JP2000260424A - 塗液の保存方法 - Google Patents

塗液の保存方法

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JP2000260424A
JP2000260424A JP11066659A JP6665999A JP2000260424A JP 2000260424 A JP2000260424 A JP 2000260424A JP 11066659 A JP11066659 A JP 11066659A JP 6665999 A JP6665999 A JP 6665999A JP 2000260424 A JP2000260424 A JP 2000260424A
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coating liquid
coating
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viscosity
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JP11066659A
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Satoshi Yanase
聡 柳瀬
Hiroyuki Shimizu
裕之 清水
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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Asahi Chemical Industry Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 カルボキシメチルセルロースと水を含んだ塗
液の変性を抑制し、塗液を長期間保存可能とする方法を
提供する。 【解決手段】 カルボキシメチルセルロースおよびスチ
レンブタジエン系ラテックスを主たる成分としたバイン
ダーおよび水を含む電池電極作製用の塗液を塗液の凝固
点以下の凍結状態で保存する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はリチウムイオン二次
電池用の電極を作製する際に使用する塗液の保存方法に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、電子携帯機器の発達に伴ない、そ
の駆動源となる電池の発達には著しいものがある。その
中でもリチウムイオン二次電池は高いエネルギー密度を
有することから特に注目を集めている。機器の小型化、
軽量化が可能なことから、リチウムイオン二次電池は、
最近、カメラ一体型VTRあるいは携帯電話等の携帯機
器に多く使用されるようになってきている。現在、一般
的に市販されているリチウムイオン二次電池は、負極活
物質に炭素素材、正極活物質にコバルト、ニッケル、マ
ンガン等の遷移金属を含んだリチウム複合酸化物を用
い、両極間をリチウムイオンが移動する事によって充放
電を行う機構をとる。
【0003】電池の負極に用いられる活物質としては、
リチウム吸蔵可能で、経済性、安全性に優れた物質とし
て炭素材料が主に用いられるが、なかでもグラファイ
ト、カーボンブラック、アセチレンブラック、ピッチコ
ークス、メソフェーズカーボン、ハードカーボンなどは
負極活物質として優れた特性を示すことが実証されてい
る。これらの炭素材料は粒子状に粉砕され、バインダー
と呼ばれる結着剤とともに水または溶剤に分散され塗液
状にされる。この塗液を金属製の集電体状に塗布し、乾
燥させることによって電池の負極とすることができる。
この時使われるバインダーとしてはフッ素系ポリマーや
セルロース系ポリマーなどが好適であり、特にカルボキ
シメチルセルロースとスチレン-ブタジエン系ラテック
スを水とともに分散した系は、炭素材料を負極とした電
極作製用塗液として最適である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらカルボキ
シメチルセルロースとスチレン-ブタジエン系ラテック
スを水とともに分散した系を電極用の塗液に用いる場合
は次の様な難点が生じる。この塗液を作製し、長期間保
存しておくと、時間とともに塗液の粘度が低下し、次第
に異臭(腐敗臭)を放つようになる。この原因は主にカル
ボキシメチルセルロースが水の影響を受けて変性するこ
とによるものと考えられる。
【0005】一般に塗液の粘度は、電極作製工程におい
ては一定に保たれる必要がある重要なファクターであ
り、この値が経時的に変化すると均一な電極を製造する
ことができなくなる。このため実際の電極作製において
は、電極作製用の塗液を必要量だけ作製し、できるだけ
時間をおかずに使用するといった処置がとられる。この
方法では塗液を作製するたびに精密な粘度調整が必要と
なる。また一度に大量の塗液を作りだめしておくことが
できず、極めて不経済である。
【0006】そこで、本発明は電極作製用の塗液を大量
に作りだめ可能な長期保存方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決すべく検討を重ね、次のような方法によれば、カ
ルボキシメチルセルロースと水を含んだ塗液の変性を抑
制出来、長期間保存可能であることを見出した。すなわ
ち本発明は、カルボキシメチルセルロースおよびスチレ
ンブタジエン系ラテックスを主たる成分としたバインダ
ーおよび水を含む電池電極作製用の塗液において、該塗
液を塗液の凝固点以下の凍結状態で保存することを特徴
とする塗液の保存方法である。
【0008】本発明者らは、上記塗液の変性の原因をカ
ルボキシメチルセルロースが水によって加水分解され分
子量の低下を起こすためと推測した。そこでこの分解反
応を抑制するために塗液を凝固点以下の凍結状態で保存
すれば良いと考え、この方法が有効なことを見出した。
本発明は、カルボキシメチルセルロースおよびスチレン
ブタジエン系ラテックスを主たる成分とするバインダー
と水を含む電池電極作製用の塗液に適用される。ここで
カルボキシメチルセルロースおよびスチレンブタジエン
系ラテックスを主たる成分とするバインダーとは、バイ
ンダーの組成として、カルボキシメチルセルロースまた
はカルボキシメチルセルロースの誘導体、またはそれら
の混合物に、スチレンブタジエン系ラテックスが混合し
ている系であり、これがバインダー全体の70重量%以上
を占める系を指す。ここでスチレンブタジエン系ラテッ
クスは、カルボキシメチルセルロースのバインダーとし
ての結着効果を増強させるもので、できあがった塗膜に
十分な強度を持たせるために必要である。また残りのバ
インダー成分としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテ
トラフルオロエチレンなどのフッ素系バインダーのよう
な通常電極作製用のバインダーとして用いられるものを
含めることができる。
【0009】本発明は、これらのバインダーが水によっ
て溶解、分散されている塗液に適用されるが、この時、
水の含量は目的とする塗液の粘度に応じて調整される
が、通常、塗液中の固形分が30重量%以上、70重量%以
下の範囲となるよう調整される。その際、塗液の中にN-
メチルピロリドン、酢酸エチル、エチルセルソブ、メチ
ルセルソルブなどの水以外の溶剤が添加されていても良
い。
【0010】本発明において、電池電極作製用の塗液と
は、カルボキシメチルセルロースまたはその誘導体およ
びスチレンブタジエン系ラテックスを主たる成分とする
バインダーと水を含み、電極用の活物質が分散している
ものを指す。ここで塗液中のカルボキシメチルセルロー
スの濃度は特に限定されないが、例えば電極を作製する
際、塗工時に適度な粘度となり、かつ電極に十分な結着
性をもたせるための濃度として規定すればよい。本発明
においては0.3重量%以上3.0重量%未満、好ましくは1.
0重量%以上2.0重量%未満が好適であり、この範囲にお
いては本発明の効果は特に顕著である。また塗液中のス
チレンブタジエン系ラテックスの濃度としては、0.5重
量%以上5.0重量%未満、好ましくは1.0重量%以上3.0
重量%未満が好適である。
【0011】本発明の特徴は、このようにして製造され
た塗液を塗液の凝固点以下の凍結状態で保存することを
特徴とする。塗液を凍結することによりカルボキシメチ
ルセルロースの加水分解を完全に抑制し、塗液粘度の低
下を防止することができる。またこの場合は塗液を固形
物として取り扱うことが出来るため、溶液状態で保存し
ておく場合と比較して、取り扱いおよび運搬時に都合が
よい。なお塗液を冷凍し凍結状態とする方法は特に限定
されず、塗液を適当な容器に入れ、通常の冷凍庫を用い
て冷凍すれば良い。凍結状態の塗液を溶液状態に戻す時
は、そのまま放置するか、カルボキシメチルセルロース
が変性しないよう、50℃以下の温度で加熱し、融解して
やれば良い。
【0012】本発明の塗液は、例えば非水系の一次電
池、二次電池の電極作製に用いられ、正負極どちらの電
極に用いることができるが、特に負極に用いることが好
ましい。正極材料としては、コバルト、ニッケル、マン
ガン、鉄等の一種又は二種以上を含むリチウム含有複合
酸化物が用いられる。負極材料としては、グラファイ
ト、ニードルコークスなどの炭素材料が用いられる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明をさら
に詳しく説明するが、本発明の範囲はこれに限定される
ものではない。
【0014】
【実施例1】グラファイト(黒鉛化メソフェーズカーボ
ン)97重量比、カルボキシメチルセルロース1重量比、ス
チレンブタジエンラテックス2重量比の割合で混合し、
水に溶解してスラリー状の塗液とした。この塗液の粘度
を、東京計器製B型粘度計(B8M)を用いて、4番ローター
を使い、12回転/分、25℃で測定したところ、粘度は113
00センチポイズであった。この塗液を容器に入れ、マイ
ナス10℃の冷凍庫中で30日間保存した。保存時、塗液は
凍結した状態であり、これを解凍するには室温で放置
し、塗液温度が25℃になった時点で粘度測定を行ったと
ころ10850センチポイズであり、粘度維持率は96.0%で
あった。また異臭の発生はなかった。
【0015】
【実施例2】グラファイト(黒鉛化メソフェーズカーボ
ン)97重量比、カルボキシメチルセルロース2重量比、ス
チレンブタジエンラテックス2重量比の割合で混合し、
水に溶解してスラリー状の塗液とした。この塗液の粘度
を、東京計器製B型粘度計(B8M)を用いて、4番ローター
を使い、12回転/分、25℃で測定したところ、粘度は128
00センチポイズであった。この塗液を容器に入れ、マイ
ナス10℃の冷凍庫中で30日間保存した。保存時、塗液は
凍結した状態であり、これを解凍するには室温で放置
し、塗液温度が25℃になった時点で粘度測定を行ったと
ころ12700センチポイズであり、粘度維持率は99.2%で
あった。また異臭の発生はなかった。
【0016】
【実施例3】グラファイト(黒鉛化メソフェーズカーボ
ン)97重量比、カルボキシメチルセルロース1重量比、ス
チレンブタジエンラテックス1重量比の割合で混合し、
水に溶解してスラリー状の塗液とした。この塗液の粘度
を、東京計器製B型粘度計(B8M)を用いて、4番ローター
を使い、12回転/分、25℃で測定したところ、粘度は108
50センチポイズであった。この塗液を容器に入れ、マイ
ナス10℃の冷凍庫中で30日間保存した。保存時、塗液は
凍結した状態であり、これを解凍するには室温で放置
し、塗液温度が25℃になった時点で粘度測定を行ったと
ころ10620センチポイズであり、粘度維持率は97.9%で
あった。また異臭の発生はなかった。
【0017】
【実施例4】グラファイト(黒鉛化メソフェーズカーボ
ン)97重量比、カルボキシメチルセルロース1重量比、ス
チレンブタジエンラテックス2重量比の割合で混合し、
水に溶解してスラリー状の塗液とした。この塗液の粘度
を、東京計器製B型粘度計(B8M)を用いて、4番ローター
を使い、12回転/分、25℃で測定したところ、粘度は113
00センチポイズであった。この塗液を容器に入れ、マイ
ナス10℃の冷凍庫中で60日間保存した。保存時、塗液は
凍結した状態であり、これを解凍するには室温で放置
し、塗液温度が25℃になった時点で粘度測定を行ったと
ころ11250センチポイズであり、粘度維持率は99.6%で
あった。また異臭の発生はなかった。
【0018】
【実施例5】グラファイト(黒鉛化メソフェーズカーボ
ン)97重量比、カルボキシメチルセルロース1重量比、ス
チレンブタジエンラテックス2重量比の割合で混合し、
水に溶解してスラリー状の塗液とした。この塗液の粘度
を、東京計器製B型粘度計(B8M)を用いて、4番ローター
を使い、12回転/分、25℃で測定したところ、粘度は113
00センチポイズであった。この塗液を容器に入れ、マイ
ナス10℃の冷凍庫中で30日間保存した。保存時、塗液は
凍結した状態であり、これを容器ごと50℃のお湯につけ
て解凍し、塗液温度が25℃になった時点で粘度測定を行
ったところ10850センチポイズであり、粘度維持率は96.
0%であった。また異臭の発生はなかった。
【0019】
【比較例1】グラファイト(黒鉛化メソフェーズカーボ
ン)97重量比、カルボキシメチルセルロース1重量比、ス
チレンブタジエンラテックス2重量比の割合で混合し、
水に溶解してスラリー状の塗液とした。この塗液の粘度
を、東京計器製B型粘度計(B8M)を用いて、4番ローター
を使い、12回転/分、25℃で測定したところ、粘度は113
00センチポイズであった。この塗液を容器に入れ、5℃
の溶液状態で30日間保存した。保存後、塗液温度が25℃
になった時点で粘度測定を行ったところ7650センチポイ
ズであり、粘度維持率は67.7%であった。また異臭の発
生がみられた。
【0020】
【比較例2】グラファイト(黒鉛化メソフェーズカーボ
ン)97重量比、カルボキシメチルセルロース1重量比、ス
チレンブタジエンラテックス2重量比の割合で混合し、
水に溶解してスラリー状の塗液とした。この塗液の粘度
を、東京計器製B型粘度計(B8M)を用いて、4番ローター
を使い、12回転/分、25℃で測定したところ、粘度は113
00センチポイズであった。この塗液を容器に入れ、30℃
の溶液状態で30日間保存した。保存後、塗液温度が25℃
になった時点で粘度測定を行ったところ5462センチポイ
ズであり、粘度維持率は48.3%であった。また異臭の発
生がみられた。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、カルボキシメチルセル
ロースおよびスチレンブタジエン系ラテックスを主たる
成分としたバインダーおよび水を含む電池電極作製用の
塗液において、該塗液を凝固点以下の凍結状態で保存す
ることにより、長期保存による塗液の粘度低下と異臭の
発生を防止することができる。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 カルボキシメチルセルロースおよびスチ
    レンブタジエン系ラテックスを主たる成分としたバイン
    ダーおよび水を含む電池電極作製用の塗液において、該
    塗液を凝固点以下の凍結状態で保存することを特徴とす
    る塗液の保存方法。
JP11066659A 1999-03-12 1999-03-12 塗液の保存方法 Withdrawn JP2000260424A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6852449B2 (en) 2002-08-29 2005-02-08 Quallion Llc Negative electrode including a carbonaceous material for a nonaqueous battery
US6998192B1 (en) 2002-08-29 2006-02-14 Quallion Llc Negative electrode for a nonaqueous battery
WO2006025600A1 (ja) * 2004-09-03 2006-03-09 Nippon Shokubai Co., Ltd. リチウム2次電池用正極材料組成物の保存方法
US7174207B2 (en) 2004-09-23 2007-02-06 Quallion Llc Implantable defibrillator having reduced battery volume
JP2009224188A (ja) * 2008-03-17 2009-10-01 Panasonic Corp リチウムイオン二次電池およびその正極板の製造方法

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Legal Events

Date Code Title Description
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Effective date: 20060606