JPWO2011024708A1 - 非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法および非水系電池の電極形成用バインダー溶液 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法は、フッ化ビニリデン系樹脂を有機溶媒に溶解して得られるポリマー溶液を、濾過粒子サイズ20μmにおける初期濾過効率が99.9%以上のポリオレフィン系樹脂製の濾過膜(a)を用いて濾過する工程(A)を有する。
初期濾過効率[%]=100−非捕捉率[%] ・・・(2)
なお、本発明において、粒子サイズとは、前記光散乱法により測定される粒子径を意味する。
本発明の非水系電池の電極形成用バインダー溶液は前述の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法により得られる。本発明の非水系電池の電極形成用バインダー溶液を用いて形成された電極を含むリチウムイオン二次電池等の非水系電池は、内部短絡(ショート)の発生を抑制することができるため有用である。
攪拌機を装備した容積150Lの溶解槽を窒素で完全に置換し、槽内を窒素雰囲気にした。
実施例1で用いたPVDFのパウダー11.5kgを、ビニリデンフルオライドとマレイン酸モノメチルエステルとの共重合体(以下、VDF−MMM共重合体とも記す)のパウダー19.6kgに代えた以外は実施例1と同様に行い、VDF−MMM共重合体を13.1質量%含む、溶液粘度760mPa・sのVDF−MMM共重合体溶液を得た。
Y型ストレーナおよび磁力式除鉄器を使用しない以外は、実施例1と同様に行い、電極形成用バインダー溶液(3)を得た。
樹脂フィルターを使用しない以外は、実施例1と同様に行い、電極形成用バインダー溶液(c1)を得た。
樹脂フィルターを使用しない以外は、実施例2と同様に行い、電極形成用バインダー溶液(c2)を得た。
実施例1で用いた、ポリプロピレン製であり、三層構造であり、二次側の目開きが一次側よりも細かくなっており、濾過粒子サイズ20μmにおける初期濾過効率が99.9%以上である濾過膜を、ナイロン製であり、三層構造であり、二次側の目開きが一次側よりも細かくなっており、濾過粒子サイズ20μmにおける初期濾過効率が99.9%以上である濾過膜に代えた以外は実施例1と同様に行ったが、PVDF溶液はほとんど樹脂フィルターを透過することなく、PVDF溶液を容器に充填することができなかった。
実施例1で用いた、ポリプロピレン製であり、三層構造であり、二次側の目開きが一次側よりも細かくなっており、濾過粒子サイズ20μmにおける初期濾過効率が99.9%以上である濾過膜を、ポリプロピレン製であり、三層構造であり、二次側の目開きが一次側よりも細かくなっており、濾過粒子サイズ20μmにおける初期濾過効率が98%以上である濾過膜に代えた以外は実施例1と同様に行い、電極形成用バインダー溶液(c4)を得た。
溶解槽内の温度を80℃とし、冷却を行わなかった以外は、実施例1と同様に行い、溶液粘度800mPa・sのPVDF溶液を得た。
実施例、比較例で得られた電極形成用バインダー溶液400mlを容器から採取した。採取したバインダー溶液を、濾紙(目開き5μm)を配置した吸引濾過機で濾過した。濾紙をN−メチル−2−ピロリドン、アセトンにより洗浄し、乾燥させた。乾燥させた濾紙を光学顕微鏡で観察し、異物の数を計測した。なお、異物の外観により、金属異物と、非金属異物とに分別し、最大寸法が20μm以上の異物のみを計測した。
実施例、比較例に用いた樹脂フィルターを構成する濾過膜を、目視により観察し、異物の補足の有無を評価した。
実施例、比較例で得た電極形成用バインダー溶液が充填された容器を、充填後定期的に48時間目視により観察し、容器の変形の有無を判断した。
3・・・熱可塑性樹脂プレート
3'・・・穴(開口部)
5・・・フィルターエレメント
7・・・ハウジング(筐体)
9・・・カートリッジ
11・・・樹脂によるライニング
13・・・樹脂フィルター(濾過装置)
15・・・入口
17・・・出口
Claims (12)
- フッ化ビニリデン系樹脂を有機溶媒に溶解して得られるポリマー溶液を、濾過粒子サイズ20μmにおける初期濾過効率が99.9%以上のポリオレフィン系樹脂製の濾過膜(a)を用いて濾過する工程(A)を有することを特徴とする非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。
- 前記濾過膜(a)が二層以上の層構造を有しており、前記濾過膜(a)の二次側の目開きが一次側よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。
- 前記濾過膜(a)が、外周面にヒダ折り加工による縦溝が全周に渡って形成された円筒状の濾過膜であり、
前記工程(A)に、前記円筒状の濾過膜の上下に熱可塑性樹脂プレートが接合されてなるフィルターエレメントが用いられることを特徴とする請求項1または2に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。 - 前記工程(A)の前工程として、
プレフィルターにより前記ポリマー溶液を、前濾過する工程(X)および、磁気フィルターにより、前記ポリマー溶液中の磁性体の少なくとも一部を除去する工程(Y)から選択される少なくとも1種の工程を有する請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。 - 前記工程(A)以降、前記ポリマー溶液が金属と接触することなく、容器に充填される請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。
- 前記フッ化ビニリデン系樹脂が、フッ化ビニリデンの単独重合体、フッ化ビニリデンと他のモノマーとの共重合体、フッ化ビニリデンの単独重合体の変性物、およびフッ化ビニリデンと他のモノマーとの共重合体の変性物から選択される少なくとも1種の樹脂である請求項1〜5のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。
- 前記有機溶媒が、N−メチル−2−ピロリドンである請求項1〜6のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。
- 前記工程(A)が、ポリマー溶液を窒素ガスにより加圧することにより、ポリマー溶液を濾過膜(a)の一次側から二次側に向けて通液することにより濾過する工程であり、
前記工程(A)における二次側と一次側との差圧を、0.01〜0.1MPaに保つ請求項1〜7のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。 - 前記ポリマー溶液の温度が10〜70℃であり、溶液粘度が250〜3500mPa・sである請求項1〜8のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。
- 前記工程(A)の後に、前記ポリマー溶液を容器に充填し、ポリマー溶液が充填された容器の空間部分に窒素ガスを封入した後に、容器を密閉する請求項1〜9のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法。
- 前記請求項1〜10のいずれか一項に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液の製造方法により得られる非水系電池の電極形成用バインダー溶液。
- 電極形成用バインダー溶液400mlあたり、最大寸法が20μm以上の異物量が1個以下である請求項11に記載の非水系電池の電極形成用バインダー溶液。
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