JP5618775B2 - 電池正極及びリチウムイオン二次電池 - Google Patents
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Description
に優れ、電極を高密度化しても高い容量を維持できる電池正極を提供できる。且つ、CMCや界面活性剤などの分散剤は不使用もしくは極少量に抑えられるため、CMCの分解によると思われる電池性能劣化も抑制できる。
ジイソシアネート化合物またはジアミン化合物、三塩基酸無水物または三塩基酸無水物クロライドは、それぞれ芳香族化合物を使用することが望ましい。ジイソシアネート化合物としては4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、3,3′−ジフェニルメタンジイソシアネート、パラフェニレンジイソシアネート等が好ましく、ジアミン化合物としては4,4′−ジアミノジフェニルエーテル、4,4′−ジアミノジフェニルスルホン、3,3′−ジアミノジフェニルスルホン、キシリレンジアミン、フェニレンジアミン等が好ましい。また、三塩基酸無水物としてはトリメリット酸無水物等が好ましく、三塩基酸無水物クロライドとしてはトリメリット酸無水物クロライド等が好ましい。塩基性化合物としては、トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン等のアルキルアミン、トリエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン、N,N−ジメチルエタノールアミン等のアルカノールアミンが好ましく使用される。
具体的な水溶性ポリアミドイミド樹脂及びその製造法は、特公昭60−6366号公報、特開2002−284993号公報、特開平10−67934号公報などに記載されている。このような水溶性ポリアミドイミド樹脂の市販品としては、日立化成工業(株)製HPC−1000(例えば、HPC−1000−28)などがあり、このような水溶性ポリアミドイミド樹脂は、例えば、固形分濃度約30%そしてN−メチル−2−ピロリドン/イオン水=50/50の水性溶媒として入手できる。耐熱性としてTg≧280℃、熱分解開始温度≧400℃、および機械特性として弾性率≧2.5GPを示すようなものは、特に好ましい。
(実施例1)
LiCoO2(日本化学セルシードC10N)とカーボンブラック(電気化学工業デンカブラック)と水溶性ポリアミドイミド(日立化成工業株式会社製 HPC−1000−28)をLiCoO2/カーボンブラック/水溶性ポリアミドイミド(PAI)=95/5/3になるように、またスラリーの固形分濃度が(ポリテトラフルオロエチレン水性ディスパージョン添加後に)70%になるように水を加えた。得られた混合物を自転公転式ミキサー(株式会社シンキー製あわとり練太郎 ARE−250)を用いて、2000rpmで5分間混練してスラリーを得た。次いで、ポリテトラフルオロエチレン水性ディスパージョン(PTFE)(三井・デュポンフロロケミカル(株)製 31−JR)をLiCoO2/カーボンブラック/水溶性ポリアミドイミド/PTFE=95/5/3/10になるようにスラリーに滴下し、更に2000rpmで3分間混合した。20cm幅、厚み20μmのアルミ箔を約7cm切り出し、ガラス板にアセトンを1ml程度まいて、切り出したアルミ箔をアセトンでガラス板に密着させた。更に、アセトンをアルミ箔上に1ml程度ふりまいて、ペーパータオルで拭くことでアルミ箔表面を脱脂した。得られたスラリーをガラス板上のアルミ箔の上にアプリケータ(BYK Gardner社製 4面アプリケータ PA−2021)を用いて、コーティングを行った(このときアプリケータとアルミ箔表面の空隙が100μmとなる)。得られた電極を150℃に設定した乾燥機
で30分間乾燥して、更に350℃に設定した熱風乾燥機で30分間乾燥して、サンプル電極を得た。
LiCoO2/カーボンブラック/水溶性ポリアミドイミド/PTFE=95/5/3/5、スラリー固形分濃度70%になるように、実施例1と同様に電極を作製した。
LiCoO2/カーボンブラック/水溶性ポリアミドイミド/PTFE=95/5/2/5、スラリー固形分濃度75%になるように、実施例1と同様に電極を作製した。
LiCoO2/カーボンブラック/水溶性ポリアミドイミド/PTFE=95/5/2/3、スラリー固形分濃度70%になるように、実施例1と同様に電極を作製した。
LiCoO2(日本化学セルシードC10N)とカーボンブラック(電気化学工業デンカブラック)と水溶性ポリアミドイミド(日立化成工業株式会社製 HPC−1000−28)をLiCoO2/カーボンブラック/ポリアミドイミド=95/5/2になるように、またスラリーの最終的な固形分濃度(PTFE水性ディスパージョン添加後)が70%になるように水を加えた。得られた混合物を自転公転式ミキサー(株式会社シンキー製あわとり練太郎 ARE−250)を用いて、2000rpmで5分間混練してスラリーを得た。次いで、ポリテトラフルオロエチレン水性ディスパージョン(三井・デュポンフロロケミカル(株)製 31−JR)及び、FEP水性ディスパージョン(三井・デュポンフロロケミカル(株)製 120−JRB)をLiCoO2/カーボンブラック/ポリアミドイミド/PTFE/FEP=95/5/2/1.5/1.5になるようにスラリーに滴下し、更に2000rpmで3分間混合した。以下のプロセスは実施例1と同様に行った。
水溶性ポリアミドイミド(日立化成工業 HPC−1000−28)の代わりにカルボキシメチルセルロースナトリウム塩(試薬グレード)の10wt%水溶液を用いる以外は実施例1と同様の工程でスラリーを作製した。
(配合 LiCoO2/カーボンブラック/CMC/PTFE=95/5/3/10、スラリー固形分濃度 70%)
コーティングも同様に行った。得られた電極を150℃に設定した乾燥機で30分間乾燥してサンプル電極を得た。
LiCoO2/カーボンブラック/CMC/PTFE=95/5/3/5、スラリー固形分濃度40%になるように、実施例1と同様にスラリーを作製した。
(スラリー固形分濃度が50%以上では、スラリーがPTFEの繊維化によりダマになってしまい、平滑な電極が得られなかったので、スラリー固形分濃度を40%とした。)
コーティングも同様に行った。得られた電極を150℃に設定した乾燥機で30分間乾燥し、更に350℃に設定した熱風乾燥機で30分間乾燥して、サンプル電極を得た。
LiCoO2(日本化学セルシードC10N)とカーボンブラック(電気化学工業デンカブラック)と水溶性ポリアミドイミド(日立化成工業株式会社製 HPC−1000−28)をLiCoO2/カーボンブラック/ポリアミドイミド=95/5/5になるよう
に、また混合物の固形分濃度が70%になるように水を加えた。得られた混合物を自転公転式ミキサー(株式会社シンキー製あわとり練太郎ARE−250)を用いて、2000rpmで5分間混練してスラリーを得た。このスラリーを実施例1と同様にアルミ箔上にコーティングを行い、150℃に設定した乾燥機で30分間乾燥し、更に350℃に設定した熱風乾燥機で30分間乾燥して、サンプル電極を得た。
LiCoO2/カーボンブラック/CMC/PTFE=95/5/2/3、スラリー固形分濃度50%になるように、実施例1と同様にスラリーを作製した。
(スラリー固形分濃度が60%以上では、スラリーがPTFEの繊維化によりダマになってしまい、平滑な電極が得られなかったので、スラリー固形分濃度を50%とした。)
コーティングも同様に行った。得られた電極を150℃に設定した乾燥機で30分間乾燥し、サンプル電極を得た。
得られた電極表面にカミソリを用いて1mm幅で切り込みを入れて、次にその切り込みと垂直に同様に1mm幅の切り込みを入れて10×10のマス目状の切り込みを作った。この切り込み部分にセロテープを貼り、親指の腹でしっかりと押さえた後、テープを電極から剥がした。同じ切り込みを入れた部分にセロテープを貼って剥がすことを計3回繰り返し、その様子を観察した。その結果を図1および図2に示す。
これに対し、比較例2では全面的に電極膜が剥離してしまい、アルミ箔表面が完全に露出した。
結着剤としてPAIのみを用いた比較例3でも、全面的に電極膜が剥離してしまい、アルミ箔表面が完全に露出した。また、比較例3の電極は膜が硬く、曲げると割れてしまっていた。
得られた電極を5cm×10cmのアルミ板に両面テープを用いて張り付けた。ScotchテープNo.898を30cm程度切り取り、テープ端から11cm部分で折り返した。残った部分を電極表面に貼り付け、消しゴムで押さえつけて圧着した。(参考:JIS K6894)
引っ張り試験機(テンシロン)を用いて、速度50mm/minで距離110mmで180°剥離を行った。
引っ張り距離0〜110mmの間の積分平均荷重を測定した。
実施例1、比較例1で得られた電極をφ30で円形に打ち抜き、150℃で3時間真空
乾燥させたものを正極として用い、負極に金属リチウム箔を用い、電解液として1.0M
LiPF6溶液(溶媒:キシダ化学 EC/DMC=3/7)を用い、セパレータとしてセルガード#2400を用いて、アルゴン雰囲気にしたグローブボックス中でHSセル(宝泉(株)製)電池セルを作製した。
Claims (3)
- フッ素樹脂水性ディスパージョンおよび水溶性ポリアミドイミド樹脂を含む結着剤により、電極活物質が結着されたリチウムイオン二次電池正極。
- 前記フッ素樹脂水性ディスパージョンが、ポリテトラフルオロエチレンである請求項1に記載のリチウムイオン二次電池正極。
- フッ素樹脂水性ディスパージョンおよび水溶性ポリアミドイミド樹脂を含む結着剤により、電極活物質が結着された電池正極を備えたことを特徴とするリチウムイオン二次電池。
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---|---|---|---|---|
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JP2021136226A (ja) * | 2020-02-28 | 2021-09-13 | Tdk株式会社 | 負極活物質層形成用組成物、およびそれを用いた負極およびリチウムイオン二次電池 |
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