DE102022201385A1 - Method of evaluating the solution quality of a binder solution for secondary battery electrodes and manufacturing method of an electrode slurry for secondary batteries according to the evaluation method - Google Patents

Method of evaluating the solution quality of a binder solution for secondary battery electrodes and manufacturing method of an electrode slurry for secondary batteries according to the evaluation method Download PDF

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Joo Yong Park
Sung Soo Yoon
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Abstract

Ein Verfahren zur Evaluierung einer Lösungsqualität einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode der vorliegenden Erfindung umfasst: Messung eines Trübungswerts einer zuvor bestimmten Menge einer Probe der Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; und Evaluierung einer Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand einer Größe des Trübungswerts.Ferner umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie: Messung eines Trübungswerts einer zuvor bestimmten Menge einer Probe der Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; Evaluierung einer Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand einer Größe des Trübungswerts; und Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung durch Mischen eines Aktivmaterials für eine Elektrode und eines leitfähigen Materials mit einer Bindemittellösung in einer Lösungsqualität mit einem Trübungswert, der gleich oder kleiner als ein zuvor bestimmter Wert ist.A method for evaluating a solution quality of a binder solution for a secondary battery electrode of the present invention comprises: measuring a turbidity value of a predetermined amount of a sample of the binder solution by transmission of light through the binder solution; and evaluating a solution quality of the binder solution based on a magnitude of the turbidity value.Furthermore, a method for producing an electrode slurry for a secondary battery comprises: measuring a turbidity value of a predetermined amount of a sample of the binder solution by transmitting light through the binder solution; evaluating a solution quality of the binder solution based on a quantity of the turbidity value; and preparing an electrode slurry by mixing an active material for an electrode and a conductive material with a binder solution in a solution quality having a turbidity value equal to or smaller than a predetermined value.

Description

[Technisches Gebiet][Technical Field]

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Evaluierung der Lösungsqualität einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Evaluierung der Lösungsqualität einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode, bei dem die Lösungsqualität durch Messung eines Trübungswertes quantitativ evaluiert werden kann.The present invention relates to a method for evaluating the solution quality of a binder solution for a secondary battery electrode. More particularly, the present invention relates to a method for evaluating the solution quality of a binder solution for a secondary battery electrode, in which the solution quality can be quantitatively evaluated by measuring a turbidity value.

Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie, das auf dem Verfahren zur Evaluierung der Lösungsqualität beruht.Further, the present invention relates to a method for producing an electrode slurry for a secondary battery, which is based on the solution quality evaluation method.

[Technischer Hintergrund der Erfindung][Technical background of the invention]

Mit der Entwicklung von Technologien für mobile Geräte, Kraftfahrzeuge und Energiespeicher und der damit verbundenen steigenden Nachfrage ist auch die Nachfrage nach Batterien als Energiequelle schnell gestiegen. Aus diesem Grund wurden zahlreiche Studien zu Lithium-Sekundärbatterien mit hoher Energiedichte und Entladespannung durchgeführt, und derartige Lithium-Sekundärbatterien wurden weithin verwendet.With the development of technologies for mobile devices, automobiles and energy storage and the associated increasing demand, the demand for batteries as a source of energy has also increased rapidly. For this reason, many studies have been made on lithium secondary batteries having high energy density and high discharge voltage, and such lithium secondary batteries have been widely used.

Eine für eine Lithium-Sekundärbatterie verwendete Elektrode wird durch Aufbringen einer Mischungsschicht, welche ein Aktivmaterial enthält, auf ein aus einer Metallfolie hergestelltes Elektrodensubstrat gebildet, und die Mischungsschicht wird als Elektrodenaufschlämmung einer positiven oder negativen Elektrode auf ein Elektrodensubstrat aufgebracht und dann getrocknet. Die Elektrodenaufschlämmung wird hergestellt, indem Feststoffe wie ein Aktivmaterial für eine positive/negative Elektrode und ein leitfähiges Material mit einer Bindemittellösung gemischt werden und die Mischung dann getrocknet wird.An electrode used for a lithium secondary battery is formed by applying a mixture layer containing an active material onto an electrode substrate made of metal foil, and the mixture layer is coated onto an electrode substrate as an electrode slurry of a positive or negative electrode and then dried. The electrode slurry is prepared by mixing solids such as a positive/negative electrode active material and a conductive material with a binder solution and then drying the mixture.

Das Bindemittel ermöglicht es, ein Aktivmaterial an ein Aktivmaterial zu binden oder ein Aktivmaterial an ein Elektrodensubstrat zu binden, wodurch die Adhäsion der Elektrode verbessert und die Viskosität der Aufschlämmung justiert wird. Da das Bindemittel mit einem Aktivmaterial, einem leitfähigen Material, usw. in Form einer in einem zuvor bestimmten Lösungsmittel gelösten Bindemittellösung gemischt wird, beeinflusst die Lösungsqualität des Bindemittels die Qualitätsmerkmale einer Elektrodenaufschlämmung oder einer Elektrode. Ist beispielsweise die Lösungsqualität eines Bindemittels wie CMC oder PVDF nicht gut, können verschiedene Probleme wie eine Zunahme der Viskosität der Aufschlämmung, ein Oberflächendefekt der Elektrodenbeschichtung usw. verursacht werden. Die Lösungsqualität des Bindemittels hängt von dem Grad der Minimierung der unlöslichen Bestandteile in der Bindemittellösung ab.The binder makes it possible to bind an active material to an active material or to bind an active material to an electrode substrate, thereby improving the adhesion of the electrode and adjusting the viscosity of the slurry. Since the binder is mixed with an active material, a conductive material, etc. in the form of a binder solution dissolved in a predetermined solvent, the solution quality of the binder affects the quality of an electrode slurry or an electrode. For example, if the solution quality of a binder such as CMC or PVDF is not good, various problems such as increase in slurry viscosity, surface defect of electrode coating, etc. may be caused. The solution quality of the binder depends on the degree of minimization of the insolubles in the binder solution.

Bisher wurde die Lösungsqualität einer Bindemittellösung evaluiert, in dem das noch nicht vollständig in der Lösung gelöste Bindemittel schlicht mit bloßem Auge beobachtet wurde, oder nach dem Auftragen einer Bindemittellösung einer bestimmten Dicke auf einen Overheadprojektor-Film mit einer Klinge einer bestimmten Dicke durch Zählen der Anzahl der Fremdstoffe auf dem Film mit bloßem Auge. Bei dieser Methode ist es jedoch aufgrund der geringen Probenmenge schwierig, die Gesamtqualität der Lösung zu beurteilen. Zudem ist die Messgenauigkeit nicht hoch, da Fremdstoffe eingetragen werden können, welche nicht von den ungelösten Substanzen unterscheidbar sind. Darüber hinaus kann es in Abhängigkeit von dem Begutachter aufgrund der Begutachtung mit bloßem Auge zu einem signifikanten Fehler kommen.Heretofore, the dissolution quality of a binder solution has been evaluated simply by observing the binder not completely dissolved in the solution with the naked eye, or after applying a binder solution of a certain thickness to an OHP film with a blade of a certain thickness by counting the number of the foreign matter on the film with the naked eye. However, with this method, it is difficult to assess the overall quality of the solution due to the small amount of sample. In addition, the measuring accuracy is not high since foreign substances can be introduced which cannot be distinguished from the undissolved substances. In addition, depending on the appraiser, there may be a significant error due to the appraisal with the naked eye.

In dem Fall, dass die Lösungsqualität der Bindemittellösung nicht genau evaluiert wird, ändern sich auch bei Verwendung einer Bindemittellösung, die durch Auflösen eines gleichartigen Bindemittels in einem Lösungsmittel gewonnen wird, die Qualitätsmerkmale wie z.B. der Oberflächenfehler einer Elektrode oder einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie je nach Lösungsqualität erheblich. Dadurch ist es nicht möglich eine gleichbleibende Qualität einer Elektrode zu gewährleisten und es wird schwierig, den Oberflächenfehler der Elektrode zu verbessern.In the case that the solution quality of the binder solution is not strictly evaluated, even if a binder solution obtained by dissolving a similar binder in a solvent is used, the quality characteristics such as the surface defect of an electrode or an electrode slurry for a secondary battery vary depending on the case solution quality significantly. As a result, it is not possible to ensure a stable quality of an electrode, and it becomes difficult to improve the surface defect of the electrode.

Folglich besteht ein Bedarf an einer Technologie zur Verbesserung des Oberflächendefekts einer Elektrode durch quantitative Evaluierung der Lösungsqualität einer Bindemittellösung zur Herstellung einer Sekundärbatterieelektrode.Accordingly, there is a need for a technology for improving the surface defect of an electrode by quantitatively evaluating the solution quality of a binder solution for manufacturing a secondary battery electrode.

[Stand der Technik][State of the art]

[Patentdokumente][patent documents]

Japanische Patentveröffentlichung Nr. 2013-053919 (März 21, 2013)Japanese Patent Publication No. 2013-053919 (March 21, 2013)

[Beschreibung der Erfindung][Description of the invention]

[Technisches Problem][Technical problem]

Die vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für zumindest einige der oben genannten Probleme bereit. Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt beispielsweise ein Verfahren zur Evaluierung der Lösungsqualität einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode bereit, bei dem die Lösungsqualität quantitativ durch einen Trübungswert der Bindemittellösung evaluiert werden kann.The present invention provides a solution to at least some of the above problems. For example, one aspect of the present invention provides a method for evaluating the solution quality of a binder solution for a secondary battery electrode, in which the solution quality can be quantitatively evaluated by a turbidity value of the binder solution.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie unter Verwendung einer Bindemittellösung bereit, deren Lösungsqualität auf der Grundlage des Verfahrens zur Evaluierung der Lösungsqualität der Bindemittellösung evaluiert wurde.Another aspect of the present invention provides a method for producing an electrode slurry for a secondary battery using a binder solution whose solution quality has been evaluated based on the method for evaluating the solution quality of the binder solution.

[Technische Lösung][Technical solution]

Ein Verfahren zur Evaluierung einer Lösungsqualität einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode zur Lösung der oben genannten Probleme umfasst: Messung eines Trübungswerts einer zuvor bestimmten Menge einer Probe der Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; und Evaluierung einer Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand einer Größe des Trübungswerts.A method of evaluating a solution quality of a binder solution for a secondary battery electrode to solve the above problems includes: measuring a turbidity value of a predetermined amount of a sample of the binder solution by transmitting light through the binder solution; and evaluating a solution quality of the binder solution based on a magnitude of the turbidity value.

Dabei ist der Trübungswert ein Verhältnis zwischen einer Streutransmission und einer Gesamttransmission der Bindemittellösung, wenn Licht durch die Bindemittellösung gestrahlt wird.Here, the turbidity value is a ratio between a scattering transmittance and a total transmittance of the binder solution when light is irradiated through the binder solution.

Ein Bindemittel, welches ein gelöster Bestandteil der Bindemittellösung ist, kann beispielsweise mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem nicht wässrigen Bindemittel wie Polyvinylidenfluorid-co-Hexafluorpropylen (PVDF-co-HFP), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylalkohol, Carboxylmethylcellulose (CMC), Stärke, Hydroxypropylcellulose, regenerierte Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Tetrafluorethylen, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylsäure, Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM), sulfoniertes EPDM oder Polytetrafluorethylen (PTFE), einem wässrigen Bindemittel wie Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Acrylkautschuk und einem Polymerharz wie Hydroxyethylcellulose oder Carboxymethylcellulose sein.A binder which is a dissolved component of the binder solution can, for example, be at least one selected from the group consisting of a non-aqueous binder such as polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, Carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene propylene diene monomer (EPDM), sulfonated EPDM or polytetrafluoroethylene (PTFE), an aqueous binder such as acrylonitrile butadiene rubber , styrene butadiene rubber (SBR) or acrylic rubber and a polymer resin such as hydroxyethyl cellulose or carboxymethyl cellulose.

Ein Lösungsmittel der Bindemittellösung kann beispielsweise mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem organischen Lösungsmittel wie N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylformamid (DMF), Aceton oder Dimethylacetamid und Wasser sein.A solvent of the binder solution can be, for example, at least one selected from the group consisting of an organic solvent such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), acetone or dimethylacetamide, and water.

In einem konkreten Beispiel kann es sich bei der Bindemittellösung um eine CMC-Lösung handeln, welche durch Auflösen einer zuvor bestimmten Menge an CMC in Wasser erhalten wird.In a concrete example, the binder solution may be a CMC solution obtained by dissolving a predetermined amount of CMC in water.

Beispielsweise kann die Lösungsqualität der CMC-Lösung quantitativ evaluiert werden, indem jeweils die Trübungswerte einer Vielzahl von CMC-Lösungen gemessen werden, welche durch Variieren von mindestens einem der Faktoren Mischzeit, Mischtemperatur, Mischertyp und Mischblatttyp hergestellt wurden.For example, the solution quality of the CMC solution can be quantitatively evaluated by respectively measuring the turbidity values of a plurality of CMC solutions prepared by varying at least one of mixing time, mixing temperature, mixer type and mixing blade type.

Als ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie: Messung eines Trübungswerts einer zuvor bestimmten Menge einer Probe der Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; Evaluierung einer Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand einer Größe des Trübungswerts; und Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung durch Mischen eines Aktivmaterials für eine Elektrode und eines leitfähigen Materials mit einer Bindemittellösung in einer Lösungsqualität mit einem Trübungswert, der gleich oder kleiner als ein zuvor bestimmter Wert ist.As another aspect of the present invention, a method for producing an electrode slurry for a secondary battery includes: measuring a turbidity value of a predetermined amount of a sample binder solution by transmitting light through the binder solution; evaluating a solution quality of the binder solution based on a quantity of the turbidity value; and preparing an electrode slurry by mixing an active material for an electrode and a conductive material with a binder solution in a solution quality having a turbidity value equal to or smaller than a predetermined value.

In einem konkreten Beispiel kann die Bindemittellösung eine CMC-Lösung sein, welche durch Auflösen einer zuvor bestimmten Menge an CMC in Wasser erhalten wird.In a concrete example, the binder solution may be a CMC solution obtained by dissolving a predetermined amount of CMC in water.

In einem Beispiel kann die Elektrodenaufschlämmung eine Aufschlämmung für eine negative Elektrode sein.In one example, the electrode slurry may be a negative electrode slurry.

In einem konkreten Beispiel kann der Trübungswert der CMC-Lösung gleich oder kleiner 2% sein. In einer weiter bevorzugten Ausführungsform kann der Trübungswert der CMC-Lösung gleich oder kleiner 1,9%, vorzugsweise gleich oder kleiner 1,8%, noch bevorzugter gleich oder kleiner 1,7% sein.In a specific example, the turbidity value of the CMC solution can be equal to or less than 2%. In a more preferred embodiment, the turbidity value of the CMC solution may be less than or equal to 1.9%, preferably less than or equal to 1.8%, more preferably less than or equal to 1.7%.

[Vorteilhafte Effekte][Beneficial Effects]

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, den Oberflächendefekt einer Elektrode für eine Sekundärbatterie vorherzusagen, indem eine Elektrodenaufschlämmung unter Verwendung einer Bindemittellösung hergestellt wird, deren Lösungsqualität anhand eines Trübungswertes quantitativ evaluiert wurde.According to the present invention, it is possible to predict the surface defect of an electrode for a secondary battery by preparing an electrode slurry using a binder solution whose solution quality has been quantitatively evaluated from a turbidity value.

Ferner ist es möglich, den Oberflächendefekt einer Elektrode für eine Sekundärbatterie zu verbessern, indem eine Elektrodenaufschlämmung unter Verwendung einer Bindemittellösung in einer Lösungsqualität mit einem Trübungswert, der gleich oder kleiner als ein zuvor bestimmter Wert ist, hergestellt wird.Further, it is possible to improve the surface defect of an electrode for a secondary battery by preparing an electrode slurry using a binder solution in a solution quality having a turbidity value equal to or smaller than a predetermined value.

Figurenlistecharacter list

  • 1 ist eine Figur, welche eine Form eines Oberflächendefekts einer Elektrode für eine Sekundärbatterie darstellt. 1 Fig. 12 is a figure showing a form of a surface defect of an electrode for a secondary battery.

[Beste Ausführungsform der Erfindung][Best embodiment of the invention]

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im Detail beschrieben. Die in der vorliegenden Beschreibung und den Ansprüchen verwendeten Begriffe und Wörter sollten nicht als auf gewöhnliche Begriffe oder Wörterbuchbegriffe beschränkt ausgelegt werden, und der Erfinder kann das Konzept der Begriffe richtig definieren, um seine Erfindung am besten zu beschreiben. Die Begriffe und Wörter sollten in ihrer Bedeutung und ihrem Konzept im Einklang mit der technischen Idee der vorliegenden Erfindung ausgelegt werden.In the following, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor can properly define the concept of the terms to best describe his invention. The terms and words should be interpreted in meaning and concept in accordance with the technical idea of the present invention.

In der vorliegenden Anmeldung sollen Begriffe wie „enthalten“ oder „haben“ darauf hinweisen, dass ein Merkmal, eine Zahl, ein Schritt, ein Vorgang, eine Komponente, ein Teil oder eine Kombination davon in der Beschreibung beschrieben ist, und sie schließen nicht von vornherein die Möglichkeit des Vorhandenseins oder des Hinzufügens von einem oder mehreren anderen Merkmalen oder Zahlen, Schritten, Vorgängen, Komponenten, Teilen oder Kombinationen davon aus. Wenn ein Teil, wie z.B. eine Schicht, ein Film, eine Fläche, eine Platte usw., als „auf“ einem anderen Teil liegend bezeichnet wird, schließt dies zudem nicht nur den Fall ein, dass der Teil „direkt auf“ dem anderen Teil liegt, sondern auch den Fall, dass ein weiterer Teil dazwischen angeordnet ist. Wenn ein Teil wie eine Schicht, ein Film, ein Bereich, eine Platte usw. als „unter“ einem anderen Teil liegend bezeichnet wird, schließt dies ebenso nicht nur den Fall ein, dass der Teil „direkt unter“ dem anderen Teil liegt, sondern auch den Fall, dass ein weiterer Teil dazwischen angeordnet ist. Darüber hinaus kann angeordnet „auf“ in der vorliegenden Anmeldung sowohl den Fall einer Anordnung auf der Unterseite als auch auf der Oberseite umfassen.As used in the present application, terms such as "including" or "having" are intended to indicate that a feature, number, step, process, component, part, or combination thereof is described in the specification, and do not exclude anticipate the possibility of the presence or addition of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts or combinations thereof. Furthermore, when a part, such as a layer, film, surface, plate, etc., is said to be "overlying" another part, this does not just include the case where the part is "directly on top" of the other part lies, but also the case that another part is interposed therebetween. Likewise, when a part, such as a layer, film, region, disk, etc., is referred to as lying "under" another part, this includes not only the case where the part lies "directly under" the other part, but also the case that another part is interposed. Furthermore, arranged “on” in the present application can include both the case of an arrangement on the bottom and on the top.

Das Bindemittel als Bestandteil der Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie ermöglicht ein Aktivmaterial aneinander zu binden oder ein Aktivmaterial auf dem Stromabnehmer zu befestigen, wodurch die Adhäsion der beschichteten Elektrode verbessert wird. Das Bindemittel wird mit einem Aktivmaterial für eine Elektrode, einem leitfähigen Material usw. in Form einer Bindemittellösung gemischt, welche durch Auflösen der Bindemittelfeststoffe in einem zuvor bestimmten Lösungsmittel erhalten wird, um eine Elektrodenaufschlämmung zu bilden. Wenn jedoch das in der Bindemittellösung enthaltene Bindemittel nicht vollständig aufgelöst ist und ungelöste Substanzen in feiner Form, z.B. als Mikrogel, zurückbleiben, kann der Teil, in dem sich die ungelösten Substanzen befinden, nicht die ursprüngliche Rolle des Bindemittels spielen. Ein solcher Bereich zeigt sich als Oberflächendefekt einer Elektrode, z.B. als ein grauer Fleck, ein Nadelloch, eine Kraterform usw., und wenn dieser Defekt schwerwiegend ist, kann er zu einem Bereich werden, in dem Aktivmaterialien fehlen, wodurch die Adhäsion der Elektrode beeinträchtigt wird.The binder as a component of the electrode slurry for a secondary battery enables an active material to be bonded to each other or to fix an active material on the current collector, thereby improving the adhesion of the coated electrode. The binder is mixed with an active material for an electrode, a conductive material, etc. in the form of a binder solution obtained by dissolving binder solids in a predetermined solvent to form an electrode slurry. However, if the binder contained in the binder solution is not completely dissolved and undissolved substances remain in a fine form such as microgel, the part where the undissolved substances are located cannot play the original role of the binder. Such a portion appears as a surface defect of an electrode, e.g., a gray spot, a pinhole, a crater shape, etc., and if this defect is severe, it may become a region lacking active materials, thereby deteriorating the adhesion of the electrode .

1 ist eine Figur, die eine Form eines Oberflächenfehlers einer Elektrode für eine Sekundärbatterie zeigt. Wie in 1 dargestellt, sind in der Elektrode für eine Sekundärbatterie Oberflächendefekte in Form von grauen Flecken zu sehen. 1 Fig. 12 is a figure showing a shape of a surface defect of an electrode for a secondary battery. As in 1 1, surface defects in the form of gray spots are seen in the electrode for a secondary battery.

Die Lösungsqualität einer Bindemittellösung einer Elektrode für eine Sekundärbatterie ist daher ein wichtiger Faktor zur Verbesserung des Oberflächenfehlers der Elektrode, aber nach bisherigem Stand der Technik war es schwierig, die Lösungsqualität genau zu messen. In der vorliegenden Erfindung wurde ein Verfahren zur Evaluierung der Lösungsqualität einer Bindemittellösung anhand der Größe eines Trübungswerts durch Messung des Trübungswerts der Bindemittellösung vorgeschlagen, um die Lösungsqualität der Bindemittellösung zur Verbesserung des Oberflächendefekts einer Elektrode vor der Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung quantitativ zu evaluieren. Insbesondere da es, wie im Stand der Technik üblich, durch Auftragen einer Bindemittellösung mit einer Klinge auf einen Overheadprojektor-Film und bestimmen der Fremdkörperanzahl auf dem Film mit bloßem Auge schwierig war, eine genaue quantitative Evaluierung der Lösungsqualität einer Bindemittellösung vorzunehmen, wurde ein Verfahren zur Messung des Trübungswerts einer Probe der Bindemittellösung vorgeschlagen.Therefore, the solution quality of a binder solution of an electrode for a secondary battery is an important factor for improving the surface defect of the electrode, but in the prior art, it has been difficult to accurately measure the solution quality. In the present invention, a method of evaluating the solution quality of a binder solution by the magnitude of a turbidity value by measuring the turbidity value of the binder solution was proposed to quantitatively evaluate the solution quality of the binder solution for improving the surface defect of an electrode before preparing an electrode slurry. In particular, since it was difficult to make an accurate quantitative evaluation of the solution quality of a binder solution by applying a binder solution with a blade on an overhead projector film and determining the number of foreign objects on the film with the naked eye, as is conventional in the art, a method for Proposed measurement of the turbidity value of a sample of the binder solution.

Als Trübung wird das Phänomen bezeichnet, dass Strahlen aufgrund der spezifischen Beschaffenheit eines Materials zusätzlich zu Reflexion oder Absorption bei der Transmission von Licht durch das Innere eines transparenten Materials ein opakes Erscheinungsbild erzeugen.Haze is the phenomenon that due to the inherent nature of a material, rays create an opaque appearance in addition to reflection or absorption when light is transmitted through the interior of a transparent material.

Der Trübungswert kann durch Formel 1 wie folgt ausgedrückt werden.

Figure DE102022201385A1_0001
The haze value can be expressed by Formula 1 as follows.
Figure DE102022201385A1_0001

Wie in der obigen Formel 1 dargestellt, wird bei der Transmission von Licht durch die Bindemittellösung zur Messung des Trübungswerts das Verhältnis zwischen der Streutransmission und der Gesamttransmission der Bindemittellösung zum Trübungswert der Bindemittellösung. Der Trübungswert der Bindemittellösung bezieht sich nämlich auf den Streuungsgrad von Licht bei der Transmission von Licht. Sind Fremdstoffe oder ungelöste Substanzteilchen mit einer Größe von Hunderten von nm oder mehr vorhanden, nimmt der Trübungswert umso mehr zu, je größer der Unterschied zwischen den Brechungsindizes dieser Teilchen und des Lösungsmittels und je größer die Teilchen sind. Je größer die Anzahl an ungelösten Substanzen (Mikrogelen) in der Lösung ist, desto größer ist daher der Trübungswert. In diesem Zusammenhang bedeutet die Messung des Trübungswerts kein Zählen der Anzahl von Mikrogelen, sondern ist ein Konzept zur Messung der Intensität des von ungelösten Substanzen gestreuten Lichts.As shown in Formula 1 above, when light is transmitted through the binder solution to measure the turbidity value, the ratio between the scattered transmission and the total transmission of the binder solution becomes the turbidity value of the binder solution. Namely, the turbidity value of the binder solution relates to the degree of scattering of light in the transmission of light. When foreign matter or undissolved substance particles having a size of hundreds of nm or more are present, the larger the difference between the refractive indexes of these particles and the solvent and the larger the particles, the more the haze value increases. Therefore, the greater the number of undissolved substances (microgels) in the solution, the greater the turbidity value. In this context, measuring the turbidity value does not mean counting the number of microgels, but is a concept for measuring the intensity of light scattered from undissolved substances.

Ein Verfahren zur Evaluierung der Lösungsqualität einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode der vorliegenden Erfindung umfasst: Messung eines Trübungswerts einer zuvor bestimmten Menge einer Probe der Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; und Evaluierung der Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand der Größe des Trübungswerts.A method for evaluating the solution quality of a binder solution for a secondary battery electrode of the present invention comprises: measuring a turbidity value of a predetermined amount of a sample of the binder solution by transmission of light through the binder solution; and evaluating the solution quality of the binder solution based on the magnitude of the turbidity value.

Vor der Messung des Trübungswerts wird ein Bindemittel in ein zuvor bestimmtes Lösungsmittel gegeben und dann gemischt, um so eine zuvor bestimmte Bindemittellösung herzustellen.Before measurement of the turbidity value, a binder is added to a predetermined solvent and then mixed so as to prepare a predetermined binder solution.

Das Bindemittel, welches ein gelöster Bestandteil der Bindemittellösung ist, kann mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem nicht wässrigen Bindemittel wie Polyvinylidenfluorid-co-Hexafluorpropylen (PVDF-co-HFP), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylalkohol, Carboxylmethylcellulose (CMC), Stärke, Hydroxypropylcellulose, regenerierte Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Tetrafluorethylen, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylsäure, Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM), sulfoniertes EPDM oder Polytetrafluorethylen (PTFE), einem wässrigen Bindemittel wie Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Acrylkautschuk und einem Polymerharz wie Hydroxyethylcellulose oder Carboxymethylcellulose sein.The binder, which is a dissolved component of the binder solution, can be at least one selected from the group consisting of a non-aqueous binder such as polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol, carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene propylene diene monomer (EPDM), sulfonated EPDM or polytetrafluoroethylene (PTFE), an aqueous binder such as acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber (SBR) or acrylic rubber and a polymer resin such as hydroxyethyl cellulose or carboxymethyl cellulose.

Ferner kann ein Lösungsmittel der Bindemittellösung mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem organischen Lösungsmittel wie N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylformamid (DMF), Aceton oder Dimethylacetamid und Wasser sein.Further, a solvent of the binder solution may be at least one selected from the group consisting of an organic solvent such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), acetone or dimethylacetamide, and water.

Dabei ändert sich die Lösungsqualität der Bindemittellösung je nach Mischzeit, Mischtemperatur, Mischblatttyp usw., auch wenn der gleiche Gehalt an zu lösendem Stoff in das Lösungsmittel gegeben wird. Außerdem variiert die Lösungsqualität je nach Art, Größe usw. der in einer Lösung enthaltenen ungelösten Stoffe. Daher kann die Lösungsqualität nicht allein durch Informationen über die Konzentration der Bindemittellösung genau evaluiert werden.At this time, the solution quality of the binder solution changes depending on the mixing time, mixing temperature, type of mixing blade, etc., even if the same content of solute is added to the solvent. Also, the solution quality varies depending on the kind, size, etc. of undissolved matter contained in a solution. Therefore, the solution quality cannot be accurately evaluated solely by information about the concentration of the binder solution.

Es ist daher notwendig, die Lösungsqualität der CMC-Lösung quantitativ zu evaluieren, indem jeweils die Trübungswerte einer Vielzahl von CMC-Lösungen gemessen werden, die sich jeweils mindestens in Bezug auf die Mischzeit, die Mischtemperatur, den Mischertyp und den Mischblatttyp unterscheiden. Als Mischer können TK-Mischer, Homo Disper Mischer usw. gewählt werden. Als Mischblatt kann ein Schrägblattrührer, ein Ankerrührer, ein Wendelrührer usw. verwendet werden. Hierbei kann einer von diesen verwendet werden, oder es können zwei oder mehr von diesen zusammen verwendet werden. Zur Herstellung einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode kann ein Bindemittel grundsätzlich bei 30 bis 130°C aufgelöst werden.It is therefore necessary to quantitatively evaluate the solution quality of the CMC solution by measuring the turbidity values of a plurality of CMC solutions, each of which differs at least in terms of mixing time, mixing temperature, mixer type and mixing blade type. TK mixers, Homo Disper mixers, etc. can be selected as mixers. As the mixing blade, a pitched blade agitator, an anchor agitator, a helical agitator, etc. can be used. Here, one of them can be used, or two or more of them can be used together. To prepare a binder solution for a secondary battery electrode, a binder can be dissolved basically at 30 to 130°C.

Der Trübungswert kann mit einem Trübungsmessgerät gemessen werden. Als Trübungsmessgerät kann z.B. ein HM-150 von Murakami Color Research Laboratory usw. verwendet werden. Wie später beschrieben wird, wurde in der vorliegenden Beschreibung der Trübungswert in Übereinstimmung mit JIS 7136 gemessen. Im Trübungsmessgerät kann eine D65-Standardlichtquelle verwendet werden, welche zudem auch als Lichtquelle für die Bestrahlung der Bindemittellösung verwendet werden kann. Konkret wurde eine zuvor bestimmte Menge (z.B. 3 bis 4 ml) der Bindemittellösung als eine Probe für das Trübungsmessgerät entnommen, welche dann in eine Quarzglas-Küvette gegeben wurde, und die Quarzglas-Küvette wurde in das Trübungsmessgerät eingesetzt. Danach wurde Licht von einer Lichtquelle eingestrahlt, um den Trübungswert der Bindemittellösung zu messen.The turbidity value can be measured with a turbidimeter. As the turbidity meter, for example, HM-150 made by Murakami Color Research Laboratory, etc. can be used. As will be described later, the haze value was measured in accordance with JIS 7136 in the present specification. A standard D65 light source can be used in the turbidimeter, which can also be used as the light source for irradiating the binder solution. Concretely, a predetermined amount (e.g. 3 to 4 ml) of the binder solution was taken as a sample for the turbidimeter, which was then placed in a quartz glass cuvette, and the quartz glass cuvette was set in the turbidimeter. Thereafter, light from a light source was irradiated to measure the turbidity value of the binder solution.

Wird die Größe des Trübungswerts gemessen, lässt sich die Lösungsqualität der Bindemittellösung quantitativ evaluieren. So kann die Lösungsqualität der Bindemittellösung durch Messung des Trübungswerts quantitativ evaluiert werden, auch wenn es sich um eine Bindemittellösung handelt, die durch Lösen des gleichen Gehalts an zu lösenden Stoffen hergestellt wurde.If the size of the turbidity value is measured, the solution quality of the binder solution can be evaluated quantitatively. Thus, the dissolution quality of the binder solution can be quantitatively evaluated by measuring the turbidity value even if it is a binder solution prepared by dissolving the same content of solutes.

Als weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie: Messung eines Trübungswerts einer zuvor bestimmten Menge einer Probe der Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; Evaluierung einer Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand einer Größe des Trübungswerts; und Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung durch Mischen eines Aktivmaterials für eine Elektrode und eines leitfähigen Materials mit einer Bindemittellösung in einer Lösungsqualität mit einem Trübungswert, der gleich oder kleiner als ein zuvor bestimmter Wert ist. Konkret umfasst das Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie der vorliegenden Erfindung die Messung eines Trübungswertes einer Bindemittellösung und das anschließende quantitative Auswerten der Lösungsqualität der Bindemittellösung wie oben beschrieben. Bei der Messung der Lösungsqualität der Bindemittellösung wird eine Bindemittellösung in einer Lösungsqualität mit einem Trübungswert, der gleich oder kleiner als ein zuvor bestimmter Wert ist, ausgewählt, um den Oberflächendefekt einer Elektrode oder entsprechende Eigenschaften einer herzustellenden Elektrode zu verbessern, und ein Aktivmaterial für eine Elektrode sowie ein leitfähiges Material werden mit der Bindemittellösung gemischt, um dadurch eine Elektrodenaufschlämmung herzustellen.As another aspect of the present invention, a method for producing an electrode slurry for a secondary battery includes: measuring a turbidity value of a predetermined amount of a sample binder solution by transmitting light through the binder solution; evaluating a solution quality of the binder solution based on a quantity of the turbidity value; and preparing an electrode slurry by mixing an active material for an electrode and a conductive material with a binder solution in a solution quality having a turbidity value equal to or smaller than a predetermined value. Concretely, the method for producing an electrode slurry for a secondary battery of the present invention comprises measuring a turbidity value of a binder solution and then quantitatively evaluating the solution quality of the binder solution as described above. In measuring the solution quality of the binder solution, a binder solution in a solution quality with a turbidity value equal to or smaller than a predetermined value is selected to improve the surface defect of an electrode or related properties of an electrode to be produced, and an active material for an electrode and a conductive material are mixed with the binder solution to thereby prepare an electrode slurry.

Das Aktivmaterial für eine Elektrode kann ein zuvor bestimmtes Aktivmaterial für eine positive Elektrode und ein zuvor bestimmtes Aktivmaterial für eine negative Elektrode umfassen. Das Aktivmaterial für eine positive Elektrode kann ein lithiumhaltiges Oxid sein, und ein lithiumhaltiges Übergangsmetalloxid kann als das lithiumhaltige Oxid verwendet werden.The electrode active material may include a predetermined positive electrode active material and a predetermined negative electrode active material. The positive electrode active material may be a lithium-containing oxide, and a lithium-containing transition metal oxide may be used as the lithium-containing oxide.

Das lithiumhaltige Übergangsmetalloxid kann beispielsweise ein beliebiges Oxid oder eine Mischung aus zwei oder mehreren Oxiden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus LixCoO2(0.5<x<1.3), LixNiO2(0.5<x<1.3), LixMnO2(0.5<x<1.3), LixMn2O4(0.5<x<1.3), Lix(NiaCobMnc)O2(0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b<1, 0<c<1, a+b+c=1), LixNi1-yCoyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), LixCo1-yMnyO2(0.5<x<1.3, 0≤y<1), LixNi1-yMnyO2(0.5<x<1.3, 0<y<1), Lix(NiaCobMnc)O4(0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), LixMn2-zNizO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixMn2-zCozO4(0.5<x<1.3, 0<z<2), LixCoPO4(0.5<x<1.3) und LixFePO4(0.5<x<1.3) sein. Darüber hinaus kann das lithiumhaltige Übergangsmetalloxid mit einem Metall wie Aluminium (AI) oder einem Metalloxid beschichtet sein. Darüber hinaus können neben dem lithiumhaltigen Übergangsmetalloxid ein oder mehrere Sulfide, Selenide und Halogenide verwendet werden.The lithium-containing transition metal oxide can, for example, be any oxide or a mixture of two or more oxides selected from the group consisting of Li x CoO 2 (0.5<x<1.3), Li x NiO 2 (0.5<x<1.3), Li x MnO 2 (0.5<x<1.3), Li x Mn 2 O 4 (0.5<x<1.3), Li x (Ni a Co b Mn c )O 2 (0.5<x<1.3, 0<a<1, 0<b <1, 0<c<1, a+b+c=1), Li x Ni 1-y Co y O 2 (0.5<x<1.3, 0<y<1), Li x Co 1-y Mn y O 2 (0.5<x<1.3, 0≤y<1), Li x Ni 1-y Mn y O 2 (0.5<x<1.3, 0<y<1), Li x (Ni a Co b Mn c ) O 4 (0.5<x<1.3, 0<a<2, 0<b<2, 0<c<2, a+b+c=2), Li x Mn 2-z Ni z O 4 (0.5<x <1.3, 0<z<2), Li x Mn 2-z Co z O 4 (0.5<x<1.3, 0<z<2), Li x CoPO 4 (0.5<x<1.3), and Li x FePO 4 (0.5<x<1.3). In addition, the lithium-containing transition metal oxide may be coated with a metal such as aluminum (Al) or a metal oxide. Furthermore, besides the lithium-containing transition metal oxide, one or more of sulfides, selenides and halides can be used.

Das Aktivmaterial für eine negative Elektrode kann ein Kohlenstoffmaterial, Lithiummetall, Silizium oder Zinn sein. Wenn ein Kohlenstoffmaterial als Aktivmaterial für eine negative Elektrode verwendet wird, können sowohl niedrig kristalliner als auch hoch kristalliner Kohlenstoff verwendet werden. Typische Beispiele für niedrig kristallinen Kohlenstoff sind weicher Kohlenstoff und harter Kohlenstoff. Typische Beispiele für hochkristallinen Kohlenstoff sind natürlicher Graphit, Kish-Graphit, pyrolytischer Kohlenstoff, Kohlenstofffasern auf der Basis von Mesophasenpech, Mikroperlen aus Mesokohlenstoff, Mesophasenpech und kalzinierte Hochtemperaturkohlenstoffe wie Koks aus Erdöl oder Steinkohlenteer.The negative electrode active material may be a carbon material, lithium metal, silicon, or tin. When a carbon material is used as a negative electrode active material, both low crystalline and high crystalline carbon can be used. Typical examples of low crystalline carbon are soft carbon and hard carbon. Typical examples of highly crystalline carbon are natural graphite, Kish graphite, pyrolytic carbon, mesophase pitch-based carbon fibers, mesocarbon microbeads, mesophase pitch, and high-temperature calcined carbons such as petroleum coke or coal tar.

Das leitfähige Material ist nicht weiter beschränkt, solange es elektrische Leitfähigkeit besitzt, ohne eine chemische Veränderung in der Batterie zu verursachen. Beispiele sind Graphit wie natürlicher Graphit und künstlicher Graphit; Ruß wie Acetylenruß, Ketjenruß (Ketjen black), Channelruß (channel black), Ofenruß (furnace black), Flammruß (lamp black) und Sommerruß (summer black); leitfähige Fasern wie Kohlenstofffasern und Metallfasern; Metallpulver wie Kohlenstofffluorid, Aluminium- und Nickelpulver; leitfähige Whisker wie Zinkoxid und Kaliumtitanat; leitfähige Metalloxide wie Titanoxid; und leitfähige Materialien wie Polyphenylenderivate und dergleichen.The conductive material is not particularly limited as long as it has electrical conductivity without causing a chemical change in the battery. Examples are graphite such as natural graphite and artificial graphite; carbon black such as acetylene black, Ketjen black (Ketjen black), channel black (channel black), furnace black (furnace black), lamp black (lamp black) and summer black (summer black); conductive fibers such as carbon fibers and metal fibers; metal powders such as carbon fluoride, aluminum and nickel powders; conductive whiskers such as zinc oxide and potassium titanate; conductive metal oxides such as titanium oxide; and conductive materials such as polyphenylene derivatives and the like.

So kann beispielsweise eine CMC-Lösung, welche durch Auflösen eines bestimmten CMC-Gehalts in Wasser als Lösungsmittel erhalten wird, als bevorzugte Bindemittellösung ausgewählt werden, um die Lösungsqualität durch Messung des Trübungswertes zu evaluieren. Die meisten ungelösten Stoffe in der CMC-Lösung haben eine Größe im Bereich von 7 bis 15 µm. Da die CMC-Lösung also ungelöste Stoffe enthält, welche die Messung des Trübungswerts ermöglichen, lässt sich die Lösungsqualität mithilfe des Trübungswerts relativ genau beurteilen.For example, a CMC solution obtained by dissolving a certain CMC content in water as a solvent can be selected as a preferred binder solution to evaluate the solution quality by measuring the turbidity value. Most of the undissolved matter in the CMC solution ranges in size from 7 to 15 µm. Since the CMC solution contains undissolved substances, which enable the turbidity value to be measured, the solution quality can be assessed relatively accurately using the turbidity value.

Darüber hinaus kann die Elektrodenaufschlämmung der vorliegenden Erfindung eine Aufschlämmung für eine negative Elektrode sein.Moreover, the electrode slurry of the present invention may be a negative electrode slurry.

Ferner kann eine Elektrodenaufschlämmung für eine positive Elektrode oder eine negative Elektrode durch Mischen des Aktivmaterials für eine Elektrode, des leitfähigen Materials usw. mit der Bindemittellösung hergestellt werden, deren Lösungsqualität durch Messung des Trübungswertes evaluiert wurde. Es ist möglich, den Oberflächendefekt einer Elektrode erheblich zu verbessern, indem eine Elektrodenaufschlämmung unter Verwendung einer Bindemittellösung hergestellt wird, welche einen Trübungswert (Lösungsqualität) aufweist, der gleich oder kleiner als ein zuvor bestimmter Wert ist.Further, an electrode slurry for a positive electrode or a negative electrode can be prepared by mixing the active material for an electrode, the conductive material, etc. with the binder solution, the solution quality of which has been evaluated by measuring the turbidity value. It is possible to remarkably improve the surface defect of an electrode by preparing an electrode slurry using a binder solution having a turbidity value (solution quality) equal to or smaller than a predetermined value.

Beispieleexamples

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung im Detail beschrieben werden, wobei die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele beschränkt ist.Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited to these examples.

Vergleichsbeispiel 1Comparative example 1

Eine CMC-Lösung mit einer Konzentration von 1,5% wurde hergestellt, indem eine bestimmte Menge CMC in destilliertes Wasser gegeben wurde. Die Lösung wurde mit einem Homo Disper Mischer für unterschiedliche Mischzeiten gerührt.A CMC solution having a concentration of 1.5% was prepared by adding a certain amount of CMC to distilled water. The solution was stirred with a Homo Disper mixer for different mixing times.

Die Lösungsqualität der zubereiteten CMC-Lösung wurde mit der herkömmlichen Evaluierungsmethode beurteilt. Das Ergebnis dieser Beobachtung der Anzahl an Fremdstoffen auf dem Film mit bloßem Auge nach dem Auftragen der CMC-Lösung in einer Dicke von 200 µm auf einen 5 × 5 cm großen Overheadprojektor-Film mit einem Rakel ist wie folgt. [Tabelle 1] Probe Nr. #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 Mischzeit (Min.) 60 80 40 140 100 120 160 180 Anzahl Mikrogele 21 19 23 1 3.5 1 0.5 0 The solution quality of the prepared CMC solution was evaluated by the conventional evaluation method. The result of this observation of the number of foreign matters on the film with the naked eye after coating the CMC solution in a thickness of 200 µm on a 5×5 cm OHP film with a squeegee is as follows. [Table 1] sample no #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8th Mixing Time (min) 60 80 40 140 100 120 160 180 number of microgels 21 19 23 1 3.5 1 0.5 0

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, nahm die Anzahl der Fremdstoffe mit zunehmender Mischzeit tendenziell ab. Trotz der unterschiedlichen Mischzeiten in den Proben Nr. 4 und Nr. 6 konnte jedoch nicht festgestellt werden welche Probe eine bessere Lösungsqualität aufweist. Da die Lösungsqualität außerdem durch die Anzahl der Fremdstoffe bestimmt wird, gab es Situationen, in denen es schwierig war, die Lösungsqualität quantitativ zu evaluieren, wenn die Anzahl der Fremdstoffe der jeweiligen Proben zu groß oder zu klein war. Insbesondere war es im Fall der Probe Nr. 8 schwierig zu beurteilen, inwieweit die Lösungsqualität quantifiziert werden konnte, da die Anzahl der Fremdstoffe auf 0 sank.As shown in Table 1, the number of foreign matters tended to decrease as the mixing time increased. Despite the different mixing times in samples no. 4 and no. 6, it was not possible to determine which sample had a better solution quality. In addition, since the solution quality is determined by the number of foreign matter, there have been situations where it was difficult to determine the solution quality to evaluate quantitatively when the number of foreign substances of the respective samples was too large or too small. In particular, in the case of Sample No. 8, since the number of foreign matter decreased to zero, it was difficult to judge how far the solution quality could be quantified.

Beispiel 1example 1

Eine CMC-Lösung mit einer Konzentration von 1,5% wurde durch Mischen unter den gleichen Bedingungen wie im Vergleichsbeispiel 1 hergestellt.A CMC solution having a concentration of 1.5% was prepared by mixing under the same conditions as in Comparative Example 1.

Von der vorbereiteten Lösung wurden 4 ml entnommen und in eine Quarzglas-Küvette gegeben, welche anschließend in ein Trübungsmessgerät eingesetzt wurde, um so den Trübungswert zu messen. Als Trübungsmessgerät wurde ein HM-150 von Murakami Color Research Laboratory verwendet, und der Trübungswert der Bindemittellösung wurde in Übereinstimmung mit JIS 7136 gemessen. [Tabelle 2] Probe Nr. #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8 Mischzeit (Min.) 60 80 40 140 100 120 160 180 Trübung (%) 2.44 2.35 2.48 1.96 2.10 2.02 1.82 1.7 From the prepared solution, 4 ml was taken and placed in a quartz glass cuvette, which was then set in a turbidimeter to measure the turbidity value. A HM-150 made by Murakami Color Research Laboratory was used as a turbidity meter, and the turbidity value of the binder solution was measured in accordance with JIS 7136. [Table 2] sample no #1 #2 #3 #4 #5 #6 #7 #8th Mixing Time (min) 60 80 40 140 100 120 160 180 Haze (%) 2.44 2.35 2.48 1.96 2.10 2.02 1.82 1.7

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, nimmt der Trübungswert mit zunehmender Mischzeit allmählich ab. Diese Tendenz ist mit der in Tabelle 1 vergleichbar. Anders als im Vergleichsbeispiel 1 lagen die Trübungswerte bei den Proben 4 und 6 jedoch bei unterschiedlichen Werten von 1,96 bzw. 2,02. Somit konnte die Lösungsqualität quantitativ deutlich unterschieden werden. Da die Lösungsqualität z.B. bei der Probe Nr. 8 eindeutig durch den Trübungswert indiziert ist, wird die Lösungsqualität quantifiziert, und die Lösungsqualität der einzelnen Bindemittellösungen kann quantitativ eindeutig unterschieden und bestimmt werden.As shown in Table 2, the turbidity value gradually decreases as the mixing time increases. This trend is comparable to that in Table 1. However, unlike Comparative Example 1, the haze values of Samples 4 and 6 were different values of 1.96 and 2.02, respectively. Thus, the solution quality could be clearly differentiated quantitatively. Since the quality of the solution is clearly indicated by the turbidity value, e.g.

Beispiel 2example 2

Um die Oberflächendefekte einer Elektrode in Abhängigkeit vom Trübungswert (Lösungsqualität) einer CMC-Lösung zu evaluieren, wurden CMC-Lösungen mit derselben Konzentration (1,5%) und unterschiedlichen Trübungswerten aus Beispiel 1 ausgewählt.In order to evaluate the surface defects of an electrode depending on the turbidity value (solution quality) of a CMC solution, CMC solutions having the same concentration (1.5%) and different turbidity values from Example 1 were selected.

Graphit als das Aktivmaterial für eine negative Elektrode, Ruß als ein leitfähiges Material und eine CMC-Lösung als ein Bindemittel wurden hergestellt und Graphit sowie das leitfähige Material wurden zu der CMC-Lösung gegeben, in welcher eine Menge des Lösungsmittels (Wasser) so eingestellt wurde, dass das Aktivmaterial, das leitfähige Material und das Bindemittel ein Gewichtsverhältnis von 97:1:2 haben und der Feststoffgehalt des Aktivmaterials, des leitfähigen Material und des Bindemittels 40% beträgt. Diese Mischung wurde dann für 2 Stunden bei 80 rpm mit einem TK-Mischer gemischt, um so eine Aufschlämmung für eine negative Elektrode herzustellen. Die hergestellte Aufschlämmung für eine negative Elektrode wurde unter bestimmten Beschichtungsbedingungen (Beschichtungsbreite: 200 mm, Beschichtungsgeschwindigkeit: 5 m/min, Beladungsmenge: 300 mg/cm2) auf eine Oberfläche des Kupferstromabnehmers aufgetragen, welcher dann bei einer Temperatur von 100°C getrocknet und anschließend gewalzt wurde, um so eine negative Elektrode herzustellen.Graphite as the negative electrode active material, carbon black as a conductive material and a CMC solution as a binder were prepared, and graphite and the conductive material were added to the CMC solution in which an amount of the solvent (water) was adjusted that the active material, the conductive material and the binder have a weight ratio of 97:1:2 and the solid content of the active material, the conductive material and the binder is 40%. This mixture was then mixed for 2 hours at 80 rpm by a TK mixer so as to prepare a negative electrode slurry. The prepared negative electrode slurry was applied to a surface of the copper current collector under specified coating conditions (coating width: 200 mm, coating speed: 5 m/min, loading amount: 300 mg/cm 2 ), which was then dried at a temperature of 100°C and was then rolled so as to produce a negative electrode.

Auf diese Weise wurden Elektroden der gleichen Zusammensetzung unter Verwendung von CMC-Lösungen mit unterschiedlichen Trübungswerten hergestellt. Die Anzahl der Oberflächendefekte wurde gemessen und die Ergebnisse sind in Tabelle 3 unten aufgeführt. Jede der hergestellten Elektroden wurde auf eine Länge von 50 cm geschnitten und die Anzahl der Oberflächendefekte pro 10 cm x 10 cm wurde mit bloßem Auge gezählt. [Tabelle 3] Probe Nr. #3 #6 #8 Trübung (%) 2.48 2.02 1.7 Anzahl Oberflächendefekte 534 324 107 In this way, electrodes of the same composition were prepared using CMC solutions with different turbidity values. The number of surface defects was measured and the results are shown in Table 3 below. Each of the electrodes prepared was cut to a length of 50 cm, and the number of surface defects per 10 cm × 10 cm was counted with the naked eye. [Table 3] sample no #3 #6 #8th Haze (%) 2.48 2.02 1.7 Number of surface defects 534 324 107

Wie aus Tabelle 3 hervorgeht, nimmt die Anzahl der Oberflächendefekte ab, wenn der Trübungswert kleiner wird. Hieraus lässt sich die Mischzeit zur Verbesserung der Lösungsqualität erkennen. Darüber hinaus ist es möglich, eine Bindemittellösung mit einem Trübungswert oder einer Lösungsqualität zur Verbesserung des Oberflächendefekts einer Elektrode für eine Sekundärbatterie zu unterscheiden und vorherzusagen. In Beispiel 2 verringerte sich die Anzahl der Oberflächendefekte bei einem Trübungswert von 2,02 gegenüber einem Trübungswert von 2,48.As is apparent from Table 3, the number of surface defects decreases as the haze value becomes smaller. From this, the mixing time to improve the solution quality can be identified. In addition, it is possible to discriminate and predict a binder solution having a turbidity value or a solution quality for improving the surface defect of an electrode for a secondary battery. In Example 2, the number of surface defects decreased at a haze value of 2.02 versus a haze value of 2.48.

Ferner verringerte sich die Zahl der Oberflächendefekte um mehr als 400, wenn der Trübungswert 1,7 betrug. Somit bestand ein signifikanter Unterschied in den Oberflächendefekteigenschaften abhängig vom Trübungswert. Daraus ergibt sich, dass bei Verwendung einer Lösung mit einem Trübungswert der CMC-Lösung von 2,0% oder weniger die Anzahl der Oberflächendefekte der negativen Elektrodenaufschlämmung erheblich reduziert werden kann.Further, when the haze value was 1.7, the number of surface defects decreased by more than 400. Thus, there was a significant difference in the surface defect properties depending on the haze value. As a result, using a solution having a turbidity value of the CMC solution of 2.0% or less can significantly reduce the number of surface defects of the negative electrode slurry.

Aus den obigen Ergebnissen wird ersichtlich, dass die Lösungsqualität durch den Trübungswert der Bindemittellösung beurteilt wird, und dass eine Elektrodenaufschlämmung unter Verwendung einer Bindemittellösung mit einem gewissen Trübungswert oder darunter hergestellt wird, um dadurch Oberflächendefekte einer Elektrode vorherzusagen und zu kontrollieren.From the above results, it can be seen that the solution quality is judged by the turbidity value of the binder solution, and an electrode slurry is prepared using a binder solution having a certain turbidity value or below, to thereby predict and control surface defects of an electrode.

In den obigen Ausführungen wurde die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnungen und Beispiele näher beschrieben. Daher sind die in der Beschreibung beschriebenen Ausführungsformen und die in den Zeichnungen beschriebenen Konfigurationen nur die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und stellen nicht alle technischen Ideen der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass es verschiedene Äquivalente und Variationen anstelle von ihnen zum Zeitpunkt der Einreichung der vorliegenden Anmeldung gibt.In the above statements, the present invention has been described in more detail with reference to the drawings and examples. Therefore, the embodiments described in the specification and the configurations described in the drawings are only the preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. It is understood that there are various equivalents and variations instead of them at the time of filing of the present application.

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Claims (10)

Verfahren zur Evaluierung einer Lösungsqualität einer Bindemittellösung für eine Sekundärbatterieelektrode, wobei das Verfahren umfasst: Messung eines Trübungswerts einer zuvor bestimmten Menge einer Probe der Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; und Evaluierung einer Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand der Größe des Trübungswertes.A method for evaluating a solution quality of a binder solution for a secondary battery electrode, the method comprising: measuring a turbidity value of a predetermined amount of a sample of the binder solution by transmission of light through the binder solution; and Evaluation of a solution quality of the binder solution based on the size of the turbidity value. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Trübungswert ein Verhältnis zwischen einer Streutransmission und einer Gesamttransmission der Bindemittellösung ist, wenn Licht durch die Bindemittellösung gestrahlt wird.procedure according to claim 1 , where the turbidity value is a ratio between a scattering transmittance and a total transmittance of the binder solution when light is radiated through the binder solution. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein Bindemittel, welches ein gelöster Bestandteil der Bindemittellösung ist, mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem nicht wässrigen Bindemittel, umfassend Polyvinylidenfluorid-co-Hexafluorpropylen (PVDF-co-HFP), Polyvinylidenfluorid (PVDF), Polyacrylnitril, Polymethylmethacrylat, Polyvinylalkohol, Carboxylmethylcellulose (CMC), Stärke, Hydroxypropylcellulose, regenerierte Cellulose, Polyvinylpyrrolidon, Tetrafluorethylen, Polyethylen, Polypropylen, Polyacrylsäure, Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM), sulfoniertes EPDM oder Polytetrafluorethylen (PTFE), einem wässrigen Bindemittel, umfassend Acrylnitril-Butadien-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR) oder Acrylkautschuk, und einem Polymerharz, umfassend Hydroxyethylcellulose oder Carboxymethylcellulose, ist.procedure according to claim 1 wherein a binder which is a dissolved component of the binder solution is at least one selected from the group consisting of a non-aqueous binder comprising polyvinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene (PVDF-co-HFP), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyacrylonitrile, polymethyl methacrylate, polyvinyl alcohol , carboxymethyl cellulose (CMC), starch, hydroxypropyl cellulose, regenerated cellulose, polyvinylpyrrolidone, tetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyacrylic acid, ethylene propylene diene monomer (EPDM), sulfonated EPDM or polytetrafluoroethylene (PTFE), an aqueous binder comprising acrylonitrile butadiene rubber, styrene butadiene rubber (SBR) or acrylic rubber, and a polymer resin comprising hydroxyethyl cellulose or carboxymethyl cellulose. Verfahren gemäß Anspruch 3, wobei das Lösungsmittel der Bindemittellösung mindestens eines ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem organischen Lösungsmittel, umfassend N-Methylpyrrolidon (NMP), Dimethylformamid (DMF), Aceton oder Dimethylacetamid, und Wasser, ist.procedure according to claim 3 wherein the solvent of the binder solution is at least one selected from the group consisting of an organic solvent comprising N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), acetone or dimethylacetamide, and water. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Bindemittellösung eine CMC-Lösung ist, welche durch Auflösen einer zuvor bestimmten Menge an CMC in Wasser erhalten wird.procedure according to claim 1 , wherein the binder solution is a CMC solution obtained by dissolving a predetermined amount of CMC in water. Verfahren gemäß Anspruch 5, wobei die Lösungsqualität der CMC-Lösung quantitativ evaluiert wird, indem jeweils die Trübungswerte einer Vielzahl von CMC-Lösungen gemessen werden, welche durch Variieren von mindestens einem der Faktoren Mischzeit, Mischtemperatur, Mischertyp und Mischblatttyp hergestellt wurden.procedure according to claim 5 wherein the solution quality of the CMC solution is quantitatively evaluated by respectively measuring the turbidity values of a plurality of CMC solutions prepared by varying at least one of mixing time, mixing temperature, mixer type and mixing blade type. Verfahren zur Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung für eine Sekundärbatterie, wobei das Verfahren umfasst: Messung eines Trübungswertes einer zuvor bestimmten Menge einer Probe einer Bindemittellösung mittels Transmission von Licht durch die Bindemittellösung; Evaluierung einer Lösungsqualität der Bindemittellösung anhand einer Größe des Trübungswertes; und Herstellung einer Elektrodenaufschlämmung durch Mischen eines Aktivmaterials für eine Elektrode und eines leitfähigen Materials mit einer Bindemittellösung in einer Lösungsqualität mit einem Trübungswert, der gleich oder kleiner als ein zuvor bestimmter Wert ist.A method for producing an electrode slurry for a secondary battery, the method comprising: measuring a turbidity value of a predetermined quantity of a sample binder solution by transmission of light through the binder solution; evaluating a solution quality of the binder solution based on a variable of the turbidity value; and Preparation of an electrode slurry by mixing an active material for an electrode and a conductive material with a binder solution in a solution quality having a turbidity value equal to or smaller than a predetermined value. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Bindemittellösung eine CMC-Lösung ist, welche durch Auflösen einer zuvor bestimmten Menge CMC in Wasser erhalten wird.procedure according to claim 7 , wherein the binder solution is a CMC solution obtained by dissolving a predetermined amount of CMC in water. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei die Elektrodenaufschlämmung eine Aufschlämmung für eine negative Elektrode ist.procedure according to claim 7 wherein the electrode slurry is a negative electrode slurry. Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei der Trübungswert der CMC-Lösung gleich oder kleiner 2% ist.procedure according to claim 7 , where the turbidity value of the CMC solution is equal to or less than 2%.
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