JP5057125B2 - 電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、及び電気化学デバイス - Google Patents
電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、及び電気化学デバイス Download PDFInfo
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Description
本発明に係る電極用バインダー組成物の一態様は、
下記一般式(C−1)で表される構成単位(a1)を含有する重合体(A)と、
液状媒体(B)と、
を含むことを特徴とする。
適用例1の電極用バインダー組成物において、
前記一般式(C−1)中のRCcが下記一般式(Cc−1)又は下記一般式(Cc−2)で表される基であることができる。
適用例2の電極用バインダー組成物において、
前記一般式(Cc−1)で表される基が下記一般式(Cc−11)で表される基であることができる。
適用例2の電極用バインダー組成物において、
前記一般式(Cc−2)で表される基が下記一般式(Cc−21)で表される基であることができる。
適用例1の電極用バインダー組成物において、
前記一般式(C−1)で表される構成単位(a1)が下記一般式(Cc−11a)又は下記一般式(Cc−21a)で表される構成単位であることができる。
適用例1ないし適用例5のいずれか一例の電極用バインダー組成物において、
前記重合体(A)に含まれる前記構成単位(a1)の割合が、全構成単位の合計100質量%中0.5〜10質量%であることができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の電極用バインダー組成物において、
前記重合体(A)が、共役ジエン系化合物に由来する構成単位(a2)及び芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(a3)をさらに含有することができる。
適用例1ないし適用例6のいずれか一例の電極用バインダー組成物において、
前記重合体(A)が、アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物に由来する構成単位(a4)をさらに含有することができる。
本発明に係る電極用スラリーの一態様は、
電極活物質(C)と、適用例1ないし適用例8のいずれか一例の電極用バインダー組成物と、を含有することを特徴とする。
本発明に係る電極の一態様は、
集電体と、前記集電体の少なくとも一方の面に適用例9の電極用スラリーを用いて形成された電極活物質層と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る電気化学デバイスの一態様は、
適用例10に記載の電極を備えることを特徴とする。
本実施の形態に係る電極用バインダー組成物は、構成単位(a1)を含有する重合体(A)と、液状媒体(B)と、を含有する。なお、本実施の形態に係る電極用バインダー組成物は、任意的に増粘剤、乳化剤、重合開始剤またはその残滓、界面活性剤、中和剤などの他の成分を含有してもよい。以下、本実施の形態に係る電極用バインダー組成物に含まれる各成分について詳細に説明する。
重合体(A)は、構成単位(a1)を含有する重合体である。重合体(A)は、構成単位(a1)以外に、共役ジエン系化合物に由来する構成単位(a2)(以下、単に「構成単位(a2)」とも記載する。)、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(a3)(以下、単に「構成単位(a3)」とも記載する。)、及びアクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物に由来する構成単位(a4)(以下、単に「構成単位(a4)」とも記載する。)、シアン化ビニル化合物に由来する構成単位(a5)(以下、単に「構成単位(a5)」とも記載する。)、不飽和カルボン酸に由来する構成単位(a6)(以下、単に「構成単位(a6)」とも記載する。)、その他の構成単位(a7)から選ばれる1種以上の構成単位を含有してもよい。
1.1.1.1.構成単位(a1)
重合体(A)は、下記一般式(C−1)で表される構成単位(a1)を含有することにより、ポリマー骨格側鎖に電解液親和性の向上に有利な環状カーボネート構造を有することになる。これによりバインダーが電解液を吸液しやすくなり、リチウムイオンの導通性能が向上することにより電池特性を向上させることができる。
重合体(A)は、共役ジエン系化合物に由来する構成単位(a2)を含有することができる。重合体(A)が構成単位(a2)を含有することで、電極活物質層の集電体に対する密着性とプレス耐性とを両立させることができる。
重合体(A)は、芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(a3)を含有することができる。構成単位(a3)を含有することで、電極活物質層の柔軟性や集電体に対する密着性を向上させることができる。
重合体(A)は、(メタ)アクリル酸エステル化合物に由来する構成単位(a4)を含有することができる。なお、本明細書において、「(メタ)アクリル酸〜」とは、「アクリル酸〜」と「メタクリル酸〜」のいずれをも意味する。
重合体(A)は、シアン化ビニル化合物に由来する構成単位(a5)を含有することができる。
重合体(A)は、不飽和カルボン酸に由来する構成単位(a6)を含有することができる。
重合体(A)は、上記構成単位以外に、その他の構成単位(a7)を含有することができる。
1.1.2.1.共役ジエン/芳香族ビニル系特定共重合体(A−1)
重合体(A)の具体例の一つとして、構成単位(a1)、構成単位(a2)及び構成単位(a3)を含有する共役ジエン/芳香族ビニル系特定共重合体(A−1)(以下、「重合体(A−1)」とも記載する。)が挙げられる。重合体(A−1)は、耐還元性に優れるという特性を有するため、特に負極用バインダーを構成する重合体として好適に用いることができる。以下、重合体(A−1)の組成について詳細に説明する。
重合体(A)の具体例の一つとして、構成単位(a1)及び構成単位(a4)を含有するアクリル系特定共重合体(A−2)(以下、「重合体(A−2)」とも記載する。)が挙げられる。重合体(A−2)は、前述の重合体(A−1)に比して、耐酸化性が高いという特性を有するため、特に正極用バインダーを構成する重合体として好適に用いることができる。
重合体(A)は、上記説明した上記構成単位を与える各モノマーの混合物を重合することによって製造することができる。モノマー混合物の重合方法は特に制限されないが、水系媒体中、乳化剤、重合開始剤、分子量調節剤等の存在下、乳化重合することにより調製することが好ましい。
本実施の形態に係る電極用バインダー組成物に含有される重合体(A)は、そのガラス転移温度(Tg)が−45〜25℃であることが好ましい。重合体(A)のガラス転移温度(Tg)は、以下のようにして測定することができる。重合体(A)が分散されてなるラテックスの約4gを5cm×4cmのテフロン(登録商標)シャーレに流し込み、70℃の恒温槽中において24時間乾燥させて膜厚約100μmのフィルムとする。得られたフィルムから約10mgの試料を切り出し、これをアルミニウム容器中に採取して密封する。そして、示差走査熱量測定装置(NETZSCH−Ger艪狽・b≠普@GmbH製、型式「DSC204F1」)を用い、空気雰囲気下で昇温速度20℃/minにて−80℃〜100℃の温度領域について示差走査熱量測定を行い、得られたDSCチャートに基づいてガラス転移温度Tgを求める。DSCチャートからガラス転移温度(Tg)を求める際には、JIS K7121に記載の中間点ガラス転移温度の求め方に準拠して行う。
本実施の形態に係る電極用バインダー組成物は、上記のような重合体(A)と共に液状媒体(B)を含有する。この液状媒体としては、水系媒体又は非水系媒体が挙げられる。
本実施の形態に係る電極用バインダー組成物には、その塗布性や電気化学デバイスの充放電特性等をさらに向上させる観点から増粘剤を添加してもよい。
本実施の形態に係る電極用バインダー組成物は、重合体(A)が粒子状で水系媒体に分散されたラテックス状であることが好ましい。本実施の形態に係る電極用バインダー組成物としては、水系媒体中で上記のような重合体(A)を合成(重合)した後の重合反応混合物を、必要に応じて液性を調整した後、これをそのまま用いることが特に好ましい。従って、本実施の形態に係る電極用バインダー組成物は、重合体粒子及び水系媒体のほか、乳化剤、重合開始剤又はその残滓、界面活性剤、中和剤等の他の成分を含有していてもよい。これら他の成分の含有割合としては、他の成分の合計質量が組成物の固形分量に対する割合として、3質量%以下であることが好ましく、2質量%以下であることがより好ましい。
本実施の形態に係る電極用スラリーは、電極活物質(C)及び前述の電極用バインダー組成物を含有する。本実施の形態に係る電極用スラリーは、前述の電極用バインダー組成物を含有することにより、電極活物質相互間の良好な結着性を達成し、電極活物質層と集電体間の密着性が高い電極活物質層を形成することができる。また、低温環境下における放電レート特性と高温環境下における電気化学的安定性との双方に優れた電気化学デバイスを与えることができる。
電極活物質(C)としては、特に制限はなく、目的とする電気化学デバイスの種類等に応じて適宜選択される。
本実施の形態に係る電極用スラリーは、必要に応じて、増粘剤、分散剤、界面活性剤、消泡剤等をさらに含有することができる。
本実施の形態に係る電極用スラリーは、前述の電極用バインダー組成物と、上記のような電極活物質(C)と、必要に応じて用いられる成分と、を混合することにより調製される。これらを混合するための手段としては、例えば撹拌機、脱泡機、ビーズミル、高圧ホモジナイザー等などの公知の混合装置を利用することができる。また、電極用スラリーの調製は、減圧下で行うことが好ましい。これにより、得られる電極活物質層内に気泡が生じることを防止することができる。
本実施の形態に係る電極は、集電体と、前記集電体の少なくとも一方の面に前述の電極用スラリーを塗布して乾燥する工程を経て形成された電極活物質層と、を備えている。塗膜を乾燥させた後、さらにプレス加工することが好ましい。
上記集電体としては、例えば金属箔、エッチング金属箔、エキスパンドメタル等を挙げることができる。集電体を構成する材料の具体例としては、例えばアルミニウム、銅、ニッケル、タンタル、ステンレス、チタン等の金属材料を挙げることができ、目的とする電気化学デバイスの種類に応じて適宜選択して用いることができる。
電極活物質層は、上記のような集電体のいずれか一方の表面上に前述の電極用スラリーを塗布し、その後乾燥させる工程を経ることにより作製することができる。
上記のようにして作製された電極は、前述の電極用バインダー組成物を含有する電極用スラリーを用いて作製された電極活物質層を備えているため、電極活物質層における電極活物質相互間の良好な結着性を達成し、電極活物質層と集電体間の密着性が高いものである。また、この電極を用いると、低温環境下における放電レート特性と高温環境下における電気化学的安定性との双方に優れた電気化学デバイスが得られる。
本実施の形態に係る電気化学デバイスは、前述の電極を具備し、電解液及びセパレータを備えるものである。電気化学デバイスの具体例としては、リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等を挙げることができる。
以下、本発明を実施例に基いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例、比較例中の「部」及び「%」は、特に断らない限り質量基準である。また、各種物性値の測定方法及び諸特性の評価方法を以下に示す。
4.1.1.重合体粒子の数平均粒子径
重合体粒子の数平均粒子径は、22mWのHe−Neレーザー(波長λ=632.8nm)を光源とする光散乱測定装置(商品名「ALV5000」、ALV社製)を使用して測定した。
バインダー組成物を水で固形分30%に希釈した後、8cm×14cmのテフロンシャーレに調製後のバインダー組成物25gを流しこみ、常温にて5日間乾燥させて乾燥フィルムを得た。その後、乾燥フィルムをテフロンシャーレから取り出し、更に80℃×3時間乾燥を行い、試験用フィルムを得た。次に、得られた試験用フィルムを2cm×2cmの大きさに複数枚切り出し、初期質量(W0)を測定した。その後、下記組成を有する電解液が入ったスクリュー瓶に投入して、80℃にて24時間浸漬した。その後、試験用フィルムを電解液から取り出し、電解液を拭き取り、試験後の浸漬後質量(W1)を測定した。その後、下記式(1)によって電解液に対する膨潤率(%)を算出した。表1〜表3中、本評価を「膨潤度」と示す。
膨潤率(%)=(浸漬後質量(W1)/初期質量(W0))×100 ・・・・(1)
評価対象の電極(積層体)から、幅2cm×長さ12cmの試験片を切り出し、この試験片の電極活物質層側の表面を、両面テープによりアルミ板に貼り付けた。次に、アルミニウム板上の上記試験片の集電体側表面に、幅18mmテープ(JIS Z1522準拠品、商品名「セロテープ(登録商標)」、ニチバン株式会社製)を貼り付けた。アルミニウム板との角度を90°に維持しつつ、このテープを上方向に50mm/分の速度で引き上げて剥離角度90°で剥離されたときに上記テープを引っ張っている力(剥離力)(mN/2cm)を6回(6個の異なる試験片で)測定し、その平均値を電極活物質層のピール強度(mN/2cm)として算出した。なお、「mN/2cm」は、幅2cmあたりの剥離強度を示す単位である。ピール強度の値が大きいほど、集電体と電極活物質層との密着強度が高く、集電体から電極活物質層が剥離し難いと評価することができる。この値が200mN/2cm以上である場合、良好と評価することができる。表1〜表3中、本評価を「ピール強度[mN/2cm]」と示す。
4.1.4.1.リチウムイオン二次電池負極の作製
二軸型プラネタリーミキサー(商品名「TKハイビスミックス 2P−03」、プライミクス株式会社製)に、増粘剤(商品名「CMC2200」、ダイセル化学工業株式会社製)1部(固形分換算)、負極活物質としてグラファイト100部(固形分換算)、及び水68部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、各実施例で調製した電極用バインダー組成物1部(固形分換算)を加え、更に1時間撹拌し、ペーストを得た。得られたペーストに水を投入し、固形分濃度を50%に調整した後、撹拌脱泡機(商品名「あわとり練太郎」、株式会社シンキー製)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、更に真空条件下1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、電極用スラリーを調製した。銅箔からなる集電体の表面に、調製した電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が80μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥させた。その後、電極活物質層の密度が1.8g/cm3となるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、リチウムイオン二次電池負極を得た。
二軸型プラネタリーミキサー(商品名「TKハイビスミックス 2P−03」、プライミクス株式会社製)に、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)4部(固形分換算)、正極活物質としてリン酸鉄リチウム100部(固形分換算)、導電剤としてアセチレンブラック5部(固形分換算)、NMP(N−メチルピロリドン)25部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、更にNMP10部を投入した後、撹拌脱泡機(商品名「あわとり練太郎」、株式会社シンキー製)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、更に真空条件下1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、電極用スラリーを調製した。アルミ箔からなる集電体の表面に、調製した電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が90μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥させた。その後、電極活物質層の密度が3.8g/cm3となるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、リチウムイオン二次電池正極を得た。
露点が−80℃以下となるようAr置換されたグローブボックス内で、2極式コインセル(商品名「HSフラットセル」、宝泉株式会社製)に、前記「4.1.4.1.リチウムイオン二次電池負極の作製」の項にて作製した負極を直径16.16mmの円盤状に打ち抜いた負極を載置した。次いで、直径18mmの円盤状に打ち抜いたポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ(商品名「セルガード#2400」、セルガード株式会社製)を載置するとともに、空気が入らないように電解液を注入した。その後、前記「4.1.4.2.対極(PVDF系正極)の作製」の項にて作製した正極を直径15.95mmの円盤状に打ち抜いた正極を載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで締めて封止することにより、リチウムイオン二次電池を作製した。なお、使用した電解液は、エチレンカーボネート/エチルメチルカーボネート=1/1の溶媒に、LiPF6を濃度1mol/Lとなるように溶解した溶液を使用した。
前記「4.1.4.3.リチウムイオン二次電池の作製」の項で作製したリチウムイオン二次電池を定電流(0.2C)−定電圧(4.2V)方式により充電し、定電流(0.2C)方式により放電するサイクルを3回繰り返した後の放電容量(C0.2)を測定した。次いで、定電流(0.2C)−定電圧(4.2V)方式で充電し、定電流(1.0C)方式で放電したときの容量(C1.0)を測定した。これらの測定値を用いて、下記式(2)によってリチウムイオン二次電池レート特性(1.0C/0.2C)(%)を算出した。
レート特性(%)=(C1.0/C0.2)×100 ・・・・・(2)
前記「4.1.4.3.リチウムイオン二次電池の作製」の項で作製したリチウムイオン二次電池を定電流(0.2C)−定電圧(4.2V)方式により充電し、定電流(0.2C)方式により放電するサイクルを50回繰り返した。このとき、3サイクル目の放電容量(C3Cycles)及び50サイクル目の放電容量(C50Cycles)を測定し、下記式(3)によってリチウムイオン二次電池サイクル特性(%)を算出した。
サイクル特性(%)=(C50Cycles/C3Cycles)×100 ・・・・・(3)
前記「4.1.4.3.リチウムイオン二次電池の作製」の項で作製したリチウムイオン二次電池を放電深度(DOD)50%に調整し、図1のように10秒パルス電流を1分間のインターバルにて1C、3C、5C、10Cの電流値で放電側、充電側交互に流し、電圧を測定した。図2に示すように、放電側のそれぞれ10秒目の電圧を電流値に対してプロットし、最小二乗法により各プロットを近似したその傾きをDC−IR(Ω)とした。
直流内部抵抗(DC−IR)=|ΔV/ΔI| ・・・・・(4)
4.1.5.1.リチウムイオン二次電池正極の作製
二軸型プラネタリーミキサー(商品名「TKハイビスミックス 2P−03」、プライミクス株式会社製)に、増粘剤(商品名「CMC2200」、ダイセル化学工業株式会社製)1部(固形分換算)、正極活物質としてリン酸鉄リチウム100部(固形分換算)、導電剤としてアセチレンブラック5部(固形分換算)、及び水25部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、各実施例で調製した電極用バインダー組成物2部(固形分換算)を加え、更に1時間撹拌し、ペーストを得た。得られたペーストに水10部を投入した後、撹拌脱泡機(商品名「あわとり練太郎」、株式会社シンキー製)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、更に真空条件下1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、電極用スラリーを調製した。アルミ箔からなる集電体の表面に、調製した電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が90μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥させた。その後、電極活物質層の密度が2.0g/cm3となるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、リチウムイオン二次電池正極を得た。
二軸型プラネタリーミキサー(商品名「TKハイビスミックス 2P−03」、プライミクス株式会社製)に、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)4部(固形分換算)、負極活物質としてグラファイト100部(固形分換算)、NMP(N−メチルピロリドン)80部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、更にNMP20部を投入した後、撹拌脱泡機(商品名「あわとり練太郎」、株式会社シンキー製)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、更に真空条件下1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、電極用スラリーを調製した。銅箔からなる集電体の表面に、調製した電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が150μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥させた。その後、電極活物質層の密度が1.8g/cm3となるようにロールプレス機を使用してプレス加工することにより、リチウムイオン二次電池負極を得た。
前述のリチウムイオン二次電池負極用バインダーの評価におけるリチウムイオン二次電池の作製と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。
前述のリチウムイオン二次電池負極用バインダーの評価と同様にして、リチウムイオン二次電池レート特性(1.0C/0.2C)、リチウムイオン二次電池サイクル特性、及びリチウムイオン二次電池直流内部抵抗(DC−IR)特性について評価した。
4.1.6.1.電気二重層キャパシタ電極の作製
二軸型プラネタリーミキサー(商品名「TKハイビスミックス 2P−03」、プライミクス株式会社製)に、活性炭(商品名「クラレコールYP」、クラレケミカル株式会社製)100部、導電性カーボン(商品名「デンカブラック」、電気化学工業株式会社製)6部、増粘剤(商品名「CMC2200」、ダイセル化学工業株式会社製)2部、及び水278部を投入し、60rpmで1時間撹拌を行った。その後、各実施例で調製した電極用バインダー組成物4部を加え、更に1時間撹拌を行い、ペーストを得た。得られたペーストに水を投入し、固形分を25%に調整した後、撹拌脱泡機(商品名「あわとり練太郎」、株式会社シンキー製)を使用して、200rpmで2分間、次いで1,800rpmで5分間、更に真空条件下1,800rpmで1.5分間撹拌・混合することにより、電極用スラリーを調製した。アルミ箔よりなる集電体の表面に、調製した電極用スラリーを、乾燥後の膜厚が150μmとなるようにドクターブレード法によって均一に塗布し、120℃で20分間乾燥処理することにより電気二重層キャパシタ電極を得た。
露点が−80℃以下となるようAr置換されたグローブボックス内で2極式コインセル(商品名「HSフラットセル」、宝泉社製)に、前記「4.1.6.1.電気二重層キャパシタ電極の作製」の項にて作製した電極を直径16.16mmの円盤状に打ち抜いた電極を載置した。次いで、直径18mmの円盤状に打ち抜いたセパレータ(商品名「TF4535」、ニッポン高度紙工業株式会社製)を載置し、空気が入らないように電解液を注入した。その後、直径15.95mmの円盤状に打ち抜いた電気二重層キャパシタ電極を載置し、前記2極式コインセルの外装ボディーをネジで締めて封止することにより電気二重層キャパシタを作製した。なお、使用した電解液は、プロピレンカーボネートを溶媒とし、トリエチルメチルアンモニウムテトラフルオロボレートを濃度1mol/Lとなるように溶解した溶液を使用した。
電気二重層キャパシタを定電流(1C)−定電圧(3.5V)方式により充電し、定電流(1C)方式により放電するサイクルを100回繰り返した。このとき、3サイクル目の放電容量(C3Cycles)及び100サイクル目の放電容量(C100Cycles)を測定し、下記式(5)によって電気二重層キャパシタサイクル特性(%)を算出した。
サイクル特性(%)=(C100Cycles/C3Cycles)×100 ・・・・・(5)
前記「4.1.6.2.電気二重層キャパシタの作製」の項で作製した電気二重層キャパシタを放電深度(DOD)50%に調整し、図1のように10秒パルス電流を1分間のインターバルにて1C、3C、5C、10Cの電流値で放電側、充電側交互に流し、電圧を測定した。図2に示すように、放電側のそれぞれ10秒目の電圧を電流値に対してプロットし、最小二乗法により各プロットを近似したその傾きをDC−IR(Ω)とした。
直流内部抵抗(DC−IR)=|ΔV/ΔI| ・・・・・(4)
撹拌機を備えた温度調節の可能なオートクレーブ中に、水200部、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム0.6部、過硫酸カリウム1.0部、重亜硫酸ナトリウム0.5部、及び下記表1に示した各モノマーを一括して仕込み、80℃で6時間重合反応させた。重合反応終了後、ラテックスのpHを7.2に調節した。分散剤としてポリアクリル酸ソーダ1部を添加した後、残留モノマーを水蒸気蒸留で処理し、減圧下で固形分濃度が48%となるまで濃縮して、電極用バインダー組成物を得た(数平均粒子径120nm)。得られた電極用バインダー組成物の膨潤度を評価した。また、得られた電極用バインダー組成物を用いてリチウムイオン二次電池負極を作製し、そのピール強度について評価した。また、前記リチウムイオン二次電池負極を用いてリチウムイオン二次電池を作製し、そのレート特性(1.0C/0.2C)、サイクル特性及び直流内部抵抗測定について評価した。これらの評価結果を下記表1に示す。
上記表1に示す各モノマーを表1に示す割合で用いたこと以外は、実施例1と同様にして各電極用バインダー組成物を得た。
容量7Lのセパラブルフラスコに水150部を仕込み、内部を十分に窒素置換した。一方、別の容器に、水60部、乳化剤としてエーテルサルフェート型乳化剤(商品名「アデカリアソープSR1025」、株式会社ADEKA製)2部(固形分換算)、下記表2に示した各モノマーを一括して仕込み、十分に撹拌することでモノマー乳化液を作製した。窒素置換した前記セパラブルフラスコの内部を60℃まで昇温し、重合開始剤として過硫酸ナトリウム0.5部を加え、更に75℃まで昇温した。内部温度が75℃に到達した時点でモノマー乳化液の添加を開始した。反応温度を75℃に維持したまま2時間かけてモノマー乳化液を全て添加し、更に85℃で1時間反応させた。その後、冷却して反応を停止させた後、水酸化ナトリウム水溶液でpHを7.5に調整することで電極用バインダー用組成物を得た(数平均粒子径180nm)。得られた電極用バインダー用組成物の膨潤度を評価した。また、得られた電極用バインダー用組成物を用いてリチウムイオン二次電池正極を作製し、そのピール強度について評価した。また、前記リチウムイオン二次電池正極を用いてリチウムイオン二次電池を作製し、そのレート特性(1.0C/0.2C)、サイクル特性及び直流内部抵抗測定について評価した。これらの評価結果を下記表2に示す。
上記表2に示す各モノマー及び配合割合としたこと以外は、実施例8と同様にして各電極用バインダー組成物を得た。但し、実施例9については、モノマー乳化液を添加する前のセパラブルフラスコに、以下に示すフッ素重合体(シード粒子)ラテックス10部(固形分換算)を水150部とともに予め仕込んでおくこと、及び上記表2に示す各モノマー及び配合割合としたこと以外は、実施例8と同様にして電極用バインダー組成物を得た。上述の実施例9及び比較例3で得られた各電極用バインダー組成物について各種評価を行った。これらの評価結果を上記表2に示す。
下記表3に示す各モノマー及び配合割合としたこと以外は、実施例1と同様にして各電極用バインダー組成物を得た。得られた各電極用バインダー組成物を用いて電気二重層キャパシタ電極を作製し、各種評価を行った。評価結果を下記表3に示す。
上記表3に示す各モノマー及び配合割合としたこと以外は、実施例9と同様にして各電極用バインダー組成物を得た。得られた各電極用バインダー組成物を用いて電気二重層キャパシタ電極を作製し、各種評価を行った。評価結果を下記表3に示す。
Claims (7)
- 前記重合体(A)に含まれる前記構成単位(a1)の割合が、全構成単位の合計100質量%中0.5〜10質量%である、請求項1に記載の電極用バインダー組成物。
- 前記重合体(A)が、共役ジエン系化合物に由来する構成単位(a2)及び芳香族ビニル化合物に由来する構成単位(a3)をさらに含有する、請求項1または請求項2に記載の電極用バインダー組成物。
- 前記重合体(A)が、アクリル酸エステル化合物又はメタクリル酸エステル化合物に由来する構成単位(a4)をさらに含有する、請求項1または請求項2に記載の電極用バインダー組成物。
- 電極活物質(C)と、請求項1ないし請求項4のいずれか一項に記載の電極用バインダー組成物と、を含有する電極用スラリー。
- 集電体と、前記集電体の少なくとも一方の面に請求項5に記載の電極用スラリーを用いて形成された電極活物質層と、を備える電極。
- 請求項6に記載の電極を備える電気化学デバイス。
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