JP2020524725A - リチウムイオン電池用の複合結合剤及びその調製 - Google Patents
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Abstract
Description
a)カルボキシル基を含んでなる結合剤と、
b)α−、β−若しくはγ−シクロデキストリン及び/又は未変性の相当するシクロデキストリンよりも良好な水溶性を有する変性α−、β−若しくはγ−シクロデキストリンと
の架橋生成物を含んでなる複合結合剤が提案される。
(1)カルボキシ基を含んでなる結合剤の水溶液、並びにα−、β−若しくはγ−シクロデキストリン及び/又は変性α−、β−若しくはγ−シクロデキストリンの水溶液をそれぞれ調製するステップと、
(2)上記調製された水溶液を撹拌下で混合するステップと、
(3)混合された溶液を減圧下で乾燥及び脱水するステップと、
(4)その場での架橋反応を実行するステップと
を含んでなる、上記複合結合剤を調製するための方法にも関する。
α−シクロデキストリン:6員糖環分子
β−シクロデキストリン:7員糖環分子
γ−シクロデキストリン:8員糖環分子
a)ポリアクリル酸と、
b)カルボニル変性β−シクロデキストリンと
を含んでなる架橋生成物であって、ポリアクリル酸及びカルボニル変性β−シクロデキストリンが、1:1〜10:1、より好ましくは1:1〜8:1、なおさらに好ましくは1:1〜6:1の重量比にある架橋生成物を含んでなる。
(1)カルボキシ基を含んでなる結合剤の水溶液、並びにα−、β−若しくはγ−シクロデキストリン及び/又は変性α−、β−若しくはγ−シクロデキストリンの水溶液をそれぞれ調製するステップと、
(2)上記調製された水溶液を撹拌下で混合するステップと、
(3)混合された溶液を減圧下で乾燥及び脱水するステップと、
(4)その場での架橋反応を実行するステップと
を含んでなる。
本発明の複合結合剤A1の調製
カルボニル変性β−シクロデキストリンの合成
カルボニル変性β−シクロデキストリンは簡単な手順によって得られた。特に2gのβ−シクロデキストリン(Sinopharm chemical)を濃度30%の2gのH2O2水溶液に添加し、そしてこれを密閉容器中80℃で24時間保持し、β−シクロデキストリンがH2O2と完全に反応することを保証した。次いで、溶液を減圧下で乾燥させ、全ての水及び残留H2O2を完全に除去した。
上記で得られたPAA(Alfa Aesar、平均Mw=240,000)の水溶液及びカルボニル変性β−シクロデキストリンの水溶液を撹拌下、1:1の重量比で混合した。上記の混合された溶液を減圧下で乾燥及び脱水させた。その場での架橋反応が実行された。
本発明の複合結合剤A2の調製
PAA及びカルボニル変性β−シクロデキストリンの重量比を2:1に変更したことを除き、本発明の複合結合剤A2は実施例1と同様の様式で調製された。
本発明の複合結合剤A3の調製
PAA及びカルボニル変性β−シクロデキストリンの重量比を4:1に変更したことを除き、本発明の複合結合剤A3は実施例1と同様の様式で調製された。
本発明の複合結合剤A4の調製
PAA及びカルボニル変性β−シクロデキストリンの重量比を6:1に変更したことを除き、本発明の複合結合剤A4は実施例1と同様の様式で調製された。
比較のため、水中PAA(Alfa Aesar、平均Mw=240,000)を比較結合剤C1として使用した。
作用電極は、35:45:7:13の重量比において活物質Si粉末、黒鉛、Super P conductive(40nm、Timical)及び上記で調製された結合剤の混合物をペーストすることによって調製された。混合物をCu箔上にコーティングした後、電極を乾燥させ、直径12mmのディスク状に切断し、3MPaにおいてプレスして、最終的にケイ素電極を減圧下、70℃において5時間、次いで150℃においてさらに4時間熱処理した。
2つの電極コイン型セルを使用して、そのようにして調製された複合材料の電気化学的性能を評価した。
Claims (7)
- a)カルボキシル基を含んでなる結合剤と、
b)α−、β−若しくはγ−シクロデキストリン及び/又は未変性の相当するシクロデキストリンよりも良好な水溶性を有する変性α−、β−若しくはγ−シクロデキストリンと
の架橋生成物を含んでなる複合結合剤。 - 前記カルボキシル基を含んでなる結合剤が、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリサッカライド及びその組合せからなる群から選択される、請求項1に記載の複合結合剤。
- 前記変性シクロデキストリンが、カルボニル基変性、アミン基変性及びその組合せを含んでなる、請求項1又は2に記載の結合剤。
- a)ポリアクリル酸である、カルボキシル基を含んでなる結合剤と、
b)カルボニル変性β−シクロデキストリンである、未変性の相当するシクロデキストリンよりも良好な水溶性を有する変性α−、β−若しくはγ−シクロデキストリンと
の架橋生成物であって、前記ポリアクリル酸及び前記カルボニル変性β−シクロデキストリンが、1:1〜10:1、より好ましくは1:1〜8:1、なおさらに好ましくは1:1〜6:1の重量比にある架橋生成物を含んでなる、請求項1又は2に記載のケイ素ベースの複合材料。 - 請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合結合剤を含んでなる電極材料。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合結合剤を含んでなるケイ素ベースのリチウムイオン電池。
- (1)カルボキシ基を含んでなる結合剤の水溶液、並びにα−、β−若しくはγ−シクロデキストリン及び/又は変性α−、β−若しくはγ−シクロデキストリンの水溶液をそれぞれ調製するステップと、
(2)前記調製された水溶液を撹拌下で混合するステップと、
(3)前記混合された溶液を減圧下で乾燥及び脱水するステップと、
(4)その場での架橋反応を実行するステップと
を含んでなる、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合結合剤の調製方法。
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