JP2008311217A - 非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物、これを用いた非水電解液系エネルギーデバイス電極及び非水電解液系エネルギーデバイス - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体と溶媒とを含む溶液に、導電性フィラが分散されていることを特徴とする、非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物、これを用いた非水電解液系エネルギーデバイス電極及び非水電解液系エネルギーデバイスを提供する。
【選択図】なし
Description
さらに、リチウム電池には、電極内の電子の導電性を向上するために、黒鉛やカーボンブラックなどの炭素材料から構成される導電性フィラが用いられる(特許文献1)。
[1]ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体と溶媒とを含む溶液に、導電性フィラが分散されていることを特徴とする、非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に関する。
[2]前記ニトリル基含有単量体が、アクリロニトリルである、[1]記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に関する。
[3]前記ニトリル系重合体が、ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位と、カルボキシル基含有単量体由来の繰り返し単位、及び/又は一般式(I)
[4]前記カルボキシル基含有単量体が、アクリル酸である、[3]記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に関する。
[5]前記一般式(I)で表される単量体が、メトキシトリエチレングリコールアクリレートである、[3]記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に関する。
[6]前記ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位1モルに対して、前記カルボキシル基含有単量体由来の繰り返し単位が0.01〜0.2モル及び/又は前記一般式(I)で表される単量体由来の繰り返し単位が0.001〜0.2モルである、[3]〜[5]のいずれかに記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に関する。
[7]前記導電性フィラが、炭素材料である、[1]〜[6]のいずれかに記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に関する。
[8]集電体と、該集電体の少なくとも1面に設けられた合剤層とを有し、該合剤層が、[1]〜[7]のいずれかに記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に活物質を添加したスラリーを前記集電体上に適用して形成されたものである、非水電解液系エネルギーデバイス電極に関する。
[9][8]記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極を含む、非水電解液系エネルギーデバイスに関する。
[10]非水電解液系エネルギーデバイスが、リチウム電池である[9]記載の非水電解液系エネルギーデバイスに関する。
[11]
(a)ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体を溶媒に溶解する工程;及び
(b)前記工程(a)で得られた溶液に導電性フィラを分散する工程;
を含む、[1]に記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物の製造方法に関する。
[12]
(a)ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体を溶媒に添加する工程;
(b)前記工程(a)で得られた溶液に導電性フィラを分散する工程;
(c)前記工程(b)で得られた分散液に活物質を添加し、スラリーを得る工程;
(d)前記スラリーを集電体上に適用し、前記スラリー中の前記溶媒を除去して合剤層を形成する工程;
を含む、[8]に記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極の製造方法に関する。
本発明になる非水電解液系エネルギーデバイス用バインダ樹脂組成物は、ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体と溶媒とを含む溶液に、導電性フィラが分散されていることを特徴とする。このバインダ樹脂組成物は、活物質を含まない。このバインダ樹脂組成物は、適宜、その他の樹脂組成物やその他の添加剤を含めることができる。
導電性フィラとは、電極の合剤層における電子の伝導性を向上するために使用される通常球形の粒子状導電性物質である。導電性フィラは、活物質感の導電性を向上するという性質を有するので導電性助剤とも呼ばれる。導電性フィラは、実質的にリチウムイオンの吸蔵・放出に関与しない点で、活物質と異なる。本発明で使用される導電性フィラとしては、特に制限はないが、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック等が挙げられる。特にカーボンブラックが好ましい。導電性フィラの平均一次粒径(電子顕微鏡により観察した際の粒子50個の長径の平均値)は、例えば、1〜200nm、好ましくは、10〜100nmである。導電性フィラの平均一次粒径は、活物質の平均一次粒径の1/2以下、好ましくは1/3以下、より好ましくは1/4以下であることが適当である。導電性フィラの形状は、球形が好ましいが、このような粒径を有するものであれば、球の形状が多少崩れていてもよい。これらの導電性フィラは、単独又は二種類以上組み合わせて使用してもよい。
本発明で使用するニトリル系重合体は、電解液に対する耐膨潤性等の点から、ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を、ニトリル系重合体に含まれる全繰り返し単位100質量%に対して、80質量%以上含むものであれば、特に制限はなく、ニトリル基含有単量体の単独重合体をはじめ、20質量%以下の割合で他の単量体由来の繰り返し単位を含む共重合体が挙げられる。
本発明のニトリル系重合体は、例えば、下記式(II)で表される重合体であることが適当である。
(式中、x:y:z=80:12:8〜100:0:0、好ましくは、85:9:6〜99:0.5:0.5、より好ましくは、90:6:4〜95:3:2。)
本発明に用いられるニトリル基含有単量体としては、特に制限はないが、例えば、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルのようなアクリル系ニトリル基含有単量体、α−シアノアクリレート及びジシアノビニリデンのようなシアン系ニトリル基含有単量体、フマロニトリルのようなフマル系ニトリル基含有単量体などが挙げられる。これらの中では、重合のし易さ、コストパフォーマンス、電極の柔軟性・可とう性等の点で、アクリロニトリルが好ましい。
本発明のニトリル基含有単量体としてアクリロニトリルとメタクリロニトリルとを使用する場合、ニトリル基含有単量体の全量に対して、アクリロニトリルを、例えば、5〜95質量%、好ましくは、50〜95質量%含むことが適当である。
本発明における他の単量体としては、ニトリル基を含まない単量体であれば特に制限はないが、例えば、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、プロピル(メタ)アクリレート等の短鎖(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜5)の(メタ)アクリル酸エステル類、塩化ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン等のハロゲン化ビニル類、マレイン酸イミド、フェニルマレイミド、(メタ)アクリルアミド、スチレン、α−メチルスチレン、酢酸ビニル、(メタ)アリルスルホン酸ナトリウム、(メタ)アリルオキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸及びその塩などの単量体が挙げられる。
特に、本発明における他の単量体としては、ニトリル基を含まないカルボキシル基含有単量体及び下記一般式(I)で表される単量体が好ましく用いられる。
これらの他の単量体は、単独で又は二種類以上組み合わせて用いることができる。
本発明のカルボキシル基含有単量体としてアクリル酸とメタクリル酸とを使用する場合、カルボキシル基含有単量体の全量に対して、アクリル酸を、例えば、5〜95質量%、好ましくは、50〜95質量%含むことが適当である。
本発明における一般式(I)で表される単量体としては、ニトリル基及びカルボキシル基を含まないものであれば、特に制限はない。
また、このアルキル基やフェニル基は、一部フッ素、塩素、臭素、ヨウ素等のハロゲンや、窒素、リン、芳香環、炭素数3〜10のシクロアルカン等で置換されていてもよい。
ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位と、カルボキシル基含有単量体由来の繰り返し単位と、一般式(I)で表される単量体由来の繰り返し単位とのモル比は、例えば、ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位1モルに対して、カルボキシル基含有単量体由来の繰り返し単位が存在するときは、この単位が0.01〜0.2モル、好ましくは0.02〜0.1、より好ましくは、0.03〜0.06モルであり、一般式(I)で表される単量体由来の繰り返し単位が存在するときは、この単位が0.001〜0.2モル、好ましくは0.003〜0.05モル、より好ましくは0.005〜0.02モルである。
本発明の非水電解液系エネルギーデバイス用バインダ樹脂組成物におけるニトリル系重合体と導電性フィラのブレンド比は、特に制約はないが、例えば、質量比でニトリル系重合体/導電性フィラが40/60〜98/2、好ましくは50/50〜95/5、より好ましくは60/40〜90/10であることが適当である。
本発明で使用するニトリル系重合体は、溶媒に溶解又は分散される。ニトリル系重合体を溶解又は分散する溶媒としては、、特に制限はないが、例えば、N−メチル−2−ピロリドン、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等のアミド類、N,N−ジメチルエチレンウレア、N,N−ジメチルプロピレンウレア、テトラメチルウレア等のウレア類、γ−ブチロラクトン、γ−カプロラクトン等のラクトン類、プロピレンカーボネート等のカーボネート類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル、ブチルセロソルブアセテート、ブチルカルビトールアセテート、エチルセロソルブアセテート、エチルカルビトールアセテート等のエステル類、ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム類、トルエン、キシレン、シクロヘキサン等の炭化水素類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、スルホラン等のスルホン類、メタノール、イソプロパノール、n−ブタノール等のアルコール類、水などが挙げられる。
上記溶媒の使用量は、常温(25℃)でバインダ樹脂組成物を構成する重合体が溶解状態を保てる必要最低限の量以上であれば、特に制限はないが、後の非水電解液系エネルギーデバイスの電極作製におけるスラリー調製工程で、通常、溶媒を加えながら粘度調節を行うため、必要以上に希釈し過ぎない任意の量とすることが好ましい。
溶媒は、ニトリル系重合体と溶媒とを含む溶液を100質量%とした場合、ニトリル系重合体が、例えば、50〜99質量%(樹脂分1〜50質量%)、好ましくは、70〜99質量%(樹脂分1〜30質量%)、より好ましくは、80〜99質量%(樹脂分1〜20質量%)であることが適当である。
本発明のバインダ樹脂組成物には、必要に応じて電極の柔軟性・可とう性を補完するためのゴム成分を配合することもできる。このゴム成分は、特に制限はないが、フッ化ビニリデン系重合体が好ましい。このフッ化ビニリデン系重合体としては、特に制限はないが、フッ化ビニリデン系重合体に含まれる全繰り返し単位100質量%に対し、フッ化ビニリデン由来の繰り返し単位を80質量%以上含むものが好ましい。
本発明のバインダ樹脂組成物には、必要に応じてその他の添加剤、例えば、電解液に対する耐膨潤性を補完するための架橋成分、電極の柔軟性・可とう性を補完するためのゴム成分、スラリーの電極塗工性を向上させるための増粘剤、沈降防止剤、消泡剤、レベリング剤を配合することもできる。これらの添加剤は、例えば、本発明のバインダ樹脂組成物全体の乾燥質量に対して、0.01〜100質量%、好ましくは、0.1〜30質量%であることが適当である。
本発明の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物は、以下の(a)及び(b)の工程により製造される。
(a)ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体を溶媒に溶解する工程;及び
(b)上記工程(a)で得られた溶液に導電性フィラを分散する工程。
まず、工程(a)では、ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体を溶媒に溶解する。具体的には、上述したようなニトリル系重合体を好ましくは粉末状態で準備し、上述したような溶媒に溶解する。溶解は、適宜窒素ガスを溶液内に導入しながら、撹拌下、例えば0〜150℃、好ましくは、20〜100℃の温度に0.1〜10時間、好ましくは0.3〜3時間維持しながら行う。
工程(b)では、導電性フィラを上記工程(a)で得られた溶液に分散する。具体的には、まず、上述したような導電性フィラを、常温(25℃)まで冷却した上記工程(a)で得られた溶液に加える。その後、導電性フィラを含む溶液を例えば、10〜1000rpm、好ましくは、20〜500rpmで0.1〜2時間、好ましくは、0.2〜1時間撹拌し、本発明の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物(ワニス)を得る。得られたバインダ樹脂組成物中には、導電性フィラが一様かつ均一に分散している。バインダ樹脂組成物中における導電性フィラの分散性を粒ゲージで測定した場合、その分散度は3回の測定においてバラツキが10%以内(3回の測定の平均値を100%とした場合)であることが好ましい。
導電性フィラを分散した溶液(分散液)を100質量%とした場合に、当該分散液に含まれる導電性フィラの量は、例えば、0.1〜50質量%、好ましくは、1〜30質量%、より好ましくは、5〜20質量%であることが適当である。
本発明のバインダ樹脂組成物は、エネルギーデバイス、特に非水電解液系のエネルギーデバイスに好適に利用される。
非水電解液系エネルギーデバイスとは、水以外の電解液を用いる蓄電又は発電デバイス(装置)を言う。非水電解液系エネルギーデバイスとしては、例えば、リチウム電池、電気二重層キャパシタ、太陽電池等が挙げられる。
なお、本発明のバインダ樹脂組成物は、非水電解液系エネルギーデバイスのみならず、塗料、接着剤、硬化剤、印刷インキ、ソルダレジスト、研磨剤、電子部品の封止剤、半導体の表面保護膜や層間絶縁膜、電気絶縁用ワニス、バイオマテリアル等の各種コーティングレジンや成形材料、繊維等に幅広く利用できる。
以下、非水電解液系エネルギーデバイス用電極及びこの電極を用いたリチウム電池を例にとって説明する。
本発明の非水電解液系エネルギーデバイス用電極は、集電体と、該集電体の少なくとも1面に設けられた合剤層を有するものである。本発明のバインダ樹脂組成物は、この合剤層を構成する材料として使用され得る。本発明のバインダ樹脂組成物は、合剤層と集電体とを接着すること、合剤相中に含まれる活物質及び導電性フィラ同士を接着すること、を目的として合剤層に添加される。
本発明における集電体は、導電性を有する物質であればよく、例えば、金属が使用できる。具体的な金属としては、アルミニウム、銅及びニッケル等が使用できる。
さらに、集電体の形状は、特に制限はないが、非水電解液系エネルギーデバイスであるリチウム電池の高エネルギー密度化という点から、薄膜状が好ましい。集電体の厚みは、例えば、5〜30μm、好ましくは、8〜25μmである。
本発明における合剤層は、活物質を含む上記バインダ樹脂組成物からなる。より具体的には、合剤層は、活物質、ニトリル系重合体、導電性フィラ及び任意のゴム成分並びに任意のその他の添加剤を含む。
本発明で使用される活物質は、例えば、非水電解液系エネルギーデバイスであるリチウム電池の充放電により可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できるものであれば特に制限はない。
本発明の非水電解液系エネルギーデバイス用電極は、上記工程(a)及び(b)により得られた本発明の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物(ワニス)から、さらに以下の工程によりスラリーを得、集電体上に適用して非水電解液系エネルギーデバイス電極を製造する。
(c)上記工程(b)で得られた分散液に活物質を添加し、スラリーを得る工程;
(d)上記スラリーを集電体上に適用し、上記スラリー中の前記溶媒を除去して合剤層を形成する工程。
これらの溶媒は、単独で又は二種類以上組み合わせて用いてもよい。
また、スラリーを得る際に適宜溶媒を追加してもよい。追加する溶媒としては上述の溶媒を挙げることができる。
スラリーの塗布量は、例えば、合剤層の乾燥質量が、例えば、2〜30mg/cm2、好ましくは8〜15mg/cm2となる量である。
その後、乾燥した合剤層を必要に応じて圧延してもよい。
圧延は、例えばロールプレス機を用いて行われ、合剤層のかさ密度が、負極の合剤層の場合、例えば、1〜2g/cm3、好ましくは、1.2〜1.8g/cm3となるように、正極の合剤層の場合、例えば、2〜5g/cm3、好ましくは、3〜4g/cm3となるようにプレスされる。さらに、電極内の残留溶媒、吸着水の除去等のため、例えば、100〜150℃で1〜20時間真空乾燥してもよい。
本発明になる非水電解液系エネルギーデバイス用電極は、さらに電解液と組み合わせることにより、非水電解液系エネルギーデバイスであるリチウム電池を製造することができる。
本発明で使用する電解液としては、例えば、非水電解液系エネルギーデバイスであるリチウム電池としての機能を発揮させるものであれば特に制限はない。
電解液としては、水以外の電解液、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート等のカーボネート類、γ−ブチロラクトン等のラクトン類、トリメトキシメタン、1,2−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類、ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン等のオキソラン類、アセトニトリル、ニトロメタン、N−メチル−2−ピロリドン等の含窒素類、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル等のエステル類、ジグライム、トリグライム、テトラグライム等のグライム類、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、スルホラン等のスルホン類、3−メチル−2−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類、1,3−プロパンスルトン、4−ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類などの有機溶媒に、LiClO4、LiBF4、LiI、LiPF6、LiCF3、SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiB(C2H5)4、LiCH3SO3、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、Li[(CO2)2]2B等の電解質を溶解した溶液などが挙げられる。これらの中では、カーボネート類にLiPF6を溶解した溶液が好ましい。電解液は、例えば上記有機溶媒と電解質を、それぞれ単独で又は二種類以上組み合わせて調製し、用いられる。
本発明の非水電解液系エネルギーデバイスであるリチウム電池の製造方法については特に制約はないが、いずれも公知の方法を利用できる。例えば、ステンレス製コイン外装容器に正極と負極の2つの電極を、ポリエチレン微多孔膜からなるセパレータを介して重ね合わせ、ポリプロピレン製のパッキンを介して、ステンレス製のキャップを被せ、コイン電池作製用のかしめ器で密閉してコイン型電池を得る。
合成例
[ニトリル系重合体]
撹拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を装備した3リットルのセパラブルフラスコに、精製水1804gを仕込み、窒素ガス通気量200ml/分の条件下、撹拌しながら、74℃まで昇温した後、窒素ガスの通気を止めた。
続いて、90℃まで昇温し、系の温度を90±2℃に保ちながら、1時間反応を進めた後、過硫酸アンモニウム0.968gを精製水8gに溶かした水溶液を追加添加し、同温度で更に1時間反応を進めた。
(式中、x:y:z=92:5:3)
撹拌機、温度計、冷却管及び窒素ガス導入管を装備した3リットルのセパラブルフラスコに合成例で得られたニトリル系重合体の精製粉末100g、溶媒としてのN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPという)1567gを仕込み、極微量(5ml/分以下)の窒素ガス通気下、攪拌しながら70℃に昇温した。同温度で6時間保持して、ニトリル系重合体をNMPに溶解させた後、常温(25℃)まで冷却し、ニトリル系重合体の溶媒溶液(樹脂分6質量%)を調製した。得られたニトリル系重合体の溶媒溶液(樹脂分6質量%)100gに、導電性フィラとしてカーボンブラック系導電助剤〔電気化学工業(株)製、商品名:デンカブラックHS−100、平均粒径48nm〕10gを加え〔ニトリル系重合体/導電性フィラ=90/10(質量比)〕、400rpmで0.5時間撹拌することによって導電性フィラを溶媒溶液中に均一に分散し、本発明のバインダ樹脂組成物(ワニス)を調製した。得られたバインダ樹脂組成物中の導電性フィラの分散度を粒ゲージ(ERICHSEN社製 型番232)で測定したところ、分散度は3回の測定においてバラツキが10%以内(3回の測定の平均値を100%とした)であった。
ニトリル系重合体の溶媒溶液の代わりに、フッ化ビニリデン系重合体PVDFをNMPに溶解した溶媒溶液〔呉羽化学工業(株)製、商品名:KF9130、NMP溶液、樹脂分13質量%〕を使用し、さらにNMPを加えて樹脂分濃度を6質量%に調製した溶媒溶液を使用した以外は、実施例1と同様にして、バインダ樹脂組成物(ワニス)を調製した。
バインダ樹脂組成物(ワニス)として、導電性フィラを含まない合成例で調製したニトリル系重合体の溶媒溶液(樹脂分6質量%)を用いた。
バインダ樹脂組成物として、樹脂分濃度を6質量%に調製したフッ化ビニリデン系重合体PVDFのワニス〔呉羽化学工業(株)製、商品名:KF9130、NMP溶液、樹脂分13質量%〕を単独で用いた。
(1)電解液に対する耐膨潤性
実施例1、比較例1〜3の各バインダ樹脂組成物を、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETという)シートにキャストし、100℃のホットプレート上で5時間乾燥した。その後、乾燥した残部をPETシートから剥がして、120℃の真空乾燥機で5時間真空熱処理し、樹脂フィルムを得た。
実施例1及び比較例1の各バインダ樹脂組成物と、負極活物質〔日立化成工業(株)製、商品名:MAG、塊状人造黒鉛、平均粒径20μm、比表面積4m2/g〕を、固形分換算(前記ワニス中の樹脂分と負極活物質との合計を固形分100質量部とする)で前記ワニス中の固形分が4.0質量部、負極活物質が96.0質量部となるように配合した後、NMPを全固形分が45.5質量%となるように加えて混練し、スラリーを調製した。
初回充放電特性は、初回充放電時の放電容量、不可逆容量及び充放電効率から判断されるリチウム電池の充放電特性の指針である。初回充放電時の放電容量は、作製された電池の容量の指針となり、初回充放電時の放電容量が大きいほど、容量の大きな電池であるといえる。
また、初回充放電時の充放電効率は、次式から求められる。
(1)負極評価用コイン電池の作製
上記の実施例1及び比較例1〜3で得たバインダ樹脂組成物のワニスを用いて上記「(2)負極集電体との接着性」の方法により調製したスラリーを、それぞれ、合剤層の乾燥質量がそれぞれ12.5mg/cm2となるように負極集電体〔日立電線(株)製、圧延銅箔、厚み14μm、200×100mm〕の片側表面にマイクロアプリケーターで均一に塗布した。
続いて、これを120℃の真空乾燥機で5時間真空熱処理し、作用極を準備した。
また、作用極と対極とを分離するための絶縁体として、セパレータ〔東燃タピルス(株)製、微細孔ポリオレフィン、厚み25μm、以下同様〕を直径1.8cmの円形に切り出して準備した。
上記で作製したコイン電池について、充放電装置〔東洋システム(株)製、TOSCAT3100〕を用い、25℃の恒温槽中、充電電流0.2mA(0.08C)で0Vまで定電流充電を行った。なお、この定電流充電は、対極がリチウム金属であるので、電位の関係上、作用極が正極になるため、正確には放電である。しかし、ここでは、作用極の黒鉛へのリチウムイオンの挿入反応を充電''定義する。
また、初回充放電時の充放電効率(%)は、[(初回放電容量/初回充電容量)×100]から求められ、初回充放電時の充放電効率は大きいほどよい。
上記各ワニスの諸特性の評価結果を表1に示す。
また、単極セルの初回充放電特性が比較例2に比較してより良好(放電容量及び充放電効率が大きく、不可逆容量が小さい)であることが明らかである。
Claims (12)
- ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体と溶媒とを含む溶液に、導電性フィラが分散されていることを特徴とする、非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物。
- 前記ニトリル基含有単量体が、アクリロニトリルである、請求項1記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物。
- 前記カルボキシル基含有単量体が、アクリル酸である、請求項3記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物。
- 前記一般式(I)で表される単量体が、メトキシトリエチレングリコールアクリレートである、請求項3記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物。
- 前記ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位1モルに対して、前記カルボキシル基含有単量体由来の繰り返し単位が0.01〜0.2モル及び/又は前記一般式(I)で表される単量体由来の繰り返し単位が0.001〜0.2モルである、請求項3〜5のいずれかに記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物。
- 前記導電性フィラが、炭素材料である、請求項1〜6のいずれかに記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物。
- 集電体と、該集電体の少なくとも1面に設けられた合剤層とを有し、該合剤層が、請求項1〜7のいずれかに記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物に活物質を添加したスラリーを前記集電体上に適用して形成されたものである、非水電解液系エネルギーデバイス電極。
- 請求項8記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極を含む、非水電解液系エネルギーデバイス。
- 非水電解液系エネルギーデバイスが、リチウム電池である請求項9記載の非水電解液系エネルギーデバイス。
- (a)ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体を溶媒に溶解する工程;及び
(b)前記工程(a)で得られた溶液に導電性フィラを分散する工程;
を含む、請求項1に記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極用バインダ樹脂組成物の製造方法。 - (a)ニトリル基含有単量体由来の繰り返し単位を80質量%以上含むニトリル系重合体を溶媒に添加する工程;
(b)前記工程(a)で得られた溶液に導電性フィラを分散する工程;
(c)前記工程(b)で得られた分散液に活物質を添加し、スラリーを得る工程;
(d)前記スラリーを集電体上に適用し、前記スラリー中の前記溶媒を除去して合剤層を形成する工程;
を含む、請求項8に記載の非水電解液系エネルギーデバイス電極の製造方法。
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