DE112009005473B4

DE112009005473B4 - Binder für Sekundärbatterieelektroden

Info

Publication number: DE112009005473B4
Application number: DE112009005473.0T
Authority: DE
Inventors: Takashi Matsuyama; Kimio Misaki
Original assignee: Nippon A&L Inc
Current assignee: Nippon A&L Inc
Priority date: 2009-12-25
Filing date: 2009-12-25
Publication date: 2022-02-17
Anticipated expiration: 2029-12-26
Also published as: TWI440249B; KR20110100133A; CN102203990A; CN102203990B; DE112009005473T5; KR101313493B1; JPWO2011077500A1; JP5329559B2; HK1159317A1; WO2011077500A1; US9090728B2; TW201123594A; US20120264878A1

Abstract

Binder für Sekundärbatterieelektroden umfassend einen Copolymerlatex, erhalten durch Emulsionspolymerisation einer Monomerzusammensetzung enthaltend:12,0 bis 39,5 Gew.-% eines aliphatischen konjugierten Monomers auf Dien-Basis,1,5 bis 3 Gew.-% eines ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomers,0,1 bis 10,0 Gew.-% eines ungesättigten Carbonsäuremonomers auf Ethylen-Basis,und42,0 bis 86,4 Gew.-% eines Monomers, welcher damit copolymerisierbar ist,wobei das ungesättigte Carbonsäurealkylestermonomer Dicarbonsäure in einer Menge von 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomerzusammensetzung enthält, undwobei 80 bis 99 Gew.-% des Copolymerlatex toluolunlöslich ist, undwobei der Copolymerlatex ferner Wasser als ein Dispersionsmedium enthält.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Binder für Sekundärbatterieelektroden.
STAND DER TECHNIK
Lithium-Ionen-Sekundärbatterien sind leichtgewichtig und haben eine hohe Energiedichte, und daher ist die Verwendung von Lithium-Ionen-Sekundärbatterien als Energiequelle für kleine elektronische Geräte, Automobile, oder Häuser untersucht worden. Nach der Herstellung der Lithium-Ionen-Sekundärbatterieelektroden wird für gewöhnlich ein Polymerbinder als Binder verwendet, und ein aktives Material (aktives Material der positiven Elektrode und Komponentenmaterial der negativen Elektrode) wird mit dem Polymerbinder gemischt, um eine Elektrodenzusammensetzung herzustellen, und die Elektrodenzusammensetzung wird auf den Stromabnehmer aufgetragen und getrocknet, wobei das aktive Material an den Stromabnehmer gebunden wird. Der Polymerbinder muss an dem aktiven Material haften, an dem Stromabnehmer haften, beständig gegenüber einem polaren Lösungsmittel sein, welches der flüssige Elektrolyt ist, und in einer elektrochemischen Umgebung stabil sein.
Herkömmlicher Weise ist ein Polymer auf Fluor-Basis, wie zum Beispiel Polyfluorvinyliden, als ein solcher Polymerbinder verwendet worden. Das Polymer auf Fluor-Basis muss jedoch in einem organischen Lösungsmittel gelöst werden, und es besteht ein Nachteil, dass wenn die Elektrodenzusammensetzung auf den Stromabnehmer aufgetragen wird und dann getrocknet wird, das organische Lösungsmittel verdampft. Zudem besteht ein Nachteil darin, dass der Polymerbinder wegen seines mangelhaften Bindungsvermögens in einer großen Menge gemischt werden muss, um eine ausreichendes Bindungsvermögen zu erhalten, was die Leitfähigkeit der Sekundärbatterie hemmt.
Um die oben beschriebenen Nachteile zu verbessern, sind verschieden Vorschläge gemacht worden eine wässrige Dispersion eines nicht auf Fluor basierten Polymers als Polymerbinder zu verwenden.
Zum Beispiel hat die JP H05-74461 A (Patentdokument 1) vorgeschlagen ein Styrol-Butadien-Latex, welcher eine bestimmte Zusammensetzung und ein Gelgehalt aufweist, als Polymerbinder zu verwenden, um eine Sekundärbatterie mit exzellenten Zykluseigenschaften, Lagereigenschaften und Sicherheit zu erhalten.
Des Weiteren hat die JP H11-25989 A (Patentdokument 2) vorgeschlagen eine wasserbasierte Dispersion eines Copolymers, welcher eine bestimmte Zusammensetzung und Glasübergangstemperatur aufweist, als Polymerbinder zu verwenden, um eine Sekundärbatterie mit hoher Kapazität, exzellenter Entladungsleistung, Ladungs- und Entladungszykluseigenschaften und Sicherheit zu erhalten.
Des Weiteren hat die JP H08-250122 A (Patentdokument 3) vorgeschlagen einen Styrol-Butadien-Latex, welcher ein Butadiengehalt eines bestimmten Bereichs aufweist, als Polymerbinder zu verwenden, und den Binder bei 50 °C oder mehr zu trockenen, um eine Batterieelektrode mit exzellenten Zykluseigenschaften, Ladungseigenschaften und Sicherheit zu erhalten.
Weiterer relevanter Stand der Technik sind die JP H08-250123 A (Patentdokument 4), JP H08-250122 A (Patentdokument 5) und US 2002/0068783 A1 (Patentdokument 6).
Referenzliste
Patentdokument

Patentdokument 1 JP H05-74461 A
Patentdokument 2 JP H11-25989 A
Patentdokument 3 JP H08-250122 A
Patentdokument 4 JP H08-250123 A
Patentdokument 5 JP H08-250122 A
Patentdokument 6 US 2002/0068783 A1

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Die Polymerbinder, welche in den oben beschriebenen Patentdokumenten 1 und 2 beschrieben sind, werden als eine wässrige Dispersion einer Elektrodenzusammensetzung hergestellt: auf der einen Seite kann der Nachteil der Verdampfung des organischen Lösungsmittels bei der Herstellung der Elektrode ausgeräumt werden; aber auf der anderen Seite weisen diese Polymerbinder ein ungenügendes Bindungsvermögen zu dem Stromabnehmer und dem aktiven Material auf, und die Elektrodenbeschichtungsschicht weist eine ungenügende Beständigkeit gegenüber Verbiegung und Rissen sowie eine ungenügende Flexibilität auf.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Binder für Sekundärbatterieelektroden bereitzustellen, mit welchem eine Elektrodenbeschichtungsschicht mit niedriger Klebrigkeit, exzellenter Beständigkeit gegenüber Verbiegung und Rissen und exzellenter Flexibilität gebildet werden kann, und welche ein exzellentes Bindungsvermögen zu dem Stromabnehmer und dem aktiven Material aufweist.
MITTEL ZUM LÖSEN DER AUFGABE
Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, enthält ein Binder für Sekundärbatterieelektroden der vorliegenden Erfindung einen Copolymerlatex, welcher durch Emulsionspolymerisation einer Monomerzusammensetzung erhalten wird, die 12,0 bis 39,5 Gew.-% eines aliphatischen konjugierten Monomers auf Dien-Basis, 1,5 bis 3 Gew.-% eines ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomers, 0,1 bis 10,0 Gew.-% eines ungesättigten Carbonsäuremonomers auf Ethylen-Basis und 42,0 bis 86,4 Gew.-% eines Monomers, der damit copolymerisierbar ist, enthält, wobei das ungesättigte Carbonsäurealkylestermonomer Dicarbonsäure in einer Menge von 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomerzusammensetzung enthält, und wobei 80 bis 99 Gew.% des Copolymerlatex toluolunlöslich ist, und wobei der Copolymerlatex ferner Wasser als ein Dispersionsmedium enthält.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Der Binder für Sekundärbatterieelektroden gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Copolymerlatex, welcher durch Emulsionspolymerisation einer Monomerzusammensetzung erhalten wird, die einen aliphatischen konjugierten Monomer auf Dien-Basis, einen ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomer, einen ungesättigten Carbonsäuremonomer auf Ethylen-Basis und einen Monomer, der damit copolymerisierbar ist, in einem bestimmten Verhältnis enthält, wobei 50 bis 100 Gew.% des Copolymerlatex toluolunlöslich ist.
Somit kann eine Elektrodenbeschichtungsschicht bereitgestellt werden, welche exzellent im Bindungsvermögen zu dem Stromabnehmer und zu dem aktiven Material; niedrig in der Klebrigkeit und exzellent in der Verarbeitbarkeit; exzellent in der Beständigkeit gegenüber Verbiegung und Rissen; und exzellent in der Flexibilität ist.
Beschreibung von Ausführungsformen
Der Binder für Sekundärbatterieelektroden der vorliegenden Erfindung enthält einen Copolymerlatex, welcher durch Emulsionspolymerisation einer Monomerzusammensetzung erhalten wird, die einen aliphatischen konjugierten Monomer auf Dien-Basis, einen ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomer, einen ungesättigten Carbonsäuremonomer auf Ethylen-Basis und einen Monomer, der damit copolymerisierbar ist, enthält.
Beispiele des aliphatischen konjugierten Monomers auf Dien-Basis umfassen 1,3-Butadien, 2-Methyl-1,3-butadien, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, 2-Chlor-1,3-Butadiene, substituierte linear konjugierte Pentadiene und substituierte und seitenkettenkonjugierte Hexadiene; und ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden. Ein bevorzugtes Beispiel ist 1,3-Butadien.
Beispiele des ungesättigten Carbonsäurealkylesters umfassen Acrylsäurealkylester, welcher eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen aufweist, wie zum Beispiel Methylacrylat, Ethylacrylat, Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat; Methacrylsäurealkylester; welcher eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, wie zum Beispiel Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat; Maleinsäurealkylester, welcher eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, wie zum Beispiel Dimethylmaleat und Diethylmaleat; Itaconsäurealkylester, welcher eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, wie zum Beispiel Dimethylitaconat; und Fumarsäurealkylester, welcher eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, wie zum Beispiel Monomethylfumarat, Monoethylfumarat, Dimethylfumarat und Diethylfumarat. Diese können einzeln oder in Kombination von zweien oder mehrere verwendet werden. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein Methacrylsäurealkylester, welcher eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen aufweist, und ein besonders bevorzugtes Beispiel ist Methylmethacrylat.
Beispiele des ungesättigten Carbonsäuremonomers auf Ethylen-Basis umfassen Mono- oder Dicarbonsäure (Anydrid), wie zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Maleinsäure, Fumarsäure und Itaconsäure. Eine oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden. Bevorzugte Beispiele sind Acrylsäure, Fumarsäure und Itaconsäure.
Beispiele des Monomers, der damit (oben beschriebener aliphatischer konjugierter Monomer auf Dien-Basis, ungesättigter Carbonsäurealkylestermonomer, und ungesättigter Carbonsäuremonomer auf Ethylen-Basis) copolymerisierbar ist, umfassen einen aromatischen Alkenylmonomer, einen Vinylcyanidmonomer, einen ungesättigten eine Hydroxyalkylgruppe umfassenden Monomer und einen ungesättigten Carbonsäureamidmonomer. Ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden.
Beispiele des aromatischen Alkenylmonomers umfassen Styrol, α-Methylstryrol, Methyl-α-Methylstyrol, Vinyltoluol und Divinylbenzol. Ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden. Ein bevorzugtes Beispiel ist Styrol.
Beispiele des Vinylcyanidmonomers umfassen Acrylnitril, Methacrylnitril, α-Chloracrylnitril, und α-Ethylacrylnitril. Ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden. Bevorzugte Beispiele sind Acrylnitril und Methacrylnitril.
Beispiele des ungesättigten eine Hydroxyalkylgruppe umfassenden Monomers umfassen 2-Hydroxyethylacrylat, 2-Hydroxyethylmethacrylat, Hydroxypropylacrylat, Hydroxypropylmethacrylat, Hydroxybutylacrylat, Hydroxybutylmethacrylat, 3-Chlor-2-Hydroxypropylmethacrylat, Di-(Ethylenglycol)Maleat, Di-(Ethylenglycol)itaconat, 2-Hydroxyethylmaleat, Bis(2-Hydroxyethyl)maleat und 2-Hydroxyethylmethylfumarat. Ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden. Ein bevorzugtes Beispiel ist 2-Hydroxyethylacrylat.
Beispiele des ungesättigten Carbonsäureamidmonomers umfassen Acrylamid, Methacrylamid, N-Methylolacrlyamid, N-Methylolmethacrylamid, und N,N-Dimethylacrylamid. Ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden. Bevorzugte Beispiele sind Acrylamid und Methacrylamid.
Des Weiteren können, neben den oben beschriebenen Monomeren, die Monomere verwendet werden, welche imstande zur Radikalpolymerisation sind, wie zum Beispiel Ethylen, Propylen, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylchlorid und Vinylidenchlorid.
Die Monomerzusammensetzung enthält 12,0 bis 39,5 Gew.-%, oder bevorzugt 17 bis 39 Gew.-% des aliphatischen konjugierten Monomers auf Dien-Basis; 1,5 bis 3 Gew.-%, oder bevorzugt 2 bis 3 Gew.-% des ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomers; 0,1 bis 10,0 Gew.-%, oder bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-% des ungesättigten Carbonsäuremonomers auf Ethylen-Basis; und als einen restlichen Bestandteil zum Beispiel 42,0 bis 86,4 Gew.-%, oder bevorzugt 48 bis 80,5 Gew.-% des Monomers, der damit copolymerisierbar ist.
Wenn der Gehalt an aliphatischen konjugierten Monomer auf Dien-Basis unter 12,0 Gew.-% ist, nimmt das Bindungsvermögen zum Stromabnehmer ab, und somit nimmt das Bindungsvermögen der Elektrodenbeschichtungsschicht; und wenn der Gehalt an dem aliphatischen konjugierten Monomer auf Dien-Basis 39,5 Gew.% übersteigt, nimmt die Klebrigkeit der Elektrodenbeschichtungsschicht zu, was zu einer Abnahme in der Verarbeitbarkeit führt.
Wenn der Gehalt an ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomer unter 1,5 Gew.-% ist, nimmt die Flexibilität der Elektrodenbeschichtungsschicht ab; und wenn der Gehalt an ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomer 8,5 Gew.-% übersteigt, nimmt die Beständigkeit der Elektrodenbeschichtungsschicht gegenüber Verbiegung und Rissen ab.
Wenn der Gehalt an ungesättigten Carbonsäuremonomer auf Ethylen-Basis unter 0,1 Gew.-% ist, nimmt die Stabilität der Elektrodenzusammensetzung und das Bindungvermögen der Elektrodenbeschichtungsschicht ab; und wenn der Gehalt an ungesättigten Carbonsäuremonomer auf Ethylen-Basis 10,0 Gew.-% übersteigt, nimmt die Viskosität des Copolymerlatex zu, und die Handhabungseigenschaften des Copolymerlatex nehmen ab.
Wenn der Monomergehalt außerhalb des Bereichs von 42,0 bis 86,4 Gew.-% liegt, wird das Erreichen der Kompatibilität von Bindungsvermögens und Klebrigkeit in der Elektrodenbeschichtungsschicht schwierig.
Dann wird durch Ausführung von Emulsionspolymerisation der Monomerzusammensetzung in Wasser ein Copolymerlatex erhalten.
Um Emulsionspolymerisation der Monomerzusammensetzung auszuführen, werden ein Emulgator und ein Polymerisationsstarter zu der Monomerzusammensetzung gegeben.
Beispiele des Emulgators umfassen anionische Tenside, wie zum Beispiel ein Schwefelsäureestersalz höherer Alkohole, Alkylbenzolsulfonat, Alkyldiphenyletherdisulfonat, aliphatisches Sulfonat, aliphatisches Carboxylat, und ein Schwefelsäureestersalz nichtionischer Tenside; und nichtionische Tenside des Polyethylenglycolalkylestertyps, ein Alkylphenylethertyp, und ein Alkylethertyp. Ein oder zwei oder mehrere dieser werden verwendet. Ein bevorzugtes Beispiel ist ein anionisches Tensid, und besonders bevorzugte Beispiele sind Alkylbenzolsulfonat und Alkyldiphenylethersulfonat.
Der Emulgator wird gemischt, zum Beispiel bei einem Verhältnis von 0,05 bis 5 Gewichtsteilen, oder bevorzugt 0,1 bis 3 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Monomerzusammensetzung.
Der Polymerisationsstarter ist ein Radikalpolymerisationsstarter, umfassend zum Beispiel einen wasserlöslichen Polymerisationsstarter, wie zum Beispiel Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat und Ammoniumpersulfat; und ein öllöslichen Polymerisationsstarter, wie zum Beispiel Cumolhydroperoxid, Benzoylperoxid, t-Butylhydroperoxid, Acetylperoxid, Diisopropylbenzolhydroperoxid und 1,1,3,3,-Tetramethylbutylhydroperoxid. Bevorzugte Beispiele sind für den wasserlöslichen Polymerisationsstarter Kaliumpersulfat, Natriumpersulfat und Ammoniumpersulfat und für den öllöslichen Polymerisationsstarter Cumolhydroperoxid.
Um die Emulsionspolymerisation der Monomerzusammensetzung auszuführen, kann gegebenenfalls ein Reduktionsmittel und ein Kettenüberträger hinzugefügt werden.
Beispiele des Reduktionsmittels umfassen Eisen(II)-sulfat; Sulfit; Bisulfit; Pyrosulfit; Dithionit; Dithionat; Thiosulfat; Formaldehydsulfonat; Benzaldehydsulfonat; Carbonsäuren, wie zum Beispiel L-Ascorbinsäure, Isoascorbinsäure, Weinsäure, Zitronensäure und Salze davon; reduzierende Zucker, wie zum Beispiel Dextrose und Saccharose; und Amine, wie zum Beispiel Dimethylanilin und Triethanolamin. Bevorzugte Beispiele sind Eisen(II)-sulfat, Carbonsäuren und Salze davon, besonders bevorzugte Beispiele sind Eisen(II)-sulfat und Isoascorbinsäure.
Beispiele des Kettenüberträgers umfassen ein Alkylmercaptan, welches eine Alkylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen aufweist, wie zum Beispiel n-Hexylmercaptan, n-Octylmercaptan, t-Octylmercaptan, n-Dodecylmercaptan, t-Dodecylmercaptan und n-Stearylmercaptan; Xanthogenverbindungen, wie zum Beispiel Dimethylxanthogendisulfid and Diisopropylxanthogendisulfid; Terpinolen; Thiuramverbindungen, wie zum Beispiel Tetramethylthiuramdisulfid, Tetraethylthiuramdisulfid und Tetramethylthiurammonosulfid; Phenolverbindungen, wie zum Beispiel 2,6-di-t-Butyl-4-Methylphenol und styrolisiertes Phenol; eine Allylverbindung, wie zum Beispiel Allylalkohol; halogenierte Kohlenwasserstoffverbindungen, wie zum Beispiel Dicholormethan, Dibrommethan und Kohlenstofftetrabromid; Vinylether, wie zum Beispiel α-Benzyloxystyrol, α-Benzyloxyacrylnitril und α-Benzyloxyacrylamid, Triphenylethan; Pentaphenylethan; Acrolein; Methacrolein; Thioglycolsäure; Thiomalsäure; 2-Ethylhexylthioglycolat; und α-Methylstyroldimer. Eine oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden. Bevorzugte Beispiele sind α-Methylstyroldimer und Alkylmercaptan, und besonders bevorzugte Beispiele sind α-Methylstyroldimer und t-Dodecylmercaptan.
Der Kettenüberträger wird zum Beispiel bei einem Verhältnis von 0 zu 5 Gewichtsteilen, oder bevorzugt 0,05 bis 3 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile der Monomerzusammensetzung zugegeben.
Bei der Emulsionspolymerisation kann gegebenenfalls ein ungesättigter Kohlenwasserstoff zugegeben werden. Beispiele des ungesättigten Kohlenwasserstoffs umfassen Penten, Hexen, Hepten, Cyclopenten, Cyclohexen, Cyclohepten, 4-Methylcyclohexen und 1-Methylcyclohexen; und ein bevorzugtes Beispiel ist Cyclohexen. Cyclohexen ist im Hinblick auf die Umweltbelastung bevorzugt, weil es einen niedrigen Siedpunkt hat und leicht durch Dampfdestillation und ähnlichem nach der Polymerisation zurückgewonnen und recycelt werden kann.
Als weiterer Additive können gegebenenfalls zum Beispiel ein Altersanzeiger, ein Konservierungsmittel, ein Dispergiermittel, und ein Verdicker zugegeben werden.
Das Polymerisationsverfahren ist nicht spezifisch eingeschränkt, und Verfahren der Batchpolymerisation, Semi-Batchpolymerisation und Keimpolymerisation können verwendet werden. Auch das Verfahren zum Zugeben der verschiedenen Komponenten ist nicht spezifisch eingeschränkt, und Verfahren wie zum Beispiel ein Kollektivzugabeverfahren, ein Teilzugabeverfahren, ein kontinuierliches Zugabeverfahren und ein Power-Feed-Verfahren können verwendet werden.
Die Emulsionspolymerisation der Monomerzusammensetzung kann auf diese Weise durchgeführt werden, und ein Copolymerlatex, in welchem der enthaltene Copolymer in Wasser dispergiert ist, kann erhalten werden.
Der Feststoffgehalt des erhaltenen Copolymerlatex ist zum Beispiel 40 bis 55 Gew.-%, oder bevorzugt 47 bis 52 Gew.-%.
Der Copolymer in dem erhalten Copolymerlatex weist eine Glasübergangstemperatur (Tg) von zum Beispiel -20 bis 90 °C, oder bevorzugt -15 bis 70 °C auf.
80 bis 99 Gew.-% des erhaltenen Copolymerlatex sind toluolunlöslich (Gelgehalt). Wenn der Gelgehalt unter 50 Gew.-% ist, tendiert das Bindungsvermögen der Elektrodenbeschichtungsschicht abzunehmen, und die Klebrigkeit der Elektrodenbeschichtungsschicht tendiert zuzunehmen, was zu einer Abnahme der Verarbeitbarkeit führt.
Die durchschnittliche Partikelgröße des Copolymers bezogen auf die Anzahl in dem enthaltenen Copolymerlatex ist nicht spezifisch eingeschränkt und ist zum Beispiel 50 bis 300 nm, oder bevorzugt 70 bis 250 nm.
Der Binder für Sekundärbatterieelektroden der vorliegenden Erfindung wird für die Bildung von zum Beispiel einer Elektrode von Sekundärbatterien verwendet, wie zum Beispiel Lithium-Ionen-Sekundärbatterien, Nickel-Metallhydrid-Batterien und Nickel-Cadmium-Batterien; und bindet Partikel eines Komponentenmaterials der negativen Elektrode oder eines aktiven Materials der positiven Elektrode, und bindet das Komponentenmaterial der negativen Elektrode oder aktives Material der positiven Elektrode an den Stromabnehmer.
Konkret wird die Batterieelektrodenzusammensetzung durch Mischen des Binders für Sekundärbatterieelektroden mit Komponentenmaterial der negativen Elektrode oder aktivem Material der positiven Elektrode hergestellt. Das heißt, durch Mischen des Binders für Sekundärbatterieelektroden mit dem Komponentenmaterial der negativen Elektrode wird eine Zusammensetzung der negativen Elektrode hergestellt, welche für eine negative Elektrode von Sekundärbatterien verwendet wird. Des Weiteren wird durch Mischen des Binders für Sekundärbatterieelektroden mit dem aktiven Material der positiven Elektrode eine Zusammensetzung der positiven Elektrode hergestellt, welche für eine positive Elektrode von Sekundärbatterien verwendet wird.
Beispiele des Komponentenmaterials der negativen Elektrode umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, im Falle von Sekundärbatterien mit nicht-wässrigem Elektrolyt, leitfähige Kohlenstoffmaterialien, wie zum Beispiel Fluorkohlenstoff, Graphit, Kohlenstofffaser, Harz gebrannter Kohlenstoff, linear • Graphit • Hybrid, Koks, Pyrolysedampf gewachsener Kohlenstoff, Furfurylalkoholharz gebrannter Kohlenstoff, Mesokohlenstoff-Mikroperlen, Kohlenstoff basierend auf Mesophasepech, Graphitfäden, quasi-isotropischer Kohlenstoff, ein gebranntes Produkt natürlicher Materialien, und ein gemahlenes Produkt dieser; und leitfähige Polymere, wie zum Beispiel organische Halbleiter auf Polyacenbasis, Polyacetylen und Poly-p-phenylen. Ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden.
Beispiel des aktiven Materials der positiven Elektrode umfassen, sind aber nicht eingeschränkt auf, Übergangsmetalloxide, wie zum Beispiel MnO₂, MoO₃, V₂O₅, V₆O₁₃, Fe₂O₃ und Fe₃O₄; Lithium enthaltende Kompositoxide, wie zum Beispiel LiCoO₂, LiMnO₂, LiNiO₂ und LX_XCo_YSn_ZO₂; ein Lithium enthaltendes Kompositmetalloxid, wie zum Beispiel LiFePO₄; Übergangsmetallsulfide, wie zum Beispiel TiS₂, TiS₃, MoS₃ und FeS₂; und Metallfluoride, wie zum Beispiel CuF₂ und NiF₂. Ein oder zwei oder mehrere dieser können verwendet werden.
Wenn ein Batterieelektrodenzusammensetzung hergestellt wird, wird ein Binder für Sekundärbatterieelektroden gemischt, so dass der Feststoffgehalt des Copolymerlatex zum Beispiel 0,1 bis 7 Gewichtsteile, oder bevorzugt 0,5 bis 4 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Komponentenmaterials der negativen Elektrode oder aktiven Materials der positiven Elektrode ist.
Wenn der Feststoffgehalt des Copolymerlatex unter 0,1 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Komponentenmaterials der negativen Elektrode oder des aktiven Materials der positiven Elektrode ist, besteht die Tendenz keine exzellente Haftung an den Stromabnehmer und ähnlichen zu erhalten, und wenn der Feststoffgehalt des Copolymerlatex 7 Gewichtsteile bezogen auf 100 Gewichtsteile des Komponentenmaterials der negativen Elektrode oder des aktiven Materials der positiven Elektrode übersteigt, tendiert die Überspannung beim Zusammenbau als Sekundärbatterie signifikant anzusteigen, was zu einer Abnahme der Batterieleistung führt.
Verschieden Additive, wie zum Beispiel ein wasserlöslicher Verdicker, ein Dispergiermittel und ein Stabilisierungsmittel, können gegebenenfalls zur Batterieelektrodenzusammensetzung zugegeben werden. Beispiele des wasserlöslichen Verdickers umfassen Carboxymethylcellulose, Methylcellulose, Hydroxymethylcellulose, Ethylcellulose, Polyvinylalkohol, Polyacrylsäure (Polyacrylat), oxidierte Stärke, phosphorierte Stärke und Casein; Beispiele des Dispergiermittels umfassen Natriumhexametaphosphat, Natriumtripolyphosphat, Natriumpyrophosphat und Natriumpolyacrylat; und Beispiele des Stabilisierungsmittels umfassen nicht-ionische und anionische Tenside.
Wenn ein wasserlöslicher Verdicker zur Batterieelektrodenzusammensetzung zugegeben wird, wird zum Beispiel der wasserlösliche Verdicker bei einem Verhältnis von zum Beispiel 0.1 bis 10 Gewichtsteilen, oder bevorzugt 0.5 bis 5 Gewichtsteilen bezogen auf 100 Gewichtsteile des Komponentenmaterials der negativen Elektrode oder des aktiven Materials der positiven Elektrode gemischt.
Die Batterieelektrodenzusammensetzung wird auf den Stromabnehmer aufgebracht und getrocknet, um eine Elektrodenbeschichtungsschicht auf dem Stromabnehmer zu bilden, wobei eine Elektrodenfolie erhalten wird. Solch eine Elektrodenfolie wird als eine positive Elektrodenplatte oder negative Elektrodenplatte von Lithium-Ionen-Sekundärbatterien verwendet.
Beispiele des Stromabnehmers umfassen für Stromabnehmer negativer Elektroden Metallfolie aus zum Beispiel Kupfer oder Nickel, und für Stromabnehmer positiver Elektroden Metallfolie aus zum Beispiel Aluminium.
Als Verfahren zum Auftragen der Batterieelektrodenzusammensetzung auf den Stromabnehmer können bekannte Verfahren, wie zum Beispiel ein Umgekehrte-Rolle-Verfahren, ein Kommabarverfahren, ein Gravurverfahren oder ein Luftmesserverfahren, verwendet werden, und zum Trockenen wird natürliches Trocknen, eine Gebläsetrocknungsmaschine, eine Heißlufttrocknungsmaschine, ein Infrarotheizer, oder ein Ferninfrarotstrahlungsheizer verwendet. Die Trocknungstemperatur ist für gewöhnlich 50 °C oder mehr.
Mit dem Binder für Sekundärbatterieelektroden gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Elektrodenbeschichtungsschicht gebildet werden, welche exzellent im Bindungsvermögen zu dem Stromabnehmer und dem aktiven Material ist; niedrig in Klebrigkeit und exzellent in der Weiterverarbeitbarkeit; und exzellent in der Beständigkeit gegenüber Verbiegung und Rissen, sowie in der Flexibilität ist.
BEISPIELE
Obwohl die Erfindung im Folgenden detaillierter mit Bezug auf die Beispiele beschrieben wird, ist die vorliegende Erfindung keinesfalls durch eine von diesen eingeschränkt. In den Beispielen basieren Teile und %, welche das Mischungsverhältnis angeben, auf dem Gewicht.
1. Synthese des Copolymerlatex
(1) Synthesebeispiel 1
Ein druckfester Polymerisationsreaktor wurde mit 120 Teilen reinem Wasser, 1 Teil Natriumdodecylbezolsulfonat und 1 Teil Kaliumpersulfat beladen, und die Mischung wurde ausreichend gerührt.
Anschließend wurden Monomere und t-Dodecylmercaptan, wie unter der in Tabelle 1 gezeigten ersten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben, und 8 Teile Cyclohexen in den Polymerisationsreaktor zugeführt.
Separat wurden die Monomere, die unter der in Tabelle 1 gezeigten zweiten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben sind, gemischt, wobei eine Monomermischung hergestellt wurde.
Anschließend wurde die Innentemperatur des Polymerisationsreaktors auf 70 °C unter Rühren erhöht, und die Hitzebildung aufgrund der Initiierung der Polymerisation wurde bestärkt.
Danach, bis 480 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, wurden eine Mischung der Monomermischung, 10 Teile reines Wasser und 0,3 Teile Alkyldiphenyletherdisulfonat kontinuierlich zugegeben, während die Innentemperatur auf 70 °C gehalten wurde. Von 480 Minuten bis 780 Minuten wurde die Innentemperatur auf 75 °C gehalten und die Polymerisation fortgesetzt.
Anschließend, nach 780 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, bestärkend, dass die Polymerisationsumsetzungssrate 97 % überstieg, wurde die Innentemperatur auf 35 °C oder weniger abgekühlt.
Nach Einstellen des pH auf ungefähr 8 durch Verwendung einer wässrigen Kaliumhydroxidlösung wurden unumgesetzte Monomere und Ähnliches durch Dampfdestillation entfernt, wobei Copolymerlatex (a) erhalten wurde.
(2) Synthesebeispiel 2 (nicht beansprucht)
Ein druckfester Polymerisationsreaktor wurde mit 90 Teilen reinem Wasser, 0,5 Teilen Natriumdodecylbezolsulfonat und 1 Teil Kaliumpersulfat beladen, und die Mischung wurde ausreichend gerührt.
Anschließend wurden Monomere, wie unter der in Tabelle 1 gezeigten ersten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben, und 4 Teile Cyclohexen in den Polymerisationsreaktor zugeführt.
Separat wurden die Monomere und t-Dodecylmercaptan, die unter der in Tabelle 1 gezeigten zweiten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben sind, gemischt, wobei eine Monomermischung hergestellt wurde.
Anschließend wurde die Innentemperatur des Polymerisationsreaktors auf 65 °C unter Rühren erhöht, und die Hitzebildung aufgrund der Initiierung der Polymerisation wurde bestärkt.
Danach, bis 480 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, wurden eine Mischung der Monomermischung, 10 Teile reines Wasser und 1,0 Teile Fumarsäure kontinuierlich zugegeben, während die Innentemperatur auf 70 °C gehalten wurde. Von 480 Minuten bis 540 Minuten wurden Monomere und t-Dodecylmercaptan, die unter der in Tabelle 1 gezeigten dritten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben sind, kontinuierlich zugegeben. Von 540 Minuten bis 780 Minuten wurde die Polymerisation fortgesetzt, während die Innentemperatur auf 70 °C gehalten wurde.
Anschließend, nach 780 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, bestärkend, dass die Polymerisationsumsetzungsrate 97 % überstieg, wurde ein Polymerisationsbeender zugegeben, und die Innentemperatur auf 35 °C oder weniger abgekühlt.
Nach Einstellen des pH auf ungefähr 7 durch Verwendung einer wässrigen Lithiumhydroxidlösung wurden unumgesetzte Monomere und Ähnliches durch Dampfdestillation entfernt, wobei Copolymerlatex (b) erhalten wurde.
(3) Synthesebeispiel 3
Ein druckfester Polymerisationsreaktor wurde mit 110 Teilen reinem Wasser, 0,15 Teilen Natriumdodecylbezolsulfonat und 0,45 Teilen Kaliumpersulfat beladen, und die Mischung wurde ausreichend gerührt.
Anschließend wurden 2 Teile Cyclohexen und 0,1 Teile α-Methylstyroldimer in den Polymerisationsreaktor zugeführt.
Separat wurden die Monomere und t-Dodecylmercaptan, wie unter der in Tabelle 1 gezeigten esten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben sind, gemischt, wobei eine Monomermischung hergestellt wurde.
Anschließend wurde die Innentemperatur des Polymerisationsreaktors auf 60 °C unter Rühren erhöht, und die Hitzebildung aufgrund der Initiierung der Polymerisation wurde bestärkt.
Danach, bis 540 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, wurden eine Mischung der Monomermischung, 10 Teile reines Wasser und 0,1 Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat kontinuierlich zugegeben, während die Innentemperatur auf 60 °C gehalten wurde. Von 540 Minuten bis 720 Minuten wurde die Polymerisation fortgesetzt, während die Innentemperatur auf 80 °C gehalten wurde.
Anschließend, nach 720 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, bestärkend, dass die Polymerisationsumsetzungssrate 97 % überstieg, wurde ein Polymerisationsbeender zugegeben, und die Innentemperatur wurde auf 35 °C oder weniger abgekühlt.
Nach Einstellen des pH auf ungefähr 6 durch Verwendung einer wässrigen Natriumhydroxidlösung wurden unumgesetzte Monomere und Ähnliches durch Dampfdestillation entfernt, wobei Copolymerlatex (c) erhalten wurde.
(4) Synthesebeispiel 4
Ein druckfester Polymerisationsreaktor wurde mit 130 Teilen reinem Wasser, 0,4 Teilen Natriumalkyldiphenyletherdisulfonat, 1 Teil Polyoxyethylenlaurylether (Emulgen 109P, hergestellt von der Kao Corporation), 0,001 Teile Eisen(II)-sulfat, 0,08 Teile Isoascorbinsäure und 0,01 Teile Tetranatriumethlenediamintetraacetat beladen, und die Mischung wurde ausreichend gerührt.
Anschließend wurden Monomere und t-Dodecylmercaptan, wie unter der in Tabelle 1 gezeigten ersten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben, in den Polymerisationsreaktor zugeführt.
Separat wurden die Monomere und t-Dodecylmercaptan, die unter der in Tabelle 1 gezeigten zweiten Stufe der Monomerzufuhrstufe angegeben sind, gemischt, wobei eine Monomermischung hergestellt wurde.
Anschließend wurden 0,06 Teile Cumolhydroperoxid dazu zugegeben, und die Innentemperatur auf 35 °C unter Rühren erhöht, und die Hitzebildung aufgrund der Initiierung der Polymerisation wurde bestärkt.
Danach wurde die Innentemperatur auf 35 °C gehalten bis 300 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, und dann von 300 Minuten bis 360 Minuten wurde die Innentemperatur auf 60 °C erhöht. Von 360 Minuten bis 600 Minuten wurden eine Mischung der Monomermischung, 15 Teile reines Wasser, 0,4 Teile Natriumalkyldiphenyletherdisulfonat, und 0,3 Teile Kaliumpersulfat kontinuierlich zugegeben, während die Innentemperatur auf 60 °C gehalten wurde. Die Innentemperatur wurde von 600 Minuten bis 750 Minuten auf 60 °C gehalten, und anschließend wurde die Innentemperatur auf 70 °C erhöht, und von 750 Minuten bis 990 Minuten wurde die Polymerisation fortgesetzt, während die Innentemperatur auf 70 °C gehalten wurde.
Anschließend, nach 990 Minuten von der Initiierung der Polymerisation an, bestärkend, dass die Polymerisationsumsetzungssrate 97 % überstieg, wurde ein Polymerisationsbeender zugegeben, und die Innentemperatur wurde auf 35 °C oder weniger abgekühlt.
Nach Einstellen des pH auf ungefähr 7,5 durch Verwendung von Ammoniak-Wasser wurden unumgesetzte Monomere und Ähnliches durch Dampfdestillation entfernt, wobei Copolymerlatex (d) erhalten wurde.
(5) Synthesebeispiel 5 (nicht beansprucht)
Copolymerlatex (e) wurde auf dieselbe Art und Weise wie in (Synthesebeispiel 4) erhalten, außer dass die Art und Menge der Monomere gemäß Tabelle 1 geändert wurde.
(6) Vergleichssynthesebeispiele
Vergleichssynthesebeispiel 1
Copolymerlatex (f) wurde auf dieselbe Art und Weise wie in (Synthesebeispiel 4) erhalten, außer dass die Art und Menge der Monomere gemäß Tabelle 2 geändert wurde.
Vergleichssynthesebeispiel 2
Copolymerlatex (g) wurde auf dieselbe Art und Weise wie in (Synthesebeispiel 3) erhalten, außer dass die Art und Menge der Monomere gemäß Tabelle 2 geändert wurde.
Vergleichssynthesebeispiel 3
Copolymerlatex (h) wurde auf dieselbe Art und Weise wie in (Synthesebeispiel 1) erhalten, außer dass die Art und Menge der Monomere gemäß Tabelle 2 geändert wurde.
Vergleichssynthesebeispiel 4
Copolymerlatex (i) wurde auf dieselbe Art und Weise wie in (Synthesebeispiel 2) erhalten, außer dass die Art und Menge der Monomere gemäß Tabelle 2 geändert wurde.
Vergleichssynthesebeispiel 5
Copolymerlatex (j) wurde auf dieselbe Art und Weise wie in (Synthesebeispiel 3) erhalten, außer dass die Art und Menge der Monomere gemäß Tabelle 2 geändert wurde.
Vergleichssynthesebeispiel 6
Copolymerlatex (k) wurde auf dieselbe Art und Weise wie in (Synthesebeispiel 4) erhalten, außer dass die Art und Menge der Monomere gemäß Tabelle 2 geändert wurde.
2. Messung des Toluolunlöslichen (Gelgehalt) in dem Copolymerlatex
Latexfilme wurden unter einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 40 °C und einer Feuchtigkeit von 85 % hergestellt, wobei die in den Synthesebeispielen und den Vergleichssynthesebeispielen enthaltenen Copolymerlatizes verwendet wurden. Ungefähr 1 g des gewogenen so hergestellten Latexfilms wurde in 400 ml Toluol eingeführt, und erlaubt für 48 Stunden zu schwellen und auflöst zu werden. Danach wurde der in Toluol aufgeschwellte und aufgelöste Latexfilm durch ein 300 Mesh Drahtnetz gefiltert, und das Toluolunlösliche, welches in dem Drahtnetz gefangen wurde, wurde getrocknet und anschließend gewogen. Anschließend wurde ein Prozentsatz des Gewichts des getrockneten Toluolunlöslichen bezogen auf das Gewicht des Latexfilms berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 und 2 gezeigt.
3. Herstellung der Elektrodenfolie
(1) Herstellung der Elektrodenzusammensetzung
Eine Elektrodenzusammensetzung der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde hergestellt, indem natürlicher Graphit als das leitfähige Kohlenstoffmaterial verwendet wurde, welcher eine durchschnittliche Partikelgröße von 20 µm aufweist; und 2 Gewichtsteile bezogen auf den Feststoffgehalt einer wässrigen Carboxymethylcelluluse enthaltenden Lösung als Verdicker, 3 Gewichtsteile eines Copolymerlatex, enthalten in den Synthesebeispielen und den Vergleichssynthesebeispielen, bezogen auf 100 Gewichtsteile natürliches Graphit, geknetet wurden; und eine geeignete Menge Wasser zugegeben wurde, so dass der Feststoffgehalt der Elektrodenzusammensetzung 40 % ist.
(2) Herstellung der Elektrodenfolie
Die Elektrodenzusammensetzung der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurde auf beide Seiten einer Kupferfolie mit einer Dicke von 20 µm als Stromabnehmer aufgebracht; für 20 Minuten bei 120 °C getrocknet; und bei Raumtemperatur gepresst, wobei eine Elektrodenfolie erhalten wurde, welche eine Beschichtungsschicht mit einer Dicke von 80 µm (pro Seite) aufwies.
4. Elektrodenfolienleistungstest
(1) Messung des Bindungsvermögens der Elektrodenbeschichtungsschicht
Sechs Schlitze wurden auf der Oberfläche der Elektrodenfolie der Beispiele und der Vergleichsbeispiele gemacht, indem ein Messer verwendet wurde, so dass die Tiefe des Schlitzes den Stromabnehmer von der Beschichtungsschicht aus erreicht, mit einem Intervall von 2 mm vertikal und horizontal, wobei ein Gitter mit 25 Blöcken (5 x 5) gebildet wurde. Ein Klebeband wurde an dieses Gitter geklebt und unverzüglich abgezogen, und der Grad an Graphitabtrennung wurde visuell beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 und 4 gezeigt. Exzellent: keine Delaminierung.
Gut: Delamierung von 1 bis 3 Blöcken.
Mangelhaft: Delaminierung von 4 bis 10 Blöcken.
Schlecht: Delaminierung von 11 oder mehr Blöcken.
(2) Messung der Klebrigkeit der Elektrodenbeschichtungsschicht
Zwei Elektrodenfolien der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden laminiert, und mit einer Schreibtischpressmaschine bei 50 °C und 50 kg für 5 Minuten gepresst und von Hand abgezogen, und basierend auf den Kriterien unten beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 und 4 gezeigt.
Exzellent: Leicht abgezogen.
Gut: Gleichmäßig abgezogen mit leichtem Widerstand.
Mangelhaft: hoher Widerstand, mit Geräuschen beim Abziehen.
Schlecht: Anhaftend und schwer abzuziehen.
(3) Messung der Beständigkeit gegenüber Verbiegung und Rissen der Elektrodenbeschichtungsschicht
Die Elektrodenfolien der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden zu einem Rechteck von 10 cm x 5 cm ausgeschnitten, und das Rechteck wurde in der Mitte zu 180° gefaltet, wobei ein Teststück eines 5 cm Quadrats hergestellt wurde. Das Teststück wurde mit einer Hitzesiegelvorrichtung bei einem Druck von 0,05 MPa für 2 Sekunden gepresst. Das Teststück wurde herausgenommen und mit einem optischen Mikroskop innen und außen an seinem Ende beobachtet. Das Teststück wurde wie folgt auf Basis der Beobachtung beurteilt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 und 4 gezeigt.
Exzellent: keine Verbiegung und Risse.
Gut: leicht Verbiegung und Risse an der Elektrodenfolienoberfläche beobachtet, aber keine Freilegung des Stromabnehmers beobachtet.
Mangelhaft: Verbiegung und Risse der Elektrodenfolienoberfläche beobachtet, und leichte Freilegung des Stromabnehmers beobachtet.
Schlecht: Verbiegung und Risse der Elektrodenfolienoberfläche, und Freilegung des Stromabnehmers an vielen verbogenen und gerissenen Punkten.
(4) Messung der Flexibilität der Elektrodenbeschichtungsschicht
Die Elektrodenfolien der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden in ein Rechteck von 8 cm x 2 cm ausgeschnitten, und der Biegewiderstand der Elektrodenschicht wurde mit einem Handle-O-Meter hergestellt von TOYO SEIKI Co., Ltd., mit einer Schlitzweite von 5 mm gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 und 4 gezeigt.
Exzellent: Widerstand von unter 60 g.
Gut: Widerstand von 60 g und mehr und unter 75g.
Mangelhaft: Widerstand von 75 g oder mehr und unter 90 g.
Schlecht: Widerstand von 90 g und mehr.

Tabelle 1

Synthesebeispiel		1		2			3	4		5
Copolymerlatex		a		b			c	d		e
Monomerzufuhrstufe		1	2	1	2	3	1	1	2	1	2
Monomer (Gewichtsteile)	1,3-Butadien	2,5	19,5	2,5	25		33	16	23	16	23
	Methylmethacrylat	1,5		2	6		3	2		2
	Styrol	5	67,5	2,5	39	5	59,5	16	20	16	20
	Acrylnitril			1,5	7,5	5		8	12	8	12
	Methacrylamid						1		1		1
	Hydroxyethylacrylat	1		1			1
	Itaconsäure						2	1		1
	Acrylsäure	2		1			0,5	1		1
	Fumarsäure	1		1	1
t-Dodecylmercaptan (Gewichtsteile)		0,1			0,2	0,1	0,5	0,15	0,15	0,3	0,45
Gelgehalt (Gew. -%)		95		88			80	90		55

Tabelle 2

Vergleichssynthesebeispiel		1		2	3		4			5	6
Copolymerlatex		f		g	h		i			j	k
Monomerzufuhrstufe		1	2	1	1	2	1	2	3	1	1	2
Monomer (Gewichtsteile)	1,3-Butadien	18	7,5	60	5	20	3	22	5	28	16	23
	Methylmethacrylat	15	8	5			6	4		1	2
	Styrol	16,5	32	32	15	58,5	6	38	10	57,5	16	20
	Acrylnitril									10	8	12
	Methacrylamid		1	1								1
	Hydroxyethylacrylat									1
	Itaconsäure	0,5	0,5	2	1,5		1			2,5	1
	Acrylsäure	1					3				1
	Fumarsäure						1	1
t-Dodecylmercaptan (Gewichtsteile)		0,1	0,15	0,2	0,02	0,08		0,1	0,15	0,6	0,5	1
Gelgehalt (Gew. -%)		88		96	86		82			85	40

Tabelle 3

	Beispiele
	1	2	3	4	5
Copolymerlatex	a	b	c	d	e
Bindungsvermögen der Elekrodenbeschichtungsschicht	gut ~ exzellent	gut	gut ~ exzellent	gut ~ exzellent	gut
Klebrigkeit der Elektrodenbeschichtungsschicht	exzellent	exzellent	gut	gut ∼ exzellent	gut
Beständigkeit gegenüber Verbiegung und Rissen der Elektrodenbeschichtungsschicht	gut	gut	exzellent	gut	gut ~ exzellent
Flexibilität der Elektrodenbeschichtungsschicht	gut	gut ∼ exzellent	exzellent	gut	exzellent

Tabelle 4

	Vergleichsbeispiele
	1	2	3	4	5	6
Copolymerlatex	f	g	h	i	j	k
Bindungsvermögen der Elekrodenbeschichtungsschicht	gut	exzellent	gut	gut	gut	schlecht
Klebrigkeit der Elektrodenbeschichtungsschicht	gut	schlecht	gut	gut	gut	mangelhaft
Beständigkeit gegenüber Verbiegung und Rissen der Elektrodenbeschichtungsschicht	schlecht	gut	gut	mangelhaft ~ schlecht	mangelhaft	exzellent
Flexibilität der Elektrodenbeschichtungsschicht	gut ~ mangelhaft	gut	schlecht	mangelhaft	mangelhaft ~ schlecht	exzellent

Obwohl die obige Beschreibung anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angegeben hat, dient diese nur dem Zwecke der Veranschaulichung und soll nicht dahingehend ausgelegt werden, den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung zu beschränken. Eine Abwandlung und Änderung der vorliegenden Erfindung, welche für den Fachmann nahe liegend sein wird, soll durch folgende Ansprüche abgedeckt sein.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Ein Binder für Sekundärbatterieelektroden der vorliegenden Erfindung wird als Binder für Sekundärbatterieelektroden zum Binden von aktivem Material (aktives Material der positiven Elektrode und Komponentenmaterial der negativen Elektrode) an den Stromabnehmer in Elektroden von Sekundärbatterien.

Claims

Binder für Sekundärbatterieelektroden umfassend einen Copolymerlatex, erhalten durch Emulsionspolymerisation einer Monomerzusammensetzung enthaltend: 12,0 bis 39,5 Gew.-% eines aliphatischen konjugierten Monomers auf Dien-Basis, 1,5 bis 3 Gew.-% eines ungesättigten Carbonsäurealkylestermonomers, 0,1 bis 10,0 Gew.-% eines ungesättigten Carbonsäuremonomers auf Ethylen-Basis, und 42,0 bis 86,4 Gew.-% eines Monomers, welcher damit copolymerisierbar ist, wobei das ungesättigte Carbonsäurealkylestermonomer Dicarbonsäure in einer Menge von 1 bis 2 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomerzusammensetzung enthält, und wobei 80 bis 99 Gew.-% des Copolymerlatex toluolunlöslich ist, und wobei der Copolymerlatex ferner Wasser als ein Dispersionsmedium enthält.