JP2010245035A - 電池電極用バインダーおよび電池電極 - Google Patents
電池電極用バインダーおよび電池電極 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010245035A JP2010245035A JP2010060005A JP2010060005A JP2010245035A JP 2010245035 A JP2010245035 A JP 2010245035A JP 2010060005 A JP2010060005 A JP 2010060005A JP 2010060005 A JP2010060005 A JP 2010060005A JP 2010245035 A JP2010245035 A JP 2010245035A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- binder
- copolymer latex
- battery electrode
- weight
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
【解決手段】電池電極用バインダーであり、当該バインダーが1、3−ブタジエン20〜60重量%、スチレン20〜79重量%、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.1〜10重量%、これらと共重合可能な他の単量体0〜59.9重量%から構成される単量体を乳化重合して得られた共重合体ラテックスであって、当該共重合体ラテックス中に残留する4−フェニルシクロヘキセンが、該共重合体ラテックスの固形分に対して80ppm以下であることを特徴とする電池電極用バインダーおよび当該バインダーを用いた電池電極。
【選択図】 なし
Description
すなわち、本発明は電池電極用バインダーであって、当該電池電極用バインダーが1、3−ブタジエン20〜60重量%、スチレン20〜79重量%、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.1〜10重量%、これらと共重合可能な他の単量体0〜59.9重量%から構成される単量体を乳化重合して得られた共重合体ラテックスであって、当該共重合体ラテックス中に残留する4−フェニルシクロヘキセンが、当該共重合体ラテックスの固形分に対して80ppm以下であることを特徴とする電池電極用バインダーおよび当該電池電極用バインダーを用いた電池電極を提供するものである。
本発明における共重合体ラテックスを構成するエチレン性不飽和カルボン酸系単量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸などのモノまたはジカルボン酸(無水物)等が挙げられ、これらを1種または2種以上使用することができる。
なお、残留4−フェニルシクロヘキセン量を低減する方法については、共重合体ラテックスの単量体組成およびその添加方法、重合温度により適宜調整することができる。さらには、重合後の水蒸気蒸留の条件、加温下の減圧処理の条件により適宜調整することが可能である。これらの条件のうち、水蒸気蒸留温度を好ましくは75℃以上にする、さらに好ましくは85℃以上、それ以上に好ましいのは98℃以上にすることで残留4−フェニルシクロヘキセン量を低減させることが出来る。また、水蒸気蒸留を行う時間については、例えば同じ水蒸気蒸留温度で比較すると、未反応単量体を除去するのに必要な時間を基準とした場合、少なくとも3割以上時間を長くすることで、残留4−フェニルシクロヘキセン量を低減させることが出来る。
さらに、乳化重合を行う際には、常用の乳化剤、重合開始剤、還元剤、連鎖移動剤、酸化還元触媒、炭化水素系化合物、電解質、重合促進剤、キレート剤等を使用することができる。
これらの連鎖移動剤の量は特に限定されないが、通常、単量体100重量部に対して0〜5重量部にて使用される。
正極活物質としては、特に限定されないが、例えば、MnO2、MoO3、V2O5、V6O13、Fe2O3、Fe3O4などの遷移金属酸化物、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiXCoYSnZO2などのリチウムを含む複合酸化物、LiFePO4などのリチウムを含む複合金属酸化物、例えば、TiS2、TiS3、MoS3、FeS2などの遷移金属硫化物、例えば、CuF2、NiF2などの金属フッ化物が挙げられ、1種あるいは2種以上用いることができる。
負極構成材としては、特に限定されないが、非水電解液二次電池の場合、例えば、フッ化カーボン、黒鉛、炭素繊維、樹脂焼成炭素、リニア・グラファイト・ハイブリット、コークス、熱分解気層成長炭素、フルフリルアルコール樹脂焼成炭素、メソカーボンマイクロビーズ、メソフェーズピッチ系炭素、黒鉛ウィスカー、擬似等方性炭素、天然素材の焼成体、およびこれらの粉砕物などの導電性炭素質材料、例えば、ポリアセン系有機半導体、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレンなどの導電性高分子などが挙げられ、1種あるいは2種以上用いることができる。
電池電極用組成物を調製する場合には、電池電極用バインダーを、正極活物質または負極構成材100重量部に対して、共重合体ラテックスの固形分が、例えば、0.1〜10重量部、好ましくは0.5〜5重量部となるように配合する。本発明の電池電極用バインダーの配合量が0.1重量部未満では、集電体に対する良好な結着力が得られず、10重量部を超えると電気抵抗が大きくなり電池特性に悪影響をおよぼす。
共重合体ラテックスの数平均粒子径は動的光散乱法により測定した。尚、測定に際しては、FPAR−1000(大塚電子製)を使用した。
共重合体ラテックス中の残留4−フェニルシクロヘキセンは、島津製作所社製ガスクロマトグラフGC−14Aを用いて以下の方法で行った。
(1)サンプルの作成
共重合体ラテックス1g(固形分 45〜50重量%)を精秤し、アセトン25mlに溶解した後密閉容器内で24時間放置後、これを測定試料とした。
(2)ガスクロマトグラフ測定条件
サンプル量 :5μl
検出器 :FID
Inj/Det温度 :200℃
カラム温度 :80℃×40min後、180℃×20min
カラム :ガラスカラム20m×1.2mmφ
固定相 :メチルシリコン
液膜厚 :3μm
キャリアーガス :ヘリウム、20ml/min.
水素 :0.7kg/cm2
エアー :0.9kg/cm2
(3)定量方法
既知濃度のフェニルシクロヘキサンを用いて作成した検量線を用いて、得られたガスクロマトグラフより共重合体ラテックス固形分に対するフェニルシクロヘキサンの定量値を残留4−フェニルシクロヘキセンとして求めた。同一試料について3回測定し、平均値をppmの単位で示した。
室温雰囲気にてラテックスフィルムを作成する。その後ラテックスフィルムを約1g秤量し、これを400ccのトルエンに入れ48時間膨潤・溶解させる。その後、これを300メッシュの金網で濾過し、金網に捕捉されたトルエン不溶部を乾燥後秤量し、はじめのラテックスフィルムの重量に対するトルエン不溶部の乾燥後の重量の割合をゲル含有量として重量%で算出した。
耐圧性の重合反応機に、重合水120部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6部、重炭酸ナトリウム0.2部、過硫酸カリウム0.9部、シクロヘキセン8部を仕込み、十分攪拌した後、表1および表2に示す一段目の各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを添加して60℃で1時間重合を行い、70℃に温度を上げて、表1および表2の2段目に示す各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを7時間で連続添加した後に、重合転化率が97%になるまで重合を継続して終了した。
次いで、これら共重合体ラテックスを、表1および表2に示す条件下にて水蒸気蒸留を行い、未反応単量体等を除去し、表1および表2に示す粒子径、ゲル含有量、4−フェニルシクロヘキセン量の共重合体ラテックス(1)、(2)、(5)、(7)を得た。
耐圧性の重合反応機に、重合水120部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6部、重炭酸ナトリウム0.2部、過硫酸カリウム0.9部、シクロヘキセン8部を仕込み、十分攪拌した後、表1に示す一段目の各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを添加して60℃で1時間重合を行い、65℃に温度を上げて、表1の2段目に示す各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを4時間で連続添加した後に、更に70℃に温度を上げて、表1の3段目に示す各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを3時間で連続添加した。更に重合転化率が97%になるまで重合を継続して終了した。
次いで、これら共重合体ラテックスを、表1に示す条件下にて水蒸気蒸留を行い、未反応単量体等を除去し、表1に示す粒子径、ゲル含有量、4−フェニルシクロヘキセン量の共重合体ラテックス(3)を得た。
耐圧性の重合反応機に重合水120部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6部、重炭酸ナトリウム0.2部、過硫酸カリウム0.9部、シクロヘキセン8部を仕込み、十分攪拌した後、表2に示す一段目の各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを添加して55℃で1時間重合を行い、70℃に温度を上げて、表2の2段目に示す各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを3時間で連続添加した後に、重合転化率が97%になるまで重合を継続して終了した。
次いで、これら共重合体ラテックスを、表2に示す条件下にて水蒸気蒸留を行い、未反応単量体等を除去し、表2に示す粒子径、ゲル含有量、4−フェニルシクロヘキセン量の共重合体ラテックス(4)を得た。
耐圧性の重合反応機に、重合水120部、乳化剤としてドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6部、重炭酸ナトリウム0.2部、過硫酸カリウム0.9部、シクロヘキセン8部を仕込み、十分攪拌した後、表2に示す一段目の各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを添加して60℃で1時間重合を行い、70℃に温度を上げて、表2の2段目に示す各単量体およびt―ドデシルメルカプタンを7時間で連続添加した後に、重合転化率が97%になるまで重合を継続して終了した。
次いで、これら共重合体ラテックスを、表2に示す条件下にて水蒸気蒸留を行い、未反応単量体等を除去し、表2に示す粒子径、ゲル含有量、4−フェニルシクロヘキセン量の共重合体ラテックス(6)を得た。
(1)正極用組成物の作成
正極活物質としてLiCoO2を100重量部に対して、導電剤としてアセチレンブラックを5重量部、結着剤として共重合体ラテックス(1)〜(7)4重量部とを全固形分が40%となるように適量の水を加えて混練し、正極用組成物スラリーを調製した。
(2)負極用組成物の作成
負極構成材として平均粒子径が20μmの天然黒鉛を使用し、天然黒鉛100重量部に対して、固形分で増粘剤としてカルボキシメチルセルロース水溶液を2重量部、共重合体ラテックス(1)〜(7)4重量部とを全固形分が40%となるように適量の水を加えて混練し、負極用組成物スラリーを調製した。
(1)正極の作成
各々の正極用組成物を、集電体となる厚さ20μmのアルニミウム箔の両面に塗布し、120℃で20分乾燥し、プレス(室温)で圧縮成型して実施例1〜3および、比較例1〜4の正極をそれぞれ作成した。塗工層の厚みが80μm(片面あたり)の正極を得た。これらの評価内容については以下のとおりである。
(2)負極の作成
各々の負極用組成物を、集電体となる厚さ20μmの銅箔の両面に塗布し、120℃で20分乾燥し、プレス(室温)で圧縮成型して実施例1〜3および、比較例1〜4の負極をそれぞれ作成した。塗工層の厚みが80μm(片面あたり)の負極を得た。これらの評価内容については以下のとおりである。
上記の方法で得られた電極シートの表面に、ナイフを用いて塗工層から集電体に達する深さまでの切り込みを2mm間隔で縦横それぞれ6本入れ、25個(5個×5個)のマス目を有する碁盤目を形成した。この切り込みに粘着テープを貼り付けて直ちに引き剥がし、活物質の脱落の程度を目視判定で、下記の通り評価した。評価結果については表1および表2に示した。
◎:脱落なし
○:1〜9個のマス目が脱落
△:10〜19個のマス目が脱落
×:20〜25個のマス目が脱落
Claims (3)
- 1、3−ブタジエン20〜60重量%、スチレン20〜79重量%、エチレン性不飽和カルボン酸系単量体0.1〜10重量%、これらと共重合可能な他の単量体0〜59.9重量%から構成される単量体を乳化重合して得られた共重合体ラテックスであって、当該共重合体ラテックス中に残留する4−フェニルシクロヘキセンが、当該共重合体ラテックスの固形分に対して80ppm以下であることを特徴とする電池電極用バインダー。
- 請求項1に記載の共重合体ラテックス中に残留する4−フェニルシクロヘキセンが、当該共重合体ラテックスの固形分に対して20ppm以下であることを特徴とする電池電極用バインダー。
- 請求項1または請求項2に記載の電池電極用バインダーからなる電池電極。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010060005A JP5602465B2 (ja) | 2009-03-17 | 2010-03-16 | 電池電極用バインダーおよび電池電極 |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009063753 | 2009-03-17 | ||
JP2009063753 | 2009-03-17 | ||
JP2010060005A JP5602465B2 (ja) | 2009-03-17 | 2010-03-16 | 電池電極用バインダーおよび電池電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010245035A true JP2010245035A (ja) | 2010-10-28 |
JP5602465B2 JP5602465B2 (ja) | 2014-10-08 |
Family
ID=43097797
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010060005A Active JP5602465B2 (ja) | 2009-03-17 | 2010-03-16 | 電池電極用バインダーおよび電池電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5602465B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014169403A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Nippon A&L Inc | 共重合体ラテックスの製造方法および共重合体ラテックス |
WO2020085739A1 (ko) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지 전극용 바인더 조성물 및 전극 합제 |
WO2022060148A1 (ko) * | 2020-09-21 | 2022-03-24 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지 음극용 바인더, 이차 전지 음극 및 이차 전지 |
US12009520B2 (en) | 2018-04-26 | 2024-06-11 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary lithium battery anode and secondary lithium battery including same |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1125989A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Jsr Corp | 電池電極用バインダー |
JPH11288720A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Nippon Zeon Co Ltd | 二次電池用バインダー組成物、電池電極用スラリー、電池用電極および二次電池 |
JP2001248098A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-09-14 | Nippon A & L Kk | 紙被覆用共重合体ラテックスおよびその用途 |
JP2002319403A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Nippon A & L Kk | 二次電池負極用バインダーおよび二次電池電極用組成物 |
JP2005166756A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Nippon Zeon Co Ltd | 電気化学素子用バインダー |
-
2010
- 2010-03-16 JP JP2010060005A patent/JP5602465B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH1125989A (ja) * | 1997-07-04 | 1999-01-29 | Jsr Corp | 電池電極用バインダー |
JPH11288720A (ja) * | 1998-03-31 | 1999-10-19 | Nippon Zeon Co Ltd | 二次電池用バインダー組成物、電池電極用スラリー、電池用電極および二次電池 |
JP2001248098A (ja) * | 1999-12-22 | 2001-09-14 | Nippon A & L Kk | 紙被覆用共重合体ラテックスおよびその用途 |
JP2002319403A (ja) * | 2001-04-20 | 2002-10-31 | Nippon A & L Kk | 二次電池負極用バインダーおよび二次電池電極用組成物 |
JP2005166756A (ja) * | 2003-11-28 | 2005-06-23 | Nippon Zeon Co Ltd | 電気化学素子用バインダー |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014169403A (ja) * | 2013-03-04 | 2014-09-18 | Nippon A&L Inc | 共重合体ラテックスの製造方法および共重合体ラテックス |
US12009520B2 (en) | 2018-04-26 | 2024-06-11 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary lithium battery anode and secondary lithium battery including same |
WO2020085739A1 (ko) * | 2018-10-23 | 2020-04-30 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지 전극용 바인더 조성물 및 전극 합제 |
KR20200045869A (ko) * | 2018-10-23 | 2020-05-06 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지 전극용 바인더 조성물 및 전극 합제 |
CN112567549A (zh) * | 2018-10-23 | 2021-03-26 | 株式会社Lg化学 | 用于可充电电池的电极粘合剂组合物和包含该电极粘合剂组合物的电极混合物 |
KR102361620B1 (ko) | 2018-10-23 | 2022-02-09 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지 전극용 바인더 조성물 및 전극 합제 |
CN112567549B (zh) * | 2018-10-23 | 2023-07-18 | 株式会社Lg化学 | 用于可充电电池的电极粘合剂组合物和包含该电极粘合剂组合物的电极混合物 |
WO2022060148A1 (ko) * | 2020-09-21 | 2022-03-24 | 주식회사 엘지화학 | 이차 전지 음극용 바인더, 이차 전지 음극 및 이차 전지 |
CN115053373A (zh) * | 2020-09-21 | 2022-09-13 | 株式会社Lg化学 | 用于二次电池的阳极的粘合剂、二次电池的阳极和二次电池 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5602465B2 (ja) | 2014-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5547507B2 (ja) | 非水電解液二次電池電極用バインダー。 | |
JP5259373B2 (ja) | 非水電解液二次電池電極用バインダー | |
JP5204635B2 (ja) | 電池電極用バインダー | |
JP5329559B2 (ja) | 二次電池電極用バインダー | |
JP5870216B2 (ja) | 電極用バインダー、電極用組成物及び電極シート | |
JP5630632B2 (ja) | 電池電極用バインダーおよび電池 | |
JP2010192434A (ja) | 二次電池電極用バインダー | |
JP2010146870A (ja) | 二次電池電極用バインダー | |
JP5651346B2 (ja) | 電池電極用組成物 | |
JP5809636B2 (ja) | 二次電池電極用バインダー、二次電池電極用スラリー及び二次電池電極 | |
JP5729799B2 (ja) | 二次電池電極用バインダー | |
JP5547504B2 (ja) | 二次電池電極用バインダー | |
JP5602465B2 (ja) | 電池電極用バインダーおよび電池電極 | |
JP2002319402A (ja) | 二次電池負極用バインダーおよび二次電池電極用組成物 | |
JP2002319403A (ja) | 二次電池負極用バインダーおよび二次電池電極用組成物 | |
JP2017126456A (ja) | 電池電極用水系バインダー | |
JP6363331B2 (ja) | 電池電極用水系バインダー及びその製造方法 | |
JP5651518B2 (ja) | 電池電極用バインダー及び電池電極用組成物 | |
JP6029823B2 (ja) | 二次電池電極用水系組成物および二次電池正極用電極 | |
JP2012169112A (ja) | 二次電池電極用バインダー組成物、二次電池電極用スラリーおよび二次電池用電極 | |
JP5596650B2 (ja) | 電池電極用バインダー | |
JP5835682B2 (ja) | 電池電極用組成物 | |
JP5547505B2 (ja) | 二次電池電極用バインダー | |
KR20190134661A (ko) | 전극용 바인더, 전극용 조성물 및 전극 | |
JP2019053942A (ja) | 電気化学デバイス用電極の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130215 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140129 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140218 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140415 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140819 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140820 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5602465 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |