JP6102085B2 - 二次電池電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、二次電池電極材料、二次電池電極 - Google Patents
二次電池電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、二次電池電極材料、二次電池電極 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6102085B2 JP6102085B2 JP2012123501A JP2012123501A JP6102085B2 JP 6102085 B2 JP6102085 B2 JP 6102085B2 JP 2012123501 A JP2012123501 A JP 2012123501A JP 2012123501 A JP2012123501 A JP 2012123501A JP 6102085 B2 JP6102085 B2 JP 6102085B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- secondary battery
- weight
- meth
- polymer
- active material
- 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
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 title claims description 106
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 title claims description 80
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 33
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims description 171
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims description 137
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims description 100
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 72
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims description 62
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 claims description 47
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims description 40
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 33
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims description 29
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 claims description 29
- 239000004811 fluoropolymer Substances 0.000 claims description 29
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims description 28
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims description 28
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 claims description 28
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 27
- 238000001694 spray drying Methods 0.000 claims description 14
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 13
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 7
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 7
- 229910013716 LiNi Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 56
- 238000000034 method Methods 0.000 description 48
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 46
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 41
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 40
- 229940117913 acrylamide Drugs 0.000 description 40
- -1 alkyl acrylate ester Chemical class 0.000 description 36
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 24
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 15
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 14
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 13
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 13
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 12
- HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N hexafluoropropylene Chemical group FC(F)=C(F)C(F)(F)F HCDGVLDPFQMKDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 12
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 11
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 10
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 9
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 9
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 8
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 8
- CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N N-Methylolacrylamide Chemical compound OCNC(=O)C=C CNCOEDDPFOAUMB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- MNCGMVDMOKPCSQ-UHFFFAOYSA-M sodium;2-phenylethenesulfonate Chemical compound [Na+].[O-]S(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 MNCGMVDMOKPCSQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 7
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 6
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 6
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 5
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 5
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 5
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 description 5
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 5
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 5
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 5
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 5
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N Isoprene Chemical compound CC(=C)C=C RRHGJUQNOFWUDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 4
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000005518 polymer electrolyte Substances 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 239000003115 supporting electrolyte Substances 0.000 description 4
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 4
- JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 2-(3-fluorophenyl)-1h-imidazole Chemical compound FC1=CC=CC(C=2NC=CN=2)=C1 JAHNSTQSQJOJLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-2-[(1-oxo-2-propenyl)amino]-1-propanesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C XHZPRMZZQOIPDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 2-phenylethenesulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=CC1=CC=CC=C1 AGBXYHCHUYARJY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 3
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 3
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000003863 ammonium salts Chemical class 0.000 description 3
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 3
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 3
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 3
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 description 3
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 3
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 3
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 3
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 3
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 3
- LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N methylenebutanedioic acid Natural products OC(=O)CC(=C)C(O)=O LVHBHZANLOWSRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- BSSNZUFKXJJCBG-OWOJBTEDSA-N (e)-but-2-enediamide Chemical compound NC(=O)\C=C\C(N)=O BSSNZUFKXJJCBG-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- BSSNZUFKXJJCBG-UPHRSURJSA-N (z)-but-2-enediamide Chemical compound NC(=O)\C=C/C(N)=O BSSNZUFKXJJCBG-UPHRSURJSA-N 0.000 description 2
- MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 1,2-Divinylbenzene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1C=C MYRTYDVEIRVNKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 2
- TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 2-[[3-hydroxy-2,2-bis(hydroxymethyl)propoxy]methyl]-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diol Chemical compound OCC(CO)(CO)COCC(CO)(CO)CO TXBCBTDQIULDIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YBXYCBGDIALKAK-UHFFFAOYSA-N 2-chloroprop-2-enamide Chemical compound NC(=O)C(Cl)=C YBXYCBGDIALKAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910013684 LiClO 4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013825 LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2 Inorganic materials 0.000 description 2
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910018058 Ni-Co-Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018144 Ni—Co—Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N Trimethylolpropane Chemical compound CCC(CO)(CO)CO ZJCCRDAZUWHFQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QSNQXZYQEIKDPU-UHFFFAOYSA-N [Li].[Fe] Chemical compound [Li].[Fe] QSNQXZYQEIKDPU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[V+5].[V+5] XHCLAFWTIXFWPH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 2
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- OTBHHUPVCYLGQO-UHFFFAOYSA-N bis(3-aminopropyl)amine Chemical group NCCCNCCCN OTBHHUPVCYLGQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N butyl acrylate Chemical compound CCCCOC(=O)C=C CQEYYJKEWSMYFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001244 carboxylic acid anhydrides Chemical group 0.000 description 2
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 2
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 2
- 125000003055 glycidyl group Chemical group C(C1CO1)* 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 2
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 2
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 2
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 2
- OMNKZBIFPJNNIO-UHFFFAOYSA-N n-(2-methyl-4-oxopentan-2-yl)prop-2-enamide Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)NC(=O)C=C OMNKZBIFPJNNIO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 2
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 2
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 2
- WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N pentaerythritol Chemical compound OCC(CO)(CO)CO WXZMFSXDPGVJKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 2
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- POSICDHOUBKJKP-UHFFFAOYSA-N prop-2-enoxybenzene Chemical compound C=CCOC1=CC=CC=C1 POSICDHOUBKJKP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 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 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N vanadate(3-) Chemical compound [O-][V]([O-])([O-])=O LSGOVYNHVSXFFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001935 vanadium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001567 vinyl ester resin Polymers 0.000 description 2
- AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 1,1,2-Trichlorotrifluoroethane Chemical compound FC(F)(Cl)C(F)(Cl)Cl AJDIZQLSFPQPEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,4,6-pentaoxepane-5,7-dione Chemical compound O=C1OOOOC(=O)O1 BEQKKZICTDFVMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZPFAVCIQZKRBGF-UHFFFAOYSA-N 1,3,2-dioxathiolane 2,2-dioxide Chemical compound O=S1(=O)OCCO1 ZPFAVCIQZKRBGF-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
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 description 1
- LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-difluorophenoxy)pyridin-3-amine Chemical compound NC1=CC=CN=C1OC1=CC=C(F)C=C1F LCPVQAHEFVXVKT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- STMDPCBYJCIZOD-UHFFFAOYSA-N 2-(2,4-dinitroanilino)-4-methylpentanoic acid Chemical compound CC(C)CC(C(O)=O)NC1=CC=C([N+]([O-])=O)C=C1[N+]([O-])=O STMDPCBYJCIZOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 2-(2-cyanopropan-2-yldiazenyl)-2-methylpropanenitrile Chemical compound N#CC(C)(C)N=NC(C)(C)C#N OZAIFHULBGXAKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PRAMZQXXPOLCIY-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylprop-2-enoyloxy)ethanesulfonic acid Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCS(O)(=O)=O PRAMZQXXPOLCIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 2-(3-phenylmethoxyphenyl)-1,3-thiazole-4-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=CSC(C=2C=C(OCC=3C=CC=CC=3)C=CC=2)=N1 OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000022 2-aminoethyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])N([H])[H] 0.000 description 1
- OYUNTGBISCIYPW-UHFFFAOYSA-N 2-chloroprop-2-enenitrile Chemical compound ClC(=C)C#N OYUNTGBISCIYPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001731 2-cyanoethyl group Chemical group [H]C([H])(*)C([H])([H])C#N 0.000 description 1
- 125000003006 2-dimethylaminoethyl group Chemical group [H]C([H])([H])N(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- ZHCGVAXFRLLEFW-UHFFFAOYSA-N 2-methyl-3-(prop-2-enoylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)CNC(=O)C=C ZHCGVAXFRLLEFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FCYVWWWTHPPJII-UHFFFAOYSA-N 2-methylidenepropanedinitrile Chemical compound N#CC(=C)C#N FCYVWWWTHPPJII-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XEEYSDHEOQHCDA-UHFFFAOYSA-N 2-methylprop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound CC(=C)CS(O)(=O)=O XEEYSDHEOQHCDA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WPIYAXQPRQYXCN-UHFFFAOYSA-N 3,3,5-trimethylhexanoyl 3,3,5-trimethylhexaneperoxoate Chemical compound CC(C)CC(C)(C)CC(=O)OOC(=O)CC(C)(C)CC(C)C WPIYAXQPRQYXCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEEGFBHLLWBJJH-UHFFFAOYSA-N 4-(2-methylprop-2-enoyloxy)butane-1-sulfonic acid Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCCCS(O)(=O)=O IEEGFBHLLWBJJH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002101 Chitin Polymers 0.000 description 1
- 229920001661 Chitosan Polymers 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N Lauroyl peroxide Chemical compound CCCCCCCCCCCC(=O)OOC(=O)CCCCCCCCCCC YIVJZNGAASQVEM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010238 LiAlCl 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015015 LiAsF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013063 LiBF 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012513 LiSbF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N Methylacrylonitrile Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000881 Modified starch Polymers 0.000 description 1
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N N,N‐diethylformamide Chemical compound CCN(CC)C=O SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YWJVFBOUPMWANA-UHFFFAOYSA-H [Li+].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Li+].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O YWJVFBOUPMWANA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- DOCYQLFVSIEPAG-UHFFFAOYSA-N [Mn].[Fe].[Li] Chemical compound [Mn].[Fe].[Li] DOCYQLFVSIEPAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N [Ni].[Mn].[Li] Chemical compound [Ni].[Mn].[Li] ZYXUQEDFWHDILZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000005910 alkyl carbonate group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005233 alkylalcohol group Chemical group 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N alpha-acetylene Natural products C#C HSFWRNGVRCDJHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004103 aminoalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium peroxydisulfate Substances [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)OOS([O-])=O VAZSKTXWXKYQJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 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
- CQLZEWXXRJJDKG-UHFFFAOYSA-N azanium;2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,9,9,10,10,10-nonadecafluorodecanoate Chemical compound [NH4+].[O-]C(=O)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)C(F)(F)F CQLZEWXXRJJDKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229930188620 butyrolactone Natural products 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000005018 casein Substances 0.000 description 1
- BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N casein, tech. Chemical compound NCCCCC(C(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CC(C)C)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(C(C)O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=O)N=C(O)C(COP(O)(O)=O)N=C(O)C(CCC(O)=N)N=C(O)C(N)CC1=CC=CC=C1 BECPQYXYKAMYBN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021240 caseins Nutrition 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N chloroprene Chemical compound ClC(=C)C=C YACLQRRMGMJLJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N citraconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C\C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 1
- 229940018557 citraconic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N crotonic acid Chemical compound C\C=C\C(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 125000004966 cyanoalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000002296 dynamic light scattering Methods 0.000 description 1
- 238000010556 emulsion polymerization method Methods 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- UIWXSTHGICQLQT-UHFFFAOYSA-N ethenyl propanoate Chemical compound CCC(=O)OC=C UIWXSTHGICQLQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N fluoroethene Chemical compound FC=C XUCNUKMRBVNAPB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 239000011361 granulated particle Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910021469 graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 230000026030 halogenation Effects 0.000 description 1
- 238000005658 halogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000001866 hydroxypropyl methyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000010979 hydroxypropyl methyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N hydroxypropyl methyl cellulose Chemical compound OC1C(O)C(OC)OC(CO)C1OC1C(O)C(O)C(OC2C(C(O)C(OC3C(C(O)C(O)C(CO)O3)O)C(CO)O2)O)C(CO)O1 UFVKGYZPFZQRLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910003480 inorganic solid Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- UCLCELYDHWWXIR-UHFFFAOYSA-N lithium dioxido(dioxo)manganese iron(2+) Chemical compound [Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Fe+2].[Li+] UCLCELYDHWWXIR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BDKWOJYFHXPPPT-UHFFFAOYSA-N lithium dioxido(dioxo)manganese nickel(2+) Chemical compound [Mn](=O)(=O)([O-])[O-].[Ni+2].[Li+] BDKWOJYFHXPPPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N lithium nickel Chemical compound [Li].[Ni] RSNHXDVSISOZOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N lithium sulfide Chemical compound [Li+].[Li+].[S-2] GLNWILHOFOBOFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILXAVRFGLBYNEJ-UHFFFAOYSA-K lithium;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Li+].[Mn+2].[O-]P([O-])([O-])=O ILXAVRFGLBYNEJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 1
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 1
- 238000007909 melt granulation Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N mesaconic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C/C(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N methylfumaric acid Natural products OC(=O)C(C)=CC(O)=O HNEGQIOMVPPMNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003595 mist Substances 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 235000019426 modified starch Nutrition 0.000 description 1
- CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N molybdenum disulfide Chemical compound S=[Mo]=S CWQXQMHSOZUFJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000476 molybdenum oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002763 monocarboxylic acids Chemical class 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021470 non-graphitizable carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001254 oxidized starch Substances 0.000 description 1
- 235000013808 oxidized starch Nutrition 0.000 description 1
- PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N oxomolybdenum Chemical compound [Mo]=O PQQKPALAQIIWST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920005569 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920001197 polyacetylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920006254 polymer film Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 1
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 1
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 1
- USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L potassium persulfate Chemical compound [K+].[K+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O USHAGKDGDHPEEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N prop-2-ene-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC=C UIIIBRHUICCMAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NHARPDSAXCBDDR-UHFFFAOYSA-N propyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCOC(=O)C(C)=C NHARPDSAXCBDDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N propylamine Chemical group CCCN WGYKZJWCGVVSQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002296 pyrolytic carbon Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000012779 reinforcing material Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L sodium persulfate Substances [Na+].[Na+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O CHQMHPLRPQMAMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- RCYJPSGNXVLIBO-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenetitanium Chemical compound [S].[Ti] RCYJPSGNXVLIBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OPQYOFWUFGEMRZ-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,2-dimethylpropaneperoxoate Chemical compound CC(C)(C)OOC(=O)C(C)(C)C OPQYOFWUFGEMRZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical group FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000108 ultra-filtration Methods 0.000 description 1
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-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
Landscapes
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
本発明は前記の課題に鑑みて創案されたもので、集電体と活物質層との結着性に優れ、抵抗が低い二次電池電極を実現しうる二次電池電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、その複合粒子を用いた二次電池電極材料及び二次電池電極を提供することを目的とする。
すなわち、本発明は以下の通りである。
前記バインダーが、(a)フッ素系重合体と、(b)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位、並びに、酸性官能基含有不飽和単量体、アミド基含有不飽和単量体及びスルホン酸基・アミド基含有不飽和単量体からなる群より選択される少なくとも一種に由来する構成単位を含む官能基含有重合体とが複合化した複合化重合体である、二次電池電極用複合粒子。
〔2〕 〔1〕に記載の二次電池電極用複合粒子を含む、二次電池電極材料。
〔3〕 集電体と、前記集電体上に設けられた、〔2〕に記載の二次電池電極材料から形成された活物質層とを備える、二次電池電極。
〔4〕 前記活物質層が、加圧成形されたものである、〔3〕に記載の二次電池電極。
〔5〕 前記活物質層が、ロール加圧成形されたものである、〔4〕に記載の二次電池電極。
〔6〕 電極活物質及びバインダーを溶媒に混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥して造粒する工程とを有し、
前記バインダーが、(a)フッ素系重合体と、(b)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位、並びに、酸性官能基含有不飽和単量体、アミド基含有不飽和単量体及びスルホン酸基・アミド基含有不飽和単量体からなる群より選択される少なくとも一種に由来する構成単位を含む官能基含有重合体とが複合化した複合化重合体である、二次電池電極用複合粒子の製造方法。
本発明の二次電池電極用複合粒子の製造方法により、集電体と活物質層との結着性に優れ、抵抗が低い二次電池電極を実現しうる複合粒子を製造しうる。
本発明の二次電池電極用複合粒子(以下、適宜「複合粒子」と呼ぶことがある。)は、電極活物質及びバインダーを含む。
電極活物質は、二次電池の種類に応じて選択されうる。
例えばリチウムイオン二次電池の正極活物質としては、リチウムイオンを可逆的にドープ及び脱ドープすることが可能な金属酸化物が挙げられる。このような金属酸化物としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、燐酸鉄リチウム、燐酸マンガンリチウム、燐酸バナジウムリチウム、バナジン酸鉄リチウム、ニッケル−マンガン−コバルト酸リチウム、ニッケル−コバルト酸リチウム、ニッケル−マンガン酸リチウム、鉄−マンガン酸リチウム、鉄−マンガン−コバルト酸リチウム、珪酸鉄リチウム、珪酸鉄−マンガンリチウム、酸化バナジウム、バナジン酸銅、酸化ニオブ、硫化チタン、酸化モリブデン、硫化モリブデン等を挙げることができる。また、リチウムイオン二次電池の正極活物質としては、例えば、ポリアセチレン、ポリ−p−フェニレン、ポリキノン等のポリマーも挙げられる。これらの正極活物質は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
(式(I)において、x及びyは、0≦x<1、0≦y<1、x+y<1を満たす数を表す。また、Mは、B、Mn及びAlからなる群より選択される少なくとも1種の元素を表す。)
バインダーは、本発明の複合粒子において、電極活物質を結着しうる成分である。また、電極においては、バインダーは、複合粒子同士を結着させたり複合粒子と集電体とを結着させたりしうる成分である。
本発明に係るバインダーは、(a)フッ素系重合体と、(b)官能基含有重合体とが複合化した複合化重合体である。さらに、(b)官能基含有重合体は、(b−1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位と、(b−2)酸性官能基含有不飽和単量体、(b−3)アミド基含有不飽和単量体及び(b−4)スルホン酸基・アミド基含有不飽和単量体からなる群より選択される少なくとも一種に由来する構成単位とを含む重合体である。
(a)フッ素系重合体は、フッ素を含有する重合体である。(a)フッ素系重合体の種類に特に制限は無いが、好適な例としては、(a−1)フッ化ビニリデンに由来する構成単位を有する重合体、(a−2)六フッ化プロピレンに由来する構成単位を有する重合体、などが挙げられる。中でも、(a−1)フッ化ビニリデンに由来する構成単位及び(a−2)六フッ化プロピレンに由来する構成単位を有する共重合体が好ましい。このような共重合体は、例えば、(a−1)フッ化ビニリデン及び(a−2)六フッ化プロピレンを含む単量体組成物を重合して得られる。
(b)官能基含有重合体は、(b−1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位を含む。(b−1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位は、可撓性を有する構成単位である。このため、(b)官能基含有重合体は、結着対象である電極活物質の形状に追従して変形可能となり、密着性が向上し、ひいては結着性を高めることができる。また、(b−1)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位は疎水性が高いので、複合重合体の内部にある(a)フッ素系重合体に対する親和性が高い。したがって、(b−2)酸性官能基含有不飽和単量体、(b−3)アミド基含有不飽和単量体及び(b−4)スルホン酸基・アミド基含有不飽和単量体からなる群より選択される少なくとも一種に由来する構成単位を(b)官能基含有重合体の外側(表面側)に押し出して、複合化重合体による結着力を向上させる作用を発揮すると考えられる。
複合化重合体は、表面に結着力に優れる(b)官能基含有重合体を有するので、バインダーとして用いた場合に結着性に優れる。このため、複合化重合体をバインダーとして用いることにより、高速放電での容量低下が少なく、サイクル特性に優れた二次電池を実現できる。また、このように高い結着性を有するため、バインダーの量を減らせるので、抵抗の小さい電極を実現することができる。さらに、複合化重合体は、電極活物質に対して面ではなく点で結着しうるので、この作用によっても、抵抗の小さい電極を実現することができる。
複合化重合体は、例えば、乳化重合法により製造しうる。具体例を挙げると、まず(a)フッ素系重合体を乳化重合により得た後で、この(a)フッ素系重合体をシードとして、(b)官能基含有重合体の単量体の乳化重合を行ってもよい。
また、乳化重合に用いる乳化剤としては、例えば、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤及びカチオン性界面活性剤のいずれを用いてもよい。また、乳化剤は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。乳化剤の量は任意であり、重合に用いる単量体の総量100重量部に対して通常0.01重量部〜10重量部である。
本発明の複合粒子における複合化重合体の量は、電極活物質100重量部に対して、好ましくは0.1重量部以上、より好ましくは1重量部以上であり、好ましくは10重量部以下、より好ましくは8重量部以下、特に好ましくは6重量部以下である。複合化重合体の量を上記範囲に収めることにより、電子伝導を阻害することなく、電極活物質同士を良好に結着することが可能となる。
本発明の複合粒子は、本発明の効果を著しく損なわない限り、電極活物質及びバインダーに加えて、必要に応じて任意の成分を含んでいてもよい。例えば、本発明の複合粒子は、導電材を含んでいてもよい。
本発明の複合粒子は、電極活物質及びバインダー、並びに、必要に応じて導電材等の任意の成分を含む。電極活物質、バインダー及び任意の成分は、通常、それぞれが個別に独立した粒子として存在するのではなく、これら各成分の2成分以上、好ましくは全成分で一粒子を形成するものである。好適には、各成分の個々の粒子の複数個が結合して二次粒子として本発明の複合粒子を形成している。具体的には、複数個(好ましくは数個〜数十個)の電極活物質が、バインダーによって結着されて、塊状の粒子を形成しているものが好ましい。
例えば、本発明の複合粒子を用いて二次電池電極を製造した場合、通常、その二次電池電極の柔軟性を高めることができる。複合粒子においては複合化重合体が電極活物質同士の間に挟まれているので、複合化重合体が有する可撓性が十分に発現し、複合粒子自体は可撓性を有する粒子となる。そのため、その複合粒子を備える二次電池電極の柔軟性を高めることができる。
本発明の複合粒子の製造方法としては、特に限定されない。例えば、電極活物質及びバインダーを溶媒に混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥して造粒する工程とを有する噴霧乾燥造粒法により製造してもよい。噴霧乾燥造粒法によれば、本発明の複合粒子を比較的容易に得ることができる。以下、噴霧乾燥造粒法について説明する。
複合粒子用のスラリーは、電極活物質及びバインダー、並びに必要に応じて任意の成分を、溶媒に混合することにより製造してもよい。この場合、バインダーとして溶媒に溶解又は分散して組成物となったものを用いる場合には、組成物からバインダーを取り出してから溶媒と混合してもよく、組成物に含まれた状態のバインダーを溶媒と混合してもよい。
混合は、通常、室温〜80℃の範囲で、10分〜数時間行う。
噴霧乾燥は、スラリーを噴霧して乾燥させる方法である。この際、乾燥を促進するため、通常は熱風中にスラリーを噴霧する。スラリーの噴霧に用いる装置としては、例えば、アトマイザーが挙げられる。アトマイザーとしては、例えば、回転ディスク方式と加圧方式との二種類の装置が挙げられる。
一方、加圧方式は、スラリーを加圧してノズルから霧状にして乾燥する方式である。
噴霧乾燥法において、熱風の吹き込み方法は特に制限されない。例えば、熱風と噴霧方向が横方向に並流する方式、乾燥塔頂部で噴霧され熱風と共に下降する方式、噴霧した滴と熱風が向流接触する方式、噴霧した滴が最初熱風と並流し次いで重力落下して向流接触する方式、などが挙げられる。
本発明の二次電池電極材料は、上述した本発明の複合粒子を含む材料である。本発明の二次電池電極用複合粒子は、本発明の複合粒子のみを含んでいてもよく、本発明の複合粒子並びに例えばバインダー及び添加剤等を含んでいてもよい。本発明の二次電池電極材料に含まれる複合粒子の量は、好ましくは50重量%以上、より好ましくは70重量%以上、さらに好ましくは90重量%以上である。
本発明の二次電池電極は、集電体と、前記集電体上に設けられた本発明の二次電池電極材料から形成された活物質層とを備える。
集電体は、通常はフィルム又はシート状である。
集電体の厚みは、使用目的に応じて適宜選択され、通常1μm以上、好ましくは5μm以上、より好ましくは10μm以上であり、通常200μm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。
また、加圧成形の方法としては、例えば、二次電池電極材料を集電体上に散布し、二次電池電極材料を例えばブレード等でならして厚みを調整し、その後で、加圧装置で成形する方法を採用してもよい。
さらに、加圧成形の方法としては、例えば、二次電池電極材料を金型に充填し、金型を加圧して成形する方法を採用してもよい。
これらのなかでも、ロール加圧成形法が好ましい。特に、本発明の複合粒子は高い流動性を有しているので、その高い流動性によりロール加圧成形による成形が可能であり、生産性の向上が可能である。
本発明の電極を適用した二次電池は、通常、正極、負極及び電解液を備え、前記の正極及び負極の一方又は両方として本発明の電極を備える。また、二次電池は、セパレーターを備えていてもよい。本発明の電極は、前記のように活物質層と集電体との結着性が高く、また内部抵抗が低いので、通常は、高温サイクル特性及び低温サイクル特性に優れた二次電池を実現できる。
電解液としては、例えば、非水系の溶媒に支持電解質としてリチウム塩を溶解したものを使用してもよい。リチウム塩としては、例えば、LiPF6、LiAsF6、LiBF4、LiSbF6、LiAlCl4、LiClO4、CF3SO3Li、C4F9SO3Li、CF3COOLi、(CF3CO)2NLi、(CF3SO2)2NLi、(C2F5SO2)NLiなどのリチウム塩が挙げられる。特に、溶媒に溶けやすく高い解離度を示すLiPF6、LiClO4、CF3SO3Liは好適に用いられる。これらは1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を任意の比率で組み合わせて用いてもよい。
セパレーターとしては、通常、気孔部を有する多孔性基材を用いる。セパレーターの例を挙げると、(a)気孔部を有する多孔性セパレーター、(b)片面または両面に高分子コート層が形成された多孔性セパレーター、(c)無機セラミック粉末を含む多孔質の樹脂コート層が形成された多孔性セパレーター、などが挙げられる。これらの例としては、ポリプロピレン系、ポリエチレン系、ポリオレフィン系、またはアラミド系多孔性セパレーター、ポリビニリデンフルオリド、ポリエチレンオキシド、ポリアクリロニトリルまたはポリビニリデンフルオリドヘキサフルオロプロピレン共重合体などの固体高分子電解質用またはゲル状高分子電解質用の高分子フィルム;ゲル化高分子コート層がコートされたセパレーター;無機フィラーと無機フィラー用分散剤とからなる多孔膜層がコートされたセパレーター;などが挙げられる。
二次電池の製造方法は、特に限定されない。例えば、上述した負極と正極とをセパレーターを介して重ね合わせ、これを電池形状に応じて巻く、折るなどして電池容器に入れ、電池容器に電解液を注入して封口してもよい。さらに、必要に応じてエキスパンドメタル;ヒューズ、PTC素子などの過電流防止素子;リード板などを入れ、電池内部の圧力上昇、過充放電の防止をしてもよい。電池の形状は、例えば、ラミネートセル型、コイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角形、扁平型などいずれであってもよい。
〔結着性の評価方法〕
正極活物質層を備える正極を、幅1.0cm×長さ10cmの矩形に切って試験片とし、試料台に両面テープを貼りつけ、その上に正極活物質層面を下にして固定した。その後、両面テープの端から試験片を50mm/分の速度で180°方向に引き剥がしたときの応力を測定した。測定を10回行い、その平均値を求めた。この平均値をピール強度(N/m)とし、以下の基準で評価した。ピール強度が大きいほど、正極活物質層の結着性に優れることを示す。
A:20N/m以上
B:10N/m以上20N/m未満
C:5N/m以上10N/m未満
D:5N/m未満
実施例及び比較例で得られたリチウムイオン二次電池を、25℃環境下、24時間静置した。その後に4.2V、0.1Cの充放電レートにて充放電の操作を行った。その後、−30℃環境下で、充放電の操作を行い、放電開始10秒後の電圧降下(ΔV)を測定した。この値が小さいほど、内部抵抗が小さく、高速充放電が可能であることを示す。
A:0.2V未満
B:0.2V以上0.3V未満
C:0.3V以上0.5V未満
D:0.5V以上0.7V未満
E:0.7V以上
実施例及び比較例で製造した5セルのリチウムイオン二次電池を、45℃環境下、0.5Cの定電流法によって4.2Vに充電し、3.0Vまで放電する充放電を、200サイクル繰り返した。200サイクル終了時の電気容量と5サイクル終了時の電気容量との比(即ち、「200サイクル終了時の電気容量」/「5サイクル終了時の電気容量」×100(%))で表される充放電容量保持率を求めた。これらの測定を、電池5セルについて行った。各セルの充放電容量保持率の平均値を、以下の基準で評価した。この値が大きいほど高温サイクル特性に優れることを示す。
A:88%以上
B:83%以上88%未満
C:70%以上83%未満
D:60%以上70%未満
E:40%以上60%未満
〔バインダーの製造方法〕
電磁式撹拌機を備えた内容積約6リットルのオートクレーブの内部を十分に窒素置換した後、脱酸素した純水2.5リットル、及び乳化剤としてパーフルオロデカン酸アンモニウム25gを仕込み、速度350rpmで撹拌しながら60℃まで昇温した。次いで、フッ化ビニリデン(VDF)70%及び六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスを、内圧が20kg/cm2Gに達するまで仕込んだ。その後、重合開始剤としてジイソプロピルパーオキシジカーボネートを20%含有するフロン113溶液25gを、窒素ガスを使用して圧入し、重合を開始させた。重合中はフッ化ビニリデン(VDF)70%及び六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスを逐次圧入して、圧力を20kg/cm2Gに維持した。また、重合の進行とともに重合速度が低下するため、3時間経過後に、先に添加した量と同量の重合開始剤を、窒素ガスを使用して圧入して、さらに3時間反応を継続させた。そして、反応液を冷却するとともに撹拌を停止し、未反応単量体を放出して反応を停止させた。これにより、(a)フッ素系重合体のラテックスを得た。
正極活物質としてLi[Ni−Co−Al]O2を100部と、導電材としてアセチレンブラック(電気化学工業社製「HS−100」)2部と、複合化重合体の溶液を固形分相当で2部と、溶媒としてNMPを加え、プラネタリーディスパーミキサーにて混合分散して、複合粒子用のスラリーを調製した。
上記にて得られた複合粒子用のスラリーを、スプレー乾燥機(大川原化工機社製)を使用し、回転ディスク方式のアトマイザ(直径50mm)を用いて、回転数28,000rpm、熱風温度150℃、粒子回収出口の温度110℃の条件にて、噴霧乾燥造粒を行った。これにより、正極用の複合粒子を得た。得られた複合粒子の体積平均粒子径は、30μmであった。
上記にて得られた正極用の複合粒子を、ロールプレス機(押し切り粗面熱ロール)のロール(ロール温度25℃、プレス線圧4.0kN/cm)に、集電体としてのアルミニウム箔とともに供給した。これにより、成形速度20m/分で、アルミニウム箔上に、複合粒子の層がシート状に成形された。こうして、厚さ80μmの正極活物質層を有する正極を得た。製造した正極を用いて、電極の結着性の評価試験を行った。
プラネタリーディスパーミキサーに、負極活物質として比表面積4m2/gの人造黒鉛(平均粒子径:24.5μm)を100部、分散剤としてカルボキシメチルセルロースの1%水溶液(第一工業製薬株式会社製「BSH−12」)を固形分相当で1部加え、イオン交換水で固形分濃度55%に調整した後、25℃で60分混合した。次に、イオン交換水で固形分濃度52%に調整した。その後、さらに25℃で15分混合し混合液を得た。
上記にて得られた正極を直径13mmの円盤状に切り抜いた。また、上記にて得られた負極を直径14mmの円盤状に切り抜いた。そして、13mmの円盤状の正極上に、径18mm、厚さ25μmの円盤状のポリプロピレン製多孔膜からなるセパレータ、14mmの円盤状の負極をこの順に積層し、これをポリプロピレン製パッキンを設置したステンレス鋼製のコイン型外装容器(直径20mm、高さ1.8mm、ステンレス鋼厚さ0.25mm)中に収納した。次いで、この容器中に電解液(溶媒:エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート=1/2(20℃での容積比)、電解質:1MのLiPF6)を空気が残らないように注入した。その後、ポリプロピレン製パッキンを介して外装容器に厚さ0.2mmのステンレス鋼のキャップをかぶせて固定し、電池缶を封止した。これにより、直径20mm、厚さ約2mmのコイン型のリチウムイオン二次電池(コインセルCR2032)が製造された。
こうして得られたリチウムイオン二次電池を用いて内部抵抗及び高温サイクル特性の評価試験を行った。
バインダーの製造の際に、メチルメタクリレートの量を36部に変更し、N−メチロールアクリルアミドを用いず、スチレンスルホン酸ナトリウムの量を4部に変更したこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
バインダーの製造の際に、メチルメタクリレートの量を30部に変更し、N−メチロールアクリルアミド及びスチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにスチレン6部及び2−アクリルアミド−メチルプロパンスルホン酸4部を用いたこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
バインダーの製造の際に、メチルメタクリレートの量を36部に変更し、N−メチロールアクリルアミドの量を4部に変更し、スチレンスルホン酸ナトリウムを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
バインダーの製造の際に、フッ化ビニリデン(VDF)70%及び六フッ化プロピレン(HFP)30%からなる混合ガスの代わりに、フッ化ビニリデン100%のガスを用いたこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
バインダーの製造の際に、メチルメタクリレートの量を36部に変更し、N−メチロールアクリルアミド及びスチレンスルホン酸ナトリウムの代わりにアクリル酸2部及びイタコン酸2部を用いたこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
正極活物質としてLiNi0.33Co0.33Mn0.33O2を使用したこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
正極活物質としてLiCoO2を使用したこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
複合粒子用のスラリー及び正極用の複合粒子の製造の際、下記の方法を採用したこと以外は実施例1と同様にして、複合粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
〔正極用の複合粒子の製造〕
導電材としてアセチレンブラック(電気化学工業社製「HS−100」)2部と、複合化重合体の溶液を固形分相当で2部と、溶媒としてNMPを加え、混合して複合粒子用スラリーを調製した。流動層造粒装置「アグロマスタ」(ホソカワミクロン社製)に正極活物質としてLi[Ni−Co−Al]O2を100部供給し、120℃の熱風で流動させた。ここに、前記の複合粒子用スラリーを噴霧し、流動層造粒を行い、正極用の複合粒子を得た。得られた複合粒子の体積平均粒子径は、35μmであった。
複合化重合体の溶液の代わりに(a)フッ素系重合体のラテックスを用いることにより、複合化重合体の代わりに(a)フッ素系重合体を用いるようにしたこと以外は実施例1と同様にして、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
(a)フッ素系重合体を製造する工程を行わなかったことにより、複合化重合体の代わりに(b)官能基含有重合体を用いるようにしたこと以外は実施例1と同様にして、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
バインダーの製造の際に、メチルメタクリレートの量を40部に変更し、N−メチロールアクリルアミド及びスチレンスルホン酸ナトリウムを用いなかったこと以外は実施例1と同様にして、複合化粒子、正極及びリチウムイオン二次電池を製造し、評価した。
実施例及び比較例で用いたバインダーの構成と、正極及びリチウムイオン二次電池の評価を、表1及び表2に示す。ここで、下記に示す表における略称の意味は、以下の通りである。
VDF:フッ化ビニリデン
HFP:六フッ化プロピレン
nBA:n−ブチルアクリレート
MMA:メチルメタクリレート
AA:アクリル酸
IA:イタコン酸
NASS:スチレンスルホン酸ナトリウム
ATBS:2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸
NMAM:N−メチロールアクリルアミド
ST:スチレン
NCA:Li[Ni−Co−Al]O2
NMC:LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2
LCO:LiCoO2
表1及び表2から分かるように、本発明の複合粒子を用いれば、集電体と活物質層との結着性に優れ、抵抗が低い二次電池電極を実現しうる。また、この二次電池電極を用いて製造された二次電池は、高温サイクル特性に優れることが分かる。
Claims (6)
- 電極活物質及びバインダーを含み、
前記バインダーが、(a)フッ素系重合体と、(b)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位、並びに、酸性官能基含有不飽和単量体、アミド基含有不飽和単量体及びスルホン酸基・アミド基含有不飽和単量体からなる群より選択される少なくとも一種に由来する構成単位を含む官能基含有重合体とが、前記(a)フッ素系重合体をシードとした乳化重合によって複合化した複合化重合体であり、
前記複合化重合体における、前記(a)フッ素系重合体及び前記(b)官能基含有重合体の合計100重量部に対する、前記(a)フッ素系重合体の割合が、3重量部以上60重量部以下であり、
前記(b)官能基含有重合体における、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の割合が、40重量%以上80重量%以下であり、
前記電極活物質が、下記式(I)で表される、二次電池電極用複合粒子。
LiNi1−x−yCox Al yO2 (I)
(式(I)において、x及びyは、0<x<1、0<y<1、x+y<1を満たす数を表す。) - 請求項1に記載の二次電池電極用複合粒子を含む、二次電池電極材料。
- 集電体と、前記集電体上に設けられた、請求項2に記載の二次電池電極材料から形成された活物質層とを備える、二次電池電極。
- 集電体と、前記集電体上に設けられた、請求項2に記載の二次電池電極材料から形成された活物質層とを備える、二次電池電極の製造方法であって、
加圧成形によって前記活物質層を製造することを含む、二次電池電極の製造方法。 - ロール加圧成形によって前記活物質層を製造することを含む、請求項4に記載の二次電池電極の製造方法。
- 電極活物質及びバインダーを溶媒に混合してスラリーを得る工程と、前記スラリーを噴霧乾燥して造粒する工程とを有し、
前記バインダーが、(a)フッ素系重合体と、(b)(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位、並びに、酸性官能基含有不飽和単量体、アミド基含有不飽和単量体及びスルホン酸基・アミド基含有不飽和単量体からなる群より選択される少なくとも一種に由来する構成単位を含む官能基含有重合体とが、前記(a)フッ素系重合体をシードとした乳化重合によって複合化した複合化重合体であり、
前記複合化重合体における、前記(a)フッ素系重合体及び前記(b)官能基含有重合体の合計100重量部に対する、前記(a)フッ素系重合体の割合が、3重量部以上60重量部以下であり、
前記(b)官能基含有重合体における、前記(メタ)アクリル酸アルキルエステルに由来する構成単位の割合が、40重量%以上80重量%以下であり、
前記電極活物質が、下記式(I)で表される、二次電池電極用複合粒子の製造方法。
LiNi1−x−yCox Al yO2 (I)
(式(I)において、x及びyは、0<x<1、0<y<1、x+y<1を満たす数を表す。)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012123501A JP6102085B2 (ja) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | 二次電池電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、二次電池電極材料、二次電池電極 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2012123501A JP6102085B2 (ja) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | 二次電池電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、二次電池電極材料、二次電池電極 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013251073A JP2013251073A (ja) | 2013-12-12 |
JP6102085B2 true JP6102085B2 (ja) | 2017-03-29 |
Family
ID=49849578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2012123501A Active JP6102085B2 (ja) | 2012-05-30 | 2012-05-30 | 二次電池電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、二次電池電極材料、二次電池電極 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6102085B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20150357647A1 (en) * | 2013-01-21 | 2015-12-10 | Showa Denko K.K. | Binder for lithium ion secondary battery electrodes, slurry, electrode, and lithium ion secondary battery |
JP6666223B2 (ja) | 2016-09-21 | 2020-03-13 | 株式会社東芝 | 負極、非水電解質電池、電池パック、及び車両 |
JP7447406B2 (ja) | 2018-11-09 | 2024-03-12 | 株式会社リコー | 電極、電極素子、非水電解液蓄電素子 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4219705B2 (ja) * | 2003-02-17 | 2009-02-04 | パナソニック株式会社 | 二次電池用電極の製造法 |
TW200740913A (en) * | 2006-02-02 | 2007-11-01 | Jsr Corp | Polymer composition, paste for secondary battery electrode, and secondary battery electrode |
JP5201313B2 (ja) * | 2007-03-30 | 2013-06-05 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子用電極およびその製造方法 |
JP5767431B2 (ja) * | 2008-10-03 | 2015-08-19 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子電極形成用材料、その製造方法および電気化学素子電極 |
-
2012
- 2012-05-30 JP JP2012123501A patent/JP6102085B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013251073A (ja) | 2013-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6954424B2 (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極及び電気化学素子 | |
CN103947020B (zh) | 蓄电设备用粘合剂组合物、蓄电设备电极用浆料、蓄电设备电极、保护膜形成用浆料、保护膜以及蓄电设备 | |
JP6217741B2 (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法、電気化学素子電極および電気化学素子 | |
JP6344384B2 (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極用複合粒子の製造方法、電気化学素子電極および電気化学素子 | |
JP6369473B2 (ja) | リチウムイオン二次電池正極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池用正極およびリチウムイオン二次電池 | |
JP6327249B2 (ja) | 電気化学素子電極用バインダー、電気化学素子電極用粒子複合体、電気化学素子電極、電気化学素子及び電気化学素子電極の製造方法 | |
JP2013084351A (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極材料、及び電気化学素子電極 | |
JP6540692B2 (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子および電気化学素子電極用複合粒子の製造方法 | |
JP6380526B2 (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子 | |
JPWO2014192652A6 (ja) | 電気化学素子電極用バインダー、電気化学素子電極用粒子複合体、電気化学素子電極、電気化学素子及び電気化学素子電極の製造方法 | |
JP6498300B2 (ja) | 電気化学素子用電極 | |
JP2013051203A (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子、電気化学素子電極材料、電気化学素子電極、及び電気化学素子 | |
JP6485359B2 (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子 | |
JP6451934B2 (ja) | 電気化学素子電極用複合粒子 | |
JP6102085B2 (ja) | 二次電池電極用複合粒子及びその製造方法、並びに、二次電池電極材料、二次電池電極 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20150303 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20151203 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20151208 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160205 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20160719 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20160913 |
|
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: 20170131 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170213 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6102085 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 |