JP6016930B2 - 非水電解質二次電池用バインダー、非水電解質二次電池用バインダー溶液、非水電解質二次電池用負極合剤およびその用途 - Google Patents
非水電解質二次電池用バインダー、非水電解質二次電池用バインダー溶液、非水電解質二次電池用負極合剤およびその用途 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6016930B2 JP6016930B2 JP2014536853A JP2014536853A JP6016930B2 JP 6016930 B2 JP6016930 B2 JP 6016930B2 JP 2014536853 A JP2014536853 A JP 2014536853A JP 2014536853 A JP2014536853 A JP 2014536853A JP 6016930 B2 JP6016930 B2 JP 6016930B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrolyte secondary
- negative electrode
- secondary battery
- vinylidene fluoride
- functional group
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims description 136
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 87
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims description 64
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 125
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 120
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 119
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 110
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 97
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims description 71
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 35
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 15
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims description 15
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims description 14
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 claims description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 8
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 235000019422 polyvinyl alcohol Nutrition 0.000 description 90
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 77
- 238000000034 method Methods 0.000 description 47
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 40
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 36
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 34
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 31
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 30
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 28
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 28
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- -1 fluoride maleic acid Chemical compound 0.000 description 23
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 22
- 238000007600 charging Methods 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 22
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 19
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 18
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 18
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 18
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 17
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical group 0.000 description 15
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 15
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 14
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 235000013162 Cocos nucifera Nutrition 0.000 description 13
- 244000060011 Cocos nucifera Species 0.000 description 13
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 11
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 10
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical compound OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 9
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 9
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 9
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 8
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000007334 copolymerization reaction Methods 0.000 description 7
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 7
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 7
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 6
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 238000010557 suspension polymerization reaction Methods 0.000 description 6
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 4
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 4
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 4
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 4
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 3
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 3
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 3
- NKHAVTQWNUWKEO-UHFFFAOYSA-N fumaric acid monomethyl ester Natural products COC(=O)C=CC(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 3
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N methyl hydrogen fumarate Chemical compound COC(=O)\C=C/C(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 3
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 3
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 3
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 3
- 238000000634 powder X-ray diffraction Methods 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N propan-2-yl propan-2-yloxycarbonyloxy carbonate Chemical compound CC(C)OC(=O)OOC(=O)OC(C)C BWJUFXUULUEGMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 3
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- BGMFJTUTJOZHHZ-ARJAWSKDSA-N (z)-4-methoxy-3-methyl-4-oxobut-2-enoic acid Chemical compound COC(=O)C(\C)=C/C(O)=O BGMFJTUTJOZHHZ-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 2
- BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,6-pentaoxepane-5,7-dione Chemical compound O=C1OOOOC(=O)O1 BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-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
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-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
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 2
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 2
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 description 2
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 2
- 238000010277 constant-current charging Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 2
- 239000011883 electrode binding agent Substances 0.000 description 2
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 2
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N phosphonic acid group Chemical group P(O)(O)=O ABLZXFCXXLZCGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 2
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 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
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 239000011863 silicon-based powder Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 125000000020 sulfo group Chemical group O=S(=O)([*])O[H] 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- HWQBUJSWKVPMFY-PLNGDYQASA-N (z)-4-ethoxy-3-methyl-4-oxobut-2-enoic acid Chemical compound CCOC(=O)C(\C)=C/C(O)=O HWQBUJSWKVPMFY-PLNGDYQASA-N 0.000 description 1
- BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-trifluoro-2-(trifluoromethoxy)ethene Chemical compound FC(F)=C(F)OC(F)(F)F BLTXWCKMNMYXEA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)pyridine-3-carbonitrile Chemical group ClCC1=NC=CC=C1C#N FALRKNHUBBKYCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RPBWMJBZQXCSFW-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropanoyl 2-methylpropaneperoxoate Chemical compound CC(C)C(=O)OOC(=O)C(C)C RPBWMJBZQXCSFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYKYXWQEBUNJCN-UHFFFAOYSA-N 3-methylfuran-2,5-dione Chemical compound CC1=CC(=O)OC1=O AYKYXWQEBUNJCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYMOEINVGRTEX-ARJAWSKDSA-N Ethyl hydrogen fumarate Chemical compound CCOC(=O)\C=C/C(O)=O XLYMOEINVGRTEX-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- 108010010803 Gelatin Proteins 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013872 LiPF Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 101150058243 Lipf gene Proteins 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N Propionic aldehyde Chemical compound CCC=O NBBJYMSMWIIQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004018 acid anhydride group Chemical group 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 1
- 239000007833 carbon precursor Substances 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 229910052798 chalcogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001787 chalcogens Chemical class 0.000 description 1
- 239000007809 chemical reaction catalyst Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 238000004581 coalescence Methods 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000001143 conditioned effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000010280 constant potential charging 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
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005796 dehydrofluorination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002328 demineralizing effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000003411 electrode reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000032050 esterification Effects 0.000 description 1
- XJELOQYISYPGDX-UHFFFAOYSA-N ethenyl 2-chloroacetate Chemical compound ClCC(=O)OC=C XJELOQYISYPGDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MEGHWIAOTJPCHQ-UHFFFAOYSA-N ethenyl butanoate Chemical compound CCCC(=O)OC=C MEGHWIAOTJPCHQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIWXSTHGICQLQT-UHFFFAOYSA-N ethenyl propanoate Chemical compound CCC(=O)OC=C UIWXSTHGICQLQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006225 ethylene-methyl acrylate Polymers 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 229920001973 fluoroelastomer Polymers 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- XLYMOEINVGRTEX-UHFFFAOYSA-N fumaric acid monoethyl ester Natural products CCOC(=O)C=CC(O)=O XLYMOEINVGRTEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000159 gelatin Polymers 0.000 description 1
- 239000008273 gelatin Substances 0.000 description 1
- 235000019322 gelatine Nutrition 0.000 description 1
- 235000011852 gelatine desserts Nutrition 0.000 description 1
- 238000001879 gelation Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 description 1
- 150000004678 hydrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 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
- 238000010348 incorporation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000625 lithium cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002642 lithium compounds Chemical class 0.000 description 1
- BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N lithium;oxido(oxo)cobalt Chemical compound [Li+].[O-][Co]=O BFZPBUKRYWOWDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000012982 microporous membrane Substances 0.000 description 1
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001643 poly(ether ketone) Polymers 0.000 description 1
- 229920006162 poly(etherimide sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002492 poly(sulfone) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000011118 polyvinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 229920002689 polyvinyl acetate Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000001028 reflection method Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000010421 standard material Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229940014800 succinic anhydride Drugs 0.000 description 1
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 1
- 239000000375 suspending agent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920005992 thermoplastic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004506 ultrasonic cleaning Methods 0.000 description 1
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0402—Methods of deposition of the material
- H01M4/0404—Methods of deposition of the material by coating on electrode collectors
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/04—Processes of manufacture in general
- H01M4/0471—Processes of manufacture in general involving thermal treatment, e.g. firing, sintering, backing particulate active material, thermal decomposition, pyrolysis
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/133—Electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
- H01M4/1393—Processes of manufacture of electrodes based on carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
- H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/621—Binders
- H01M4/622—Binders being polymers
- H01M4/623—Binders being polymers fluorinated polymers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- 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
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
上記式(1)において、A1650-1800は1650〜1800cm-1の範囲に検出されるカルボニル基由来の吸収帯の吸光度であり、A3000-3100は3000〜3100cm-1の範囲に検出されるCH構造由来の吸収帯の吸光度である。ARはカルボキシル基含有フッ化ビニリデン重合体中のカルボニル基の存在量を示す尺度となり、結果的にカルボキシル基の存在量を示す尺度となる。
前記インヘレント粘度とは、樹脂4gを1リットルのN,N−ジメチルホルムアミドに溶解させた溶液の30℃における対数粘度である。インヘレント粘度ηiの算出は、官能基含有フッ化ビニリデン重合体80mgを20mlのN,N-ジメチルホルムアミドに溶解して、30℃の恒温槽内でウベローデ粘度計を用いて次式により行うことができる。
ここでηは重合体溶液の粘度、η0は溶媒のN,N−ジメチルホルムアミド単独の粘度、Cは0.4g/dlである。
ポリビニルアルコールのケン化度および平均重合度は、JIS K 6726:ポリビニルアルコールの試験方法に準拠して、測定することができる。
測定方法の詳細を以下に説明する。測定前にE型粘度計(東機産業株式会社製RE550R)の検出ヘッドに3°×R14(コーン角度3°、半径14mm)の円錐ロータをロータ軸にねじ込んで取り付けた。また温度調整機能付きのサンプルカップは25℃に調整しておいた。
負極活物質約0.1gに対し分散剤(カチオン系界面活性剤「SNウェット366」(サンノプコ社製))を3滴加え、負極活物質に分散剤を馴染ませる。つぎに、純水30mlを加え、超音波洗浄で約2分間分散させたのち、粒径分布測定器(島津製作所「SALD‐3000J」)で、粒径0.5〜3000μmの範囲の粒径分布を求めた。
炭素系負極活物質粉末を試料フォルダーに充填し、PANalytical社製X'PertPROを用いて、対称反射法にて測定した。印加電流/印加電圧は45kV/40mAの条件で、Niフィルターにより単色化したCuKα線(波長λ=0.15418nm)を線源とし、X線回折図形を得た。回折図形の補正には、ローレンツ偏光因子、吸収因子、原子散乱因子等に関する補正を行わず、Kα1、Kα2の2重線の補正のみをRachingerの方法により行った。(002)回折角は、標準物質用高純度シリコン粉末の(111)回折線を用いて補正し、CuKα線の波長を0.15418nmとし、下記Braggの公式よりd002を計算した。また、(002)回折線の積分法により求められた半値幅と標準物質用高純度シリコン粉末の(111)回折線の半値幅からAlexander曲線を用いてβ1/2を求め、下記Scherrerの式によりc軸方向の結晶子の厚みLc(002)を計算した。ここで、形状因子Kは、0.9とした。
炭素系負極活物質のブタノール法による真密度を、JIS R7212に定められた方法に従い測定した。概要を以下に記す。
ここでdは水の30℃における比重(0.9946(g/cm3))である。
BETの式から誘導された近似式vm=1/(v(1−x))を用いて液体窒素温度における、窒素吸着による1点法(相対圧力x=0.3)によりvmを求め、次式により試料(負極活物質)の比表面積を計算した。
前記BETの式から誘導された近似式において、vmは試料表面に単分子層を形成するのに必要な吸着量(cm3/g)、vは実測される吸着量(cm3/g)、xは相対圧力である。
(椰子殻炭由来の炭素系負極活物質の製造)
平均粒径1mm以下に粉砕した椰子殻炭(フィリピン産)30gと35%塩酸100gを入れ、150℃で2時間攪拌した後、ろ過し、さらにろ過残分を100℃のイオン交換水にて充分に水洗し120℃で2時間乾燥し、脱灰炭を得た。
(官能基含有フッ化ビニリデン重合体の製造)
内容量2リットルのオートクレーブに、イオン交換水1040g、メチルセルロース0.8g、酢酸エチル2.5g、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート4g、フッ化ビニリデン396gおよびマレイン酸モノメチルエステル4gを仕込み、29℃で30時間懸濁重合を行った。この間の最高圧力は4.2MPaに達した。重合完了後、重合体スラリーを脱水、水洗後80℃で20時間乾燥を行い、官能基としてカルボキシル基を含有する、粉末状の官能基含有フッ化ビニリデン重合体を得た。
〔合剤の調製〕
前記製造例2で得られた官能基含有フッ化ビニリデン重合体をN‐メチル‐2‐ピロリドン(以下、NMPとも記す)に溶解させた、官能基含有フッ化ビニリデン重合体含有量13質量%のNMP溶液39.2質量部と、ポリビニルアルコール(以下、PVAとも記す)(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−217)をNMPに溶解させた、PVA含有量10質量%のNMP溶液9質量部と、活物質(椰子殻炭由来の炭素系負極活物質)94質量部と、さらにNMPとを加えて攪拌し、固形分濃度が56質量%の電極合剤を調製した。活物質と官能基含有フッ化ビニリデン重合体と、PVAとの質量分率は94:5.1:0.9である。
(剥離強度測定用電極の作製)
前記電極合剤を厚み10μmの銅箔の片面上に、スペーサーで乾燥後の合計厚み100μmになるようにし、バーコーターを用いて均一に塗布し、これを窒素雰囲気下110℃30分加熱乾燥し、電極構造体(剥離強度測定用電極)を作製した。
集電体(銅箔)に電極合剤を塗布、加熱乾燥することにより得られた前記電極構造体を試料とし、電極合剤層の集電体からの剥離強度をJIS K6854(剥離強度の測定)に準拠して180°剥離試験により測定した。
(充放電試験用電極の作製)
前記電極合剤を厚み18μmの銅箔の片面上に均一に塗布し、これを120℃25分加熱・乾燥した。直径15mmの円盤状に打ち抜き、これをプレスすることで負極電極(なお、該負極電極を、充放電試験用電極、炭素極とも記す)を作製した。なお、電極中の活物質質量は10mgに調整した。
前記活物質(椰子殻炭由来の炭素系負極活物質)は非水溶媒二次電池の負極を構成する負極活物質として用いるものであるが、本発明の効果である、添加バインダー(官能基含有フッ化ビニリデン重合体やPVA)による電池活物質中に脱ドープされずに残存する容量、すなわち不可逆容量の低減効果を、対極の性能のバラツキに影響されることなく精度良く評価するために、特性の安定したリチウム金属を対極(負極)として用い、上記で得られた電極を正極とするリチウムイオン二次電池を構成し、その特性を評価した。
前記充放電試験用電極を、2016サイズ(直径20mm、厚さ1.6mm)のコイン型電池用缶の内蓋にスポット溶接された直径17mmのステンレススチール網円盤に、プレスにより加圧して圧着し、電極とした。
上記構成のリチウム二次電池について、充放電試験装置(東洋システム製「TOSCAT」)を用いて充放電試験を行った。充放電試験用電極へのリチウムのドープ反応を定電流定電圧法により行い、脱ドープ反応を低電流法で行った。ここで、正極にリチウムカルコゲン化合物を使用した電池では、炭素極へのリチウムのドープ反応が「充電」であり、本発明の試験電池のように対極にリチウム金属を使用した電池では、炭素極へのドープ反応が「放電」と呼ぶことになり、用いる対極により同じ炭素極へのリチウムのドープ反応の呼び方が異なる。そこでここでは、便宜上炭素極へのリチウムのドープ反応を便宜上「充電」と記述することにする。
(急速放電性試験)
上記構成のリチウム二次電池(充放電試験用電池)について、上記(電池容量の測定)の通りに充放電を行った後、再度同様の方法で充放電を行った。
前記官能基含有フッ化ビニリデン重合体含有量13質量%のNMP溶液およびPVA含有量10質量%のNMP溶液の使用量を変更することにより、表2に記載のように官能基含有フッ化ビニリデン重合体と、PVAとの質量比を変更した以外は、実施例1と同様に行った。
表2に記載のようにポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−217)をポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−105)、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−706)、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−205)、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−235)、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−505)、またはポリビニルアルコール(クラレ製LMポリマーLM10HD)に変更した以外は、実施例1と同様に行った。
表2に記載のように前記活物質(椰子殻炭由来の炭素系負極活物質)を、活物質(カーボトロンP)に変更し、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−217)をポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−205)に変更し、前記官能基含有フッ化ビニリデン重合体含有量13質量%のNMP溶液およびPVA含有量10質量%のNMP溶液の使用量を変更することにより、官能基含有フッ化ビニリデン重合体と、PVAとの質量比を変更した以外は、実施例1と同様に行った。
表2に記載のように前記活物質(椰子殻炭由来の炭素系負極活物質)を、活物質(大阪ガスケミカル株式会社製MCMB6−28)に変更し、ポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−217)をポリビニルアルコール(株式会社クラレ製クラレポバールPVA−205)に変更し、前記官能基含有フッ化ビニリデン重合体含有量13質量%のNMP溶液およびPVA含有量10質量%のNMP溶液の使用量を変更することにより、官能基含有フッ化ビニリデン重合体と、PVAとの質量比を変更した以外は、実施例1と同様に行った。
(サイクル試験)
(負極電極の作製)
実施例1の電極合剤を厚み18μmの銅箔の片面上に均一に塗布し、これを120℃25分加熱・乾燥した。乾燥後、直径15mmの円盤状に打ち抜き、これをプレスすることで負極電極を作製した。なお円盤状負極電極が有する活物質の質量は10mgとなるように調整した。
コバルト酸リチウム(日本化学工業性「セルシードC−5」)94質量部、カーボンブラック3質量部、ポリフッ化ビニリデン(株式会社クレハ製KF#1300)3質量部、カーボンブラック3質量部にNMPを添加し、混合して正極用合剤を調整した。得られた合剤を厚さ50μmのアルミ箔上に均一に塗布した。乾燥した後、塗工電極を直径14mmの円盤状に打ち抜き、正極電極を作製した。なお、前述の(電池容量の測定)に記載の方法で測定した実施例7における活物質の単位質量あたりの充電容量の95%となるよう正極電極中のコバルト酸リチウムの量を調整した。コバルト酸リチウムの容量を150mAh/gとして計算した。
前記実施例1の電極合剤を、比較例1の電極合剤に代え、実施例1における活物質の単位質量あたりの充電容量を、比較例1における活物質の単位質量あたりの充電容量とした以外は実施例14と同様に行い、容量維持率(%)を求めた。
Claims (10)
- 少なくとも官能基含有フッ化ビニリデン重合体、およびケン化度が35〜90mol%であるポリビニルアルコールを含み、
前記官能基含有フッ化ビニリデン重合体および前記ポリビニルアルコールの合計100質量%あたり、前記ポリビニルアルコールを5〜93質量%含む非水電解質二次電池用バインダー。 - 前記ポリビニルアルコールの平均重合度が100〜4000である請求項1に記載の非水電解質二次電池用バインダー。
- 請求項1または2に記載の非水電解質二次電池用バインダーおよび溶剤からなる非水電解質二次電池用バインダー溶液。
- 少なくとも官能基含有フッ化ビニリデン重合体、ケン化度が35〜90mol%であるポリビニルアルコール、負極活物質および溶剤を含み、
前記官能基含有フッ化ビニリデン重合体および前記ポリビニルアルコールの合計100質量%あたり、前記ポリビニルアルコールを5〜93質量%含む非水電解質二次電池用負極合剤。 - 前記ポリビニルアルコールの平均重合度が100〜4000である請求項4に記載の非水電解質二次電池用負極合剤。
- 前記負極活物質が、炭素質材料からなる請求項4または5に記載の非水電解質二次電池用負極合剤。
- 前記負極活物質が、難黒鉛化性炭素である請求項4または5に記載の非水電解質二次電池用負極合剤。
- 前記負極活物質が、易黒鉛化性炭素である請求項4または5に記載の非水電解質二次電池用負極合剤。
- 請求項4〜8のいずれか一項に記載の非水電解質二次電池用負極合剤を集電体に塗布、乾燥して得られる非水電解質二次電池用負極。
- 請求項9に記載の非水電解質二次電池用負極を有する非水電解質二次電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012204599 | 2012-09-18 | ||
JP2012204599 | 2012-09-18 | ||
PCT/JP2013/074993 WO2014046078A1 (ja) | 2012-09-18 | 2013-09-17 | 非水電解質二次電池用バインダー、非水電解質二次電池用バインダー溶液、非水電解質二次電池用負極合剤およびその用途 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2014046078A1 JPWO2014046078A1 (ja) | 2016-08-18 |
JP6016930B2 true JP6016930B2 (ja) | 2016-10-26 |
Family
ID=50341389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014536853A Expired - Fee Related JP6016930B2 (ja) | 2012-09-18 | 2013-09-17 | 非水電解質二次電池用バインダー、非水電解質二次電池用バインダー溶液、非水電解質二次電池用負極合剤およびその用途 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6016930B2 (ja) |
KR (1) | KR101688335B1 (ja) |
CN (1) | CN104584288B (ja) |
WO (1) | WO2014046078A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5454725B1 (ja) * | 2013-02-27 | 2014-03-26 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | カーボンブラック分散液およびその利用 |
JPWO2015152092A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2017-04-13 | 株式会社クレハ | 非水電解質二次電池負極材料、非水電解質二次電池用負極合剤、非水電解質二次電池用負極電極、非水電解質二次電池及び車両 |
JP6590493B2 (ja) * | 2015-03-11 | 2019-10-16 | 株式会社クラレ | 非水電解質二次電池用微細炭素質材料の製造方法 |
WO2017110796A1 (ja) * | 2015-12-21 | 2017-06-29 | 住友ベークライト株式会社 | 二次電池負極用炭素材、二次電池負極用活物質、二次電池負極および二次電池 |
CN106299249B (zh) * | 2016-08-21 | 2019-11-01 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种抑制高镍三元材料合浆凝胶与提高浆料稳定性的方法 |
KR20190103337A (ko) | 2017-02-17 | 2019-09-04 | 후지필름 가부시키가이샤 | 고체 전해질 조성물, 고체 전해질 함유 시트 및 그 제조 방법, 전고체 이차 전지 및 그 제조 방법과, 폴리머와 그 비수용매 분산물 |
KR102260002B1 (ko) * | 2018-05-31 | 2021-06-02 | 가부시끼가이샤 구레하 | 접착성 조성물, 세퍼레이터 구조체, 전극 구조체, 비수 전해질 이차 전지 및 이의 제조방법 |
WO2020025772A1 (en) * | 2018-08-02 | 2020-02-06 | Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. | Battery separator coating |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3121943B2 (ja) * | 1992-12-02 | 2001-01-09 | 呉羽化学工業株式会社 | フッ化ビニリデン系共重合体 |
US6919141B2 (en) * | 1998-10-22 | 2005-07-19 | Wilson Greatbatch Technologies, Inc. | Phosphate additives for nonaqueous electrolyte rechargeable electrochemical cells |
CA2353751A1 (en) * | 2000-11-27 | 2002-05-27 | Wilson Greatbatch Ltd. | Phosphate additives for nonaqueous electrolyte rechargeable electrochemical cells |
JP4238657B2 (ja) * | 2002-08-13 | 2009-03-18 | 新神戸電機株式会社 | リチウム二次電池及び電気自動車 |
JP2004095332A (ja) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Hitachi Chem Co Ltd | バインダー樹脂組成物、合剤スラリー、電極及び非水電解液系二次電池 |
JP2006156228A (ja) * | 2004-11-30 | 2006-06-15 | Sanyo Electric Co Ltd | 非水電解質二次電池 |
FR2912555B1 (fr) * | 2007-02-09 | 2011-02-25 | Commissariat Energie Atomique | Liant pour electrode de systeme electrochimique, electrode comprenant ce liant, et systeme electrochimique comprenant cette electrode. |
JP5079461B2 (ja) * | 2007-11-14 | 2012-11-21 | ソニー株式会社 | リチウムイオン二次電池用正極、その製造方法及びリチウムイオン二次電池 |
-
2013
- 2013-09-17 WO PCT/JP2013/074993 patent/WO2014046078A1/ja active Application Filing
- 2013-09-17 KR KR1020157003815A patent/KR101688335B1/ko active IP Right Grant
- 2013-09-17 CN CN201380043612.2A patent/CN104584288B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-09-17 JP JP2014536853A patent/JP6016930B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104584288B (zh) | 2017-03-08 |
KR20150036588A (ko) | 2015-04-07 |
CN104584288A (zh) | 2015-04-29 |
KR101688335B1 (ko) | 2016-12-20 |
JPWO2014046078A1 (ja) | 2016-08-18 |
WO2014046078A1 (ja) | 2014-03-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6016930B2 (ja) | 非水電解質二次電池用バインダー、非水電解質二次電池用バインダー溶液、非水電解質二次電池用負極合剤およびその用途 | |
JP6016929B2 (ja) | 非水電解質二次電池用バインダー、非水電解質二次電池用バインダー溶液、非水電解質二次電池用負極合剤およびその用途 | |
JP6045581B2 (ja) | 非水電解質二次電池用樹脂膜の製造方法および非水電解質二次電池用樹脂膜 | |
US10693122B2 (en) | Method for preparing electrode slurry | |
JP6038141B2 (ja) | 樹脂組成物、非水電解質二次電池用フィラー含有樹脂膜、および非水電解質二次電池用フィラー含有樹脂膜の製造方法 | |
JP5713198B2 (ja) | リチウム二次電池の製造方法 | |
KR20160102404A (ko) | 이차 전지 전극용 도전재 페이스트, 이차 전지 정극용 슬러리의 제조 방법, 이차 전지용 정극의 제조 방법 및 이차 전지 | |
TWI843868B (zh) | 電化學裝置用組成物、正極合劑、正極結構體及二次電池 | |
TWI591879B (zh) | 用於製造包含氟聚合性隔離材之鋰離子電池的方法 | |
JP2014078400A (ja) | 硫化物系固体電池用負極用スラリー、硫化物系固体電池用負極及びその製造方法、並びに、硫化物系固体電池及びその製造方法 | |
EP3809500A1 (en) | Binder composition, electrode mixture, electrode structure, method for manufacturing electrode structure, and secondary cell | |
CN112219293A (zh) | 锂二次电池用负极和包含该锂二次电池用负极的锂二次电池 | |
JPWO2019044491A1 (ja) | 蓄電デバイス用電極及びその製造方法 | |
JP2020113442A (ja) | 非水電解質二次電池用電極 | |
JP5696826B2 (ja) | 電極用バインダー組成物、電極用スラリー組成物、電極および電池 | |
JP2019160651A (ja) | バインダー組成物、電極合剤原料、電極合剤、電極、非水電解質二次電池および電極合剤の製造方法 | |
KR101412382B1 (ko) | 비수 전해질 2 차 전지용 부극 합제, 비수 전해질 2 차 전지용 부극 및 비수 전해질 2 차 전지 | |
JP2011192888A (ja) | リチウムイオンキャパシタおよびその製造方法、正極およびその製造方法、並びに、蓄電デバイス | |
CN115052909B (zh) | 聚偏二氟乙烯、粘结剂、电极合剂、电极和二次电池 | |
KR20200090820A (ko) | 흑연/규소 애노드용 pvdf 결합제 | |
TWI830995B (zh) | 電極合劑、電極及二次電池 | |
CN115087704B (zh) | 组合物、粘结剂、电极合剂、电极和二次电池 | |
JP2023105638A (ja) | 正極およびこれを備える二次電池 | |
CN115340624A (zh) | 聚合物、导电浆料、正极极片、二次电池和用电装置 | |
WO2019054173A1 (ja) | 電気化学素子電極用スラリー組成物、電気化学素子用電極、電気化学素子、および電気化学素子電極用スラリー組成物の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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: 20160920 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20160927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6016930 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 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |