JP6869888B2 - 非水電解質電池セパレータ用樹脂組成物、並びに、それを用いた非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池セパレータ用樹脂組成物、並びに、それを用いた非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6869888B2 JP6869888B2 JP2017533132A JP2017533132A JP6869888B2 JP 6869888 B2 JP6869888 B2 JP 6869888B2 JP 2017533132 A JP2017533132 A JP 2017533132A JP 2017533132 A JP2017533132 A JP 2017533132A JP 6869888 B2 JP6869888 B2 JP 6869888B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- aqueous electrolyte
- electrolyte battery
- copolymer
- resin composition
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
-
- 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)
- Cell Separators (AREA)
Description
<セパレータ用樹脂組成物>
セパレータ用樹脂組成物として水溶性のリチウム変性イソブテン−無水マレイン酸共重合樹脂(平均分子量325,000、中和度1.0、開環率100%)25g(0.16mol)を用い、10重量%水溶液を調整して以下の試験で用いた。中和度の調整は、水酸化リチウムをマレイン酸類共重合体中のマレイン酸単位に対し2.0当量(0.320mol)添加することによって行った。
熱分析計(ヤマト科学社製)を用いて上記α-オレフィン‐マレイン酸類共重合体の熱
重量測定を行った。測定温度範囲50℃〜1000℃、昇温速度20℃/分にて測定を行った結果、150℃での質量減少率は0.3%であった。結果を下記表1に示す。
上記10重量%のセパレータ用樹脂組成物をセパレータ基材表面被覆液として5重量%に希釈し、セパレータ(27cm×25cm、不織布)を該希釈液に浸漬した。実験用手動マングル(熊谷理機工業製)を使用し、上記セパレータ基材表面被覆液の希釈液で被覆されたセパレータを搾液処理後、室温で12時間乾燥した。乾燥後のシートを熱プレス装置(古川製作所製)でプレスし、厚さ20μmに調整した(ロール温度室温、速度1m/min、線圧100hg/cm)。付着量は2.1g/m2であった。
電極用スラリー作製は活物質として天然黒鉛(DMGS、BYD製)94重量部に対して、バインダーとして、スチレン−ブタジエンゴム(SBR、TRD2001、JSR製)の48.3重量%水分散液を固形分として3重量部、カルボキシメチルセルロールナトリウム(CMC、セロゲンBSH−6、第一工業製薬製)の1重量%水溶液を固形分として1重量部、および導電助剤(導電付与剤)としてSuper−P(ティムカル社製)を固形分として2重量部を専用容器に投入し、遊星攪拌器(ARE−250、シンキー製)を用いて混練した。スラリー中の活物質と導電助剤とバインダー(SBR−CMC)の組成比は固形分として、天然黒鉛:導電助剤:SBR:CMC=94:2:3:1である。
得られたスラリーをバーコーター(T101、松尾産業製)を用いて集電体の銅箔(CST8G、福田金属箔粉工業製)上に塗工量が8.1mg/cm2となるように塗工し、80℃で30分間熱風乾燥機(ヤマト科学製)にて一次乾燥後、ロールプレス(宝泉製)を用いて圧延処理を行なった。その後、電池用電極(φ14mm)として打ち抜き後、120℃で3時間減圧条件の二次乾燥によってコイン電池用電極を作製した。
電極用スラリー作製は活物質としてニッケル・コバルト・マンガン(NCM)92重量部に対して、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVDF)を固形分として5重量部、および導電助剤(導電付与剤)としてデンカブラック(粉状、電気化学工業製)を固形分として3重量部を専用容器に投入し、遊星攪拌器(ARE−250、シンキー製)を用いて混練した。スラリー粘度調整のため、混練時は水を添加して再度混練することによって電極塗工用スラリーを作製した。スラリー中の活物質とバインダーの組成比は固形分として、黒鉛粉末:導電助剤:バインダー組成物=92:3:5である。
得られたスラリーをフィルムアプリケーター(テスター産業製)を用いて集電体のアルミ箔(IN30−H、冨士加工紙製)上に塗工し、80℃で30分間熱風乾燥機(ヤマト科学製)にて一次乾燥後、ロールプレス(宝泉製)を用いて圧延処理を行なった。その後、電池用電極(φ14mm)として打ち抜き後、120℃で3時間減圧条件の二次乾燥によってコイン電池用電極を作製した。
上記で得られた被覆セパレータ及び電池用負極をアルゴンガス雰囲気下のグローブボックス(美和製作所製)に移送した。上記で作製した正極と負極、および電解液は六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)のエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート溶液(1mol/L LiPF6、EC/DMC/EMC=1/1/1)を用いて、コイン電池(2032タイプ)を作製した。
作製したコイン電池は、市販充放電試験機(TOSCAT3100、東洋システム製)を用いて充放電試験を実施した。コイン電池を25℃の恒温槽に置き、電池電圧が4.2Vになるまで0.2C(約0.5mA/cm2)の定電流充電を行った。このときの容量を充電容量(mAh)とした。次いで、電池電圧が3Vになるまで0.2C(約0.5mA/cm2)の定電流放電を行った。このときの容量を放電容量(mAh)とした。初期放電容量と充電容量差を不可逆容量、放電容量/充電容量の百分率を充放電効率とした。コイン電池の直流抵抗は、1回の充電を行った後(満充電状態)の抵抗値を採用した。上記結果を下記表1に示す。
セパレータ用樹脂組成物として水溶性のリチウム変性イソブテン−無水マレイン酸共重合樹脂(平均分子量325,000、中和度0.5、開環率96%)の10重量%水溶液を調整した。中和度の調整は、水酸化リチウムをマレイン酸類共重合体中のマレイン酸単位に対し1.0当量(0.160mol)添加することによって行った。被覆セパレータを上記実施例1と同様の方法によって作製した。付着量は1.8g/m2であった。さらに、上記実施例1と同様の方法によって電池用負極を作製し、コイン電池を得て、充放電特性試験を行った。上記結果を下記表1に示す。
セパレータ用樹脂組成物として水溶性のリチウム変性イソブテン−無水マレイン酸共重合樹脂(平均分子量325,000、中和度0.3、開環率82%)の10重量%水溶液を調整した。中和度の調整は、水酸化リチウムをマレイン酸類共重合体中のマレイン酸単位に対し0.60当量(0.096mol)添加することによって行った。被覆セパレータを上記実施例1と同様の方法によって作製した。付着量は1.9g/m2であった。さらに、上記実施例1と同様の方法によって電池用負極を作製し、コイン電池を得て、充放電特性試験を行った。上記結果を下記表1に示す。
セパレータ用樹脂組成物として48.3重量%水溶液のSBRを固形分として4重量部、および1.0重量%水溶液のCMC−Naを固形分として1重量部を用い、被覆セパレータを上記実施例1と同様の方法によって作製した。付着量は1.9g/m2であった。さらに、上記実施例1と同様の方法によって電池用負極を作製し、コイン電池を得て、充放電特性試験を行った。上記結果を下記表1に示す。
セパレータ基材表面被覆液を用いることなく、上記実施例1と同様の方法によって塗工負極を作製し、コイン電池を得て、充放電特性試験を行った。上記結果を下記表1に示す。
セパレータ用樹脂組成物としてポリアクリル酸(平均分子量187,000、中和度0.5、アルドリッチ製)の51.2w%水溶液の50%Na塩を固形分として、被覆セパレータを上記実施例1と同様の方法によって作製した。付着量は2.1g/m2であった。さらに、上記実施例1と同様の方法によって電池用負極を作製し、コイン電池を得て、充放電特性試験を行った。上記結果を下記表1に示す。
本発明のセパレータ用樹脂組成物を用いたセパレータ基材表面被覆液で被覆したセパレータを用いた実施例1〜3は、α−オレフィン−マレイン酸類共重合体がセパレータの欠陥を補完し短絡が少なく、歩留まりが向上した結果が得られた。一方、被覆をしなかったセパレータ(比較例2)については、短絡し易かった。
さらに、同じく凡用品であるポリアクリル酸を用いた比較例3では、カルボン酸部位を本発明同様に有するにも関わらず、直流抵抗が高くなっていることが解る。
Claims (3)
- α−オレフィン類とマレイン酸類とが共重合したα−オレフィン−マレイン酸類共重合体の中和塩を含み、かつ、
前記中和塩が、前記共重合体と水酸化リチウムとを反応させて得られる中和塩であり、アルカリ金属としてリチウムを含むこと、
前記共重合体におけるマレイン酸類から生成するカルボン酸に対する中和度が0.3〜1.0であること、及び、
前記共重合体の重量平均分子量が325,000〜500,000であることを特徴とする、非水電解質電池セパレータ用樹脂組成物。 - 請求項1に記載のセパレータ用樹脂組成物からなる被覆層を備える、非水電解質電池用セパレータ。
- 請求項2に記載のセパレータを有する、非水電解質電池。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015156188 | 2015-08-06 | ||
JP2015156188 | 2015-08-06 | ||
PCT/JP2016/073048 WO2017022845A1 (ja) | 2015-08-06 | 2016-08-05 | 非水電解質電池セパレータ用樹脂組成物、並びに、それを用いた非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2017022845A1 JPWO2017022845A1 (ja) | 2018-05-24 |
JP6869888B2 true JP6869888B2 (ja) | 2021-05-12 |
Family
ID=57943387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2017533132A Active JP6869888B2 (ja) | 2015-08-06 | 2016-08-05 | 非水電解質電池セパレータ用樹脂組成物、並びに、それを用いた非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6869888B2 (ja) |
TW (1) | TWI602340B (ja) |
WO (1) | WO2017022845A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20200019962A (ko) * | 2017-07-24 | 2020-02-25 | 주식회사 쿠라레 | 비수 전해질 전지용 분리막 및 그것을 사용한 비수 전해질 전지 |
WO2019049510A1 (ja) * | 2017-09-11 | 2019-03-14 | 株式会社クラレ | 非水電解質電池セパレータ用塗工液、並びに、それを用いた非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001176483A (ja) * | 1999-12-21 | 2001-06-29 | Mitsubishi Paper Mills Ltd | 電池用セパレータおよび電池 |
JP5005137B2 (ja) * | 2001-07-12 | 2012-08-22 | 昭和電工株式会社 | 亜鉛二次電池用セパレータ及びそれを用いた亜鉛二次電池 |
JP2010146960A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池並びに非水系電解液二次電池用正極及び負極 |
JP2010146961A (ja) * | 2008-12-22 | 2010-07-01 | Mitsubishi Chemicals Corp | 非水系電解液二次電池及び非水系電解液二次電池用セパレータ |
JP5998622B2 (ja) * | 2012-05-11 | 2016-09-28 | 住友化学株式会社 | 樹脂組成物、非水電解液二次電池用セパレーター及びその製造方法、並びに、非水電解液二次電池 |
JP5926619B2 (ja) * | 2012-06-01 | 2016-05-25 | 三菱製紙株式会社 | リチウムイオン電池セパレータ用塗工液及びリチウムイオン電池セパレータの製造方法 |
EP2903055B1 (en) * | 2012-09-28 | 2017-08-30 | Zeon Corporation | Porous membrane separator for secondary batteries, method for producing same, and secondary battery |
-
2016
- 2016-08-05 TW TW105124893A patent/TWI602340B/zh active
- 2016-08-05 WO PCT/JP2016/073048 patent/WO2017022845A1/ja active Application Filing
- 2016-08-05 JP JP2017533132A patent/JP6869888B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI602340B (zh) | 2017-10-11 |
WO2017022845A1 (ja) | 2017-02-09 |
JPWO2017022845A1 (ja) | 2018-05-24 |
TW201719953A (zh) | 2017-06-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI580102B (zh) | Lithium ion secondary battery negative electrode water-soluble adhesive composition, and a lithium ion secondary battery negative electrode composition, lithium ion secondary battery negative electrode and lithium ion secondary battery | |
JP6138383B1 (ja) | 非水電解質電池用バインダー組成物、並びにそれを用いた非水電解質電池用スラリー組成物、非水電解質電池負極、及び非水電解質電池 | |
JPWO2019049510A1 (ja) | 非水電解質電池セパレータ用塗工液、並びに、それを用いた非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池 | |
JP6543007B2 (ja) | 非水電解質電池電極用増粘安定剤、並びに、それを含むバインダー組成物、非水電解質電池電極用スラリー組成物、非水電解質電池電極及び非水電解質電池 | |
JP6869888B2 (ja) | 非水電解質電池セパレータ用樹脂組成物、並びに、それを用いた非水電解質電池用セパレータ及び非水電解質電池 | |
WO2018101134A1 (ja) | 非水電解質電池電極用バインダー組成物およびそれを原料とするハイドロゲル、並びにそれを用いた非水電解質電池電極用スラリー組成物、非水電解質電池負極、及び非水電解質電池 | |
JP2016189253A (ja) | リチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物、並びにそれを用いたリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池負極及びリチウムイオン二次電池 | |
JP2019071233A (ja) | 非水電解質電池用バインダー組成物、並びにそれを用いた非水電解質電池用バインダー水溶液、非水電解質電池用スラリー組成物、非水電解質電池負極、及び非水電解質電池 | |
JP2018063799A (ja) | 非水電解質電池電極用バインダー組成物、並びにそれを用いた非水電解質電池電極用スラリー組成物、非水電解質電池負極及び非水電解質電池 | |
WO2017022844A1 (ja) | 非水電解質電池電極用スラリー組成物、並びに、それを用いた非水電解質電池正極及び非水電解質電池 | |
JP6138382B1 (ja) | 非水電解質電池用バインダー組成物、並びにそれを用いた非水電解質電池用スラリー組成物、非水電解質電池負極、及び非水電解質電池 | |
JP2017069162A (ja) | 非水電解質二次電池用バインダー組成物、並びにそれを用いた非水電解質二次電池用スラリー組成物、非水電解質二次電池負極、及び非水電解質二次電池 | |
JP6856972B2 (ja) | リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池負極及びリチウムイオン二次電池 | |
TWI605634B (zh) | Slurry composition for electrode of non-aqueous electrolyte battery, and non-aqueous electrolyte battery anode and non-aqueous electrolyte battery using the same | |
WO2016158637A1 (ja) | 非水電解質電池電極用バインダー組成物、並びにそれを用いた非水電解質電池電極用スラリー組成物、非水電解質電池負極及び非水電解質電池 | |
TWI614936B (zh) | 非水電解質電池負極用漿體組成物、以及使用其之非水電解質電池負極及非水電解質電池 | |
JP2016189255A (ja) | リチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池負極及びリチウムイオン二次電池 | |
JP2016189252A (ja) | リチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物、並びにそれを用いたリチウムイオン二次電池電極用スラリー組成物、リチウムイオン二次電池負極及びリチウムイオン二次電池 | |
JP2017033904A (ja) | 非水電解質電池電極用スラリー組成物、並びに、それを用いた非水電解質電池負極及び非水電解質電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190308 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200422 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200616 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200811 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20201005 |
|
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: 20210323 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20210414 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6869888 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |