JP2013110107A - ニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダーおよびニッケル水素二次電池電極形成用合材インキ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体(A)0.1〜5重量%、下記一般式(1)で表されるエチレン性不飽和単量体(B)0.5〜20重量%、窒素原子含有エチレン性不飽和単量体(C)0.1〜10重量%、およびこれらと共重合可能なエチレン性不飽和単量体(D)65〜99.3重量%を、水性媒体中で共重合させてなるニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダー。
一般式(1) CH2=C(R1)−CO−O−(R2O)n−R3
【選択図】なし
Description
一般式(1) CH2=C(R1)−CO−O−(R2O)n−R3
(式中、nは1以上50以下の整数、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素原子数1〜3のアルキレン基、R3は水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基である)
一般式(1) CH2=C(R1)−CO−O−(R2O)n−R3
(式中、nは1以上50以下の整数、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素原子数1〜3のアルキレン基、R3は水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基である)
アルキレンオキサイド部位の繰り返し部数であるnの数は、特に限定は無いが、3以上が好ましい。nの数が3以上50以下であればイオン伝導性の効果がより向上して好ましい。
メトキシエチレングリコール(メタ)アクリレート、メトキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート等、末端にアルコキシ基を有し、ポリオキシアルキレン鎖を有するモノアクリレートまたは対応するモノメタアクリレート等、
フェノキシエチレングリコール(メタ)アクリレート等、末端にフェノキシまたはアリールオキシ基を有するポリオキシアルキレン系アクリレートまたは対応するメタアクリレートがある。
エチレン性不飽和単量体(D)は、アルキル系(メタ)アクリレート、ビニル基含有単量体および芳香環含有単量体等が挙げられる。
そしてエチレン性不飽和単量体(D)は、そのガラス転移温度(以下、Tgと略す時がある)が、−40〜40℃となるようにエチレン性不飽和単量体を適宜選択することが好ましい。
メタクリル酸メチル(Tg=100℃)、メタクリル酸エチル(Tg=65℃)、メタクリル酸ブチル(Tg=20℃)、メタクリル酸イソブチル(Tg=67℃)、メタクリル酸ターシャリーブチル(Tg=107℃)、メタクリル酸2−エチルヘキシル(Tg=−10℃)、メタクリル酸シクロヘキシル(Tg=66℃)等のメタクリル酸エステル類が挙げられる。芳香環含有モノマーとしては、スチレン(ホモポリマーのガラス転移温度Tg=100℃、以下同様)、α−メチルスチレン(Tg=168℃)及びベンジルメタクリレートが挙げられる。なお、ホモポリマーのガラス転移温度は、DSCによって、元のベースラインと変曲点での接線の交点を読み取ることで測定できる。
本発明のニッケル水素二次電池電極形成用合材インキは、活物質または電極組成物と、ニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダーと、水性液状媒体とを含有することが好ましい。
負極の電極組成物として用いられる水素吸蔵合金は、例えば、LaNi5やMmNiXMm:ミッシュメタル;希土類金属の混合物、x=4.7〜5.2)などのAB5型がある。前者では、Niの一部をCu、Al、Co、Siなどで置換した材料や、Laの一部をNdやZrで置換した材料が開発されている。また、現在一般的に使用されている材料は後者であり、希土類に比較的安価なMmを用い、Niの一部をCo、Mn、Alなどで置換している。このほか、TiNi、Ti2Ni等のAB/A2B型(チタン系)、ZrNi2系やZrV2系等のAB2型がある。
本発明のニッケル水素二次電池電極形成用合材インキは、電極の導電性をより高めるために、導電助剤として炭素材料を含有することが好ましい。
炭素材料としては、導電性を有する炭素材料であれば特に限定されるものではないが、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維(カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンファイバー)、フラーレン等を単独で、もしくは2種類以上併せて使用することができる。導電性、入手の容易さ、およびコスト面から、カーボンブラックの使用が好ましい。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、若しくはプラネタリーミキサー等のミキサー類;エム・テクニック社製「クレアミックス」、若しくはPRIMIX社「フィルミックス」等のホモジナイザー類;ペイントコンディショナー(レッドデビル社製)、ボールミル、サンドミル(シンマルエンタープライゼス社製「ダイノミル」等)、アトライター、パールミル(アイリッヒ社製「DCPミル」等)、若しくはコボールミル等のメディア型分散機;湿式ジェットミル(ジーナス社製「ジーナスPY」、スギノマシン社製「スターバースト」、ナノマイザー社製「ナノマイザー」等)、エム・テクニック社製「クレアSS−5」、若しくは奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機;または、その他ロールミル等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、分散機としては、分散機からの金属混入防止処理を施したものを用いることが好ましい。
合材インキは、配合中に活物質または電極組成物をできるだけ多く含むことが好ましい。例えば合材インキの不揮発分に占める活物質または電極組成物の割合は、80重量%以上99重量%以下が好ましい。
強い衝撃によって、正極または負極の電極組成物粒子が割れやすい場合は、メディア型分散機よりは、ロールミルやホモジナイザー等のメディアレス分散機が好ましい。
本発明の合材インキを、二次元構造の集電体上に塗工・乾燥し、合材層を形成し、ニッケル水素二次電池用電極を得ることができる。
電極に使用する集電体の材質は特に限定されず、集電体の材質は、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、チタン、又はステンレス等の金属や合金が挙げられる。ニッケル水素二次電池の場合、集電体の材質としては、アルカリ電解液耐性の観点から、ニッケルが好ましい。また、コストの観点から、鉄材質の表面を電解液による腐食防止のためにニッケルメッキしたものが好ましい。集電体の形状は、発泡ニッケルのような三次元構造ではなく、その表面は平滑である。
具体的には、ダイコーティング法、ディップコーティング法、ロールコーティング法、ドクターコーティング法、ナイフコーティング法、スプレーコティング法、グラビアコーティング法、スクリーン印刷法または静電塗装法等が挙げる事ができ、乾燥方法としては放置乾燥、送風乾燥機、温風乾燥機、赤外線加熱機、遠赤外線加熱機などが使用できるが、特にこれらに限定されるものではない。又、塗布後に平版プレスやカレンダーロール等による圧延処理を行っても良い。電極合材層の厚みは、一般的には1μm以上500μm以下であり、好ましくは10μm以上300μm以下である。
正極もしくは負極の少なくとも一方に本発明のニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダーを用いニッケル水素二次電池を得ることが好ましい。
ニッケル水素二次電池は、電解液として水酸化カリウム水溶液や、水酸化カリウム水溶液に水酸化ナトリウムや水酸化リチウムを添加したもの等が挙げられる。
セパレーターとしては、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に親水性処理を施したものが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
本発明の組成物を用いたニッケル水素二次電池の構造については特に限定されないが、通常、正極及び負極と、必要に応じて設けられるセパレーターとから構成され、ペーパー型、円筒型、ボタン型、積層型等、使用する目的に応じた種々の形状とすることができる。
カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体(A)としてアクリル酸1.5部、エチレン性不飽和単量体(B)としてブレンマーPME-1000(メトキシポリエチレングリコールメタクリレート (R2O)nのn=9、日油(株)製)10部、窒素原子含有エチレン性不飽和単量体(C)として、N,N−ジエチルアクリルアミド1.0部、エチレン性不飽和単量体(D)として、メタクリル酸メチル52部、アクリル酸ブチル35.5部、乳化剤としてアニオン性乳化剤のハイテノールNF−08(第一工業製薬製のアニオン性乳化剤)2.0部、イオン交換水53.1部の混合物を板羽根で乳化し、モノマープレエマルションを作成し、滴下槽に入れた。
還流冷却器、攪拌機、温度計、窒素導入管、原料投入口を具備する容積2Lの4つ口フラスコを反応容器とし、該反応容器にイオン交換水89.4部を入れ、窒素を導入しつつ攪拌しながら、液温を60℃に温めた。次いで、反応容器中に、乳化剤としてハイテノールNF−08を0.2部添加し、滴下槽から上記モノマープレエマルションを5時間かけて連続的に滴下し、過硫酸アンモニウムを0.3部用いて、60℃で6時間かけて乳化重合した。
滴下終了後、3時間、60℃に保ち、熟成を行った。その後冷却を開始し、50℃まで冷却し、180メッシュのポリエステル製の濾布で濾過し、窒素含有アクリルエマルション型バインダーを得た。濾布に残った凝集物はなく、重合安定性は良好であった。
濾過後のエマルションの一部を測り取り、150℃で20分間乾燥し、不揮発分濃度を求めたところ40.0%であった。また、前記エマルションは、pH2.0、粘度50mPa・sであった。酸価を測定したところ、バインダーの酸価は13mgKOH/gであった。
表1に示す配合組成で、バインダー合成例1と同様の方法で合成し、合成例2〜17のバインダーを得た。
AA:アクリル酸
MAA:メタクリル酸
2HEMA:メタクリル酸ヒドロキシエチル
PME-200:(商品名ブレンマーPME-200、メトキシポリエチレングリコールメタクリレート(R2O)nのn=2、日油(株)製)
ACMO:N−アクリロイルモルホリン
NiPAAm:N−イソプロピルアクリルアミド
MMA:メタクリル酸メチル
BA:アクリル酸ブチル
PEG:ポリエチレングリコール
導電助剤である炭素材料としてアセチレンブラック(デンカブラックHS−100)10部、水溶性アクリル樹脂を10部(不揮発分として2部)、水80部をミキサーに入れて混合し、更にサンドミルに入れて分散を行い、炭素材料分散体を得た。
[実施例1]
得られた炭素材料分散体(1)50部(アセチレンブラック固形分量として5部)に対して、正極活物質として表面を水酸化コバルトでコーティングした水酸化ニッケルCZ(田中化学研究所(製))45部、合成例1で合成したバインダー12.5部、水50部を混合して、正極用の二次電池電極用合材インキを作製した。
そして、この正極用の二次電池電極用合材インキを、箔状集電体である厚さ30μmのニッケルメッキ鋼鈑上にドクターブレードを用いて塗工した後、加熱乾燥した。さらに、ロールプレスによる圧延処理を行ない、厚み85μmの正極を得た。得られた正極に、割れや剥れなどは見られなかった。
得られた電極に、ナイフを用いて電極表面から集電体に達する深さまでの切込みを2mm間隔で縦横それぞれ6本の碁盤目の切込みを入れた。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判定した。評価基準を下記に示す。
○:「剥離なし(良好)」
○△:「わずかに剥離(使用可能)」
×:「ほとんどの部分で剥離(使用不可)」
表2に示すように二次電池電極用炭素材料分散体及び、バインダー合成例の組み合せを変えた以外は実施例1と同様にして、ニッケル水素二次電池正極用合材インキ、および正極を得、同様に評価した。
実施例1と同様に正極二次電池電極用合材インキを作製し、集電体となる厚み600μmの発泡ニッケルにディップコーティングし、減圧加熱乾燥して電極の厚みが400μmとなるよう調整した。さらに、ロールプレスによる圧延処理を行い、厚みが300μmとなる正極を作製した。得られた正極に、割れや剥れなどは見られなかった。
負極の電極組成物として水素吸蔵合金である希土類-ニッケル系合金(AB5系合金)粉末45部と、導電助剤である炭素材料としてアセチレンブラック(デンカブラックHS−100)2.0部、バインダー5.0部(ポリテトラフルオロエチレン30−J:三井・デュポンフロロケミカル社製、60%水系分散体)、カルボキシメチルセルロース1.5部を混練して負極用合材インキを作製した。合材インキ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を作製した。
先に作製した正極を直径15.9mmに、負極を直径16.1mmに円状に打ち抜き、セパレーターとして親水化処理ポリプロピレン不織布を直径23mmに円状に打ち抜き、セパレーターを介して互いに合材層を対向させ、電解液(水酸化カリウム4.8規定+水酸化ナトリウム1.2規定) を満たして二極密閉式金属セルを組み立てた。セル組み立て後、所定の電池特性評価を行った。
○:「変化率が95%以上。特に優れている。」
○△:「変化率が90%以上、95%未満。良好。」
△:「変化率が85%以上、90%未満。使用可能。」
△×:「変化率が80%以上。使用不可。」
×:「変化率が80%未満。使用不可。」
[実施例12]
得られた炭素材料分散体(1)50部(アセチレンブラック固形分量として5部)に対して、負極の電極組成物として水素吸蔵合金45部、合成例1で合成したバインダー12.5部、水50部を混合して、負極用の二次電池電極用合材インキを作製した。
そして、この負極用の二次電池電極用合材インキを、箔状集電体である厚さ30μmのニッケルメッキ鋼鈑上にドクターブレードを用いて塗工した後、加熱乾燥した。さらに、ロールプレスによる圧延処理を行ない、厚み100μmの負極を得た。得られた負極に、割れや剥れなどは見られなかった。
表2に示すようにバインダー合成例の組み合せを変えた以外は実施例12と同様にして、ニッケル水素二次電池負極用合材インキ、および負極を得、同様に評価した。
一方、比較例1では、バインダーとしてポリエチレングリコールを用いている。ポリエチレングリコールはイオン伝導性に優れるものの、電解液に溶解してしまい、基材と集電材との密着性が低いことから、結果的には充放電保存特性が低下するものと推測される。
比較例2では、合材インキに用いているバインダー合成例10の単量体(B)の含有量が0.1部と少ないため、充放電保存特性の向上度が低いと推測される。一方、比較例3では、合材インキに用いているバインダー合成例11の単量体(B)の含有量が40部と多いため、バインダーの貯蔵安定性が低い。その結果、得られる合材インキの分散安定性も低下し、合材層が不均一となり密着性が低下するものと考えられる。
比較例4では、窒素原子含有単量体(C)を用いていないため、エマルションバインダーの重合安定性が低下し、合材層が不均一となり密着性が低下するものと考えられる。同様に比較例5では、窒素原子含有単量体(C)が過剰量存在するため、エマルションバインダーの重合安定性が低下し、合材層が不均一となり密着性が低下するものと考えられる。
比較例6では、合材インキに用いているバインダー合成例12のカルボキシル基含有単量体(A)を含有していないため得られるバインダーの貯蔵安定性が低く、合材インキの分散安定性の不安定化を引き起こし、合材層が不均一となり密着性が低下するものと考えられる。同様に比較例7では、合材インキに用いているバインダー合成例12のカルボキシル基含有単量体(A)の含有量が過剰であるため、バインダーの貯蔵安定性が低く、合材インキの分散安定性の低下を引き起こし、合材層が不均一となり密着性が低下するものと考えられる。
このことから、充放電保存特性の良好な電池を形成するためには、基材と集電材との密着性とイオン伝導性を両立させるバインダーが必要であると考えられる。
Claims (9)
- カルボキシル基含有エチレン性不飽和単量体(A)0.1〜5重量%、下記一般式(1)で表されるエチレン性不飽和単量体(B)0.5〜20重量%、窒素原子含有エチレン性不飽和単量体(C)0.1〜10重量%、およびこれらと共重合可能なエチレン性不飽和単量体(D)65〜99.3重量%を、水性媒体中で共重合させてなるニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダー。
一般式(1) CH2=C(R1)−CO−O−(R2O)n−R3
(式中、nは1以上50以下の整数、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素原子数1〜3のアルキレン基、R3は水素原子又は炭素原子数1〜10のアルキル基である) - 一般式(1)におけるnが3以上50以下の整数である、請求項1記載のニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダー。
- 酸価が0.1〜50mgKOH/gである請求項1または2記載のニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダー。
- 請求項1ないし3いずれか記載のニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダー、正極活物質、および水性媒体を含む、ニッケル水素二次電池電極形成用合材インキ。
- 請求項1ないし3いずれか記載のニッケル水素二次電池電極形成用エマルションバインダー、水素吸蔵合金、および水性媒体を含む、ニッケル水素二次電池電極形成用合材インキ。
- さらに、導電助剤である炭素材料を含む、請求項4または5記載のニッケル水素二次電池電極形成用合材インキ。
- 正極活物質が水酸化ニッケルまたはオキシ水酸化ニッケルである請求項4または6に記載のニッケル水素二次電池電極形成用合材インキ
- 水酸化ニッケルおよびオキシ水酸化ニッケルの表面を水酸化コバルトまたはオキシ水酸化コバルトのいずれかで被覆してなる請求項7に記載のニッケル水素二次電池電極形成用合材インキ
- 請求項4〜8に記載のニッケル水素二次電池電極形成用合材インキを発泡状ニッケルに充填するか、もしくはニッケルメッキ鋼鈑上に塗布することによって得られるニッケル水素二次電池電極。
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2017107775A (ja) * | 2015-12-10 | 2017-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | ニッケル系二次電池 |
JP2021125413A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社常光 | 二次電池の正極材料及びその製造方法 |
CN113912780A (zh) * | 2020-07-07 | 2022-01-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种温度响应性的纳米稳泡剂及其制备方法和温敏性起泡剂及其制备方法 |
CN114560973A (zh) * | 2021-01-29 | 2022-05-31 | 深圳市研一新材料有限责任公司 | 一种锂离子电池正极水性粘结剂及其制备方法 |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6447497A (en) * | 1987-08-12 | 1989-02-21 | Ngk Insulators Ltd | Device for detecting clogging degree of diffuser |
JP6430118B2 (ja) * | 2013-12-12 | 2018-11-28 | 旭化成株式会社 | ペリクル、ペリクル付フォトマスク及び半導体素子の製造方法 |
JP6679142B2 (ja) * | 2014-02-07 | 2020-04-15 | 昭和電工株式会社 | リチウムイオン二次電池電極形成用組成物、リチウムイオン二次電池用電極及びリチウムイオン二次電池、並びにリチウムイオン二次電池電極形成用組成物の製造方法 |
JP6217460B2 (ja) * | 2014-03-04 | 2017-10-25 | 三菱ケミカル株式会社 | 非水二次電池電極用バインダ樹脂、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物、非水二次電池電極用スラリー組成物、非水二次電池用電極、および非水二次電池 |
CA3020192A1 (fr) | 2016-04-22 | 2017-10-26 | Hydro-Quebec | Liant copolymerique |
CN110998935B (zh) * | 2017-09-28 | 2024-07-09 | 日本瑞翁株式会社 | 电化学元件用粘结剂组合物、电化学元件用浆料组合物、电化学元件用功能层以及电化学元件 |
CN111095636B (zh) * | 2017-12-21 | 2023-06-23 | 松下控股株式会社 | 非水电解质二次电池用负极和非水电解质二次电池 |
KR102298595B1 (ko) * | 2018-02-20 | 2021-09-03 | 삼성에스디아이 주식회사 | 리튬 이차 전지용 바인더 조성물 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지 |
JP7442922B2 (ja) * | 2020-09-21 | 2024-03-05 | エルジー・ケム・リミテッド | 二次電池負極用バインダ、二次電池負極および二次電池 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002329496A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Nippon A & L Kk | 二次電池負極用バインダー |
JP2003142105A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-05-16 | Natl Starch & Chem Investment Holding Corp | カソード塗料分散液 |
JP2003151560A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-05-23 | Nippon Zeon Co Ltd | 電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、および電池 |
WO2010032784A1 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 日本ゼオン株式会社 | 二次電池電極用バインダー組成物およびその製造方法 |
JP2010140841A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Nippon A&L Inc | 二次電池電極用バインダー |
JP2011171180A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Nippon A&L Inc | 電池電極用組成物 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4325061B2 (ja) * | 2000-03-09 | 2009-09-02 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池電極用バインダーおよびその利用 |
JP4415453B2 (ja) * | 2000-05-22 | 2010-02-17 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池電極用バインダーおよびその利用 |
JP4280891B2 (ja) * | 2000-07-26 | 2009-06-17 | 日本ゼオン株式会社 | リチウムイオン二次電池電極用バインダーおよびその利用 |
JP6028286B2 (ja) * | 2011-10-24 | 2016-11-16 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 二次電池電極形成用エマルションバインダー、二次電池電極形成用合材インキ、二次電池電極、及び二次電池 |
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Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002329496A (ja) * | 2001-04-27 | 2002-11-15 | Nippon A & L Kk | 二次電池負極用バインダー |
JP2003142105A (ja) * | 2001-06-22 | 2003-05-16 | Natl Starch & Chem Investment Holding Corp | カソード塗料分散液 |
JP2003151560A (ja) * | 2001-09-03 | 2003-05-23 | Nippon Zeon Co Ltd | 電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、および電池 |
WO2010032784A1 (ja) * | 2008-09-18 | 2010-03-25 | 日本ゼオン株式会社 | 二次電池電極用バインダー組成物およびその製造方法 |
JP2010140841A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Nippon A&L Inc | 二次電池電極用バインダー |
JP2011171180A (ja) * | 2010-02-19 | 2011-09-01 | Nippon A&L Inc | 電池電極用組成物 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013110108A (ja) * | 2011-10-24 | 2013-06-06 | Toyo Ink Sc Holdings Co Ltd | 二次電池電極形成用エマルションバインダー、二次電池電極形成用合材インキ、二次電池電極、及び二次電池 |
JP2017107775A (ja) * | 2015-12-10 | 2017-06-15 | トヨタ自動車株式会社 | ニッケル系二次電池 |
JP2021125413A (ja) * | 2020-02-07 | 2021-08-30 | 株式会社常光 | 二次電池の正極材料及びその製造方法 |
JP7445962B2 (ja) | 2020-02-07 | 2024-03-08 | 株式会社常光 | 二次電池の正極材料及びその製造方法 |
CN113912780A (zh) * | 2020-07-07 | 2022-01-11 | 中国石油化工股份有限公司 | 一种温度响应性的纳米稳泡剂及其制备方法和温敏性起泡剂及其制备方法 |
CN114560973A (zh) * | 2021-01-29 | 2022-05-31 | 深圳市研一新材料有限责任公司 | 一种锂离子电池正极水性粘结剂及其制备方法 |
CN114560973B (zh) * | 2021-01-29 | 2023-05-16 | 深圳市研一新材料有限责任公司 | 一种锂离子电池正极水性粘结剂及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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