KR102378540B1 - 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물 - Google Patents
비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102378540B1 KR102378540B1 KR1020187028617A KR20187028617A KR102378540B1 KR 102378540 B1 KR102378540 B1 KR 102378540B1 KR 1020187028617 A KR1020187028617 A KR 1020187028617A KR 20187028617 A KR20187028617 A KR 20187028617A KR 102378540 B1 KR102378540 B1 KR 102378540B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- mass
- aqueous
- sealing compound
- compound composition
- acrylic polymer
- Prior art date
Links
- 238000007789 sealing Methods 0.000 title claims abstract description 93
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 title claims abstract description 92
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 75
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 claims abstract description 47
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 claims abstract description 11
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims abstract description 6
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 29
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 15
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 15
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 claims description 14
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 9
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 5
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 claims description 4
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 claims description 4
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 claims description 4
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 abstract description 28
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 abstract description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 18
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 8
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 7
- 239000003995 emulsifying agent Substances 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 7
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 6
- WDQMWEYDKDCEHT-UHFFFAOYSA-N 2-ethylhexyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C(C)=C WDQMWEYDKDCEHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 5
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 5
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 description 5
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 4
- -1 alkylbenzene sulfonate Chemical class 0.000 description 4
- ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N ammonium persulfate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[O-]S(=O)(=O)OOS([O-])(=O)=O ROOXNKNUYICQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 4
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 3
- GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N dodecyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCCCCCCCCCCCOC(=O)C(C)=C GMSCBRSQMRDRCD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N dodecyl benzenesulfonate;sodium Chemical compound [Na].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)C1=CC=CC=C1 GVGUFUZHNYFZLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000007720 emulsion polymerization reaction Methods 0.000 description 3
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 3
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 3
- 229940080264 sodium dodecylbenzenesulfonate Drugs 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001870 ammonium persulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 2
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N potassium superoxide Chemical compound [K+].[K+].[O-][O-] XXQBEVHPUKOQEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 2
- OUSXYCTXXLYBGJ-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-2,4-di(propan-2-yl)benzene Chemical compound CC(C)C1=CC=C(C=C)C(C(C)C)=C1 OUSXYCTXXLYBGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEVVKKAVYQFQNV-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-2,4-dimethylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(C=C)C(C)=C1 OEVVKKAVYQFQNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NVZWEEGUWXZOKI-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-2-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C=C NVZWEEGUWXZOKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JZHGRUMIRATHIU-UHFFFAOYSA-N 1-ethenyl-3-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=CC(C=C)=C1 JZHGRUMIRATHIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QEDJMOONZLUIMC-UHFFFAOYSA-N 1-tert-butyl-4-ethenylbenzene Chemical compound CC(C)(C)C1=CC=C(C=C)C=C1 QEDJMOONZLUIMC-UHFFFAOYSA-N 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
- JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 4-Methylstyrene Chemical compound CC1=CC=C(C=C)C=C1 JLBJTVDPSNHSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UTKZHEXXFWCYCH-UHFFFAOYSA-N 4-tert-butyl-2-ethenyl-1-methylbenzene Chemical compound CC1=CC=C(C(C)(C)C)C=C1C=C UTKZHEXXFWCYCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002845 Poly(methacrylic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M Sodium laurylsulphate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS([O-])(=O)=O DBMJMQXJHONAFJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N acrylic acid group Chemical group C(C=C)(=O)O NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical compound CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 1
- 239000002280 amphoteric surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 1
- 239000003093 cationic surfactant Substances 0.000 description 1
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 description 1
- 239000006231 channel black Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011280 coal tar Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 229920003244 diene elastomer Polymers 0.000 description 1
- 150000001993 dienes Chemical class 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000003480 eluent Substances 0.000 description 1
- 238000010556 emulsion polymerization method Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000006232 furnace black Substances 0.000 description 1
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000003999 initiator Substances 0.000 description 1
- 125000005641 methacryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- SSJQFRCGXDXQOF-UHFFFAOYSA-N n,n-diethyl-1-phenylbut-1-en-2-amine Chemical compound CCN(CC)C(CC)=CC1=CC=CC=C1 SSJQFRCGXDXQOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AUTIAZPLTJHJRD-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethyl-1-phenylbut-1-en-2-amine Chemical compound CCC(N(C)C)=CC1=CC=CC=C1 AUTIAZPLTJHJRD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002736 nonionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N pent‐4‐en‐2‐one Natural products CC(=O)CC=C PNJWIWWMYCMZRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920000172 poly(styrenesulfonic acid) Polymers 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229940005642 polystyrene sulfonic acid Drugs 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
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 125000004076 pyridyl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- ZIWRUEGECALFST-UHFFFAOYSA-M sodium 4-(4-dodecoxysulfonylphenoxy)benzenesulfonate Chemical compound [Na+].CCCCCCCCCCCCOS(=O)(=O)c1ccc(Oc2ccc(cc2)S([O-])(=O)=O)cc1 ZIWRUEGECALFST-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019333 sodium laurylsulphate Nutrition 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
- 229940074404 sodium succinate Drugs 0.000 description 1
- ZDQYSKICYIVCPN-UHFFFAOYSA-L sodium succinate (anhydrous) Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C(=O)CCC([O-])=O ZDQYSKICYIVCPN-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09J—ADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
- C09J133/00—Adhesives based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Adhesives based on derivatives of such polymers
- C09J133/04—Homopolymers or copolymers of esters
- C09J133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
- C09J133/10—Homopolymers or copolymers of methacrylic acid esters
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1808—C8-(meth)acrylate, e.g. isooctyl (meth)acrylate or 2-ethylhexyl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1812—C12-(meth)acrylate, e.g. lauryl (meth)acrylate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
- C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L33/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L33/04—Homopolymers or copolymers of esters
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L39/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L39/04—Homopolymers or copolymers of monomers containing heterocyclic rings having nitrogen as ring member
- C08L39/06—Homopolymers or copolymers of N-vinyl-pyrrolidones
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/116—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by the material
- H01M50/117—Inorganic material
- H01M50/119—Metals
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/193—Organic material
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/198—Sealing members characterised by the material characterised by physical properties, e.g. adhesiveness or hardness
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
- C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
- C08F220/10—Esters
- C08F220/12—Esters of monohydric alcohols or phenols
- C08F220/16—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms
- C08F220/18—Esters of monohydric alcohols or phenols of phenols or of alcohols containing two or more carbon atoms with acrylic or methacrylic acids
- C08F220/1806—C6-(meth)acrylate, e.g. (cyclo)hexyl (meth)acrylate or phenyl (meth)acrylate
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0025—Organic electrolyte
-
- 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)
- Organic Chemistry (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Sealing Material Composition (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
본 발명은 우수한 특성을 갖는 시일제층을 얻을 수 있는 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물은, 일반식 (I): CH2=CR1COOR2 … (I)(식 (I) 중, R1은 -H 또는 -CH3을 나타내고, R2는 시클로알킬기 또는 탄소수가 8 이상인 알킬기를 나타낸다.)로 나타내어지는 화합물을 80 질량% 이상 함유한 모노머 조성물을 수계 용매 중에서 중합하여 이루어지는 아크릴계 폴리머를 포함한다.
Description
본 발명은 비수 전해액 전지에 사용되는 수계 시일제 조성물에 관한 것이다.
노트북 컴퓨터나 휴대전화, 태블릿 단말 등의 소형 전자기기의 전원에는 리튬 이온 2차 전지가 많이 사용되고 있다. 또한, 근년, 자동차 용도에도 리튬 이온 2차 전지가 사용되고 있다. 리튬 이온2차 전지의 사용 범위가 넓어짐에 따라, 리튬 이온 2차 전지(이하, 단순히 「전지」라고 하는 경우가 있다.)의 성능과 안전성에 대한 요구는 높아지고 있다. 그리고, 이들 전지는, 통상, 충방전 조작에 의해 반복 사용되지만, 충방전의 반복에 의해, 전극의 체적 변동이나 발열이 발생하고, 전지 내부의 압력이 상승하여 전해액이 외부로 누액(漏液)되는 경우가 있다. 이 경우, 전지 특성의 저하가 발생할 뿐만 아니라, 전해액이 감소됨으로써 발열하거나, 전해액에 의해 기기가 부식되거나 하는 등의 문제가 생긴다. 예를 들면, 리튬 이온 2차 전지에 전해액을 사용하는 경우에, 전해액은 유기계이고, 극단적으로 물에 약하기 때문에, 이와 같은 리튬 이온 2차 전지에서는, 전지 내부로의 물의 침입을 완전히 방지하고, 또한, 전해액의 액 누출도 완전히 방지하는 높은 밀폐성이 요구된다.
예를 들면, 리튬 이온 2차 전지는, 그 발전 요소를 밀폐하기 위해 금속 용기에 수납되어 이루어지나, 정극과 부극의 단락을 방지하기 위해, 정극 단자와 부극 단자의 사이를 절연할 필요가 있다. 통상, 정극-부극 사이의 절연 및 밀폐를 위해, 발전 요소를 수납한 금속 용기의 개구부에는, 절연 재료로 이루어지는 개스킷이 사용되고 있다. 절연 재료로서는, 수지제 절연 개스킷을 사용하는 것이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조).
이와 같은 절연 개스킷에 의한 밀폐를 더 강화하기 위해, 절연 개스킷과 시일제를 병용하는 것도 제안되어 있다(예를 들면, 특허문헌 2~4 등 참조). 이 기술에서는, 시일제를 절연 개스킷 또는 금속 용기에 도포하고, 절연 개스킷을 금속 용기에 장착함으로써, 절연 개스킷과 금속 용기 사이의 밀폐성을 높이고 있다.
이와 같은 시일제로서는, 콜타르, 아스팔트 등의 피치계 재료, 피치계 재료에 폴리머를 개질제로서 첨가한 재료가 있다(예를 들면, 특허문헌 5 참조). 이 밖에, 시일제로서는 피치계 재료 이외에, 부틸 고무(예를 들면, 특허문헌 6 참조), 소정의 중량 평균 분자량을 갖는 디엔계 고무(예를 들면, 특허문헌 7 참조), 디엔계 모노머를 포함하는 블록 폴리머(예를 들면, 특허문헌 8 참조) 등도 제안되어 있다.
그런데, 근년, 휘발성 유기 화합물(VOC(volatile organic compounds))의 환경에 대한 영향이 문제가 되고 있다. 상기 시일제는, VOC인 유기 용매에 용해 또는 분산시킨 시일제 조성물로서 사용된다. 그래서, VOC를 사용하지 않는 시일제 조성물이 요구되고 있다.
특허문헌 9에서는, 수계 시일제 조성물이 제안되어 있지만, 수계 시일제 조성물에 의해 형성되는 시일제층의 강도가, 유기 용매를 사용한 시일제 조성물에 의해 얻어지는 시일제층과 비교하여 충분하지 않는 등, 시일제에 요구되는 성능이 충분하지 않았다. 또한, 특허문헌 10에서는, VOC를 사용하지 않는 수계 시일제 조성물이 제안되어 있지만, 수계 전해액을 사용한 전지를 대상으로 하고 있어, 비수 전해액 전지에 대해서는 고려되어 있지 않았다.
본 발명의 목적은, 우수한 특성을 갖는 시일제층을 얻을 수 있는 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명자는 예의 검토한 결과, 특정 화합물을 소정량 이상 포함하는 모노머 조성물로부터 얻어지는 폴리머를 사용함으로써 상기 목적을 달성하는 것을 알아내어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉, 본 발명에 의하면,
(1) 일반식 (I):
CH2=CR1COOR2 … (I)
(식 (I) 중, R1은 -H 또는 -CH3을 나타내고, R2는 시클로알킬기 또는 탄소수가 8 이상인 알킬기를 나타낸다.)로 나타내어지는 화합물을 80 질량% 이상 함유한 모노머 조성물을 수계 용매 중에서 중합하여 이루어지는 아크릴계 폴리머를 포함하는, 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물,
(2) 고형분 환산으로, 상기 아크릴계 폴리머를 70 질량% 이상 95 질량% 이하 포함하고, 또한, 수용성 폴리머를 0.1 질량% 이상 30 질량% 이하 포함하며, 전체 고형분 농도가 5 질량% 이상 70 질량% 이하인, (1)에 기재된 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물,
(3) 상기 수용성 폴리머가 폴리비닐알코올 및 폴리비닐피롤리돈의 적어도 일방을 포함하는, (2)에 기재된 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물,
(4) 상기 수용성 폴리머의 4 질량% 수용액 점도가 4 mPa·s 이상 500 mPa·s 이하인, (2) 또는 (3)에 기재된 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물이 제공된다.
본 발명의 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물에 의하면, 우수한 특성을 갖는 시일제층을 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물에 대해 설명한다. 본 발명의 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물(이하, 「수계 시일제 조성물」이라고 하는 경우가 있다.)은, 일반식 (I):
CH2=CR1COOR2 … (I)
(식 (I) 중, R1은 -H 또는 -CH3을 나타내고, R2는 시클로알킬기 또는 탄소수가 8 이상인 알킬기를 나타낸다.)로 나타내어지는 화합물을 80 질량% 이상 함유한 모노머 조성물을 수계 용매 중에서 중합하여 이루어지는 아크릴계 폴리머를 포함한다.
그리고, 본 발명의 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물은, 발전 요소를 수납한 금속 용기 및/또는 절연 개스킷에 도포하여 시일제층을 형성한 후, 절연 개스킷을 금속 용기에 장착하여 절연 개스킷과 금속 용기 사이의 밀폐성을 높일 때에 사용할 수 있다.
(아크릴계 폴리머)
본 발명의 수계 시일제 조성물에 포함되는 아크릴계 폴리머는, 일반식 (I):
CH2=CR1COOR2 … (I)
(식 (I) 중, R1은 -H 또는 -CH3을 나타내고, R2는 시클로알킬기 또는 탄소수가 8 이상인 알킬기를 나타낸다.)로 나타내어지는 화합물을 80 질량% 이상, 바람직하게는 85 질량% 이상 함유한 모노머 조성물을 수계 용매 중에서 중합하여 이루어진다.
여기서, 상기 일반식 (I)로 나타내어지는 화합물로서는, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산이소옥틸, (메트)아크릴산이소보닐, (메트)아크릴산이소데실, (메트)아크릴산라우릴, (메트)아크릴산스테아릴, 및 (메트)아크릴산트리데실 등의 (메트)아크릴산알킬에스테르; 등을 들 수 있다.
또한, 본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴」은 「아크릴」과 「메타크릴」을 의미한다.
이들 (메트)아크릴산알킬에스테르는, 각각 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, (메트)아크릴산2-에틸헥실 및 (메트)아크릴산라우릴의 적어도 일방을 사용하는 것이 바람직하고, (메트)아크릴산2-에틸헥실 및 (메트)아크릴산라우릴 쌍방을 사용하는 것이 보다 바람직하다.
또한, 모노머 조성물에는, 상기 일반식 (I)로 나타내어지는 화합물과 공중합 가능한 모노머가 포함되어 있어도 된다. 상기 일반식 (I)로 나타내어지는 화합물과 공중합 가능한 모노머로서는, 예를 들면, 시아노기 함유 비닐 단량체, 아미노기 함유 비닐 단량체, 피리딜기 함유 비닐 단량체, 알콕실기 함유 비닐 단 량체, 방향족 비닐 단량체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 시아노기 함유 비닐 단량체나 방향족 비닐 단량체가 바람직하고, 방향족 비닐 단량체가 보다 바람직하다. 이들 상기 일반식 (I)로 나타내어지는 화합물(아크릴계 모노머)과 공중합 가능한 단량체는, 각각 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
방향족 비닐 단량체로서는, 예를 들면, 스티렌, α-메틸스티렌, 2-메틸스티렌, 3-메틸스티렌, 4-메틸스티렌, 2,4-디이소프로필스티렌, 2,4-디메틸스티렌, 4-t-부틸스티렌, 5-t-부틸-2-메틸스티렌, N,N-디메틸아미노에틸스티렌, N,N-디에틸아미노에틸스티렌 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 스티렌이나 α-메틸스티렌이 특히 바람직하다. 이들 방향족 비닐 단량체는, 각각 단독으로, 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
모노머 조성물 중에 있어서의 상기 일반식 (I)로 나타내어지는 화합물과 공중합 가능한 모노머의 함유 비율은, 0 질량% 이상 20 질량% 이하, 바람직하게는 0 질량% 이상 15 질량% 이하이다.
또한, 아크릴계 폴리머는, 랜덤 공중합 폴리머여도, 블록 공중합 폴리머여도 되지만, 랜덤 공중합 폴리머인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서는, 아크릴계 폴리머는 아크릴계 호모폴리머여도, 아크릴계 공중합 폴리머여도 되고, 각각 단독으로, 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 아크릴계 폴리머의 유리 전이 온도(Tg)는, 바람직하게는 -30℃ 미만, 보다 바람직하게는 -40℃ 미만, 더 바람직하게는 -60℃ 미만이다. 유리 전이 온도가 상기 범위이면, 유리 전이 온도가 과도하게 높아 수계 시일제 조성물로부터 얻어지는 시일제층의 저온에 있어서의 시일 성능이 저하된다고 하는 현상을 억제할 수 있다.
본 발명에서 사용하는 아크릴계 폴리머의 분자량은 특별히 한정되지 않고, 사용 목적에 따라서 적당히 선택하면 되지만, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피(폴리스티렌 환산, 톨루엔 용리액)로 측정되는 중량 평균 분자량으로, 통상 500 이상 5,000,000 이하, 바람직하게는 1,000 이상 1,000,000 이하의 범위이다.
아크릴계 폴리머는, 예를 들면, 상기 일반식 (I)로 나타내어지는 화합물, 및 필요에 따라서 사용되는 상기 일반식 (I)로 나타내어지는 화합물과 공중합 가능한 모노머를 포함하는 모노머 조성물을 수계 용매 중에서 중합함으로써 제조된다. 그리고, 아크릴계 폴리머는, 통상, 모노머 조성물에 포함되어 있던 모노머에서 유래하는 모노머 단위를 모노머 조성물 중의 각 모노머의 비율과 동일한 비율로 갖고 있다.
여기서, 수계 용매는, 아크릴계 폴리머를 분산 가능하게 하는 분산매로서의 기능도 갖는다. 또한, 주 용매로서 물을 사용하고, 본 발명의 효과를 해치지 않으며, 나아가, 아크릴계 폴리머의 분산 상태가 확보 가능한 범위에 있어서 상기 물 이외의 수계 용매를 혼합하여 사용해도 된다.
아크릴계 폴리머의 중합은 수계 용매 중에서 실시한다. 수계 용매 중에서 중합을 실시함으로써, 아크릴계 폴리머가 그대로 물에 분산된 라텍스 상태로 얻어진다. 따라서, 재분산화 처리가 불필요해져, 라텍스를 그대로 아크릴계 폴리머를 포함하는 본 발명의 수계 시일제 조성물의 조제에 사용할 수 있으므로, 제조 효율을 높일 수 있다. 중합 방법은 특별히 한정되지 않지만, 고분자량체가 얻어지기 쉬운 점 등, 제조 효율의 관점에서, 유화 중합법이 바람직하다. 또한, 유화 중합은 통상의 방법에 따라 실시할 수 있다. 또한, 유화 중합시에는, 유화제, 중합 개시제, 분자량 조정제 또는 연쇄 이동제 등의 통상 사용되는 중합 부자재를 사용할 수 있다.
유화제로서는, 원하는 폴리머가 얻어지는 한 임의의 것을 사용할 수 있다. 유화제로서는, 예를 들면, 음이온성 계면 활성제, 비이온성 계면 활성제, 양이온성 계면 활성제, 양성 계면 활성제를 들 수 있다. 이들 중에서도, 알킬벤젠술폰산염, 지방족 술폰산염, 고급 알코올의 황산에스테르염, α-올레핀술폰산염, 알킬에테르황산에스테르염 등의 음이온성 계면 활성제를 바람직하게 사용할 수 있다.
보다 구체적으로는, 음이온성 계면 활성제로서는, 도데실벤젠술폰산나트륨, 라우릴황산나트륨, 도데실디페닐에테르디술폰산나트륨, 숙신산디알킬에스테르술폰산나트륨 등을 들 수 있다. 또한, 예를 들면, 불포화 결합을 갖는 반응성 유화제를 사용해도 된다. 그 중에서도 도데실벤젠술폰산나트륨이 바람직하다. 또한, 유화제는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
유화제의 양은, 원하는 폴리머가 얻어지는 한 임의이고, 모노머 조성물 100 질량부에 대해, 바람직하게는 0.5 질량부 이상, 보다 바람직하게는 1 질량부 이상이고, 바람직하게는 10 질량부 이하, 보다 바람직하게는 5 질량부 이하이다.
또한, 중합 반응시에 사용하는 중합 개시제로서는, 원하는 폴리머가 얻어지는 한 임의의 것을 사용할 수 있다. 중합 개시제로서는, 예를 들면, 과황산나트륨(NaPS), 과황산암모늄(APS), 과황산칼륨(KPS) 등을 들 수 있다.
또한, 중합시에는 시드 입자를 채용하여 시드 중합을 실시해도 된다. 또한, 중합 조건도, 중합 방법 및 중합 개시제의 종류 등에 따라서 임의로 선택할 수 있다.
유화 중합에 의해 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체가 얻어진다. 이 수계 분산체의 고형분 농도는, 바람직하게는 20 질량% 이상, 보다 바람직하게는 30 질량% 이상이고, 바람직하게는 70 질량% 이하, 보다 바람직하게는 65 질량% 이하이다.
또한, 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체는, 아크릴계 폴리머 이외의 성분을 포함하고 있어도 된다. 아크릴계 폴리머 이외의 성분으로서는, 본 발명의 수계 시일제 조성물의 시일 성능을 해치지 않는 한 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 변성 폴리올레핀의 수분산체, 폴리(메트)아크릴산알킬에스테르의 수분산체 등을 사용할 수 있다.
(수계 시일제 조성물)
본 발명의 수계 시일제 조성물은, 상기 아크릴계 폴리머를, 고형분의 질량을 100 질량%로 하여, 바람직하게는 70 질량% 이상 95 질량% 이하, 보다 바람직하게는 80 질량% 이상 95 질량% 이하, 더 바람직하게는 85 질량% 이상 95 질량% 이하, 특히 바람직하게는 85 질량% 이상 90 질량% 이하 포함한다. 수계 시일제 조성물 중의 상기 아크릴계 폴리머의 함유 비율이 상기 범위인 것에 의해, 아크릴계 폴리머의 함유 비율이 과도하게 많아 수계 시일제 조성물의 젖음성이 저하된다고 하는 현상을 억제할 수 있다. 또한, 아크릴계 폴리머의 함유 비율이 과도하게 적어 수계 시일제 조성물을 사용하여 얻어지는 시일제층의 유연성이 저하되는, 즉 시일 성능이 저하된다고 하는 현상을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 수계 시일제 조성물은, 상기 아크릴계 폴리머 외에, 수용성 폴리머를 포함하는 것이 바람직하다. 수용성 폴리머로서는, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리스티렌술폰산, 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 폴리비닐알코올, 폴리비닐피롤리돈이 바람직하고, 완전 비누화형이라고 불리우는 비누화율 98 몰% 이상의 폴리비닐알코올을 사용하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 수용성 폴리머는 1 종류를 단독으로 사용해도 되고, 2 종류 이상을 임의의 비율로 조합하여 사용해도 된다.
또한, 수용성 폴리머는, 4 질량% 수용액의 점도가 4mPa·s 이상 500mPa·s 이하인 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에 있어서의 점도는 블룩필드 점도계(B형 점도계)를 사용하여 측정된, 액온이 20℃에서의 점도의 값이다.
수계 시일제 조성물 중의 수용성 폴리머의 함유 비율은, 고형분의 질량을 100 질량%로 하여, 바람직하게는 0.1 질량% 이상, 보다 바람직하게는 1 질량% 이상, 더 바람직하게는 3 질량% 이상, 특히 바람직하게는 10 질량% 이상이고, 바람직하게는 30 질량% 이하, 보다 바람직하게는 20 질량% 이하, 더 바람직하게는 15 질량% 이하이다.
또한, 본 발명의 수계 시일제 조성물의 고형분 농도는, 바람직하게는 5 질량% 이상, 보다 바람직하게는 20 질량% 이상, 더 바람직하게는 30 질량% 이상, 특히 바람직하게는 40 질량% 이상이고, 바람직하게는 70 질량% 이하, 보다 바람직하게는 60 질량% 이하, 더 바람직하게는 50 질량% 이하, 특히 바람직하게는 43 질량% 이하이다. 고형분 농도가 이 범위이면, 고형분 농도가 과도하게 높아 원하는 막두께의 시일제층이 얻어지기 어려워진다고 하는 현상을 억제할 수 있다. 또한, 고형분 농도가 과도하게 낮아 시일제층을 형성할 때에 건조 시간이 길어진다고 하는 현상을 억제할 수 있다. 수계 시일제 조성물의 고형분 농도는, 로터리 이배퍼레이터를 사용한 농축 등, 공지된 방법을 이용하여 조정할 수 있다.
또한, 본 발명의 수계 시일제 조성물에는, 필요에 따라서 착색제 등의 첨가제를 첨가해도 된다. 첨가 가능한 착색제로서는, 전해액과 반응하지 않고, 또한, 전해액에 용해되지 않는 것이 바람직하며, 각종 유기계·무기계 안료를 들 수 있다. 그 중에서도 카본 블랙, 특히 퍼네이스 블랙, 채널 블랙 등의 입경 0.1㎛ 이하의 카본 블랙이 바람직하다. 이와 같은 착색제를 첨가하는 경우, 조성물 중에서 충분히 균일하게 용해 또는 분산시킬 필요가 있으며, 조립되어 있는 것이나 응집 구조를 갖는 것을 사용하는 경우는, 볼 밀, 샌드 밀이나 초음파 등으로 분산시키는 것이 좋다. 이와 같은 착색제 등의 첨가제의 첨가량은, 필요에 따라서 임의의 양이면 되지만, 아크릴계 폴리머의 양(100 질량%)에 대해, 통상 0.01 질량% 이상 20 질량% 이하, 바람직하게는 0.01 질량% 이상 5 질량% 이하, 보다 바람직하게는 0.02 질량% 이상 3 질량% 이하이다. 첨가제의 첨가량이 이 범위이면, 첨가제의 첨가량이 과도하게 많아 시일제층의 유연성이 작아져, 균열의 원인이 된다고 하는 현상을 억제할 수 있다.
본 발명의 수계 시일제 조성물의 조제 방법으로서는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체에 수용성 폴리머, 첨가제 등의 기타 성분을 첨가하는 방법; 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체 및 수용성 폴리머의 수용액을 각각 제작하여, 이들을 혼합하고, 계속해서 첨가제 등의 기타 성분을 첨가하는 방법 등을 들 수 있다.
실시예
계속해서, 실시예를 들어 본 발명을 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에 있어서의 「부」 및 「%」는 특기하지 않는 한 질량 기준이다. 실시예 및 비교예에 있어서, 젖음성, 박리 강도, 유연성(내굴곡성) 및 시일성의 평가는, 이하와 같이 실시했다.
(젖음성)
실시예 및 비교예에서 얻어진 수계 시일제 조성물을 각각 폭 100mm, 갭 100㎛의 닥터 블레이드를 사용하여 폴리프로필렌제 필름에 도공하고, 80℃의 핫 플레이트에서 건조시켰다. 건조 후의 도막의 폭을 노기스로 측정하고, 닥터 블레이드의 폭에 대한 도막의 폭의 비율을 산출했다. 그리고, 도막의 폭이 95% 이상인 것을 「○(양호)」, 95% 미만인 것을 「×(불량)」로서 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 도막의 폭이 95% 이상이면, 젖음성이 양호하다고 판단할 수 있다.
(박리 강도)
실시예 및 비교예에서 얻어진 시험편에 대한 박리 강도를 JIS Z0237에 준거하여 90° 박리법에 의해 측정했다. 구체적으로는, 리본 형상의 시험편에, 점착제가 부착된 폭 18mm의 알루미늄 테이프를 첩합시키고, 인장 시험기를 사용하여 인장 속도 50mm/분, 23℃에서 박리 강도를 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 박리 강도가 클수록, 시일제층의 강도가 우수한 것을 나타낸다.
(유연성(내굴곡성))
실시예 및 비교예에서 얻어진 시험편을, -30℃의 메탄올에 1 시간 침지하고, 꺼낸 직후에 시일제층을 외측으로 하여 절곡시켰다. 접힌 부분을 관찰하여, 균열, 박리 등의 유무를 관찰했다. 균열, 박리 등이 관찰되지 않은 경우를 「○(양호)」, 균열, 박리 등이 관찰된 경우를 「×(불량)」로서 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(시일성)
실시예 및 비교예에서 얻어진 수계 시일제 조성물로부터 1cm×1cm의 필름을 제작하여, 질량 M0을 측정했다. 그 후, 필름을 모의 전해액(에틸렌카보네이트(EC)와 디에틸카보네이트(DEC)의 혼합 용액(EC/DEC=1/2:체적비)에 1.0mol/L의 LiPF6를 용해시킨 것)에 60℃에서 72시간 침지하여, 질량 M1을 측정했다. 팽윤도는 (M1-M0)/M0×100(%)에 의해 산출했다. 팽윤도가 작을수록 시일성이 우수한 것을 나타낸다. 결과를 표 1에 나타낸다.
(실시예 1)
(아크릴계 폴리머의 중합)
10리터의 교반기 장착 오토 클레이브에 이온 교환수 300부, 2-에틸헥실메타크릴레이트 85부, 라우릴메타크릴레이트 15부, 유화제로서의 도데실벤젠술폰산나트륨 2부를 첨가하여, 충분히 교반한 후, 중합 개시제로서의 과산화칼륨을 0.8부 첨가하고, 80℃에서 60시간 교반하면서 중합했다. 그 후, 메탄올 100부를 첨가하여 중합을 정지시켰다. 중합 정지 후, 실온까지 냉각한 후, 중합액을 꺼냈다. 얻어진 폴리머의 입자경(콜타사 제조, 입자경 측정기 콜타 LS230으로 측정한 체적 평균 입자경)은 0.28㎛였다.
(수계 시일제 조성물)
상기에서 얻어진 중합액을, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축하고, 고형분 농도가 50 질량%인 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체를 제작했다.
얻어진 아크릴계 폴리머의 수계 분산체를 고형분 질량으로 95부에, 수용성 폴리머로서의 폴리비닐알코올(PVOH)(닛폰밤포발사 제조, 폴리비닐알코올 JF17, 4 질량% 수용액의 점도: 4.5mPa·s, 비누화율: 98몰%)의 10 질량% 수용액을 고형분 질량으로 5부 첨가하여, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 수계 시일제 조성물로 했다. 수계 시일제 조성물의 전체 고형분 농도는, 45 질량%였다.
(시험편)
얻어진 수계 시일제 조성물을, 알루미늄박(20㎛ 두께)에, 갭 200㎛의 닥터 블레이드로 캐스트하고, 80℃에서 20 분간 가열 건조시켜 필름상의 시일제층을 형성하여, 시험편을 얻었다.
(실시예 2)
아크릴계 폴리머의 중합시에 사용하는 단량체를 2-에틸헥실메타크릴레이트 90부, 라우릴메타크릴레이트 10부로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 아크릴계 폴리머의 중합을 실시했다.
상기에서 얻어진 중합액을, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 고형분 농도가 50 질량%인 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체를 제작했다.
그리고, 얻어진 아크릴계 폴리머의 수계 분산체를 고형분 질량으로 85부에, PVOH(닛폰밤포발사 제조, 폴리비닐알코올 JF17, 4 질량% 수용액의 점도: 4.5mPa·s, 비누화율: 98 몰%)의 10 질량% 수용액을 고형분 질량으로 15부 첨가하여, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 수계 시일제 조성물로 했다. 수계 시일제 조성물의 전체 고형분 농도는, 42 질량%였다.
상기 수계 시일제 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 시험편을 제작했다.
(실시예 3)
아크릴계 폴리머의 중합시에 사용하는 단량체를 2-에틸헥실메타크릴레이트 60부, 라우릴메타크릴레이트 40부로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 아크릴계 폴리머의 중합을 실시했다.
상기에서 얻어진 중합액을, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 고형분 농도가 50 질량%인 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체를 제작했다.
그리고, 얻어진 아크릴계 폴리머의 수계 분산체를 고형분 질량으로 88부에, PVOH(닛폰밤포발사 제조, 폴리비닐알코올JF17, 4 질량% 수용액의 점도: 4.5mPa·s, 비누화율: 98 몰%)의 10 질량% 수용액을 고형분 질량으로 12 부 첨가하여, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 수계 시일제 조성물로 했다. 수계 시일제 조성물의 전체 고형분 농도는, 40 질량%였다.
상기 수계 시일제 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 시험편을 제작했다.
(비교예 1)
아크릴계 폴리머의 중합시에 사용하는 단량체를 2-에틸헥실메타크릴레이트 50부, 에틸아크릴레이트 50부로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 아크릴계 폴리머의 중합을 실시했다.
상기에서 얻어진 중합액을, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 고형분 농도가 50 질량인 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체를 제작했다.
그리고, 얻어진 아크릴계 폴리머의 수계 분산체를 고형분 질량으로 90 부에, PVOH(닛폰밤포발사 제조 폴리비닐알코올 JF17, 4 질량% 수용액의 점도: 4.5mPa·s, 비누화율: 98 몰%)의 10 질량% 수용액을 고형분 질량으로 10 부 첨가하여, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 고형분 농도가 50 질량%인 수계 시일제 조성물로 했다.
상기 수계 시일제 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 시험편을 제작했다.
(비교예 2)
아크릴계 폴리머의 중합시에 사용하는 단량체를 2-에틸헥실메타크릴레이트 60부, 스티렌 40부로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 아크릴계 폴리머의 중합을 실시했다.
상기에서 얻어진 중합액을, 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 아크릴계 폴리머를 포함하는 수계 분산체를 제작했다.
그리고, 얻어진 아크릴계 폴리머의 수계 분산체에 대해, PVOH는 첨가하지 않고, 수계 분산체를 로터리 이배퍼레이터를 사용하여 60℃에서 가열 감압하여 농축시켜, 수계 시일제 조성물로 했다. 수계 시일제 조성물의 전체 고형분 농도는 50 질량%였다.
상기 수계 시일제 조성물을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 시험편을 제작했다. 또한, 박리 강도에 관해서는, 알루미늄박에 대한 수계 시일제 조성물의 젖음성이 나쁘고, 박리 강도를 측정할 수 있는 레벨의 균일한 시일제층을 갖는 필름이 얻어지지 않았기 때문에, 평가할 수 없었다.
표 1에 나타내는 바와 같이, 일반식 (I):
CH2=CR1COOR2 … (I)
(식 (I) 중, R1은 -H 또는 -CH3을 나타내고, R2는 시클로알킬기 또는 탄소수가 8 이상인 알킬기를 나타낸다.)로 나타내어지는 화합물을 80 질량% 이상 함유한 모노머 조성물을 수계 용매 중에서 중합하여 이루어지는 아크릴계 폴리머를 포함하는 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물은 젖음성이 우수하고, 이 수계 시일제 조성물로부터 얻어지는 필름의 박리 강도, 유연성 및 시일성은 양호했다.
Claims (4)
- 절연 개스킷과 금속 용기 사이를 밀폐할 때에 사용되는 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물로서,
일반식 (I):
CH2=CR1COOR2 … (I)
(식 (I) 중, R1은 -H 또는 -CH3을 나타내고, R2는 탄소수가 8 이상인 알킬기를 나타낸다.)
로 나타내어지는 화합물을 85 질량% 이상 함유한 모노머 조성물을 수계 용매 중에서 중합하여 이루어지는 아크릴계 폴리머를 포함하는, 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물. - 제 1 항에 있어서,
고형분 환산으로, 상기 아크릴계 폴리머를 70 질량% 이상 95 질량% 이하 포함하고, 또한, 수용성 폴리머를 0.1 질량% 이상 30 질량% 이하 포함하며,
전체 고형분 농도가 5 질량% 이상 70 질량% 이하인, 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물. - 제 2 항에 있어서,
상기 수용성 폴리머가 폴리비닐알코올 및 폴리비닐피롤리돈의 적어도 일방을 포함하는, 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
상기 수용성 폴리머의 4 질량% 수용액 점도가 4mPa·s 이상 500mPa·s 이하인, 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JPJP-P-2016-081720 | 2016-04-15 | ||
| JP2016081720 | 2016-04-15 | ||
| PCT/JP2017/015378 WO2017179723A1 (ja) | 2016-04-15 | 2017-04-14 | 非水電解液電池用水系シール剤組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20180137484A KR20180137484A (ko) | 2018-12-27 |
| KR102378540B1 true KR102378540B1 (ko) | 2022-03-23 |
Family
ID=60042655
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020187028617A KR102378540B1 (ko) | 2016-04-15 | 2017-04-14 | 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10800955B2 (ko) |
| EP (1) | EP3444862B1 (ko) |
| JP (1) | JP6988795B2 (ko) |
| KR (1) | KR102378540B1 (ko) |
| CN (1) | CN108886120B (ko) |
| WO (1) | WO2017179723A1 (ko) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002110169A (ja) * | 2000-07-26 | 2002-04-12 | Nippon Zeon Co Ltd | リチウムイオン二次電池電極用バインダーおよびその利用 |
| JP2002241427A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-08-28 | Wacker Polymer Systems Gmbh & Co Kg | 保護コロイドで安定化されたポリマーの製法、そのようにして得られたポリマー粉末と水性ポリマー分散液並びにその使用 |
| US6492019B1 (en) * | 1994-02-22 | 2002-12-10 | Moore Business Forms | Activated adhesive system |
| JP2012150900A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Nippon Shokubai Co Ltd | 双極型二次電池用シール材および双極型二次電池 |
| JP2015220162A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 日本ゼオン株式会社 | 燃料電池セパレーター用水系導電性ペーストの製造方法 |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5384122A (en) | 1976-12-13 | 1978-07-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Battery |
| JPS54121849A (en) | 1978-03-11 | 1979-09-21 | Nitsutou Airandooo Kk | Device for locking up glasssfitted frame of game machine |
| JPS5919414B2 (ja) | 1978-07-20 | 1984-05-07 | 松下電器産業株式会社 | 非水電解液電池の製造方法 |
| JPS5530148A (en) | 1978-08-23 | 1980-03-03 | Japan Storage Battery Co Ltd | Organic electrolyte cell |
| JPS5787063A (en) | 1980-11-18 | 1982-05-31 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Battery |
| GB2088392B (en) * | 1980-12-03 | 1984-05-02 | Sumitomo Chemical Co | Production of hydrogels |
| JPS59112565A (ja) | 1982-12-17 | 1984-06-29 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 非水電解液電池 |
| JPH0696750A (ja) | 1992-01-24 | 1994-04-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | 非水電池 |
| JP3574276B2 (ja) | 1996-08-08 | 2004-10-06 | 日本ゼオン株式会社 | 有機電解液電池用シール剤、それを含む組成物、及びそれを用いた電池 |
| US6103316A (en) * | 1998-07-17 | 2000-08-15 | 3M Innovative Properties Company | Method of making electron beam polymerized emulsion-based acrylate pressure sensitive adhesives |
| JP3956523B2 (ja) | 1999-02-19 | 2007-08-08 | 日本ゼオン株式会社 | リチウム二次電池用シール材、シール材組成物とその利用 |
| US6656633B2 (en) * | 2000-07-26 | 2003-12-02 | Zeon Corporation | Binder for electrode for lithium ion secondary battery, and utilization thereof |
| JP4816858B2 (ja) | 2004-10-06 | 2011-11-16 | 株式会社スリーボンド | 水系電解液電池用シール剤組成物 |
| JP5412937B2 (ja) * | 2009-04-27 | 2014-02-12 | ソニー株式会社 | 非水電解質組成物及び非水電解質二次電池 |
| WO2014054406A1 (ja) | 2012-10-02 | 2014-04-10 | スリーボンドファインケミカル株式会社 | 非水系電解液電池用シール剤組成物 |
-
2017
- 2017-04-14 WO PCT/JP2017/015378 patent/WO2017179723A1/ja active Application Filing
- 2017-04-14 KR KR1020187028617A patent/KR102378540B1/ko active IP Right Grant
- 2017-04-14 JP JP2018512106A patent/JP6988795B2/ja active Active
- 2017-04-14 US US16/090,651 patent/US10800955B2/en active Active
- 2017-04-14 CN CN201780022481.8A patent/CN108886120B/zh active Active
- 2017-04-14 EP EP17782536.1A patent/EP3444862B1/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6492019B1 (en) * | 1994-02-22 | 2002-12-10 | Moore Business Forms | Activated adhesive system |
| JP2002110169A (ja) * | 2000-07-26 | 2002-04-12 | Nippon Zeon Co Ltd | リチウムイオン二次電池電極用バインダーおよびその利用 |
| JP2002241427A (ja) * | 2000-12-14 | 2002-08-28 | Wacker Polymer Systems Gmbh & Co Kg | 保護コロイドで安定化されたポリマーの製法、そのようにして得られたポリマー粉末と水性ポリマー分散液並びにその使用 |
| JP2012150900A (ja) * | 2011-01-17 | 2012-08-09 | Nippon Shokubai Co Ltd | 双極型二次電池用シール材および双極型二次電池 |
| JP2015220162A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 日本ゼオン株式会社 | 燃料電池セパレーター用水系導電性ペーストの製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108886120A (zh) | 2018-11-23 |
| WO2017179723A1 (ja) | 2017-10-19 |
| KR20180137484A (ko) | 2018-12-27 |
| JPWO2017179723A1 (ja) | 2019-02-21 |
| EP3444862B1 (en) | 2022-09-07 |
| EP3444862A4 (en) | 2019-09-04 |
| CN108886120B (zh) | 2020-12-25 |
| US10800955B2 (en) | 2020-10-13 |
| JP6988795B2 (ja) | 2022-01-05 |
| US20190276716A1 (en) | 2019-09-12 |
| EP3444862A1 (en) | 2019-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106281147A (zh) | 一种水基电极粘结剂及制备方法 | |
| JP5227169B2 (ja) | 電気化学セル電極用バインダー | |
| TWI710160B (zh) | 非水系電池電極用黏合劑、非水系電池電極用漿料、非水系電池電極及非水系電池 | |
| Daigle et al. | Amphiphilic latex as a water-based binder for LiFePO4 cathode | |
| CN106905475A (zh) | 一种锂电池陶瓷隔膜用含氟粘合剂的制备方法及使用该粘合剂制备的陶瓷隔膜 | |
| KR102378540B1 (ko) | 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물 | |
| KR102618504B1 (ko) | 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물 | |
| JP5500949B2 (ja) | 電極用バインダ樹脂組成物 | |
| KR102345644B1 (ko) | 비수 전해액 전지용 수계 시일제 조성물 | |
| CN113272395B (zh) | 二次电池隔膜用涂覆材料 | |
| JP4816858B2 (ja) | 水系電解液電池用シール剤組成物 | |
| CN112803020A (zh) | 一种具有多段交联结构的粘结剂及其制备方法和应用 | |
| KR102168816B1 (ko) | 수계 코팅 조성물 및 이를 사용한 세퍼레이터 | |
| CN117820985A (zh) | 一种水性聚合物基粘结剂和负极 | |
| TW202343876A (zh) | 非水二次電池分隔件用黏合劑分散液、漿料組成物、非水二次電池分隔件、以及非水二次電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |