JP2002251998A

JP2002251998A - 二次電池用バインダー

Info

Publication number: JP2002251998A
Application number: JP2001384548A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Sakurai; 竜也桜井; Katsuyoshi Ohara; 勝義大原
Original assignee: Lion Corp
Current assignee: Lion Corp
Priority date: 2000-12-22
Filing date: 2001-12-18
Publication date: 2002-09-06

Abstract

(57)【要約】【課題】水素吸蔵合金を用いて得られるアルカリ二次
電池用およびリチウム化合物を用いた非水電解液二次電
池用などに好適な二次電池用バインダーを提供する。【解決手段】非晶質ポリプロピレンホモポリマー、ま
たはプロピレンと炭素数が２〜８のオレフィンとの共重
合体であって、プロピレンの含有率が５０質量％以上と
なる非晶質共重合体を含むことを特徴とする二次電池用
バインダー。【効果】従来得られなかったサイクル特性を得ること
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、二次電池用バイン
ダーに関し、更に詳しくは、特に、水素吸蔵合金を用い
て得られるアルカリ二次電池（以下、単に「Ｎｉ−ＭＨ
電池」という）用及びリチウム化合物を用いた非水電解
液二次電池（以下、単に「リチウムイオン電池」とい
う）用に好適な二次電池用バインダーに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器の小型軽量化、多機能
化、コードレス化の要求に伴い、高性能電池の開発が積
極的に進められている。これらの電池は、使い切りタイ
プの一次電池と、充電により繰り返し使用が可能な二次
電池に分けることができる。前者の例としては、マンガ
ン電池、アルカリマンガン電池などが挙げられ、後者の
例としては、カドミウムを用いて得られるアルカリ二次
電池（ニッケル−カドミウム電池）、水素吸蔵合金を用
いて得られるアルカリ二次電池（Ｎｉ−ＭＨ電池）、リ
チウム化合物を用いた非水電解液二次電池（リチウムイ
オン電池）等が挙げられる。

【０００３】これらのうち、Ｎｉ−ＭＨ電池およびリチ
ウムイオン電池は、正極と負極との間にセパレーターを
介して作製された電極群を電解液と共に容器内に収納し
てなる構造を有するものである。Ｎｉ−ＭＨ電池の正極
は、活物質である水酸化ニッケルやオキシ水酸化ニッケ
ル、導電性材料であるカーボン、及びコバルト粉末等の
添加剤をバインダーにより交互に結着し、更に金属集電
体に結着させてなるものである。一方、負極は、水素吸
蔵合金に、ニッケル粉末やカーボン等からなる導電性材
料及びバインダーを添加し水の存在下で混練・調整した
ペーストをパンチングメタルや金属多孔板、発泡金属
板、網状金属繊維焼結板などの金属集電体に塗布し、乾
燥することにより、バインダーによって水素吸蔵合金と
導電性材料を交互に結着し、更に金属集電体に結着せし
めてなるものである。ここで上記Ｎｉ−ＭＨ電池の電解
液には、水酸化カリウムのような強アルカリ水溶液が用
いられている。

【０００４】リチウムイオン電池の正極は、活物質であ
るコバルト酸リチウムに金属粉やカーボンからなる導電
性材料およびバインダーを添加しＮ−メチル−２−ピロ
リドンの存在下で混練・調製したペーストをドクターブ
レードにより塗布し、乾燥することにより、バインダー
によってコバルト酸リチウムと導電性材料を交互に結着
し、さらに金属集電体に結着せしめてなるものである。
一方、負極は活物質である炭素材料にバインダーを添加
し水等の存在下、混練・調製したペーストをドクターブ
レードにより塗布し、乾燥することにより、バインダー
によってカーボン材料を金属集電体に結着せしめてなる
ものである。ここで上記リチウムイオン電池の電解液に
は、プロピレンカーボネートのような非水溶媒が用いら
れ、通常、支持電解塩が添加される。

【０００５】従って、これらの電池のバインダーには、
集電体と活物質および導電性材料同士及び各材料間の
結着性の高いポリマーであること、電池内で電圧を受
ける過酷な環境下で安定な物質であることのみならず、
電解液に対する耐食性に優れること、が要求される。

【０００６】これらの二次電池用バインダーとして、通
常、使用されるものとしては、例えば、ポリテトラフル
オロエチレン（ＰＴＦＥ）などの含フッ素ポリマーやス
チレン−エチレン−ブテン−スチレン（ＳＥＢＳ）など
の非水溶性ポリマーが用いられ、必要に応じて更にポリ
ビニルアルコール、水溶性セルロース誘導体、ポリエチ
レンオキサイド、ポリビニルピロリドン等の水溶性ポリ
マーとの混合物が用いられている（特開平３−２８３３
６２号公報、特開平４−２０６３４５号公報、特開平４
−２０６３４５号公報、特開平４−２７２６５６号公
報、特開平６−１４００３３号公報、特開平９−６３５
８９号公報など）。

【０００７】しかしながら、上記各公報に記載されるよ
うなバインダーだけでは、集電体への活物質への活物質
の結着力は、未だ不十分であり、充放電サイクルの進行
に伴って、活物質が集電体から徐々に脱落し、電池性能
が劣化していくという課題、いわゆる十分なサイクル特
性が得られないという課題があるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題等を解決するためになされたものであり、結着性、
安定性、電解液に対する耐食性に優れるバインダーを提
供することを目的とするものであり、この二次電池用バ
インダーを用いることにより、電池性能の劣化しないサ
イクル特性に優れた二次電池が提供されるものとなる。
本発明は、特に、Ｎｉ−ＭＨ電池用およびリチウムイオ
ン電池用の負極のバインダーに好適な二次電池用バイン
ダーを提供するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記従来
技術の課題等について鋭意検討した結果、非晶質ポリプ
ロピレンホモポリマー、またはプロピレンと炭素数が２
〜８のオレフィンとの共重合体において、プロピレンの
含有率を特定量以上とする非晶質共重合体を含むことに
より、上記目的の二次電池用バインダーが得られること
を見出し、本発明を完成するに至ったのである。すなわ
ち、本発明の二次電池用バインダーは、非晶質ポリプロ
ピレンホモポリマー、またはプロピレンと炭素数が２〜
８のオレフィンとの共重合体であって、プロピレンの含
有率が５０質量％以上となる非晶質共重合体を含むこと
を特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を詳
しく説明する。本発明の二次電池用バインダー（以下、
単に、「バインダー」という）は、非晶質ポリプロピレ
ンホモポリマー、またはプロピレンと炭素数が２〜８の
オレフィンとの共重合体であって、プロピレンの含有率
が５０質量％（以下、単に、「％」という）以上となる
非晶質共重合体を含むことを特徴とするものである。

【００１１】本発明のバインダーを用いて作製される、
二次電池は、少なくとも、負極、正極、セパレーター、
電解液及び金属容器から構成される。Ｎｉ−ＭＨ電池の
負極は、負極活物質として水素吸蔵合金とバインダーと
を少なくとも含み、必要に応じてその他のポリマー、導
電性材料を含む活物質層を集電体に担持させたものであ
る。この負極活物質としては水素吸蔵合金が用いられ
る。水素吸蔵合金は、一般に用いられるものでよく、例
えば、ＬａＮｉ５などのＡＢ５型（希土類系）、ＴｉＮ
ｉ、Ｔｉ２ＮｉなどのＡＢ／Ａ２Ｂ型（チタン系）及
び、ＴｉＶ２などのＡＢ２型などが挙げられる。これら
の他、ＬａＮｉ５のＬａをミッシュメタルＭｍに代え
て、Ｎｉの一部をＭｎやＣｏで置換したＬａＮｉ２Ｃｏ
３、ＭｍＮｉ４Ｃｏ、ＭｍＮｉ２Ｃｏ３などや、これに
更にＡｌを添加した合金組成Ｍｍ（Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ・
・・）ｍ（Ａｌ、Ｃｒ）ｎなどが挙げられる。一方、リ
チウムイオン電池の負極は、負極活物質として炭素材料
とバインダーとを少なくとも含み、必要に応じてその他
のポリマー、導電性材料を含む活物質層を集電体に担持
させたものである。この負極活物質としては炭素材料が
用いられる。炭素材料は、一般に用いられるものでよ
く、例えば、黒鉛、炭素繊維、フラーレンなどが挙げら
れる。

【００１２】これらの二次電池において、主として負極
に用いるバインダーとして、本発明のバインダー、すな
わち、非晶質ポリプロピレンホモポリマーからなるバイ
ンダー、またはプロピレンと炭素数が２〜８のオレフィ
ンとの共重合体であって、プロピレン含有率が５０％以
上となる非晶質共重合体を含むものからなるバインダー
が用いられる。本発明のバインダーは、プロピレンの非
晶質の単独重合体（非晶質ポリプロピレンホモポリマ
ー）、あるいはプロピレンを主体とする非晶質共重合体
である。例としては、アタクチックポリプロピレン、プ
ロピレン／エチレン共重合体、プロピレン／１−ブテン
共重合体、プロピレン／１−ペンテン共重合体、プロピ
レン／３−メチル−１−ブテン共重合体、プロピレン／
１−ヘキセン共重体、プロピレン／３−メチル−１−ペ
ンテン共重合体、プロピレン／４−メチル−１−ペンテ
ン共重体、プロピレン／３−エチル−１−ペンテン共重
合体、プロピレン／１−オクテン共重合体、プロピレン
／１−ブテン／エチレン３元共重合体、プロピレン／１
−ヘキセン／１−オクテン３元共重合体、プロピレン／
１−ヘキセン／４−メチル−１−ペンテン３元共重合体
などが挙げられ、特にアタクチックポリプロピレン、プ
ロピレン／エチレン共重合体、プロピレン／１−ブテン
共重合体が好ましい。これらの非晶質共重合体中には、
プロピレン成分が５０％以上含まれることが必要であ
り、好ましくは、５５〜１００％とすることが望まし
い。本発明において、非晶質共重合体中のプロピレン成
分が５０％未満であると、他材料との相溶性が低下し、
結果として接着力が低下することとなり、好ましくな
い。

【００１３】本発明における非晶質共重合体は、ランダ
ム共重合体でもブロック共重合体でも構わないが、少な
くともプロピレン単位の結合様式はアタクチック構造が
主体であることが好ましい。本発明における非晶質と
は、結晶成分を全く含まないか、あるいは結晶成分を部
分的にしか含まない重合体をいう。ここで、結晶成分は
ｎ−ヘプタンに不溶なため、本発明で非晶質か否かの判
断は沸騰ｎ−ヘプタン不溶分の有無で判断することがで
きる。すなわち、本発明における非晶質ポリオレフィン
は、沸騰ｎ−ヘプタンによるソックスレー抽出不溶分が
７０％以下、好ましくは６０％以下、特に好ましくは、
１５％以下のものが望ましい。この沸騰ｎ−ヘプタン不
溶分が７０％を超えて大きいと、非晶質部分の比率が少
なくなり、得られる樹脂組成物に目的とする充分な柔軟
性を付与することができないこととなる。

【００１４】また、本発明のような非晶質の単独重合
体、非晶質共重合体においては、一般に結晶化度と密度
が密接に関係するため、非晶質か否かに指標として密度
を代用することもできる。すなわち、本発明の非晶質の
単独重合体、非晶質共重合体の２５℃における密度は
０．８９ｇ／ｃｍ³以下であることが望ましく、特に好
ましくは０．８５〜０．８８ｇ／ｃｍ³とすることが望
ましい。この密度が０．８９ｇ／ｃｍ³を超えると、十
分な柔軟性を付与することが不充分となり、好ましくな
い。

【００１５】本発明の非晶質の単独重合体、非晶質共重
合体は、数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００〜２００，
０００、好ましくは１，５００〜１００，０００とする
ことが望ましい。数平均分子量（Ｍｎ）が１，０００未
満では機械的強度が不足し、また、２００，０００を超
えると塗布や混合が困難となる。また、本発明の非晶質
の単独共重合体、非晶質重合体は、成形性とバインダー
強度の観点から、１９０℃における溶融粘度が２００〜
５０，０００ｍＰａ・ｓであることが好ましく、更に好
ましくは、２５０〜３００００ｍＰａ・ｓである。溶融
粘度が２００ｍＰａ・ｓ未満では機械的強度が不足し、
また、５０，０００ｍＰａ・ｓを超えると、塗布や混合
が困難になる。

【００１６】本発明において、非晶性の単独重合体であ
る非晶質ポリプロピレンホモポリマーは、例えば、結晶
性ポリプロピレン製造時に副生するアタクチックポリプ
ロピレンを用いてもよいし、原料から生産して用いても
よい。また、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重
合体である非晶質共重合体は、所定のプロピレン成分を
含有するように原料から目的生産して用いることができ
る。更に、目的生産する場合、例えば、塩化マグネシウ
ムに担持したチタン担持型触媒とトリエチルアンモニウ
ムを用いて水素の存在下／または水素の不存在下で原料
モノマーを重合して得ることができる。また、該当する
好適な市販品があれば、適宜市販品を選択して用いるこ
とができる。市販品としては、例えば、アメリカのレキ
セン（Ｒｅｘｅｎｅ）社製の「レクスタック（ＲＥＸＴ
ＡＣ）」、ドイツのヒュルス（Ｈｕｌｓ）社製の「ベス
トプラスト」、宇部レキセン社製の「ウベタックＡＰＡ
Ｏ」等が挙げられる。

【００１７】本発明の非晶質共重合体が、プロピレン・
エチレン共重合体の場合には、エチレン成分含有量が１
〜３０％、好ましくは、１〜２０％のものが望ましい。
エチレン成分含有量が、３０％を越えて大きくなると、
得られる樹脂組成物が柔らかくなりすぎ、また、表面粘
着性が大きくなり取り扱い上、不都合が生じ好ましくな
い。また、プロピレン・ブテン−１共重合体の場合に
は、ブテン−１成分含有量が１〜５０％、好ましくは、
１０〜５０％のものが望ましい。ブテン−１成分含有量
が、５０％を越えて大きくなると、得られる樹脂組成物
の軟化点が低くなり過ぎ、好ましくない。

【００１８】本発明の非晶質共重合体のうち、特に、ブ
テン−１成分を１０〜５０％含有するプロピレン・ブテ
ン−１共重合体が、引っ張り伸び、反撥弾性率、凝集力
が大きいことから、好適に用いることができる。更に、
本発明の非晶質の単独重合体、非晶質共重合体は、変性
したものを使用することができる。例えば、アクリル
酸、メタアクリル酸、エタアクリル酸、マレイン酸、フ
マル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸及び／又はそ
れらのエステル、酸無水物、金属塩等のその誘導体を用
いて変性して用いることができる。これら変性物のう
ち、無水マレイン酸、無水イタコン酸により変性された
ものが好適に用いられ、より好適には無水マレイン酸に
より変性されたものが用いられる。

【００１９】本発明のバインダーは、固体としてそのま
ま用いてもよいし、固体を有機溶剤に溶解して用いても
よい。更に、乳化物（エマルジョン，ディスパージョ
ン）として用いてもよい。乳化物として用いる場合、従
来行われる乳化重合により非晶質ポリオレフィン等の
エマルジョンを調製する方法、非晶質ポリオレフィン
を溶融状態あるいは溶液状態にし、水中に界面活性剤の
存在下で分散させ、攪拌の剪断力により細かく砕く後乳
化方法、非晶質ポリオレフィン、カルボキシ変性ワッ
クス、水、および界面活性剤を押出機で溶融混練し乳化
する方法、のいずれを用いてもよい。また、加熱、混練
状態の非晶質ポリオレフィンに非イオン系界面活性剤を
加え、次いで水を加えることによって得られる乳化物で
もよい。乳化物として用いる場合、乳化剤・分散剤はで
きるだけ用いないものがバインダー性能を発揮できるた
め適している。本発明において、上記非晶質の単独重合
体、非晶質共重合体は単独で用いてもよいし、２種以上
を併用して用いてもよい。

【００２０】本発明のバインダーを用いることにより構
成される、二次電池の負極には、上記非晶質の単独重合
体のバインダー又は上記非晶質共重合体を含むバインダ
ーに加えて、他のポリマーを併用してもよい。他のポリ
マーとしては、非水溶性ポリマーや水溶性ポリマーが挙
げられる。非水溶性ポリマーの具体例としては、ポリテ
トラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオロライ
ド、フッ素ゴムなどの含フッ素系ポリマーやポリエチレ
ン、ポリプロピレンといった水との親和性が極めて低い
いわゆる撥水性ポリマー；ブタジエン重合体、イソプレ
ン重合体、スチレン−１，３−ブタジエン共重合体、ス
チレン−イソプレン共重合体、スチレン−１，３−ブタ
ジエン−イソプレン共重合体、１，３−ブタジエン−イ
ソプレン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−アク
リロニトリル−１，３−ブタジエン共重合体、スチレン
−アクリロニトリル−１，３−ブタジエン−メタクリル
酸メチル−フマル酸共重合体、ポリスチレン−ポリブタ
ジエンブロック共重合体、スチレン−１，３−ブタジエ
ン−イタコン酸−メタクリル酸メチル−アクリロニトリ
ル共重合体などの、共役ジエン系モノマーの単独重合体
または共重合体などのエラストマー；などが挙げられ
る。これらの中でも、上述した本発明の非晶質の単独重
合体、非晶質共重合体の接着力増強効果は、撥水性ポリ
マーとの組み合わせにおいて顕著であり、とりわけ含フ
ッ素ポリマーにポリマーを併用することで、電池を製造
した後の内部圧力の増加を抑制する効果も得られる。

【００２１】また、上記水溶性ポリマーの具体例として
は、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、
ヒドロキシプロピルセルロースなどのセルロース系ポリ
マー、ポリアクリル酸ナトリウムなどのポリアクリル酸
塩、ポリビニルアルコール、ポリエチレンオキシド、ポ
リビニルピロリドン、アクリル酸またはアクリル酸塩と
ビニルアルコールの共重合体、無水マレイン酸またはマ
レイン酸もしくはフマル酸とビニルアルコールの共重合
体、変性ポリビニルアルコール、変性ポリアクリル酸な
どが例示される。この水溶性ポリマーを用いることによ
って、電極製造において、バインダーと活物質を含む組
成物を集電体に塗布する方法を採用する際の塗布性が向
上する。

【００２２】このような、その他のポリマーの割合は、
全バインダー（本発明の非晶質の単独重合体又は非晶質
共重合体とその他のポリマーの固形分合計重量）に対し
て、通常１０％〜９９％、好ましくは、２０％〜９５
％、より好ましくは３０％〜９０％である。また、非水
溶性ポリマーと水溶性ポリマーとの配合割合（重量比）
は、１００：０〜１０：９０、好ましくは１００：０〜
２０：８０、より好ましくは８０：２０〜３０：７０で
ある。

【００２３】本発明において上述した非晶質の単独重合
体又は非晶質共重合体を含有する二次電池用バインダー
は、負極に用いる場合は、活物質１００質量部に対して
０．０５〜２０．０質量部添加して用いる。好ましく
は、０．１〜１０．０質量部である。バインダー量が
０．０５質量部未満であると、活物質を集電体に結着さ
せる力が不充分であり、脱落し電池の容量が低下するお
それがある。一方、バインダー量が２０質量部を越えて
多すぎると、電池特性が低下するため、好ましくない。

【００２４】また、負極活物質には、必要に応じて、導
電性材料を添加することができる。導電性材料として
は、例えばニッケル粉末、酸化コバルト、酸化チタン、
カーボン等を挙げることができる。カーボンとしては、
ケッチェンブラック、アセチレンブラック、ファーネス
ブラック、黒鉛、炭素繊維、フラーレン類を挙げること
ができる。特にケッチェンブラックが好適である。導電
性材料の使用量は、活物質１００質量部に対して０．２
〜１０．０質量部である。また、金属集電体としては、
パンチングメタル、エキスパンドメタル、金網、発泡金
属、網状金属繊維焼結体、アルミ箔、ニッケル箔、銅箔
などを挙げることができる。

【００２５】本発明の二次電池用バインダーを用いて構
成される負極は、活物質に必要に応じて添加されること
がある導電性材料、上述したバインダー等を添加した
後、水等の存在下で混練して調製したペーストを金属集
電体に塗布、乾燥して作製するのが一般的であるが、こ
のほか、上記ペーストに集電体を浸したのち、乾燥して
作製することもできる。特に、導電性材料としてカーボ
ン材料を用いる場合には、予め本発明のバインダーとそ
の他のバインダー，カーボンを含む導電性塗料を調製
し、その導電性塗料に活物質を添加する２段階分散が適
している。

【００２６】本発明の二次電池用バインダーを用いて構
成される、例えば、Ｎｉ−ＭＨ電池の正極は、通常のア
ルカリ二次電池で用いる正極でよく、例えば、水酸化ニ
ッケル、酸化ニッケルなどのニッケル酸化物と、一酸化
コバルト、二酸化コバルト、水酸化コバルト、金属コバ
ルトなどの導電性材料や、カルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、ポ
リテトラフルオロエチレンなどの通常のバインダー成分
を含むペーストを、ニッケル、ステンレス、ニッケルメ
ッキされた樹脂などからなる網状、板状などの形状をも
つ金属基材、発泡体基材、繊維基材などの非焼成式基板
や、焼成式基板に塗布し、乾燥した後、ロールプレスを
用いて成形してなるものである。また、セパレーターと
しては、アルカリ二次電池に使用されているいかなるも
のであってもよく、例えば、ポリエチレン不織布、ポリ
プロピレン不織布、ポリアミド不織布及びそれらを親水
性処理したものなどが挙げられる。電解液としては、水
酸化カリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液に水酸化ナ
トリウム及びまたは水酸化リチウムを添加したものなど
が挙げられる。一方、本発明の二次電池用バインダーを
用いて構成される、リチウムイオン電池の正極は、通常
の非水電解液二次電池で用いる正極でよく、例えば、コ
バルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウム
含有遷移金属酸化物とケッチェンブラック、アセチレン
ブラック、ファーネスブラック、黒鉛、炭素繊維、フラ
ーレンなどの導電性材料や、ポリフッ化ビニリデン、ポ
リテトラフルオロエチレン、カルボキシメチルセルロー
ス、メチルセルロース、ポリアクリル酸ナトリウム、な
どの通常のバインダー成分を含むペーストを、金属基板
に塗布、乾燥したのち、ロールプレスを用いて成形して
なるものである。セパレーターとしては、リチウムイオ
ン二次電池に使用されているいかなるものであってもよ
く、例えば、ポリエチレン不織布、ポリプロピレン不織
布、ポリアミド不織布、ガラス繊維などが挙げられる。
電解液としては、プロピレンカーボネート、エチレンカ
ーボネート、ジメチルカーボネートなどの非水溶媒を１
種類および２種類以上混合した混合溶媒に六フッ化リン
酸リチウム、過塩素酸リチウムなどの支持電解塩が添加
されたものが挙げられる。

【００２７】本発明の二次電池用バインダーを用いて構
成される二次電池は、上述した正極及び負極、セパレー
ターと電解液とを常法に従って金属容器に封入すること
により作製されるものである。

【００２８】このように構成される本発明の二次電池用
バインダーを二次電池に用いることで、集電体への活物
質の結着力は、十分となり、充放電サイクルの進行に伴
って、活物質が集電体から脱落することもなく、電池性
能が劣化することも少なく、従来得られなかったサイク
ル特性を得ることができることとなる。

【００２９】

【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明す
る。ただし、本発明は下記実施例によって何ら制限され
るものではない。

【００３０】〔実施例１〜３；Ｎｉ−ＭＨ電池〕実施例
１として、バインダーとなる非晶質の単独重合体に、
「ＵＢＥＴＡＣＡＰＡＯＵＴ２１８０」（以下「ＵＴ
２１８０」という）を、実施例２及び３として、夫々バ
インダーとなる非晶質共重合体に「ＵＢＥＴＡＣＡＰ
ＡＯＵＴ２７８０」（以下「ＵＴ２７８０」とい
う）、並びに、「ＵＢＥＴＡＣＡＰＡＯＵＴ２５８
５」（以下「ＵＴ２５８５」）を準備した。これらのモ
ノマー組成を下記表１に、また、ポリマー性状を下記表
２に示す。ここで、沸騰ｎ−ヘプタン不溶分の測定は、
ソックスレー抽出方式を採用し、３〜５ｍｍ角のサイコ
ロ状のサンプルを約２ｇ用いて行った。

【００３１】

【表１】

【００３２】

【表２】

【００３３】（Ｎｉ−ＭＨ電池の負極の製造）水素吸蔵
合金としてミッシュメタルニッケル系合金（ＡＢ５系合
金）粉末１００質量部と、導電性物質としてケッチェン
ブラックＥＣ（ケッチェンブラックインターナショナル
（株）製）０．４質量部、ポリテトラフルオロエチレン
（ＰＴＦＥ）のディスパージョンを固形分で１．０質量
部、実施例１〜３のバインダーを０．５質量部、カルボ
キシメチルセルロース（ＣＭＣ）０．５質量部を混練
し、ペーストを作製した。得られたペーストを集電体で
あるニッケルメッキされたパンチングメタルに塗布し、
８０℃で乾燥、ロールプレスで厚さを調整した後、所定
の大きさに切断して負極電極を作製した。

【００３４】〔比較例１〜４〕比較のために、二次電池
用バインダーとして、非晶質の単独重合体等の代わり
に、比較例１としてポリビニルアルコール（和光純薬、
Ｎ＝１５００）、比較例２として結晶性ポリプロピレ
ン、（ユニオンポリマー「ＦＭ８０１」）、比較例３と
して低密度ポリエチレン（宇部興産「Ｚ５１７」）、比
較例４として高密度ポリエチレン（出光石油化学工業
「６４０ＵＦ」）を用い、他は、上記実施例１〜３と同
様に負極を作製した。

【００３５】（Ｎｉ−ＭＨ電池の正極の製造）水酸化ニ
ッケル粉末１００質量部、酸化コバルト６質量部、ＰＴ
ＦＥのディスパージョンを固形分で３．０質量部、ＣＭ
Ｃ１．０質量部を混練し、ペーストを作製した。得られ
たペーストを集電体である発泡メタルに塗布含浸させ、
乾燥した後、所定の大きさに切断して正極電極を作製し
た。

【００３６】（Ｎｉ−ＭＨ電池の作製）上記で作製した
正極と負極との間に、ナイロン不織布製セパレーターを
挟み、渦巻き状に捲き、単３サイズの電池缶に挿入した
後、電解液として３１質量％の水酸化カリウム水溶液を
注入し、定格容量１０００ｍＡｈの密閉型円筒電池を作
製した。試験電池を１Ｃで１５０％充電した後、カット
オフ電圧を１．０Ｖにして１Ｃで放電させる充放電サイ
クルを最大５００回繰り返し、容量が初期の７０％（７
００ｍＡｈ）になるまでの放電回数を測定し、サイクル
特性の値とした。これらの測定結果を下記表３に示す。
なお、５００回時点で７０％以上を維持できた電池のサ
イクル特性は○で表示した。５００回迄達しなかったも
のは×で表示した。なお、×の際の（）の中の数字
は、７０％以上を維持した回数を示す。

【００３７】

【表３】

【００３８】上記表１〜３の結果から明らかなように、
本発明範囲となる実施例１〜３のＮｉ−ＭＨ電池は、サ
イクル特性に優れることが判った。この結果から、実施
例のバインダーを用いた負極が、比較例に比べて集電体
と活物質及び導電性材料同士、並びに各材料間の結着性
に優れると共に、耐アルカリ性にも優れることを示して
いるものである。

【００３９】以上、本発明の二次電池用バインダーをＮ
ｉ−ＭＨ電池の負極に用いたときの実施例、比較例を示
したが、次に、リチウムイオン電池の負極に用いたとき
の実施例について示す。

【００４０】〔実施例４〜７;リチウムイオン電池〕実
施例４として、バインダーとなる非晶質の単独重合体
に、実施例１で用いたバインダーを、実施例５及び６と
して、夫々バインダーとなる非晶質共重合体に実施例２
及び３で用いたバインダーを準備した。また、実施例７
として「ＵＢＥＴＡＣＡＰＡＯＵＥ２７２００」
〔プロピレン／ブテン−１（＝６０／４０）共重合体、
ヘプタン不溶分；０．１質量％、密度；０．８７ｇ/ｃ
ｍ³（２５℃）、数平均分子量（Ｍｎ）；７，０００、
溶融粘度；２０，０００ｍＰａ・ｓ（１９０℃）〕を準
備した。

【００４１】（負極の製造）グラファイト９４質量部、
バインダーを固形分で４質量部、ＣＭＣ２質量部を混合
し、さらにイオン交換水を加えて攪拌し、スラリーを調
製した。得られたスラリーを銅箔にドクターブレードに
より塗布、真空乾燥させ、ロールプレスで厚さを調整し
た後、所定の大きさに切断して負極電極を作製した。

【００４２】〔比較例５〕比較のために、二次電池用バ
インダーとして、非晶質の単独重合体等の代わりに、比
較例５として比較例２で用いたバインダーを用い、他
は、上記実施例４〜７と同様に負極を作製した。

【００４３】（正極の製造）コバルト酸リチウム９４質
量部、ポリフッ化ビニリデン３重量部、ケッチェンブラ
ックＥＣ３質量部を混合し、さらにＮＭＰを加えて攪拌
し、スラリーを調製した。得られたスラリーをドクター
ブレードによりアルミ箔に塗布、真空乾燥し、ロールプ
レスで厚さを調整した後、所定の大きさに切断して正極
電極を作製した。

【００４４】（電池の作製）先に得た各電極の間にポリ
プロピレン製セパレーターを挟み、渦巻き状に捲き、電
池缶に挿入した後、電解液として１ｍｏｌ／Ｌの六フッ
化リン酸リチウムを添加したエチレンカーボネートとジ
メチルカーボネートの混合溶液（体積比１：１）を注入
し、電池を作製した。試験電池は０．１Ｃで定電流−定
電圧充電（ＣＣＣＶ−４．３Ｖ）を行い、０．５Ｃ、
３．１Ｖカットで放電を行った。このような充放電サイ
クルを繰り返し行い、容量が初期容量の９０％となるま
での放電回数を測定し、サイクル特性とした。これらの
結果を表４に示す。なお、２００回時点で９０％以上を
維持できた電池のサイクル特性は○で表示した。２００
回迄達しなかったものは×で表示した。なお、×の際の
（）の中の数字は、９０％以上を維持した回数を示
す。

【００４５】

【表４】

【００４６】上記表１、２、４の結果から明らかなよう
に、本発明範囲となる実施例４〜７のリチウムイオン電
池は、サイクル特性に優れることが判った。この結果か
ら、実施例のバインダーを用いた負極が、比較例に比べ
て集電体と活物質及び導電性材料同士、並びに各材料間
の結着性に優れると共に電解液に対する耐食性にも優れ
ることを示しているものである。

【００４７】

【発明の効果】本発明のバインダーを二次電池に用いる
ことで、従来得られなかったサイクル特性を得ることが
できる二次電池用バインダーが提供される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 5H028 AA01 EE06 HH01 5H029 AJ05 AK03 AL06 AL07 AM03 AM05 AM07 BJ14 DJ08 DJ18 EJ12 HJ01 5H050 AA07 BA14 BA17 CA03 CA08 CA09 CB07 CB08 CB16 CB17 CB18 DA11 EA23 EA28 FA05 FA20 HA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非晶質ポリプロピレンホモポリマー、ま
たはプロピレンと炭素数が２〜８のオレフィンとの共重
合体であって、プロピレンの含有率が５０質量％以上と
なる非晶質共重合体を含むことを特徴とする二次電池用
バインダー。