JP2023153455A - 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 - Google Patents
非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023153455A JP2023153455A JP2022062738A JP2022062738A JP2023153455A JP 2023153455 A JP2023153455 A JP 2023153455A JP 2022062738 A JP2022062738 A JP 2022062738A JP 2022062738 A JP2022062738 A JP 2022062738A JP 2023153455 A JP2023153455 A JP 2023153455A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- electrode
- secondary battery
- carbon nanotubes
- electrolyte secondary
- 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.)
- Pending
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 38
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 117
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 claims abstract description 96
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 claims abstract description 91
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims abstract description 77
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000009864 tensile test Methods 0.000 claims abstract description 19
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 23
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 4
- 239000002409 silicon-based active material Substances 0.000 claims description 2
- 238000007600 charging Methods 0.000 abstract description 19
- 238000007599 discharging Methods 0.000 abstract description 19
- -1 carboxylic acid compound Chemical class 0.000 description 50
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 42
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 35
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 28
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 25
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Chemical compound [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 22
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 19
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 19
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 description 19
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 18
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 18
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 15
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 13
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 12
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 11
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 10
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 10
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 10
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 9
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 7
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 7
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 7
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 7
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 7
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 7
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 7
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 7
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 6
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 5
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 5
- 238000010280 constant potential charging Methods 0.000 description 5
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 5
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 5
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 5
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 5
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 4
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 4
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Natural products O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 239000011871 silicon-based negative electrode active material Substances 0.000 description 4
- 239000011115 styrene butadiene Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N D-Glucitol Natural products OC[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-FSIIMWSLSA-N 0.000 description 3
- FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N D-glucitol Chemical compound OC[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H](O)CO FBPFZTCFMRRESA-JGWLITMVSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 3
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 3
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 3
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 3
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 3
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 3
- 239000002109 single walled nanotube Substances 0.000 description 3
- 239000000600 sorbitol Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 1,1-Diethoxyethane Chemical compound CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 2-Aminoethan-1-ol Chemical compound NCCO HZAXFHJVJLSVMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one Chemical compound FC1COC(=O)O1 SBLRHMKNNHXPHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 2
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 description 2
- YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N Morpholine Chemical compound C1COCCN1 YNAVUWVOSKDBBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AQLLBJAXUCIJSR-UHFFFAOYSA-N OC(=O)C[Na] Chemical group OC(=O)C[Na] AQLLBJAXUCIJSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N Piperazine Chemical compound C1CNCCN1 GLUUGHFHXGJENI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 2
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 2
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 2
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 2
- 238000010281 constant-current constant-voltage charging Methods 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 229940052303 ethers for general anesthesia Drugs 0.000 description 2
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol monomethyl ether acetate Natural products COCCOC(C)=O XLLIQLLCWZCATF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N gamma-valerolactone Chemical compound CC1CCC(=O)O1 GAEKPEKOJKCEMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N hexadecan-1-ol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCO BXWNKGSJHAJOGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 150000007529 inorganic bases Chemical class 0.000 description 2
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N isobutanol Chemical compound CC(C)CO ZXEKIIBDNHEJCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011344 liquid material Substances 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N lithium metasilicate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Si]([O-])=O PAZHGORSDKKUPI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052912 lithium silicate Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 235000019198 oils Nutrition 0.000 description 2
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid Substances OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 229920000767 polyaniline Polymers 0.000 description 2
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 2
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 2
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 2
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 2
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 150000005846 sugar alcohols Polymers 0.000 description 2
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003871 sulfonates Chemical class 0.000 description 2
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 2
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical class [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 2
- PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N (+/-)-1,3-Butanediol Chemical compound CC(O)CCO PUPZLCDOIYMWBV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N (3-hydroxy-2,2,4-trimethylpentyl) 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CC(C)C(O)C(C)(C)COC(=O)C(C)=C JHPBZFOKBAGZBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CJJXHKDWGQADHB-DPMBMXLASA-N (z,12r)-12-hydroxyoctadec-9-enoic acid;propane-1,2,3-triol Chemical compound OCC(O)CO.CCCCCC[C@@H](O)C\C=C/CCCCCCCC(O)=O CJJXHKDWGQADHB-DPMBMXLASA-N 0.000 description 1
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 description 1
- PGRNEGLBSNLPNP-UHFFFAOYSA-N 1,6-dichloro-3-methylhex-1-ene Chemical compound ClC=CC(C)CCCCl PGRNEGLBSNLPNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-2-pyrrolidinone Chemical compound CCN1CCCC1=O ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 1-Octanol Chemical compound CCCCCCCCO KBPLFHHGFOOTCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXJGSNRAQWDDJT-UHFFFAOYSA-N 1-acetyl-5-bromo-2h-indol-3-one Chemical compound BrC1=CC=C2N(C(=O)C)CC(=O)C2=C1 KXJGSNRAQWDDJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 1-butoxypropan-2-ol Chemical compound CCCCOCC(C)O RWNUSVWFHDHRCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNXWPUCNFMVBBK-UHFFFAOYSA-M 1-dodecylpyridin-1-ium;bromide Chemical compound [Br-].CCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 PNXWPUCNFMVBBK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GKQHIYSTBXDYNQ-UHFFFAOYSA-M 1-dodecylpyridin-1-ium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 GKQHIYSTBXDYNQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- AQINKRZEWGMGCW-UHFFFAOYSA-L 1-dodecylpyridin-1-ium;sulfonato sulfate Chemical compound [O-]S(=O)(=O)OS([O-])(=O)=O.CCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1.CCCCCCCCCCCC[N+]1=CC=CC=C1 AQINKRZEWGMGCW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-ol Chemical compound CCOCC(C)O JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QAQSNXHKHKONNS-UHFFFAOYSA-N 1-ethyl-2-hydroxy-4-methyl-6-oxopyridine-3-carboxamide Chemical compound CCN1C(O)=C(C(N)=O)C(C)=CC1=O QAQSNXHKHKONNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 1-methyl-2,4-dioxo-1,3-diazinane-5-carboximidamide Chemical compound CN1CC(C(N)=N)C(=O)NC1=O IXPNQXFRVYWDDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JUXXCHAGQCBNTI-UHFFFAOYSA-N 1-n,1-n,2-n,2-n-tetramethylpropane-1,2-diamine Chemical compound CN(C)C(C)CN(C)C JUXXCHAGQCBNTI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBLKWZIFZMJLFL-UHFFFAOYSA-N 1-phenoxypropan-2-ol Chemical compound CC(O)COC1=CC=CC=C1 IBLKWZIFZMJLFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 2,2,2-tetramine Chemical compound NCCNCCNCCN VILCJCGEZXAXTO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGIMXKDCVCTHGW-UHFFFAOYSA-N 2-(2-hydroxyethoxy)ethyl dodecanoate Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OCCOCCO WGIMXKDCVCTHGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazolidone Chemical compound O=C1NCCO1 IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- COBPKKZHLDDMTB-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-butoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCCCOCCOCCOCCO COBPKKZHLDDMTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-ethoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCOCCOCCOCCO WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBECDWUDYQOTSW-UHFFFAOYSA-N 2-ethylbut-3-enal Chemical compound CCC(C=C)C=O CBECDWUDYQOTSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 2-phenoxyethanol Chemical compound OCCOC1=CC=CC=C1 QCDWFXQBSFUVSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVCNXQOWACZAFN-UHFFFAOYSA-N 4-ethylmorpholine Chemical compound CCN1CCOCC1 HVCNXQOWACZAFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1,3-dioxolane Chemical compound CC1COCO1 SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N C60 fullerene Chemical compound C12=C3C(C4=C56)=C7C8=C5C5=C9C%10=C6C6=C4C1=C1C4=C6C6=C%10C%10=C9C9=C%11C5=C8C5=C8C7=C3C3=C7C2=C1C1=C2C4=C6C4=C%10C6=C9C9=C%11C5=C5C8=C3C3=C7C1=C1C2=C4C6=C2C9=C5C3=C12 XMWRBQBLMFGWIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N Carbamic acid Chemical class NC(O)=O KXDHJXZQYSOELW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000284156 Clerodendrum quadriloculare Species 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000896 Ethulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001859 Ethyl hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N Ethylenediamine Chemical compound NCCN PIICEJLVQHRZGT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001200 Ferrotitanium Inorganic materials 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 101000713585 Homo sapiens Tubulin beta-4A chain Proteins 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910001559 LiC4F9SO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000552 LiCF3SO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M N,N,N-Trimethylmethanaminium chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)C OKIZCWYLBDKLSU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AKNUHUCEWALCOI-UHFFFAOYSA-N N-ethyldiethanolamine Chemical compound OCCN(CC)CCO AKNUHUCEWALCOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N N-methylcaprolactam Chemical compound CN1CCCCCC1=O ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920002873 Polyethylenimine Polymers 0.000 description 1
- 229920001214 Polysorbate 60 Polymers 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000004373 Pullulan Substances 0.000 description 1
- 229920001218 Pullulan Polymers 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001128 Sn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N Sulfobutanedioic acid Chemical class OC(=O)CC(C(O)=O)S(O)(=O)=O ULUAUXLGCMPNKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N Tert-Butanol Chemical compound CC(C)(C)O DKGAVHZHDRPRBM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102100036788 Tubulin beta-4A chain Human genes 0.000 description 1
- 229920001807 Urea-formaldehyde Polymers 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 239000011354 acetal resin Substances 0.000 description 1
- 150000001241 acetals Chemical group 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002339 acetoacetyl group Chemical group O=C([*])C([H])([H])C(=O)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 229910000288 alkali metal carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000008041 alkali metal carbonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000180 alkyd Polymers 0.000 description 1
- 150000008055 alkyl aryl sulfonates Chemical class 0.000 description 1
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 1
- CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K aluminium tristearate Chemical compound [Al+3].CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCC([O-])=O CEGOLXSVJUTHNZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229940063655 aluminum stearate Drugs 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000010775 animal oil Substances 0.000 description 1
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 230000003254 anti-foaming effect Effects 0.000 description 1
- 238000001241 arc-discharge method Methods 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- WMLFGKCFDKMAKB-UHFFFAOYSA-M benzyl-diethyl-tetradecylazanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCCCCCCCC[N+](CC)(CC)CC1=CC=CC=C1 WMLFGKCFDKMAKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 150000001642 boronic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N butan-2-ol Chemical compound CCC(C)O BTANRVKWQNVYAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001273 butane Substances 0.000 description 1
- QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N butyl prop-2-enoate;methyl 2-methylprop-2-enoate;prop-2-enoic acid Chemical compound OC(=O)C=C.COC(=O)C(C)=C.CCCCOC(=O)C=C QHIWVLPBUQWDMQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000007 calcium salts Chemical class 0.000 description 1
- ZCZLQYAECBEUBH-UHFFFAOYSA-L calcium;octadec-9-enoate Chemical compound [Ca+2].CCCCCCCCC=CCCCCCCCC([O-])=O.CCCCCCCCC=CCCCCCCCC([O-])=O ZCZLQYAECBEUBH-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002388 carbon-based active material Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000004359 castor oil Substances 0.000 description 1
- 235000019438 castor oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000006182 cathode active material Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002301 cellulose acetate Polymers 0.000 description 1
- 229920006217 cellulose acetate butyrate Polymers 0.000 description 1
- 229920001727 cellulose butyrate Polymers 0.000 description 1
- 239000012461 cellulose resin Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 229920006037 cross link polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N diethanolamine Chemical compound OCCNCCO ZBCBWPMODOFKDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940028356 diethylene glycol monobutyl ether Drugs 0.000 description 1
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940075557 diethylene glycol monoethyl ether Drugs 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- UAKOZKUVZRMOFN-JDVCJPALSA-M dimethyl-bis[(z)-octadec-9-enyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC[N+](C)(C)CCCCCCCC\C=C/CCCCCCCC UAKOZKUVZRMOFN-JDVCJPALSA-M 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N dipropylene glycol Chemical compound OCCCOCCCO SZXQTJUDPRGNJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005566 electron beam evaporation Methods 0.000 description 1
- 238000007610 electrostatic coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- 238000006266 etherification reaction Methods 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 235000019326 ethyl hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethyl ether Natural products COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002534 ethynyl group Chemical group [H]C#C* 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- NVVZQXQBYZPMLJ-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;naphthalene-1-sulfonic acid Chemical compound O=C.C1=CC=C2C(S(=O)(=O)O)=CC=CC2=C1 NVVZQXQBYZPMLJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003472 fullerene Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N glycerol triricinoleate Natural products CCCCCC[C@@H](O)CC=CCCCCCCCC(=O)OC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCC=CC[C@@H](O)CCCCCC)OC(=O)CCCCCCCC=CC[C@H](O)CCCCCC ZEMPKEQAKRGZGQ-XOQCFJPHSA-N 0.000 description 1
- 150000002334 glycols Chemical class 0.000 description 1
- 238000007756 gravure coating Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 1
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1,1-triol Chemical compound CCCCCC(O)(O)O TZMQHOJDDMFGQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N hexane-1,1-diol Chemical compound CCCCCC(O)O ACCCMOQWYVYDOT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 238000009830 intercalation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003350 kerosene Substances 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 238000000608 laser ablation Methods 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001547 lithium hexafluoroantimonate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001540 lithium hexafluoroarsenate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000032 lithium hydrogen carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M lithium iodide Inorganic materials [Li+].[I-] HSZCZNFXUDYRKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001496 lithium tetrafluoroborate Inorganic materials 0.000 description 1
- HQRPHMAXFVUBJX-UHFFFAOYSA-M lithium;hydrogen carbonate Chemical compound [Li+].OC([O-])=O HQRPHMAXFVUBJX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N methyl diethanolamine Chemical compound OCCN(C)CCO CRVGTESFCCXCTH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 1
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000002048 multi walled nanotube Substances 0.000 description 1
- AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylacetamide Chemical compound CCN(CC)C(C)=O AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PZYDAVFRVJXFHS-UHFFFAOYSA-N n-cyclohexyl-2-pyrrolidone Chemical compound O=C1CCCN1C1CCCCC1 PZYDAVFRVJXFHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JTHNLKXLWOXOQK-UHFFFAOYSA-N n-propyl vinyl ketone Natural products CCCC(=O)C=C JTHNLKXLWOXOQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 1
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000007764 o/w emulsion Substances 0.000 description 1
- UPHWVVKYDQHTCF-UHFFFAOYSA-N octadecylazanium;acetate Chemical compound CC(O)=O.CCCCCCCCCCCCCCCCCCN UPHWVVKYDQHTCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002114 octoxynol-9 Polymers 0.000 description 1
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 1
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 1
- JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N oxolane-2,4-dione Chemical compound O=C1COC(=O)C1 JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- UKODFQOELJFMII-UHFFFAOYSA-N pentamethyldiethylenetriamine Chemical compound CN(C)CCN(C)CCN(C)C UKODFQOELJFMII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N pentane-1,1-diol Chemical compound CCCCC(O)O UWJJYHHHVWZFEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001568 phenolic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000005011 phenolic resin Substances 0.000 description 1
- 229920006287 phenoxy resin Polymers 0.000 description 1
- 239000013034 phenoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229960005323 phenoxyethanol Drugs 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000003014 phosphoric acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920001225 polyester resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004645 polyester resin Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 description 1
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 description 1
- 229920000259 polyoxyethylene lauryl ether Polymers 0.000 description 1
- 229920006324 polyoxymethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 1
- 229920000123 polythiophene Polymers 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011181 potassium carbonates Nutrition 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229940086066 potassium hydrogencarbonate Drugs 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019423 pullulan Nutrition 0.000 description 1
- 150000003242 quaternary ammonium salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 239000008159 sesame oil Substances 0.000 description 1
- 235000011803 sesame oil Nutrition 0.000 description 1
- 229910000077 silane Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 229920002050 silicone resin Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 235000010413 sodium alginate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000661 sodium alginate Substances 0.000 description 1
- 229940005550 sodium alginate Drugs 0.000 description 1
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- XCPXWEJIDZSUMF-UHFFFAOYSA-M sodium;dioctyl phosphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCOP([O-])(=O)OCCCCCCCC XCPXWEJIDZSUMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- YWPOLRBWRRKLMW-UHFFFAOYSA-M sodium;naphthalene-2-sulfonate Chemical compound [Na+].C1=CC=CC2=CC(S(=O)(=O)[O-])=CC=C21 YWPOLRBWRRKLMW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000010345 tape casting Methods 0.000 description 1
- FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N tetraethylenepentamine Chemical compound NCCNCCNCCNCCN FAGUFWYHJQFNRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- YODZTKMDCQEPHD-UHFFFAOYSA-N thiodiglycol Chemical compound OCCSCCO YODZTKMDCQEPHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229950006389 thiodiglycol Drugs 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol Chemical compound OCCOCCOCCO ZIBGPFATKBEMQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLGLQAWTXXGVEM-UHFFFAOYSA-N triethylene glycol monomethyl ether Chemical compound COCCOCCOCCO JLGLQAWTXXGVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015112 vegetable and seed oil Nutrition 0.000 description 1
- 239000008158 vegetable oil Substances 0.000 description 1
- 239000001993 wax Substances 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
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
【課題】本発明が解決しようとする課題は、充放電の前後で構造を維持できる電極を提供し、サイクル特性およびレート特性の高い非水電解質二次電池を提供することである。【解決手段】上記課題は、合材層を少なくとも含む非水電解質二次電池用電極であって、前記合材層は導電助剤と活物質とバインダーとを含み、前記導電助剤はカーボンナノチューブを含み、前記合材層は引張試験による最大点伸度が5.0%以上である非水電解質二次電池用電極によって解決できる。【選択図】なし
Description
本発明は、非水電解質二次電池用電極、非水電解質二次電池に関する。
電気自動車の普及や携帯機器の小型軽量化及び高性能化に伴い、高いエネルギー密度を
有する二次電池、さらに、その二次電池の高容量化が求められている。このような背景の
下で高エネルギー密度、高電圧という特徴から非水系電解液を用いる非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池が多くの機器に使用されている。
これらリチウムイオン二次電池に用いられる負極材料としては、リチウム(Li)に近い卑な電位で単位質量あたりの充放電容量の大きい黒鉛に代表される炭素材料が用いられている。黒鉛の理論容量は、372mAhg-1であり、理論値に近いところまで使われている。これに対し、黒鉛を上回る容量を示す活物質として、SiやSiOなどの合金系負極材料が近年注目されている。Siの理論容量は、4200mAhg-1であり、黒鉛の11倍もの高容量を示す。しかしながら、Siは、充放電に伴う大きな体積変化から、電極の導電パスの切断や、集電体と合剤層の剥離等の恐れがある。このことは、リチウムイオン二次電池のサイクル特性を低下させる要因となる。
有する二次電池、さらに、その二次電池の高容量化が求められている。このような背景の
下で高エネルギー密度、高電圧という特徴から非水系電解液を用いる非水電解質二次電池、特にリチウムイオン二次電池が多くの機器に使用されている。
これらリチウムイオン二次電池に用いられる負極材料としては、リチウム(Li)に近い卑な電位で単位質量あたりの充放電容量の大きい黒鉛に代表される炭素材料が用いられている。黒鉛の理論容量は、372mAhg-1であり、理論値に近いところまで使われている。これに対し、黒鉛を上回る容量を示す活物質として、SiやSiOなどの合金系負極材料が近年注目されている。Siの理論容量は、4200mAhg-1であり、黒鉛の11倍もの高容量を示す。しかしながら、Siは、充放電に伴う大きな体積変化から、電極の導電パスの切断や、集電体と合剤層の剥離等の恐れがある。このことは、リチウムイオン二次電池のサイクル特性を低下させる要因となる。
近年、種々の高分子バインダーを適用することにより、電極構造の維持とサイクル特性の改善が報告されている。例えば、カルボキシメチルセルロースやポリアミドイミド、ポリアクリル酸、アルギン酸ナトリウムが挙げられる。特許文献1では、高分子量の架橋したポリアクリル酸ナトリウムを主バインダー、低分子量の無架橋アクリル酸を補助バインダーとして用いている。主バインダーが、構造維持を担い、補助バインダーが活物質との接着性を担っている。特許文献2では、ポリビニルアセタール樹脂をバインダーとして用いることで、負極だけでなく正極でもサイクル特性が向上することが報告されている。このように、リチウムイオン二次電池のサイクル特性を改善するために、バインダー特性の改善が有効であることが報告されている。
一方で、電極構造を安定維持させるためには、電極構造自体も体積変化への耐久性が必要である。特許文献3では、エチレン性不飽和カルボン酸化合物を繰り返し単位として含み、かつ、架橋されている高分子をバインダーとして用いることで、電極の複合弾性率および硬さを制御し、充放電に伴う電極の体積変化を抑制することが報告されている。
特許文献4では、電極膜の引張り強さと、集電体の引張り強さを制御することで、サイクル特性が向上することが報告されている。
一方で、電極構造を安定維持させるためには、電極構造自体も体積変化への耐久性が必要である。特許文献3では、エチレン性不飽和カルボン酸化合物を繰り返し単位として含み、かつ、架橋されている高分子をバインダーとして用いることで、電極の複合弾性率および硬さを制御し、充放電に伴う電極の体積変化を抑制することが報告されている。
特許文献4では、電極膜の引張り強さと、集電体の引張り強さを制御することで、サイクル特性が向上することが報告されている。
特許文献4の引張り試験では、集電体を含む電極膜の引張り強さを測定している。一般に、非水電解質二次電池用電極は、高エネルギー密度・高出力密度を達成するために合材層のバインダー樹脂比率が少なく、合材層は非常に脆い。つまり、集電体に比べて合材層の強度は非常に低く、集電体を含む電極膜の引張り強さでは、その大部分が集電体由来の強さを表してしまい合材層の引張り強さを正確に測定することは困難であった。集電体を含む電極膜の引張り強さから、集電体単体の引張り強さを除した場合も、合材層の小さな強度は、測定誤差に埋もれてしまい、合材層の引張り強さを正確に測ることは困難であった。
本発明が解決しようとする課題は、充放電の前後で構造を維持できる電極を提供し、サイクル特性およびレート特性の高い非水電解質二次電池を提供することである。
本発明が解決しようとする課題は、充放電の前後で構造を維持できる電極を提供し、サイクル特性およびレート特性の高い非水電解質二次電池を提供することである。
本発明の発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した。発明者らは、引張試験による最大点伸度が5.0%以上であることにより、充放電の前後で構造を維持できる電極が得られること、優れたサイクル特性およびレート特性を有する非水電解質二次電池が得られることを見出した。
本発明は、合材層を少なくとも含む非水電解質二次電池用電極であって、前記合材層は導電助剤と活物質とバインダーとを含み、前記導電助剤はカーボンナノチューブを含み、前記合材層は引張試験による最大点伸度が5.0%以上である非水電解質二次電池用電極に関する。
本発明は、前記合材層は引張試験によるヤング率が90MPa以上である前記非水電解質二次電池用電極に関する。
本発明は、前記カーボンナノチューブは、分散剤によって分散されたカーボンナノチューブを含む前記非水電解質二次電池用電極に関する。
本発明は、前記分散剤の含有量は、100質量部の前記カーボンナノチューブに対して10質量部以上100質量部以下である前記非水電解質二次電池用電極に関する。
本発明は、前記分散剤は、ビニルアルコールを繰り返し単位として含む重合体である前記非水電解質二次電池用電極に関する。
本発明は、前記カーボンナノチューブの含有量は、前記合材層100質量部に対して2質量部以下である前記非水電解質二次電池用電極。
本発明は、前記活物質は、シリコン系活物質を含む前記非水電解質二次電池用電極に関する。
本発明は、前記電極を用いた非水電解質二次電池に関する。
( 1 ) 合材層
非水電解質二次電池用電極の電極膜は、合材層を少なくとも含み、例えば、集電体上に合材層を有する構成が挙げられる。また、合材層は、導電助剤と活物質とバインダーとを含み、例えば、導電助剤と活物質とバインダーと溶媒とを含む合材スラリーを層状に形成して得られる。
非水電解質二次電池用電極の電極膜は、合材層を少なくとも含み、例えば、集電体上に合材層を有する構成が挙げられる。また、合材層は、導電助剤と活物質とバインダーとを含み、例えば、導電助剤と活物質とバインダーと溶媒とを含む合材スラリーを層状に形成して得られる。
電極膜に使用する集電体の材質や形状は特に限定されず、各種二次電池にあったものを適宜選択することができる。例えば、集電体の材質としては、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。また、形状としては、一般的には平板上の箔が用いられるが、表面を粗面化したものや、穴あき箔状のもの、及びメッシュ状の集電体も使用できる。
集電体上に合材スラリーを塗工する方法としては、特に制限はなく公知の方法を用いる
ことができる。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。
ことができる。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。
また、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。
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。
本実施形態の合材層は、導電助剤としてカーボンナノチューブを含み、かつ、引張試験による最大点伸度が5.0%以上である。このような伸度の合材層を採用することで、活物質の体積変化に伴う電極の引き伸ばしに耐えられるため、充放電の前後で電極構造を維持できる。すなわち、合材層内部の粒子間の密着状態、合材層と集電体との密着状態、および導電助剤による導電パスが維持されるため、優れたサイクル特性およびレート特性を有する非水電解質二次電池が得られる。最大点伸度は5%以上がより好ましく、7%以上がさらに好ましい。
本実施形態の合材層は、引張試験によるヤング率が90MPa以上であることが好ましく、120MPa以上がより好ましい。このようなヤング率の合材層を採用することで、内部応力による負荷に耐えられるため、充放電による構造変化を抑制することができる。すなわち、合材層内部の粒子間の密着状態、合材層と集電体との密着状態、および導電助剤による導電パスが維持されるため、優れたサイクル特性およびレート特性を有する非水電解質二次電池が得られる。
本明細書において、合材層の最大点伸度およびヤング率は、引張試験機(東洋精機製作所社製、ストログラフVGS)を用いて専用試験片を測定することにより求められる。専用試験片は、合材スラリーをシリコンモールドに滴下・乾燥し、取り出した後にプレスすることで作製できる。専用試験片を、チャック間距離が10mmになるように固定し、引張り速度1mm/minにて引張試験を行った。
最大点伸度およびヤング率を上記範囲に調整する方法としては、電極密度を変更する方法、バインダーの種類や添加量を変更する方法、カーボンナノチューブの種類・添加量・分散状態を変更する方法等が挙げられる。
電極の密度を変更する方法としては、合材スラリーの組成、塗工方法、乾燥条件、プレス機の種類、プレス圧、プレス温度等を変更する方法が挙げられ、ロールプレスの場合は送り速度、間隙距離を変更する方法も挙げられる。
バインダーの種類や添加量を変更する方法としては、バインダーの主鎖を変更する方法や、バインダーの側鎖や架橋構造を変更する方法、添加量を増減させる方法、バインダーの組み合わせや比率を変更する方法等が挙げられる。
カーボンナノチューブの種類や添加量を変更する方法としては、カーボンナノチューブの長さ、直径、比表面積、G/D比、表面状態を変更する方法、添加量を増減させる方法等が挙げられる。カーボンナノチューブの分散状態を変更する方法としては、カーボンナノチューブの分散方法、分散剤の種類、分散条件、合材との混合方法を変更する方法等が挙げられる。
バインダーの種類や添加量を変更する方法としては、バインダーの主鎖を変更する方法や、バインダーの側鎖や架橋構造を変更する方法、添加量を増減させる方法、バインダーの組み合わせや比率を変更する方法等が挙げられる。
カーボンナノチューブの種類や添加量を変更する方法としては、カーボンナノチューブの長さ、直径、比表面積、G/D比、表面状態を変更する方法、添加量を増減させる方法等が挙げられる。カーボンナノチューブの分散状態を変更する方法としては、カーボンナノチューブの分散方法、分散剤の種類、分散条件、合材との混合方法を変更する方法等が挙げられる。
ただし、電極の密度やバインダーの種類や添加量を適正値から変更した場合、最大点伸度およびヤング率を上記範囲に調整しても、他の要因により、エネルギー密度、サイクル特性、レート特性が低下する恐れがある。例えば、バインダーの大量添加は、リチウムイオンの伝導を妨げ、レート特性やエネルギー密度の低下を招く恐れがある。一方、カーボンナノチューブはバインダーと比較して少量添加で最大点伸度およびヤング率を調整することが可能であり、添加により電子伝導度の上昇も見込めることから、エネルギー密度を維持しつつ、サイクル特性やレート特性を向上させるために好適である。
( 2 )導電助剤
導電助剤は、少なくともカーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブにより電極膜中に良好な導電パスが形成される。カーボンナノチューブ以外の導電助剤として、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等を併用してもよい。
カーボンナノチューブは、導電パス形成効果及びコスト等の観点から、前記合材層100質量部に対して0.025質量部以上2.0質量部以下であることが好ましく、負極では0.025質量部以上1.0質量部以下であることがより好ましく、正極では0.10質量部以上2.0質量部以下であることがより好ましい。
導電助剤は、少なくともカーボンナノチューブを含む。カーボンナノチューブにより電極膜中に良好な導電パスが形成される。カーボンナノチューブ以外の導電助剤として、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等を併用してもよい。
カーボンナノチューブは、導電パス形成効果及びコスト等の観点から、前記合材層100質量部に対して0.025質量部以上2.0質量部以下であることが好ましく、負極では0.025質量部以上1.0質量部以下であることがより好ましく、正極では0.10質量部以上2.0質量部以下であることがより好ましい。
カーボンナノチューブは、平面的なグラファイトを円筒状に巻いた形状を有している。カーボンナノチューブは単層カーボンナノチューブが混在するものであってもよい。単層カーボンナノチューブは一層のグラファイトが巻かれた構造を有する。多層カーボンナノチューブは、二又は三以上の層のグラファイトが巻かれた構造を有する。また、カーボンナノチューブの側壁はグラファイト構造でなくともよい。例えば、アモルファス構造を有する側壁を備えるカーボンナノチューブをカーボンナノチューブとして用いることもできる。
カーボンナノチューブの形状は限定されない。かかる形状としては、針状、円筒チューブ状、魚骨状( フィッシュボーン又はカップ積層型) 、及びコイル状を含む様々な形状が挙げられる。また、円筒チューブ状のカーボンナノチューブを乾式処理を行って得られた、板状またはプレートレット状の2次凝集体であってもよい。本実施形態においてカーボンナノチューブの形状は、中でも、針状、又は、円筒チューブ状であるこが好ましい。カーボンナノチューブは、単独の形状、または2 種以上の形状の組合せであってもよい。
カーボンナノチューブの形態は、例えば、グラファイトウィスカー、フィラメンタスカーボン、グラファイトファイバー、極細炭素チューブ、カーボンチューブ、カーボンフィブリル、カーボンマイクロチューブ及びカーボンナノファイバーを挙げることができるが、これらに限定されない。カーボンナノチューブは、これらの単独の形態又は二種以上を組み合わせられた形態を有していてもよい。
カーボンナノチューブの平均外径は、1nm以上25nm以下であることが好ましく、1nm以上20nm以下であることがより好ましく、1nm以上15nm以下であることがさらに好ましい。カーボンナノチューブの平均外径が上記範囲であると、後述する活物質の表面がカーボンナノチューブで被覆されやすくなり、電極膜の導電性や密着性が向上する。
カーボンナノチューブの外径および平均外径は次のように求められる。まず透過型電子顕微鏡によって、カーボンナノチューブを観測するとともに撮像する。次に観測写真において、任意の300本のカーボンナノチューブを選び、それぞれの外径を計測する。次に外径の数平均としてカーボンナノチューブの平均外径(nm) を算出する。
カーボンナノチューブのBET比表面積は150~1500m2/gであることが好ましく、200 ~ 1300m2/gであるものがより好ましい。
カーボンナノチューブのBET比表面積は150~1500m2/gであることが好ましく、200 ~ 1300m2/gであるものがより好ましい。
カーボンナノチューブは、合材層中の添加量とカーボンナノチューブの比表面積との積が10~1000が好ましい。40~700がより好ましい。
カーボンナノチューブは、通常二次粒子として存在している。この二次粒子の形状は、例えば一般的な一次粒子であるカーボンナノチューブが複雑に絡み合っている状態でもよい。カーボンナノチューブを直線状にしたものの集合体であってもよい。直線状のカーボンナノチューブの集合体である二次粒子は、絡み合っているものと比べるとほぐれ易い。また直線状のものは、絡み合っているものに比べると分散性が良いのでカーボンナノチューブとして好適に利用できる。
カーボンナノチューブは、表面処理を行ったカーボンナノチューブでもよい。またカーボンナノチューブは、カルボキシル基に代表される官能基を付与させたカーボンナノチューブ誘導体であってもよい。また、有機化合物、金属原子、又はフラーレンに代表される物質を内包させたカーボンナノナノチューブも用いることができる。
カーボンナノチューブはどのような方法で製造したカーボンナノチューブでも構わない。カーボンナノチューブは一般にレーザーアブレーション法、アーク放電法、熱CVD法、プラズマCVD法及び燃焼法で製造できるが、これらに限定されない。例えば、酸素濃度が1体積% 以下の雰囲気中、500~1000 ℃ にて、炭素源を触媒と接触反応させることでカーボンナノチューブを製造することができる。
カーボンナノチューブの炭素源となる原料ガスは、従来公知の任意のものを使用できる
。例えば、炭素を含む原料ガスとしてメタン、エチレン、プロパン、ブタン及びアセチレ
ンに代表される炭化水素、一酸化炭素、並びにアルコールを用いることができるが、これ
らに限定されない。特に使いやすさの観点から、炭化水素及びアルコールの少なくともい
ずれか一方を原料ガスとして用いることが望ましい。
カーボンナノチューブの炭素源となる原料ガスは、従来公知の任意のものを使用できる
。例えば、炭素を含む原料ガスとしてメタン、エチレン、プロパン、ブタン及びアセチレ
ンに代表される炭化水素、一酸化炭素、並びにアルコールを用いることができるが、これ
らに限定されない。特に使いやすさの観点から、炭化水素及びアルコールの少なくともい
ずれか一方を原料ガスとして用いることが望ましい。
市販のカーボンナノチューブとしては、例えば、昭和電工社製VGCF-H、VGCF-X等;名城ナノカーボン社製カーボンナノチューブ;NTP社製NTP3003、NTP3021、NTP3121、NTP8012、NTP8022、NTP9012、NTP9112等;JEIO社製10B、6A;OCSiAl社製TUBALL等;が挙げられる。
( 3 )分散剤
カーボンナノチューブは、分散剤によって分散されたカーボンナノチューブの形態で合材層中に含まれることが好ましい。例えば、カーボンナノチューブと分散剤と溶媒とを含むカーボンナノチューブ分散液を調整し、このカーボンナノチューブ分散液を用いて合材スラリーを調整することで、分散剤によって分散されたカーボンナノチューブを合材層中に含み、良好な導電パスを形成できる。
分散剤は、100質量部のカーボンナノチューブに対して10質量部以上100質量部以下であることが好ましい。20質量部以上100質量部以下であることがより好ましく、20質量部以上80質量部以下であることがさらに好ましい。
カーボンナノチューブは、分散剤によって分散されたカーボンナノチューブの形態で合材層中に含まれることが好ましい。例えば、カーボンナノチューブと分散剤と溶媒とを含むカーボンナノチューブ分散液を調整し、このカーボンナノチューブ分散液を用いて合材スラリーを調整することで、分散剤によって分散されたカーボンナノチューブを合材層中に含み、良好な導電パスを形成できる。
分散剤は、100質量部のカーボンナノチューブに対して10質量部以上100質量部以下であることが好ましい。20質量部以上100質量部以下であることがより好ましく、20質量部以上80質量部以下であることがさらに好ましい。
分散剤は、カーボンナノチューブを分散安定化できる範囲で特に限定されず、界面活性剤、樹脂型分散剤を使用することができる。界面活性剤は主にアニオン性、カチオン性、ノニオン性及び両性に分類される。カーボンナノチューブの分散に要求される特性に応じて適宜好適な種類の分散剤を、好適な配合量で使用することができる。
アニオン性界面活性剤を選択する場合、その種類は特に限定されない。具体的には脂肪
酸塩、ポリスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリー
ルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホン酸塩、ジアルキ
ルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸スルホン酸塩、グリセロールボレイト脂肪酸
エステル及びポリオキシエチレングリセロール脂肪酸エステルが挙げられるが、これらに
限定されない。さらに、具体的にはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸
硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル硫酸エステル塩及びβ - ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。
酸塩、ポリスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルアリー
ルスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、ジアルキルスルホン酸塩、ジアルキ
ルスルホコハク酸塩、アルキルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、
ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル硫酸塩、ナフタレンスルホン酸ホルマリン
縮合物、ポリオキシエチレンアルキルリン酸スルホン酸塩、グリセロールボレイト脂肪酸
エステル及びポリオキシエチレングリセロール脂肪酸エステルが挙げられるが、これらに
限定されない。さらに、具体的にはドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル酸
硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチ
レンノニルフェニルエーテル硫酸エステル塩及びβ - ナフタレンスルホン酸ホルマリン縮合物のナトリウム塩が挙げられるが、これらに限定されない。
またカチオン性界面活性剤としては、アルキルアミン塩類及び第四級アンモニウム塩類
がある。具体的にはステアリルアミンアセテート、トリメチルヤシアンモニウムクロリド
、トリメチル牛脂アンモニウムクロリド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロリド、メ
チルオレイルジエタノールクロリド、テトラメチルアンモニウムクロリド、ラウリルピリ
ジニウムクロリド、ラウリルピリジニウムブロマイド、ラウリルピリジニウムジサルフェ
ート、セチルピリジニウムブロマイド、4 - アルキルメルカプトピリジン、ポリ( ビニルピリジン) - ドデシルブロマイド及びドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリドが挙げられるが、これらに限定されない。また両性界面活性剤としては、アミノカルボン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。
がある。具体的にはステアリルアミンアセテート、トリメチルヤシアンモニウムクロリド
、トリメチル牛脂アンモニウムクロリド、ジメチルジオレイルアンモニウムクロリド、メ
チルオレイルジエタノールクロリド、テトラメチルアンモニウムクロリド、ラウリルピリ
ジニウムクロリド、ラウリルピリジニウムブロマイド、ラウリルピリジニウムジサルフェ
ート、セチルピリジニウムブロマイド、4 - アルキルメルカプトピリジン、ポリ( ビニルピリジン) - ドデシルブロマイド及びドデシルベンジルトリエチルアンモニウムクロリドが挙げられるが、これらに限定されない。また両性界面活性剤としては、アミノカルボン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。
またノニオン性界面活性剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキ
シアルキレン誘導体、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル
、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル及びアルキルアリルエーテルが挙げられ
るが、これらに限定されない。具体的にはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ソルビ
タン脂肪酸エステル及びポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルが挙げられるが、
これらに限定されない。
シアルキレン誘導体、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ソルビタン脂肪酸エステル
、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル及びアルキルアリルエーテルが挙げられ
るが、これらに限定されない。具体的にはポリオキシエチレンラウリルエーテル、ソルビ
タン脂肪酸エステル及びポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテルが挙げられるが、
これらに限定されない。
選択される界面活性剤は単独の界面活性剤に限定されない。このため二種以上の界面活
性剤を組み合わせて使用することも可能である。例えばアニオン性界面活性剤及びノニオ
ン性界面活性剤の組み合わせ、又はカチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤の組
み合わせが利用できる。その際の配合量は、それぞれの界面活性剤成分に対して好適な配
合量とすることが好ましい。組み合わせとしてはアニオン性界面活性剤及びノニオン性界
面活性剤の組み合わせが好ましい。アニオン性界面活性剤はポリカルボン酸塩であること
が好ましい。ノニオン性界面活性剤はポリオキシエチレンフェニルエーテルであることが
好ましい。
性剤を組み合わせて使用することも可能である。例えばアニオン性界面活性剤及びノニオ
ン性界面活性剤の組み合わせ、又はカチオン性界面活性剤及びノニオン性界面活性剤の組
み合わせが利用できる。その際の配合量は、それぞれの界面活性剤成分に対して好適な配
合量とすることが好ましい。組み合わせとしてはアニオン性界面活性剤及びノニオン性界
面活性剤の組み合わせが好ましい。アニオン性界面活性剤はポリカルボン酸塩であること
が好ましい。ノニオン性界面活性剤はポリオキシエチレンフェニルエーテルであることが
好ましい。
また樹脂型分散剤として具体的には、セルロース誘導体(セルロースアセテート、セル
ロースアセテートブチレート、セルロースブチレート、シアノエチルセルロース、エチル
ヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース
、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロースなど) 、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル系重合体等が挙げられる。
特にメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル系重合体が好ましい。
ロースアセテートブチレート、セルロースブチレート、シアノエチルセルロース、エチル
ヒドロキシエチルセルロース、ニトロセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース
、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシプロピルメ
チルセルロース、カルボキシメチルセルロースなど) 、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル系重合体等が挙げられる。
特にメチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル系重合体が好ましい。
前記分散剤は、ビニルアルコールを繰り返し単位として含む重合体を含むことが好ましく、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール及びそれらの変性体がより好ましい。変性体は、アセトアセチル基、スルホン酸基、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基を導入されたものや、各種の塩によって変性されたもの、その他アニオンあるいはカチオン変性されたもの、アルデヒド類によってアセタール変性されたもの等が挙げられる。
カルボキシメチルセルロースは、カルボキシメチルセルロースのヒドロキシ基をカルボ
キシメチルナトリウム基で置換したカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩等の塩の
形態で使用することができる。
カルボキシメチルセルロースは、カルボキシメチルセルロースのヒドロキシ基をカルボ
キシメチルナトリウム基で置換したカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩等の塩の
形態で使用することができる。
分散剤は、プルラン換算の重量平均分子量で、5,000以上300,000 以下が好ましく、10 ,000 以上100,000 以下がより好ましく、10,000以上50,000 以下がさらに好ましい。適度な重量平均分子量を有する分散剤を使用するとCNTへの吸着性が向上し、カーボンナノチューブ分散液の安定性がより向上する。また、上記範囲を超える分散剤を使用する場合、カーボンナノチューブ分散液の粘度が高くなり、ノズル式の高圧ホモジナイザーなどの狭い流路を被分散液が通過する分散機を用いた場合、分散効率が低下する場合がある。
( 4 )カーボンナノチューブ分散液
カーボンナノチューブ分散液を調整するための分散装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機を使用することができる。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー等のミキサー類、ホモジナイザー(BRANSON社製AdvancedDigitalSonifer(登録商
標)、MODEL450DA、エム・テクニック社製「クレアミックス」、PRIMIX社「フィルミックス」等、シルバーソン社製「アブラミックス」等) 類、ペイントコン
ディショナー(レッドデビル社製)、コロイドミル(PUC社製「PUCコロイドミル」
、IKA社製「コロイドミルMK」)類、コーンミル(IKA社製「コーンミルMKO」
等) 、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) 、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」、奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機、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。
カーボンナノチューブ分散液を調整するための分散装置としては、顔料分散等に通常用いられている分散機を使用することができる。
例えば、ディスパー、ホモミキサー、プラネタリーミキサー等のミキサー類、ホモジナイザー(BRANSON社製AdvancedDigitalSonifer(登録商
標)、MODEL450DA、エム・テクニック社製「クレアミックス」、PRIMIX社「フィルミックス」等、シルバーソン社製「アブラミックス」等) 類、ペイントコン
ディショナー(レッドデビル社製)、コロイドミル(PUC社製「PUCコロイドミル」
、IKA社製「コロイドミルMK」)類、コーンミル(IKA社製「コーンミルMKO」
等) 、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) 、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」、奈良機械社製「MICROS」等のメディアレス分散機、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。
カーボンナノチューブ分散液のカーボンナノチューブの量は、カーボンナノチューブ分散液100質量部に対して、0.2~20質量部が好ましく、0.5~10質量部が好ましく、0 .5~7.0質量部がより好ましい。
カーボンナノチューブ分散液のpHは6~11であることが好ましく、7~11であることがより好ましく、8~11であることがさらに好ましく、9~11であることが特に好ましい。カーボンナノチューブ分散液のpHはpH計(株式会社堀場製作所社製、pHMETERF-52) を用いて測定することができる。
カーボンナノチューブ分散液のpHは6~11であることが好ましく、7~11であることがより好ましく、8~11であることがさらに好ましく、9~11であることが特に好ましい。カーボンナノチューブ分散液のpHはpH計(株式会社堀場製作所社製、pHMETERF-52) を用いて測定することができる。
また、分散剤に加えて、無機塩基および無金属塩を含んでも良い。無機塩基および無機金属塩としては、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属の少なくとも一方を有する化合物であることが好ましく、詳しくは、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属の、塩化物、水酸化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩、リン酸塩、タングステン酸塩、バナジウム酸塩、モリブデン酸塩、ニオブ酸塩、ならびにホウ酸塩等が挙げられる。また、これらの中でも容易にカチオンを供給できる面でアルカリ金属、アルカリ土類金属の塩化物、水酸化物、炭酸塩が好ましい。アルカリ金属の水酸化物は、例えば、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属の水酸化物は、例えば、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等が挙げられる。アルカリ金属の炭酸塩は、例えば、炭酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム等が挙げられる。アルカリ土類金属の炭酸塩は、例えば、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムが挙げられる。これらの中でも水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、炭酸リチウム、炭酸ナトリウムがより好ましい。
また、分散剤に加えて、消泡剤を含んでも良い。消泡剤は、市販の消泡剤、湿潤剤、親水性有機溶剤水溶性有機溶剤等、消泡効果を有するものであれば任意に用いることができ、1種類でも、複数を組み合わせて用いてもよい。
例えば、アルコール系; エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、オクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、アセチレンアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アセチレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール、プロピレングリコール、その他グリコール類等、
脂肪酸エステル系; ジエチレングリコールラウレート、グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビトールモノラウレート、天然ワックス等、
アミド系; ポリオキシアルキレンアミド、アクリレートポリアミン等、
リン酸エステル系; リン酸トリブチル、ナトリウムオクチルホスフェート等、
金属セッケン系; アルミニウムステアレート、カルシウムオレエート等、
油脂系; 動植物油、胡麻油、ひまし油等、
鉱油系: 灯油、パラフィン等、
シリコーン系; ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン、フルオロシリコーン油等が挙げられる。
例えば、アルコール系; エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、オクチルアルコール、ヘキサデシルアルコール、アセチレンアルコール、エチレングリコールモノブチルエーテル、メチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、アセチレングリコール、ポリオキシアルキレングリコール、プロピレングリコール、その他グリコール類等、
脂肪酸エステル系; ジエチレングリコールラウレート、グリセリンモノリシノレート、アルケニルコハク酸誘導体、ソルビトールモノラウレート、ソルビトールトリオレエート、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビトールモノラウレート、天然ワックス等、
アミド系; ポリオキシアルキレンアミド、アクリレートポリアミン等、
リン酸エステル系; リン酸トリブチル、ナトリウムオクチルホスフェート等、
金属セッケン系; アルミニウムステアレート、カルシウムオレエート等、
油脂系; 動植物油、胡麻油、ひまし油等、
鉱油系: 灯油、パラフィン等、
シリコーン系; ジメチルシリコーン油、シリコーンペースト、シリコーンエマルジョン、有機変性ポリシロキサン、フルオロシリコーン油等が挙げられる。
溶媒は、カーボンナノチューブが分散可能な範囲であれば特に限定されないが、水、及びまたは、水溶性有機溶媒のいずれか一種、若しくは二種以上からなる混合溶媒であることが好ましく、水を含むことがより好ましい。水を含む場合は、溶媒全体に対して95質量部以上であることが好ましく、98質量部以上であることがさらに好ましい。
水溶性有機溶媒としては、アルコール系( メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ベンジルアルコールなど) 、多価アルコール系( エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコールなど) 、多価アルコールエーテル系( エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテルなど) 、アミン系( エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミンなど) 、アミド系(N-メチル-2-ピロリドン( NMP)、N-エチル-2-ピロリドン(NEP) 、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチルカプロラクタムなど) 、複素環系( シクロヘキシルピロリドン、2-オキサゾリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、γ-ブチロラクトンなど)、スルホキシド系(ジメチルスルホキシドなど) 、スルホン系(ヘキサメチルホスホロトリアミド、スルホランなど)、低級ケトン系(アセトン、メチルエチルケトンなど)、その他、テトラヒドロフラン、尿素、アセトニトリルなどを使用することができる。
水溶性有機溶媒としては、アルコール系( メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、イソブタノール、セカンダリーブタノール、ターシャリーブタノール、ベンジルアルコールなど) 、多価アルコール系( エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキサンジオール、ペンタンジオール、グリセリン、ヘキサントリオール、チオジグリコールなど) 、多価アルコールエーテル系( エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテルなど) 、アミン系( エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N-メチルジエタノールアミン、N-エチルジエタノールアミン、モルホリン、N-エチルモルホリン、エチレンジアミン、ジエチレンジアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ポリエチレンイミン、ペンタメチルジエチレントリアミン、テトラメチルプロピレンジアミンなど) 、アミド系(N-メチル-2-ピロリドン( NMP)、N-エチル-2-ピロリドン(NEP) 、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N-メチルカプロラクタムなど) 、複素環系( シクロヘキシルピロリドン、2-オキサゾリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、γ-ブチロラクトンなど)、スルホキシド系(ジメチルスルホキシドなど) 、スルホン系(ヘキサメチルホスホロトリアミド、スルホランなど)、低級ケトン系(アセトン、メチルエチルケトンなど)、その他、テトラヒドロフラン、尿素、アセトニトリルなどを使用することができる。
( 5 )活物質
活物質とは、電池反応の基となる材料のことである。活物質は起電力から正極活物質と負極活物質に分けられる。
活物質とは、電池反応の基となる材料のことである。活物質は起電力から正極活物質と負極活物質に分けられる。
正極活物質としては、特に限定はされないが、リチウムイオンをドーピングまたはイン
ターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等
を使用することができる。例えば、Fe、Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチ
ウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、MnO、V2O5、V6O13、TiO2等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム
、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウムなどの
リチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リ
チウム系材料、TiS2、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。また、ポリ
アニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用する
こともできる。また、上記の無機化合物や有機化合物を混合して用いてもよい。
ターカレーション可能な金属酸化物、金属硫化物等の金属化合物、および導電性高分子等
を使用することができる。例えば、Fe、Co、Ni、Mn等の遷移金属の酸化物、リチ
ウムとの複合酸化物、遷移金属硫化物等の無機化合物等が挙げられる。具体的には、MnO、V2O5、V6O13、TiO2等の遷移金属酸化物粉末、層状構造のニッケル酸リチウム
、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、スピネル構造のマンガン酸リチウムなどの
リチウムと遷移金属との複合酸化物粉末、オリビン構造のリン酸化合物であるリン酸鉄リ
チウム系材料、TiS2、FeSなどの遷移金属硫化物粉末等が挙げられる。また、ポリ
アニリン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子を使用する
こともできる。また、上記の無機化合物や有機化合物を混合して用いてもよい。
負極活物質としては、リチウムイオンをドーピングまたはインターカレーション可能な
ものであれば特に限定されない。例えば、金属Li、その合金であるスズ合金、シリコン
合金、鉛合金等の合金系、LixFe2O3、LixFe3O4、LixWO2(xは0<x<1の数である。)、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ-p-フェニレン等の導電性高分子系、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が挙げられる。これら負極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することもできる。
ものであれば特に限定されない。例えば、金属Li、その合金であるスズ合金、シリコン
合金、鉛合金等の合金系、LixFe2O3、LixFe3O4、LixWO2(xは0<x<1の数である。)、チタン酸リチウム、バナジウム酸リチウム、ケイ素酸リチウム等の金属酸化物系、ポリアセチレン、ポリ-p-フェニレン等の導電性高分子系、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末、カーボンブラック、メソフェーズカーボンブラック、樹脂焼成炭素材料、気層成長炭素繊維、炭素繊維などの炭素系材料が挙げられる。これら負極活物質は、1種または複数を組み合わせて使用することもできる。
負極活物質としては、シリコン系負極活物質が好ましく、シリコン合金やケイ素酸リチウム等が挙げられる。
シリコン合金としては、例えば、二酸化珪素を炭素で還元して作製される所謂冶金グレードシリコンや、冶金グレードシリコンを酸処理や一方向凝固などで不純物を低
減した工業グレードシリコン、そしてシリコンを反応させて得られたシランから作製され
る高純度の単結晶、多結晶、アモルファスなど結晶状態の異なる高純度シリコンや、工業
グレードシリコンをスパッタ法やEB蒸着(電子ビーム蒸着)法などで高純度にすると同
時に、結晶状態や析出状態を調整したシリコンなどが挙げられる。
減した工業グレードシリコン、そしてシリコンを反応させて得られたシランから作製され
る高純度の単結晶、多結晶、アモルファスなど結晶状態の異なる高純度シリコンや、工業
グレードシリコンをスパッタ法やEB蒸着(電子ビーム蒸着)法などで高純度にすると同
時に、結晶状態や析出状態を調整したシリコンなどが挙げられる。
また、シリコンと酸素の化合物である酸化珪素や、シリコンと各種合金及びそれらの結
晶状態を急冷法などで調整したシリコン化合物も挙げられる。中でも、外側がカーボン皮
膜で被覆された、珪素ナノ粒子が酸化珪素中に分散した構造を有するシリコン系負極活物
質が好ましい。
晶状態を急冷法などで調整したシリコン化合物も挙げられる。中でも、外側がカーボン皮
膜で被覆された、珪素ナノ粒子が酸化珪素中に分散した構造を有するシリコン系負極活物
質が好ましい。
負極活物質は、シリコン系負極活物質に加えて、ソフトカーボンやハードカーボンといった、アモルファス系炭素質材料や、高黒鉛化炭素材料等の人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末を使用することが好ましい。その中でも、人造黒鉛や天然黒鉛等の炭素質粉末を使用することが好ましい。
シリコン系負極活物質の量は、人造黒鉛、あるいは天然黒鉛等の炭素質粉末100質量
%とした場合、3~50質量%であることが好ましく、5~25質量%であることがより
好ましい。
%とした場合、3~50質量%であることが好ましく、5~25質量%であることがより
好ましい。
活物質のBET比表面積は0.1~10m2/gのものが好ましく、0.2 ~5m2/gのものがより好ましく、0.3~ 3m2/gのものがさらに好ましい。
活物質の平均粒子径は0.5~50μmの範囲内であることが好ましく、2~20μmであることがより好ましい。本明細書でいう活物質の平均粒子径とは、活物質を電子顕微鏡で測定した粒子径の平均値である。
( 6 ) バインダー
バインダーとは、活物質やカーボンナノチューブなどの物質間を結着するための樹脂である。
バインダーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン、ビニルブチラール、ビニルアセタール、ビニルピロリドン等を構成単位として含む重合体または共重合体; ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂;カルボキシメチルセルロースのようなセルロース樹脂; スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴムのようなゴム類; ポリアニリン、ポリアセチレンのような導電性樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂の変性体や混合物、および共重合体でも良い。この中でも、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸が好ましい。
バインダーとは、活物質やカーボンナノチューブなどの物質間を結着するための樹脂である。
バインダーとしては、例えば、エチレン、プロピレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、ビニルアルコール、マレイン酸、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステル、アクリロニトリル、スチレン、ビニルブチラール、ビニルアセタール、ビニルピロリドン等を構成単位として含む重合体または共重合体; ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキッド樹脂、アクリル樹脂、ホルムアルデヒド樹脂、シリコン樹脂、フッ素樹脂;カルボキシメチルセルロースのようなセルロース樹脂; スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴムのようなゴム類; ポリアニリン、ポリアセチレンのような導電性樹脂等が挙げられる。また、これらの樹脂の変性体や混合物、および共重合体でも良い。この中でも、カルボキシメチルセルロース、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸が好ましい。
バインダーの種類や量比は、カーボンナノチューブ、活物質など共存する物質の性状に
合わせて、適宜選択される。例えば、カルボキシメチルセルロースを使用する量について
は、活物質の質量を100質量%とした場合、カルボキシメチルセルロースの割合が0.5~3.0質量% が好ましく、1.0~2.0質量% がさらに好ましい。
合わせて、適宜選択される。例えば、カルボキシメチルセルロースを使用する量について
は、活物質の質量を100質量%とした場合、カルボキシメチルセルロースの割合が0.5~3.0質量% が好ましく、1.0~2.0質量% がさらに好ましい。
カルボキシメチルセルロースは、カルボキシメチルセルロースのヒドロキシ基をカルボ
キシメチルナトリウム基で置換したカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩であるこ
とが好ましい。
キシメチルナトリウム基で置換したカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩であるこ
とが好ましい。
カルボキシメチルセルロースは、1%水溶液を作製した際の粘度が500~6000mPa・sであることが好ましく、1000~3000mPa・sであることがさらに好ま
しい。カルボキシメチルセルロース1%水溶液の粘度は25℃の条件下で、B型粘度計ロ
ーター回転速度60rpmで測定することができる。
カルボキシメチルセルロースのエーテル化度は0.6~1.5であることが好ましく、0.8~1.2であることがさらに好ましい。
しい。カルボキシメチルセルロース1%水溶液の粘度は25℃の条件下で、B型粘度計ロ
ーター回転速度60rpmで測定することができる。
カルボキシメチルセルロースのエーテル化度は0.6~1.5であることが好ましく、0.8~1.2であることがさらに好ましい。
スチレンブタジエンゴムは、水中油滴エマルションであれば、一般に電極の結着材とし
て用いられているものを使用することができる。スチレンブタジエンゴムを使用する量に
ついては、活物質の質量を100質量%とした場合、スチレンブタジエンゴムの割合が0.5~3.0質量%が好ましく、1.0~2.0質量% がさらに好ましい。
て用いられているものを使用することができる。スチレンブタジエンゴムを使用する量に
ついては、活物質の質量を100質量%とした場合、スチレンブタジエンゴムの割合が0.5~3.0質量%が好ましく、1.0~2.0質量% がさらに好ましい。
( 7 ) 合材スラリー
合材スラリーとは、導電助剤と活物質とバインダーと溶媒とを少なくとも含むものである。
合材スラリーとは、導電助剤と活物質とバインダーと溶媒とを少なくとも含むものである。
合材スラリーは従来公知の様々な方法で作製することができる。好ましくは、カーボンナノチューブ分散液と、バインダーと、活物質とを混合する方法であるが、これらを混合する順序は特に限定されず、それぞれを順次添加してもよいし、いずれか2つ以上を同時に添加してもよい。例えば、カーボンナノチューブ分散液にバインダーを添加してカーボンナノチューブ樹脂組成物を作製した後、活物質を添加してもよいし、カーボンナノチューブ分散液に活物質を添加した後、バインダーを添加して作製してもよい。
合材スラリーを得るには、カーボンナノチューブ樹脂組成物に活物質を加えた後、分散させる処理を行うことが好ましい。かかる処理を行うために使用される分散装置は特に限定されない。合材スラリーは前記カーボンナノチューブ分散液で説明した分散装置を用いて、合材スラリーを得ることができる。
合材スラリー中の活物質の量は合材スラリー100質量部に対して、20~85質量部であることが好ましく、30~80質量部であることがより好ましく、40~75質量部であることがさらに好ましい。
合材スラリー中のカーボンナノチューブの量は活物質100質量部に対して、0.01~10質量部であることが好ましく、0.02~5 質量部であることがより好ましく、0 .02 ~3質量部であることがさらに好ましい。
合材スラリー中のバインダーの量は活物質100質量%に対して、0.5~30質量% であることが好ましく、1~25質量% であることがより好ましく、2~20質量% であることがさらに好ましい。
合材スラリーの固形分の量は、合材スラリー100質量% に対して、30~90質量% であることが好ましく、35~85質量% であることがより好ましく、40~80質量% であることがさらに好ましい。
( 10 ) 非水電解質二次電池
非水電解質二次電池とは正極と、負極と、電解質とを含むものである。
正極としては、集電体上に正極活物質を含む合材スラリーを塗工乾燥して電極膜を作製
したものを使用することができる。
負極としては、集電体上負極活物質を含む合材スラリーを塗工乾燥して電極膜を作製し
たものを使用することができる。
非水電解質二次電池とは正極と、負極と、電解質とを含むものである。
正極としては、集電体上に正極活物質を含む合材スラリーを塗工乾燥して電極膜を作製
したものを使用することができる。
負極としては、集電体上負極活物質を含む合材スラリーを塗工乾燥して電極膜を作製し
たものを使用することができる。
電解質としては、イオンが移動可能な従来公知の様々なものを使用することができる。
例えば、LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)3C、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF2、LiSCN、又はLiBPh4( ただし、Phはフェニル基である)等リチウム塩を含むものが挙げられるが、これらに限定されず、ナトリウム塩やカルシウム塩を含むものも使用できる。電解質は非水
系の溶媒に溶解して、電解液として使用することが好ましい。
例えば、LiBF4、LiClO4、LiPF6、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)3C、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF2、LiSCN、又はLiBPh4( ただし、Phはフェニル基である)等リチウム塩を含むものが挙げられるが、これらに限定されず、ナトリウム塩やカルシウム塩を含むものも使用できる。電解質は非水
系の溶媒に溶解して、電解液として使用することが好ましい。
非水系の溶媒としては、特に限定はされないが、例えば、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカー
ボネート、及びジ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、γ - バレロラクトン、及びγ - オクタノイックラクトン等のラクトン類; テトラヒドロフラン、2 - メチルテトラヒドロフラン、1 , 3 - ジオキソラン、4 - メチル- 1 , 3 - ジオキソラン、1 , 2 - メトキシエタン、1 , 2 - エトキシエタン、及び1 , 2 - ジブトキシエタン等のグライム類; メチルフォルメート、メチルアセテート、及びメチルプロピオネート等のエステル類; ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等のスルホキシド類; 並びに、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの溶媒は、それぞれ単独で使用しても良いが、2 種以上を混合して使用しても良い。
ピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカー
ボネート、及びジ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、γ - バレロラクトン、及びγ - オクタノイックラクトン等のラクトン類; テトラヒドロフラン、2 - メチルテトラヒドロフラン、1 , 3 - ジオキソラン、4 - メチル- 1 , 3 - ジオキソラン、1 , 2 - メトキシエタン、1 , 2 - エトキシエタン、及び1 , 2 - ジブトキシエタン等のグライム類; メチルフォルメート、メチルアセテート、及びメチルプロピオネート等のエステル類; ジメチルスルホキシド、及びスルホラン等のスルホキシド類; 並びに、アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。これらの溶媒は、それぞれ単独で使用しても良いが、2 種以上を混合して使用しても良い。
非水電解質二次電池には、セパレーターを含むことが好ましい。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こ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。
非水電解質二次電池の構造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。
以下に実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断らない限り、「部」は「質量部」、「%」は「質量%」を表す。例中、「カーボンナノチューブ」を「CNT」と略記することがある。
実施例及び比較例で用いた化合物を以下に示す。
<カーボンナノチューブ>
・JENOTUBE 10B(JEIO社製)
・JENOTUBE 6A(JEIO社製)
・TUBALL SWCNT 93%(OCSiAL社製)
<分散剤>
・PVA(ポリビニルアルコール):クラレポバール 405(クラレ社製)
・変性PVA(変性ポリビニルアルコール):クラレポバール SD1000(クラレ社製)
・PVB(ポリビニルブチラール):エスレック KS-10(積水化学工業社製)、水酸基(ビニルアルコール部)28mol%、ブチラール化度70mol%
<バインダー樹脂>
・CMC #1190:カルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製)
・PVDF#5130:ポリフッ化ビニリデン(Solvey社製)
・SBR TRD2001:スチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製)
<溶剤>
・NMP:N-メチル-2-ピロリドン(キシダ化学社製)
<負極活物質>
・SiO:一酸化珪素(株式会社大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE)
<正極活物質>
・NCM:ニッケル系正極材(BASF戸田バッテリーマテリアルズ合同社製、HED(登録商標)NCM-111 1100)
<カーボンナノチューブ>
・JENOTUBE 10B(JEIO社製)
・JENOTUBE 6A(JEIO社製)
・TUBALL SWCNT 93%(OCSiAL社製)
<分散剤>
・PVA(ポリビニルアルコール):クラレポバール 405(クラレ社製)
・変性PVA(変性ポリビニルアルコール):クラレポバール SD1000(クラレ社製)
・PVB(ポリビニルブチラール):エスレック KS-10(積水化学工業社製)、水酸基(ビニルアルコール部)28mol%、ブチラール化度70mol%
<バインダー樹脂>
・CMC #1190:カルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製)
・PVDF#5130:ポリフッ化ビニリデン(Solvey社製)
・SBR TRD2001:スチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製)
<溶剤>
・NMP:N-メチル-2-ピロリドン(キシダ化学社製)
<負極活物質>
・SiO:一酸化珪素(株式会社大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE)
<正極活物質>
・NCM:ニッケル系正極材(BASF戸田バッテリーマテリアルズ合同社製、HED(登録商標)NCM-111 1100)
(実施例1)
プラスチック容器に、イオン交換水96.25部、クラレポバール 405(クラレ社製)0.75部を入れ、充分に混合溶解した後、CNT(JENOTUBE 10B、JEIO社製)3.00部を加え、PRIMIX社製ホモディスパーを用いて3000rpmで1時間混合撹拌した。次いで、φ0.7mmのジルコニアビーズと共に、ビーズミル分散機(ダイノミルKDL型)に仕込み、充填率80%、周速10m/秒、吐出量150~250g/分、滞留時間50分間分散して、CNT分散液(A)を得た。
別のプラスチック容器にCNT分散液(A)0.42質量部、カルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製、#1190)を2質量%溶解した水溶液を12.50質量部、イオン交換水11.95質量部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌し、CNT樹脂組成物を得た。その後、負極活物質である一酸化珪素(大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE、SiO 1.3C 5μm) を2.44質量部添加し、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。さらに、天然黒鉛(日本黒鉛工業株式会社製、CGB-20)を21.93質量部添加し、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。その後、固形分濃度が48質量%のスチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製、TRD2001)0.78質量部を加えて、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、負極用合材スラリーを得た。
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が8mg/cm2となるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が1.6g/cm3となる電極膜を得た。
プラスチック容器に、イオン交換水96.25部、クラレポバール 405(クラレ社製)0.75部を入れ、充分に混合溶解した後、CNT(JENOTUBE 10B、JEIO社製)3.00部を加え、PRIMIX社製ホモディスパーを用いて3000rpmで1時間混合撹拌した。次いで、φ0.7mmのジルコニアビーズと共に、ビーズミル分散機(ダイノミルKDL型)に仕込み、充填率80%、周速10m/秒、吐出量150~250g/分、滞留時間50分間分散して、CNT分散液(A)を得た。
別のプラスチック容器にCNT分散液(A)0.42質量部、カルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製、#1190)を2質量%溶解した水溶液を12.50質量部、イオン交換水11.95質量部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌し、CNT樹脂組成物を得た。その後、負極活物質である一酸化珪素(大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE、SiO 1.3C 5μm) を2.44質量部添加し、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。さらに、天然黒鉛(日本黒鉛工業株式会社製、CGB-20)を21.93質量部添加し、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。その後、固形分濃度が48質量%のスチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製、TRD2001)0.78質量部を加えて、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、負極用合材スラリーを得た。
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が8mg/cm2となるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が1.6g/cm3となる電極膜を得た。
<引張試験専用試験片の作製>
前記負極用合材スラリーを矩形のシリコンモールドに滴下し、ホットプレートで40℃5時間乾燥した後に、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間乾燥させた。次いで、シリコンモールドから乾燥物を取り出し、ロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、厚みが0.8mm、密度が1.6g/cm3となる専用試験片を得た。
前記負極用合材スラリーを矩形のシリコンモールドに滴下し、ホットプレートで40℃5時間乾燥した後に、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間乾燥させた。次いで、シリコンモールドから乾燥物を取り出し、ロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、厚みが0.8mm、密度が1.6g/cm3となる専用試験片を得た。
<引張試験による測定>
引張試験機(東洋精機製作所社製、ストログラフVGS)を用いて、引張試験専用試験片の最大点伸度およびヤング率を測定した。専用試験片を、チャック間距離が10mmになるように固定し、引張り速度1mm/minにて引張試験を行った。
引張試験機(東洋精機製作所社製、ストログラフVGS)を用いて、引張試験専用試験片の最大点伸度およびヤング率を測定した。専用試験片を、チャック間距離が10mmになるように固定し、引張り速度1mm/minにて引張試験を行った。
表1に実施例および比較例で使用したCNT分散液を示す。
CNT分散液(F)は、PRIMIX社製ホモディスパーを用いて3000rpmで1時間混合撹拌した際の粘度が高く、ビーズミル分散機(ダイノミルKDL型)で分散することができなかった。
表2に実施例および比較例で使用した合材層の組成を示す。
(実施例2~14)
表1および表2に掲載したCNT分散液と合材層の組成に変更した以外は実施例1と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
表1および表2に掲載したCNT分散液と合材層の組成に変更した以外は実施例1と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
(実施例15)
プラスチック容器に、NMP96.25部、エスレック KS-10(積水化学工業社製)0.75部を入れ、充分に混合溶解した後、CNT(JENOTUBE 10B、JEIO社製)3.00部を加え、PRIMIX社製ホモディスパーを用いて3000rpmで1時間混合撹拌した。次いで、φ0.7mmのジルコニアビーズと共に、ビーズミル分散機(ダイノミルKDL型)に仕込み、充填率80%、周速10m/秒、吐出量150~250g/分、滞留時間50分間分散して、CNT分散液(E)を得た。
別のプラスチック容器にCNT分散液(E)4.17質量部、PVDF(Solvey社製、#5130)を8質量% 溶解したNMP溶液を6.25質量部、NMP15.22質量部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌し、CNT樹脂組成物を得た。その後、正極活物質(BASF戸田バッテリーマテリアルズ合同会社製、HED(登録商標)NCM-111 1100)24.38質量部添加し、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌し、正極用合材スラリーを得た。
正極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が20mg/cm2となるようにアルミ箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が3.1g/cm3となる電極膜を得た。
プラスチック容器に、NMP96.25部、エスレック KS-10(積水化学工業社製)0.75部を入れ、充分に混合溶解した後、CNT(JENOTUBE 10B、JEIO社製)3.00部を加え、PRIMIX社製ホモディスパーを用いて3000rpmで1時間混合撹拌した。次いで、φ0.7mmのジルコニアビーズと共に、ビーズミル分散機(ダイノミルKDL型)に仕込み、充填率80%、周速10m/秒、吐出量150~250g/分、滞留時間50分間分散して、CNT分散液(E)を得た。
別のプラスチック容器にCNT分散液(E)4.17質量部、PVDF(Solvey社製、#5130)を8質量% 溶解したNMP溶液を6.25質量部、NMP15.22質量部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌し、CNT樹脂組成物を得た。その後、正極活物質(BASF戸田バッテリーマテリアルズ合同会社製、HED(登録商標)NCM-111 1100)24.38質量部添加し、前記自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌し、正極用合材スラリーを得た。
正極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が20mg/cm2となるようにアルミ箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が3.1g/cm3となる電極膜を得た。
<引張試験専用試験片の作製>
前記正極用合材スラリーを矩形のシリコンモールドに滴下し、ホットプレートで40℃5時間乾燥した後に、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間乾燥させた。次いで、シリコンモールドから乾燥物を取り出し、ロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、厚みが0.8mm、密度が3.1g/cm3となる専用試験片を得た。
前記正極用合材スラリーを矩形のシリコンモールドに滴下し、ホットプレートで40℃5時間乾燥した後に、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間乾燥させた。次いで、シリコンモールドから乾燥物を取り出し、ロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、厚みが0.8mm、密度が3.1g/cm3となる専用試験片を得た。
(実施例16~18)
表2に掲載した合材層の組成に変更した以外は実施例15と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
表2に掲載した合材層の組成に変更した以外は実施例15と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
(比較例1)
プラスチック容器にカルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製、#1190)を2質量% 溶解した水溶液を12.50質量部、イオン交換水12.34質量部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌した。その後、負極活物質である一酸化珪素(大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE、SiO 1.3C 5μm) を2.44質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。さらに、天然黒鉛(日本黒鉛工業株式会社製、CGB-20)を21.93質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。その後、スチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製、TRD2001)0.78質量部を加えて、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、負極用合材スラリーを得た。
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が8mg/cm2となるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が1.6g/cm3となる電極膜を得、専用試験片を作製した。
プラスチック容器にカルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製、#1190)を2質量% 溶解した水溶液を12.50質量部、イオン交換水12.34質量部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌した。その後、負極活物質である一酸化珪素(大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE、SiO 1.3C 5μm) を2.44質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。さらに、天然黒鉛(日本黒鉛工業株式会社製、CGB-20)を21.93質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。その後、スチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製、TRD2001)0.78質量部を加えて、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、負極用合材スラリーを得た。
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が8mg/cm2となるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が1.6g/cm3となる電極膜を得、専用試験片を作製した。
(比較例2~3)
表1および表2に掲載したCNT分散液と合材層の組成に変更した以外は実施例1と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
表1および表2に掲載したCNT分散液と合材層の組成に変更した以外は実施例1と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
(比較例4)
プラスチック容器にカルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製、#1190)を2質量% 溶解した水溶液を12.50質量部、イオン交換水12.34質量部、CNT(JENOTUBE 10B、JEIO社製)0.08部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌し、CNT樹脂組成物を得た。その後、負極活物質である一酸化珪素(大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE、SiO 1.3C 5μm) を2.43質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。さらに、天然黒鉛(日本黒鉛工業株式会社製、CGB-20)を21.87質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。その後、スチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製、TRD2001)0.78質量部を加えて、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、負極用合材スラリーを得た。
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が8mg/cm2となるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が1.6g/cm3となる電極膜を得、専用試験片を作製した。
プラスチック容器にカルボキシメチルセルロース(ダイセルミライズ社製、#1190)を2質量% 溶解した水溶液を12.50質量部、イオン交換水12.34質量部、CNT(JENOTUBE 10B、JEIO社製)0.08部計量した。その後、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで1分間撹拌し、CNT樹脂組成物を得た。その後、負極活物質である一酸化珪素(大阪チタニウムテクノロジー社製、SILICONMONOOXIDE、SiO 1.3C 5μm) を2.43質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。さらに、天然黒鉛(日本黒鉛工業株式会社製、CGB-20)を21.87質量部添加し、同自転・公転ミキサーを用いて、2000rpmで5分間撹拌した。その後、スチレンブタジエンエマルション(JSR株式会社製、TRD2001)0.78質量部を加えて、自転・公転ミキサー(シンキー社製あわとり練太郎、ARE-310)を用いて、2000rpmで30秒間撹拌し、負極用合材スラリーを得た。
負極用合材スラリーを、アプリケーターを用いて、電極の単位当たりの目付量が8mg/cm2となるように銅箔上に塗工した後、電気オーブン中で120℃±5℃ で30分間、塗膜を乾燥させた。次いで、塗膜をロールプレス(株式会社サンクメタル社製、3t油圧式ロールプレス)による圧延処理を行い、合材層の密度が1.6g/cm3となる電極膜を得、専用試験片を作製した。
(比較例5)
表2に掲載した合材層の組成に変更した以外は実施例15と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
表2に掲載した合材層の組成に変更した以外は実施例15と同様にして、電極膜及び引張試験専用試験片を得た。
<リチウムイオン二次電池負極評価用セルの組み立て>
先に作製した電極膜(実施例1~14、比較例1~4)をφ16mmに打ち抜き作用極とし、金属リチウム箔(厚さ0.15mm)を対極として、作用極および対極の間にセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)を挿入積層し、電解液(エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートを3:5:2(体積比)の割合で混合した混合溶媒を作製し、さらに添加剤として、VC(ビニレンカーボネート)とFEC(フルオロエチレンカーボネート)を混合溶媒100質量部に対してそれぞれ1質量部加えた後、LiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を満たして二極密閉式金属セル(宝泉社製HSフラットセル)を組み立てた。セルの組み立ては、アルゴンガス置換したグローブボックス内で行った。
先に作製した電極膜(実施例1~14、比較例1~4)をφ16mmに打ち抜き作用極とし、金属リチウム箔(厚さ0.15mm)を対極として、作用極および対極の間にセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)を挿入積層し、電解液(エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートを3:5:2(体積比)の割合で混合した混合溶媒を作製し、さらに添加剤として、VC(ビニレンカーボネート)とFEC(フルオロエチレンカーボネート)を混合溶媒100質量部に対してそれぞれ1質量部加えた後、LiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を満たして二極密閉式金属セル(宝泉社製HSフラットセル)を組み立てた。セルの組み立ては、アルゴンガス置換したグローブボックス内で行った。
<リチウムイオン二次電池負極のサイクル特性評価>
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧0.05Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧1.5Vで定電流放電を行った。この操作を20回繰り返した。1Cは負極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。サイクル特性は、3回目の0.2C放電容量と20回目の0.2C放電容量の比、以下の式1で表すことができる。
(式1)サイクル特性=3回目の0.2C放電容量/20回目の0.2C放電容量×100(%)
4:95.0%以上
3:90.0%以上95.0%未満
2:80.0%以上90.0%未満
1:60.0%以上80.0%未満
0:60.0%未満
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧0.05Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧1.5Vで定電流放電を行った。この操作を20回繰り返した。1Cは負極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。サイクル特性は、3回目の0.2C放電容量と20回目の0.2C放電容量の比、以下の式1で表すことができる。
(式1)サイクル特性=3回目の0.2C放電容量/20回目の0.2C放電容量×100(%)
4:95.0%以上
3:90.0%以上95.0%未満
2:80.0%以上90.0%未満
1:60.0%以上80.0%未満
0:60.0%未満
<リチウムイオン二次電池負極のレート特性評価>
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧0.05Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧1.5Vで定電流放電を行った。この操作を3回繰り返した後、充電レート0.2Cにて充電終止電圧0.05Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行い、放電レート3Cにて放電終止電圧1.5Vで定電流放電を行った。1Cは負極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。レート特性は、0.2C放電容量と3C放電容量の比、以下の式2で表すことができる。
(式2)レート特性=3C放電容量/3回目の0.2C放電容量×100(%)
3:80.0%以上
2:65.0%以上80.0%未満
1:50.0%以上65.0%未満
0:50.0%未満
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧0.05Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧1.5Vで定電流放電を行った。この操作を3回繰り返した後、充電レート0.2Cにて充電終止電圧0.05Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行い、放電レート3Cにて放電終止電圧1.5Vで定電流放電を行った。1Cは負極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。レート特性は、0.2C放電容量と3C放電容量の比、以下の式2で表すことができる。
(式2)レート特性=3C放電容量/3回目の0.2C放電容量×100(%)
3:80.0%以上
2:65.0%以上80.0%未満
1:50.0%以上65.0%未満
0:50.0%未満
<リチウムイオン二次電池正極評価用セルの組み立て>
先に作製した電極膜(実施例15~18、比較例5)をφ16mmに打ち抜き作用極とし、金属リチウム箔(厚さ0.15mm)を対極として、作用極および対極の間にセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)を挿入積層し、電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを容量比1 :1 で混合した混合溶媒にLiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を満たして二極密閉式金属セル(宝泉社製HSフラットセル)を組み立てた。セルの組み立ては、アルゴンガス置換したグローブボックス内で行った。
先に作製した電極膜(実施例15~18、比較例5)をφ16mmに打ち抜き作用極とし、金属リチウム箔(厚さ0.15mm)を対極として、作用極および対極の間にセパレーター(多孔質ポリプロピレンフィルム)を挿入積層し、電解液(エチレンカーボネートとジエチルカーボネートを容量比1 :1 で混合した混合溶媒にLiPF6を1Mの濃度で溶解させた非水電解液)を満たして二極密閉式金属セル(宝泉社製HSフラットセル)を組み立てた。セルの組み立ては、アルゴンガス置換したグローブボックス内で行った。
<リチウムイオン二次電池正極のサイクル特性評価>
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧2.5Vで定電流放電を行った。この操作を200回繰り返した。1Cは正極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。サイクル特性は、3回目の0.2C放電容量と200回目の0.2C放電容量の比、以下の式3で表すことができる。
(式3)サイクル特性=3回目の0.2C放電容量/200回目の0.2C放電容量×100(%)
4:95.0%以上
3:90.0%以上95.0%未満
2:80.0%以上90.0%未満
1:60.0%以上80.0%未満
0:60.0%未満
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧2.5Vで定電流放電を行った。この操作を200回繰り返した。1Cは正極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。サイクル特性は、3回目の0.2C放電容量と200回目の0.2C放電容量の比、以下の式3で表すことができる。
(式3)サイクル特性=3回目の0.2C放電容量/200回目の0.2C放電容量×100(%)
4:95.0%以上
3:90.0%以上95.0%未満
2:80.0%以上90.0%未満
1:60.0%以上80.0%未満
0:60.0%未満
<リチウムイオン二次電池正極のレート特性評価>
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧2.5Vで定電流放電を行った。この操作を3回繰り返した後、充電レート0.2Cにて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行い、放電レート3Cにて放電終止電圧2.5Vで定電流放電を行った。1Cは負極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。レート特性は、0.2C放電容量と3C放電容量の比、上記の式2で表すことができる。
3:80.0%以上
2:65.0%以上80.0%未満
1:50.0%以上65.0%未満
0:50.0%未満
作製したリチウムイオン二次電池負極評価用セルを25℃ の恒温室内に設置し、充放電装置(北斗電工社製、SM-8)を用いて充放電測定を行った。充電レート0.2Cにて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行った後、放電レート0.2Cにて放電終止電圧2.5Vで定電流放電を行った。この操作を3回繰り返した後、充電レート0.2Cにて充電終止電圧4.2Vで定電流定電圧充電(カットオフ電流:0.02C電流 )を行い、放電レート3Cにて放電終止電圧2.5Vで定電流放電を行った。1Cは負極の理論容量を1時間で充電または放電する電流値とした。レート特性は、0.2C放電容量と3C放電容量の比、上記の式2で表すことができる。
3:80.0%以上
2:65.0%以上80.0%未満
1:50.0%以上65.0%未満
0:50.0%未満
表3に実施例1~18、比較例1~5で作製した電極膜およびリチウムイオン二次電池の評価結果を示す。
表3より、実施例では、比較例と比ベて、サイクル特性およびレート特性に優れたリチウムイオン二次電池が得られた。これはカーボンナノチューブにより電極膜に導電パスが形成され、かつ、充放電の前後で電極構造が維持されたためと考えられる。
Claims (8)
- 合材層を少なくとも含む非水電解質二次電池用電極であって、前記合材層は導電助剤と活物質とバインダーとを含み、前記導電助剤はカーボンナノチューブを含み、前記合材層は引張試験による最大点伸度が5.0%以上である非水電解質二次電池用電極。
- 前記合材層は引張試験によるヤング率が90MPa以上である請求項1に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記カーボンナノチューブは、分散剤によって分散されたカーボンナノチューブを含む請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記分散剤の含有量は、100質量部の前記カーボンナノチューブに対して10質量部以上100質量部以下である請求項3に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記分散剤は、ビニルアルコールを繰り返し単位として含む重合体である請求項3記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記カーボンナノチューブの含有量は、前記合材層100質量部に対して2質量部以下である請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 前記活物質は、シリコン系活物質を含む請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用電極。
- 請求項1または2に記載の電極を用いた非水電解質二次電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022062738A JP2023153455A (ja) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022062738A JP2023153455A (ja) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023153455A true JP2023153455A (ja) | 2023-10-18 |
Family
ID=88349837
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022062738A Pending JP2023153455A (ja) | 2022-04-05 | 2022-04-05 | 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023153455A (ja) |
-
2022
- 2022-04-05 JP JP2022062738A patent/JP2023153455A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6801806B1 (ja) | 非水電解質二次電池用カーボンナノチューブ分散液およびそれを用いた樹脂組成物、合材スラリー、電極膜、非水電解質二次電池。 | |
JP7196597B2 (ja) | カーボンナノチューブ分散液およびその利用 | |
JP6961152B1 (ja) | カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ分散液、それを用いた非水電解質二次電池 | |
JP2022063234A (ja) | カーボンナノチューブ分散液およびその利用 | |
JP7358967B2 (ja) | カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ分散液およびその利用 | |
JP6984781B1 (ja) | カーボンナノチューブ分散液およびその利用 | |
JP2023153455A (ja) | 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 | |
JP2023153454A (ja) | 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 | |
JP2023153453A (ja) | 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 | |
JP2023153456A (ja) | 非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 | |
US20230307653A1 (en) | Carbon nanotube dispersion and use thereof | |
JP7457227B1 (ja) | 二次電池電極用複合物 | |
JP7107413B1 (ja) | 二次電池電極用樹脂組成物の製造方法、二次電池電極用合材スラリーの製造方法、電極膜の製造方法、及び二次電池の製造方法 | |
JP7414171B1 (ja) | カーボンナノチューブ分散組成物およびその利用 | |
WO2024071144A1 (ja) | カーボンナノチューブ分散液、及びそれを用いた樹脂組成物、導電膜、合材スラリー、電極、非水電解質二次電池 | |
JP2023092639A (ja) | 非水電解質二次電池用カーボン材料樹脂複合物、それを用いた非水電解質二次電池用分散液、非水電解質二次電池用電極、及び非水電解質二次電池 | |
JP2023069017A (ja) | カーボンナノチューブ分散組成物、およびそれを用いた樹脂組成物、電極膜、二次電池、車両 | |
JP2021036520A (ja) | 非水電解質二次電池用下地層付き集電体、非水電解質二次電池用電極及び非水電解質二次電池 | |
JP2022161867A (ja) | 非水電解質二次電池用分散液、及びそれを用いた非水電解質二次電池用電極用組成物、非水電解質二次電池用電極、非水電解質二次電池 | |
WO2023127931A1 (ja) | カーボンナノチューブ、カーボンナノチューブ分散液、及びそれを用いる非水電解質二次電池 | |
JP2023089806A (ja) | カーボンナノチューブ、およびその利用 | |
JP2022165797A (ja) | 下地層用炭素材料分散液、およびそれを用いた下地層用導電性組成物、蓄電デバイス用下地層付き集電体、蓄電デバイス用電極、蓄電デバイス |