。
液体吐出装置300’は、ポンプ310と、バルブ311、312を制御することにより、液体組成物12Aが液体吐出ヘッド306、タンク307、チューブ308を循環することが可能である。
FIG. 4 shows a modification of the liquid ejection device 300. As shown in FIG.
The liquid ejection device 300 ′ can circulate the liquid composition 12 A through the liquid ejection head 306 , the tank 307 and the tube 308 by controlling the pump 310 and the valves 311 and 312 .

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

液体吐出装置300、300’を用いると、負極基体11の狙ったところに液体組成物12Aを吐出することができる。また、液体吐出装置300、300’を用いると、負極基体11と負極合材層12の上下に接する面同士を結着することができる。更に、液体吐出装置300、300’を用いると、負極合材層12の厚さを均一にすることができる。 By using the liquid ejection devices 300 and 300', the liquid composition 12A can be ejected onto the negative electrode substrate 11 at a targeted position. In addition, by using the liquid ejecting devices 300 and 300', the upper and lower surfaces of the negative electrode substrate 11 and the negative electrode mixture layer 12, which are in contact with each other, can be bonded together. Furthermore, the thickness of the negative electrode mixture layer 12 can be made uniform by using the liquid ejection devices 300 and 300'.

<正極>
図5に、本発明に用いられる正極の一例を示す。
正極20は、正極基体21の片面に、正極活物質及び本発明の電極材料を含む正極合材層22が形成されている。なお、正極合材層22は、正極基体21の両面に形成されていてもよい。
<Positive electrode>
FIG. 5 shows an example of the positive electrode used in the present invention.
The positive electrode 20 has a positive electrode mixture layer 22 formed on one side of a positive electrode substrate 21 and containing a positive electrode active material and the electrode material of the present invention. Note that the positive electrode mixture layer 22 may be formed on both surfaces of the positive electrode substrate 21 .

正極20の形状としては、特に制限はなく、例えば、平板状などが挙げられる。 The shape of the positive electrode 20 is not particularly limited, and examples thereof include a flat plate shape.

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

<正極の製造方法>
正極20の製造方法は、正極基体21上に、液体組成物を吐出する以外は、負極10の製造方法と同様である。
ここで、液体組成物は、正極活物質、本発明の電極材料、及び溶剤を含む。
<Manufacturing method of positive electrode>
The manufacturing method of the positive electrode 20 is the same as the manufacturing method of the negative electrode 10 except that the liquid composition is discharged onto the positive electrode substrate 21 .
Here, the liquid composition includes the positive electrode active material, the electrode material of the present invention, and a solvent.

(電気化学素子の製造方法)
本発明の電気化学素子の製造方法は、本発明の電極の製造方法からなる工程を含み、更に必要に応じてその他の工程を含む。
(Manufacturing method of electrochemical device)
The method for producing an electrochemical device of the present invention includes the steps of the method for producing an electrode of the present invention and, if necessary, other steps.

<電極素子>
図6に、本発明の電気化学素子を構成する電極素子の一例を示す。
電極素子40は、負極15と正極25が、セパレータ30を介して、積層されている。ここで、正極25は、負極15の両側に積層されている。また、負極基体11には、引き出し線41が接続されており、正極基体21には、引き出し線42が接続されている。
<Electrode element>
FIG. 6 shows an example of an electrode element that constitutes the electrochemical element of the present invention.
The electrode element 40 is formed by stacking the negative electrode 15 and the positive electrode 25 with the separator 30 interposed therebetween. Here, the positive electrode 25 is laminated on both sides of the negative electrode 15 . A lead wire 41 is connected to the negative electrode substrate 11 , and a lead wire 42 is connected to the positive electrode substrate 21 .

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

正極25は、正極基体21の両面に、正極合材層22が形成されていること以外は、正極20と同様である。
なお、電極素子40の負極15と正極25の積層数は、特に制限は無い。
The positive electrode 25 is the same as the positive electrode 20 except that the positive electrode mixture layers 22 are formed on both sides of the positive electrode substrate 21 .
The number of layers of the negative electrode 15 and the positive electrode 25 of the electrode element 40 is not particularly limited.

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

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

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

セパレータ30の大きさは、電気化学素子に使用することが可能であれば、特に制限はない。
セパレータ30は、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。
なお、固体電解質を使用する場合は、セパレータ30を省略することができる。
The size of the separator 30 is not particularly limited as long as it can be used in an electrochemical device.
The separator 30 may have a single layer structure or a laminated structure.
In addition, when using a solid electrolyte, the separator 30 can be omitted.

<電気化学素子>
図7に、本発明の電気化学素子の一例として、二次電池を示す。
<Electrochemical element>
FIG. 7 shows a secondary battery as an example of the electrochemical device of the present invention.

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

二次電池1は、必要に応じて、その他の部材を有してもよい。
二次電池1としては、特に制限はなく、例えば、リチウムイオン二次電池などが挙げられる。
The secondary battery 1 may have other members as needed.
The secondary battery 1 is not particularly limited, and examples thereof include a lithium ion secondary battery.

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

<電解質水溶液>
電解質水溶液を構成する電解質塩としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化アンモニウム、塩化亜鉛、酢酸亜鉛、臭化亜鉛、ヨウ化亜鉛、酒石酸亜鉛、過塩化亜鉛などが挙げられる。
<Aqueous electrolyte solution>
Electrolyte salts constituting the aqueous electrolyte solution include, for example, sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium chloride, potassium chloride, ammonium chloride, zinc chloride, zinc acetate, zinc bromide, zinc iodide, zinc tartrate, zinc perchlorate, and the like. is mentioned.

<非水電解質>
非水電解質としては、固体電解質又は非水電解液を使用することができる。
ここで、非水電解液とは、電解質塩が非水溶媒に溶解している電解液である。
<Non-aqueous electrolyte>
A solid electrolyte or a non-aqueous electrolyte can be used as the non-aqueous electrolyte.
Here, the non-aqueous electrolytic solution is an electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent.

-固体電解質-
前記非水電解質としては、固体電解質層を形成するための材料を用いることができる。前記固体電解質層を構成する材料としては、電子絶縁性を有し、かつ、イオン伝導性を示す固体物質であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、硫化物系固体電解質、酸化物系固体電解質が、高いイオン導電性を有する観点で好ましい。
前記硫化物系固体電解質としては、例えば、Li10GeP12、アルジロダイト型結晶構造を有するLiPSX(Xは、F、Cl、Br、またはIである)などが挙げられる。
前記酸化物系固体電解質としては、例えば、ガーネット型結晶構造を有するLLZ(LiLaZr12)、NASICON型結晶構造を有するLATP(Li1+xAlTi20(PO)(0.1≦x≦0.4)、ペロブスカイト型結晶構造を有するLLT(Li0.33La0.55TiO)、アモルファス状のLIPON(Li2.9PO3.30.4)などが挙げられる。これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらの固体電解質層を構成するために液体に溶解又は分散させる電解質材料としては、例えば、固体電解質の前駆体となるLiS、P、LiClなど、固体電解質の材料であるLiS-PS系ガラス、Li11ガラスセラミックスなどが挙げられる。
-Solid electrolyte-
A material for forming a solid electrolyte layer can be used as the non-aqueous electrolyte. The material constituting the solid electrolyte layer is not particularly limited as long as it is a solid substance that has electronic insulation and exhibits ionic conductivity, and can be appropriately selected according to the purpose. Material-based solid electrolytes and oxide-based solid electrolytes are preferable from the viewpoint of having high ionic conductivity.
Examples of the sulfide-based solid electrolyte include Li 10 GeP 2 S 12 and Li 6 PS 5 X (where X is F, Cl, Br, or I) having an aldirodite crystal structure.
Examples of the oxide-based solid electrolyte include LLZ (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ) having a garnet-type crystal structure and LATP (Li 1+x Al x Ti20 x (PO 4 ) 3 ) having a NASICON-type crystal structure. 0.1≦x≦0.4), LLT (Li 0.33 La 0.55 TiO 3 ) having a perovskite crystal structure, amorphous LIPON (Li 2.9 PO 3.3 N 0.4 ), etc. is mentioned. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
Examples of electrolyte materials to be dissolved or dispersed in a liquid to form these solid electrolyte layers include Li 2 S, P 2 S 5 and LiCl, which are precursors of solid electrolytes, and Li 2 , which is a material of solid electrolytes. Examples include S-PS 5 series glass and Li 7 P 3 S 11 glass ceramics.

また、電解質としてゲル電解質層を形成するための材料を用いることもできる。
前記ゲル電解質としては、イオン伝導性を示すものであれば、特に制限はなく、例えばゲル電解質の網目構造を構成するポリマーとしてはポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリ塩化ビニル、フッ化ビニリデンと六フッ化プロピレンのコポリマー、ポリエチレンカーボネートなどが挙げられる。
また、前記ゲル電解質に保持される溶媒分子としてはイオン液体が挙げられる。
前記イオン液体としては、例えば、メチル-1-プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-ブチル-1-メチルピロリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-メチル-1-プロピルピペリジニウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-エチル-3-メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニルイミド)、1-メチル-3-プロピルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニルイミド)、N,N-ジエチル-N-メチル-N-(2-メトキシエチル)アンモニウムビス(フルオロスルホニル)イミドがある。
また、前記イオン液体としては、テトラグライム、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネートなどの液体とリチウム塩を混合したものでもよい。
前記リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、ホウフッ化リチウム(LiBF)、六フッ化ヒ素リチウム(LiAsF)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCFSO)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiN(CFSO)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiN(CSO)などが挙げられる。
なお、これらは1種単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
これらのゲル電解質層を構成するために、液体に溶解又は分散させる電解質材料としては、上記のポリマー化合物とイオン液体またはリチウム塩が溶解された溶液を用いてもよい。また、液体に溶解又は分散させる電解質材料として、ゲル電解質の前駆体となる材料(例えば、両末端がアクリレート基であるポリエチレンオキサイド又はポリプロピレンオキサイド等とイオン液体またはリチウム塩が溶解された溶液とを組合せたもの)を用いてもよい。
これら固体電解質やゲル電解質を用いる場合には、活物質と共に液体組成物として用いることができる。
A material for forming a gel electrolyte layer can also be used as the electrolyte.
The gel electrolyte is not particularly limited as long as it exhibits ionic conductivity. For example, polymers constituting the network structure of the gel electrolyte include polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, and polyvinyl chloride. , copolymers of vinylidene fluoride and propylene hexafluoride, and polyethylene carbonate.
Moreover, an ionic liquid is mentioned as a solvent molecule hold|maintained at the said gel electrolyte.
Examples of the ionic liquid include methyl-1-propylpyrrolidinium bis(fluorosulfonylimide), 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis(fluorosulfonylimide), 1-methyl-1-propylpiperidinium Bis(fluorosulfonylimide), 1-ethyl-3-methylimidazolium bis(fluorosulfonylimide), 1-methyl-3-propylimidazolium bis(fluorosulfonylimide), N,N-diethyl-N-methyl-N -(2-methoxyethyl)ammonium bis(fluorosulfonyl)imide.
Further, the ionic liquid may be a mixture of a liquid such as tetraglyme, propylene carbonate, fluoroethylene carbonate, ethylene carbonate or diethyl carbonate and a lithium salt.
The lithium salt is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. ), lithium trifluoromethosulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (LiN(CF 3 SO 2 ) 2 ), lithium bis(pentafluoroethylsulfonyl)imide (LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 ) and the like.
In addition, these may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.
A solution in which the above-mentioned polymer compound and ionic liquid or lithium salt are dissolved may be used as the electrolyte material to be dissolved or dispersed in the liquid to form these gel electrolyte layers. In addition, as an electrolyte material to be dissolved or dispersed in a liquid, a material that is a precursor of a gel electrolyte (for example, polyethylene oxide or polypropylene oxide having acrylate groups at both ends) is combined with an ionic liquid or a solution in which a lithium salt is dissolved. other) may be used.
When these solid electrolytes and gel electrolytes are used, they can be used as a liquid composition together with the active material.

-非水溶媒-
前記非水溶媒としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、非プロトン性有機溶媒を用いることが好ましい。
-Non-aqueous solvent-
The non-aqueous solvent is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, it is preferable to use an aprotic organic solvent.

前記非プロトン性有機溶媒としては、例えば、鎖状カーボネート、環状カーボネート等のカーボネート系有機溶媒を用いることができる。これらの中でも、電解質塩の溶解力が高い点から、鎖状カーボネートが好ましい。
また、非プロトン性有機溶媒は、粘度が低いことが好ましい。
As the aprotic organic solvent, for example, a carbonate-based organic solvent such as a chain carbonate or a cyclic carbonate can be used. Among these, chain carbonates are preferred because they have high dissolving power for electrolyte salts.
Also, the aprotic organic solvent preferably has a low viscosity.

前記鎖状カーボネートとしては、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、メチルエチルカーボネート(EMC)などが挙げられる。 Examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), methyl ethyl carbonate (EMC) and the like.

前記非水溶媒中の前記鎖状カーボネートの含有量は、50質量%以上が好ましい。非水溶媒中の鎖状カーボネートの含有量が50質量%以上であると、鎖状カーボネート以外の非水溶媒は誘電率が高い環状物質(例えば、環状カーボネート、環状エステル)であっても、環状物質の含有量が少なくなる。このため、2mol/L(M)以上の高濃度の非水電解液を作製しても、非水電解液の粘度が低くなり、非水電解液の電極へのしみ込み及びイオン拡散が良好となる。 The content of the chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 50% by mass or more. When the content of the chain carbonate in the non-aqueous solvent is 50% by mass or more, even if the non-aqueous solvent other than the chain carbonate is a cyclic substance with a high dielectric constant (for example, a cyclic carbonate, a cyclic ester), the cyclic Substance content is reduced. Therefore, even if a non-aqueous electrolytic solution with a high concentration of 2 mol/L (M) or more is prepared, the viscosity of the non-aqueous electrolytic solution is low, and the penetration of the non-aqueous electrolytic solution into the electrode and the diffusion of ions are favorable. Become.

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

なお、前記カーボネート系有機溶媒以外の前記非水溶媒としては、例えば、環状エステル、鎖状エステル等のエステル系有機溶媒、環状エーテル、鎖状エーテル等のエーテル系有機溶媒などが挙げられる。 Examples of the non-aqueous solvent other than the carbonate-based organic solvent include ester-based organic solvents such as cyclic esters and chain esters, and ether-based organic solvents such as cyclic ethers and chain ethers.

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

前記鎖状エステルとしては、例えば、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル(例えば、酢酸メチル(MA)、酢酸エチル)、ギ酸アルキルエステル(例えば、ギ酸メチル(MF)、ギ酸エチル)などが挙げられる。 Examples of the chain ester include alkyl propionate, dialkyl malonate, alkyl acetate (e.g., methyl acetate (MA), ethyl acetate), and alkyl formate (e.g., methyl formate (MF), ethyl formate). etc.

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

前記鎖状エーテルとしては、例えば、1,2-ジメトシキエタン(DME)、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテエーテルなどが挙げられる。 Examples of the chain ether include 1,2-dimethoxyethane (DME), diethyl ether, ethylene glycol dialkyl ether, diethylene glycol dialkyl ether and the like.

<電解質塩>
前記電解質塩としては、イオン伝導度が高く、非水溶媒に溶解することが可能であれば、特に制限はない。
前記電解質塩は、ハロゲン原子を含むことが好ましい。
<Electrolyte salt>
The electrolyte salt is not particularly limited as long as it has high ionic conductivity and can be dissolved in a non-aqueous solvent.
The electrolyte salt preferably contains a halogen atom.

前記電解質塩を構成するカチオンとしては、例えば、リチウムイオンなどが挙げられる。 Examples of cations constituting the electrolyte salt include lithium ions.

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

前記リチウム塩としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)、ホウフッ化リチウム(LiBF)、六フッ化ヒ素リチウム(LiAsF)、トリフルオロメタスルホン酸リチウム(LiCFSO)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiN(CFSO)、リチウムビス(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド(LiN(CSO)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種以上を併用してもよい。これらの中でも、イオン伝導度の点から、LiPFが好ましく、安定性の点から、LiBFが好ましい。これらは1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。 The lithium salt is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the intended purpose. ), lithium trifluoromethosulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide (LiN(CF 3 SO 2 ) 2 ), lithium bis(pentafluoroethylsulfonyl)imide (LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 ) and the like. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, LiPF 6 is preferable from the point of ionic conductivity, and LiBF 4 is preferable from the point of stability. These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

前記非水電解液中の前記電解質塩の濃度は、目的に応じて適宜選択することができるが、非水系電気化学素子がスイング型である場合、1mol/L以上2mol/L以下が好ましく、非水系電気化学素子がリザーブ型である場合、2mol/L以上4mol/L以下が好ましい。 The concentration of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte can be appropriately selected depending on the purpose. When the water-based electrochemical device is a reserve type, it is preferably 2 mol/L or more and 4 mol/L or less.

<電気化学素子の用途>
電気化学素子の用途としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドホンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、ストロボ、カメラなどが挙げられる。
<Use of electrochemical device>
The use of the electrochemical element is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Printers, headphone stereos, video movies, liquid crystal televisions, handy cleaners, portable CDs, minidiscs, transceivers, electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power sources, motors, lighting equipment, toys, game devices, clocks , strobes, and cameras.

以下、本発明の実施例を説明するが、本発明は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。 Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

以下の実施例では、活物質の粒度分布、液体組成物の粘度、及び粒度分布を、以下の方法により、測定した。 In the examples below, the particle size distribution of the active material, the viscosity of the liquid composition, and the particle size distribution were measured by the following methods.

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

<液体組成物の粘度>
TV25形粘度計(東機産業株式会社製)、回転数100rpm、温度25℃の条件で、液体組成物の粘度を測定した。
<Viscosity of liquid composition>
The viscosity of the liquid composition was measured using a TV25 viscometer (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at a rotation speed of 100 rpm and a temperature of 25°C.

<液体組成物の粒度分布>
レーザ回折式粒度分布測定装置(マスターサイザー3000、マルバーン社製)を用いて、温度25℃の条件で、液体組成物の粒度分布を計測した。
<Particle size distribution of liquid composition>
The particle size distribution of the liquid composition was measured at a temperature of 25° C. using a laser diffraction particle size distribution analyzer (Mastersizer 3000, manufactured by Malvern).

(正極活物質の製造例1)
-正極活物質1の製造-
五酸化バナジウム、水酸化リチウム、リン酸、スクロース、及び水を混合して沈殿を生成させ、スプレードライヤーで噴霧乾燥させた後、ジェットミルで粉砕して、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の前駆体を得た。次に、窒素雰囲気下、900℃で、リン酸バナジウムリチウム粒子の前駆体を焼成し、炭素含有量3質量%のリン酸バナジウムリチウム粒子を得た。次に、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、リン酸バナジウムリチウム粒子をジェットミルで解砕して、正極活物質1を得た。得られた正極活物質1は、モード径が0.7μmであった。
(Production example 1 of positive electrode active material)
-Production of positive electrode active material 1-
Vanadium pentoxide, lithium hydroxide, phosphoric acid, sucrose, and water are mixed to form a precipitate, spray-dried with a spray dryer, and then pulverized with a jet mill to obtain lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 ( A precursor of PO 4 ) 3 ) particles was obtained. Next, the precursor of lithium vanadium phosphate particles was calcined at 900° C. in a nitrogen atmosphere to obtain lithium vanadium phosphate particles having a carbon content of 3 mass %. Next, the lithium vanadium phosphate particles were pulverized with a jet mill so that the cumulative 90% volume particle diameter D90 was less than 3 μm to obtain positive electrode active material 1. The obtained positive electrode active material 1 had a mode diameter of 0.7 μm.

(正極活物質の製造例2)
-正極活物質2の製造-
正極活物質の製造例1において、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の代わりに、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、リン酸鉄リチウム(LiFePO)粒子(シグマアルドリッチ社製)をジェットミルで解砕したものを用いた以外は、正極活物質の製造例1と同様にして、正極活物質2を得た。得られた正極活物質2は、モード径が0.6μmであった。
(Production example 2 of positive electrode active material)
-Production of positive electrode active material 2-
In Production Example 1 of the positive electrode active material, instead of lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ) particles, lithium iron phosphate (Lithium iron phosphate ( A positive electrode active material 2 was obtained in the same manner as in Production Example 1 of the positive electrode active material, except that LiFePO 4 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill. The obtained positive electrode active material 2 had a mode diameter of 0.6 μm.

(正極活物質の製造例3)
-正極活物質3の製造-
正極活物質の製造例1において、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の代わりに、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、コバルト酸リチウム(LiCoO)粒子(シグマアルドリッチ社製)をジェットミルで解砕したものを用いた以外は、正極活物質の製造例1と同様にして、正極活物質3を得た。得られた正極活物質3は、モード径が0.9μmであった。
(Production example 3 of positive electrode active material)
-Production of positive electrode active material 3-
In Production Example 1 of the positive electrode active material, instead of lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ) particles, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) A positive electrode active material 3 was obtained in the same manner as in Production Example 1 of the positive electrode active material, except that particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill. The obtained positive electrode active material 3 had a mode diameter of 0.9 μm.

(正極活物質の製造例4)
-正極活物質4の製造-
正極活物質の製造例1において、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の代わりに、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、ニッケル酸リチウム(LiNi0.8Co0.15Al0.05)粒子(シグマアルドリッチ社製)をジェットミルで解砕したものを用いた以外は、正極活物質の製造例1と同様にして、正極活物質4を得た。得られた正極活物質4は、モード径が1.2μmであった。
(Production Example 4 of Positive Electrode Active Material)
-Production of positive electrode active material 4-
In Production Example 1 of the positive electrode active material, instead of lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ) particles, lithium nickel oxide (LiNi 0.8Co0.15Al0.05O2 ) particles ( manufactured by Sigma - Aldrich Co.) were pulverized by a jet mill in the same manner as in Production Example 1 of the positive electrode active material, to obtain a positive electrode active material . Got 4. The obtained positive electrode active material 4 had a mode diameter of 1.2 μm.

(正極活物質の製造例5)
-正極活物質5の製造-
正極活物質の製造例1において、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の代わりに、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、Ni-Mn-Co系(LiNi1/3Mn1/3Co1/3)粒子(シグマアルドリッチ社製)をジェットミルで解砕したものを用いた以外は、正極活物質の製造例1と同様にして、正極活物質5を得た。得られた正極活物質5は、モード径が0.9μmであった。
(Production Example 5 of Positive Electrode Active Material)
-Production of positive electrode active material 5-
In Production Example 1 of the positive electrode active material, instead of lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ) particles, Ni-Mn-Co was used so that the cumulative 90% volume particle diameter D 90 was less than 3 μm. System (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill in the same manner as in Production Example 1 of the positive electrode active material, A positive electrode active material 5 was obtained. The obtained positive electrode active material 5 had a mode diameter of 0.9 μm.

(正極活物質の製造例6)
-正極活物質6の製造-
正極活物質の製造例1において、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の代わりに、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、マンガン酸リチウム(LiMn)粒子(シグマアルドリッチ社製)をジェットミルで解砕したものを用いた以外は、正極活物質の製造例1と同様にして、正極活物質6を得た。得られた正極活物質6は、モード径が1.2μmであった。
(Production example 6 of positive electrode active material)
-Production of positive electrode active material 6-
In Production Example 1 of the positive electrode active material, instead of lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ) particles, lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) were pulverized by a jet mill to obtain a positive electrode active material 6 in the same manner as in Production Example 1 of the positive electrode active material. The obtained positive electrode active material 6 had a mode diameter of 1.2 μm.

(負極活物質の製造例1)
-負極活物質1の製造-
正極活物質の製造例1において、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の代わりに、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、人造黒鉛(エムティーカーボン社製)をジェットミルで粉砕したものを用いた以外は、正極活物質の製造例1と同様にして、負極活物質1を得た。得られた負極活物質1は、モード径が1.8μmであった。
(Production Example 1 of Negative Electrode Active Material)
-Production of negative electrode active material 1-
In Production Example 1 of the positive electrode active material, instead of lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ) particles, artificial graphite (MT carbon Negative Electrode Active Material 1 was obtained in the same manner as in Production Example 1 of Positive Electrode Active Material, except that the material pulverized by a jet mill was used. The obtained negative electrode active material 1 had a mode diameter of 1.8 μm.

(負極活物質の製造例2)
-負極活物質2の製造-
正極活物質の製造例1において、リン酸バナジウムリチウム(Li(PO)粒子の代わりに、累積90%体積粒子径D90が3μm未満になるように、チタン酸リチウム(LiTi12)粒子(シグマアルドリッチ社製)をジェットミルで粉砕したものを用いた以外は、正極活物質の製造例1と同様にして、負極活物質2を得た。得られた負極活物質2は、モード径が0.7μmであった。
(Production Example 2 of Negative Electrode Active Material)
-Production of negative electrode active material 2-
In Production Example 1 of the positive electrode active material, instead of lithium vanadium phosphate (Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 ) particles, lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) particles (manufactured by Sigma-Aldrich) pulverized by a jet mill were used to obtain a negative electrode active material 2 in the same manner as in Production Example 1 of the positive electrode active material. The obtained negative electrode active material 2 had a mode diameter of 0.7 μm.

(実施例1)
<モノマー1(M-1)の合成>
特開2016-196621号公報に記載の方法に準じて、以下のようにして、モノマー1(M-1)を合成した。
具体的には、まず、東京化成工業製の1,6-ヘキサンジオールと2-ナフタレンカルボニルクロリドから、2-ナフタレンカルボン酸6-ヒドロキシヘキシルエステルを得た。
次に2-ナフタレンカルボン酸6-ヒドロキシヘキシルエステルと2-メタクリロイルオキシエチルイソシアネートとの反応により、モノマー(M-1)を得た。

Figure 2023019621000006
<重合体1(実-1)の合成>
次に、特開2016-196621号公報に記載の方法に準じて、以下のようにして、重合体1(実-1)を合成した。
具体的には、まず、モノマー(M-1)及びアクリル酸を、メチルエチルケトンを溶媒、AIBNを重合開始剤として用いることにより、重合体1(実-1)を得た。GPCから求めたポリスチレン換算の重量平均分子量は22,000であった。
Figure 2023019621000007
(Example 1)
<Synthesis of Monomer 1 (M-1)>
According to the method described in JP-A-2016-196621, monomer 1 (M-1) was synthesized as follows.
Specifically, first, 2-naphthalenecarboxylic acid 6-hydroxyhexyl ester was obtained from 1,6-hexanediol and 2-naphthalenecarbonyl chloride manufactured by Tokyo Kasei Kogyo.
Then, a monomer (M-1) was obtained by reacting 2-naphthalenecarboxylic acid 6-hydroxyhexyl ester with 2-methacryloyloxyethyl isocyanate.
Figure 2023019621000006
<Synthesis of Polymer 1 (Real-1)>
Next, according to the method described in JP-A-2016-196621, polymer 1 (actual-1) was synthesized as follows.
Specifically, first, a polymer 1 (Ex-1) was obtained by using a monomer (M-1) and acrylic acid, methyl ethyl ketone as a solvent, and AIBN as a polymerization initiator. The polystyrene equivalent weight average molecular weight determined by GPC was 22,000.
Figure 2023019621000007

合成した重合体1(実-1)について、0.05V~4.2V(vs Li/Li+)の範囲でサイクリックボルタンメトリー(CV)測定の後、3Vから4.6Vまで電位スイープするリニアスイープボルタンメトリー(LSV)測定により電気化学特性を評価した。
電気化学的安定性の評価には、作用極Pt(直径φ1.6mm)、対極Pt(直径φ3mm)、参照極Li箔を用いた三極セル(イーシーフロンティア社製、マイクロ分析セルVB7)を用い、電解液(EC/DMC=1/1に1.5MのLiBF)に5質量%の重合体を加えて測定した。重合体1(実-1)、は測定範囲内で電気化学的に安定であることが分かった。重合体1(実-1)のCV測定の結果を図8A及び図8Bに示す。
Linear sweep voltammetry to sweep the potential from 3V to 4.6V after cyclic voltammetry (CV) measurement in the range of 0.05V to 4.2V (vs Li/Li+) for the synthesized polymer 1 (actual-1). Electrochemical properties were evaluated by (LSV) measurements.
For the evaluation of electrochemical stability, a triode cell (manufactured by EC Frontier, micro analysis cell VB7) using a working electrode Pt (diameter φ1.6 mm), a counter electrode Pt (diameter φ3 mm), and a reference electrode Li foil was used. , 5% by mass of polymer was added to the electrolytic solution (1.5 M LiBF 4 in EC/DMC = 1/1). Polymer 1 (Ex-1) was found to be electrochemically stable within the measurement range. The results of CV measurement of Polymer 1 (Ex-1) are shown in FIGS. 8A and 8B.

(実施例2)
<重合体2(実-2)の合成>
実施例1の<重合体1(実-1)の合成>において、アクリル酸をアクリル酸メチルに変更した以外は実施例1と同様にして、重合体2(実-2)を合成した。

Figure 2023019621000008
(Example 2)
<Synthesis of Polymer 2 (Real-2)>
Polymer 2 (Ex-2) was synthesized in the same manner as in Example 1 except that acrylic acid was changed to methyl acrylate in <Synthesis of Polymer 1 (Ex-1)> of Example 1.
Figure 2023019621000008

実施例1と同様に、重合体2(実-2)の電気化学特性を評価した。その結果、重合体1(実-1)と同様に、測定範囲内で電気化学的に安定であることが分かった。 Electrochemical properties of Polymer 2 (Ex-2) were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, like Polymer 1 (Example-1), it was found to be electrochemically stable within the measurement range.

(実施例3)
実施例1の<重合体1(実-1)の合成>において、アクリル酸をなくした以外は実施例1と同様にして、重合体3(実-3)を合成した。nは繰り返しを表す。

Figure 2023019621000009
(Example 3)
Polymer 3 (Ex-3) was synthesized in the same manner as in Example 1 except that in <Synthesis of Polymer 1 (Ex-1)> of Example 1, acrylic acid was eliminated. n represents repetition.
Figure 2023019621000009

実施例1と同様に、重合体3(実-3)の電気化学特性を評価した。その結果、重合体1(実-1)と同様に、測定範囲内で電気化学的に安定であることが分かった。 Electrochemical properties of Polymer 3 (Ex-3) were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, like Polymer 1 (Example-1), it was found to be electrochemically stable within the measurement range.

(実施例4)
実施例1の<重合体1(実-1)の合成>において、モノマー(M-1)を以下のモノマー(M-2)に変更した以外は実施例1と同様にして、重合体4(実-4)を合成した。nは繰り返しを表す。

Figure 2023019621000010
(Example 4)
Polymer 4 ( Example-4) was synthesized. n represents repetition.
Figure 2023019621000010

実施例1と同様に、重合体4(実-4)の電気化学特性を評価した。その結果、重合体1(実-1)と同様に、測定範囲内で電気化学的に安定であることが分かった。 Electrochemical properties of Polymer 4 (Ex-4) were evaluated in the same manner as in Example 1. As a result, like Polymer 1 (Example-1), it was found to be electrochemically stable within the measurement range.

(比較例1~6)
実施例1~4と同様にして、ナフトール又はフェノール誘導体とオリゴエチレングリコールを原料に、エーテル化によって合成した下記式で表される比較化合物1(比-1)~比較化合物4(比-4)、および、実施例1と同様にして合成した比較化合物5(比-5)、比較化合物6(比-6)の電気化学的安定性を評価した。同様にLSV測定において、4.2Vで観測された電流値を図9に示す。
なお、下記式で表される比較化合物1、比較化合物2、比較化合物3、及び比較化合物4中のnは約10であった。
(Comparative Examples 1 to 6)
Comparative compound 1 (ratio -1) to comparative compound 4 (ratio -4) represented by the following formula synthesized by etherification using a naphthol or phenol derivative and oligoethylene glycol as raw materials in the same manner as in Examples 1 to 4 , and comparative compound 5 (ratio -5) and comparative compound 6 (ratio -6) synthesized in the same manner as in Example 1 were evaluated for electrochemical stability. Similarly, in LSV measurement, current values observed at 4.2 V are shown in FIG.
Incidentally, n in Comparative Compound 1, Comparative Compound 2, Comparative Compound 3, and Comparative Compound 4 represented by the following formula was about 10.

Figure 2023019621000011
Figure 2023019621000011

Figure 2023019621000012
Figure 2023019621000012

Figure 2023019621000013
Figure 2023019621000013

Figure 2023019621000014
Figure 2023019621000014

Figure 2023019621000015
Figure 2023019621000015

Figure 2023019621000016
Figure 2023019621000016

図9の結果から、実施例1~4の化合物1~4は4.2Vではほとんど電流が観測されなかったのに対し、比較例1~6の比較化合物1~6はいずれも4.2Vで不可逆な電気化学的酸化反応が起こり、電気化学素子用途としては好ましくない結果であった。
したがって、実施例1~4の化合物1~4は、活物質、絶縁材料、電解質材料などを含有する液体組成物における分散剤として、好適に用いられることがわかった。
From the results of FIG. 9, almost no current was observed for the compounds 1 to 4 of Examples 1 to 4 at 4.2 V, whereas for the comparative compounds 1 to 6 of Comparative Examples 1 to 6, all of the currents were observed at 4.2 V. An irreversible electrochemical oxidation reaction occurred, which was an unfavorable result for electrochemical device applications.
Therefore, it was found that compounds 1 to 4 of Examples 1 to 4 can be suitably used as dispersants in liquid compositions containing active materials, insulating materials, electrolyte materials, and the like.

(実施例5)
<正極形成用液体組成物の調製>
正極活物質1を93.1質量%、上記重合体1(実―1)を0.9質量%、カーボンブラック3質量%、及びポリアミドイミド3質量%からなる固形分に対して、固形分の濃度が35.8質量%になるようにN-メチルピロリドンを加え、正極形成用液体組成物を作製した。
得られた正極形成用液体組成物は、25℃での粘度が16mPa・sであり、モード径が0.8μmであり、累積90%体積粒子径D90が3.5μmであった。
(Example 5)
<Preparation of positive electrode forming liquid composition>
93.1% by mass of the positive electrode active material 1, 0.9% by mass of the polymer 1 (actual-1), 3% by mass of carbon black, and 3% by mass of polyamideimide. N-Methylpyrrolidone was added so that the concentration was 35.8% by mass to prepare a positive electrode forming liquid composition.
The obtained positive electrode forming liquid composition had a viscosity at 25° C. of 16 mPa·s, a mode diameter of 0.8 μm, and a cumulative 90% volume particle diameter D90 of 3.5 μm.

次に、正極形成用液体組成物を作製してから24時間後に、正極形成用液体組成物の粒度分布を再計測したところ、粒度分布に変化は見られず、実施例5の正極形成用液体組成物は、貯蔵安定性が良好であった。 Next, when the particle size distribution of the positive electrode forming liquid composition was measured again 24 hours after the positive electrode forming liquid composition was prepared, no change was observed in the particle size distribution. The composition had good storage stability.

次に、液体吐出装置(EV2500、株式会社リコー製)を用いて、実施例5の正極形成用液体組成物を、正極基体としてのアルミニウム箔に吐出し、正極を形成した。このとき、実施例5の正極形成用液体組成物を連続的に吐出することが可能であり、実施例5の正極形成用液体組成物は、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。即ち、実施例5の正極形成用液体組成物は、印刷効率が良好であった。 Next, using a liquid discharger (EV2500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), the positive electrode forming liquid composition of Example 5 was discharged onto an aluminum foil as a positive electrode substrate to form a positive electrode. At this time, the positive electrode-forming liquid composition of Example 5 can be continuously discharged, and the positive electrode-forming liquid composition of Example 5 has good discharge stability, and discharge failure does not occur. I didn't. That is, the positive electrode forming liquid composition of Example 5 had good printing efficiency.

(実施例6)
実施例5において、上記重合体1(実―1)の代わりに、上記重合体2(実―2)を用いた以外は、実施例5と同様にして、実施例6の正極形成用液体組成物を作製した。
得られた正極形成用液体組成物は、25℃での粘度が14mPa・sであり、モード径が0.7μmであり、累積90%体積粒子径D90が3.1μmであった。
(Example 6)
In Example 5, the positive electrode forming liquid composition of Example 6 was prepared in the same manner as in Example 5, except that the polymer 2 (Example-2) was used instead of the polymer 1 (Example-1). made things.
The resulting positive electrode forming liquid composition had a viscosity at 25° C. of 14 mPa·s, a mode diameter of 0.7 μm, and a cumulative 90% volume particle diameter D90 of 3.1 μm.

次に、正極形成用液体組成物を作製してから24時間後に、実施例6の正極形成用液体組成物の粒度分布を再計測したところ、粒度分布に変化は見られず、実施例6の正極形成用液体組成物は、貯蔵安定性が良好であった。 Next, when the particle size distribution of the positive electrode forming liquid composition of Example 6 was remeasured 24 hours after the preparation of the positive electrode forming liquid composition, no change was observed in the particle size distribution. The positive electrode-forming liquid composition had good storage stability.

液体吐出装置(EV2500、株式会社リコー製)を用いて、実施例6の正極形成用液体組成物を、正極基体としての、アルミニウム箔に吐出した。このとき、実施例6の正極形成用液体組成物を連続的に吐出することが可能であり、実施例6の正極形成用液体組成物は、吐出安定性が良好であり、吐出不良が発生しなかった。即ち、実施例6の正極形成用液体組成物は、印刷効率が良好であった。 Using a liquid ejection device (EV2500, manufactured by Ricoh Co., Ltd.), the positive electrode forming liquid composition of Example 6 was ejected onto an aluminum foil serving as a positive electrode substrate. At this time, the positive electrode forming liquid composition of Example 6 can be continuously discharged, and the positive electrode forming liquid composition of Example 6 has good discharge stability, and discharge failure does not occur. I didn't. That is, the positive electrode forming liquid composition of Example 6 had good printing efficiency.

本発明の態様としては、例えば、以下のとおりである。
<1> 単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかと、
アルコキシ基と、がカルボニル基を介して結合されている部分構造を側鎖に有する重合体であることを特徴とする電極材料である。
<2> 下記一般式(I)で表される構造単位を有する、前記<1>に記載の電極材料である。

Figure 2023019621000017
一般式(I)
ただし、前記一般式(I)中、Arは、単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかを表し、前記アリール基及び前記ヘテロアリール基は置換基を有していてもよく、X及びXはそれぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、窒素原子から選択されるいずれかを表し、X及びXが炭素原子又は窒素原子の場合、これらはさらに水素又は置換あるいは無置換のアルキル基を有し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のシクロアルキル基を表し、Yは二価の連結基を表す。
<3> 前記一般式(I)における二価の連結基Yが、-R-CO-R-、-R-COO-R-、-R-CONH-R-、及び-R-NHCONH-R-の少なくともいずれかである、前記<2>に記載の電極材料である。
ただし、R及びRは、それぞれアルキレン基を表す。
<4> 分散剤及びバインダーの少なくともいずれかである、前記<1>から<3>のいずれかに記載の電極材料である。
<5> 前記<1>から<4>のいずれかに記載の電極材料、活物質、及び溶剤を含有することを特徴とする液体組成物である。
<6> 前記活物質の含有量が10質量%以上である、前記<5>に記載の液体組成物である。
<7> 前記活物質が、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物、及び炭素材料から選択される少なくとも1種である、前記<5>から<6>のいずれかに記載の液体組成物である。
<8> 前記活物質がリチウムを含みかつ非含水性である、前記<5>から<7>のいずれかに記載の液体組成物である。
<9> 25℃における粘度が200mPa・s以下である、前記<5>から<8>のいずれかに記載の液体組成物である。
<10> 電極基体と、該電極基体上に前記<1>から<4>のいずれかに記載の電極材料及び活物質を含有する層と、を有することを特徴とする電極である。
<11> 前記<10>に記載の電極を有することを特徴とする電気化学素子である。
<12> 電極基体上に前記<5>から<9>のいずれかに記載の液体組成物を吐出する工程を含むことを特徴とする電極の製造方法である。
<13> 前記液体組成物が吐出された電極基体を加圧する工程を更に含む、前記<12>に記載の電極の製造方法である。
<14> 前記<12>から<13>のいずれかに記載の電極の製造方法からなる工程を含むことを特徴とする電気化学素子の製造方法である。 Embodiments of the present invention are, for example, as follows.
<1> either a monocyclic or polycyclic aryl group or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group,
The electrode material is characterized by being a polymer having a partial structure in a side chain in which an alkoxy group and a carbonyl group are bonded together.
<2> The electrode material according to <1> above, which has a structural unit represented by the following general formula (I).
Figure 2023019621000017
general formula (I)
However, in the general formula (I), Ar 1 represents either a monocyclic or polycyclic aryl group or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group, and the aryl group and the heteroaryl The group may have a substituent, X 1 and X 2 each independently represent any one selected from a carbon atom, an oxygen atom and a nitrogen atom, and X 1 and X 2 are a carbon atom or a nitrogen atom , these further have a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and each R 1 independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, Y represents a divalent linking group.
<3> The divalent linking group Y in the general formula (I) is -R 2 -CO-R 3 -, -R 2 -COO-R 3 -, -R 2 -CONH-R 3 -, and - The electrode material according to <2> above, which is at least one of R 2 —NHCONH—R 3 —.
However, R 2 and R 3 each represent an alkylene group.
<4> The electrode material according to any one of <1> to <3>, which is at least one of a dispersant and a binder.
<5> A liquid composition comprising the electrode material according to any one of <1> to <4>, an active material, and a solvent.
<6> The liquid composition according to <5>, wherein the content of the active material is 10% by mass or more.
<7> The active material according to any one of <5> to <6>, wherein the active material is at least one selected from lithium-containing transition metal oxides, lithium-containing transition metal phosphate compounds, and carbon materials. It is a liquid composition.
<8> The liquid composition according to any one of <5> to <7>, wherein the active material contains lithium and is non-hydrous.
<9> The liquid composition according to any one of <5> to <8>, having a viscosity of 200 mPa·s or less at 25°C.
<10> An electrode comprising: an electrode substrate; and a layer containing the electrode material and an active material according to any one of <1> to <4> on the electrode substrate.
<11> An electrochemical device comprising the electrode according to <10>.
<12> A method for producing an electrode, comprising the step of discharging the liquid composition according to any one of <5> to <9> onto an electrode substrate.
<13> The method for producing an electrode according to <12>, further comprising pressurizing the electrode substrate onto which the liquid composition has been discharged.
<14> A method for manufacturing an electrochemical device, comprising a step of the method for manufacturing an electrode according to any one of <12> to <13>.

前記<1>から<4>のいずれかに記載の電極材料、前記<5>から<9>のいずれかに記載の液体組成物、前記<10>に記載の電極、前記<11>に記載の電気化学素子、前記<12>から<13>のいずれかに記載の電極の製造方法、及び前記<14>に記載の電気化学素子の製造方法によると、従来における諸問題を解決し、本発明の目的を達成することができる。 The electrode material according to any one of <1> to <4>, the liquid composition according to any one of <5> to <9>, the electrode according to <10>, and the electrode according to <11>. According to the electrochemical element, the method for manufacturing the electrode according to any one of <12> to <13>, and the method for manufacturing the electrochemical element according to <14>, the various problems in the past are solved, and the present invention The object of the invention can be achieved.

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

特開2009-152180号公報JP 2009-152180 A 特開2010-97946号公報JP 2010-97946 A

Claims (14)

単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかと、
アルコキシ基と、がカルボニル基を介して結合されている部分構造を側鎖に有する重合体であることを特徴とする電極材料。
any of a monocyclic or polycyclic aryl group and a monocyclic or polycyclic heteroaryl group;
An electrode material characterized by being a polymer having, in a side chain, a partial structure in which an alkoxy group and a are bonded via a carbonyl group.
下記一般式(I)で表される構造単位を有する、請求項1に記載の電極材料。
Figure 2023019621000018
一般式(I)
ただし、前記一般式(I)中、Arは、単環式又は多環式のアリール基、及び単環式又は多環式のヘテロアリール基のいずれかを表し、前記アリール基及び前記ヘテロアリール基は置換基を有していてもよく、X及びXはそれぞれ独立に、炭素原子、酸素原子、窒素原子から選択されるいずれかを表し、X及びXが炭素原子又は窒素原子の場合、これらはさらに水素又は置換あるいは無置換のアルキル基を有し、Rは、それぞれ独立に、水素原子、置換若しくは無置換のアルキル基、又は置換若しくは無置換のシクロアルキル基を表し、Yは二価の連結基を表す。
2. The electrode material according to claim 1, which has a structural unit represented by the following general formula (I).
Figure 2023019621000018
general formula (I)
However, in the general formula (I), Ar 1 represents either a monocyclic or polycyclic aryl group or a monocyclic or polycyclic heteroaryl group, and the aryl group and the heteroaryl The group may have a substituent, X 1 and X 2 each independently represent any one selected from a carbon atom, an oxygen atom and a nitrogen atom, and X 1 and X 2 are a carbon atom or a nitrogen atom , these further have a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted alkyl group, and each R 1 independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted alkyl group, or a substituted or unsubstituted cycloalkyl group, Y represents a divalent linking group.
前記一般式(I)における二価の連結基Yが、-R-CO-R-、-R-COO-R-、-R-CONH-R-、及び-R-NHCONH-R-の少なくともいずれかである、請求項2に記載の電極材料。
ただし、R及びRは、それぞれアルキレン基を表す。
The divalent linking group Y in the general formula (I) is -R 2 -CO-R 3 -, -R 2 -COO-R 3 -, -R 2 -CONH-R 3 -, and -R 2 - 3. The electrode material according to claim 2, which is at least one of NHCONH--R 3 -.
However, R 2 and R 3 each represent an alkylene group.
分散剤及びバインダーの少なくともいずれかである、請求項1から3のいずれかに記載の電極材料。 4. The electrode material according to any one of claims 1 to 3, which is at least one of a dispersant and a binder. 請求項1から4のいずれかに記載の電極材料、活物質、及び溶剤を含有することを特徴とする液体組成物。 A liquid composition comprising the electrode material according to any one of claims 1 to 4, an active material, and a solvent. 前記活物質の含有量が10質量%以上である、請求項5に記載の液体組成物。 6. The liquid composition according to claim 5, wherein the content of said active material is 10% by mass or more. 前記活物質が、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物、及び炭素材料から選択される少なくとも1種である、請求項5から6のいずれかに記載の液体組成物。 7. The liquid composition according to any one of claims 5 and 6, wherein the active material is at least one selected from lithium-containing transition metal oxides, lithium-containing transition metal phosphate compounds, and carbon materials. 前記活物質がリチウムを含みかつ非含水性である、請求項5から7のいずれかに記載の液体組成物。 8. The liquid composition according to any one of claims 5 to 7, wherein the active material contains lithium and is non-hydrous. 25℃における粘度が200mPa・s以下である、請求項5から8のいずれかに記載の液体組成物。 9. The liquid composition according to any one of claims 5 to 8, having a viscosity at 25°C of 200 mPa·s or less. 電極基体と、該電極基体上に請求項1から4のいずれかに記載の電極材料及び活物質を含有する層と、を有することを特徴とする電極。 An electrode comprising: an electrode substrate; and a layer containing the electrode material according to any one of claims 1 to 4 and an active material on the electrode substrate. 請求項10に記載の電極を有することを特徴とする電気化学素子。 An electrochemical device comprising the electrode according to claim 10 . 電極基体上に請求項5から9のいずれかに記載の液体組成物を吐出する工程を含むことを特徴とする電極の製造方法。 10. A method of manufacturing an electrode, comprising the step of discharging the liquid composition according to any one of claims 5 to 9 onto an electrode substrate. 前記液体組成物が吐出された電極基体を加圧する工程を更に含む、請求項12に記載の電極の製造方法。 13. The method of manufacturing an electrode according to claim 12, further comprising pressurizing the electrode substrate onto which the liquid composition has been discharged. 請求項12から13のいずれかに記載の電極の製造方法からなる工程を含むことを特徴とする電気化学素子の製造方法。 14. A method for manufacturing an electrochemical device, comprising steps comprising the method for manufacturing an electrode according to any one of claims 12 to 13.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152180A (en) * 2007-12-18 2009-07-09 Samsung Electronics Co Ltd Electrode composition for ink jet printing, electrode obtained therefrom and secondary battery
JP2016145322A (en) * 2015-02-02 2016-08-12 株式会社リコー Novel copolymer, aqueous ink, and ink cartridge
JP2016196621A (en) * 2014-07-16 2016-11-24 株式会社リコー Novel copolymer, aqueous ink and ink cartridge
JP2019061943A (en) * 2017-03-06 2019-04-18 株式会社リコー Thin film electrode, resin layer and ink for producing inorganic layer, and electrode printing apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009152180A (en) * 2007-12-18 2009-07-09 Samsung Electronics Co Ltd Electrode composition for ink jet printing, electrode obtained therefrom and secondary battery
JP2016196621A (en) * 2014-07-16 2016-11-24 株式会社リコー Novel copolymer, aqueous ink and ink cartridge
JP2016145322A (en) * 2015-02-02 2016-08-12 株式会社リコー Novel copolymer, aqueous ink, and ink cartridge
JP2019061943A (en) * 2017-03-06 2019-04-18 株式会社リコー Thin film electrode, resin layer and ink for producing inorganic layer, and electrode printing apparatus

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