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KR102394159B1 - Electrode, method for producing said electrode, electricity storage device provided with said electrode, and conductive carbon mixture for electricity storage device electrode - Google Patents

Electrode, method for producing said electrode, electricity storage device provided with said electrode, and conductive carbon mixture for electricity storage device electrode Download PDF

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KR102394159B1
KR102394159B1 KR1020167032169A KR20167032169A KR102394159B1 KR 102394159 B1 KR102394159 B1 KR 102394159B1 KR 1020167032169 A KR1020167032169 A KR 1020167032169A KR 20167032169 A KR20167032169 A KR 20167032169A KR 102394159 B1 KR102394159 B1 KR 102394159B1
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KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
active material
carbon
oxidation
paste
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Application number
KR1020167032169A
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Korean (ko)
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KR20170005012A (en
Inventor
사토시 쿠보타
요시히로 미나토
슈이치 이시모토
켄지 타마미츠
마사키 코이케
노리유키 미야모토
마사시 오츠카
세키히로 타케다
카츠히코 나오이
와코 나오이
Original Assignee
닛뽄 케미콘 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Application filed by 닛뽄 케미콘 가부시끼가이샤 filed Critical 닛뽄 케미콘 가부시끼가이샤
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Abstract

높은 에너지 밀도와 양호한 사이클 수명을 갖는 축전 디바이스를 부여하는 전극을 제공한다. 본 발명의 축전 디바이스용 전극은 전극 활물질 입자와, 그 전극 활물질 입자의 표면을 피복하고 있는, 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 활물질층을 갖는 것을 특징으로 하는 전극이다. 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본이 활물질 입자의 사이에 형성되는 간극부뿐만 아니라 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에 이르기까지 치밀하게 충전되어 전극 밀도가 증대하기 때문에, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 향상된다. 또한, 페이스트상의 도전성 카본이 활물질의 용해를 억제하기 때문에, 축전 디바이스의 사이클 특성이 향상된다. An electrode is provided which imparts an electrical storage device having a high energy density and good cycle life. The electrode for a power storage device of the present invention comprises an electrode active material particle and an active material layer containing paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon that has been subjected to oxidation treatment to a carbon raw material having voids covering the surface of the electrode active material particle. It is an electrode characterized in that it has. Since the paste-like conductive carbon derived from the oxidized carbon is densely filled not only in the gaps formed between the active material particles but also into the pores existing on the surface of the active material particles, the electrode density increases, so the energy of the electrical storage device density is improved. Moreover, since paste-form conductive carbon suppresses melt|dissolution of an active material, the cycling characteristics of an electrical storage device improve.

Description

전극, 이 전극의 제조 방법, 이 전극을 구비한 축전 디바이스, 및 축전 디바이스 전극용 도전성 카본 혼합물{ELECTRODE, METHOD FOR PRODUCING SAID ELECTRODE, ELECTRICITY STORAGE DEVICE PROVIDED WITH SAID ELECTRODE, AND CONDUCTIVE CARBON MIXTURE FOR ELECTRICITY STORAGE DEVICE ELECTRODE}An electrode, the manufacturing method of this electrode, the electrical storage device provided with this electrode, and the conductive carbon mixture for electrical storage device electrodes TECHNICAL FIELD }

본 발명은 높은 에너지 밀도와 양호한 사이클 수명을 갖는 축전 디바이스를 제공하는 전극에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 이 전극의 제조 방법, 및 이 전극을 구비한 축전 디바이스에 관한 것이다. 본 발명은 또한, 축전 디바이스의 전극의 제조에 있어서 사용되는 도전성 카본 혼합물에 관한 것이다.The present invention relates to an electrode providing a power storage device having a high energy density and good cycle life. This invention also relates to the manufacturing method of this electrode, and the electrical storage device provided with this electrode. This invention also relates to the conductive carbon mixture used in manufacture of the electrode of an electrical storage device.

2차 전지, 전기 이중층 커패시터, 레독스 커패시터 및 하이브리드 커패시터 등의 축전 디바이스는 휴대전화나 노트북 컴퓨터 등의 정보기기의 전원, 전기 자동차나 하이브리드 자동차 등의 저공해차의 모터 구동 전원이나 에너지 회생 시스템 등을 위해서 널리 응용이 검토되고 있는 디바이스지만, 이들 축전 디바이스에 있어서 고성능화, 소형화의 요청에 응하기 위해서 에너지 밀도 및 사이클 수명의 향상이 요망되고 있다.Power storage devices such as secondary batteries, electric double layer capacitors, redox capacitors and hybrid capacitors are used as power sources for information devices such as mobile phones and notebook computers, motor driving power sources for low-emission vehicles such as electric and hybrid vehicles, and energy regeneration systems. Although the device is widely studied for this purpose, in order to meet the request|requirement of performance improvement and miniaturization in these power storage devices, the improvement of energy density and cycle life is desired.

이들 축전 디바이스에서는 전해질(전해액을 포함함) 중의 이온과의 전자의 수수를 수반하는 패러데이 반응, 또는 전자의 수수를 수반하지 않는 비패러데이 반응에 의해 용량을 발현하는 전극 활물질이 에너지 저장을 위해서 이용된다. 그리고, 이들 활물질은 일반적으로 도전제와의 복합 재료의 형태로 사용된다. 도전제로서는, 통상 카본 블랙, 천연 흑연, 인조 흑연, 카본 나노튜브 등의 도전성 카본이 사용된다. 이들 도전성 카본은 도전성이 낮은 활물질과 병용되어서 복합 재료에 도전성을 부여하는 역할을 담당하지만, 이것뿐만 아니라 활물질의 반응에 따른 체적 변화를 흡수하는 매트릭스로서도 작용하고, 또한 활물질이 기계적인 손상을 받아도 전자 전도 패스를 확보한다고 하는 역할도 담당한다.In these electrical storage devices, an electrode active material that expresses capacity by a Faraday reaction involving transfer of electrons with ions in an electrolyte (including an electrolyte solution) or a non-Faraday reaction without electron transfer is used for energy storage. . And, these active materials are generally used in the form of a composite material with a conductive agent. As a conductive agent, conductive carbons, such as carbon black, natural graphite, artificial graphite, and a carbon nanotube, are normally used. These conductive carbons play a role in imparting conductivity to the composite material when used in combination with an active material with low conductivity, but also act as a matrix to absorb the volume change caused by the reaction of the active material, and even if the active material is mechanically damaged, electrons It also plays a role of securing a conduction path.

그런데, 이들 활물질과 도전성 카본의 복합 재료는 일반적으로 활물질의 입자와 도전성 카본을 혼합하는 방법에 의해 제조된다. 도전성 카본은 기본적으로 축전 디바이스의 에너지 밀도의 향상에 기여하지 않기 때문에, 높은 에너지 밀도를 갖는 축전 디바이스를 얻기 위해서는 단위체적당의 도전성 카본량을 감소시켜서 활물질량을 증가시킬 필요가 있다. 그래서, 도전성 카본의 분산성을 향상시키거나, 또는 도전성 카본의 스트럭쳐를 저하시킴으로써 활물질 입자간의 거리를 접근시켜서 단위체적당의 활물질량을 증가시키는 검토가 행하여지고 있다.By the way, the composite material of these active materials and conductive carbon is generally manufactured by the method of mixing the particle|grains of an active material, and conductive carbon. Since conductive carbon does not fundamentally contribute to the improvement of the energy density of an electrical storage device, in order to obtain the electrical storage device which has a high energy density, it is necessary to reduce the amount of conductive carbon per unit volume and to increase the amount of active materials. Then, by improving the dispersibility of conductive carbon or reducing the structure of conductive carbon, the distance between active material particles is made close, and examination which increases the amount of active material per unit volume is performed.

예를 들면, 특허문헌 1(일본 특허공개 2004-134304호 공보)에는 평균 1차 입자 지름이 10~100㎚인 입경이 작은 카본재(실시예에서는 아세틸렌 블랙)를 포함하고, 또한 1.20 이상의 흑화도를 갖는 정극을 구비한 비수 2차 전지가 개시되어 있다. 정극 작성에 사용되는 도료는 정극 활물질과 상기 카본재와 바인더와 용매의 혼합물을 고속 회전 호모지나이저형 분산기, 3개 이상의 회전축을 갖는 플래니터리 믹서와 같은 강전단 분산 장치로 분산시키거나, 또는 정극 활물질과 바인더와 용매의 혼합물을 분산시킨 페이스트에 상기 카본재와 바인더와 용매의 혼합물을 강전단 분산 장치로 분산시킨 분산체를 첨가하고, 더 분산시킴으로써 얻어지고 있다. 강전단력을 갖는 장치를 사용함으로써, 입자 지름이 작기 때문에 분산되기 어려운 카본재가 균일하게 분산된다.For example, Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-134304) contains a carbon material with a small particle diameter (acetylene black in the example) having an average primary particle diameter of 10 to 100 nm, and a blackening degree of 1.20 or more. A non-aqueous secondary battery having a positive electrode having The paint used for preparing the positive electrode is a high-speed rotating homogenizer-type disperser, a high-speed rotating homogenizer-type disperser, or a high shear dispersion device such as a planetary mixer having three or more rotating shafts, or It is obtained by adding and further dispersing the dispersion in which the mixture of the carbon material, the binder, and the solvent is dispersed by a strong shear dispersing device to the paste in which the mixture of the positive electrode active material, the binder, and the solvent is dispersed. By using an apparatus having a strong shear force, the carbon material, which is difficult to be dispersed due to a small particle diameter, is uniformly dispersed.

또한, 특허문헌 2(일본 특허공개 2009-35598호 공보)에는 BET 비표면적이 30~90㎡/g, DBP 흡수량이 50~120mL/100g, 및 pH가 9 이상인 아세틸렌 블랙으로 이루어지는 비수계 2차 전지 전극의 도전제가 개시되어 있다. 이 아세틸렌 블랙과 활물질의 혼합물을 바인더를 포함하는 액체에 분산시켜서 슬러리를 조제하고, 이 슬러리를 집전체에 도포·건조함으로써 2차 전지의 전극이 구성된다. 상기 특성을 갖는 아세틸렌 블랙은 케첸 블랙이나 종래의 아세틸렌 블랙에 비해서 낮은 스트럭쳐를 갖기 때문에 활물질과의 혼합물의 부피밀도가 향상하고, 전지 용량이 향상된다.In addition, Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-35598) discloses a non-aqueous secondary battery comprising acetylene black having a BET specific surface area of 30 to 90 m 2 /g, a DBP absorption amount of 50 to 120 mL/100 g, and a pH of 9 or more. A conductive agent for an electrode is disclosed. The electrode of a secondary battery is comprised by dispersing this mixture of acetylene black and an active material in the liquid containing a binder, preparing a slurry, and apply|coating and drying this slurry on an electrical power collector. Acetylene black having the above characteristics has a lower structure than Ketjen black or conventional acetylene black, so the bulk density of the mixture with the active material is improved, and the battery capacity is improved.

또한, 활물질 입자 표면의 일부 또는 전부를 도전성 카본 입자로 피복함으로써 활물질과 도전성 카본의 균일한 분포 상태를 만들어 내고, 활물질끼리의 도전성을 향상시켜서 사이클 수명의 저하를 방지하는 것도 검토되고 있다. 예를 들면, 특허문헌 3(일본 특허공개 평 11-283623호 공보)에는 활물질로서 작용하는 LiCoO2 등의 리튬 복합 산화물의 모입자와, 도전제로서 작용하는 아세틸렌 블랙 등의 탄소 재료의 자입자를 압축, 전단 작용을 가하면서 혼합함으로써, 복합 산화물의 모입자 표면의 일부 또는 전부를 탄소 재료의 자입자로 피복하는 방법, 및 이 방법에 의해 얻어진 복합 재료를 비수계 2차 전지의 정극을 위해서 사용하는 것이 개시되어 있다.Moreover, by coat|covering a part or all of the surface of an active material particle with conductive carbon particle, the uniform distribution state of an active material and conductive carbon is created, the electroconductivity between active materials is improved, and prevention of the fall of cycle life is also examined. For example, in Patent Document 3 (Japanese Patent Laid-Open No. 11-283623), mother particles of a lithium composite oxide such as LiCoO 2 acting as an active material and child particles of a carbon material such as acetylene black acting as a conductive agent are described. A method of covering a part or all of the surface of a mother particle of a composite oxide with child particles of a carbon material by mixing while applying compression and shearing action, and the composite material obtained by this method is used for a positive electrode of a non-aqueous secondary battery is disclosed.

일본 특허공개 2004-134304호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2004-134304 일본 특허공개 2009-35598호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 2009-35598 일본 특허공개 평 11-283623호 공보Japanese Patent Laid-Open No. 11-283623

축전 디바이스에는 에너지 밀도의 더 나은 향상이 항상 요구되고 있지만, 발명자들이 검토한 결과, 특허문헌 1 또는 특허문헌 2와 같은 방법이라도 활물질 입자간에 도전성 카본을 효율적으로 진입시키는 것이 곤란하고, 따라서 활물질 입자간의 거리를 접근시켜서 단위체적당의 활물질량을 증가시키는 것이 곤란했다. 그 때문에, 활물질 입자와 도전성 카본의 복합 재료를 사용한 정극 및/또는 부극에 의한 에너지 밀도의 향상에는 한계가 있었다. 또한, 특허문헌 3과 같은 활물질 입자의 표면을 탄소 입자로 피복하는 방법에 의해서도 역시 에너지 밀도의 향상에는 한계가 있고, 또한 비수계 2차 전지의 전해액에 대한 활물질의 용해 등의 원인에 의해 충분히 만족할 사이클 수명이 얻어지지 않았다.Although the further improvement of energy density is always requested|required of an electrical storage device, as a result of the inventors examining, even if it is a method similar to patent document 1 or patent document 2, it is difficult to make conductive carbon enter effectively between active material particles, Therefore, between active material particles It was difficult to increase the amount of active material per unit volume by making the distance closer. Therefore, there existed a limit in the improvement of the energy density by the positive electrode and/or a negative electrode using the composite material of active material particle and conductive carbon. In addition, the method of coating the surface of the active material particles with carbon particles as in Patent Document 3 also has a limit to the improvement of the energy density, and is sufficiently satisfied due to the causes such as dissolution of the active material in the electrolyte of the non-aqueous secondary battery. No cycle life was obtained.

그래서, 본 발명의 목적은 높은 에너지 밀도와 양호한 사이클 수명을 갖는 축전 디바이스를 부여하는 전극을 제공하는 것이다.Therefore, it is an object of the present invention to provide an electrode which imparts an electrical storage device having a high energy density and good cycle life.

발명자들은 예의 검토한 결과, 공극을 갖는 카본 원료에 강한 산화 처리를 실시함으로써 얻어진 산화 처리 카본과 활물질 입자를 포함하는 전극 재료를 이용하여 축전 디바이스의 전극을 구성하면, 상기 목적이 달성되는 것을 발견하여 발명을 완성시켰다.As a result of intensive studies, the inventors have found that the above object is achieved when an electrode of a power storage device is constituted using an electrode material containing an active material particle and oxidation-treated carbon obtained by subjecting a carbon raw material having voids to a strong oxidation treatment, completed the invention.

따라서, 본 발명은 우선, 축전 디바이스용 전극으로서 전극 활물질 입자와, 그 전극 활물질 입자의 표면을 피복하고 있는, 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상(paste-like)의 도전성 카본을 포함하는 활물질층을 갖는 것을 특징으로 하는 전극에 관한 것이다. 상기 공극에는 다공질 탄소 분말의 공극 외에 케첸 블랙의 내부 공공, 카본 나노파이버나 카본 나노튜브의 튜브 내 공극 및 튜브간 공극이 포함된다. 또한, 「페이스트상」이란 배율 25000배로 촬영한 SEM 사진에 있어서 카본 1차 입자의 입계가 확인되지 않고, 비입자상의 부정형인 카본이 연결되어 있는 상태를 의미한다.Therefore, the present invention is a paste-like (paste-like) derived from oxidation-treated carbon obtained by oxidizing an electrode active material particle as an electrode for a power storage device, and a carbon raw material having voids covering the surface of the electrode active material particle. It has an active material layer containing conductive carbon of ), It relates to the electrode characterized by the above-mentioned. The voids include internal voids of Ketjen black, voids within tubes of carbon nanofibers or carbon nanotubes, and voids between tubes, in addition to voids of the porous carbon powder. In addition, in the SEM photograph taken at a magnification of 25000 times, "paste phase" means a state in which the grain boundaries of primary carbon particles are not confirmed and non-particulate amorphous carbon is connected.

공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본은 활물질 입자의 표면에 부착되기 쉽다. 또한, 강한 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본은 압력을 받으면 일체적으로 압축되어서 페이스트상으로 퍼져서, 뿔뿔이 흩어지기 어렵다고 하는 특징을 갖는다. 그 때문에, 축전 디바이스의 전극을 위해서 강한 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본과 활물질 입자를 혼합해서 전극 재료를 얻으면, 혼합의 과정에서 산화 처리 카본이 활물질 입자의 표면에 부착되어서 표면을 덮어 활물질 입자의 분산성을 향상시킨다. 또한, 혼합의 과정에서 산화 처리 카본에 미치게 되는 압력에 의해, 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 퍼져서 활물질 입자의 표면이 부분적으로 덮인다. 그리고, 전극의 집전체 상에 이 전극 재료를 이용하여 활물질층을 형성하고 활물질층에 압력을 더해 가면, 적어도 일부가 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본이 더욱 퍼져서 활물질 입자의 표면을 덮으면서 치밀화하여 활물질 입자가 서로 접근하고, 이것에 따라 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본이 활물질 입자의 표면을 덮으면서 인접하는 활물질 입자의 사이에 형성되는 간극부뿐만 아니라 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍(2차 입자에 있어서 확인되는 1차 입자간의 간극을 포함함)의 내부에도 압출되어 치밀하게 충전된다(도 2 참조). 그 때문에, 전극에 있어서의 단위체적당의 활물질량이 증가하고, 전극 밀도가 증가한다. 또한, 치밀하게 충전된 페이스트상의 산화 처리 카본은 도전제로서 기능하는데에 충분한 도전성을 갖는다. 또한, 본 발명의 전극은 페이스트상으로 변화되어 있지 않은 산화 처리 카본을 포함할 수 있다.Oxidation-treated carbon obtained by oxidizing the carbon raw material having voids tends to adhere to the surface of the active material particles. In addition, oxidation-treated carbon subjected to strong oxidation treatment is compressed integrally when subjected to pressure, spreads in a paste-like form, and is not easily scattered. Therefore, when an electrode material is obtained by mixing active material particles with oxidation-treated carbon that has been subjected to strong oxidation treatment for an electrode of a power storage device, in the process of mixing, oxidation-treated carbon adheres to the surface of the active material particles and covers the surface, thereby dividing the active material particles. Improves acidity. In addition, due to the pressure exerted on the oxidation-treated carbon in the process of mixing, at least a part of the oxidation-treated carbon spreads in a paste-like form so that the surface of the active material particles is partially covered. Then, when an active material layer is formed using this electrode material on the current collector of the electrode and pressure is applied to the active material layer, the oxidation-treated carbon, at least a part of which has been changed to a paste form, further spreads, covering the surface of the active material particles and densifying the active material. As the particles approach each other, the oxidation-treated carbon changed to a paste-like form covers the surface of the active material particles, and not only the gaps formed between the adjacent active material particles, but also the pores (in the secondary particles) on the surface of the active material particles. It is also extruded and densely filled inside (including the gap between the primary particles identified in the present invention) (see FIG. 2). Therefore, the amount of active material per unit volume in an electrode increases, and an electrode density increases. In addition, the densely filled paste-like oxidation-treated carbon has sufficient conductivity to function as a conductive agent. In addition, the electrode of the present invention may contain oxidized carbon that is not changed into a paste.

본 발명의 전극의 바람직한 형태에 있어서, 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본은 50㎚ 이하의 폭의, 인접하는 전극 활물질 입자의 사이에 형성된 간극부 및/또는 전극 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에도 존재한다. 그 때문에, 페이스트상의 도전성 카본에 의한 활물질 입자의 표면의 피복률이 향상되고, 활물질층 전체의 도전성이 향상되며, 전극 밀도가 향상된다. 또한, 「전극 활물질 입자의 사이에 형성된 간극부의 폭」이란 인접하는 활물질 입자간의 거리 중 최단 거리를 의미하고, 「전극 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 폭」이란 구멍의 개구부가 대향하는 점 사이의 거리 중 최단의 거리를 의미한다.In a preferred embodiment of the electrode of the present invention, the paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon has a width of 50 nm or less and is present in the gap formed between adjacent electrode active material particles and/or on the surface of the electrode active material particles. It is also present inside the hole. Therefore, the coverage of the surface of the active material particle by paste-form conductive carbon improves, the electroconductivity of the whole active material layer improves, and an electrode density improves. In addition, the "width of the gap formed between the electrode active material particles" means the shortest distance among the distances between adjacent active material particles, and "the width of the hole existing on the surface of the electrode active material particle" means between the points where the openings of the holes face each other. means the shortest distance among the distances.

본 발명의 전극이 치밀하게 충전된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 활물질층을 갖고 있는데도 불구하고, 축전 디바이스 중의 전해액의 전극 내에 대한 함침이 억제되지 않는 것을 알 수 있다. 본 발명의 전극의 바람직한 형태에 있어서, 수은압입법에 의해 전극의 활물질층의 세공 분포를 측정하면 활물질층이 직경 5~40㎚의 세공을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 이 미소한 세공은 주로 산화 처리 카본으로부터 유도되어서 치밀화한 페이스트상의 도전성 카본에 있어서의 세공이라고 생각되지만, 축전 디바이스 중의 전해액이 페이스트상의 도전성 카본을 통과해서 활물질 입자에 이르는 것에는 충분한 크기이다. 따라서, 전극에 있어서의 페이스트상의 도전성 카본은 충분한 도전성을 갖고, 또한 축전 디바이스 중의 전해액의 함침을 억제하지 않는다. 그 결과, 축전 디바이스의 에너지 밀도의 향상이 초래된다.Although the electrode of this invention has the active material layer containing the paste-form conductive carbon with which it filled densely, it turns out that the impregnation with respect to the electrode inside of the electrolyte solution in an electrical storage device is not suppressed. In the preferred aspect of the electrode of the present invention, when the pore distribution of the active material layer of the electrode is measured by the mercury intrusion method, it is found that the active material layer has pores having a diameter of 5 to 40 nm. These micropores are mainly derived from oxidation-treated carbon and are considered to be pores in the densified paste-like conductive carbon, but it is a sufficient size for the electrolytic solution in the electrical storage device to pass through the paste-like conductive carbon to reach the active material particles. Therefore, the paste-form conductive carbon in an electrode has sufficient electroconductivity and does not suppress the impregnation of the electrolyte solution in an electrical storage device. As a result, the improvement of the energy density of an electrical storage device is brought about.

또한, 본 발명의 전극의 활물질층에 있어서, 활물질 입자의 표면이 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에 이르기까지 치밀하게 페이스트상으로 퍼진 도전성 카본에 의해 피복되어 있기 때문이라고 생각되지만, 본 발명의 전극을 이용하여 축전 디바이스를 구성하면 축전 디바이스 중의 전해액의 전극 내에 대한 함침이 억제되지 않음에도 불구하고, 전해액에 대한 활물질의 용해가 억제되어 축전 디바이스의 사이클 특성이 향상되는 것을 알 수 있다.Moreover, in the active material layer of the electrode of this invention, it is thought that it is because the surface of an active material particle is coat|covered with the conductive carbon which spreads densely and paste-like up to the inside of the hole which exists in the surface of an active material particle, but this invention When a power storage device is constructed using an electrode of

상기 페이스트상의 도전성 카본을 제공하는 산화 처리 카본이 친수성 부분을 포함하고, 그 친수성 부분의 함유량이 산화 처리 카본 전체의 10질량% 이상인 것이 바람직하다. 여기에서, 카본의 「친수성 부분」이란 이하의 의미를 갖는다. 즉, pH 11의 암모니아 수용액 20mL에 0.1g의 카본을 첨가하고, 1분간의 초음파 조사를 행하여 얻어진 액을 5시간 방치해서 고상 부분을 침전시킨다. 침전되지 않고 pH 11의 암모니아 수용액에 분산되어 있는 부분이 「친수성 부분」이다. 또한, 친수성 부분의 카본 전체에 대한 함유량은 이하의 방법에 의해 구해진다. 상기 고상 부분의 침전 후 상청액을 제거한 잔여 부분을 건조시키고, 건조 후의 고체의 중량을 측정한다. 건조 후의 고체의 중량을 최초의 카본의 중량 0.1g으로부터 뺀 중량이, pH 11의 암모니아 수용액에 분산되어 있는 「친수성 부분」의 중량이다. 그리고, 「친수성 부분」의 중량의 최초의 카본의 중량 0.1g에 대한 중량비가, 카본에 있어서의 「친수성 부분」의 함유량이다.It is preferable that the oxidation-treated carbon which provides the said paste-form conductive carbon contains a hydrophilic part, and content of the hydrophilic part is 10 mass % or more of the whole oxidation-treated carbon. Here, the "hydrophilic moiety" of carbon has the following meanings. That is, 0.1 g of carbon is added to 20 mL of an aqueous ammonia solution having a pH of 11, and the resultant solution is subjected to ultrasonic irradiation for 1 minute, and the resulting solution is left to stand for 5 hours to precipitate a solid portion. A portion that is not precipitated and is dispersed in an aqueous ammonia solution having a pH of 11 is a “hydrophilic portion”. In addition, content with respect to the whole carbon of a hydrophilic part is calculated|required by the following method. After precipitation of the solid portion, the remaining portion from which the supernatant is removed is dried, and the weight of the dried solid is measured. The weight obtained by subtracting the weight of the solid after drying from the weight of 0.1 g of the initial carbon is the weight of the "hydrophilic part" dispersed in the aqueous ammonia solution having a pH of 11. Incidentally, the weight ratio of the weight of the “hydrophilic portion” to the weight of 0.1 g of the first carbon is the content of the “hydrophilic portion” in the carbon.

종래의 축전 디바이스의 전극에 있어서 도전제로서 사용되고 있는 카본 블랙, 천연 흑연, 카본 나노튜브 등의 도전성 카본에 있어서의 친수성 부분의 비율은 전체의 5질량% 이하이다. 그러나, 공극을 갖는 카본을 원료로 하고, 이들 원료에 산화 처리를 실시하면, 입자의 표면으로부터 산화되어 카본에 히드록시기, 카르복시기나 에테르 결합이 도입되고, 또한 카본의 공역 이중 결합이 산화되어서 탄소 단결합이 생성되며, 부분적으로 탄소간 결합이 절단되어 입자 표면에 친수성 부분이 생성된다. 그리고, 산화 처리의 강도를 강화해 가면, 카본 입자에 있어서의 친수성 부분의 비율이 증가하여 친수성 부분이 카본 전체의 10질량% 이상을 차지하게 된다. 그리고, 이와 같은 산화 처리 카본은 압력을 받으면 일체적으로 압축되어서 페이스트상으로 퍼지기 쉬워 활물질 입자의 표면의 대부분 또는 전부를 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에 이르기까지 피복하고, 또한 치밀화하기 쉽다. 그 결과, 전극의 활물질층 중의 활물질 입자의 표면(외표면)의 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 95% 이상이 산화 처리 카본으로부터 유도되어서 치밀화한 페이스트상의 도전성 카본과 접촉하고 있는 전극이 얻어진다. 또한, 페이스트상의 도전성 카본에 의한 활물질 입자의 표면의 피복률은, 활물질층의 단면을 25000배의 배율로 촬영한 SEM 사진으로부터 산출한 값이다.The ratio of the hydrophilic part in conductive carbons, such as carbon black, natural graphite, and carbon nanotube, used as a conductive agent in the electrode of the conventional electrical storage device is 5 mass % or less of the whole. However, when carbon having voids is used as a raw material and these raw materials are subjected to oxidation treatment, they are oxidized from the surface of the particles, and hydroxyl groups, carboxyl groups or ether bonds are introduced into the carbon, and the conjugated double bonds of carbon are oxidized and single carbon bonds are oxidized. is formed, and the carbon-carbon bond is partially cleaved to generate a hydrophilic moiety on the particle surface. And when the intensity|strength of an oxidation treatment is strengthened, the ratio of the hydrophilic part in a carbon particle will increase, and a hydrophilic part will occupy 10 mass % or more of the whole carbon. In addition, such oxidation-treated carbon is integrally compressed when subjected to pressure and easily spreads in a paste form, covering most or all of the surface of the active material particles up to the inside of the pores existing on the surface of the active material particles, and is easy to densify . As a result, 80% or more, preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more of the surface (outer surface) of the active material particles in the active material layer of the electrode is derived from oxidation-treated carbon and is in contact with the densified paste-like conductive carbon. A working electrode is obtained. In addition, the coverage of the surface of the active material particle by paste-form conductive carbon is the value computed from the SEM photograph which image|photographed the cross section of the active material layer at 25000 times magnification.

본 발명의 축전 디바이스용 전극에 있어서, 활물질층 중의 전극 활물질 입자는 정극 활물질 또는 부극 활물질로서 동작 가능한 0.01~2㎛의 평균 입경을 갖는 미소 입자와, 그 미소 입자와 같은 극의 활물질로서 동작 가능한 2㎛보다 크고 25㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 조대 입자로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 조대 입자는 그것 자체로 전극 밀도를 향상시키고, 또한 전극 재료 제조시 및 전극 제조시에 산화 처리 카본을 바람직하게 압박하여 신속하게 산화 처리 카본을 페이스트상으로 변화시켜서 치밀화시키는 작용을 갖고, 따라서 전극 밀도를 증가시켜서 축전 디바이스의 에너지 밀도를 향상시킨다. 또한, 전극 제조시에 활물질층에 인가되는 압력에 의해, 미소 입자가 적어도 일부가 페이스트형화한 산화 처리 카본을 압박하면서 페이스트상으로 퍼진 산화 처리 카본과 함께 인접하는 조대 입자의 사이에 형성되는 간극부에 압출시켜서 충전되기 때문에 전극 밀도가 더 증가하고, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 더욱 향상된다. 또한, 활물질 입자의 평균 입경은 광산란 입도계를 사용한 입도 분포의 측정에 있어서의 50% 지름(메디안 지름)을 의미한다.In the electrode for a power storage device of the present invention, the electrode active material particles in the active material layer are microparticles having an average particle diameter of 0.01 to 2 μm that can operate as a positive electrode active material or a negative electrode active material, and two that can operate as the same active material as the microparticles. It is preferable to consist of coarse particles having an average particle diameter of greater than ㎛ and not greater than 25 ㎛. The coarse particles themselves improve the electrode density, and also have the action of preferably pressing the oxidized carbon at the time of electrode material manufacturing and electrode manufacturing, rapidly changing the oxidized carbon into a paste form, and densifying the electrode density. to increase the energy density of the power storage device. In addition, gaps formed between the adjacent coarse particles together with the oxidation-treated carbon spread in a paste-like state while the fine particles press the oxidized carbon in which at least a part of the paste-formed carbon is pressed by the pressure applied to the active material layer during electrode manufacturing. Since it is extruded to and filled with, the electrode density further increases, and the energy density of the electrical storage device further improves. In addition, the average particle diameter of active material particle|grains means the 50% diameter (median diameter) in the measurement of the particle size distribution using the light-scattering particle size meter.

본 발명의 축전 디바이스용 전극에 있어서, 활물질층에는 다른 도전성 카본, 특히 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본보다 높은 도전율을 갖는 도전성 카본이 더 포함되어 있는 것이 바람직하다. 전극 제조시에 활물질층에 인가되는 압력에 의해 이들 카본도 페이스트상의 도전성 카본에 피복되고, 페이스트상의 도전성 카본과 함께 인접하는 활물질 입자에 의해 형성되는 간극부에 빈틈없이 충전되어 활물질층의 도전성이 향상되기 때문에, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 더욱 향상된다.The electrode for electrical storage devices of this invention WHEREIN: It is preferable that the conductive carbon which has higher electrical conductivity than other conductive carbon, especially the paste-form conductive carbon derived from oxidation-treated carbon is further contained in an active material layer. By the pressure applied to the active material layer during electrode manufacturing, these carbons are also coated on the paste-form conductive carbon, and the gaps formed by the active material particles adjacent to the paste-form conductive carbon are filled with gaps to improve the conductivity of the active material layer. Therefore, the energy density of the power storage device is further improved.

본 발명의 축전 디바이스용 전극에 있어서, 활물질층에 있어서의 전극 활물질 입자와 도전성 카본의 질량비는 95:5~99:1의 범위인 것이 바람직하다. 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본에 추가해서 다른 도전성 카본이 포함되어 있는 경우에는, 이것들의 합계량과 전극 활물질 입자의 질량비가 상술의 범위이다. 도전성 카본의 비율이 상기 범위보다 적으면 활물질층의 도전성이 부족하고, 또한 도전성 카본에 의한 활물질 입자의 피복률이 저하해서 사이클 특성이 저하하는 경향이 있고, 도전성 카본의 비율이 상기 범위보다 많으면 전극 밀도가 저하하고, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 저하하는 경향이 있다.The electrode for electrical storage devices of this invention WHEREIN: It is preferable that mass ratio of the electrode active material particle in an active material layer, and conductive carbon is the range of 95:5 - 99:1. When other conductive carbon is contained in addition to the paste-like conductive carbon derived from the oxidation-treated carbon, the mass ratio of these total amounts and electrode active material particle|grains is the above-mentioned range. When the ratio of conductive carbon is less than the said range, the electroconductivity of an active material layer runs short, the coverage of the active material particle by conductive carbon falls, and there exists a tendency for cycling characteristics to fall, When the ratio of conductive carbon is more than the said range, electrode The density decreases and the energy density of the electrical storage device tends to decrease.

상술한 바와 같이, 본 발명의 축전 디바이스용 전극은,As described above, the electrode for a power storage device of the present invention,

전극 활물질 입자와 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본을 혼합함으로써, 상기 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 변화되어서 상기 전극 활물질 입자의 표면에 부착된 전극 재료를 조제하는 조제 공정, 및By mixing electrode active material particles and carbon raw material having voids with oxidation-treated carbon subjected to oxidation treatment, at least a part of the oxidation-treated carbon is changed to a paste-like form to prepare an electrode material adhering to the surface of the electrode active material particles , and

상기 전극 재료에 의해 집전체 상에 활물질층을 형성하고, 그 활물질층에 압력을 인가하는 가압 공정A pressing step of forming an active material layer on a current collector with the electrode material and applying pressure to the active material layer

을 포함하는 방법에 의해 바람직하게 제조할 수 있다. 따라서, 본 발명은 또한, 이 전극의 제조 방법에 관한 것이다.It can be preferably prepared by a method comprising a. Accordingly, the present invention also relates to a method for manufacturing this electrode.

활물질층에 다른 도전성 카본, 특히 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본보다 높은 도전율을 갖는 도전성 카본을 포함시킬 경우에는, 상기 조제 공정을,When the active material layer contains conductive carbon having higher electrical conductivity than other conductive carbons, particularly conductive carbons derived from paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon, the above preparation step is

상기 산화 처리 카본과 상기 다른 도전성 카본을 건식 혼합함으로써, 상기 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 변화되어서 상기 다른 도전성 카본의 표면에 부착된 도전성 카본 혼합물을 얻는 단계, 및By dry-mixing the oxidation-treated carbon and the other conductive carbon, at least a portion of the oxidation-treated carbon is changed to a paste-like form to obtain a conductive carbon mixture adhering to the surface of the other conductive carbon, and

상기 도전성 카본 혼합물과 상기 전극 활물질 입자를 건식 혼합 또는 습식 혼합함으로써, 상기 적어도 일부가 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본을 상기 전극 활물질 입자의 표면에도 부착시키는 단계By dry-mixing or wet-mixing the conductive carbon mixture and the electrode active material particles, attaching the oxidation-treated carbon, in which at least a portion is changed into a paste, also to the surface of the electrode active material particles

를 포함하는 방법에 의해 실행하는 것이 바람직하다.It is preferable to carry out by a method comprising a.

미세한 카본 입자는 바인더 및 용매와 친숙성이 나쁘기 때문에, 바인더 및 용매를 포함하는 슬러리 형태의 전극 재료를 조제할 경우에는, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 관해서 상술한 바와 같이, 강전단 분산 장치를 이용하여 습식 혼합하거나, 또는 전극 활물질 입자와 카본을 건식 혼합한 후에 바인더 및 용매를 첨가해서 습식 혼합하는 것이 일반적이지만, 상기 도전성 카본 혼합물은 이 혼합물과 전극 활물질 입자의 혼합 방법에 관계없이 전극 밀도가 높고 또한 도전성이 뛰어난 전극을 제공한다. 따라서, 본 발명은 또한 축전 디바이스의 전극의 제조를 위한 도전성 카본 혼합물로서, 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본으로부터 유도된, 적어도 일부가 페이스트상인 도전성 카본과 상기 산화 처리 카본과는 다른 도전성 카본을 포함하고, 상기 적어도 일부가 페이스트상의 도전성 카본이 상기 다른 도전성 카본의 표면에 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 도전성 카본 혼합물에 관한 것이다.Since the fine carbon particles have poor compatibility with the binder and the solvent, when preparing the electrode material in the form of a slurry containing the binder and the solvent, as described above with respect to Patent Documents 1 and 2, a strong shear dispersion device is used. In general, it is common to wet-mix the mixture or dry-mix the electrode active material particles and carbon, then add a binder and a solvent to wet-mix, but the conductive carbon mixture has a high electrode density regardless of the mixing method of the mixture and the electrode active material particles. In addition, an electrode having excellent conductivity is provided. Accordingly, the present invention further relates to a conductive carbon mixture for manufacturing an electrode of an electrical storage device, which is derived from oxidation-treated carbon obtained by subjecting a carbon raw material having voids to oxidation treatment, at least partly paste-like conductive carbon and the oxidation-treated carbon Other conductive carbon is included, and said at least one part has paste-form conductive carbon adhering to the surface of the said other conductive carbon, It is related with the conductive carbon mixture characterized by the above-mentioned.

본 발명의 전극은 높은 에너지 밀도와 양호한 사이클 수명을 갖는 축전 디바이스를 제공한다. 따라서, 본 발명은 또한, 상기 전극을 구비한 축전 디바이스에 관한 것이다.The electrode of the present invention provides a power storage device having a high energy density and good cycle life. Accordingly, the present invention also relates to a power storage device provided with the electrode.

(발명의 효과)(Effects of the Invention)

전극 활물질 입자와, 그 전극 활물질 입자의 표면을 피복하고 있는, 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 활물질층을 갖는 본 발명의 전극에 있어서, 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본이 활물질 입자의 사이에 형성되는 간극부뿐만 아니라 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에 이르기까지 치밀하게 충전되기 때문에, 전극에 있어서의 단위체적당의 활물질량이 증가하고 전극 밀도가 증가한다. 또한, 치밀하게 충전된 페이스트상의 도전성 카본은 도전제로서 기능하기에 충분한 도전성을 가짐과 아울러, 축전 디바이스 중의 전해액의 함침을 억제하지 않는다. 그 결과, 축전 디바이스의 에너지 밀도의 향상이 초래된다. 또한, 본 발명의 전극에 있어서, 페이스트상의 도전성 카본이 활물질 입자의 표면을 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에 이르기까지 피복하고 있기 때문이라고 생각되지만, 본 발명의 전극에 의해 축전 디바이스를 구성하면, 축전 디바이스 중의 전해액에 대한 활물질의 용해가 억제되어 축전 디바이스의 사이클 특성이 향상된다.In the electrode of the present invention having an active material layer comprising an electrode active material particle and a paste-like conductive carbon derived from an oxidation-treated carbon that has been subjected to oxidation treatment to a carbon raw material having voids covering the surface of the electrode active material particle, Since the paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon is densely filled not only in the gaps formed between the active material particles but also into the pores existing on the surface of the active material particles, the amount of active material per unit volume in the electrode increases and the electrode density increases. Moreover, while having the electroconductivity sufficient to function as a electrically conductive agent, the paste-form conductive carbon filled densely does not suppress the impregnation of the electrolyte solution in an electrical storage device. As a result, the improvement of the energy density of an electrical storage device is brought about. Moreover, in the electrode of this invention, it is thought that it is because the paste-form conductive carbon has coat|covered the surface of an active material particle to the inside of the hole which exists in the surface of an active material particle, but an electrical storage device is comprised by the electrode of this invention When it does, dissolution of the active material with respect to the electrolyte solution in an electrical storage device is suppressed, and the cycling characteristic of an electrical storage device improves.

도 1은 실시예와 비교예의 전극에 대해서, 산화 처리 카본의 친수성 부분의 함유량과 전극 밀도의 관계를 나타낸 도면이다.
도 2는 실시예의 전극의 단면에 대한 SEM 사진이며, (A)는 1500배의 사진이고, (B)는 25000배의 사진이다.
도 3은 비교예의 전극의 단면에 대한 SEM 사진이며, (A)는 1500배의 사진이고, (B)는 25000배의 사진이다.
도 4는 도 2 및 도 3에 나타낸 전극에 대해서 수은압입법에 의해 세공 분포를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시예 또는 비교예의 전극을 구비한 리튬 이온 2차 전지의 레이트 특성을 나타내는 도면이다.
도 6은 도 5에 레이트 특성을 나타낸 리튬 이온 2차 전지의 사이클 특성을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시예 또는 비교예의 전극을 구비한 리튬 이온 2차 전지의 레이트 특성을 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 레이트 특성을 나타낸 리튬 이온 2차 전지의 사이클 특성을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시예 또는 비교예의 전극을 구비한 리튬 이온 2차 전지의 레이트 특성을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 9에 레이트 특성을 나타낸 리튬 이온 2차 전지의 사이클 특성을 나타내는 도면이다.
도 11은 산화 처리 카본, 아세틸렌 블랙 및 활물질의 입자를 건식 혼합해서 얻어진 혼합물의 50000배의 SEM 사진이다.
도 12는 실시예 또는 비교예의 전극을 구비한 리튬 이온 2차 전지의 레이트 특성을 나타내는 도면이다.
도 13은 도 12에 레이트 특성을 나타낸 리튬 이온 2차 전지의 사이클 특성을 나타내는 도면이다.
도 14는 산화 처리 카본 또는 아세틸렌 블랙과, 활물질의 미소 입자를 건식 혼합해서 얻어진 혼합물의 50000배의 SEM 사진이다.
도 15는 산화 처리 카본 또는 아세틸렌 블랙과, 활물질의 조대 입자를 건식 혼합해서 얻어진 혼합물의 100000배의 SEM 사진이다.
도 16은 도전성 카본 혼합물의 50000배의 SEM 사진이다.
도 17은 도전성 카본 혼합물의 TEM 사진이며, (A)는 100000배의 사진이고, (B)은 500000배의 사진이다.
도 18은 도전성 카본 혼합물을 이용하여 제조한 실시예의 전극의 단면에 대한 25000배의 SEM 사진이다.
도 19는 실시예 또는 비교예의 전극을 사용한 리튬 이온 2차 전지의 직류 내부 저항을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the relationship between the content of the hydrophilic part of oxidation-treated carbon, and electrode density about the electrode of an Example and a comparative example.
2 is a SEM photograph of a cross-section of the electrode of Example, (A) is a photograph at 1500 magnification, and (B) is a photograph at 25000 magnification.
3 is an SEM photograph of a cross-section of an electrode of a comparative example, (A) is a photograph at 1500 magnification, and (B) is a photograph at 25000 magnification.
FIG. 4 is a view showing the result of measuring the pore distribution by the mercury intrusion method for the electrodes shown in FIGS. 2 and 3 .
5 is a diagram showing the rate characteristics of a lithium ion secondary battery provided with an electrode of an Example or Comparative Example.
6 is a view showing cycle characteristics of the lithium ion secondary battery showing the rate characteristics in FIG. 5 .
7 is a view showing the rate characteristics of a lithium ion secondary battery provided with an electrode of an Example or Comparative Example.
8 is a view showing cycle characteristics of the lithium ion secondary battery showing the rate characteristics in FIG. 7 .
9 is a diagram showing the rate characteristics of a lithium ion secondary battery provided with an electrode of an Example or Comparative Example.
FIG. 10 is a view showing cycle characteristics of the lithium ion secondary battery having the rate characteristics shown in FIG. 9 .
Fig. 11 is an SEM photograph of 50000 times a mixture obtained by dry-mixing particles of oxidation-treated carbon, acetylene black, and active material.
12 is a diagram showing the rate characteristics of a lithium ion secondary battery provided with an electrode of an Example or Comparative Example.
13 is a view showing cycle characteristics of the lithium ion secondary battery showing the rate characteristics in FIG. 12 .
Fig. 14 is an SEM photograph at 50000 times of a mixture obtained by dry-mixing oxidation-treated carbon or acetylene black and fine particles of an active material.
Fig. 15 is a SEM photograph of 100000 times a mixture obtained by dry-mixing oxidation-treated carbon or acetylene black and coarse particles of the active material.
It is a SEM photograph of 50000 times of a conductive carbon mixture.
Fig. 17 is a TEM photograph of the conductive carbon mixture, (A) is a photograph at a magnification of 100000, and (B) is a photograph at a magnification of 500000.
18 is a 25000-fold SEM photograph of the cross-section of the electrode of the embodiment prepared using the conductive carbon mixture.
19 is a view showing the result of measuring the DC internal resistance of the lithium ion secondary battery using the electrode of Example or Comparative Example.

본 발명의 축전 디바이스용 전극은 전극 활물질 입자와, 그 전극 활물질 입자의 표면을 피복하고 있는, 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 활물질층을 갖는다. 우선, 페이스트상으로 변화되기 전의 산화 처리 카본에 대해서 설명하고, 이어서 본 발명의 전극 및 이 전극을 사용한 축전 디바이스에 대하여 설명한다.The electrode for a power storage device of the present invention comprises an electrode active material particle and an active material layer containing paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon that has been subjected to oxidation treatment to a carbon raw material having voids covering the surface of the electrode active material particle. have First, the oxidation-treated carbon before changing to a paste form is demonstrated, and then the electrode of this invention and the electrical storage device using this electrode are demonstrated.

(1) 산화 처리 카본(1) Oxidized carbon

본 발명의 전극에 있어서, 활물질층에 포함되는 페이스트상의 도전성 카본을 부여하는 산화 처리 카본은 다공질 탄소 분말, 케첸 블랙, 공극을 갖는 퍼니스 블랙, 카본 나노파이버 및 카본 나노튜브와 같은 공극을 갖는 카본을 원료로 해서 제조된다. 카본 원료로서는 BET법으로 측정한 비표면적이 300㎡/g 이상인 공극을 갖는 카본을 사용하면, 산화 처리에 의해 페이스트상으로 변화되는 산화 처리 카본이 되기 쉽기 때문에 바람직하다. 그 중에서도, 특히 케첸 블랙이나 공극을 갖는 퍼니스 블랙 등의 구 형상의 입자가 바람직하다. 중실의 카본을 원료로 해서 산화 처리를 행해도 페이스트상으로 변화되는 산화 처리 카본은 얻어지기 어렵다.In the electrode of the present invention, the oxidation-treated carbon for imparting paste-like conductive carbon contained in the active material layer is carbon having pores such as porous carbon powder, Ketjen black, furnace black having pores, carbon nanofibers and carbon nanotubes. It is manufactured as a raw material. As the carbon raw material, carbon having pores with a specific surface area of 300 m 2 /g or more as measured by the BET method is preferably used because oxidation-treated carbon that is easily changed to a paste-like form by oxidation treatment is preferred. Among them, particularly preferred are spherical particles such as Ketjen black or furnace black having voids. Even if it oxidizes using solid carbon as a raw material, it is difficult to obtain the oxidation-treated carbon which changes to a paste form.

공극을 갖는 카본 원료의 산화 처리를 위해서는, 공지의 산화 방법을 특별히 한정없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 산 또는 과산화수소 용액 중에서 카본 원료를 처리함으로써 산화 처리 카본을 얻을 수 있다. 산으로서는 질산, 질산 황산 혼합물, 차아염소산 수용액 등을 사용할 수 있다. 또한, 카본 원료를 산소 함유 분위기, 수증기, 이산화탄소 중에서 가열함으로써 산화 처리 카본을 얻을 수 있다. 또한, 카본 원료의 산소 함유 분위기 중에서의 플라즈마 처리, 자외선 조사, 코로나 방전 처리, 글로우 방전 처리에 의해 산화 처리 카본을 얻을 수 있다.For the oxidation treatment of the carbon raw material having voids, a known oxidation method can be used without particular limitation. For example, oxidation-treated carbon can be obtained by treating the carbon raw material in an acid or hydrogen peroxide solution. As the acid, nitric acid, a mixture of nitric acid and sulfuric acid, an aqueous hypochlorous acid solution, and the like can be used. Further, oxidation-treated carbon can be obtained by heating the carbon raw material in an oxygen-containing atmosphere, water vapor, or carbon dioxide. Furthermore, oxidation-treated carbon can be obtained by plasma treatment, ultraviolet irradiation, corona discharge treatment, or glow discharge treatment in an oxygen-containing atmosphere of the carbon raw material.

공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시하면, 입자의 표면으로부터 산화되어 카본에 히드록시기, 카르복시기나 에테르 결합이 도입되고, 또한 카본의 공역 이중 결합이 산화되어서 탄소 단결합이 생성되며, 부분적으로 탄소간 결합이 절단되어 입자 표면에 친수성이 풍부한 부분이 생성된다. 이와 같은 친수성 부분을 갖는 산화 처리 카본은 활물질 입자의 표면에 부착되기 쉽고, 활물질 입자의 응집을 효과적으로 억제한다. 그리고, 산화 처리의 강도를 강화해 가면, 카본 입자에 있어서의 친수성 부분의 비율이 증가하여 전극의 제조 과정에서 페이스트상으로 변화되는 산화 처리 카본이 얻어진다. 산화 처리 카본에 있어서의 친수성 부분의 함유량은, 산화 처리 카본 전체의 10질량% 이상인 것이 바람직하다. 친수성 부분의 함유량이 전체의 12질량% 이상 30질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.When a carbon raw material having voids is subjected to oxidation treatment, it is oxidized from the surface of the particles and a hydroxyl group, carboxy group or ether bond is introduced into the carbon, and a conjugated double bond of carbon is also oxidized to form a carbon single bond, partially between carbons. The bond is cleaved to create a hydrophilic-rich moiety on the particle surface. The oxidation-treated carbon having such a hydrophilic moiety tends to adhere to the surface of the active material particles and effectively suppresses aggregation of the active material particles. Then, if the strength of the oxidation treatment is strengthened, the proportion of the hydrophilic portion in the carbon particles increases to obtain the oxidation-treated carbon that changes to a paste form during the electrode manufacturing process. It is preferable that content of the hydrophilic part in oxidation-treated carbon is 10 mass % or more of the whole oxidation-treated carbon. It is especially preferable that content of a hydrophilic part is 12 mass % or more and 30 mass % or less of the whole.

전체의 10질량% 이상의 친수성 부분을 포함하는 산화 처리 카본은,Oxidation-treated carbon containing 10% by mass or more of the total hydrophilic portion,

(a) 공극을 갖는 카본 원료를 산으로 처리하는 공정,(a) a step of treating the carbon raw material having pores with an acid;

(b) 산 처리 후의 생성물과 전이금속 화합물을 혼합하는 공정,(b) mixing the product after acid treatment with the transition metal compound;

(c) 얻어진 혼합물을 분쇄하고, 메카노케미컬 반응을 발생시키는 공정,(c) pulverizing the obtained mixture and generating a mechanochemical reaction;

(d) 메카노케미컬 반응 후의 생성물을 비산화 분위기 중에서 가열하는 공정, 및(d) heating the product after the mechanochemical reaction in a non-oxidizing atmosphere, and

(e) 가열 후의 생성물로부터, 상기 전이금속 화합물 및/또는 그 반응 생성물을 제거하는 공정(e) a step of removing the transition metal compound and/or its reaction product from the product after heating

을 포함하는 제조 방법에 의해, 바람직하게 얻을 수 있다.It can be preferably obtained by a manufacturing method comprising

(a) 공정에서는 공극을 갖는 카본 원료, 바람직하게는 케첸 블랙을 산에 침지해서 방치한다. 이 침지시에 초음파를 조사해도 좋다. 산으로서는 질산, 질산 황산 혼합물, 차아염소산 수용액 등의 카본의 산화 처리에 통상 사용되는 산을 사용할 수 있다. 침지 시간은 산의 농도나 처리되는 카본 원료의 양 등에 의존하지만, 일반적으로 5분~5시간의 범위이다. 산 처리 후의 카본을 충분히 수세하고 건조한 후, (b) 공정에 있어서 전이금속 화합물과 혼합한다.In the step (a), a carbon raw material having voids, preferably Ketjen Black, is immersed in acid and allowed to stand. You may irradiate an ultrasonic wave at the time of this immersion. As the acid, an acid commonly used for oxidation treatment of carbon, such as nitric acid, a mixture of nitric acid and sulfuric acid, and an aqueous hypochlorous acid solution can be used. The soaking time depends on the concentration of the acid, the amount of the carbon raw material to be treated, and the like, but is generally in the range of 5 minutes to 5 hours. After the carbon after acid treatment is sufficiently washed with water and dried, it is mixed with a transition metal compound in step (b).

(b) 공정에 있어서 카본 원료에 첨가되는 전이금속 화합물로서는, 전이금속의 할로겐화물, 질산염, 황산염, 탄산염 등의 무기 금속염, 포름산염, 아세트산염, 옥살산염, 메톡시드, 에톡시드, 이소프로폭시드 등의 유기 금속염, 또는 이것들의 혼합물을 사용할 수 있다. 이것들의 화합물은 단독으로 사용해도 좋고, 2종 이상을 혼합해서 사용해도 좋다. 다른 전이금속을 포함하는 화합물을 소정량으로 혼합해서 사용해도 좋다. 또한, 반응에 악영향을 주지 않는 한, 전이금속 화합물 이외의 화합물, 예를 들면 알칼리 금속 화합물을 함께 첨가해도 좋다. 산화 처리 카본은 축전 디바이스의 전극의 제조에 있어서, 활물질 입자와 혼합되어서 사용되기 때문에 활물질을 구성하는 원소의 화합물을 카본 원료에 첨가하면, 활물질에 대하여 불순물이 될 수 있는 원소의 혼입을 방지할 수 있기 때문에 바람직하다.(b) Examples of the transition metal compound added to the carbon raw material in the step include inorganic metal salts such as halides, nitrates, sulfates and carbonates of transition metals, formates, acetates, oxalates, methoxides, ethoxides, and isopropoxides. Organometallic salts, such as a seed, or a mixture thereof can be used. These compounds may be used independently and may mix and use 2 or more types. A compound containing other transition metals may be mixed and used in a predetermined amount. In addition, as long as the reaction is not adversely affected, a compound other than the transition metal compound, for example, an alkali metal compound, may be added together. Since oxidation-treated carbon is used in mixing with active material particles in the manufacture of electrodes of electrical storage devices, if a compound of an element constituting the active material is added to the carbon raw material, mixing of elements that may become impurities into the active material can be prevented. It is preferable because there is

(c) 공정에서는 (b) 공정에서 얻어진 혼합물을 분쇄하여 메카노케미컬 반응을 발생시킨다. 이 반응을 위한 분쇄기의 예로서는 라이카이기, 석구식 마쇄기, 볼밀, 비즈밀, 로드밀, 롤러밀, 교반밀, 유성밀, 진동밀, 하이브리다이저, 메카노케미컬 복합화 장치 및 제트밀을 들 수 있다. 분쇄 시간은 사용하는 분쇄기나 처리되는 카본의 양 등에 의존하고, 엄밀한 제한이 없지만, 일반적으로는 5분~3시간의 범위이다. (d) 공정은 질소 분위기, 아르곤 분위기 등의 비산화 분위기 중에서 행하여진다. 가열 온도 및 가열 시간은 사용되는 전이금속 화합물에 따라 적당하게 선택된다. 계속되는 (e) 공정에 있어서, 가열 후의 생성물로부터 전이금속 화합물 및/또는 그 반응 생성물을 산으로 용해하는 등의 수단에 의해 제거한 후, 충분히 세정하고 건조함으로써 전체의 10질량% 이상의 친수성 부분을 포함하는 산화 처리 카본을 얻을 수 있다.In step (c), the mixture obtained in step (b) is pulverized to generate a mechanochemical reaction. Examples of the pulverizer for this reaction include a Leica machine, a stone ball grinder, a ball mill, a bead mill, a rod mill, a roller mill, a stirred mill, a planetary mill, a vibration mill, a hybridizer, a mechanochemical compounding device, and a jet mill. there is. The pulverization time depends on the pulverizer to be used, the amount of carbon to be treated, and the like, and is not strictly limited, but is generally in the range of 5 minutes to 3 hours. (d) The step is performed in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere. The heating temperature and heating time are appropriately selected depending on the transition metal compound used. In the subsequent step (e), after removing the transition metal compound and/or its reaction product from the product after heating by means such as dissolving the reaction product with an acid, wash and dry sufficiently, including 10% by mass or more of the total hydrophilic portion Oxidation-treated carbon can be obtained.

이 제조 방법에서는, (c) 공정에 있어서 전이금속 화합물이 메카노케미컬 반응에 의해 카본 원료의 산화를 촉진하도록 작용하여 카본 원료의 산화가 신속하게 진행된다. 이 산화에 의해, 전체의 10질량% 이상의 친수성 부분을 포함하는 산화 처리 카본이 얻어진다.In this production method, in the step (c), the transition metal compound acts to accelerate the oxidation of the carbon raw material by a mechanochemical reaction, and the oxidation of the carbon raw material proceeds rapidly. By this oxidation, oxidation-treated carbon containing 10 mass % or more of the whole hydrophilic part is obtained.

전체의 10질량% 이상의 친수성 부분을 포함하는 산화 처리 카본은 공극을 갖는 카본 원료에 강한 산화 처리를 실시함으로써 얻어지고, 상기 제조 방법 이외의 방법으로 공극을 갖는 카본 원료의 산화를 촉진하는 것도 가능하다.The oxidation-treated carbon containing 10% by mass or more of the total hydrophilic moiety is obtained by subjecting the carbon raw material having voids to a strong oxidation treatment, and it is also possible to promote oxidation of the carbon raw material having voids by a method other than the above production method. .

얻어진 산화 처리 카본은 2차 전지, 전기 이중층 커패시터, 레독스 커패시터 및 하이브리드 커패시터 등의 축전 디바이스의 전극의 제조를 위해서, 축전 디바이스의 전해질 중의 이온과의 전자의 수수를 수반하는 패러데이 반응, 또는 전자의 수수를 수반하지 않는 비패러데이 반응에 의해 용량을 발현하는 전극 활물질과 혼합된 형태로 사용된다.The obtained oxidation-treated carbon is used for the production of electrodes of electrical storage devices such as secondary batteries, electric double-layer capacitors, redox capacitors and hybrid capacitors, Faraday reaction involving electron transfer with ions in the electrolyte of the electrical storage device, or It is used in a mixed form with an electrode active material that expresses a capacity by a non-Faraday reaction that does not involve give-and-take.

(2) 전극(2) electrode

본 발명의 축전 디바이스용 전극은,The electrode for a power storage device of the present invention comprises:

(A) 전극 활물질 입자와 상기 산화 처리 카본을 혼합함으로써, 상기 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 변화되어서 상기 전극 활물질 입자의 표면에 부착된 전극 재료를 조제하는 조제 공정, 및(A) a preparation step of preparing an electrode material adhering to the surface of the electrode active material particles by mixing at least a part of the oxidation-treated carbon into a paste by mixing the electrode active material particles and the oxidation-treated carbon, and

(B) 상기 전극 재료에 의해 집전체 상에 활물질층을 형성하고, 그 활물질층에 압력을 인가하는 가압 공정(B) a pressing step of forming an active material layer on the current collector with the electrode material and applying a pressure to the active material layer

을 포함하는 제조 방법에 의해, 바람직하게 얻어진다.It is preferably obtained by a manufacturing method comprising

(A) 공정에 있어서, 산화 처리 카본이 활물질 입자의 표면에 부착되어서 표면을 덮기 때문에 활물질 입자의 응집을 억제할 수 있다. 또한, 혼합 과정에서 산화 처리 카본에 미치게 되는 압력에 의해, 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 퍼져서 활물질 입자의 표면이 부분적으로 덮인다.In the step (A), since the oxidation-treated carbon adheres to and covers the surface of the active material particles, aggregation of the active material particles can be suppressed. In addition, due to the pressure exerted on the oxidation-treated carbon during the mixing process, at least a part of the oxidation-treated carbon spreads in a paste-like form so that the surface of the active material particles is partially covered.

(A) 공정에 있어서 사용되는 전극 활물질로서는, 종래의 축전 디바이스에 있어서 정극 활물질 또는 부극 활물질로서 사용되고 있는 활물질을 특별히 한정없이 사용할 수 있다. 이들 활물질은 단독의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.(A) As an electrode active material used in a process, the active material used as a positive electrode active material or a negative electrode active material in the conventional electrical storage device can be used without limitation in particular. A single compound may be sufficient as these active materials, and the mixture of 2 or more types of compounds may be sufficient as them.

2차 전지의 정극 활물질의 예로서는, 우선 층상 암염형 LiMO2, 층상 Li2MnO3-LiMO2 고용체, 및 스피넬형 LiM2O4(식 중의 M은 Mn, Fe, Co, Ni 또는 이것들의 조합을 의미함)를 들 수 있다. 이것들의 구체적인 예로서는 LiCoO2, LiNiO2, LiNi4/5Co1/5O2, LiNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2, LiNi1 / 2Mn1 / 2O2, LiFeO2, LiMnO2, Li2MnO3-LiCoO2, Li2MnO3-LiNiO2, Li2MnO3-LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, Li2MnO3-LiNi1 / 2Mn1 / 2O2, Li2MnO3-LiNi1/2Mn1/2O2-LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2, LiMn2O4, LiMn3 / 2Ni1 / 2O4를 들 수 있다. 또한, 황 및 Li2S, TiS2, MoS2, FeS2, VS2, Cr1 /2V1/ 2S2 등의 황화물, NbSe3, VSe2, NbSe3 등의 셀렌화물, Cr2O5, Cr3O8, VO2, V3O8, V2O5, V6O13 등의 산화물 외에, LiNi0 . 8Co0 . 15Al0 . 05O2, LiVOPO4, LiV3O5, LiV3O8, MoV2O8, Li2FeSiO4, Li2MnSiO4, LiFePO4, LiFe1 / 2Mn1 / 2PO4, LiMnPO4, Li3V2(PO4)3 등의 복합 산화물을 들 수 있다.As an example of the positive electrode active material of the secondary battery, first, layered rock salt type LiMO 2 , layered Li 2 MnO 3 -LiMO 2 solid solution, and spinel type LiM 2 O 4 (wherein M is Mn, Fe, Co, Ni or a combination thereof) meaning) can be included. Specific examples thereof include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 4/5 Co 1/5 O 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 , LiFeO 2 , LiMnO 2 , Li 2 MnO 3 -LiCoO 2 , Li 2 MnO 3 -LiNiO 2 , Li 2 MnO 3 -LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , Li 2 MnO 3 -LiNi 1/2 Mn 1 / 2 O 2 , Li 2 MnO 3 -LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 -LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiMn 2 O 4 , LiMn 3 / 2 Ni 1/2 O 4 can be mentioned. In addition, sulfur and sulfides such as Li 2 S, TiS 2 , MoS 2 , FeS 2 , VS 2 , Cr 1/2 V 1/2 S 2 , selenides such as NbSe 3 , VSe 2 , NbSe 3 , Cr 2 O 5 , Cr 3 O 8 , VO 2 , V 3 O 8 , V 2 O 5 , V 6 O 13 In addition to oxides, LiNi 0 . 8 Co 0 . 15 Al 0 . 05 O 2 , LiVOPO 4 , LiV 3 O 5 , LiV 3 O 8 , MoV 2 O 8 , Li 2 FeSiO 4 , Li 2 MnSiO 4 , LiFePO 4 , LiFe 1/2 Mn 1/2 PO 4 , LiMnPO 4 , Li and complex oxides such as 3 V 2 (PO 4 ) 3 .

2차 전지의 부극 활물질의 예로서는, Fe2O3, MnO, MnO2, Mn2O3, Mn3O4, CoO, Co3O4, NiO, Ni2O3, TiO, TiO2, SnO, SnO2, SiO2, RuO2, WO, WO2, ZnO 등의 산화물, Sn, Si, Al, Zn 등의 금속, LiVO2, Li3VO4, Li4Ti5O12 등의 복합 산화물, Li2 . 6Co0 .4N, Ge3N4, Zn3N2, Cu3N 등의 질화물을 들 수 있다.Examples of the negative electrode active material of the secondary battery include Fe 2 O 3 , MnO, MnO 2 , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , CoO, Co 3 O 4 , NiO, Ni 2 O 3 , TiO, TiO 2 , SnO, Oxides such as SnO 2 , SiO 2 , RuO 2 , WO, WO 2 , ZnO, metals such as Sn, Si, Al, Zn, composite oxides such as LiVO 2 , Li 3 VO 4 , Li 4 Ti 5 O 12 , Li 2 . and nitrides such as 6 Co 0.4 N, Ge 3 N 4 , Zn 3 N 2 , and Cu 3 N .

전기 이중층 커패시터의 분극성 전극에 있어서의 활물질로서는 비표면적이 큰 활성탄, 카본 나노파이버, 카본 나노튜브, 페놀 수지 탄화물, 폴리염화비닐리덴 탄화물, 미결정 탄소 등의 탄소 재료가 예시된다. 하이브리드 커패시터에서는 2차 전지를 위해서 예시한 정극 활물질을 정극을 위해서 사용할 수 있고, 이 경우에는 부극이 활성탄 등을 사용한 분극성 전극에 의해 구성된다. 또한, 2차 전지를 위해서 예시한 부극 활물질을 부극을 위해서 사용할 수 있고, 이 경우에는 정극이 활성탄 등을 사용한 분극성 전극에 의해 구성된다. 레독스 커패시터의 정극 활물질로서는 RuO2, MnO2, NiO 등의 금속 산화물을 예시할 수 있고, 부극은 RuO2 등의 활물질과 활성탄 등의 분극성 재료에 의해 구성된다.Examples of the active material in the polarizable electrode of the electric double layer capacitor include carbon materials having a large specific surface area, such as activated carbon, carbon nanofibers, carbon nanotubes, phenol resin carbide, polyvinylidene chloride carbide, and microcrystalline carbon. In the hybrid capacitor, the positive electrode active material exemplified for the secondary battery can be used for the positive electrode, and in this case, the negative electrode is constituted by a polarizable electrode using activated carbon or the like. In addition, the negative electrode active material exemplified for the secondary battery can be used for the negative electrode, and in this case, the positive electrode is constituted by a polarizable electrode using activated carbon or the like. Metal oxides, such as RuO2, MnO2, NiO, can be illustrated as a positive electrode active material of a redox capacitor, and a negative electrode is comprised by active material, such as RuO2 , and polarizable material, such as activated carbon.

(A) 공정에 있어서 산화 처리 카본과 혼합되는 전극 활물질 입자의 형상이나 입경에는 한정이 없지만, 활물질 입자의 평균 입경이 2㎛보다 크고 25㎛ 이하인 것이 바람직하다. 이 비교적 큰 평균 입경을 갖는 활물질 입자는 그것 자체로 전극 밀도를 향상시키고, 또한 산화 처리 카본과의 혼합의 과정에서 그 압박력에 의해 산화 처리 카본의 페이스트형화를 촉진시킨다. 또한, 이하에 나타내는 (B) 공정에 있어서, 집전체 상의 활물질층에 압력을 인가하는 과정에서, 이 비교적 큰 평균 입경을 갖는 활물질 입자가 적어도 일부가 페이스트상화된 산화 처리 카본을 바람직하게 압박하여 산화 처리 카본을 더욱 페이스트상으로 퍼뜨려서 치밀화시킨다. 그 결과, 전극 밀도가 증가하고, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 향상된다.Although there is no limitation in the shape and particle diameter of the electrode active material particle mixed with oxidation-treated carbon in the process (A), It is preferable that the average particle diameter of an active material particle is larger than 2 micrometers and 25 micrometers or less. The active material particles having this relatively large average particle diameter themselves improve the electrode density and also promote the formation of paste of the oxidation-treated carbon by its pressing force in the process of mixing with the oxidation-treated carbon. Further, in the step (B) shown below, in the process of applying pressure to the active material layer on the current collector, the active material particles having this relatively large average particle diameter preferably press and oxidize the paste-like oxidized carbon at least in part. The treated carbon is further spread in the form of a paste to densify. As a result, the electrode density increases and the energy density of the electrical storage device is improved.

또한, 활물질 입자가 0.01~2㎛의 평균 입경을 갖는 미소 입자와, 그 미소 입자와 같은 극의 활물질로서 동작 가능한 2㎛보다 크고 25㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 조대 입자로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 입경이 작은 입자는 응집하기 쉽다고 말해지고 있지만, 산화 처리 카본이 조대 입자의 표면뿐만 아니라 미소 입자의 표면에도 부착되어서 표면을 덮기 때문에 활물질 입자의 응집을 억제할 수 있고, 활물질 입자와 산화 처리 카본의 혼합 상태를 균일화시킬 수 있다. 또한, 조대 입자는 상술한 바와 같이, 산화 처리 카본의 페이스트상화 및 치밀화를 촉진시키고, 전극 밀도를 증가시켜, 축전 디바이스의 에너지 밀도를 향상시킨다. 또한, (B) 공정에 있어서 집전체 상의 활물질층에 압력을 인가하는 과정에서 미소 입자가 적어도 일부가 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본을 압박하면서, 페이스트상으로 퍼진 산화 처리 카본과 함께 인접하는 조대 입자의 사이에 형성되는 간극부에 압출시켜서 충전되기 때문에 전극 밀도가 더욱 증가하고, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 더욱 향상된다. 조대 입자와 미소 입자는 질량비로 80:20~95:5의 범위가 되도록 선정되는 것이 바람직하고, 90:10~95:5의 범위가 되도록 선정되는 것이 보다 바람직하다.In addition, it is preferable that the active material particles are composed of fine particles having an average particle diameter of 0.01 to 2 μm, and coarse particles having an average particle diameter of 25 μm or larger than 2 μm that can operate as the same polar active material as the fine particles. . It is said that particles with a small particle size are easy to aggregate, but since the oxidation-treated carbon adheres to and covers the surface of fine particles as well as the surface of coarse particles, aggregation of active material particles can be suppressed, and the active material particles and oxidation-treated carbon The mixing state can be homogenized. Also, as described above, the coarse particles promote paste-formation and densification of the oxidation-treated carbon, increase the electrode density, and improve the energy density of the electrical storage device. Further, in the step (B), in the process of applying pressure to the active material layer on the current collector, while at least a part of the fine particles press the oxidized carbon that has changed to a paste form, coarse particles adjacent to the oxidized carbon spread in a paste form Since it is extruded and filled in the gap|interval formed in between, electrode density further increases, and the energy density of an electrical storage device improves further. It is preferable to select so that it may become the range of 80:20-95:5 by mass ratio, and, as for a coarse particle and a fine particle, it is more preferable that it may select so that it may become the range of 90:10-95:5.

(A) 공정에 있어서 사용되는 전극 활물질 입자와 산화 처리 카본의 질량비는, 높은 에너지 밀도를 갖는 축전 디바이스를 얻기 위해서 질량비로 90:10~99.5:0.5의 범위인 것이 바람직하고, 95:5~99:1의 범위인 것이 보다 바람직하다. 산화 처리 카본의 비율이 상술의 범위보다 적으면 활물질층의 도전성이 부족하고, 또한 페이스트상화한 산화 처리 카본에 의한 활물질 입자의 피복률이 저하해서 사이클 특성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 산화 처리 카본의 비율이 상술의 범위보다 많으면 전극 밀도가 저하하고, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 저하되는 경향이 있다.(A) The mass ratio of the electrode active material particles and the oxidized carbon used in the step is preferably in the range of 90:10 to 99.5:0.5 in mass ratio in order to obtain an electrical storage device having a high energy density, and 95:5 to 99 It is more preferable that it is in the range of :1. When the proportion of the oxidation-treated carbon is less than the above range, the conductivity of the active material layer is insufficient, and the coverage of the active material particles by the paste-formed oxidation-treated carbon decreases, and the cycle characteristics tend to decrease. Moreover, when there are more ratios of oxidation-treated carbon than the above-mentioned range, electrode density will fall and there exists a tendency for the energy density of an electrical storage device to fall.

(A) 공정에 있어서, 전극 활물질 입자 및 산화 처리 카본에 추가해서, 필요에 따라서 산화 처리 카본과는 다른 도전성 카본, 바인더, 및 혼합을 위한 용매를 사용하여 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 변화되어서 상기 전극 활물질 입자의 표면에 부착된 전극 재료를 조제해도 좋다.In the step (A), in addition to the electrode active material particles and the oxidation-treated carbon, if necessary, conductive carbon different from the oxidation-treated carbon, a binder, and a solvent for mixing are used to form at least a part of the oxidation-treated carbon into a paste. You may prepare the electrode material which changed and adhered to the surface of the said electrode active material particle.

용매의 사용에 의해, 슬러리 형태의 전극 재료가 얻어진다.By use of the solvent, an electrode material in the form of a slurry is obtained.

다른 도전성 카본으로서는, 종래의 축전 디바이스의 전극을 위해서 사용되고 있는 케첸 블랙, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙, 채널 블랙 등의 카본 블랙, 풀러렌, 카본 나노튜브, 카본 나노파이버, 그래핀, 무정형 탄소, 탄소 섬유, 천연 흑연, 인조 흑연, 흑연화 케첸 블랙, 메조포러스 탄소, 기상법 탄소 섬유 등이 사용된다. 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본보다 높은 도전율을 갖는 도전성 카본이 사용되는 것이 바람직하고, 특히 아세틸렌 블랙의 사용이 바람직하다. 산화 처리 카본이 활물질 입자의 표면뿐만 아니라 다른 도전성 카본의 표면에도 부착되어서 표면을 덮기 때문에, 다른 도전성 카본의 응집을 억제할 수 있다. 또한, 이하에 나타내는 (B) 공정에 있어서, 집전체 상의 활물질층에 압력을 인가하는 과정에서 다른 도전성 카본이 페이스트상으로 퍼진 산화 처리 카본과 함께 인접하는 입자에 의해 형성되는 간극부에 빽빽하게 충전되어 전극 전체의 도전성이 향상되기 때문에, 축전 디바이스의 에너지 밀도가 더욱 향상된다. 산화 처리 카본과 다른 도전성 카본의 비율은 질량비로 3:1~1:3의 범위가 바람직하고, 2.5:1.5~1.5:2.5의 범위가 보다 바람직하다. 또한, 다른 도전성 카본이 사용될 경우에는, 다른 도전성 카본과 산화 처리 카본의 합계량과 전극 활물질 입자의 질량비가 10:90~0.5:99.5의 범위인 것이 바람직하고, 5:95~1:99의 범위인 것이 보다 바람직하다.Examples of other conductive carbon include carbon black such as Ketjen black, acetylene black, furnace black, and channel black, fullerene, carbon nanotube, carbon nanofiber, graphene, amorphous carbon, carbon fiber, which are conventionally used for electrodes of electrical storage devices; Natural graphite, artificial graphite, graphitized Ketjen black, mesoporous carbon, vapor-grown carbon fiber, etc. are used. It is preferable to use the conductive carbon which has electrical conductivity higher than the paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon, and use of acetylene black is especially preferable. Since oxidation-treated carbon adheres not only to the surface of active material particle but also to the surface of other conductive carbon, and covers the surface, aggregation of other conductive carbon can be suppressed. Further, in the step (B) shown below, in the process of applying a pressure to the active material layer on the current collector, other conductive carbons are densely filled in the gaps formed by the adjacent particles together with the oxidized carbon spread in the form of paste, Since the electroconductivity of the whole electrode improves, the energy density of an electrical storage device further improves. The range of 3:1-1:3 is preferable by mass ratio, and, as for the ratio of oxidation-treated carbon and other conductive carbon, the range of 2.5:1.5-1.5:2.5 is more preferable. In addition, when other conductive carbon is used, it is preferable that the total amount of the other conductive carbon and the oxidation-treated carbon and the mass ratio of the electrode active material particles are in the range of 10:90 to 0.5:99.5, and in the range of 5:95 to 1:99 more preferably.

바인더로서는 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리불화비닐리덴, 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오로프로필렌 코폴리머, 폴리불화비닐, 카복시메틸셀룰로오스 등의 공지의 바인더가 사용된다. 바인더의 함유량은 전극 재료의 총량에 대하여 1~30질량%인 것이 바람직하다. 1질량% 이하이면 활물질층의 강도가 충분하지 않고, 30질량% 이상이면 전극의 방전 용량이 저하하고, 내부 저항이 과대해지는 등의 문제가 발생한다. 혼합을 위한 용매로서는, N-메틸피롤리돈 등의 전극 재료 중의 다른 구성 요소에 악영향을 끼치지 않는 용매를 특별히 한정없이 사용할 수 있다. 혼합물 중의 각 구성 요소가 균일하게 혼합되면, 용매의 양에는 특별히 한정이 없다. 바인더는 용매에 용해시킨 형태로 사용할 수 있다.As the binder, known binders such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer, polyvinyl fluoride, and carboxymethyl cellulose are used. It is preferable that content of a binder is 1-30 mass % with respect to the total amount of an electrode material. When it is 1 mass % or less, the intensity|strength of an active material layer is not enough, and when it is 30 mass % or more, the discharge capacity of an electrode falls and problems, such as an internal resistance becoming excessive, arise. As the solvent for mixing, a solvent that does not adversely affect other components in the electrode material, such as N-methylpyrrolidone, can be used without any particular limitation. As long as each component in the mixture is uniformly mixed, the amount of the solvent is not particularly limited. The binder may be used in a form dissolved in a solvent.

(A) 공정에 있어서의 전극 활물질 입자, 산화 처리 카본, 및 필요에 따라서 사용되는 산화 처리 카본과는 다른 도전성 카본, 바인더, 혼합을 위한 용매의 혼합 방법 및 혼합의 순서에는 특별히 한정이 없다.(A) There is no limitation in particular in the mixing method of the solvent for the electrode active material particle in a process, oxidation-treated carbon, and conductive carbon different from oxidation-treated carbon used as needed, a binder, and mixing, and mixing.

그러나, 산화 처리 카본과는 다른 도전성 카본을 사용하지 않을 경우에는, (A) 공정에 있어서 전극 활물질 입자와 산화 처리 카본을 건식 혼합하는 것이 바람직하다. 얻어진 생성물을 필요에 따라서 바인더 및 용매와 함께 충분히 혼련함으로써 슬러리 형태의 전극 재료를 얻을 수 있다. 건식 혼합을 위해서 라이카이기, 석구식 마쇄기, 볼밀, 비즈밀, 로드밀, 롤러밀, 교반밀, 유성밀, 진동밀, 하이브리다이저, 메카노케미컬 복합화 장치 및 제트밀을 사용할 수 있다. 특히, 활물질 입자와 산화 처리 카본에 메카노케미컬 처리를 실시하면, 산화 처리 카본에 의한 활물질 입자의 피복성 및 피복의 균일성이 향상되기 때문에 바람직하다. 건식 혼합의 시간은 혼합에 처리되는 활물질 입자와 산화 처리 카본의 합계량이나 사용하는 혼합 장치에 따라 변화되지만, 일반적으로는 1~30분 사이이다. 또한, 바인더 및 용매와의 혼련 방법에는 특별한 한정이 없고, 유발을 사용하여 수동 혼합에 의해 행해도 좋고, 교반기, 호모지나이저 등의 공지의 혼합 장치를 이용하여 행해도 좋다. 전극 재료 중의 각 구성 요소가 균일하게 혼합되면, 혼합 시간은 짧아도 문제가 없다.However, when not using the conductive carbon different from oxidation-treated carbon, it is preferable to dry-mix electrode active material particle and oxidation-treated carbon in (A) process. The electrode material in the form of a slurry can be obtained by sufficiently kneading the obtained product with a binder and a solvent as needed. For dry mixing, a Leica machine, a stone grinder, a ball mill, a beads mill, a rod mill, a roller mill, a stirring mill, a planetary mill, a vibrating mill, a hybridizer, a mechanochemical compounding device, and a jet mill can be used. In particular, when the active material particles and the oxidation-treated carbon are mechanochemically treated, the coating properties of the active material particles by the oxidation-treated carbon and the uniformity of the coating are improved, which is preferable. The time of dry mixing varies depending on the total amount of active material particles and oxidation-treated carbon to be mixed and the mixing device used, but is generally between 1 and 30 minutes. In addition, there is no particular limitation on the kneading method with the binder and the solvent, and may be performed by manual mixing using a mortar, or may be performed using a known mixing apparatus such as a stirrer or a homogenizer. If each component in the electrode material is uniformly mixed, there is no problem even if the mixing time is short.

활물질 입자가 미소 입자와 조대 입자로 구성되어 있고, 다른 도전성 카본을 사용하지 않는 경우에는, (A) 공정에 있어서 혼합 장치에 미소 입자와 조대 입자와 산화 처리 카본 모두를 도입해서 건식 혼합해도 좋다. 건식 혼합에 의해 얻어진 생성물을 필요에 따라서 바인더 및 용매와 함께 충분히 혼련함으로써, 슬러리 형태의 전극 재료를 얻을 수 있다. 그러나,When the active material particles are composed of fine particles and coarse particles, and other conductive carbon is not used, in the step (A), all of the fine particles, coarse particles, and oxidation-treated carbon may be introduced into a mixing device and dry-mixed. The electrode material in the form of a slurry can be obtained by sufficiently kneading the product obtained by dry mixing together with a binder and a solvent as needed. But,

(A1) 산화 처리 카본과 미소 입자를 건식 혼합해서 예비 혼합물을 얻는 단계, 및(A1) dry mixing the oxidation-treated carbon and fine particles to obtain a preliminary mixture, and

(A2) 상기 예비 혼합물과 조대 입자를 건식 혼합하는 단계(A2) dry mixing the preliminary mixture and coarse particles

로 나누어서 건식 혼합을 실시하는 것이 바람직하다. (A1)단계와 (A2)단계로 나누어서 건식 혼합을 행함으로써, 산화 처리 카본에 의해 피복된 조대 입자와 미소 입자가 분산성 좋고, 또한 균일하게 혼합되어 있는 전극 재료가 얻어지기 때문에 바람직하다. 또한, (A2)단계에서 얻어진 생성물이 바인더 및 용매와 친숙성이 좋기 때문에, 각 구성 요소가 균일하게 혼합된 슬러리 형태의 전극 재료를 용이하게 얻을 수 있다. 예비 혼합물을 얻는 단계에 있어서의 미소 입자와 산화 처리 카본의 비율은 질량비로 70:30~90:10의 범위가 바람직하고, 75:25~85:15의 범위가 보다 바람직하다.It is preferable to carry out dry mixing by dividing into Dry mixing is carried out in steps (A1) and (A2), which is preferable because it is possible to obtain an electrode material in which the coarse and fine particles coated with the oxidation-treated carbon have good dispersibility and are uniformly mixed. In addition, since the product obtained in step (A2) has good familiarity with the binder and solvent, it is possible to easily obtain an electrode material in the form of a slurry in which each component is uniformly mixed. The range of 70:30-90:10 is preferable by mass ratio, and, as for the ratio of the fine particle and oxidation-treated carbon in the step of obtaining a preliminary mixture, the range of 75:25-85:15 is more preferable.

산화 처리 카본과는 다른 도전성 카본을 사용할 경우에는, (A) 공정에 있어서 혼합 장치에 활물질 입자와 산화 처리 카본과 다른 도전성 카본 모두를 도입해서 건식 혼합해도 좋다. 건식 혼합에 의해 얻어진 생성물을 필요에 따라서 바인더 및 용매와 함께 충분하게 혼련함으로써, 슬러리 형태의 전극 재료를 얻을 수 있다. 그러나,When using conductive carbon different from oxidation-treated carbon, in the (A) process, active material particle|grains, oxidation-treated carbon, and all other conductive carbon may be introduce|transduced into a mixing apparatus, and you may dry-mix. The electrode material in the form of a slurry can be obtained by sufficiently kneading the product obtained by dry mixing together with a binder and a solvent as necessary. But,

(AA1) 산화 처리 카본과 다른 도전성 카본을 건식 혼합하는 단계, 및(AA1) dry mixing of oxidation-treated carbon and other conductive carbon; and

(AA2) 상기 (AA1)공정에서 얻어진 혼합물과 활물질 입자를 건식 혼합하는 단계(AA2) dry mixing the mixture obtained in the step (AA1) and the active material particles

로 나누어서 건식 혼합을 실시하는 것이 바람직하다. (AA1)단계에서 얻어진 혼합물이 「도전성 카본 혼합물」이다. 이 단계에서는, 다른 도전성 카본의 표면에 산화 처리 카본이 부착되어 산화 처리 카본의 페이스트상화가 부분적으로 진행되고, 적어도 일부가 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본이 다른 도전성 카본의 표면에 부착된 도전성 카본 혼합물이 얻어진다. 그리고, (AA2)단계에서 적어도 일부가 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본이 상기 전극 활물질 입자의 표면에도 부착되어, 산화 처리 카본에 의해 피복된 활물질 입자와 다른 도전성 카본이 분산성 좋고, 또한 균일하게 혼합되어 있는 전극 재료가 얻어진다. 또한, 이 도전성 카본 혼합물은 바인더 및 용매와 친숙성이 좋기 때문에, 슬러리 형태의 전극 재료를 얻을 경우에는 (AA2)단계 및 그 후의 바인더 및 용매와의 혼련 대신에,It is preferable to carry out dry mixing by dividing into The mixture obtained in step (AA1) is a "conductive carbon mixture". In this step, the oxidation-treated carbon adheres to the surface of the other conductive carbon, and the oxidation-treated carbon partially progresses into paste-like form, and the oxidized-treated carbon in which at least a part has changed to a paste-like conductive carbon mixture adheres to the surface of the other conductive carbon. this is obtained And, the oxidation-treated carbon, at least a part of which has changed into a paste in step (AA2), also adheres to the surface of the electrode active material particles, so that the active material particles coated with the oxidation-treated carbon and other conductive carbons have good dispersibility and are mixed uniformly electrode material is obtained. In addition, since this conductive carbon mixture has good affinity with the binder and solvent, when obtaining the electrode material in the form of a slurry, instead of kneading with the binder and solvent in step (AA2) and thereafter,

(aa1) 도전성 카본 혼합물과 활물질 입자와 바인더와 용매를 습식 혼합하는 단계, 또는(aa1) wet mixing the conductive carbon mixture, active material particles, binder, and solvent; or

(aa2) 도전성 카본 혼합물과 바인더와 용매를 습식 혼합하고, 또한 활물질 입자를 첨가해서 습식 혼합하는 단계, 또는(aa2) wet-mixing a conductive carbon mixture, a binder, and a solvent, and further wet-mixing by adding active material particles; or

(aa3) 도전성 카본 혼합물과 활물질 입자와 용매를 습식 혼합하고, 또한 바인더를 첨가해서 습식 혼합하는 단계,(aa3) wet-mixing the conductive carbon mixture, the active material particles, and the solvent, and further wet-mixing by adding a binder;

를 실시할 수도 있다. 미세한 카본 입자는 바인더 및 용매와 친숙해지기 어렵다고 말해지고 있지만, 도전성 카본 혼합물의 이용에 의해 이 혼합물과 전극 활물질 입자의 혼합 방법에 관계없이, 각 구성 요소가 균일하게 혼합된 전극 재료를 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 미리 도전성 카본 혼합물을 조제하면 그 후의 활물질 입자와 바인더의 혼합을 습식·건식 중 어느 것에 의해서도 행할 수 있기 때문에, 다양한 생산 라인을 구축할 수 있다.can also be carried out. Although it is said that fine carbon particles are difficult to be familiar with binders and solvents, by using a conductive carbon mixture, it is possible to easily obtain an electrode material in which each component is uniformly mixed, regardless of the mixing method of this mixture and electrode active material particles. there is. Moreover, when a conductive carbon mixture is prepared beforehand, since mixing of the active material particle and a binder after that can be performed also by either wet or dry method, various production lines can be constructed.

또한, 활물질 입자가 미소 입자와 조대 입자에 의해 구성되어 있고, 다른 도전성 카본을 사용할 경우에는, (A) 공정에 있어서 혼합 장치에 미소 입자와 조대 입자와 산화 처리 카본과 다른 도전성 카본 모두를 도입해서 건식 혼합해도 좋다. 건식 혼합에 의해 얻어진 생성물을 필요에 따라서 바인더 및 용매와 함께 충분히 혼련함으로써, 슬러리 형태의 전극 재료를 얻을 수 있다. 그러나,In addition, when the active material particles are composed of fine particles and coarse particles, and other conductive carbon is used, in the step (A), all of the fine particles, coarse particles, oxidation-treated carbon and other conductive carbon are introduced into the mixing device. You may dry-mix. The electrode material in the form of a slurry can be obtained by sufficiently kneading the product obtained by dry mixing together with a binder and a solvent as needed. But,

(AB1) 산화 처리 카본과 다른 도전성 카본을 건식 혼합하는 단계,(AB1) dry mixing of oxidation-treated carbon and other conductive carbon;

(AB2) 상기 (AB1)단계에서 얻어진 혼합물과 미소 입자를 건식 혼합하는 단계, 및(AB2) dry mixing the mixture obtained in step (AB1) with the fine particles, and

(AB3) 상기 (AB2)공정에서 얻어진 혼합물과 조대 입자를 건식 혼합하는 단계(AB3) Dry mixing the mixture obtained in the step (AB2) and the coarse particles

로 나누어서 건식 혼합을 실시하는 것이 바람직하다. 또한,It is preferable to carry out dry mixing by dividing into In addition,

(AC1) 산화 처리 카본과 미소 입자를 건식 혼합하는 단계,(AC1) dry mixing of oxidation-treated carbon and fine particles;

(AC2) 상기 (AC1)공정에서 얻어진 생성물과 다른 도전성 카본을 건식 혼합하는 단계, 및(AC2) dry mixing the product obtained in the process (AC1) and other conductive carbon, and

(AC3) 상기 (AC2)공정에서 얻어진 혼합물과 조대 입자를 건식 혼합하는 단계(AC3) dry mixing the mixture obtained in the step (AC2) and coarse particles

로 나누어서 건식 혼합을 실시하는 것도 바람직하다. 이들 방법에서는 (AB1), (AB2), (AC1), (AC2) 중 적어도 어느 하나의 단계에서 미소 입자 또는 다른 도전성 카본의 표면에 산화 처리 카본이 부착되고, 산화 처리 카본의 페이스트상화가 부분적으로 진행되어, 산화 처리 카본과 조대 입자와 미소 입자와 다른 도전성 카본이 분산성 좋고 또한 균일하게 혼합되어 있는 혼합물이 얻어진다. 또한, 상술한 바와 같이 (AB1)단계에서 얻어지는 도전성 카본 혼합물은 바인더 및 용매와 친숙성이 좋기 때문에, 슬러리 형태의 전극 재료를 얻을 경우에는 (AB2)단계, (AB3)단계, 및 그 후의 바인더 및 용매와의 혼련 대신에,It is also preferable to carry out dry mixing by dividing into . In these methods, oxidation-treated carbon adheres to the surface of microparticles or other conductive carbons in at least one step of (AB1), (AB2), (AC1), and (AC2), and the oxidation-treated carbon is partially converted into paste. It progresses, and the mixture in which the oxidation-treated carbon, the coarse particle, the micro particle, and other conductive carbon are mixed uniformly with good dispersibility is obtained. In addition, as described above, since the conductive carbon mixture obtained in step (AB1) has good familiarity with the binder and solvent, when obtaining the electrode material in the form of a slurry, step (AB2), step (AB3), and the binder and solvent thereafter Instead of kneading with

(ab1) 도전성 카본 혼합물과 미소 입자와 조대 입자와 바인더와 용매를 습식 혼합하는 단계, 또는(ab1) wet mixing the conductive carbon mixture, the fine particles, the coarse particles, the binder, and the solvent; or

(ab2) 도전성 카본 혼합물과 바인더와 용매를 습식 혼합하고, 또한 미소 입자와 조대 입자를 첨가해서 습식 혼합하는 단계, 또는(ab2) wet-mixing the conductive carbon mixture, the binder, and the solvent, and further adding and wet-mixing fine particles and coarse particles; or

(ab3) 도전성 카본 혼합물과 미소 입자와 조대 입자와 용매를 습식 혼합하고, 또한 바인더를 첨가해서 습식 혼합하는 단계,(ab3) wet-mixing the conductive carbon mixture, the fine particles, the coarse particles, and the solvent, and further adding a binder and wet-mixing;

를 실시할 수도 있다. 이들 방법에 의해 (A) 공정을 실시할 경우에는, 미소 입자와, 산화 처리 카본과 다른 도전성 카본의 합계량의 비율이 질량비로 70:30~90:10의 범위가 되도록, 바람직하게는 75:25~85:15의 범위가 되도록 다른 도전성 카본의 사용량이 선정된다.can also be carried out. When performing (A) process by these methods, it becomes like the range of 70:30-90:10 by mass ratio, the ratio of the total amount of a microparticle, oxidation-treated carbon, and another conductive carbon, Preferably it is 75:25 The usage-amount of another conductive carbon is selected so that it may become the range of -85:15.

(B) 공정에서는, (A) 공정에서 얻어진 전극 재료를 축전 디바이스의 정극 또는 부극을 구성하기 위한 집전체 상에 도포함으로써 활물질층을 형성하고, 필요에 따라서 이 활물질층을 건조한 후, 활물질층에 압연 처리에 의해 압력을 인가해서 전극을 얻는다. (A) 공정에서 얻어진 전극 재료를 소정 형상으로 성형하여 집전체 상에 압착한 후, 압연 처리를 실시해도 좋다.In step (B), an active material layer is formed by applying the electrode material obtained in step (A) on a current collector for constituting a positive electrode or a negative electrode of an electrical storage device, and, if necessary, after drying this active material layer, the active material layer is applied to the active material layer. An electrode is obtained by applying a pressure by a rolling process. (A) After shape|molding the electrode material obtained in the process to a predetermined shape and crimping|bonding it on an electrical power collector, you may perform a rolling process.

(B) 공정에 있어서, 활물질층에 압력을 더해 가면 적어도 일부가 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본이 더욱 퍼져서 활물질 입자의 표면을 덮으면서 치밀화하여 활물질 입자가 서로 접근하고, 이것에 따라 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본이 활물질 입자의 표면을 덮으면서 인접하는 활물질 입자의 사이에 형성되는 간극부 뿐만 아니라 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에도 압출되어서 치밀하게 충전된다. 그 때문에, 전극에 있어서의 단위체적당의 활물질량이 증가하고, 전극 밀도가 증가한다. 또한, 치밀하게 충전된 페이스트상의 산화 처리 카본은 도전제로서 기능하는데에 충분한 도전성을 갖는다.In the step (B), when pressure is added to the active material layer, the oxidation-treated carbon, at least partially changed to a paste-like form, further spreads and densifies while covering the surface of the active material particles, so that the active material particles approach each other, and thereby change to a paste-like form While the oxidation-treated carbon covers the surface of the active material particles, it is extruded and densely filled not only in the gaps formed between the adjacent active material particles but also in the pores existing on the surface of the active material particles. Therefore, the amount of active material per unit volume in an electrode increases, and an electrode density increases. In addition, the densely filled paste-like oxidation-treated carbon has sufficient conductivity to function as a conductive agent.

축전 디바이스의 전극을 위한 집전체로서는 백금, 금, 니켈, 알루미늄, 티탄, 강, 카본 등의 도전 재료를 사용할 수 있다. 집전체의 형상은 막상, 박상, 판상, 그물상, 익스팬드메탈상, 원통상 등의 임의의 형상을 채용할 수 있다. 활물질층의 건조는, 필요에 따라서 감압·가열해서 용매를 제거하면 좋다. 압연 처리에 의해 활물질층에 가해지는 압력은, 일반적으로는 50000~1000000N/㎠, 바람직하게는 100000~500000N/㎠의 범위이다. 또한, 압연 처리의 온도에는 특별한 제한이 없고, 처리를 상온에서 행해도 좋고 가열 조건 하에서 행해도 좋다.As an electrical power collector for the electrode of an electrical storage device, electrically-conductive materials, such as platinum, gold|metal|money, nickel, aluminum, titanium, steel, and carbon, can be used. As the shape of the current collector, any shape such as a film shape, a foil shape, a plate shape, a net shape, an expanded metal shape, and a cylindrical shape can be adopted. What is necessary is just to dry the active material layer by pressure-reducing and heating as needed to remove a solvent. The pressure applied to the active material layer by the rolling process is generally in the range of 50000 to 1000000 N/cm 2 , and preferably in the range of 100000 to 500000 N/cm 2 . In addition, there is no restriction|limiting in particular in the temperature of a rolling process, You may perform a process at normal temperature, and you may carry out under heating conditions.

본 발명의 전극의 바람직한 형태에 있어서, 활물질층 중의 페이스트상의 도전성 카본은 50㎚ 이하의 폭의, 인접하는 전극 활물질 입자 사이에 형성된 간극부 및/또는 전극 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에도 존재한다. 그 때문에, 페이스트상의 도전성 카본에 의한 활물질 입자의 표면의 피복률이 향상되고, 활물질층 전체의 도전성이 향상되며, 전극 밀도가 향상된다. 종래의 축전 디바이스의 전극에 있어서 도전제로서 사용되고 있는 카본 블랙, 천연 흑연, 카본 나노튜브 등의 도전성 카본은, 이와 같은 좁은 폭의 간극부 또는 구멍의 내부에는 거의 침입할 수 없다.In a preferred embodiment of the electrode of the present invention, the paste-like conductive carbon in the active material layer has a width of 50 nm or less and is formed between adjacent electrode active material particles and/or inside the pores existing on the surface of the electrode active material particles. exist. Therefore, the coverage of the surface of the active material particle by paste-form conductive carbon improves, the electroconductivity of the whole active material layer improves, and an electrode density improves. Conductive carbon, such as carbon black, natural graphite, and carbon nanotube, which is used as a conductive agent in the electrode of the conventional electrical storage device, hardly penetrates into the inside of such narrow gap|interval or a hole.

본 발명의 전극이 치밀하게 충전된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 활물질층을 갖고 있는데도 불구하고, 축전 디바이스 중의 전해액의 전극 내로의 함침이 억제되지 않는 것을 알 수 있다. 본 발명의 전극의 바람직한 형태에 있어서, 수은압입법에 의해 전극의 활물질층의 세공 분포를 측정하면, 활물질층이 직경 5~40㎚의 세공을 갖고 있는 것을 알 수 있다. 이 미소한 세공은 주로 산화 처리 카본으로부터 유도되어서 치밀화된 페이스트상의 도전성 카본에 있어서의 세공이라고 생각되지만, 축전 디바이스 중의 전해액이 페이스트상의 도전성 카본을 통과해서 활물질 입자에 이르기에는 충분한 크기이다. 따라서, 전극에 있어서의 페이스트상의 도전성 카본은 충분한 도전성을 갖고, 또한 축전 디바이스 중의 전해액의 함침을 억제하지 않는다. 그 결과, 축전 디바이스의 에너지 밀도의 향상이 초래된다.Although the electrode of this invention has the active material layer containing the paste-form conductive carbon with which it filled densely, it turns out that the impregnation in the electrode of the electrolyte solution in an electrical storage device is not suppressed. In the preferred aspect of the electrode of the present invention, when the pore distribution of the active material layer of the electrode is measured by the mercury intrusion method, it is found that the active material layer has pores with a diameter of 5 to 40 nm. These micropores are mainly derived from oxidation-treated carbon and are considered to be pores in the densified paste-like conductive carbon, but it is a sufficient size for the electrolyte solution in the electrical storage device to pass through the paste-like conductive carbon to reach the active material particles. Therefore, the paste-form conductive carbon in an electrode has sufficient electroconductivity and does not suppress the impregnation of the electrolyte solution in an electrical storage device. As a result, the improvement of the energy density of an electrical storage device is brought about.

또한, 본 발명의 전극의 활물질층에 있어서 활물질 입자의 표면이 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에 이르기까지 치밀하게 페이스트상으로 퍼진 산화 처리 카본에 의해 피복되어 있기 때문이라고 생각되지만, 본 발명의 전극을 이용하여 축전 디바이스를 구성하면, 축전 디바이스 중의 전해액의 전극 내로의 함침이 억제되지 않는데도 불구하고 전해액에 대한 활물질의 용해가 억제되어 축전 디바이스의 사이클 특성이 향상되는 것을 알 수 있다. 본 발명의 전극의 바람직한 형태에서는, 종래의 아세틸렌 블랙 등의 도전제와 활물질 입자로부터 전극을 구성했을 경우에 비교해서, 활물질의 용해량이 약 40% 이상이나 감소한다. 그리고, 활물질의 용해가 대폭 억제되는 것에 기인하여, 축전 디바이스의 사이클 특성이 대폭 향상된다.In addition, in the active material layer of the electrode of the present invention, it is thought that this is because the surface of the active material particles is covered with the oxidized carbon densely spread in a paste form up to the inside of the pores existing on the surface of the active material particles, but in the present invention When a power storage device is constructed using an electrode of In a preferred embodiment of the electrode of the present invention, the dissolved amount of the active material is reduced by about 40% or more compared to the case in which the electrode is formed from the conventional conductive agent such as acetylene black and active material particles. And it originates in the dissolution of an active material being suppressed significantly, and cycling characteristics of an electrical storage device improve significantly.

특히, 전체의 10질량% 이상의 친수성 부분을 갖는 산화 처리 카본은 압력을 받으면 일체적으로 압축되어서 페이스트상으로 퍼지기 쉬워, 활물질 입자의 표면의 대부분 또는 전부를 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에 이르기까지 피복하고, 또한 치밀화하기 쉽다. 그 결과, 전극의 활물질층 중의 활물질 입자의 표면의 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 특히 바람직하게는 95% 이상이 산화 처리 카본으로부터 유도되어서 치밀화한 페이스트상의 도전성 카본과 접촉하고 있는 전극이 얻어진다.In particular, oxidation-treated carbon having a hydrophilic portion of 10% by mass or more of the total is compressed integrally when subjected to pressure and easily spreads in a paste form, so that most or all of the surface of the active material particles is placed inside the pores existing on the surface of the active material particles. It is easy to cover up to, and to densify. As a result, 80% or more, preferably 90% or more, particularly preferably 95% or more of the surface of the active material particles in the active material layer of the electrode is derived from oxidation-treated carbon and is in contact with the densified paste-like conductive carbon. is obtained

(3) 축전 디바이스(3) Power storage device

본 발명의 전극은 2차 전지, 전기 이중층 커패시터, 레독스 커패시터 및 하이브리드 커패시터 등의 축전 디바이스의 전극을 위해서 사용된다. 축전 디바이스는 한쌍의 전극(정극, 부극)과 이들간에 배치된 전해질을 필수 요소로서 포함하지만, 정극 및 부극 중 적어도 한쪽이 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된다.The electrode of the present invention is used for an electrode of a power storage device such as a secondary battery, an electric double layer capacitor, a redox capacitor, and a hybrid capacitor. A power storage device includes a pair of electrodes (positive electrode, negative electrode) and an electrolyte disposed therebetween as essential elements, but at least one of the positive electrode and the negative electrode is manufactured by the manufacturing method of the present invention.

축전 디바이스에 있어서 정극과 부극 사이에 배치되는 전해질은 세퍼레이터에 유지된 전해액이라도 좋고, 고체 전해질이라도 좋고, 겔상 전해질이라도 좋으며, 종래의 축전 디바이스에 있어서 사용되고 있는 전해질을 특별히 한정없이 사용할 수 있다. 이하에, 대표적인 전해질을 예시한다. 리튬 이온 2차 전지를 위해서는 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트, 디메틸카보네이트 등의 용매에 LiPF6, LiBF4, LiCF3SO3, LiN(CF3SO2)2 등의 리튬염을 용해시킨 전해액이 폴리올레핀 섬유 부직포, 유리 섬유 부직포 등의 세퍼레이터에 유지된 상태에서 사용된다. 이 외에, Li5La3Nb2O12, Li1 . 5Al0 . 5Ti1 .5(PO4)3, Li7La3Zr2O12, Li7P3S11 등의 무기 고체 전해질, 리튬염과 폴리에틸렌옥사이드, 폴리메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트 등의 고분자 화합물의 복합체로 이루어지는 유기 고체 전해질, 전해액을 폴리불화비닐리덴, 폴리아크릴로니트릴 등에 흡수시킨 겔상 전해질도 사용된다. 전기 이중층 커패시터 및 레독스 커패시터를 위해서는 (C2H5)4NBF4 등의 제 4급 암모늄염을 아크릴로니트릴, 프로필렌카보네이트 등의 용매에 용해시킨 전해액이 사용된다. 하이브리드 커패시터를 위해서는 리튬염을 프로필렌카보네이트 등에 용해시킨 전해액이나, 제 4급 암모늄염을 프로필렌카보네이트 등에 용해시킨 전해액이 사용된다.The electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode in the electrical storage device may be an electrolyte held in a separator, a solid electrolyte, or a gel electrolyte, and an electrolyte used in a conventional electrical storage device can be used without particular limitation. Hereinafter, representative electrolytes are exemplified. For lithium ion secondary batteries, an electrolyte solution in which lithium salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN(CF 3 SO 2 ) 2 are dissolved in a solvent such as ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, dimethyl carbonate, etc. It is used in the state hold|maintained by separators, such as this polyolefin fiber nonwoven fabric and a glass fiber nonwoven fabric. In addition, Li 5 La 3 Nb 2 O 12 , Li 1 . 5 Al 0 . 5 Ti 1.5 (PO 4 ) 3 , Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , Li 7 P 3 S 11 and other inorganic solid electrolytes, lithium salts and polymer compounds such as polyethylene oxide, polymethacrylate, and polyacrylate An organic solid electrolyte composed of a composite of For the electric double layer capacitor and the redox capacitor, an electrolyte solution obtained by dissolving a quaternary ammonium salt such as (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 in a solvent such as acrylonitrile or propylene carbonate is used. For the hybrid capacitor, an electrolyte in which lithium salt is dissolved in propylene carbonate or the like, or an electrolyte in which quaternary ammonium salt is dissolved in propylene carbonate or the like is used.

단, 정극과 부극간의 전해질로서 고체 전해질 또는 겔상 전해질이 사용될 경우에는, 활물질층에 있어서의 이온 전도 패스를 확보하는 목적으로, 상기 (A) 공정에 있어서 상술한 각 구성 요소에 고체 전해질을 첨가해서 전극 재료를 조제한다.However, when a solid electrolyte or a gel electrolyte is used as the electrolyte between the positive electrode and the negative electrode, for the purpose of securing an ion conduction path in the active material layer, a solid electrolyte is added to each of the above-mentioned components in the step (A). Prepare the electrode material.

실시예Example

본 발명을 이하의 실시예를 사용하여 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.The present invention will be described using the following examples, but the present invention is not limited to the following examples.

(1) 산화 처리 카본 및 전극의 제조(1) Production of oxidation-treated carbon and electrode

실시예 1Example 1

60% 질산 300mL에 케첸 블랙(상품명 EC300J, 케첸 블랙 인터내셔널사제, BET 비표면적 800㎡/g) 10g을 첨가하고, 얻어진 액에 초음파를 10분간 조사한 후 여과하여 케첸 블랙을 회수했다. 회수한 케첸 블랙을 3회 수세하고 건조함으로써, 산 처리 케첸 블랙을 얻었다. 이 산 처리 케첸 블랙 0.5g과, Fe(CH3COO)2 1.98g과, Li(CH3COO) 0.77g과, C6H8O7·H2O 1.10g과, CH3COOH 1.32g과, H3PO4 1.31g과, 증류수 120mL를 혼합하여 얻어진 혼합액을 스터러로 1시간 교반한 후, 공기 중 100℃에서 증발 건고시켜서 혼합물을 채집했다. 이어서, 얻어진 혼합물을 진동 볼밀 장치에 도입하고, 20hz로 10분간의 분쇄를 행하였다. 분쇄 후의 분체를 질소 중 700℃에서 3분간 가열하여, 케첸 블랙에 LiFePO4가 담지된 복합체를 얻었다.To 300 mL of 60% nitric acid, 10 g of Ketjen Black (trade name EC300J, manufactured by Ketjen Black International, BET specific surface area of 800 m 2 /g) was added, and the obtained solution was irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes, followed by filtration to recover Ketjen Black. The recovered Ketjen Black was washed with water 3 times and dried to obtain acid-treated Ketjen Black. 0.5 g of acid-treated Ketjen Black, 1.98 g of Fe(CH 3 COO) 2 , 0.77 g of Li(CH 3 COO), 1.10 g of C 6 H 8 O 7 .H 2 O, 1.32 g of CH 3 COOH, and , H 3 PO 4 1.31 g and 120 mL of distilled water were mixed, and the resulting mixture was stirred with a stirrer for 1 hour, and then evaporated to dryness at 100° C. in the air to collect the mixture. Next, the obtained mixture was introduced into a vibrating ball mill apparatus, and pulverization was performed at 20 hz for 10 minutes. The pulverized powder was heated at 700° C. in nitrogen for 3 minutes to obtain a composite in which LiFePO 4 was supported on Ketjen Black.

농도 30%의 염산 수용액 100mL에 얻어진 복합체 1g을 첨가하고, 얻어진 액에 초음파를 15분간 조사시키면서 복합체 중의 LiFePO4를 용해시켜서 남은 고체를 여과하여 수세하고, 건조시켰다. 건조 후의 고체의 일부를 TG 분석에 의해 공기 중 900℃까지 가열하고, 중량 손실을 측정했다. 중량 손실이 100%, 즉 LiFePO4가 잔류하고 있지 않은 것을 확인할 수 있을 때까지 상술의 염산 수용액에 의한 LiFePO4의 용해, 여과, 수세 및 건조의 공정을 반복하여, LiFePO4 프리의 산화 처리 카본을 얻었다.1 g of the obtained composite was added to 100 mL of an aqueous hydrochloric acid solution having a concentration of 30%, and the obtained solution was irradiated with ultrasonic waves for 15 minutes to dissolve LiFePO 4 in the composite, and the remaining solid was filtered, washed with water, and dried. A part of the dried solid was heated to 900°C in air by TG analysis, and the weight loss was measured. The LiFePO 4 free oxidation-treated carbon is obtained by repeating the steps of dissolving LiFePO 4 with an aqueous hydrochloric acid solution, filtration, washing with water, and drying until the weight loss is 100%, that is, it can be confirmed that no LiFePO 4 remains. got it

이어서, 얻어진 산화 처리 카본의 0.1g을 pH 11의 암모니아 수용액 20mL에 첨가하고, 1분간의 초음파 조사를 행하였다. 얻어진 액을 5시간 방치해서 고상 부분을 침전시켰다. 고상 부분의 침전 후, 상청액을 제거한 잔여 부분을 건조해서 건조 후의 고체의 중량을 측정했다. 건조 후의 고체의 중량을 최초의 산화 처리 카본의 중량 0.1g으로부터 뺀 중량의 최초의 산화 처리 카본의 중량 0.1g에 대한 중량비를, 산화 처리 카본에 있어서의 「친수성 부분」의 함유량으로 했다.Next, 0.1 g of the obtained oxidation-treated carbon was added to 20 mL of an aqueous ammonia solution having a pH of 11, followed by ultrasonic irradiation for 1 minute. The obtained liquid was left to stand for 5 hours to precipitate a solid part. After precipitation of the solid part, the residual part from which the supernatant liquid was removed was dried, and the weight of the solid after drying was measured. The weight ratio of the weight obtained by subtracting the weight of the dried solid from the weight of 0.1 g of the first oxidation-treated carbon to the weight of 0.1 g of the first oxidation-treated carbon was defined as the content of the "hydrophilic part" in the oxidation-treated carbon.

Fe(CH3COO)2와, Li(CH3COO)와, C6H8O7·H2O와, CH3COOH와, H3PO4를 증류수에 도입하여 얻어진 혼합액을 스터러로 1시간 교반한 후, 공기 중 100℃에서 증발 건고시킨 후, 질소 중 700℃에서 3분간 가열함으로써 1차 입자 지름 100㎚(평균 입경 100㎚)의 LiFePO4의 미소 입자를 얻었다. 이어서, 시판의 LiFePO4의 조대 입자(1차 입자 지름 0.5~1㎛, 2차 입자 지름 2~3㎛, 평균 입경 2.5㎛)와, 얻어진 미소 입자와, 상기 산화 처리 카본을 90:9:1의 질량비로 혼합해서 전극 재료를 얻고, 또한 전체의 5질량%의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 전극을 얻었다. 이 전극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다.Fe(CH 3 COO) 2 , Li(CH 3 COO), C 6 H 8 O 7 ·H 2 O, CH 3 COOH, and H 3 PO 4 A mixture obtained by introducing distilled water into distilled water was 1 After stirring for an hour, it was evaporated to dryness at 100°C in air, and then heated at 700°C in nitrogen for 3 minutes to obtain fine particles of LiFePO 4 having a primary particle size of 100 nm (average particle size of 100 nm). Next, commercially available coarse particles of LiFePO 4 (primary particle diameter of 0.5 to 1 μm, secondary particle diameter of 2 to 3 μm, average particle diameter of 2.5 μm), the obtained fine particles, and the oxidation-treated carbon were mixed with 90:9:1 The electrode material is obtained by mixing in a mass ratio of After drying, a rolling treatment was performed to obtain an electrode. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this electrode.

실시예 2Example 2

실시예 1에 있어서의 순서 중, 산 처리 케첸 블랙 0.5g과, Fe(CH3COO)2 1.98g과, Li(CH3COO) 0.77g과, C6H8O7·H2O 1.10g과, CH3COOH 1.32g과, H3PO4 1.31g과, 증류수 120mL를 혼합하는 부분을, 산 처리 케첸 블랙 1.8g과, Fe(CH3COO)2 0.5g과, Li(CH3COO) 0.19g과, C6H8O7·H2O 0.28g과, CH3COOH 0.33g과, H3PO4 0.33g과, 증류수 250mL를 혼합하는 순서로 변경한 점을 제외하고, 실시예 1의 순서를 반복했다.In the procedure in Example 1, 0.5 g of acid-treated Ketjen Black, 1.98 g of Fe(CH 3 COO) 2 , 0.77 g of Li(CH 3 COO), and 1.10 g of C 6 H 8 O 7 ·H 2 O And, CH 3 COOH 1.32 g, H 3 PO 4 1.31 g, and a portion for mixing 120 mL of distilled water, acid-treated Ketjen Black 1.8 g, Fe(CH 3 COO) 2 0.5 g, Li(CH 3 COO) 0.19 g, C 6 H 8 O 7 ·H 2 O 0.28 g, CH 3 COOH 0.33 g, H 3 PO 4 0.33 g, and 250 mL of distilled water Except for changing the order of mixing, Example 1 sequence was repeated.

실시예 3Example 3

40% 질산 300mL에 실시예 1에서 사용한 케첸 블랙 10g을 첨가하고, 얻어진 액에 초음파를 10분간 조사한 후, 여과해서 케첸 블랙을 회수했다. 회수한 케첸 블랙을 3회 수세하고 건조함으로써 산 처리 케첸 블랙을 얻었다. 이 산 처리 케첸 블랙 1.8g을 실시예 2에서 사용한 산 처리 케첸 블랙 1.8g 대신에 사용한 점을 제외하고, 실시예 2의 순서를 반복했다.After adding 10 g of Ketjen Black used in Example 1 to 300 mL of 40% nitric acid, and irradiating ultrasonic waves for 10 minutes to the obtained liquid, it filtered and collect|recovered Ketjen Black. The recovered Ketjen Black was washed with water 3 times and dried to obtain acid-treated Ketjen Black. The procedure of Example 2 was repeated except that 1.8 g of this acid-treated Ketjen Black was used instead of 1.8 g of the acid-treated Ketjen Black used in Example 2.

비교예 1Comparative Example 1

60% 질산 300mL에 실시예 1에서 사용한 케첸 블랙 10g을 첨가하고, 얻어진 액에 초음파를 1시간 조사한 후, 여과해서 케첸 블랙을 회수했다. 회수한 케첸 블랙을 3회 수세하고 건조함으로써 산 처리 케첸 블랙을 얻었다. 이 산 처리 케첸 블랙을 질소 중 700℃에서 3분간 가열했다. 얻어진 산화 처리 카본에 대해서, 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 친수성 부분의 함유량을 측정했다. 또한, 얻어진 산화 처리 카본을 이용하여 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 LiFePO4 함유 전극을 작성하고, 전극 밀도를 산출했다.After adding 10 g of Ketjen Black used in Example 1 to 300 mL of 60% nitric acid, and irradiating an ultrasonic wave to the obtained liquid for 1 hour, it filtered and collect|recovered Ketjen Black. The recovered Ketjen Black was washed with water 3 times and dried to obtain acid-treated Ketjen Black. This acid-treated Ketjen Black was heated at 700° C. in nitrogen for 3 minutes. About the obtained oxidation-treated carbon, content of the hydrophilic part was measured in the same procedure as the procedure in Example 1. Moreover, using the obtained oxidation-treated carbon, the LiFePO 4 containing electrode was created in the same procedure as the procedure in Example 1, and the electrode density was computed.

비교예 2Comparative Example 2

30% 질산 300mL에 실시예 1에서 사용한 케첸 블랙 10g을 첨가하고, 얻어진 액에 초음파를 10분간 조사한 후, 여과해서 케첸 블랙을 회수했다. 회수한 케첸 블랙을 3회 수세하고, 건조함으로써 산 처리 케첸 블랙을 얻었다. 이어서, 진동 볼밀에 의한 분쇄를 행하지 않고, 질소 중 700℃ 3분간 가열했다. 얻어진 산화 처리 카본에 대해서, 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 친수성 부분의 함유량을 측정했다. 또한, 얻어진 산화 처리 카본을 이용하여 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 LiFePO4 함유 전극을 작성하고, 전극 밀도를 산출했다.After adding 10 g of Ketjen Black used in Example 1 to 300 mL of 30% nitric acid, and irradiating an ultrasonic wave to the obtained liquid for 10 minutes, it filtered and collect|recovered Ketjen Black. The recovered Ketjen Black was washed with water 3 times and dried to obtain acid-treated Ketjen Black. Then, it heated at 700 degreeC for 3 minutes in nitrogen without performing grinding|pulverization by a vibrating ball mill. About the obtained oxidation-treated carbon, content of the hydrophilic part was measured in the same procedure as the procedure in Example 1. Moreover, using the obtained oxidation-treated carbon, the LiFePO 4 containing electrode was created in the same procedure as the procedure in Example 1, and the electrode density was computed.

비교예 3Comparative Example 3

친수성 부분의 전극 밀도에 대한 기여를 확인하기 위해서, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본의 40mg을 순수 40mL에 첨가하고, 30분간 초음파 조사를 행하여 카본을 순수에 분산시키고, 분산액을 30분간 방치해서 상청액을 제거하고, 잔류 부분을 건조시킴으로써 고체를 얻었다. 이 고체에 대해서, 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 친수성 부분의 함유량을 측정했다. 또한, 얻어진 고체를 이용하여 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 LiFePO4 함유 전극을 작성하고, 전극 밀도를 산출했다.In order to confirm the contribution of the hydrophilic portion to the electrode density, 40 mg of the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 was added to 40 mL of pure water, sonicated for 30 minutes to disperse the carbon in the pure water, and the dispersion was left for 30 minutes. A solid was obtained by removing the supernatant and drying the remaining portion. About this solid, content of the hydrophilic part was measured in the same procedure as the procedure in Example 1. Moreover, the LiFePO 4 containing electrode was created in the same procedure as the procedure in Example 1 using the obtained solid, and the electrode density was computed.

비교예 4Comparative Example 4

실시예 1에서 사용한 케첸 블랙 원료에 대해서, 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 친수성 부분의 함유량을 측정했다. 또한, 이 케첸 블랙 원료를 이용하여 실시예 1에 있어서의 순서와 같은 순서로 LiFePO4 함유 전극을 작성하고, 전극 밀도를 산출했다.About the Ketjen black raw material used in Example 1, content of the hydrophilic part was measured in the same procedure as the procedure in Example 1. Moreover, using this Ketjen Black raw material, the LiFePO 4 containing electrode was created in the same procedure as the procedure in Example 1, and the electrode density was computed.

도 1은 실시예 1~3 및 비교예 1~4의 카본에 대한 친수성 부분 함유량과, 실시예 1~3 및 비교예 1~4의 전극에 대한 전극 밀도의 관계를 나타낸 도면이다. 도 1로부터 분명한 바와 같이, 친수성 부분의 함유량이 산화 처리 카본 전체의 8질량%를 초과하면 전극 밀도가 증대되기 시작하고, 9질량%를 초과하면 전극 밀도가 급격하게 증대되기 시작하며, 친수성 부분의 함유량이 산화 처리 카본 전체의 10질량%를 초과하면 2.6g/cc 이상의 높은 전극 밀도가 얻어지는 것을 알 수 있었다. 또한, 실시예 1의 결과와 비교예 3의 결과의 비교로부터 분명한 바와 같이, 전극 밀도의 향상에는 산화 처리 카본의 친수성 부분의 기여가 큰 것을 알 수 있었다. 그리고, SEM 사진에 의한 관찰의 결과, 산화 처리 카본의 친수성 부분의 함유량이 증가하여 전극 밀도가 급격하게 증대되기 시작하면, 산화 처리 카본의 페이스트상화가 급격하게 진행되는 것이 확인되었다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the relationship between the hydrophilic part content with respect to the carbon of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4, and the electrode density with respect to the electrode of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-4. As is clear from Fig. 1, when the content of the hydrophilic portion exceeds 8% by mass of the total oxidation-treated carbon, the electrode density starts to increase, and when it exceeds 9% by mass, the electrode density begins to increase rapidly, and the It turned out that the high electrode density of 2.6 g/cc or more is obtained when content exceeds 10 mass % of the whole oxidation-treated carbon. Further, as is clear from the comparison of the results of Example 1 with the results of Comparative Example 3, it was found that the contribution of the hydrophilic portion of the oxidation-treated carbon to the improvement of the electrode density was large. And, as a result of observation by the SEM photograph, it was confirmed that when the content of the hydrophilic portion of the oxidation-treated carbon increased and the electrode density started to increase rapidly, the oxidation-treated carbon became paste-like rapidly.

(2) 리튬 이온 2차 전지로서의 평가(2) Evaluation as a lithium ion secondary battery

(i) 활물질: LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 (i) Active material: LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2

실시예 4Example 4

Li2CO3과, Ni(CH3COO)2와, Mn(CH3COO)2와, Co(CH3COO)2를 증류수에 도입하고, 얻어진 혼합액을 스터러로 1시간 교반한 후, 공기 중 100℃에서 증발 건고시킨 후, 볼밀로 혼합하고, 공기 중 800℃에서 10분간 가열함으로써 평균 입경 0.5㎛의 LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 미소 입자를 얻었다. 이 미소 입자와 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 90:10의 질량비로 혼합하여 예비 혼합물을 얻었다. 이어서, 86질량부의 시판의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2의 조대 입자(평균 입경 5㎛)와, 9질량부의 상기 예비 혼합물과, 2질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합하고, 또한 3질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 4.00g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.Li 2 CO 3 , Ni(CH 3 COO) 2 , Mn(CH 3 COO) 2 , and Co(CH 3 COO) 2 were introduced into distilled water, and the resulting mixture was stirred with a stirrer for 1 hour, and then air After evaporation to dryness at 100°C, mixing with a ball mill and heating at 800°C in air for 10 minutes to obtain LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 microparticles having an average particle size of 0.5 µm. These fine particles and the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 were mixed in a mass ratio of 90:10 to obtain a preliminary mixture. Next, 86 parts by mass of commercially available LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . Coarse particles of 2 O 2 (average particle diameter of 5 µm), 9 parts by mass of the above preliminary mixture, and 2 parts by mass of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) are mixed, and 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount N-methylpyrrolidone was added, kneaded sufficiently to form a slurry, and the slurry was applied on an aluminum foil and dried, followed by rolling to obtain a positive electrode for a lithium ion secondary battery. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 4.00 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

실시예 5Example 5

94질량부의 시판의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 입자(평균 입경 5㎛)와, 2질량부의 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본과, 2질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합하고, 또한 2질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.81g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.94 parts by mass of commercially available LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2 particles (average particle size: 5 µm), 2 parts by mass of the oxidation-treated carbon obtained in Example 1, and 2 parts by mass of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) are mixed, and further 2 parts by mass of polyvinyl fluoride Leadene and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone were added, kneaded sufficiently to form a slurry, and the slurry was coated on an aluminum foil and dried, followed by rolling to obtain a positive electrode for a lithium ion secondary battery. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.81 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

비교예 5Comparative Example 5

94질량부의 시판의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 입자(평균 입경 5㎛)와, 4질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합하고, 또한 2질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.40g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.94 parts by mass of commercially available LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2 particles (average particle diameter of 5 µm) and 4 parts by mass of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) are mixed, and 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone are added After kneading and forming a slurry, this slurry was apply|coated on aluminum foil and dried, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.40 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

도 2에 실시예 5의 리튬 이온 2차 전지의 정극의 단면에 대한 SEM 사진을, 도 3에 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지의 정극의 단면에 대한 SEM 사진을 나타낸다. 각 도면에 있어서, (A)는 1500배의 사진이고, (B)는 25000배의 사진이다. 도 2의 (A) 및 도 3의 (A)에 있어서 활물질층의 두께가 t로 나타내어져 있지만, 활물질층에 있어서의 활물질 입자와 카본의 함유량이 동일한데도 불구하고, 실시예 5의 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 활물질층은 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 활물질층보다 얇게 되어 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 2의 (A)와 도 3의 (A)의 비교로부터, 실시예 5의 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 활물질층에서는 활물질 입자끼리가 접근하여 화상에 있어서의 활물질층 전체의 면적에 대한 카본에 의해 점유되는 면적의 비율이 적은 것을 알 수 있다. 또한, 도 2의 (B)와 도 3의 (B)로부터 파악되는 바와 같이, 양자에 있어서의 카본의 형태는 현저하게 다르다. 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 활물질층(도 3의 (B))에서는 카본(아세틸렌 블랙) 1차 입자의 입계가 명료하고, 카본 입자간의 공극에 추가해서 활물질 입자와 카본 입자의 계면 근방, 특히 활물질 입자의 표면에 형성된 구멍의 근방에 큰 공극이 존재하는 것에 대해, 실시예 5의 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 활물질층(도 2의 (B))에서는 카본 1차 입자의 입계가 확인되지 않고, 카본이 페이스트상이며, 이 페이스트상의 카본이 활물질 입자의 50㎚ 이하의 폭을 갖는 구멍(1차 입자간의 간극)의 심부에까지 침입하고 있어, 공극이 거의 존재하지 않는 것을 알 수 있다. 또한, 활물질 입자의 표면의 90% 이상이 페이스트상의 카본과 접촉하고 있는 것을 알 수 있다. 이 카본의 형태의 상위에 의해, 실시예 5 및 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지의 정극에 있어서의 전극 밀도의 상위가 초래되고 있는 것을 알 수 있었다.FIG. 2 shows an SEM photograph of a cross section of the positive electrode of the lithium ion secondary battery of Example 5, and FIG. 3 shows a SEM photograph of a cross section of the positive electrode of the lithium ion secondary battery of Comparative Example 5. In each figure, (A) is a photograph of 1500 magnification, (B) is a photograph of 25000 magnification. Although the thickness of the active material layer is indicated by t in FIGS. 2A and 3A , the lithium ion 2 of Example 5 is the same as the content of the active material particles and carbon in the active material layer. It turns out that the active material layer in a secondary battery is thinner than the active material layer in the lithium ion secondary battery of Comparative Example 5. In addition, from the comparison of Fig. 2 (A) and Fig. 3 (A), in the active material layer in the lithium ion secondary battery of Example 5, the active material particles approached each other, and the area of the entire active material layer in the image was It can be seen that the ratio of the area occupied by carbon to the carbon is small. Moreover, as can be grasped|ascertained from FIG.2(B) and FIG.3(B), the form of carbon in both is remarkably different. In the active material layer (FIG. 3(B)) of the lithium ion secondary battery of Comparative Example 5, the grain boundaries of the primary carbon (acetylene black) particles are clear, and in addition to the voids between the carbon particles, the active material particles and the carbon particles While large voids exist in the vicinity of the interface, particularly in the vicinity of pores formed on the surface of the active material particles, in the active material layer (FIG. 2B) in the lithium ion secondary battery of Example 5, the carbon primary particles It was found that no grain boundaries were observed, and the carbon was paste-like, and the paste-like carbon penetrated deep into the pores (gaps between primary particles) having a width of 50 nm or less of the active material particles, so there were almost no voids. can Moreover, it turns out that 90% or more of the surfaces of the active material particles are in contact with paste-like carbon. It turned out that the difference in the electrode density in the positive electrode of the lithium ion secondary battery of Example 5 and Comparative Example 5 was caused by the difference in the form of this carbon.

상술한 바와 같이, 실시예 5에 있어서의 활물질층은 비교예 5에 있어서의 활물질층보다 얇게 되어 있기 때문에 실시예 5의 활물질층에 있어서의 재료 충전율이 큰 것을 알 수 있지만, 이하의 식을 이용하여 재료 충전율을 확인했다. 또한, 이론 전극 밀도란, 활물질층에 있어서의 공극이 0%라고 가정했을 때의 전극 밀도이다.As described above, since the active material layer in Example 5 is thinner than the active material layer in Comparative Example 5, it can be seen that the material filling rate in the active material layer of Example 5 is large, but the following formula is used Thus, the material filling rate was confirmed. In addition, a theoretical electrode density is an electrode density when it is assumed that the space|gap in an active material layer is 0 %.

재료 충전율(%)=전극 밀도×100/이론 전극 밀도 (I)Material filling factor (%) = electrode density × 100/theoretical electrode density (I)

이론 전극 밀도(g/cc)Theoretical electrode density (g/cc)

= 100/{a/X+b/Y+ (100-a-b)/Z} (II) = 100/{a/X+b/Y+ (100-a-b)/Z} (II)

a: 활물질층 전체에 대한 활물질의 질량% a: mass % of active material with respect to the entire active material layer

b: 활물질층 전체에 대한 카본의 질량% b: mass % of carbon with respect to the entire active material layer

100-a-b: 활물질층 전체에 대한 폴리불화비닐리덴의 질량% 100-a-b: mass % of polyvinylidene fluoride with respect to the entire active material layer

X: 활물질의 진밀도 Y: 카본 블랙의 진밀도 X: True density of active material Y: True density of carbon black

Z: 폴리불화비닐리덴의 진밀도 Z: true density of polyvinylidene fluoride

그 결과, 실시예 5에 있어서의 활물질층의 재료 충전율은 86.8%, 비교예 5에 있어서의 활물질층의 재료 충전율은 79.1%이며, 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 전극에 있어서 7.7%나 충전율의 향상이 확인되었다.As a result, the material filling rate of the active material layer in Example 5 was 86.8%, and the material filling rate of the active material layer in Comparative Example 5 was 79.1%, in an electrode containing paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon. An improvement of 7.7% or more of the filling rate was confirmed.

도 4에 실시예 5에 있어서의 활물질층과 비교예 5에 있어서의 활물질층에 대해서, 수은압입법에 의해 세공 분포를 측정한 결과를 나타낸다. 비교예 5에 있어서의 활물질층에는 직경 20㎚ 미만의 세공이 거의 존재하지 않고, 세공의 대부분이 직경 약 30㎚, 직경 약 40㎚, 직경 약 150㎚에 피크를 나타내는 세공인 것을 알 수 있다. 직경 약 150㎚에 피크를 나타내는 세공은 주로 활물질 입자에 기인하는 세공이며, 직경 약 30㎚, 직경 약 40㎚에 피크를 나타내는 세공은 주로 아세틸렌 블랙의 입자간에 확인되는 세공이라고 생각된다. 이에 대하여, 실시예 5에 있어서의 활물질층에서는 비교예 5에 있어서의 활물질층의 세공 중 직경 약 100㎚ 이상의 세공이 감소하고 있고, 이것을 대신해서 직경 5~40㎚의 범위의 세공이 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 직경 약 100㎚ 이상의 세공이 감소하고 있는 것은, 활물질 입자의 세공이 페이스트상의 도전성 카본에 의해 덮여져 있기 때문으로 생각된다. 또한, 직경 5~40㎚의 세공은 주로 산화 처리 카본으로부터 유도되어서 치밀화한 페이스트상의 도전성 카본에 있어서의 세공으로 생각되지만, 축전 디바이스 중의 전해액이 페이스트상의 도전성 카본을 통과해서 활물질 입자에 이르기에는 충분한 크기이다. 따라서, 전극에 있어서의 페이스트상의 도전성 카본은 축전 디바이스 중의 전해액의 함침을 억제하지 않는다고 판단되었다.About the active material layer in Example 5 and the active material layer in Comparative Example 5 in FIG. 4, the result of having measured the pore distribution by the mercury intrusion method is shown. It turns out that the active material layer in Comparative Example 5 hardly had pores with a diameter of less than 20 nm, and most of the pores were pores showing peaks at about 30 nm in diameter, about 40 nm in diameter, and about 150 nm in diameter. The pores exhibiting a peak at about 150 nm in diameter are mainly due to the active material particles, and the pores showing peaks at about 30 nm in diameter and about 40 nm in diameter are considered to be pores mainly found between particles of acetylene black. On the other hand, in the active material layer in Example 5, the number of pores with a diameter of about 100 nm or more among the pores of the active material layer in Comparative Example 5 is decreasing, and instead of this, pores in the range of 5 to 40 nm in diameter are increasing. it can be seen that It is thought that the pore of diameter about 100 nm or more is decreasing because the pore of an active material particle is covered with paste-form conductive carbon. In addition, the pores having a diameter of 5 to 40 nm are mainly derived from oxidation-treated carbon and are considered to be pores in the densified paste-like conductive carbon, but the size sufficient for the electrolyte solution in the electrical storage device to pass through the paste-like conductive carbon to reach the active material particles. am. Therefore, it was judged that the paste-form conductive carbon in an electrode did not suppress the impregnation of the electrolyte solution in an electrical storage device.

도 5는 실시예 4, 실시예 5, 및 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지에 대한, 레이트와 정극 활물질층의 체적당의 방전 용량의 관계를 나타낸 도면이다. 실시예 5의 리튬 이온 2차 전지는 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지보다 증대된 용량을 나타내고, 실시예 4의 리튬 이온 2차 전지는 실시예 5의 리튬 이온 2차 전지보다 더욱 증대된 용량을 나타냈다. 즉, 정극의 전극 밀도가 증대함에 따라서 체적당의 방전 용량도 증대됐다. 또한, 이들 2차 전지는 대략 동일한 레이트 특성을 나타냈다. 이것으로부터도 실시예 4, 실시예 5의 2차 전지에 있어서의 활물질층에 포함되는 산화 처리 카본으로부터 유도되어서 치밀화한 페이스트상의 도전성 카본이 도전제로서 기능하기에 충분한 도전성을 가짐과 아울러, 2차 전지 중의 전해액의 함침을 억제하지 않는 것을 알 수 있다. 실시예 4의 2차 전지의 정극과 실시예 5의 2차 전지의 정극은 활물질층에 있어서의 활물질 입자와 카본의 함유량이 대략 동일한데도 불구하고 전자가 후자보다 높은 전극 밀도를 나타내지만, 이것은 실시예 4의 2차 전지의 정극에 있어서의 활물질층에서는 미소 입자가 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 압박하면서 페이스트상화한 산화 처리 카본과 함께 인접하는 조대 입자 사이에 형성되는 간극부에 압출시켜서 충전되기 때문으로 생각되었다.5 is a diagram showing the relationship between the rate and the discharge capacity per volume of the positive electrode active material layer for the lithium ion secondary batteries of Examples 4, 5, and Comparative Example 5; The lithium ion secondary battery of Example 5 exhibits an increased capacity than the lithium ion secondary battery of Comparative Example 5, and the lithium ion secondary battery of Example 4 has a further increased capacity than the lithium ion secondary battery of Example 5 showed That is, as the electrode density of the positive electrode increased, the discharge capacity per volume also increased. In addition, these secondary batteries exhibited approximately the same rate characteristics. Also from this, the paste-like conductive carbon derived from the oxidation-treated carbon contained in the active material layer in the secondary batteries of Examples 4 and 5 and densified has sufficient conductivity to function as a conductive agent, and the secondary battery It turns out that the impregnation of the electrolyte solution in a battery is not suppressed. Although the positive electrode of the secondary battery of Example 4 and the positive electrode of the secondary battery of Example 5 have approximately the same content of active material particles and carbon in the active material layer, the former exhibits a higher electrode density than the latter, but this In the active material layer in the positive electrode of the secondary battery of Example 4, fine particles are extruded into the gap formed between adjacent coarse particles together with the paste-formed oxidation treated carbon while pressing the oxidation treated carbon obtained in Example 1 It was thought to be due to charging.

실시예 5와 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지에 대해서, 60℃, 0.5C의 충방전 레이트의 조건 하, 4.6~3.0V의 범위에서 충방전을 반복했다. 도 6에, 얻어진 사이클 특성의 결과를 나타낸다. 실시예 5의 2차 전지가 비교예 5의 2차 전지보다 뛰어난 사이클 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 이것은 도 2와 도 3의 비교로부터 파악되는 바와 같이, 전자에 있어서의 활물질층 중의 활물질 입자의 표면의 대략 전체가 활물질 입자 표면의 구멍의 심부에 이르기까지 치밀한 페이스트상의 카본에 의해 피복되어 있고, 이 치밀한 페이스트상의 카본이 활물질의 열화를 억제하고 있기 때문으로 생각되었다.For the lithium ion secondary batteries of Example 5 and Comparative Example 5, charging and discharging were repeated in the range of 4.6 to 3.0 V under conditions of 60° C. and a charge/discharge rate of 0.5 C. 6 shows the results of the obtained cycle characteristics. It can be seen that the secondary battery of Example 5 has superior cycle characteristics than the secondary battery of Comparative Example 5. As can be seen from the comparison between FIG. 2 and FIG. 3, approximately the entire surface of the active material particles in the active material layer in the former is covered with dense paste-like carbon up to the depth of the pores on the surface of the active material particles, and this It was thought that it was because the dense paste-like carbon suppressed deterioration of an active material.

(ii) 활물질: LiCoO2 (ii) active material: LiCoO 2

실시예 6Example 6

Li2CO3과, Co(CH3COO)2와, C6H807·H2O를 증류수에 도입하고, 얻어진 혼합액을 스터러로 1시간 교반한 후, 공기 중 100℃에서 증발 건고시킨 후, 공기 중 800℃에서 10분간 가열함으로써 평균 입경 0.5㎛의 LiCoO2 미소 입자를 얻었다. 이 미소 입자와 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 90:10의 질량비로 혼합하여, 예비 혼합물을 얻었다. 이어서, 86질량부의 시판의 LiCoO2의 조대 입자(평균 입경 10㎛)와, 9질량부의 상기 예비 혼합물과, 2질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합하고, 또한 3질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 4.25g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.Li 2 CO 3 , Co(CH 3 COO) 2 , and C 6 H 8 0 7 ·H 2 O were introduced into distilled water, and the resulting mixture was stirred with a stirrer for 1 hour, and then evaporated to dryness at 100° C. in air. After heating, LiCoO 2 microparticles having an average particle diameter of 0.5 µm were obtained by heating at 800°C in air for 10 minutes. These fine particles and the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 were mixed in a mass ratio of 90:10 to obtain a preliminary mixture. Next, 86 parts by mass of commercially available coarse particles of LiCoO 2 (average particle size of 10 µm), 9 parts by mass of the above preliminary mixture, and 2 parts by mass of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) are mixed, and 3 parts by mass of poly After adding vinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone and kneading it sufficiently to form a slurry, this slurry was coated on an aluminum foil and dried, followed by rolling to obtain a positive electrode for a lithium ion secondary battery. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 4.25 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

실시예 7Example 7

94질량부의 시판의 LiCoO2 입자(평균 입경 10㎛)와, 2질량부의 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본과, 2질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합하고, 또한 2질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 4.05g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.94 parts by mass of commercially available LiCoO 2 particles (average particle size of 10 µm), 2 parts by mass of the oxidation-treated carbon obtained in Example 1, and 2 parts by mass of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) are mixed, and further 2 parts by mass Negative polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone are added and thoroughly kneaded to form a slurry, the slurry is coated on an aluminum foil and dried, and then a rolling treatment is performed to obtain a positive electrode for a lithium ion secondary battery. got it The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 4.05 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

비교예 6Comparative Example 6

94질량부의 시판의 LiCoO2 입자(평균 입경 10㎛)와, 4질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합하고, 또한 2질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.60g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.94 parts by mass of commercially available LiCoO 2 particles (average particle size of 10 µm) and 4 parts by mass of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) are mixed, and 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone was added, kneaded sufficiently to form a slurry, and the slurry was applied on an aluminum foil and dried, followed by rolling to obtain a positive electrode for a lithium ion secondary battery. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.60 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

실시예 7에 있어서의 활물질층과, 비교예 6에 있어서의 활물질층에 대해서 상술한 식 (I), (II)를 이용하여 재료 충전율을 확인했다. 그 결과, 실시예 7에 있어서의 활물질층의 재료 충전율은 85.6%, 비교예 6에 있어서의 활물질층의 재료 충전율은 79.1%이며, 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 전극에 있어서 6.5%나 충전율의 향상이 확인되었다.The material filling rate was confirmed using Formula (I) and (II) mentioned above about the active material layer in Example 7 and the active material layer in Comparative Example 6. As a result, the material filling rate of the active material layer in Example 7 was 85.6%, and the material filling rate of the active material layer in Comparative Example 6 was 79.1%, in an electrode containing paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon. An improvement of 6.5% or more of the filling rate was confirmed.

도 7은 실시예 6, 실시예 7, 및 비교예 6의 리튬 이온 2차 전지에 대한, 레이트와 정극 활물질층의 체적당의 방전 용량의 관계를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 결과와 마찬가지로, 전극 밀도가 증대함에 따라서 방전 용량도 증대하고, 대략 동일한 레이트 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다. 실시예 7과 비교예 6의 리튬 이온 2차 전지에 대해서 60℃, 0.5C의 충방전 레이트의 조건 하, 4.3~3.0V의 범위에서 충방전을 반복했다. 도 8에, 얻어진 사이클 특성의 결과를 나타낸다. 도 6에 나타낸 결과와 마찬가지로, 실시예 7의 2차 전지가 비교예 6의 2차 전지보다 뛰어난 사이클 특성을 갖는 것을 알 수 있다.7 is a view showing the relationship between the rate and the discharge capacity per volume of the positive electrode active material layer for the lithium ion secondary batteries of Examples 6, 7, and Comparative Example 6; It turns out that similarly to the result shown in FIG. 5, the discharge capacity also increases as electrode density increases, and substantially the same rate characteristic is obtained. Charging/discharging was repeated in the range of 4.3-3.0V under the conditions of 60 degreeC and the charge-discharge rate of 0.5C about the lithium ion secondary battery of Example 7 and Comparative Example 6. Fig. 8 shows the results of the obtained cycle characteristics. 6 , it can be seen that the secondary battery of Example 7 has superior cycle characteristics than the secondary battery of Comparative Example 6.

(iii) 활물질: Li1 . 2Mn0 . 56Ni0 . 17Co0 . 07O2 (iii) Active material: Li 1 . 2 Mn 0 . 56 Ni 0 . 17 Co 0 . 07 O 2

실시예 8Example 8

Li(CH3COO) 1.66g과, Mn(CH3COO)2·4H2O 2.75g과, Ni(CH3COO)2·4H2O 0.85g과, Co(CH3COO)2·4H2O 0.35g과, 증류수 200mL를 혼합하고, 이배퍼레이터를 이용하여 용매를 제거하고 혼합물을 채집했다. 이어서, 채집한 혼합물을 진동 볼밀 장치에 도입하고, 15hz로 10분간의 분쇄를 행하여 균일한 혼합물을 얻었다. 분쇄 후의 혼합물을 공기 중 900℃에서 1시간 가열하고, 평균 입경이 1㎛ 이하인 리튬 과잉 고용체 Li1 . 2Mn0 . 56Ni0 . 17Co0 . 07O2의 결정을 얻었다. 이 결정 입자의 91질량부와, 4질량부의 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 혼합하고, 또한 5질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.15g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.1.66 g of Li(CH 3 COO), 2.75 g of Mn(CH 3 COO) 2 .4H 2 O, and 0.85 g of Ni(CH 3 COO) 2 .4H 2 O, and Co(CH 3 COO) 2 .4H 2 0.35 g of O and 200 mL of distilled water were mixed, the solvent was removed using an evaporator, and the mixture was collected. Next, the collected mixture was introduced into a vibrating ball mill, and pulverized at 15 hz for 10 minutes to obtain a uniform mixture. The mixture after pulverization is heated in air at 900°C for 1 hour, and lithium excess solid solution Li 1 having an average particle size of 1 µm or less . 2 Mn 0 . 56 Ni 0 . 17 Co 0 . 07 O 2 crystals were obtained. 91 parts by mass of the crystal grains and 4 parts by mass of the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 are mixed, and further, 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone are added and sufficiently kneaded to form a slurry After forming and apply|coating this slurry on aluminum foil and drying, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.15 g/cc. Furthermore, using the obtained positive electrode, the lithium ion secondary battery which used 1 M LiPF6 ethylene carbonate/diethyl carbonate 1:1 solution as electrolyte solution, and used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

비교예 7Comparative Example 7

91질량부의 실시예 8에 있어서 얻어진 Li1 . 2Mn0 . 56Ni0 . 17Co0 . 07O2 입자와, 4질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합하고, 또한 5질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 2.95g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다.Li 1 obtained in Example 8 of 91 parts by mass . 2 Mn 0 . 56 Ni 0 . 17 Co 0 . 07 O 2 particles and 4 parts by mass of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) were mixed, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone were added and sufficiently kneaded to form a slurry, , After apply|coating this slurry on aluminum foil and drying it, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 2.95 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities.

도 9는 실시예 8 및 비교예 7의 리튬 이온 2차 전지에 대한, 레이트와 정극 활물질층의 체적당의 방전 용량의 관계를 나타낸 도면이다. 도 5에 나타낸 결과와 마찬가지로, 전극 밀도가 증대함에 따라서 방전 용량도 증대되고, 대략 동일한 레이트 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다. 실시예 8과 비교예 7의 리튬 이온 2차 전지에 대해서 25℃, 0.5C의 충방전 레이트의 조건 하, 4.8~2.5V의 범위에서 충방전을 반복했다. 도 10에, 얻어진 사이클 특성의 결과를 나타낸다. 도 6에 나타낸 결과 와 마찬가지로, 실시예 8의 2차 전지가 비교예 7의 2차 전지보다 뛰어난 사이클 특성을 갖는 것을 알 수 있다.9 is a diagram showing the relationship between the rate and the discharge capacity per volume of the positive electrode active material layer for the lithium ion secondary batteries of Example 8 and Comparative Example 7. FIG. It turns out that similarly to the result shown in FIG. 5, the discharge capacity also increases as electrode density increases, and substantially the same rate characteristic is obtained. For the lithium ion secondary batteries of Example 8 and Comparative Example 7, charging and discharging were repeated in the range of 4.8-2.5V under the conditions of 25 degreeC and the charge-discharge rate of 0.5C. In Fig. 10, the results of the obtained cycle characteristics are shown. 6 , it can be seen that the secondary battery of Example 8 has superior cycle characteristics than the secondary battery of Comparative Example 7.

(iv) 산화 처리 카본의 변경(iv) modification of oxidation-treated carbon

실시예 9Example 9

60% 질산 300mL에 공극을 갖는 퍼니스 블랙(평균 입경 20㎚, BET 비표면적 1400㎡/g) 10g을 첨가하고, 얻어진 액에 초음파를 10분간 조사한 후 여과하여 퍼니스 블랙을 회수했다. 회수한 퍼니스 블랙을 3회 수세하고 건조함으로써, 산 처리 퍼니스 블랙을 얻었다. 이 산 처리 퍼니스 블랙 0.5g과, Fe(CH3COO)2 1.98g과, Li(CH3COO) 0.77g과, C6H8O7·H2O 1.10g과, CH3COOH 1.32g과, H3PO4 1.31g과, 증류수 120mL를 혼합하여 얻어진 혼합액을 스터러로 1시간 교반한 후, 공기 중 100℃에서 증발 건고시켜서 혼합물을 채집했다. 이어서, 얻어진 혼합물을 진동 볼밀 장치에 도입하고, 20hz로 10분간의 분쇄를 행하였다. 분쇄 후의 분체를 질소 중 700℃에서 3분간 가열하여 퍼니스 블랙에 LiFePO4가 담지된 복합체를 얻었다.To 300 mL of 60% nitric acid, 10 g of voided furnace black (average particle size of 20 nm, BET specific surface area of 1400 m 2 /g) was added, and the resulting solution was irradiated with ultrasonic waves for 10 minutes, followed by filtration to recover furnace black. The recovered furnace black was washed with water 3 times and dried to obtain an acid-treated furnace black. 0.5 g of this acid-treated furnace black, 1.98 g of Fe(CH 3 COO) 2 , 0.77 g of Li(CH 3 COO), 1.10 g of C 6 H 8 O 7 .H 2 O, 1.32 g of CH 3 COOH , H 3 PO 4 1.31 g and 120 mL of distilled water were mixed, and the resulting mixture was stirred with a stirrer for 1 hour, and then evaporated to dryness at 100° C. in the air to collect the mixture. Next, the obtained mixture was introduced into a vibrating ball mill apparatus, and pulverization was performed at 20 hz for 10 minutes. The powder after pulverization was heated at 700° C. in nitrogen for 3 minutes to obtain a composite in which LiFePO 4 was supported on furnace black.

농도 30%의 염산수 용액 100mL에 얻어진 복합체 1g을 첨가하고, 얻어진 액에 초음파를 15분간 조사시키면서 복합체 중의 LiFePO4를 용해시켜서 남은 고체를 여과하여 수세하고, 건조시켰다. 건조 후의 고체의 일부를 TG 분석에 의해 공기 중 900℃까지 가열하고, 중량 손실을 측정했다. 중량 손실이 100%, 즉 LiFePO4가 잔류하고 있지 않은 것을 확인할 수 있을 때까지 상술의 염산 수용액에 의한 LiFePO4의 용해, 여과, 수세 및 건조의 공정을 반복하여, LiFePO4 프리의 산화 처리 카본을 얻었다.1 g of the obtained composite was added to 100 mL of a 30% hydrochloric acid solution, and the obtained solution was irradiated with ultrasonic waves for 15 minutes to dissolve LiFePO 4 in the composite, and the remaining solid was filtered, washed with water, and dried. A part of the dried solid was heated to 900°C in air by TG analysis, and the weight loss was measured. The LiFePO 4 free oxidation-treated carbon is obtained by repeating the steps of dissolving LiFePO 4 with an aqueous hydrochloric acid solution, filtration, washing with water, and drying until the weight loss is 100%, that is, it can be confirmed that no LiFePO 4 remains. got it

이어서, 얻어진 산화 처리 카본의 0.1g을 pH 11의 암모니아 수용액 20mL에 첨가하고, 1분간의 초음파 조사를 행하였다. 얻어진 액을 5시간 방치해서 고상 부분을 침전시켰다. 고상 부분의 침전 후, 상청액을 제거한 잔여 부분을 건조해서 건조 후의 고체의 중량을 측정했다. 건조 후의 고체의 중량을 최초의 산화 처리 카본의 중량 0.1g으로부터 뺀 중량의 최초의 산화 처리 카본의 중량 0.1g에 대한 중량비를, 산화 처리 카본에 있어서의 「친수성 부분」의 함유량으로 했다. 이 산화 처리 카본은 13%의 친수성 부분을 함유하고 있었다. 또한, 원료로서 사용한 공극을 갖는 퍼니스 블랙에 있어서의 친수성 부분은 겨우 2%이다.Next, 0.1 g of the obtained oxidation-treated carbon was added to 20 mL of an aqueous ammonia solution having a pH of 11, followed by ultrasonic irradiation for 1 minute. The obtained liquid was left to stand for 5 hours to precipitate a solid part. After precipitation of the solid part, the residual part from which the supernatant liquid was removed was dried, and the weight of the solid after drying was measured. The weight ratio of the weight obtained by subtracting the weight of the dried solid from the weight of 0.1 g of the first oxidation-treated carbon to the weight of 0.1 g of the first oxidation-treated carbon was defined as the content of the "hydrophilic part" in the oxidation-treated carbon. This oxidation-treated carbon contained 13% hydrophilic portion. In addition, the hydrophilic portion in the furnace black having voids used as a raw material is only 2%.

94질량부의 시판의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 입자(평균 입경 5㎛)와, 2질량부의 얻어진 산화 처리 카본과, 2질량부의 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 혼합했다. 도 11에, 얻어진 혼합물에 대한 50000배의 SEM 사진을 나타낸다. 입자의 표면이 부분적으로 페이스트상물에 덮여서 윤곽이 명료하게 파악되지 않게 되어 있지만, 이 페이스트상물은 퍼니스 블랙 원료를 산화 처리해서 얻어진 산화 처리 카본이 혼합의 압력에 의해 입자의 표면을 덮으면서 퍼진 것이다. 또한, 1차 입자 지름 40㎚의 아세틸렌 블랙이 양호하게 분산되어 있는 것을 알 수 있다. 일반적으로 미세한 입자는 응집하기 쉽다고 말해지고 있지만, 산화 처리 카본에 의해 미세한 입자의 응집이 효과적으로 억제되어 있다.94 parts by mass of commercially available LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2 particle|grains (average particle diameter of 5 micrometers), 2 mass parts of obtained oxidation-treated carbon, and 2 mass parts of acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) were mixed. In Fig. 11, a SEM photograph of 50000 times of the obtained mixture is shown. Although the surface of the particles is partially covered with a paste-like substance and the outline is not clearly grasped, this paste-like substance spreads while oxidation-treated carbon obtained by oxidizing the furnace black raw material covers the particle surface under the pressure of mixing. . Moreover, it turns out that acetylene black with a primary particle diameter of 40 nm is disperse|distributing favorably. Although it is generally said that fine particles are easy to agglomerate, the aggregation of fine particles is effectively suppressed by oxidation-treated carbon.

이어서, 얻어진 혼합물에 2질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.80g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서, 광범위한 전류 밀도의 조건 하에서 충방전 특성을 평가했다. 또한, 얻어진 전지에 대해서 60℃, 0.5C의 충방전 레이트의 조건 하, 4.6~3.0V의 범위에서 충방전을 반복했다.Next, 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone are added to the resulting mixture, thoroughly kneaded to form a slurry, and the slurry is coated on an aluminum foil and dried, followed by rolling treatment for lithium A positive electrode for an ion secondary battery was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.80 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the charging/discharging characteristic was evaluated under the conditions of a wide range of current densities. Moreover, charging and discharging were repeated about the obtained battery in the range of 4.6-3.0V under the conditions of 60 degreeC and the charging/discharging rate of 0.5C.

실시예 9와 비교예 5는 정극을 위한 카본의 종류에 있어서 다르지만 그 밖의 조건은 동일하고, 실시예 9에서는 공극을 갖는 퍼니스 블랙 원료로부터 얻어진 산화 처리 카본과 아세틸렌 블랙이 사용되었지만, 비교예 5에서는 아세틸렌 블랙만이 사용되었다. 비교예 5에 있어서의 정극의 전극 밀도는 3.40g/cc이며, 산화 처리 카본의 사용에 의해 전극 밀도가 대폭 향상됐다. 또한, 실시예 9와 실시예 5는 정극을 위한 산화 처리 카본의 종류에 있어서 다르지만 그 밖의 조건은 동일하고, 실시예 5에서는 케첸 블랙 원료로부터 얻어진 산화 처리 카본이 사용되었지만, 실시예 9에서는 퍼니스 블랙 원료로부터 얻어진 산화 처리 카본이 사용되었다. 실시예 5에 있어서의 정극의 전극 밀도는 3.81g/cc이며, 산화 처리 카본에 있어서의 원료의 상위에 관계없이 거의 동일한 전극 밀도가 얻어졌다.Example 9 and Comparative Example 5 were different in the type of carbon for the positive electrode, but other conditions were the same. In Example 9, oxidation-treated carbon and acetylene black obtained from voided furnace black raw materials were used, but in Comparative Example 5, Only acetylene black was used. The electrode density of the positive electrode in Comparative Example 5 was 3.40 g/cc, and the electrode density was significantly improved by the use of oxidation-treated carbon. Incidentally, Examples 9 and 5 differ in the type of oxidation-treated carbon for the positive electrode, but other conditions are the same. In Example 5, oxidation-treated carbon obtained from a Ketjen black raw material was used, but in Example 9, furnace black Oxidized carbon obtained from the raw material was used. The electrode density of the positive electrode in Example 5 was 3.81 g/cc, and substantially the same electrode density was obtained irrespective of the difference of the raw material in oxidation-treated carbon.

도 12에 실시예 9 및 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지에 대한 레이트와 정극 활물질층의 체적당의 방전 용량의 관계를 나타내고, 도 13에 실시예 9 및 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지에 대한 사이클 특성의 결과를 나타낸다. 도 12로부터 전극 밀도가 증대함에 따라서 방전 용량도 증대하고, 대략 동일한 레이트 특성이 얻어지고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 도 5에 있어서의 실시예 5의 2차 전지의 레이트 특성과 도 12에 있어서의 실시예 9의 2차 전지의 레이트 특성을 비교하면, 정극을 위해서 사용한 산화 처리 카본에 있어서의 원료의 상위에 관계없이 거의 동일한 레이트 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다. 도 13으로부터, 실시예 9의 2차 전지가 비교예 5의 2차 전지보다 뛰어난 사이클 특성을 갖는 것을 알 수 있다. 또한, 도 6에 있어서의 실시예 5의 2차 전지의 사이클 특성과 도 13에 있어서의 실시예 9의 2차 전지의 사이클 특성을 비교하면, 정극을 위해서 사용한 산화 처리 카본에 있어서의 원료의 상위에 관계없이 거의 동일한 사이클 특성이 얻어지는 것을 알 수 있다.12 shows the relationship between the rate and the discharge capacity per volume of the positive electrode active material layer for the lithium ion secondary batteries of Example 9 and Comparative Example 5, and FIG. 13 shows the lithium ion secondary batteries of Example 9 and Comparative Example 5 Shows the results of cycle characteristics for It can be seen from Fig. 12 that, as the electrode density increases, the discharge capacity also increases, and substantially the same rate characteristics are obtained. In addition, when the rate characteristics of the secondary battery of Example 5 in FIG. 5 are compared with the rate characteristics of the secondary battery of Example 9 in FIG. 12, differences in raw materials in the oxidation-treated carbon used for the positive electrode It can be seen that almost the same rate characteristics are obtained regardless of . 13 , it can be seen that the secondary battery of Example 9 has superior cycle characteristics than the secondary battery of Comparative Example 5. Further, when the cycle characteristics of the secondary battery of Example 5 in FIG. 6 and the cycle characteristics of the secondary battery of Example 9 in FIG. 13 are compared, differences in raw materials in the oxidation-treated carbon used for the positive electrode It can be seen that almost the same cycle characteristics are obtained regardless of the

(3) 활물질의 용해성(3) solubility of active material

상술한 바와 같이, 본 발명의 전극을 구비한 리튬 이온 2차 전지에 있어서 뛰어난 사이클 특성이 얻어지는 것은 활물질 입자의 표면의 대략 전체가 페이스트상의 카본에 의해 피복되어 있고, 이 페이스트상의 카본이 활물질의 열화를 억제하고 있기 때문으로 생각되지만, 이것을 확인하기 위해서 활물질의 용해성을 조사했다.As described above, in the lithium ion secondary battery provided with the electrode of the present invention, excellent cycle characteristics are obtained because substantially the entire surface of the active material particles is coated with paste-like carbon, and this paste-like carbon causes deterioration of the active material. Although it is thought that this is because it suppresses this, in order to confirm this, the solubility of the active material was investigated.

실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본 및 아세틸렌 블랙의 각각을 평균 입경 0.22㎛의 LiFePO4 입자, 평균 입경 0.26㎛의 LiCoO2 입자, 및 평균 입경 0.32㎛의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 입자와 5:95의 질량비로 혼합하고, 또한 전체의 5질량%의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 첨가해서 충분히 혼련하여 슬러리를 형성하고, 알루미늄박 상에 도포하고, 건조하고, 압연 처리를 행하여 전극을 얻었다. 이 전극과, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액에 물 1000ppm을 첨가한 전해질을 이용하여 코인형 전지를 작성했다. 이 시험에서는 전해액과 접촉하는 활물질의 면적을 증가시킬 목적으로 비표면적이 큰 미소 입자가 사용되었다. 또한, 물 1000ppm은 물이 많을수록 활물질이 용해되기 쉽기 때문에, 가속 시험을 목적으로 해서 첨가되었다. 이 전지를 60℃에서 1주일 방치한 후에 분해하고, 전해질을 채취하여 ICP 발광 분석 장치에 의해 전해질에 용해되어 있는 금속량을 분석했다. 표 1에 얻어진 결과를 나타낸다.Each of the oxidation-treated carbon and acetylene black obtained in Example 1 were LiFePO 4 particles having an average particle diameter of 0.22 μm, LiCoO 2 particles having an average particle diameter of 0.26 μm, and LiNi 0 having an average particle diameter of 0.32 μm . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . Mix with 2 O 2 particles in a mass ratio of 5:95, and add 5% by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone of the total, sufficiently knead to form a slurry, and apply on aluminum foil and dried and subjected to a rolling treatment to obtain an electrode. A coin-type battery was created using this electrode and the electrolyte obtained by adding 1000 ppm of water to a 1:1 solution of 1 M LiPF 6 in ethylene carbonate/diethyl carbonate. In this test, microparticles with a large specific surface area were used in order to increase the area of the active material in contact with the electrolyte. In addition, 1000 ppm of water was added for the purpose of an accelerated test, since the active material is easy to melt|dissolve so that there is much water. After leaving this battery at 60 DEG C for one week, it was disassembled, the electrolyte was collected, and the amount of metal dissolved in the electrolyte was analyzed by an ICP emission spectrometer. The results obtained in Table 1 are shown.

Figure 112016112391727-pct00001
Figure 112016112391727-pct00001

표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본은 아세틸렌 블랙과 비교하여 활물질의 전해질 중으로의 용해를 현저하게 억제한다. 이것은 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본이, 활물질이 0.22~0.32㎛의 평균 입경을 갖는 미소 입자이어도 이 미소 입자의 응집을 효과적으로 억제하고, 활물질 입자의 표면의 대략 전체를 피복하고 있기 때문으로 생각된다.As is clear from Table 1, the paste-like conductive carbon derived from the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 significantly suppresses the dissolution of the active material in the electrolyte as compared with acetylene black. This is thought to be because the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 effectively suppresses aggregation of the microparticles even if the active material is microparticles having an average particle diameter of 0.22 to 0.32 μm, and covers approximately the entire surface of the active material particles. do.

(4) 산화 처리 카본과 활물질의 혼합 상태(4) Mixed state of oxidation-treated carbon and active material

활물질과 카본의 혼합 상태를 확인하기 위해서, 이하의 실험을 행하였다.In order to confirm the mixed state of an active material and carbon, the following experiment was performed.

(i) 미소 입자와 카본의 혼합(i) Mixing of fine particles and carbon

실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본 및 아세틸렌 블랙의 각각을, 평균 입경 0.32㎛의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 미소 입자와 20:80의 질량비로 유발에 도입해서 건식 혼합을 행하였다. 도 14에는 배율 50000배의 SEM 사진을 나타낸다. 카본으로서 아세틸렌 블랙을 사용했을 경우에는, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 사용했을 경우와 비교하여 같은 혼합 조건임에도 불구하고 미소 입자가 응집되어 있는 것을 알 수 있다. 따라서, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본이 미소 입자의 응집을 효과적으로 억제하는 것을 알 수 있다.LiNi 0 of each of the oxidation-treated carbon and acetylene black obtained in Example 1 with an average particle diameter of 0.32 micrometer . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . It introduce|transduced into the mortar at the mass ratio of 2 O2 microparticles|fine - particles and 20:80, and performed dry mixing. 14 shows an SEM photograph at a magnification of 50000 times. When acetylene black is used as carbon, it turns out that microparticles|fine-particles are aggregated in spite of the same mixing conditions compared with the case where the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 is used. Therefore, it turns out that the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 effectively suppresses aggregation of microparticles|fine-particles.

(ii) 조대 입자와 카본의 혼합(ii) a mixture of coarse particles and carbon

실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본 및 아세틸렌 블랙의 각각을, 평균 입경 5㎛의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 조대 입자와 4:96의 질량비로 유발에 도입해서 건식 혼합을 행하였다. 도 15에는 배율 100000배의 SEM 사진을 나타낸다. 카본으로서 아세틸렌 블랙을 사용했을 경우에는 조대 입자와 아세틸렌 블랙이 분리되어 존재하고 있지만, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 사용했을 경우에는 조대 입자가 페이스트상물에 의해 덮여 조대 입자의 윤곽이 명료하게 파악되지 않는 것을 알 수 있다. 이 페이스트상물은, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본이 혼합의 압력에 의해 조대 입자의 표면을 덮으면서 퍼진 것이다. 전극 작성시의 압연 처리에 의해, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본이 더욱 페이스트상으로 퍼져서 활물질 입자의 표면을 덮으면서 치밀화하여 활물질 입자가 서로 접근하고, 이것에 따라 페이스트상화한 산화 처리 카본이 활물질 입자의 표면을 덮으면서 인접하는 활물질 입자의 사이에 형성되는 간극부에 압출되어 치밀하게 충전되기 때문에, 전극에 있어서의 단위체적당의 활물질량이 증가하여 전극 밀도가 증가했다고 생각된다.LiNi 0 of each of the oxidation-treated carbon and acetylene black obtained in Example 1 with an average particle diameter of 5 micrometers . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . It was introduced into a mortar at a mass ratio of 2 O 2 coarse particles and 4:96, followed by dry mixing. 15 shows an SEM photograph at a magnification of 100000 times. When acetylene black is used as the carbon, coarse particles and acetylene black are present separately. However, when the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 is used, the coarse particles are covered with a paste-like substance so that the outline of the coarse particles is clear. It can be seen that it is not understood. This paste-like substance spreads while the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 covered the surface of the coarse particle by the pressure of mixing. By the rolling treatment at the time of electrode creation, the oxidation-treated carbon obtained in Example 1 spreads further into a paste-like shape and densifies while covering the surface of the active material particles, so that the active material particles approach each other, and thereby the paste-formed oxidation-treated carbon is produced It is thought that the electrode density increased because the amount of active material per unit volume in the electrode increased because it was densely filled by extruding into the gap formed between adjacent active material particles while covering the surface of the active material particles.

(5) 도전성 카본 혼합물의 이용(5) Use of conductive carbon mixture

(i) 활물질: LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 (i) Active material: LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2

실시예 10Example 10

실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본과, 아세틸렌 블랙(1차 입자 지름 40㎚)을 1:1의 질량비로 볼밀에 도입하고, 건식 혼합하여 도전성 카본 혼합물을 얻었다. 도 16에는 얻어진 도전성 카본 혼합물의 SEM 사진을, 도 17에는 TEM 사진을 각각 나타낸다. 도 16은 50000배의 사진이고, 도 17의 (A)는 100000배의 사진이며, 도 17의 (B)는 500000배의 사진이다. 도 16의 SEM 사진에 있어서, 카본 입자의 윤곽이 명료하게 파악되지 않는 점에서 표면에 페이스트상의 카본이 존재하는 것을 알 수 있다. 또한, 도 17의 TEM 사진으로부터 도전성 카본 혼합물이 입상물과, 입상물표면의 층상물로 구성되어 있는 것을 알 수 있다. 도 17의 (B)의 파선은 입상물의 표면을 나타내고 있다. 입상물은 아세틸렌 블랙 입자이며, 층상물은 산화 처리 카본이 무너져서 아세틸렌 블랙 입자의 표면에 부착되어서 형성된 층이다. 도 17의 (B)로부터, 층상물이 비입자상의 부정형의 카본이 연결된 페이스트상의 부분과, 섬유상 또는 바늘상의 부분으로 이루어져 있는 것을 알 수 있다.The oxidation-treated carbon obtained in Example 1 and acetylene black (primary particle diameter of 40 nm) were introduced into a ball mill at a mass ratio of 1:1, followed by dry mixing to obtain a conductive carbon mixture. The SEM photograph of the obtained conductive carbon mixture is shown in FIG. 16, and the TEM photograph is shown in FIG. 17, respectively. FIG. 16 is a magnification of 50000, (A) of FIG. 17 is a magnification of 100000, and (B) of FIG. 17 is a magnification of 500,000. In the SEM photograph of FIG. 16 , it can be seen that paste-like carbon is present on the surface because the outline of the carbon particles is not clearly grasped. Moreover, from the TEM photograph of FIG. 17, it turns out that the conductive carbon mixture is comprised with a granular material and the layered material on the surface of a granular material. The broken line in Fig. 17B indicates the surface of the granular material. The granular material is an acetylene black particle, and the layered material is a layer formed by collapsing oxidation-treated carbon and adhering to the surface of the acetylene black particle. From FIG. 17B, it can be seen that the layered material is composed of a paste-like part to which non-particulate amorphous carbon is connected, and a fibrous or needle-like part.

이어서, 얻어진 도전성 카본 혼합물의 4질량부와, 2질량부의 폴리불화비닐리덴과, 적당량의 N-메틸피롤리돈을 습식 혼합하고, 또한 94질량부의 시판의 LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2 입자(평균 입경 5㎛)를 첨가하여 습식 혼합하여 슬러리를 형성했다. 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.81g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여, 1M의 LiPF6의 에틸렌카보네이트/디에틸카보네이트 1:1 용액을 전해액으로 하고, 대극을 리튬으로 한 리튬 이온 2차 전지를 작성했다. 얻어진 전지에 대해서 25℃, 0.5C의 방전 레이트의 조건 하, 4.5~3.0V의 범위에서 방전 곡선을 측정하고, 전압 강하로부터 직류 내부 저항(DCIR)을 산출했다.Next, 4 parts by mass of the obtained conductive carbon mixture, 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride, and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone are wet-mixed, and further 94 parts by mass of commercially available LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 particles ( average particle diameter of 5 µm) was added and wet-mixed to form a slurry. After apply|coating this slurry on aluminum foil and drying it, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.81 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the ethylene carbonate/diethyl carbonate 1: 1 solution of 1M LiPF6 was used as electrolyte solution, and the lithium ion secondary battery which used lithium as the counter electrode was created. About the obtained battery, the discharge curve was measured in the range of 4.5-3.0V under the conditions of 25 degreeC and the discharge rate of 0.5C, and direct current internal resistance (DCIR) was computed from the voltage drop.

실시예 11Example 11

실시예 10에 있어서 얻어진 도전성 카본 혼합물의 4질량부와, 94질량부의 시판의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 입자(평균 입경 5㎛)를 건식 혼합하고, 이어서 2질량부의 폴리불화비닐리덴과 적당량의 N-메틸피롤리돈을 습식 혼합해서 슬러리를 형성했다. 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.80g/cc였다. 또한, 얻어진 정극을 이용하여 실시예 10과 마찬가지의 순서로 리튬 이온 2차 전지를 작성하고, 얻어진 전지에 대해서 DCIR을 산출했다.4 parts by mass of the conductive carbon mixture obtained in Example 10, and 94 parts by mass of commercially available LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2 particle|grains (average particle diameter of 5 micrometers) were dry-mixed, Then, 2 mass parts of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone were wet-mixed, and the slurry was formed. After apply|coating this slurry on aluminum foil and drying it, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.80 g/cc. Moreover, using the obtained positive electrode, the lithium ion secondary battery was created in the procedure similar to Example 10, and DCIR was computed about the obtained battery.

실시예 10 및 실시예 11에 있어서의 정극의 활물질층은 실시예 5에 있어서의 정극의 활물질층과 동일한 조성을 갖지만, 전극 재료의 조제 공정에 있어서의 각 구성 요소의 혼합의 순서가 다르다. 도 18에, 실시예 10의 정극의 단면에 대한 25000배의 SEM 사진을 나타낸다. 도 18의 SEM 사진은, 도 2의 (B)에 나타낸 실시예 5에 있어서의 정극의 단면의 SEM 사진과 유사하다. 즉, 카본 1차 입자의 입계가 확인되지 않고, 카본이 페이스트상이며, 이 페이스트상의 카본이 활물질 입자의 50㎚ 이하의 폭을 갖는 구멍(1차 입자간의 간격)의 심부에까지 침입하고 있어, 공극이 거의 존재하고 있지 않다. 또한, 활물질 입자의 표면의 90% 이상이 페이스트상의 카본과 접촉하고 있다. 미세한 카본 입자는 바인더 및 용매와 친숙성이 나쁘기 때문에, 바인더 및 용매를 포함하는 슬러리 형태의 전극 재료를 조제할 경우에는 실시예 5에 있어서의 공정과 같이 전극 활물질 입자와 카본을 건식 혼합한 후에 바인더 및 용매를 첨가해서 습식 혼합하는 것이 일반적이지만, 실시예 10, 실시예 11 및 실시예 5의 정극에 있어서의 전극 밀도가 거의 동일하고, 또한 SEM 사진에 의한 관찰 결과가 유사하기 때문에 도전성 카본 혼합물이 바인더 및 용매와 친숙성이 좋아, 바인더 및 용매의 존재 하에서 활물질 입자와 습식 혼합해도 마찬가지로 높은 전극 밀도를 나타내는 전극을 제공하는 것을 알 수 있었다.Although the active material layer of the positive electrode in Example 10 and Example 11 has the same composition as the active material layer of the positive electrode in Example 5, the order of mixing of each component in the preparation process of an electrode material is different. In FIG. 18, the SEM photograph of 25000 times of the cross section of the positive electrode of Example 10 is shown. The SEM photograph of FIG. 18 is similar to the SEM photograph of the cross section of the positive electrode in Example 5 shown in FIG. 2B. That is, the grain boundaries of the primary carbon particles are not confirmed, and the carbon is in a paste-like form, and the paste-like carbon penetrates to the depths of pores (intervals between primary particles) having a width of 50 nm or less of the active material particles, so that the voids This almost doesn't exist. Moreover, 90% or more of the surfaces of the active material particles are in contact with paste-like carbon. Since fine carbon particles have poor compatibility with the binder and solvent, when preparing an electrode material in the form of a slurry containing the binder and solvent, after dry mixing the electrode active material particles and carbon as in the process of Example 5, the binder and Although adding a solvent and wet mixing is common, since the electrode density in the positive electrode of Example 10, Example 11, and Example 5 is substantially the same, and the observation result by an SEM photograph is similar, conductive carbon mixture is a binder and solvent, it was found that an electrode exhibiting similarly high electrode density even when wet-mixed with active material particles in the presence of a binder and a solvent was provided.

실시예 5의 리튬 이온 2차 전지, 및 카본으로서 아세틸렌 블랙만을 이용하여 제조된 비교예 5의 리튬 이온 2차 전지에 대해서, 실시예 10에 있어서의 순서와 같은 순서로 DCIR을 측정하고, 실시예 10 및 실시예 11의 리튬 이온 2차 전지에 있어서의 DCIR과 비교했다. 도 19에 그 결과를 나타낸다. 실시예 5의 2차 전지에 있어서의 DCIR은 비교예 5의 2차 전지에 있어서의 DCIR보다 현저하게 낮아, 본 발명의 전극의 사용에 의해 현저한 DCIR의 저감이 달성되는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 10 및 실시예 11의 2차 전지에 있어서의 DCIR은 실시예 5의 2차 전지에 있어서의 DCIR보다 더욱 낮아, 도전성 카본 혼합물이 이 혼합물과 전극 활물질 입자의 혼합 방법에 관계없이 도전성이 뛰어난 정극을 제공하는 것을 알 수 있다.For the lithium ion secondary battery of Example 5 and the lithium ion secondary battery of Comparative Example 5 manufactured using only acetylene black as carbon, DCIR was measured in the same procedure as in Example 10, It compared with DCIR in the lithium ion secondary battery of 10 and Example 11. 19 shows the results. DCIR in the secondary battery of Example 5 is remarkably lower than DCIR in the secondary battery of Comparative Example 5, and it turns out that a remarkable reduction of DCIR is achieved by use of the electrode of this invention. Moreover, DCIR in the secondary battery of Example 10 and Example 11 is lower than DCIR in the secondary battery of Example 5, and a conductive carbon mixture is electroconductive irrespective of the mixing method of this mixture and electrode active material particle. It turns out that this excellent positive electrode is provided.

(ii) 활물질: LiCoO2 (ii) active material: LiCoO 2

실시예 12Example 12

실시예 10에 있어서 얻어진 도전성 카본 혼합물의 4질량부와, 2질량부의 폴리불화비닐리덴과, 적당량의 N-메틸피롤리돈을 습식 혼합하고, 또한 94질량부의 시판의 LiCoO2 입자(평균 입경 10㎛)를 첨가해서 습식 혼합하여 슬러리를 형성했다. 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 4.05g/cc였다.4 parts by mass of the conductive carbon mixture obtained in Example 10, 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride, and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone are wet-mixed, and further 94 parts by mass of commercially available LiCoO 2 particles (average particle size 10 μm) was added and wet-mixed to form a slurry. After apply|coating this slurry on aluminum foil and drying it, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 4.05 g/cc.

실시예 13Example 13

실시예 10에 있어서 얻어진 도전성 카본 혼합물의 4질량부와, 94질량부의 시판의 LiCoO2 입자(평균 입경 10㎛)를 건식 혼합하고, 이어서 2질량부의 폴리불화비닐리덴과, 적당량의 N-메틸피롤리돈을 습식 혼합해서 슬러리를 형성했다. 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 4.05g/cc였다.4 parts by mass of the conductive carbon mixture obtained in Example 10 and 94 parts by mass of commercially available LiCoO 2 particles (average particle diameter of 10 µm) were dry-mixed, followed by 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride and an appropriate amount of N-methylpi Rollidone was wet mixed to form a slurry. After apply|coating this slurry on aluminum foil and drying it, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 4.05 g/cc.

실시예 12 및 실시예 13에 있어서의 정극의 활물질층은 실시예 7에 있어서의 정극의 활물질층과 동일한 조성을 갖지만, 전극 재료의 조제 공정에 있어서의 각 구성 요소의 혼합의 순서가 다르다. 실시예 12, 실시예 13 및 실시예 7의 정극에 있어서의 전극 밀도가 동일하기 때문에, 도전성 카본 혼합물이 바인더 및 용매와 친숙성이 좋고, 바인더 및 용매의 존재 하에서 활물질 입자와 습식 혼합해도 마찬가지로 높은 전극 밀도를 나타내는 전극을 제공하는 것을 알 수 있었다.Although the active material layer of the positive electrode in Example 12 and Example 13 has the same composition as the active material layer of the positive electrode in Example 7, the order of mixing of each component in the preparation process of an electrode material is different. Since the electrode density in the positive electrode of Example 12, Example 13, and Example 7 is the same, a conductive carbon mixture has good affinity with a binder and a solvent, Even if it wet-mixes with active material particle in presence of a binder and a solvent, similarly high electrode It was found to provide an electrode exhibiting density.

(iii) 산화 처리 카본과 혼합되는 카본의 변경(iii) Change of carbon mixed with oxidation treated carbon

실시예 14Example 14

실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본과, 기상 성장 탄소 섬유(평균 섬유 지름 150㎚, 평균 섬유 길이 3.9㎛)를 1:1의 질량비로 볼밀에 도입하고, 건식 혼합하여 도전성 카본 혼합물을 얻었다. 이어서, 얻어진 도전성 카본 혼합물의 4질량부와, 2질량부의 폴리불화비닐리덴과, 적당량의 N-메틸피롤리돈을 습식 혼합하고, 또한 94질량부의 시판의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 입자(평균 입경 5㎛)를 첨가하여 습식 혼합하여 슬러리를 형성했다. 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.66g/cc였다.The oxidation-treated carbon obtained in Example 1 and vapor-grown carbon fibers (average fiber diameter of 150 nm, average fiber length of 3.9 µm) were introduced into a ball mill at a mass ratio of 1:1, followed by dry mixing to obtain a conductive carbon mixture. Next, 4 parts by mass of the obtained conductive carbon mixture, 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride, and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone are wet-mixed, and further 94 parts by mass of commercially available LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2 particles (average particle diameter of 5 µm) were added and wet-mixed to form a slurry. After apply|coating this slurry on aluminum foil and drying it, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.66 g/cc.

비교예 8Comparative Example 8

실시예 14에 있어서 사용한 기상 성장 탄소 섬유의 4질량부와, 2질량부의 폴리불화비닐리덴과, 적당량의 N-메틸피롤리돈을 습식 혼합하고, 또한 94질량부의 시판의 LiNi0 . 5Mn0 . 3Co0 . 2O2 입자(평균 입경 5㎛)를 첨가하고 습식 혼합하여 슬러리를 형성했다. 이 슬러리를 알루미늄박 상에 도포해서 건조한 후, 압연 처리를 실시하여 리튬 이온 2차 전지용의 정극을 얻었다. 이 정극에 있어서의 알루미늄박 상의 활물질층의 체적과 중량의 실측값으로부터 전극 밀도를 산출했다. 전극 밀도의 값은 3.36g/cc였다.4 parts by mass of the vapor-grown carbon fiber used in Example 14, 2 parts by mass of polyvinylidene fluoride, and an appropriate amount of N-methylpyrrolidone were wet-mixed, and further 94 parts by mass of commercially available LiNi 0 . 5 Mn 0 . 3 Co 0 . 2 O 2 particles (average particle diameter of 5 µm) were added and wet-mixed to form a slurry. After apply|coating this slurry on aluminum foil and drying it, the rolling process was performed and the positive electrode for lithium ion secondary batteries was obtained. The electrode density was computed from the measured value of the volume and weight of the active material layer on the aluminum foil in this positive electrode. The value of the electrode density was 3.36 g/cc.

실시예 14와 비교예 8의 비교로부터, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 포함하는 도전성 카본 혼합물의 사용에 의해 전극 밀도가 대폭 향상되는 것을 알 수 있다.From the comparison of Example 14 and the comparative example 8, it turns out that an electrode density improves significantly by use of the conductive carbon mixture containing the oxidation-treated carbon obtained in Example 1.

실시예 15Example 15

기상 성장 탄소 섬유 대신에 그래핀(평면 방향의 길이 2㎛, 단면 방향의 길이 수 ㎚)을 사용한 점을 제외하고, 실시예 14의 순서를 반복했다. 전극 밀도의 값은 3.69g/cc였다.The procedure of Example 14 was repeated, except that graphene (length of 2 µm in the plane direction, length of several nm in the cross-sectional direction) was used instead of the vapor-grown carbon fibers. The value of the electrode density was 3.69 g/cc.

비교예 9Comparative Example 9

기상 성장 탄소 섬유 대신에 실시예 15에 있어서 사용한 그래핀을 사용한 점을 제외하고, 비교예 8의 순서를 반복했다. 전극 밀도의 값은 3.45g/cc였다.The procedure of Comparative Example 8 was repeated except that the graphene used in Example 15 was used instead of the vapor-grown carbon fiber. The value of the electrode density was 3.45 g/cc.

실시예 15와 비교예 9의 비교로부터, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 포함하는 도전성 카본 혼합물의 사용에 의해 전극 밀도가 대폭 향상되는 것을 알 수 있다.From the comparison of Example 15 and the comparative example 9, it turns out that an electrode density improves significantly by use of the conductive carbon mixture containing the oxidation treatment carbon obtained in Example 1.

실시예 16Example 16

기상 성장 탄소 섬유 대신에 퍼니스 블랙(평균 입경 35㎚)을 사용한 점을 제외하고, 실시예 14의 순서를 반복했다. 전극 밀도의 값은 3.76g/cc였다.The procedure of Example 14 was repeated except that furnace black (average particle diameter of 35 nm) was used instead of vapor-grown carbon fibers. The value of the electrode density was 3.76 g/cc.

비교예 10Comparative Example 10

기상 성장 탄소 섬유 대신에 실시예 16에 있어서 사용한 퍼니스 블랙을 사용한 점을 제외하고, 비교예 8의 순서를 반복했다. 전극 밀도의 값은 3.42g/cc였다.The procedure of Comparative Example 8 was repeated except that the furnace black used in Example 16 was used instead of the vapor-grown carbon fibers. The value of the electrode density was 3.42 g/cc.

실시예 16과 비교예 10의 비교로부터, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 포함하는 도전성 카본 혼합물의 사용에 의해 전극 밀도가 대폭 향상되는 것을 알 수 있다.From the comparison of Example 16 and the comparative example 10, it turns out that an electrode density improves significantly by use of the conductive carbon mixture containing the oxidation treatment carbon obtained in Example 1.

실시예 17Example 17

기상 성장 탄소 섬유 대신에 그래파이트(평균 입자 지름 6㎛)를 사용한 점을 제외하고, 실시예 14의 순서를 반복했다. 전극 밀도의 값은 3.81g/cc였다The procedure of Example 14 was repeated except that graphite (average particle diameter of 6 µm) was used instead of vapor-grown carbon fibers. The value of the electrode density was 3.81 g/cc.

비교예 11Comparative Example 11

기상 성장 탄소 섬유 대신에 실시예 17에 있어서 사용한 그래파이트를 사용한 점을 제외하고, 비교예 8의 순서를 반복했다. 전극 밀도의 값은 3.48g/cc였다.The procedure of Comparative Example 8 was repeated except that the graphite used in Example 17 was used instead of the vapor-grown carbon fibers. The value of the electrode density was 3.48 g/cc.

실시예 17과 비교예 11의 비교로부터, 실시예 1에 있어서 얻어진 산화 처리 카본을 포함하는 도전성 카본 혼합물의 사용에 의해 전극 밀도가 대폭 향상되는 것을 알 수 있다.From the comparison of Example 17 and the comparative example 11, it turns out that an electrode density improves significantly by use of the conductive carbon mixture containing the oxidation treatment carbon obtained in Example 1.

<산업상의 이용 가능성><Industrial Applicability>

본 발명의 전극의 사용에 의해, 높은 에너지 밀도를 갖는 축전 디바이스가 얻어진다.By use of the electrode of the present invention, an electrical storage device having a high energy density is obtained.

Claims (12)

축전 디바이스용 전극으로서,
전극 활물질 입자와, 그 전극 활물질 입자의 표면을 피복하고 있는, 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본으로부터 유도된 페이스트상의 도전성 카본을 포함하는 활물질층을 갖고,
상기 페이스트상은, 배율 25000배로 촬영한 SEM 사진에 있어서, 카본 1차 입자의 입계가 확인되지 않고, 비입자상의 부정형인 카본이 연결되어 있는 상태를 의미하는 것을 특징으로 하는 전극.
An electrode for a power storage device, comprising:
An active material layer comprising electrode active material particles and paste-like conductive carbon derived from oxidation-treated carbon that has been subjected to oxidation treatment to a carbon raw material having voids covering the surface of the electrode active material particles,
The paste is an electrode, characterized in that in the SEM photograph taken at a magnification of 25000 times, the grain boundary of the primary carbon particles is not confirmed, and means a state in which non-particulate amorphous carbon is connected.
제 1 항에 있어서,
상기 활물질층은 다른 도전성 카본을 더 포함하고, 그 도전성 카본의 표면이 상기 페이스트상의 도전성 카본에 의해 피복되어 있는, 전극.
The method of claim 1,
The said active material layer further contains another conductive carbon, The electrode by which the surface of the conductive carbon is coat|covered with the said paste-form conductive carbon.
제 2 항에 있어서,
상기 활물질층에 있어서의, 상기 전극 활물질 입자와, 상기 페이스트상의 도전성 카본 및 상기 다른 도전성 카본의 합계량의 질량비는 95:5~99:1의 범위인, 전극.
3. The method of claim 2,
The electrode whose mass ratio of the total amount of the said electrode active material particle in the said active material layer, the said paste-form conductive carbon, and the said other conductive carbon is the range of 95:5 - 99:1.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 페이스트상의 도전성 카본은 50㎚ 이하의 폭의, 인접하는 전극 활물질 입자의 사이에 형성된 간극부 및/또는 전극 활물질 입자의 표면에 존재하는 구멍의 내부에도 존재하는, 전극.
3. The method according to claim 1 or 2,
The said paste-form conductive carbon also exists in the inside of the hole which exists in the gap part formed between the width|variety of 50 nm or less, and the electrode active material particle|grains and/or the surface of the electrode active material particle adjacent.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 활물질층이 직경 5~40㎚의 세공을 갖는, 전극.
3. The method of claim 1 or 2,
The electrode, wherein the active material layer has pores with a diameter of 5 to 40 nm.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 산화 처리 카본은 친수성 부분을 포함하고, 그 친수성 부분의 함유량이 산화 처리 카본 전체의 10질량% 이상이고,
상기 친수성 부분은, pH 11의 암모니아 수용액 20mL에 0.1g의 상기 산화 처리 카본을 첨가하고, 1분간의 초음파 조사를 행하여 얻어진 액을 5시간 방치해서 고상 부분을 침전시키는 처리를 통하여 얻어진, 침전되지 않고 pH 11의 암모니아 수용액에 분산되어 있는 부분이고,
상기 친수성 부분의 함유량은, 상기 고상 부분의 침전 후, 상청액을 제거한 잔여 부분을 건조시키고, 건조 후의 고체의 중량을 측정하고, 건조 후의 고체의 중량을 최초의 산화 처리 카본의 중량 0.1g으로부터 뺀 중량의 최초의 산화 처리 카본의 중량 0.1g에 대한 중량비를 산출함으로써 얻어지는, 전극.
3. The method according to claim 1 or 2,
The oxidation-treated carbon includes a hydrophilic portion, and the content of the hydrophilic portion is 10% by mass or more of the total oxidation-treated carbon,
The hydrophilic portion is obtained through a treatment in which 0.1 g of the oxidation-treated carbon is added to 20 mL of an aqueous ammonia solution having a pH of 11, followed by ultrasonic irradiation for 1 minute, and left for 5 hours to precipitate a solid portion. It is a part dispersed in an aqueous ammonia solution of pH 11,
The content of the hydrophilic part is determined by drying the remaining part from which the supernatant is removed after precipitation of the solid part, measuring the weight of the solid after drying, and subtracting the weight of the solid after drying from the weight of the initial oxidation-treated carbon 0.1 g The electrode obtained by calculating the weight ratio with respect to the weight of 0.1 g of the first oxidation-treated carbon.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전극 활물질 입자의 표면의 80% 이상이 상기 페이스트상의 도전성 카본과 접촉하고 있는, 전극.
3. The method according to claim 1 or 2,
The electrode with which 80% or more of the surface of the said electrode active material particle is contacting with the said paste-form conductive carbon.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 전극 활물질 입자는 정극 활물질 또는 부극 활물질로서 동작 가능한 0.01~2㎛의 평균 입경을 갖는 미소 입자와, 그 미소 입자와 같은 극의 활물질로서 동작 가능한 2㎛보다 크고 25㎛ 이하의 평균 입경을 갖는 조대 입자로 구성되어 있는, 전극.
3. The method according to claim 1 or 2,
The electrode active material particles are fine particles having an average particle diameter of 0.01 to 2 μm that can be operated as a positive electrode active material or a negative electrode active material, and coarse particles having an average particle diameter greater than 2 μm and less than or equal to 25 μm that can be operated as the same electrode active material as the fine particles. An electrode made of particles.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 전극의 제조 방법으로서,
전극 활물질 입자와, 공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본을 혼합함으로써, 상기 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 변화되어서 상기 전극 활물질 입자의 표면에 부착된 전극 재료를 조제하는 조제 공정, 및
상기 전극 재료에 의해 집전체 상에 활물질층을 형성하고, 그 활물질층에 압력을 인가하는 가압 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전극의 제조 방법.
A method for manufacturing the electrode according to claim 1 or 2, comprising:
By mixing the electrode active material particles and the oxidation-treated carbon subjected to oxidation treatment to the carbon raw material having voids, at least a part of the oxidation-treated carbon changes to a paste-like form to prepare an electrode material adhering to the surface of the electrode active material particles process, and
and a pressing step of forming an active material layer on a current collector with the electrode material and applying a pressure to the active material layer.
제 9 항에 있어서,
상기 전극 재료가 다른 도전성 카본을 더 포함하고,
상기 조제 공정은,
상기 산화 처리 카본과 상기 다른 도전성 카본을 건식 혼합함으로써, 상기 산화 처리 카본의 적어도 일부가 페이스트상으로 변화되어서 상기 다른 도전성 카본의 표면에 부착된 도전성 카본 혼합물을 얻는 단계, 및
상기 도전성 카본 혼합물과 상기 전극 활물질 입자를 건식 혼합 또는 습식 혼합함으로써, 상기 적어도 일부가 페이스트상으로 변화된 산화 처리 카본을 상기 전극 활물질 입자의 표면에도 부착시키는 단계를 포함하는, 전극의 제조 방법.
10. The method of claim 9,
The electrode material further comprises a different conductive carbon,
The preparation process is
By dry-mixing the oxidation-treated carbon and the other conductive carbon, at least a portion of the oxidation-treated carbon is changed to a paste-like form to obtain a conductive carbon mixture adhering to the surface of the other conductive carbon, and
By dry-mixing or wet-mixing the conductive carbon mixture and the electrode active material particles, the method of manufacturing an electrode, comprising the step of adhering the oxidation-treated carbon in which the at least part is changed to a paste form also on the surface of the electrode active material particles.
축전 디바이스의 전극의 제조를 위한 도전제로서 사용되는 도전성 카본 혼합물로서,
공극을 갖는 카본 원료에 산화 처리를 실시한 산화 처리 카본으로부터 유도 된 적어도 일부가 페이스트상인 도전성 카본과, 상기 산화 처리 카본과는 다른 도전성 카본을 포함하고,
상기 적어도 일부가 페이스트상의 도전성 카본이 상기 다른 도전성 카본의 표면에 부착되어 있고,
상기 페이스트상은, 배율 25000배로 촬영한 SEM 사진에 있어서, 카본 1차 입자의 입계가 확인되지 않고, 비입자상의 부정형인 카본이 연결되어 있는 상태를 의미하는 것을 특징으로 하는 도전성 카본 혼합물.
As a conductive carbon mixture used as a conductive agent for manufacture of the electrode of an electrical storage device,
At least a portion derived from the oxidation-treated carbon that has been subjected to oxidation treatment to a carbon raw material having voids contains a paste-like conductive carbon, and conductive carbon different from the oxidation-treated carbon,
At least a portion of the conductive carbon paste is attached to the surface of the other conductive carbon,
The said paste form is a conductive carbon mixture characterized in that it means the state in which the grain boundary of a carbon primary particle is not confirmed, and non-particulate amorphous carbon is connected in the SEM photograph taken at 25000 times magnification.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 전극을 구비한 축전 디바이스.The electrical storage device provided with the electrode of Claim 1 or 2.
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