JPH0987571A - 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池 - Google Patents

有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池

Info

Publication number
JPH0987571A
JPH0987571A JP7270621A JP27062195A JPH0987571A JP H0987571 A JPH0987571 A JP H0987571A JP 7270621 A JP7270621 A JP 7270621A JP 27062195 A JP27062195 A JP 27062195A JP H0987571 A JPH0987571 A JP H0987571A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
weight
electrode
active material
monomer
carboxylic acid
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.)
Granted
Application number
JP7270621A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3755544B2 (ja
Inventor
Koichiro Maeda
耕一郎 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zeon Corp
Original Assignee
Nippon Zeon Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Zeon Co Ltd filed Critical Nippon Zeon Co Ltd
Priority to JP27062195A priority Critical patent/JP3755544B2/ja
Publication of JPH0987571A publication Critical patent/JPH0987571A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3755544B2 publication Critical patent/JP3755544B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/621Binders
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 初期容量が大きく、充放電を繰り返しても炭
素質活物質が電極から剥離しにくく、活物質を多量が電
極に固定した電池を製造できるバインダーを得る。 【解決手段】 炭素と水素以外の元素を含有しない芳香
族ビニル系単量体(例えば、スチレンなど)25〜60
重量%、炭素と水素以外の元素を含有しない共役ジエン
系単量体(例えば、ブタジエンなど)15〜50重量
%、エチレン性不飽和カルボン酸エステル0〜40重量
%(例えば、メタクリル酸メチルなど)、および不飽和
カルボン酸系単量体(例えば、イタコン酸など)0〜4
0重量%、かつエチレン性不飽和カルボン酸エステル系
単量体と不飽和カルボン酸系単量体の合計量が15〜4
0重量%の単量体を共重合したラテックス粒子と極性有
機溶媒(好ましくは、N−メチルピロリドン)からなる
有機溶媒系バインダー組成物に活物質を分散させ、電極
基体に塗布し、乾燥させて、活物質層を形成した電極を
用いて電池を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池用バインダー
組成物に関し、さらに詳しくは、活物質を多量に用いる
ことができ、電池の初期容量を大きくでき、充放電を繰
り返しても活物質が脱落し難いため、電池の容量低下が
小さい電池用有機溶媒系バインダー組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】電池用バインダーは、電極に活物質を固
定するのに用いられる。電池の容量は、活物質の種類、
量、電解液の種類、量などの複数の要因によって決めら
れるが、バインダーが充分量の活物質を電極に固定でき
ないと初期容量の大きな電池が得られず、また、充放電
を繰り返すことなどによって電極から活物質が脱落する
に従って電池の容量は低下する。
【0003】電池用バインダーは、通常、バインダーを
溶媒に溶解したバインダー組成物に活物質を分散させ
て、電極に塗布し、溶媒を揮発させ、バインダー構造中
に活物質が固定された状態にすることにより、電極表面
に活物質を固定する。
【0004】バインダー組成物には、有機溶媒系バイン
ダー組成物と水系バインダー組成物の二種類がある。有
機溶媒系バインダー組成物としては、通常、ポリビニリ
デンフルオライドをN−メチルピロリドンに溶解したも
のが用いられいる(例えば、特開平4−249860号
公報など)。この有機溶媒系バインダー組成物にに活物
質を分散させたスラリーを電極基体に塗布して、N−メ
チルピロリドンを除去して製造した電極を用いると電池
の初期容量を大きくすることができるが、この電極を用
いた電池で充放電を繰り返すと電極に固定された活物質
が脱落しやすいという問題がある。
【0005】一方、水系バインダー組成物としては、通
常、SBRラテックス(スチレン、ブタジエンを共重合
したゴムのラテックス)の水分散液に増粘剤としてカル
ボキシルメチルセルロースなどを添加したものが用いら
れており(例えば、特開平5−21068号公報、特開
平5−74461号公報など)、これを用いて電極に活
物質を固定した電池では充放電を繰り返しても活物質が
脱落しにくいが、十分量の増粘剤を使用するとそれだけ
活物質の割合が減り、固定される活物質の量が経る。ま
た、多くの電池に用いられている炭素質活物質では、水
と炭素が接触するために、炭素表面に水酸基が多く結合
し、その影響で初期容量が低下するという問題があっ
た。
【0006】また、スチレンとブタジエンからなるSB
Rラテックスは、水分散系で製造されるが、水分を除去
した後はゲル化してしまい、非極性有機溶媒では膨潤す
るが分散せず、極性有機溶媒では固体のままで分散しな
かいため、有機溶媒系バインダー組成物には用いられな
かった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、初期
容量が大きく、充放電を繰り返しても炭素質活物質が電
極から剥離しにくく、活物質を多量が電極に固定した電
池を製造できるようにすることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意努力
の結果、特定のSBR系ラテックスが有機溶媒に分散で
き、また、バインダーとして活物質を十分強固に電極基
体に固定できることを見い出し、本発明を完成させるに
至った。かくして、本発明によれば、芳香族ビニル系単
量体25〜60重量%、共役ジエン系単量体15〜50
重量%、エチレン性不飽和カルボン酸エステル0〜40
重量%、および不飽和カルボン酸系単量体0〜40重量
%、かつエチレン性不飽和カルボン酸エステル系単量体
と不飽和カルボン酸系単量体の合計量が15〜40重量
%の単量体を共重合したラテックス粒子と極性有機溶媒
からなる有機溶媒系バインダー組成物、該バインダー組
成物と活物質を混合し電極基体表面に塗布し有機溶媒を
除去した電極、および電極が該電極である電池が提供さ
れる。
【0009】
【発明の実施の形態】
(SBR系ラテックス)本発明に用いるSBR系ラテッ
クスは、芳香族ビニル系単量体25〜60重量%、共役
ジエン系単量体15〜50重量%、エチレン性不飽和カ
ルボン酸エステル0〜40重量%、および不飽和カルボ
ン酸系単量体0〜40重量%、かつエチレン性不飽和カ
ルボン酸エステル系単量体と不飽和カルボン酸系単量体
の合計量が15〜40重量%の単量体を共重合したもの
である。
【0010】本発明に用いる芳香族ビニル系単量体は、
炭素、水素以外の元素を含有していないものであり、ス
チレン、α−メチルスチレン、β−メチルスチレンなど
が例示される。炭素、水素以外の元素を含有している場
合は重合が阻害されたり、電池の充放電の機能を阻害し
たりする。共重合させる全単量体中の割合は、25重量
%以上、好ましくは30重量%以上、かつ60重量%以
下、好ましくは55重量%以下である。芳香族ビニル系
単量体の共重合割合が小さすぎるとSBR系ラテックス
の強度が不足し、活物質が脱落しやすくなり、大きすぎ
るとSBR系ラテックスの柔軟性が低下するため、充放
電の際の電極表面の体積変化などによって活物質が脱落
しやすくなる。
【0011】本発明に用いる共役ジエン系単量体は、炭
素、水素以外の元素を含有していないものであり、ブタ
ジエン、ピペリレンなどが例示される。炭素、水素以外
の元素を含有していると、通常共役しておらず、またク
ロロプレンのように共役している場合には電池の充放電
の機能を阻害することがある。また、α位の炭素に水素
が結合していないものを用いたSBR系ラテックスをバ
インダーとすると、電解液と反応して分解することがあ
り、バインダーとしての機能が低下し、また、電池とし
ての機能も阻害することがあるので、α位の炭素に水素
が結合したものを用いることが好ましい。共重合させる
全単量体中の割合は、15重量%以上、好ましくは25
重量%以上、かつ50重量%以下、好ましくは45重量
%以下である。共役ジエン系単量体の共重合割合が小さ
すぎるとSBR系ラテックスの柔軟性が不足し、活物質
が脱落しやすくなり、大きすぎるとSBR系ラテックス
の強度が低下するため、やはり活物質が脱落しやすくな
る。
【0012】本発明に用いるエチレン性不飽和カルボン
酸エステル系単量体としては、メタクリル酸メチル、メ
タクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、クロトン
酸エチル、イソクロトン酸エチル、ヒドロキシエチルア
クリレート、ヒドロキシエチルメタアクリレートなどが
例示され、共重合させる全単量体中の割合は、0重量%
以上、40重量%以下、好ましくは30重量%以下であ
る。エチレン性不飽和カルボン酸エステル系単量体の共
重合割合が大きすぎるとSBR系ラテックスの柔軟性が
低下するため、活物質が脱落しやすくなる。
【0013】本発明に使用する不飽和カルボン酸系単量
体としては、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メ
サコン酸、グルタコン酸、イタコン酸などの不飽和ジカ
ルボン酸系単量体; アクリル酸、メタクリル酸などの
不飽和カルボン酸系単量体;などが例示され、SBR系
ラテックスの強度、柔軟性の点から不飽和ジカルボン酸
系単量体が好ましい。共重合させる全単量体中の割合
は、0重量%以上、かつ40重量%以下、好ましくは3
5重量%以下である。やはり、不飽和カルボン酸も共重
合割合が小さすぎるとSBR系ラテックスの柔軟性が不
足し、活物質が脱落しやすくなる。
【0014】また、アクリロニトリルなどのニトリル基
を有するものを全単量体中好ましくは5重量%以上、よ
り好ましくは10重量%以上用いると、後述のように最
も広く使用されている極性有機溶媒であるN−メチルピ
ロリドンにSBR系ラテックスが分散させやすくなる。
なお、アクリロニトリルは好ましくは30重量%以下用
いる。アクリロニトリルが多すぎるとSBR系ラテック
スの柔軟性が低下するため、活物質が脱落しやすくなる
場合がある。
【0015】また、エチレン性不飽和カルボン酸エステ
ル系単量体と不飽和カルボン酸系単量体の合計量、アク
リロニトリルを用いる場合は、エチレン性不飽和カルボ
ン酸エステル系単量体、不飽和カルボン酸系単量体及び
アクリロニトリルの合計量が15重量%以上、好ましく
は20重量%以上、40重量%以下、好ましくは35重
量%以下である。この合計量が大きすぎるとSBR系ラ
テックスの柔軟性が不足し、活物質が脱落しやすくな
り、小さすぎるとSBR系ラテックスが有機溶媒中に分
散しにくく、電極基体に塗布し難く、活物質も脱落しや
すく、使用に適さない。
【0016】本発明においてはSBR系ラテックスの合
成方法は特に限定されず、通常は乳化重合法により重合
され、その粒径も特に限定されず、平均で、好ましくは
0.01μm以上、かつ好ましくは0.5μm以下、よ
り好ましくは0.3μm以下である。小さすぎるとバイ
ンダーとして性能が低下し、大きすぎると活物質層の表
面に不活性な部分が多くなり電池の性能が低下する。
【0017】また、SBR系ラテックスは、ゲル含量が
好ましくは75重量%以上、より好ましくは80重量%
以上、かつ100重量%以下のものである。ここでゲル
含量はトルエンに対する不溶分をいう。ゲル含量が少な
すぎると電極基体に固定しにくくなり、電解液に膨潤し
やすくなる。
【0018】(極性有機溶媒)本発明に用いる極性有機
溶媒は、炭素、水素以外の元素を含有する有機溶媒であ
って、活物質の機能を低下させにくいことから、活性水
素を有していないものが好ましく、具体的には、アセト
ニトリル、N−メチルピロリドン、アセチルピリジン、
シクロペンタノン、ジメチルフォルムアミド、ジメチル
スルフォキシド、メチルフォルムアミド、メチルエチル
ケトン、フルフラール、エチレンジアミンなどが例示さ
れる。これらの中でも、バインダー組成物用の溶媒とし
て、SBR系ラテックスの分散性、取扱いやすさ、安全
性、合成の容易さなどのバランスから、N−メチルピロ
リドンが最も好ましい。
【0019】(バインダー組成物)本発明のバインダー
組成物は、SBR系ラテックスを極性有機溶媒に分散さ
せたものであって、SBR系ラテックスの濃度が10重
量%以上、好ましくは20重量%以上、かつ60重量%
以下、好ましくは50重量%以下のものである。SBR
系ラテックス濃度が小さすぎると塗布しやすい濃度に調
整しにくく、大きすぎると粘度が高くなりすぎ、SBR
系ラテックスが凝集しやすくなる。
【0020】なお、SBR系ラテックスは、通常水系溶
媒中で製造する。そのため、水系溶媒を除去する必要が
ある。用いる極性有機溶媒の沸点が水よりも高いもので
あれば、極性有機溶媒を加えてエバポレーターなどを用
いて水を蒸発させて除去すればよい。用いる極性有機溶
媒の沸点が水より低い場合は、例えば、極性有機溶媒を
加えて水と共沸させてエバポレーターなどによりある程
度水の量を減らした後にモレキュラーシーブなど吸水剤
を用いたり、逆浸透膜を用いて水分を除去すればよい。
【0021】(電極)本発明の電極は、本発明のバイン
ダー組成物に活物質を配合してスラリーを調製し、電極
基体に塗布し、溶媒を除去して、電極基体表面に形成さ
れた活物質層のマトリックス中に活物質を固定したもの
である。
【0022】本発明で用いる活物質は、活物質として機
能する限り特に限定されず、通常は、負極活物質として
炭素を用い、正極活物質としてモリブデン、バナジウ
ム、チタン、ニオブなどの酸化物、硫化物、セリン化物
などのほか、リチウムマンガン酸化物、リチウムコバル
ト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウム鉄酸化物
などのリチウム含有複合酸化物などが用いられる。
【0023】本発明に用いるスラリーの活物質量も特に
限定されないが、SBR系ラテックス量に対して、重量
基準で好ましくは10倍以上、より好ましくは15倍以
上、かつ1000倍以下、より好ましくは100倍以下
になるようバインダー組成物に活物質を配合したもので
ある。活物質量が少なすぎると活物質層表面に不活性な
部分が多くなり、電極としての機能が不十分となること
があり、活物質量が多すぎると活物質が電極基体に十分
に固定されずに脱落しやすくなる。なお、スラリーは、
溶媒を追加して、塗布しやすい濃度にして使用する。
【0024】本発明に用いる電極基体は導電性材料から
なるものであれば特に限定されないが、一般には鉄、
銅、アルミニウムなどの金属製のものを用いる。形状も
特に限定されないが、電極表面積が大きいものが好まし
いことから、通常、厚さ0.05〜0.5mm程度のシ
ートを用いる。
【0025】塗布する方法は特に限定されない。例え
ば、浸漬、ハケ塗りなどによって塗布される。塗布する
量は、有機溶媒を除去した後に形成される活物質層の厚
さが好ましくは0.1mm以上、より好ましくは0.5
mm以上、好ましくは5mm以下、より好ましくは2m
m以下になるようにする。有機溶媒を除去する方法も特
に限定されないが、通常は、応力集中が起こって活物質
層に亀裂がはいったり、電極基体から剥離したりしない
程度の速度範囲で、できるだけ早く有機溶媒が揮発する
ように、減圧の程度、加熱の程度を調整して有機溶媒を
除去する。
【0026】(電池)本発明の電池は電極として本発明
の電極を用いたものである。大型の電池の場合には、電
極をテープ状のものとし、負電極と正電極の間にセパレ
ーター・シートを挟みこんで巻回し、電解液に満たした
ケース中に浸漬するなどの方法で、また小型電池の場合
には、電極を円状のシートにして電解液を満たしたコイ
ン型ケース中に浸漬するなどの方法で電池として使用し
やすく、かつ大きな容量のものが得られるようにするこ
とができる。
【0027】電解液も特に限定されず、負極活物質、正
極活物質の種類に応じて、電池としての機能を発揮する
ものを選択すればよい。例えば、電解質として、LiC
lO4、LiBF4、CF3SO3Li、LiI、LiAl
Cl4、LiPF6、NaClO4、NaBF4、NaI、
(n−Bu)4NClO4などが例示され、溶媒として、
エーテル類、ケトン類、ラクトン類、ニトリル類、アミ
ン類、アミド類、硫黄化合物類、塩素化炭化水素類、エ
ステル類、カーボネート類、ニトロ化合物類、リン酸エ
ステル系化合物類、スルホラン系化合物類などが例示さ
れ、一般には、エチレンカーボネートやジエチルカーボ
ネートなどが広く使用されている。
【0028】(態様)本発明の態様としては、(1)
芳香族ビニル系単量体25〜60重量%、共役ジエン系
単量体15〜50重量%、エチレン性不飽和カルボン酸
エステル0〜40重量%、および不飽和カルボン酸系単
量体0〜40重量%、かつエチレン性不飽和カルボン酸
エステル系単量体と不飽和カルボン酸系単量体の合計量
が15〜40重量%の単量体を共重合したラテックス粒
子と極性有機溶媒からなる有機溶媒系バインダー組成
物、(2) 芳香族ビニル系単量体が、炭素、水素以外
の元素を含有していないものである(1)記載の組成
物、(3) 共役ジエン系単量体が、炭素、水素以外の
元素を含有していないものである(1)〜(2)記載の
組成物、(4) 共役ジエン系単量体が、α位の炭素に
水素が結合したものである(1)〜(3)記載の組成
物、(5) エチレン性不飽和カルボン酸エステル系単
量体量が全単量体中5〜40重量%共重合させ、その内
のニトリル基を有するもの全単量体に対して5〜40重
量%である(1)〜(4)記載の組成物、(6) 不飽
和カルボン酸系単量体が不飽和ジカルボン酸系単量体で
ある(1)〜(5)記載の組成物、(7) 芳香族ビニ
ル系単量体25〜60重量%、共役ジエン系単量体15
〜50重量%、エチレン性不飽和カルボン酸エステル0
〜40重量%、不飽和カルボン酸系単量体0〜40重量
%、およびアクリロニトリル5〜30重量%、かつエチ
レン性不飽和カルボン酸エステル系単量体、不飽和カル
ボン酸系単量体、アクリロニトリルの合計量が15〜4
0重量%の単量体を共重合したラテックス粒子と極性有
機溶媒からなる有機溶媒系バインダー組成物、さらに、
アクリロニトリルを5〜30重量%共重合し、(8)
SBR系ラテックスが平均粒径0.01〜0.5μmの
ものである(1)〜(7)記載の組成物、(9) SB
R系ラテックスがゲル含量が75〜100重量%のもの
である(1)〜(8)記載の組成物、(10) 極性有
機溶媒が炭素、水素以外の元素を含有する有機溶媒であ
る(1)〜(9)記載の組成物、(11) 極性有機溶
媒が活性水素を有していないものである(1)〜(1
0)記載の組成物、(12) 極性有機溶媒がアセトニ
トリル、N−メチルピロリドン、アセチルピリジン、シ
クロペンタノン、ジメチルフォルムアミド、ジメチルス
ルフォキシド、メチルフォルムアミド、メチルエチルケ
トン、フルフラール、およびエチレンジアミンから選ば
れたものである(1)〜(11)記載の組成物、(1
3) 極性有機溶媒がN−メチルピロリドンである
(1)〜(12)記載の組成物、(14) (1)〜
(13)記載の組成物に、該組成物中のSBR系ラテッ
クス量に対して、重量基準で10〜1000倍活物質を
添加したスラリー、(15) さらに極性有機溶媒を追
加した(14)記載のスラリー、(16) (14)〜
(15)記載のスラリーを、電極基体表面に塗布し、極
性有機溶媒を除去して活物質層を形成した電極、(1
7) 電極基体が金属製のものである(16)記載の電
極、(18) 電極基体が厚さ0.05〜0.5mmの
シートである(17)記載に電極、(19) 活物質層
が厚さ0.05〜2mmのものである(18)記載の電
極、(20) 電極が(16)〜(19)記載のもので
ある電池、などが挙げられる。
【0029】
【実施例】以下に実施例、および比較例を挙げて、本発
明を具体的に説明する。
【0030】実施例1 攪拌機付きの3リットルのオートクレーブに、水1リッ
トル、スチレン800g、ブタジエン600g、メタク
リル酸メチル400g、アクリロニトリル100g、ラ
ウリル硫酸アンモニウム4g、重炭酸ナトリウム10g
を入れてモノマーエマルジョンを調製した。
【0031】攪拌機付きの10リットルのオートクレー
ブに、水3.4リットル、エチレンジアミン四酢酸10
g、ラウリル硫酸アンモニウム10g、過硫酸カリウム
20gを入れ、モノマーエマルジョンの10容量%を加
え、80℃に加熱し、攪拌しながら1時間反応させた。
ついで、過硫酸カリウム80gをミス200mlと共に
加え、80℃を維持し、攪拌したまま、残りのモノマー
エマルジョン全量を4時間に渡って連続的に加えた。モ
ノマーエマルジョンを全て加えた後、80℃を維持し、
攪拌したまま、さらに4時間反応させた。なお、収率は
99%で、得られたSBR系ラテックス粒子の平均粒径
は0.14μmあった。
【0032】残留モノマーを水蒸気蒸留によって除去
し、水酸化リチウムでpHを7に調整し、得られたラテ
ックスの重量の3倍の量のN−メチルピロリドンを加
え、エバポレーターで水分を蒸発させ、固形分濃度37
重量%の本発明のバインダー組成物を得た。
【0033】負極活物質(ロンザ製、KS−23、カー
ボン)をこのバインダー組成物に重量基準でバインダー
組成物中のSBR系ラテックス量の20倍加え、さらに
N−メチルピロリドンを加え、25℃の粘度が約300
0cpsのスラリーを調製した。このスラリーを厚さ
0.1mmの銅箔の片面に塗布し、120℃で3時間放
置して乾燥し、厚さ0.4mmの活物質層を形成した。
【0034】また、正極活物質LiCoO290重量部
とアセチレンブラック10重量部の混合物を、重量基準
でバインダー組成物中のSBR系ラテックス量の20倍
をバインダー組成物に加えて、さらにN−メチルピロリ
ドンを加え、25℃での粘度が約2000cpsのスラ
リーを調製した。このスラリーを厚さ0.2mmのアル
ミ箔の片面に塗布し、120で3時間放置して乾燥し、
厚さ0.4mmの活物質層を形成した。
【0035】活物質層を形成した銅箔とアルミ箔を直径
15mmの円形に切り抜き、直径16mm、厚さ50μ
m(0.5mm)の円形のポリプロピレン製微多孔膜
(繊維不織布)からなるセパレーターを介在させて、互
いに活物質層を対向させて、ポリプロピレン製パッキン
を配置したステンレス鋼製の外装容器中(直径20m
m、高さ1.8mm、ステンレス鋼厚さ0.2mm)に
収納した。容器中に、エチレンカーボネートとジエチル
カーボネートを容積比で1:1に混合した溶媒に電解質
を1mol/リットルの濃度に溶解した電解液を空気が
残らないように注入して、厚さ0.2mmのステンレス
鋼のキャップをかぶせて、プリプロピレン製パッキンを
介して外装容器とキャップを固定し、それぞれキャップ
に銅箔が、容器低面にアルミ箔が接触するように内容物
を封止して、直径20mm、厚さ2.0mmのコイン型
電池を製造した。
【0036】この電池に、定電流法(電流密度:0.1
mA/cm2)で4.2Vに充電し、3.2Vまで放電
する充放電を行い、容量の変化を測定した。1回目の充
電での容量は19.6mAh(100%)であり、50
回目の充電では17.8mAh(約91%に低下)、2
00回目の充電では17.5mAh(約89%に低下)
であった。
【0037】実施例2 スチレンを1000g、ブタジエンを500g、メタク
リル酸メチルを300g、アクリロニトリルを100g
に変え、イタコン酸を加えない以外は実施例1と同様に
して、収率99%で、平均粒径15μmのSBR系ラテ
ックス粒子を得、さらに同様にして固形分濃度40重量
%の本発明のバインダー組成物を得た。
【0038】このバインダー組成物を用いる以外は実施
例1と同様に電池を製造し、充放電を行ったところ、1
回目の充電での容量は19.0mAhであり、50回目
の充電では17.2mAh(約91%に低下)、200
回目の充電では16.8mAh(約88%に低下)であ
った。
【0039】実施例3 スチレンを700g、ブタジエンを400g、メタクリ
ル酸メチルを400g、アクリロニトリルを200g、
イタコン酸を200gに変え、さらにフマル酸を10g
加える以外は実施例1と同様にして、収率99%で、平
均粒径14μmのSBR系ラテックス粒子を得、さらに
同様にして固形分濃度42重量%の本発明のバインダー
組成物を得た。
【0040】このバインダー組成物を用いる以外は実施
例1と同様に電池を製造し、充放電を行ったところ、1
回目の充電での容量は18.6mAhであり、50回目
の充電では17.4mAh(約94%に低下)、200
回目の充電では17.0mAh(約91%に低下)であ
った。
【0041】比較例1 N−メチルピロリドンを加えず、エバポレータで水分を
蒸発させない以外は実施例1と同様にして固形分濃度4
5重量%の水系バインダー組成物を得た。
【0042】負極活物質(ロンザ製、KS−23)をこ
のバインダー組成物に重量基準でバインダー組成物中の
SBR系ラテックス量の20倍加え、粘度が約800c
psのスラリーを調製した。このスラリーを厚さ0.1
mmの銅箔の片面に塗布し、110℃で3時間放置して
乾燥し、厚さ0.4mmの活物質層を形成した。
【0043】また、正極活物質LiCoO290重量部
とアセチレンブラック10重量部の混合物を、実施例1
のバインダー組成物に重量基準でバインダー組成物中の
SBR系ラテックス量の20倍加え、さらに水を加え、
粘度が約400cpsのスラリーを調製した。このスラ
リーを厚さ0.2μmのアルミ箔の片面に塗布し、11
0℃で3時間放置して乾燥し、厚さ0.4μmの活物質
層を形成した。
【0044】このスラリーを用いる以外は実施例1と同
様に電池を製造し、充放電を行ったところ、1回目の充
電での容量は17.4mAhであり、50回目の充電で
は15.9mAh(約91%に低下)、200回目の充
電では14.8mAh(約85%に低下)であった。
【0045】比較例2 スチレンを200g、ブタジエンを200g、メタクリ
ル酸メチルを600g、アクリロニトリルを150gに
変え、イタコン酸を加えない以外は実施例1と同様にし
て、収率99%で、平均粒径0.18μmのSBR系ラ
テックス粒子を得、さらに同様にして固形分濃度52重
量%の本発明のバインダー組成物を得た。
【0046】このバインダー組成物を用いる以外は実施
例1と同様に、25℃での粘度が約2000cpsのス
ラリーを調製して電池を製造し、充放電を行ったとこ
ろ、1回目の充電での容量は17.6mAhであった
が、50回目の充電では3.2mAh(約18%に低
下)であった。
【0047】比較例3 スチレンを800g、ブタジエンを600g、メタクリ
ル酸メチルを20gに変え、アクリロニトリル、イタコ
ン酸を加えない以外は、実施例1と同様にして、収率9
9%で、平均粒径0.12μmのSBR系ラテックス粒
子を得、残留モノモーを水蒸気蒸留によって除去し、水
酸化リチウムでpHを7に調整し、得られたラテックス
の重量の3倍の量のN−メチルピロリドンを加え、エバ
ポレーターで水分を蒸発させたところ凝集した。
【0048】
【発明の効果】本発明のバインダー組成物を用いた場
合、電池の初期容量を大きくでき、充放電を繰り返して
も活物質が脱落し難いため、電池の容量低下が小さい電
池が製造できる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 芳香族ビニル系単量体25〜60重量
    %、共役ジエン系単量体15〜50重量%、エチレン性
    不飽和カルボン酸エステル0〜40重量%、および不飽
    和カルボン酸系単量体0〜40重量%、かつエチレン性
    不飽和カルボン酸エステル系単量体と不飽和カルボン酸
    系単量体の合計量が15〜40重量%の単量体を共重合
    したラテックス粒子と極性有機溶媒からなる有機溶媒系
    バインダー組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のバインダー組成物と活物
    質を混合し、電極基体表面に塗布し、極性有機溶媒を除
    去した電極。
  3. 【請求項3】 電極が請求項2記載のものである電池。
JP27062195A 1995-09-25 1995-09-25 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池 Expired - Fee Related JP3755544B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27062195A JP3755544B2 (ja) 1995-09-25 1995-09-25 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP27062195A JP3755544B2 (ja) 1995-09-25 1995-09-25 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005246826A Division JP4380608B2 (ja) 2005-08-26 2005-08-26 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0987571A true JPH0987571A (ja) 1997-03-31
JP3755544B2 JP3755544B2 (ja) 2006-03-15

Family

ID=17488644

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP27062195A Expired - Fee Related JP3755544B2 (ja) 1995-09-25 1995-09-25 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3755544B2 (ja)

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0992288A (ja) * 1995-09-26 1997-04-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd 非水電解液二次電池用電極フィルム
US6225003B1 (en) 1998-10-26 2001-05-01 Mitsubishi Chemical Corporation Electrode materials having an elastomer binder and associated electrochemical and fabrication process
JP2005190747A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Jsr Corp 2次電池電極用増粘結着剤および2次電池電極
US7052629B2 (en) * 1997-03-04 2006-05-30 Zeon Corporation Binder for battery, slurry for battery electrode, electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
JPWO2004095613A1 (ja) * 2003-04-24 2006-07-13 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー
JP2008123824A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Fuji Heavy Ind Ltd リチウム二次電池用正極および非水系リチウム二次電池
JP2008537841A (ja) * 2005-04-07 2008-09-25 エルジー・ケム・リミテッド 優れた速度特性及び寿命特性を有するリチウム二次電池用バインダー
JP2011049177A (ja) * 2010-11-01 2011-03-10 Nippon Zeon Co Ltd 二次電池電極用スラリー、電池用電極および二次電池
WO2011040562A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜及び二次電池
JP2011134626A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ蓄電池及びその製造方法
JP2011154982A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Nippon A&L Inc 二次電池電極用バインダー
WO2011099344A1 (ja) * 2010-02-15 2011-08-18 Jsr株式会社 電極バインダー用組成物、電極用組成物、電極および電気化学デバイス
JP2012212537A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Nippon A&L Inc 電池電極用バインダー及び電池電極用組成物
JP2013168272A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Jsr Corp 電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、および蓄電デバイス
JP5329559B2 (ja) * 2009-12-25 2013-10-30 日本エイアンドエル株式会社 二次電池電極用バインダー
JP2015201444A (ja) * 2014-04-08 2015-11-12 奇美實業股▲分▼有限公司 リチウムイオン電池負極用樹脂、樹脂組成物、スラリー、負極およびリチウムイオン電池
WO2019194445A1 (ko) * 2018-04-04 2019-10-10 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
CN110710034A (zh) * 2017-05-29 2020-01-17 Jsr株式会社 蓄电设备用粘结剂组合物、蓄电设备电极用浆料、蓄电设备电极和蓄电设备
WO2021166925A1 (ja) * 2020-02-19 2021-08-26 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用負極

Cited By (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0992288A (ja) * 1995-09-26 1997-04-04 Sumitomo Bakelite Co Ltd 非水電解液二次電池用電極フィルム
US7052629B2 (en) * 1997-03-04 2006-05-30 Zeon Corporation Binder for battery, slurry for battery electrode, electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
US6225003B1 (en) 1998-10-26 2001-05-01 Mitsubishi Chemical Corporation Electrode materials having an elastomer binder and associated electrochemical and fabrication process
JPWO2004095613A1 (ja) * 2003-04-24 2006-07-13 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー
JP4736804B2 (ja) * 2003-04-24 2011-07-27 日本ゼオン株式会社 リチウムイオン二次電池電極用バインダー
WO2005064716A1 (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Jsr Corporation 2次電池電極用増粘結着剤、2次電池電極、および2次電池電極の製造方法
JP4596120B2 (ja) * 2003-12-25 2010-12-08 Jsr株式会社 2次電池電極用増粘結着剤および2次電池電極
JP2005190747A (ja) * 2003-12-25 2005-07-14 Jsr Corp 2次電池電極用増粘結着剤および2次電池電極
JP2008537841A (ja) * 2005-04-07 2008-09-25 エルジー・ケム・リミテッド 優れた速度特性及び寿命特性を有するリチウム二次電池用バインダー
JP2008123824A (ja) * 2006-11-10 2008-05-29 Fuji Heavy Ind Ltd リチウム二次電池用正極および非水系リチウム二次電池
JPWO2011040562A1 (ja) * 2009-09-30 2013-02-28 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜及び二次電池
WO2011040562A1 (ja) * 2009-09-30 2011-04-07 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜及び二次電池
JP5742717B2 (ja) * 2009-09-30 2015-07-01 日本ゼオン株式会社 二次電池用多孔膜及び二次電池
US9090728B2 (en) 2009-12-25 2015-07-28 Nippon A & L Inc. Binder for secondary battery electrodes
JP5329559B2 (ja) * 2009-12-25 2013-10-30 日本エイアンドエル株式会社 二次電池電極用バインダー
JP2011134626A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Sanyo Electric Co Ltd アルカリ蓄電池及びその製造方法
JP2011154982A (ja) * 2010-01-28 2011-08-11 Nippon A&L Inc 二次電池電極用バインダー
WO2011099344A1 (ja) * 2010-02-15 2011-08-18 Jsr株式会社 電極バインダー用組成物、電極用組成物、電極および電気化学デバイス
CN102763252A (zh) * 2010-02-15 2012-10-31 Jsr株式会社 电极粘合剂用组合物、电极用组合物、电极以及电化学设备
JP2011049177A (ja) * 2010-11-01 2011-03-10 Nippon Zeon Co Ltd 二次電池電極用スラリー、電池用電極および二次電池
JP2012212537A (ja) * 2011-03-30 2012-11-01 Nippon A&L Inc 電池電極用バインダー及び電池電極用組成物
JP2013168272A (ja) * 2012-02-15 2013-08-29 Jsr Corp 電極用バインダー組成物、電極用スラリー、電極、および蓄電デバイス
JP2015201444A (ja) * 2014-04-08 2015-11-12 奇美實業股▲分▼有限公司 リチウムイオン電池負極用樹脂、樹脂組成物、スラリー、負極およびリチウムイオン電池
US9520596B2 (en) 2014-04-08 2016-12-13 Chi Mei Corporation Resin for negative electrode of lithium ion battery, resin composition, slurry, negative electrode, and lithium ion battery
CN110710034A (zh) * 2017-05-29 2020-01-17 Jsr株式会社 蓄电设备用粘结剂组合物、蓄电设备电极用浆料、蓄电设备电极和蓄电设备
WO2019194445A1 (ko) * 2018-04-04 2019-10-10 주식회사 엘지화학 리튬 이차 전지용 전극 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
US11721810B2 (en) 2018-04-04 2023-08-08 Lg Energy Solution, Ltd. Electrode for lithium secondary battery and lithium secondary battery including the same
WO2021166925A1 (ja) * 2020-02-19 2021-08-26 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池および非水電解質二次電池用負極

Also Published As

Publication number Publication date
JP3755544B2 (ja) 2006-03-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4380608B2 (ja) 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池
JP3755544B2 (ja) 有機溶媒系バインダー組成物、電極、および電池
JP4682401B2 (ja) 二次電池電極用バインダー、二次電池電極および二次電池
KR100431780B1 (ko) 중합체 분산 조성물
US7052629B2 (en) Binder for battery, slurry for battery electrode, electrode for lithium secondary battery, and lithium secondary battery
US8802289B2 (en) Composition for electrode comprising an iron compound with carbon and a (meth)acrylate-nitrile copolymer
JP6007973B2 (ja) 二次電池負極用複合粒子、その用途及び製造方法、並びにバインダー組成物
JP4461659B2 (ja) リチウムイオン二次電池電極用バインダー組成物、およびその利用
KR102049819B1 (ko) 2 차 전지용 부극 및 그 제조 방법
CN102823029A (zh) 锂离子二次电池负极用浆料组合物、锂离子二次电池负极以及锂二次电池
JP5499951B2 (ja) 二次電池用バインダー、製造方法、二次電池負極用組成物、及び二次電池
JP7056642B2 (ja) 電気化学素子電極用導電材分散液、電気化学素子電極用スラリー組成物およびその製造方法、電気化学素子用電極、並びに、電気化学素子
JPH1125989A (ja) 電池電極用バインダー
JP3624921B2 (ja) 電池用バインダー、バインダー組成物、電極、および電池
JP2002050360A (ja) リチウムイオン二次電池電極用バインダー及びその利用
JP2005310747A (ja) 非水系電気化学素子電極形成用バインダー、電極合剤、電極構造体および電気化学素子
JPH09199135A (ja) 電池用バインダー組成物、電極、および電池
JP4438104B2 (ja) 二次電池用バインダー組成物、電池電極用スラリー、電池用電極および二次電池
WO2016075946A1 (ja) 二次電池電極用バインダー組成物、二次電池電極用スラリー組成物、二次電池用電極および二次電池
WO2015174036A1 (ja) 二次電池電極用バインダー組成物、二次電池電極用スラリー組成物、二次電池用電極およびその製造方法、並びに、二次電池
JP3540097B2 (ja) 非水系電池用電極合剤および非水系電池
US20190273261A1 (en) Binder composition for non-aqueous secondary battery electrode, slurry composition for non-aqueous secondary battery electrode, electrode for non-aqueous secondary battery, and non-aqueous secondary battery
JP4552235B2 (ja) リチウムイオン二次電池用電極および二次電池
JP2000100436A (ja) ポリマー粒子、ポリマー分散組成物、電池電極用スラリー、電極及び電池
JPH08106897A (ja) リチウム二次電池用正極およびその製造法

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20041215

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050210

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20050629

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050729

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20051018

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: 20051130

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20051213

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090106

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100106

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100106

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100106

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110106

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110106

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120106

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120106

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130106

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130106

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140106

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees