JP5720226B2 - 電極の製造方法 - Google Patents
電極の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5720226B2 JP5720226B2 JP2010279520A JP2010279520A JP5720226B2 JP 5720226 B2 JP5720226 B2 JP 5720226B2 JP 2010279520 A JP2010279520 A JP 2010279520A JP 2010279520 A JP2010279520 A JP 2010279520A JP 5720226 B2 JP5720226 B2 JP 5720226B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- electrode
- chemical formula
- electrode mixture
- copper foil
- 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.)
- Active
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 132
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 59
- -1 cyclohexylidene group Chemical group 0.000 claims description 52
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 51
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 claims description 41
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 40
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 32
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 24
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 19
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 claims description 16
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 claims description 15
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N pyridine Substances C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 7
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 claims description 3
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 claims description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims description 3
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 claims description 3
- 125000001174 sulfone group Chemical group 0.000 claims description 3
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 claims description 3
- 125000004962 sulfoxyl group Chemical group 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 claims description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 54
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 51
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 51
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 47
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 45
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 36
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 28
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 26
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 24
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 18
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 15
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 15
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 14
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 13
- 150000000000 tetracarboxylic acids Chemical class 0.000 description 13
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 12
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 12
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 11
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 9
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 9
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 8
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- QQGYZOYWNCKGEK-UHFFFAOYSA-N 5-[(1,3-dioxo-2-benzofuran-5-yl)oxy]-2-benzofuran-1,3-dione Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(OC=2C=C3C(=O)OC(C3=CC=2)=O)=C1 QQGYZOYWNCKGEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 4
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 4
- AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N isoquinoline Chemical compound C1=NC=CC2=CC=CC=C21 AWJUIBRHMBBTKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 4
- 239000012488 sample solution Substances 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-2-pyrrolidinone Chemical compound CCN1CCCC1=O ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AIVVXPSKEVWKMY-UHFFFAOYSA-N 4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phthalic acid Chemical class C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C1OC1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 AIVVXPSKEVWKMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- LFBALUPVVFCEPA-UHFFFAOYSA-N 4-(3,4-dicarboxyphenyl)phthalic acid Chemical class C1=C(C(O)=O)C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)C(C(O)=O)=C1 LFBALUPVVFCEPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 4-Aminophenyl ether Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 HLBLWEWZXPIGSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WUPRYUDHUFLKFL-UHFFFAOYSA-N 4-[3-(4-aminophenoxy)phenoxy]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=CC(OC=2C=CC(N)=CC=2)=C1 WUPRYUDHUFLKFL-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
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 3
- ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N furo[3,4-f][2]benzofuran-1,3,5,7-tetrone Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC2=C1C(=O)OC2=O ANSXAPJVJOKRDJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 3
- OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 2,6-dimethylpyridine Chemical compound CC1=CC=CC(C)=N1 OISVCGZHLKNMSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NUIURNJTPRWVAP-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dimethylbenzidine Chemical compound C1=C(N)C(C)=CC(C=2C=C(C)C(N)=CC=2)=C1 NUIURNJTPRWVAP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUSNPFGLKGCWGN-UHFFFAOYSA-N 3-[4-(3-aminopropyl)piperazin-1-yl]propan-1-amine Chemical compound NCCCN1CCN(CCCN)CC1 XUSNPFGLKGCWGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GRFNBEZIAWKNCO-UHFFFAOYSA-N 3-pyridinol Chemical compound OC1=CC=CN=C1 GRFNBEZIAWKNCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KMKWGXGSGPYISJ-UHFFFAOYSA-N 4-[4-[2-[4-(4-aminophenoxy)phenyl]propan-2-yl]phenoxy]aniline Chemical compound C=1C=C(OC=2C=CC(N)=CC=2)C=CC=1C(C)(C)C(C=C1)=CC=C1OC1=CC=C(N)C=C1 KMKWGXGSGPYISJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HYDATEKARGDBKU-UHFFFAOYSA-N 4-[4-[4-(4-aminophenoxy)phenyl]phenoxy]aniline Chemical group C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(C=2C=CC(OC=3C=CC(N)=CC=3)=CC=2)C=C1 HYDATEKARGDBKU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UTDAGHZGKXPRQI-UHFFFAOYSA-N 4-[4-[4-(4-aminophenoxy)phenyl]sulfonylphenoxy]aniline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1OC1=CC=C(S(=O)(=O)C=2C=CC(OC=3C=CC(N)=CC=3)=CC=2)C=C1 UTDAGHZGKXPRQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N Quinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC=CC=C21 SMWDFEZZVXVKRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N acridine Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3N=C21 DZBUGLKDJFMEHC-UHFFFAOYSA-N 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
- RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N anisole Chemical compound COC1=CC=CC=C1 RDOXTESZEPMUJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 2
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 125000005442 diisocyanate group Chemical group 0.000 description 2
- USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N diphenyl ether Chemical compound C=1C=CC=CC=1OC1=CC=CC=C1 USIUVYZYUHIAEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N diphenyl sulfone Chemical compound C=1C=CC=CC=1S(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 KZTYYGOKRVBIMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000006358 imidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N m-cresol Chemical compound CC1=CC=CC(O)=C1 RLSSMJSEOOYNOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940018564 m-phenylenediamine Drugs 0.000 description 2
- AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylacetamide Chemical compound CCN(CC)C(C)=O AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N quinoxaline Chemical compound N1=CC=NC2=CC=CC=C21 XSCHRSMBECNVNS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 description 2
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 2
- HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N sulfonyldimethane Chemical compound CS(C)(=O)=O HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N tetraglyme Chemical compound COCCOCCOCCOCCOC ZUHZGEOKBKGPSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-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
- WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 1,3-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=CC(N)=C1 WZCQRUWWHSTZEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VLDPXPPHXDGHEW-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-dichlorophosphoryloxybenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1OP(Cl)(Cl)=O VLDPXPPHXDGHEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 2,4-diaminotoluene Chemical compound CC1=CC=C(N)C=C1N VOZKAJLKRJDJLL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QRUWUSOUUMPANJ-UHFFFAOYSA-N 2-amino-5-[(4-amino-3-carboxyphenyl)methyl]benzoic acid Chemical compound C1=C(C(O)=O)C(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C(C(O)=O)=C1 QRUWUSOUUMPANJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HUWXDEQWWKGHRV-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dichlorobenzidine Chemical compound C1=C(Cl)C(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C(Cl)=C1 HUWXDEQWWKGHRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JRBJSXQPQWSCCF-UHFFFAOYSA-N 3,3'-Dimethoxybenzidine Chemical compound C1=C(N)C(OC)=CC(C=2C=C(OC)C(N)=CC=2)=C1 JRBJSXQPQWSCCF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LJGHYPLBDBRCRZ-UHFFFAOYSA-N 3-(3-aminophenyl)sulfonylaniline Chemical compound NC1=CC=CC(S(=O)(=O)C=2C=C(N)C=CC=2)=C1 LJGHYPLBDBRCRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKOFBUUFHALZGK-UHFFFAOYSA-N 3-[(3-aminophenyl)methyl]aniline Chemical compound NC1=CC=CC(CC=2C=C(N)C=CC=2)=C1 CKOFBUUFHALZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ICNFHJVPAJKPHW-UHFFFAOYSA-N 4,4'-Thiodianiline Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1SC1=CC=C(N)C=C1 ICNFHJVPAJKPHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 4,4'-diaminodiphenylmethane Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1CC1=CC=C(N)C=C1 YBRVSVVVWCFQMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JHAWWJQGHKGXHA-UHFFFAOYSA-N 6-tert-butylquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(C(C)(C)C)=CC=C21 JHAWWJQGHKGXHA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N Dapsone Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1S(=O)(=O)C1=CC=C(N)C=C1 MQJKPEGWNLWLTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241000790917 Dioxys <bee> Species 0.000 description 1
- 229910013603 LiCo0.5Mn0.5O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910014689 LiMnO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910011669 LiNi0.7Co0.2Mn0.1O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N N-methylcaprolactam Chemical compound CN1CCCCCC1=O ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000676 Si alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N [3-(aminomethyl)phenyl]methanamine Chemical compound NCC1=CC=CC(CN)=C1 FDLQZKYLHJJBHD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N benzidine Chemical compound C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1 HFACYLZERDEVSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002529 biphenylenyl group Chemical group C1(=CC=CC=2C3=CC=CC=C3C12)* 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- WKDNYTOXBCRNPV-UHFFFAOYSA-N bpda Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(C=2C=C3C(=O)OC(C3=CC=2)=O)=C1 WKDNYTOXBCRNPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 1
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N dimethylpyridine Natural products CC1=CC=CN=C1C HPYNZHMRTTWQTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 125000000219 ethylidene group Chemical group [H]C(=[*])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 238000004299 exfoliation Methods 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000003205 fragrance Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 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
- YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N imidazolidin-2-one Chemical compound O=C1NCCN1 YAMHXTCMCPHKLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005462 imide group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 229910000765 intermetallic Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N methoxybenzene Substances CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KQSABULTKYLFEV-UHFFFAOYSA-N naphthalene-1,5-diamine Chemical compound C1=CC=C2C(N)=CC=CC2=C1N KQSABULTKYLFEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007719 peel strength test Methods 0.000 description 1
- 125000000951 phenoxy group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(O*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N pyridazine Chemical compound C1=CC=NN=C1 PBMFSQRYOILNGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003222 pyridines Chemical class 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- VXGYRCVTBHVXMZ-UHFFFAOYSA-N quinoline-6-carboxylic acid Chemical compound N1=CC=CC2=CC(C(=O)O)=CC=C21 VXGYRCVTBHVXMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 1
- 239000011856 silicon-based particle Substances 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical group 0.000 description 1
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
- 229910052845 zircon Inorganic materials 0.000 description 1
- GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N zirconium(iv) silicate Chemical compound [Zr+4].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] GFQYVLUOOAAOGM-UHFFFAOYSA-N 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
Description
このため、非常に大きな体積変化に対しても電極の破壊や剥離を起こしにくい、電池環境下での靭性が高い電極用のバインダーが望まれていた。
特許文献2には、サイクル特性などを改良した、特定の結晶子サイズのケイ素粒子及び/又はケイ素合金粒子を含む負極活性物質粒子を用いたリチウム二次電池が記載され、負極バインダーがポリイミドであることも記載されている。ここでは、電極の加熱処理工程は、バインダーの熱可塑領域温度以上で行うこと、20〜150℃で行われる乾燥工程とは異なる後工程として200℃以上の温度で行うことが好ましいこと、250〜480℃の温度範囲で負極熱処理温度が電池特性に与える影響を検討し、400℃程度が好適であることが記載されている。(参照:段落0034、0035、0042、0113、第6実施例、表6)
特許文献3には、特定の化学構造を持つポリイミドを電極のバインダー樹脂に用いることが記載されている。ここでも、電極加熱処理工程は275℃乃至300℃以上の高温で行うことが好ましいことが記載され、255℃〜470℃の温度範囲で負極熱処理温度が電池特性に与える影響を検討し、400℃程度が好適であることを記載されている。(参照:段落0042、0043、第9実施例、表9)
また、近年、電池用の集電体(銅箔など)は極薄化が進んで厚さが10μm以下のものが使用されるようになり、電極製造工程で集電体が高温に曝されると機械強度が大幅に低下するなどの問題が生じることから、200℃以下の比較的低温で熱処理することが望まれている。
1. 集電体の表面に、少なくとも電極活物質と下記化学式(1)で表される繰返し単位を有する芳香族ポリアミド酸からなるバインダーと溶媒とを含有する電極合剤組成物によって電極合剤層を形成し、次いで200℃以下の温度で加熱処理して溶媒を除去するとともにポリアミド酸のイミド化反応を行うことを特徴とする電極の製造方法。
集電体は、必要に応じて表面粗さが制御され、例えば平板状、メッシュ状、ネット状、ラス状、パンチングメタル状、エンボス状などの箔以外の形状であっても構わない。
本発明で用いる電極合剤組成物の電極活物質は、電池で通常用いられるものであれば限定されるものではない。負極の場合は、リチウムを電気化学的に挿入、脱離することができる物質であればよく、例えば黒鉛、コークス類、カーボンブラック、熱分解炭素などの炭素粉末、ケイ素粉末、スズ粉末、またはケイ素若しくはスズを含む合金粉末を挙げることができる。合金粉末はケイ素若しくはスズと金属元素との金属間化合物であることが好ましく、金属元素としてはニッケル、チタン、鉄、コバルト、銅、ジルコン、マンガンなどの遷移金属であることが好ましい。正極の場合は、リチウム元素を有し、リチウムを電気化学的に脱離、挿入することができる物質であればよく、例えばLiCoO2、LiNiO2、LiMnO2,LiCo0.5Mn0.5O2,LiNi0.7Co0.2Mn0.1O2などのリチウム遷移金属酸化物を好適に挙げることができる。
この芳香族ポリアミド酸は、溶媒中でテトラカルボン酸成分とジアミン成分とをイミド化反応を抑制するために低温で反応させることによって容易に調製することができる。
テトラカルボン酸成分は、テトラカルボン酸類すなわちテトラカルボン酸、その酸二無水物及びそのエステル化化合物などであり、好ましくは二無水物である。ジアミン成分は、ジアミン類すなわちジアミン、ジイソシアネートなどであり、好ましくはジアミンである。これらはいずれもポリイミドのテトラカルボン酸成分或いはジアミン成分として用いることができるものである。
また溶液粘度は、30℃における溶液粘度が、好ましくは1000Pa・sec以下、より好ましくは0.5〜500Pa・sec、さらに好ましくは1〜300Pa・sec、特に好ましくは3〜200Pa・secである。溶液粘度が1000Pa・secを超えると、電極活物質粉末の混合や集電体上への均一な塗布が困難となり、0.5Pa・secよりも低いと、電極活物質粉末の混合や集電体上への塗布時にたれなどが生じ、加熱乾燥、イミド化後のポリイミド樹脂の靭性が低くなる恐れがある。
ピリジン類化合物は、化学構造中にピリジン骨格を有する化合物のことであり、例えばピリジン、3−ピリジノール、キノリン、イソキノリン、キノキサリン、6−tert−ブチルキノリン、アクリジン、6−キノリンカルボン酸、3,4−ルチジン、ピリダジンなどを好適に挙げることができる。これらのピリジン系化合物は、単独または2種以上併用して使用しても差し支えない。
加熱処理温度が80℃以下の場合、イミド化反応が十分に進行しなかったり、電極成形体の物性が低下したりすることがある。また、200℃を超えると集電体が劣化する恐れがある。加熱処理は発泡や粉末化を防ぐために多段で段階的に昇温させる方法で行ってもよい。加熱処理時間は10分〜48時間の範囲が好ましい。48時間以上は生産性の点から好ましくなく、10分よりも短いとイミド化反応や溶媒の除去が不十分となることがある。
この間に、ほとんどの溶媒が除かれ、且つポリアミド酸はイミド化反応によって実質的にポリイミドになる。加熱処理は、効率よく溶媒を除くために、減圧下条件下や不活性ガス流条件下で好適に行うことができる。
ここで、実質的にポリイミドになるとは、ポリイミド中にアミド酸構造が残存してもよいことを意味しており、アミド酸構造中の70%以上、好ましくは80%以上、より好ましく90%以上がイミド化されていればよい。この程度の低温での加熱処理によってアミド酸構造を完全にイミド化することは必ずしも容易ではない。しかしながら、本発明の特定のテトラカルボン酸成分とジアミン成分とから構成される繰り返し単位からなるポリアミド酸からなるバインダーは、この程度の低温の加熱処理によって、電池環境下でも膨潤度が小さく(ジメチルカーボネートに25℃で24時間浸漬したときの膨潤による質量増加率が好ましくは2質量%以下より好ましくは1質量%以下である)且つ優れた付着性(集電体との90°ピール強度が0.5N/mm以上、より好ましくは0.7N/mm以上であり、且つ25℃で24時間ジメチルカーボネートに浸漬した後の90°ピール強度の保持率が80%以上、より好ましくは85%以上、さらに好ましくは90%以上であり、また集電体とのクロスカット法による付着性試験で、剥離が5%未満であり、且つ25℃で24時間ジメチルカーボネートに浸漬した後の剥離も5%未満である)や靱性を保つことができるという高性能電池のバインダーとして要求される優れた特性を発現することができる。
<固形分濃度>
試料溶液(その質量をw1とする)を、熱風乾燥機中120℃で10分間、250℃で10分間、次いで350℃で30分間加熱処理して、加熱処理後の質量(その質量をw2とする)を測定する。固形分濃度[質量%]は、次式によって算出した。
固形分濃度[質量%]=(w2/w1)×100
試料溶液を、固形分濃度に基づいて濃度が0.5g/dl(溶媒はNMP)になるように希釈した。この希釈液について、30℃にて、キャノンフェンスケNo.100を用いて流下時間(T1)を測定した。対数粘度は、ブランクのNMPの流下時間(T0)を用いて、次式から算出した。
対数粘度={ln(T1/T0)}/0.5
試料溶液を、トキメック社製E型粘度計を用いて30℃で測定した。
試料溶液を、25℃の温度に調整された雰囲気中に保管し、1ヶ月後の溶液粘度変化が±10%以内のものを○、±10%を超えたものを×とした。
銅箔と電極合剤層からなる電極を5cm角に切り出したものを試料とし、電極合剤層単独の質量は計算によって銅箔の質量を減じることによって求めることとし、以下のジメチルカーボネート溶液での膨潤試験によって電極合剤層の膨潤度Sを測定した。すなわち、25℃で24時間真空管槽後の電極合剤層の質量を乾燥質量(Wd)とし、ジメチルカーボネート溶液に25℃で24時間浸漬後の電極合剤層の質量を膨潤質量(Ww)とし、次式により膨潤度Sを計算した。
S[質量%]=(Ww−Wd)/Ww×100
付着性試験は、JIS K 5600−5−6に準拠して行った。なお、評価は目視により、評価基準(3)に準拠した分類0〜分類5(数字が小さいほど強固に付着している)で示した。
なお、付着性試験は、ジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について、それぞれ行った。
90°ピール強度試験は、万能試験機(オリエンテック社製RTC−1225A)を用いて、IPC−TM650に準拠して測定した。
ジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について、90°ピール強度を測定し、次式により90°ピール強度の保持率を算出した。
90°ピール強度保持率[%]
=浸漬後の90°ピール強度/浸漬前の90°ピール強度×100
ODPA:4,4’−オキシジフタル酸二無水物、
s−BPDA:3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、
PMDA:ピロメリット酸二無水物、
PPD:p−フェニレンジアミン、
ODA:4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、
TPE−R:1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、
BAPP:2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、
NMP:N−メチル−2−ピロリドン、
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにODAの39.23g(0.196モル)と、ODPAの60.77g(0.196モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.1質量%、溶液粘度4.9Pa・s、対数粘度0.72のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.42g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにPPDの6.88g(0.064モル)及びODAの29.72g(0.148モル)と、ODPAの19.73g(0.064モル)及びs−BPDAの43.67g(0.148モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.3質量%、溶液粘度5.1Pa・s、対数粘度0.68のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.37g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
撹拌機、撹拌羽根、還流冷却器、窒素ガス導入管を備えた500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの335g、水の1.32g、s−BPDAの41.17g及びODAの14.01g(水のモル比[水/酸成分]が3/4、水の含有率が0.48重量%、酸成分のモル比[酸成分/ジアミン成分]が2/1)を秤取り、70℃の反応温度で3時間撹拌して反応させた。次いで、この反応溶液へODAの35.03g及びPPDの11.35gを溶解させ、さらにs−BPDAの30.88g及びODPAの32.56gを添加して、反応温度50℃で20時間撹拌して、固形分濃度30.3質量%、溶液粘度5.7Pa・s、対数粘度0.21のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.42g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにPPDの26.88g(0.249モル)と、s−BPDAの73.12g(0.249モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.2質量%、溶液粘度5.0Pa・s、対数粘度0.65のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.40g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにODAの40.50g(0.202モル)と、s−BPDAの59.50g(0.202モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.4質量%、溶液粘度5.0Pa・s、対数粘度0.74のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.35g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
実施例5で得られたバインダー樹脂組成物のポリアミック酸(アミック酸構造1モル)に対してイソキノリンの0.1モル当量を加え、25℃で4時間撹拌してバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.35g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で3時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにBAPPの58.25g(0.142モル)と、s−BPDAの41.75g(0.142モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.7質量%、溶液粘度5.1Pa・s、対数粘度0.73のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.28g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにODAの26.85g(0.134モル)及びTPE−Rの26.85g(0.134モル)と、s−BPDAの56.35g(0.192モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.3質量%、溶液粘度5.0Pa・s、対数粘度0.72のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物4.28g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにODAの47.87g(0.239モル)と、PMDAの52.13g(0.239モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.4質量%、溶液粘度5.4Pa・s、対数粘度0.67の電極用バインダー樹脂組成物を得た。
また、得られた電極用バインダー樹脂組成物4.35g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの400gを加え、これにODAの24.40g(0.122モル)及びPPDの13.18g(0.122モル)と、PMDAの25.57g(0.122モル)及びs−BPDAの35.85g(0.122モル)とを加え、50℃で10時間撹拌して、固形分濃度18.3質量%、溶液粘度5.1Pa・s、対数粘度0.69の電極用バインダー樹脂組成物を得た。
また、得られた電極用バインダー樹脂組成物4.37g(イミド化後の固形分質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
これらの結果を表1に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、溶媒としてNMPの450gを加え、これにPVDF(Mw:14万)の50gを加え、25℃で4時間撹拌して、ポリマー濃度10.0質量%のバインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物8.0g(ポリマー質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤ペーストを調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、減圧下で、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
この電極では、電極合剤層の一部に脱落が見られた。得られた電極(電極合剤層が脱落していない部分)を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表2に示した。
攪拌機、窒素ガス導入・排出管を備えた内容積500mLのガラス製の反応容器に、水分散SBR(ポリマー濃度40質量%)の300gにカルボキシメチルセルロース2質量%水溶液200gを加え、25℃で4時間撹拌して、バインダー樹脂組成物を得た。
得られたバインダー樹脂組成物3.23g(ポリマー質量0.8g)と325メッシュパスのケイ素粉末9.2gを乳鉢中で磨り潰すように混練し、電極合剤ペーストを調製した。得られたペーストは、ガラス棒で銅箔上に薄く延ばすことが可能であった。ペーストを塗布した銅箔を基板上に固定し、約7Pa能力の真空ポンプを使用して減圧にした加熱装置中で、減圧下、120℃で6時間加熱処理して、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。なお、銅箔は日鉱金属社製、圧延銅箔BHY13HT、厚さ35μmを使用し、未処理面に電極合剤層を形成した。
この電極では、電極合剤層の一部に脱落が見られた。得られた電極(電極合剤層が脱落していない部分)を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表2に示した。
実施例2と同じ電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を用い、窒素雰囲気下で、120℃で1時間、200℃で10分、220℃で10分、250℃で10分、300℃で10分、350℃で10分加熱処理したこと以外は実施例2と同様にして、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表3に示した。
実施例5と同じ電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を用い、窒素雰囲気下で、120℃で1時間、200℃で10分、220℃で10分、250℃で10分、300℃で10分、350℃で10分加熱処理したこと以外は実施例5と同様にして、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表3に示した。
実施例7と同じ電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を用い、窒素雰囲気下で、120℃で1時間、200℃で10分、220℃で10分、250℃で10分、300℃で10分、350℃で10分加熱処理したこと以外は実施例7と同様にして、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表3に示した。
実施例8と同じ電極合剤組成物(電極合剤ペースト)を用い、窒素雰囲気下で、120℃で1時間、200℃で10分、220℃で10分、250℃で10分、300℃で10分、350℃で10分加熱処理したこと以外は実施例8と同様にして、電極合剤層の厚みが100μmの電極を作製した。
得られた電極を試料としてDMC膨潤試験を行った。またジメチルカーボネート溶液での膨潤試験前後の試料について付着性試験及び90°ピール強度測定を行った。
これらの結果を表3に示した。
Claims (5)
- 集電体の表面に、少なくとも電極活物質と下記化学式(1)で表される繰返し単位を有する芳香族ポリアミド酸からなるバインダーと溶媒とを含有する電極合剤組成物によって電極合剤層を形成し、次いで200℃以下の温度で加熱処理して溶媒を除去するとともにポリアミド酸のイミド化反応を行うことを特徴とする電極の製造方法。
- 電極合剤組成物が、さらにピリジン類化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載の電極の製造方法。
- 電極活物質が、炭素粉末、ケイ素粉末、スズ粉末、またはケイ素若しくはスズを含む合金粉末であることを特徴とする請求項1又は2に記載の電極の製造方法。
- 電極活物質が、リチウム遷移金属酸化物であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の電極の製造方法。
- リチウムイオン二次電池用電極を得ることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電極の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010279520A JP5720226B2 (ja) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | 電極の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010279520A JP5720226B2 (ja) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | 電極の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012129068A JP2012129068A (ja) | 2012-07-05 |
JP5720226B2 true JP5720226B2 (ja) | 2015-05-20 |
Family
ID=46645877
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010279520A Active JP5720226B2 (ja) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | 電極の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5720226B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6269966B2 (ja) * | 2012-10-12 | 2018-01-31 | Jsr株式会社 | 電極用バインダー組成物 |
KR101989660B1 (ko) | 2013-07-09 | 2019-06-14 | 에보니크 데구사 게엠베하 | 전기활성 중합체, 그의 제조 방법, 전극 및 그의 용도 |
JP2015109254A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-06-11 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン二次電池用バインダー樹脂組成物およびそれを含む負極合材ペースト、リチウムイオン二次電池用負極およびそれを含む二次電池 |
JP2015173048A (ja) * | 2014-03-12 | 2015-10-01 | 三井化学株式会社 | リチウムイオン二次電池電極用電極およびリチウムイオン二次電池 |
EP3133680A4 (en) * | 2014-04-18 | 2017-12-13 | Ube Industries, Ltd. | Method for producing electrode |
JP6806068B2 (ja) * | 2015-09-17 | 2021-01-06 | 日本電気株式会社 | 樹脂組成物 |
CN111492505B (zh) * | 2017-12-27 | 2023-02-03 | 日本瑞翁株式会社 | 非水系二次电池功能层用组合物、电池构件、层叠体的制造方法以及非水系二次电池 |
US20220166025A1 (en) * | 2019-03-27 | 2022-05-26 | Ube Industries, Ltd. | Polyimide-based binder for power storage device, electrode mixture paste, negative electrode active material layer, negative electrode sheet for power storage device, and power storage device |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000021412A (ja) * | 1998-07-06 | 2000-01-21 | Hitachi Ltd | 非水電解液二次電池及びその製造方法 |
JP2002008664A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 二次電池用負極及びこれを用いた二次電池 |
JP2004079286A (ja) * | 2002-08-13 | 2004-03-11 | Kyushu Electric Power Co Inc | 二次電池用負極及び二次電池 |
-
2010
- 2010-12-15 JP JP2010279520A patent/JP5720226B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012129068A (ja) | 2012-07-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6638217B2 (ja) | 電極の製造方法 | |
JP5720226B2 (ja) | 電極の製造方法 | |
KR101713060B1 (ko) | 전극용 바인더 수지 조성물, 전극 합제 페이스트, 및 전극 | |
JP5493661B2 (ja) | 電極用バインダー樹脂組成物、電極合剤ペースト、及び電極 | |
JP5515572B2 (ja) | 電極用バインダー樹脂組成物、電極合剤ペースト、及び電極 | |
WO2016125718A1 (ja) | リチウム二次電池の電極用バインダ樹脂、リチウム二次電池用電極及びリチウム二次電池 | |
JP7158124B2 (ja) | 電極の製造方法 | |
JP2014078416A (ja) | 電極用バインダー樹脂組成物、電極合剤ペースト、及び電極 | |
JP2012207196A (ja) | 電極用バインダー樹脂組成物、電極合剤ペースト、及び電極 | |
JP5446687B2 (ja) | 電極用バインダー樹脂組成物、電極合剤ペースト、及び電極 | |
JP6241213B2 (ja) | 電極用バインダー樹脂組成物、電極合剤ペースト、及び電極 | |
JP6648854B2 (ja) | 電極用バインダー樹脂組成物、電極合剤ペースト、及び電極 | |
JP2023113663A (ja) | 電極 | |
JP7144794B2 (ja) | リチウムイオン二次電池製造用バインダー及びこれを用いたリチウムイオン二次電池 | |
KR102360593B1 (ko) | 전극용 결합제 수지 조성물, 전극 합제 페이스트, 및 전극 | |
CN113707852A (zh) | 一种聚酰亚胺改性三元正极材料的制备方法及其制品 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130927 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140327 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140401 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140528 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20150106 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20150203 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150309 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5720226 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
S533 | Written request for registration of change of name |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |