WO2024143508A1 - 非水電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤 - Google Patents
非水電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤 Download PDFInfo
- Publication number
- WO2024143508A1 WO2024143508A1 PCT/JP2023/047108 JP2023047108W WO2024143508A1 WO 2024143508 A1 WO2024143508 A1 WO 2024143508A1 JP 2023047108 W JP2023047108 W JP 2023047108W WO 2024143508 A1 WO2024143508 A1 WO 2024143508A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- mass
- parts
- fiber
- composition
- electrode
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 176
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 20
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 title claims abstract description 12
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 295
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 86
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims abstract description 42
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 claims description 69
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 69
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 40
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 claims description 16
- 229920000219 Ethylene vinyl alcohol Polymers 0.000 claims description 10
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 claims description 9
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 claims description 9
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 claims description 7
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 claims description 7
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 claims description 6
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 5
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000004715 ethylene vinyl alcohol Substances 0.000 claims description 4
- RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N hexa-1,5-diene-2,5-diol Chemical compound OC(=C)CCC(O)=C RZXDTJIXPSCHCI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000000025 natural resin Substances 0.000 claims description 4
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 4
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 230000001629 suppression Effects 0.000 abstract description 12
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 43
- 238000000034 method Methods 0.000 description 41
- -1 cupra Polymers 0.000 description 37
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 23
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 21
- 238000007127 saponification reaction Methods 0.000 description 20
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 19
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 18
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 17
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 17
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 17
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 17
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 16
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 16
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 15
- 229920002134 Carboxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 14
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 13
- 235000010948 carboxy methyl cellulose Nutrition 0.000 description 13
- 239000008112 carboxymethyl-cellulose Substances 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 13
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 13
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 12
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 11
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 10
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N Ethenol Chemical group OC=C IMROMDMJAWUWLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 9
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 8
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 8
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 7
- 235000010980 cellulose Nutrition 0.000 description 7
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 7
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 6
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 6
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 6
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 6
- 101150016402 fsn-1 gene Proteins 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 5
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 5
- VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N trans-butenedioic acid Natural products OC(=O)C=CC(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N Ethylene carbonate Chemical compound O=C1OCCO1 KMTRUDSVKNLOMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N Fumaric acid Chemical compound OC(=O)\C=C\C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-OWOJBTEDSA-N 0.000 description 4
- BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N Methyl acrylate Chemical compound COC(=O)C=C BAPJBEWLBFYGME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 description 4
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N dimethyl carbonate Chemical compound COC(=O)OC IEJIGPNLZYLLBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 4
- NKHAVTQWNUWKEO-UHFFFAOYSA-N fumaric acid monomethyl ester Natural products COC(=O)C=CC(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 4
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 4
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 4
- VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxol-2-one Chemical compound O=C1OC=CO1 VAYTZRYEBVHVLE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 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
- OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 3-methylideneoxolane-2,5-dione Chemical compound C=C1CC(=O)OC1=O OFNISBHGPNMTMS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N Acetonitrile Chemical compound CC#N WEVYAHXRMPXWCK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N Methacrylic acid Chemical compound CC(=C)C(O)=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 3
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Propanedioic acid Natural products OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N ethenyl(trimethoxy)silane Chemical compound CO[Si](OC)(OC)C=C NKSJNEHGWDZZQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N maleic acid Chemical compound OC(=O)\C=C/C(O)=O VZCYOOQTPOCHFL-UPHRSURJSA-N 0.000 description 3
- 239000011976 maleic acid Substances 0.000 description 3
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 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
- 229920001707 polybutylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 150000003462 sulfoxides Chemical class 0.000 description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 3
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 3
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 3
- CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 1,4-phenylenediamine Chemical compound NC1=CC=C(N)C=C1 CBCKQZAAMUWICA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 1-Butene Chemical compound CCC=C VXNZUUAINFGPBY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VLDPXPPHXDGHEW-UHFFFAOYSA-N 1-chloro-2-dichlorophosphoryloxybenzene Chemical compound ClC1=CC=CC=C1OP(Cl)(Cl)=O VLDPXPPHXDGHEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 1-hexene Chemical compound CCCCC=C LIKMAJRDDDTEIG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxy-5-methylphenyl)ethanamine Chemical compound COC1=CC=C(C)C=C1CCN SMZOUWXMTYCWNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 2-Propenoic acid Natural products OC(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QGFSQVPRCWJZQK-UHFFFAOYSA-N 9-Decen-1-ol Chemical compound OCCCCCCCCC=C QGFSQVPRCWJZQK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 2
- 229910020680 Co—Ni—Mn Inorganic materials 0.000 description 2
- OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N Diethyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OCC OIFBSDVPJOWBCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical group C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N Isobutene Chemical compound CC(C)=C VQTUBCCKSQIDNK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000552 LiCF3SO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910013290 LiNiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 2
- VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N Methyl methacrylate Chemical compound COC(=O)C(C)=C VVQNEPGJFQJSBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 229910018058 Ni-Co-Al Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910018144 Ni—Co—Al Inorganic materials 0.000 description 2
- LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N Phthalic anhydride Natural products C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 LGRFSURHDFAFJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 2
- 239000004962 Polyamide-imide Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 2
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 2
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 2
- 125000005907 alkyl ester group Chemical group 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N butyl 2,2-difluorocyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CCCCOC(=O)C1CC1(F)F JHIWVOJDXOSYLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 2
- 239000002134 carbon nanofiber Substances 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 2
- LDCRTTXIJACKKU-ARJAWSKDSA-N dimethyl maleate Chemical compound COC(=O)\C=C/C(=O)OC LDCRTTXIJACKKU-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- FJKIXWOMBXYWOQ-UHFFFAOYSA-N ethenoxyethane Chemical compound CCOC=C FJKIXWOMBXYWOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940052303 ethers for general anesthesia Drugs 0.000 description 2
- FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N ethyl propionate Chemical compound CCOC(=O)CC FKRCODPIKNYEAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001530 fumaric acid Substances 0.000 description 2
- XLYMOEINVGRTEX-UHFFFAOYSA-N fumaric acid monoethyl ester Natural products CCOC(=O)C=CC(O)=O XLYMOEINVGRTEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 2
- UIZVMOZAXAMASY-UHFFFAOYSA-N hex-5-en-1-ol Chemical compound OCCCCC=C UIZVMOZAXAMASY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- CPJRRXSHAYUTGL-UHFFFAOYSA-N isopentenyl alcohol Chemical compound CC(=C)CCO CPJRRXSHAYUTGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N isophthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC(C(O)=O)=C1 QQVIHTHCMHWDBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M lithium bromide Chemical compound [Li+].[Br-] AMXOYNBUYSYVKV-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000002931 mesocarbon microbead Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N methacrylamide Chemical group CC(=C)C(N)=O FQPSGWSUVKBHSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N methyl hydrogen fumarate Chemical compound COC(=O)\C=C/C(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-IHWYPQMZSA-N 0.000 description 2
- NKHAVTQWNUWKEO-NSCUHMNNSA-N monomethyl fumarate Chemical compound COC(=O)\C=C\C(O)=O NKHAVTQWNUWKEO-NSCUHMNNSA-N 0.000 description 2
- 229940005650 monomethyl fumarate Drugs 0.000 description 2
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 2
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N phthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C(O)=O XNGIFLGASWRNHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 229920002312 polyamide-imide Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N sulfolane Chemical compound O=S1(=O)CCCC1 HXJUTPCZVOIRIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000008053 sultones Chemical class 0.000 description 2
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N trimethyl orthoformate Chemical compound COC(OC)OC PYOKUURKVVELLB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- XLYMOEINVGRTEX-ONEGZZNKSA-N (e)-4-ethoxy-4-oxobut-2-enoic acid Chemical compound CCOC(=O)\C=C\C(O)=O XLYMOEINVGRTEX-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 1
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- PHWXYKUZSUKPCM-ALCCZGGFSA-N (z)-2-pentan-3-ylbut-2-enedioic acid Chemical compound CCC(CC)C(\C(O)=O)=C\C(O)=O PHWXYKUZSUKPCM-ALCCZGGFSA-N 0.000 description 1
- BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 1,1-Difluoroethene Chemical compound FC(F)=C BQCIDUSAKPWEOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 1,2-butylene carbonate Chemical compound CCC1COC(=O)O1 ZZXUZKXVROWEIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 1,3-Propane sultone Chemical compound O=S1(=O)CCCO1 FSSPGSAQUIYDCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxolane Chemical compound C1COCO1 WNXJIVFYUVYPPR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 1,4-Dioxane Chemical compound C1COCCO1 RYHBNJHYFVUHQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-2-pyrrolidinone Chemical compound CCN1CCCC1=O ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 1-ethenoxybutane Chemical compound CCCCOC=C UZKWTJUDCOPSNM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OVGRCEFMXPHEBL-UHFFFAOYSA-N 1-ethenoxypropane Chemical compound CCCOC=C OVGRCEFMXPHEBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBTLFDCPAJLATQ-UHFFFAOYSA-N 1-prop-2-enoxybutane Chemical compound CCCCOCC=C IBTLFDCPAJLATQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWJHSQQHGRQCKO-UHFFFAOYSA-N 1-prop-2-enoxypropane Chemical compound CCCOCC=C LWJHSQQHGRQCKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HKUDVOHICUCJPU-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methylprop-2-enoylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)CC(C)NC(=O)C(C)=C HKUDVOHICUCJPU-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
- MVYVKSBVZFBBPL-UHFFFAOYSA-N 2-(prop-2-enoylamino)propane-1-sulfonic acid Chemical class OS(=O)(=O)CC(C)NC(=O)C=C MVYVKSBVZFBBPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000536 2-Acrylamido-2-methylpropane sulfonic acid Polymers 0.000 description 1
- 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 1
- IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 2-Oxazolidone Chemical class O=C1NCCO1 IZXIZTKNFFYFOF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JWCDUUFOAZFFMX-UHFFFAOYSA-N 2-ethenoxy-n,n-dimethylethanamine Chemical compound CN(C)CCOC=C JWCDUUFOAZFFMX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OPVZITRSTBLYCG-UHFFFAOYSA-M 2-ethenoxyethyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCOC=C OPVZITRSTBLYCG-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NRSMWHGLCNBZSO-UHFFFAOYSA-N 2-ethylidenebutanedioic acid Chemical compound CC=C(C(O)=O)CC(O)=O NRSMWHGLCNBZSO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NJMGRJLQRLFQQX-HYXAFXHYSA-N 2-isopropylmaleic acid Chemical compound CC(C)C(\C(O)=O)=C\C(O)=O NJMGRJLQRLFQQX-HYXAFXHYSA-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
- JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 2-methyltetrahydrofuran Chemical compound CC1CCCO1 JWUJQDFVADABEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NMUIIYJWWOPNIP-UHFFFAOYSA-N 2-pentan-3-ylidenebutanedioic acid Chemical compound CCC(CC)=C(C(O)=O)CC(O)=O NMUIIYJWWOPNIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYXGAEAOIFNGAE-UHFFFAOYSA-N 2-propan-2-ylidenebutanedioic acid Chemical compound CC(C)=C(C(O)=O)CC(O)=O GYXGAEAOIFNGAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VRBUPQGTJAXZAE-UHFFFAOYSA-N 2-propylidenebutanedioic acid Chemical compound CCC=C(C(O)=O)CC(O)=O VRBUPQGTJAXZAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZSPTYLOMNJNZNG-UHFFFAOYSA-N 3-Buten-1-ol Chemical compound OCCC=C ZSPTYLOMNJNZNG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 3-methyl-1,3-oxazolidin-2-one Chemical compound CN1CCOC1=O VWIIJDNADIEEDB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AYKYXWQEBUNJCN-UHFFFAOYSA-N 3-methylfuran-2,5-dione Chemical compound CC1=CC(=O)OC1=O AYKYXWQEBUNJCN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATVJXMYDOSMEPO-UHFFFAOYSA-N 3-prop-2-enoxyprop-1-ene Chemical compound C=CCOCC=C ATVJXMYDOSMEPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OIDZWIZUDPIYQF-UHFFFAOYSA-M 4-ethenoxybutyl(trimethyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCCOC=C OIDZWIZUDPIYQF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 4-methyl-1,3-dioxolane Chemical compound CC1COCO1 SBUOHGKIOVRDKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LPEKGGXMPWTOCB-UHFFFAOYSA-N 8beta-(2,3-epoxy-2-methylbutyryloxy)-14-acetoxytithifolin Natural products COC(=O)C(C)O LPEKGGXMPWTOCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003026 Acene Polymers 0.000 description 1
- HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N Acrylamide Chemical compound NC(=O)C=C HRPVXLWXLXDGHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 1
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004953 Aliphatic polyamide Substances 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001558 CF3SO3Li Inorganic materials 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 1
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 1
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 description 1
- IEPRKVQEAMIZSS-UHFFFAOYSA-N Di-Et ester-Fumaric acid Natural products CCOC(=O)C=CC(=O)OCC IEPRKVQEAMIZSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IEPRKVQEAMIZSS-WAYWQWQTSA-N Diethyl maleate Chemical compound CCOC(=O)\C=C/C(=O)OCC IEPRKVQEAMIZSS-WAYWQWQTSA-N 0.000 description 1
- JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acrylate Chemical compound CCOC(=O)C=C JIGUQPWFLRLWPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XLYMOEINVGRTEX-ARJAWSKDSA-N Ethyl hydrogen fumarate Chemical compound CCOC(=O)\C=C/C(O)=O XLYMOEINVGRTEX-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 1
- IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N Ethylene oxide Chemical compound C1CO1 IAYPIBMASNFSPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- HETCEOQFVDFGSY-UHFFFAOYSA-N Isopropenyl acetate Chemical compound CC(=C)OC(C)=O HETCEOQFVDFGSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000733 Li alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008163 Li1+x Mn2-x O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015044 LiB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003253 LiB10Cl10 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013188 LiBOB Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001559 LiC4F9SO3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021447 LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002991 LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002099 LiNi0.5Mn1.5O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002995 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015866 LiNi0.8Co0.1Al0.1O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015872 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013870 LiPF 6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001290 LiPF6 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012672 LiTiO Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001228 Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2 (NCM 111) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000433 Lyocell Polymers 0.000 description 1
- RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N Methyl propionate Chemical compound CCC(=O)OC RJUFJBKOKNCXHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N Methylacrylonitrile Chemical compound CC(=C)C#N GYCMBHHDWRMZGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001407 Modal (textile) 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
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N N-Vinyl-2-pyrrolidone Chemical compound C=CN1CCCC1=O WHNWPMSKXPGLAX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018102 Ni-Mn-Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018548 Ni—Mn—Al Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 229920000571 Nylon 11 Polymers 0.000 description 1
- 229920000299 Nylon 12 Polymers 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- 229920000305 Nylon 6,10 Polymers 0.000 description 1
- 229920002302 Nylon 6,6 Polymers 0.000 description 1
- 229920000572 Nylon 6/12 Polymers 0.000 description 1
- 239000004697 Polyetherimide Substances 0.000 description 1
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 1
- 229920000265 Polyparaphenylene Polymers 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-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
- QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N Vinyl ether Chemical class C=COC=C QYKIQEUNHZKYBP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920006221 acetate fiber Polymers 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 150000008065 acid anhydrides Chemical class 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000003926 acrylamides Chemical class 0.000 description 1
- 229920005993 acrylate styrene-butadiene rubber polymer Polymers 0.000 description 1
- 150000008360 acrylonitriles Chemical class 0.000 description 1
- 229920003231 aliphatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K aluminium phosphate Chemical compound O1[Al]2OP1(=O)O2 ILRRQNADMUWWFW-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- YLFIGGHWWPSIEG-UHFFFAOYSA-N aminoxyl Chemical compound [O]N YLFIGGHWWPSIEG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910003481 amorphous carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 description 1
- 239000007798 antifreeze agent Substances 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 1
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 1
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 239000005466 carboxylated polyvinylchloride Substances 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 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
- 229910000428 cobalt oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical compound [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 238000007334 copolymerization reaction 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
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 150000003950 cyclic amides Chemical class 0.000 description 1
- 150000004292 cyclic ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 229920005994 diacetyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000007723 die pressing method Methods 0.000 description 1
- 229960004132 diethyl ether Drugs 0.000 description 1
- IEPRKVQEAMIZSS-AATRIKPKSA-N diethyl fumarate Chemical compound CCOC(=O)\C=C\C(=O)OCC IEPRKVQEAMIZSS-AATRIKPKSA-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
- LDCRTTXIJACKKU-ONEGZZNKSA-N dimethyl fumarate Chemical compound COC(=O)\C=C\C(=O)OC LDCRTTXIJACKKU-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 1
- 229960004419 dimethyl fumarate Drugs 0.000 description 1
- CGBYBGVMDAPUIH-ARJAWSKDSA-N dimethylmaleic acid Chemical compound OC(=O)C(/C)=C(/C)C(O)=O CGBYBGVMDAPUIH-ARJAWSKDSA-N 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N dodecane Chemical compound CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ODQWQRRAPPTVAG-GZTJUZNOSA-N doxepin Chemical compound C1OC2=CC=CC=C2C(=C/CCN(C)C)/C2=CC=CC=C21 ODQWQRRAPPTVAG-GZTJUZNOSA-N 0.000 description 1
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 1
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 1
- UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N ethenamine Chemical group NC=C UYMKPFRHYYNDTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001033 ether group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-methylprop-2-enoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)=C SUPCQIBBMFXVTL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- XEOSBIMHSUFHQH-UHFFFAOYSA-N fulvalene Chemical group C1=CC=CC1=C1C=CC=C1 XEOSBIMHSUFHQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229960002598 fumaric acid Drugs 0.000 description 1
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010977 hydroxypropyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000012784 inorganic fiber Substances 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000003273 ketjen black Substances 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 239000004922 lacquer Substances 0.000 description 1
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000001989 lithium alloy Substances 0.000 description 1
- 229910001547 lithium hexafluoroantimonate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001540 lithium hexafluoroarsenate(V) Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001500 lithium hexafluoroborate Inorganic materials 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
- MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M lithium perchlorate Chemical compound [Li+].[O-]Cl(=O)(=O)=O MHCFAGZWMAWTNR-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910001486 lithium perchlorate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001537 lithium tetrachloroaluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- HSFDLPWPRRSVSM-UHFFFAOYSA-M lithium;2,2,2-trifluoroacetate Chemical compound [Li+].[O-]C(=O)C(F)(F)F HSFDLPWPRRSVSM-UHFFFAOYSA-M 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
- 230000004807 localization Effects 0.000 description 1
- GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H magnesium phosphate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[Mg+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O GVALZJMUIHGIMD-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000004137 magnesium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229960002261 magnesium phosphate Drugs 0.000 description 1
- 229910000157 magnesium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000010994 magnesium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 150000002689 maleic acids Chemical class 0.000 description 1
- 230000000873 masking effect Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229940057867 methyl lactate Drugs 0.000 description 1
- 229940017219 methyl propionate Drugs 0.000 description 1
- XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N methyl vinyl ether Chemical compound COC=C XJRBAMWJDBPFIM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 229940074369 monoethyl fumarate Drugs 0.000 description 1
- IQCDTWQIGNEYMY-UHFFFAOYSA-N n',n'-dimethylprop-2-enehydrazide Chemical compound CN(C)NC(=O)C=C IQCDTWQIGNEYMY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940088644 n,n-dimethylacrylamide Drugs 0.000 description 1
- GBCKRQRXNXQQPW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-en-1-amine Chemical compound CN(C)CC=C GBCKRQRXNXQQPW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N n,n-dimethylprop-2-enamide Chemical class CN(C)C(=O)C=C YLGYACDQVQQZSW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QWWGTCDRRYWYBC-UHFFFAOYSA-N n-(ethenoxymethyl)-n-ethylethanamine Chemical compound CCN(CC)COC=C QWWGTCDRRYWYBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ADTJPOBHAXXXFS-UHFFFAOYSA-N n-[3-(dimethylamino)propyl]prop-2-enamide Chemical class CN(C)CCCNC(=O)C=C ADTJPOBHAXXXFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940094933 n-dodecane Drugs 0.000 description 1
- RQAKESSLMFZVMC-UHFFFAOYSA-N n-ethenylacetamide Chemical compound CC(=O)NC=C RQAKESSLMFZVMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N n-ethenylformamide Chemical compound C=CNC=O ZQXSMRAEXCEDJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PUUULGNNRPBVBA-UHFFFAOYSA-N n-ethylprop-2-en-1-amine Chemical compound CCNCC=C PUUULGNNRPBVBA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N nitromethane Chemical compound C[N+]([O-])=O LYGJENNIWJXYER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- WXPWPYISTQCNDP-UHFFFAOYSA-N oct-7-en-1-ol Chemical compound OCCCCCCC=C WXPWPYISTQCNDP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N oxathiane 2,2-dioxide Chemical compound O=S1(=O)CCCCO1 MHYFEEDKONKGEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005702 oxyalkylene group Chemical group 0.000 description 1
- LQAVWYMTUMSFBE-UHFFFAOYSA-N pent-4-en-1-ol Chemical compound OCCCC=C LQAVWYMTUMSFBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HVAMZGADVCBITI-UHFFFAOYSA-M pent-4-enoate Chemical compound [O-]C(=O)CCC=C HVAMZGADVCBITI-UHFFFAOYSA-M 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
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006128 poly(nonamethylene terephthalamide) Polymers 0.000 description 1
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000058 polyacrylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000768 polyamine Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920001601 polyetherimide Polymers 0.000 description 1
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004626 polylactic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920005606 polypropylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001451 polypropylene glycol Polymers 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 description 1
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 229920002620 polyvinyl fluoride Polymers 0.000 description 1
- 229920000973 polyvinylchloride carboxylated 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
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 150000004040 pyrrolidinones Chemical class 0.000 description 1
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 229920006012 semi-aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 150000003457 sulfones Chemical class 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 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
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N trans-crotonic acid Natural products CC=CC(O)=O LDHQCZJRKDOVOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000314 transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920006304 triacetate fiber Polymers 0.000 description 1
- DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N triethyl phosphate Chemical compound CCOP(=O)(OCC)OCC DQWPFSLDHJDLRL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N trimellitic anhydride Chemical compound OC(=O)C1=CC=C2C(=O)OC(=O)C2=C1 SRPWOOOHEPICQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TZYULTYGSBAILI-UHFFFAOYSA-M trimethyl(prop-2-enyl)azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CC=C TZYULTYGSBAILI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- ZQYKGADTDCTWSZ-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[(prop-2-enoylamino)methyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CNC(=O)C=C ZQYKGADTDCTWSZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CCVMLEHYQVSFOM-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[2-(prop-2-enoylamino)ethyl]azanium;chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCNC(=O)C=C CCVMLEHYQVSFOM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001291 vacuum drying Methods 0.000 description 1
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 1
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 1
- UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N vinylsilane Chemical class [SiH3]C=C UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N vinylsulfonic acid Chemical compound OS(=O)(=O)C=C NLVXSWCKKBEXTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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
Definitions
- the present invention relates to a composition for a non-aqueous electrolyte battery electrode and an additive for a non-aqueous electrolyte battery electrode.
- Mobile terminals such as mobile phones, notebook computers, and pad-type information terminal devices
- Mobile terminals are required to be more portable and compact, thinner, lighter, and more powerful.
- batteries used in mobile terminals are also required to be smaller, thinner, lighter, and more powerful.
- Lithium-ion secondary batteries are widely used as the non-aqueous electrolyte secondary batteries used as the power source for such mobile terminals.
- the object of the present invention is therefore to provide a composition for non-aqueous electrolyte battery electrodes and an additive for non-aqueous electrolyte battery electrodes that can achieve both good coatability of the composition and suppression of expansion of the electrodes obtained from the composition.
- An additive for a non-aqueous electrolyte battery electrode comprising organic fibers, the organic fibers having a specific gravity of 1.00 or more and a fiber length of 0.1 mm or more and 10 mm or less.
- the present invention provides a composition for non-aqueous electrolyte battery electrodes and an additive for non-aqueous electrolyte battery electrodes that can achieve both good coatability of the composition and suppression of expansion of the electrodes obtained from the composition.
- the mechanism by which the electrode composition of the present invention can achieve both good coatability and expansion suppression of the electrode obtained from the composition is not clear, but is presumed to be as follows.
- a specific organic fiber is added to the electrode composition, it is dispersed uniformly without localization or fracture in the composition, and plays a role in connecting and reinforcing the active materials.
- lithium ions are inserted/extracted into the voids of the active material by charging/discharging, and the shape of the active material can be maintained even if the active material expands and contracts, making it possible to achieve both good coatability and expansion suppression.
- the present invention also includes an additive for non-aqueous electrolyte battery electrodes containing organic fiber.
- the electrode composition of the present invention has organic fibers uniformly dispersed within the electrode, which forms electrolyte passages and improves the electrolyte permeability of the electrode obtained from the electrode composition of the present invention, which tends to reduce the resistance of the battery including the electrode obtained from the electrode composition of the present invention and tends to increase the battery capacity.
- the hydrophilic fiber since the hydrophilic fiber easily absorbs the electrolyte, the electrolyte absorption of the electrode obtained from the electrode composition of the present invention can be improved.
- cations such as lithium ions can easily move in a battery including an electrode obtained from the electrode composition of the present invention, so that the battery capacity can be increased.
- the absorption rate is increased, the process passability during battery production is also likely to be improved.
- the organic fiber contained in the composition for electrode of a nonaqueous electrolyte battery of the present invention has a specific gravity of 1.00 or more.
- the specific gravity of the organic fiber is 1.00 or more, the coating property of the composition for electrode is good, and the expansion of the electrode obtained from the composition for electrode can be suppressed.
- the specific gravity of the organic fiber is less than 1.00, the distribution of the organic fiber in the composition for electrode is biased, and it is difficult to obtain a homogeneous composition. Therefore, the stability of the composition is deteriorated, and the coating property is likely to be deteriorated. In addition, the performance of the obtained electrode is likely to be deteriorated.
- the specific gravity of the organic fiber is preferably 1.10 or more, more preferably 1.20 or more, even more preferably 1.25 or more, and even more preferably 1.30 or more.
- the upper limit of the specific gravity of the organic fiber is not particularly limited as long as the organic fiber can be uniformly dispersed in the composition for electrode, but is usually 3.0 or less, preferably 2.0 or less, and 1.5 or less is also a preferred embodiment.
- the specific gravity of the organic fiber is 1.00 to 3.0, preferably 1.10 to 3.0, more preferably 1.20 to 2.0, and even more preferably 1.25 to 2.0, or 1.30 to 1.5.
- the specific gravity of the organic fiber can be adjusted within the above range by appropriately adjusting the type of resin contained in the organic fiber, etc.
- the specific gravity can be determined, for example, by the method described in the examples below.
- the organic fibers have a fiber length of 0.1 mm or more and 10 mm or less.
- the coating property of the electrode composition is good, and the expansion of the electrode obtained from the electrode composition can be suppressed.
- the fiber length is less than 0.1 mm, the electrode is likely to expand because the reinforcing effect of the organic fibers on the electrode material is difficult to obtain. As a result, the electrode material is likely to peel off from the current collector plate, and the battery performance is likely to deteriorate.
- the fiber length exceeds 10 mm, the organic fibers are likely to be entangled in the electrode composition, fiber lumps are generated, and the stability and coating property of the composition tend to be poor.
- the fiber length is preferably 0.5 mm or more, more preferably 0.7 mm or more, even more preferably 1 mm or more, even more preferably 1.5 mm or more, particularly preferably 2 mm or more, or 3 mm or more, and preferably 9 mm or less, more preferably 8 mm or less, even more preferably 7 mm or less, and particularly preferably 5 mm or less. Therefore, the fiber length of the organic fiber is 0.1 to 10 mm, preferably 0.5 to 9 mm, more preferably 0.7 to 8 mm, even more preferably 1 to 7 mm, particularly 1.5 to 7 mm, 2 to 7 mm, 3 to 7 mm, 3 to 5 mm, 0.5 to 10 mm, 1 to 8 mm, or 1.5 to 5 mm.
- the fiber length is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the coating property of the electrode composition is improved, and the expansion of the electrode obtained from the electrode composition can be further suppressed.
- the fiber length can be adjusted to within the above range by appropriately changing the spinning conditions (e.g., spinning temperature, spinning speed, etc.) or by cutting the fibers.
- the fiber length can be determined, for example, by the method described in the Examples below.
- the SP value of the organic fiber is preferably 10 (cal/ cm3 ) 1/2 or more, more preferably 10.5 (cal/ cm3 ) 1/2 or more, even more preferably 10.8 (cal/ cm3 ) 1/2 or more, still more preferably 12.7 (cal/ cm3 ) 1/2 or more, and is preferably 16 (cal/ cm3 ) 1/2 or less, more preferably 15.5 (cal/ cm3 ) 1/2 or less, even more preferably 15 (cal/ cm3 ) 1/2 or less.
- the SP value of the organic fiber is preferably 10 to 16 (cal/cm 3 ) 1/2 , preferably 10.5 to 15.5 (cal/cm 3 ) 1/2 , more preferably 10.8 to 15 (cal/cm 3 ) 1/2 or 12.7 to 15 (cal/cm 3 ) 1/2 .
- the SP value of the organic fiber is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the affinity between the organic fiber and the active material is likely to be good, and therefore the expansion of the electrode obtained from the electrode composition is easily suppressed.
- the SP value in the present invention refers to the solubility parameter, which is a value inherent to the substance.
- the SP value used is the value described in "Polymer Hand Book (4th) Edition, (1999), Wiley-Interscience".
- the SP value can be experimentally measured and can be estimated using empirical approximation based on the molecular structure.
- experimental measurement methods include a method of estimating from latent heat of vaporization, a method of estimating from surface tension, and a method of estimating from refractive index.
- methods of estimating using empirical approximation based on molecular structure include the Bicerano method, the Hildebrand method, the Small method, the Fedors method, the Van Krevelen method, the Hansen method, the Hoy method, the Ascadskii method, and the Okitsu method.
- the SP value of an organic fiber is not listed in "Polymer Hand Book (4th) Edition, (1999), Wiley-Interscience", any of these methods may be used for calculation, but it is preferable to use the Fedors method for calculation because it is simple and its usefulness has been proven. In that case, the unit of the SP value is MPa 1/2 .
- the SP value can be calculated from the volume fraction of the SP values of the polymers constituting the fiber according to the Hansen method.
- the fiber diameter of the organic fibers is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 1.5 ⁇ m or more, even more preferably 2.5 ⁇ m or more, even more preferably 4 ⁇ m or more, particularly preferably 6 ⁇ m or more, or 7 ⁇ m or more, from the viewpoint of easily obtaining the reinforcing effect of the active material by the organic fibers and easily suppressing the expansion of the electrode.
- the fiber diameter is preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 25 ⁇ m or less, even more preferably 20 ⁇ m or less, even more preferably 17 ⁇ m or less, particularly 15 ⁇ m or less, 10 ⁇ m or less, or 8 ⁇ m or less.
- the fiber diameter of the organic fiber is preferably 1 to 30 ⁇ m, more preferably 1.5 to 25 ⁇ m, even more preferably 2.5 to 25 ⁇ m, even more preferably 4 to 25 ⁇ m, and particularly preferably 4 to 20 ⁇ m, 6 to 20 ⁇ m, 7 to 17 ⁇ m, 7 to 15 ⁇ m, 7 to 10 ⁇ m, 7 to 8 ⁇ m, 1 to 20 ⁇ m, 1.5 to 15 ⁇ m, 2.5 to 10 ⁇ m, or 4 to 8 ⁇ m.
- the fiber diameter can be adjusted within the above range by appropriately changing the spinning conditions (e.g., spinning temperature, nozzle diameter, etc.).
- the fiber diameter can be determined, for example, by the method described in the Examples below.
- the aspect ratio of the organic fibers is preferably 50 or more, more preferably 60 or more, even more preferably 100 or more, even more preferably 150 or more, particularly preferably 200 or more, 250 or more, 300 or more, 400 or more, or 500 or more, and is preferably 8000 or less, more preferably 3000 or less, even more preferably 2000 or less, even more preferably 1500 or less, particularly preferably 1300 or less, 1200 or less, 1000 or less, 950 or less, 800 or less, 700 or less, or 600 or less.
- the aspect ratio of the organic fiber is preferably 50 to 8000, more preferably 60 to 8000, more preferably 100 to 8000, even more preferably 150 to 3000, even more preferably 150 to 2000, even more preferably 200 to 1500, particularly preferably 250 to 1300, particularly preferably 250 to 1200, 300 to 1000, 400 to 950, or 500 to 800, 500 to 700, 500 to 600, 50 to 2000, 100 to 1000, 200 to 700, or 300 to 600.
- the aspect ratio of the organic fiber is equal to or greater than the lower limit and equal to or less than the upper limit, the coatability of the electrode composition is improved, and the expansion of the electrode obtained from the electrode composition can be further suppressed.
- the tensile strength of the organic fiber is preferably 2 cN/dtex or more, more preferably 3 cN/dtex or more.
- the upper limit of the tensile strength is not particularly limited, but is, for example, 50 cN/dtex or less.
- the elongation of the organic fiber is preferably 400% or less, more preferably 100% or less, and even more preferably 50% or less or 30% or less.
- the elongation of the organic fiber is usually 2% or more. Therefore, the tensile strength of the organic fiber is preferably 2 to 50 cN/dtex, more preferably 3 to 50 cN/dtex, and the elongation is preferably 2 to 400%, more preferably 2 to 100%, and even more preferably 2 to 50% or 2 to 30%.
- the expansion of the electrode obtained from the electrode composition can be further suppressed.
- the tensile strength and elongation of the organic fiber can be measured, for example, according to JIS L 1013:2021.
- the cross-sectional shape of the organic fiber is not particularly limited.
- the cross-sectional shape of the organic fiber may be, for example, circular, or irregular, such as elliptical, triangular, rectangular, rhombic, star-shaped, flat, or snowman-shaped. It may also be hollow.
- the fiber diameter may be calculated by converting it into a perfect circle.
- the content of the organic fibers in the electrode composition of the present invention is preferably 0.005 to 10 volume%, more preferably 0.050 to 5 volume%, even more preferably 0.100 to 3 volume%, even more preferably 0.150 to 1 volume%, and particularly preferably 0.250 to 1 volume%.
- the fiber volume content can be calculated from the value obtained by dividing the content (weight %) of the organic fibers in the electrode composition by the specific gravity of the organic fibers [content (weight %) of the organic fibers in the electrode composition/specific gravity of the organic fibers].
- the organic fibers may be synthetic, semi-synthetic, regenerated or natural fibers
- synthetic fibers include polyolefin fibers, acrylic fibers, polyvinyl alcohol (hereinafter sometimes referred to as "PVA") fibers, ethylene-vinyl alcohol copolymer fibers, polyamide fibers, polyimide fibers, polyester fibers, etc.
- PVA polyvinyl alcohol
- semi-synthetic fibers include acetate fibers and triacetate fibers.
- regenerated fibers include rayon, cupra, lyocell, polynosic, etc.
- natural fibers include cotton, wool, hemp, etc.
- the organic fibers are preferably synthetic fibers, since they are more likely to achieve both good coatability of the electrode composition and suppression of expansion of the electrode obtained from the composition, and more preferably contain at least one selected from the group consisting of PVA-based fibers, polyester-based fibers, ethylene-vinyl alcohol-based copolymer fibers, polyamide-based fibers, and polyimide-based fibers, and even more preferably contain at least one selected from the group consisting of PVA-based fibers, polyester-based fibers, and ethylene-vinyl alcohol-based copolymer fibers, and even more preferably contain at least one of PVA-based fibers or polyester-based fibers, and particularly preferably contain PVA-based fibers.
- the molar ratio of the modifying unit to the vinyl alcohol unit [(vinyl alcohol unit)/(modifying unit)] is, for example, 85/15 to 100/0, preferably 88/12 to 100/0, more preferably 90/10 to 100/0.
- the molar ratio of the modifying unit can be determined, for example, by solid-state 13C -NMR (nuclear magnetic resonance spectroscopy) or the like.
- the number average molecular weight of the PVA-based polymer is not particularly limited, but from the viewpoint of the handleability of the resulting fiber, it is preferably 20,000 or more, more preferably 70,000 or more, and preferably 250,000 or less, more preferably 200,000 or less. Therefore, the number average molecular weight of the PVA-based polymer is preferably 20,000 to 250,000, more preferably 70,000 to 200,000.
- the number average molecular weight can be determined, for example, by gel permeation chromatography (GPC) using polymethyl methacrylate as a standard substance.
- the viscosity average degree of polymerization of the PVA-based polymer is not particularly limited, but is preferably 500 or more, more preferably 1,700 or more, and is preferably 5,000 or less, more preferably 4,000 or less, from the viewpoint of the handleability of the resulting fiber. Therefore, the viscosity average degree of polymerization of the PVA-based polymer is preferably 500 to 5,000, more preferably 1,700 to 4,000.
- the viscosity average degree of polymerization can be measured, for example, based on JIS K 6726:1994 "Testing method for polyvinyl alcohol".
- the degree of saponification of the PVA-based polymer can also be appropriately selected depending on the purpose and is not particularly limited, but from the viewpoint of the handleability of the resulting fiber, the degree of saponification is, for example, 88 mol% or more, preferably 90 mol% or more, and more preferably 95 mol% or more.
- the upper limit of the degree of saponification is 100 mol% or less. Therefore, the degree of saponification of the PVA-based polymer is, for example, 88 to 100 mol%, preferably 90 to 100 mol%, and more preferably 95 to 100 mol%.
- the degree of saponification can be determined, for example, according to JIS K 6726:1994.
- the expansion of the electrode obtained from the electrode composition can be further suppressed.
- the tensile strength and elongation of the PVA-based fiber can be measured, for example, according to JIS L 1013:2021.
- the PVA-based polymer constituting the PVA-based fiber may contain only one type of polymer, or may contain two or more polymers differing in one or more of the types of modified units described above, their molar ratios, polymerization degrees, saponification degrees, etc., and may contain other polymers other than the PVA-based polymers described above. It may also be a composite spun fiber with other polymers (e.g., core-sheath fibers), etc.
- the expansion of the electrode obtained from the electrode composition can be further suppressed.
- the tensile strength and elongation of the polyester fiber can be measured, for example, according to JIS L 1013:2021.
- the amount of conductive assistant contained in the electrode composition is not particularly limited and can be adjusted as appropriate depending on the type of conductive assistant used, but is, for example, 0.1 to 30 mass %, more preferably 0.5 to 20 mass %, relative to the total mass of the solid content of the electrode composition. By keeping the amount of conductive assistant within the above range, the dispersion of the conductive assistant in the electrode composition is not deteriorated, and the expected conductivity is easily obtained.
- the method for applying the electrode composition of the present invention onto a current collector is not particularly limited, and any known method can be used. Specifically, for example, a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, a brush coating method, etc. can be used. In this case, the electrode composition of the present invention may be applied to only one side of the current collector, or may be applied to both sides.
- the thickness of the electrode composition film on the current collector after application and before drying may be appropriately set according to the thickness of the electrode obtained by drying, but generally, the amount is preferably 0.005 to 5 mm, more preferably 0.01 to 2 mm.
- polyethylene, polypropylene, polyvinylidene fluoride, or a multilayer film of two or more layers of these may be used, and mixed multilayer films such as a two-layer separator of polyethylene/polypropylene, a three-layer separator of polyethylene/polypropylene/polyethylene, or a three-layer separator of polypropylene/polyethylene/polypropylene may also be used.
- composition for non-aqueous electrolyte battery electrodes 49.12 parts by mass of the organic fiber-dispersed PVA binder aqueous solution prepared above, 90 parts by mass of a 1:1 mixture of SiOx (BSO-1, manufactured by BTR) and artificial graphite (FSN-1, manufactured by Shanghai Shanshan Co., Ltd.) as a negative electrode active material, 5 parts by mass of carbon black (Super C45, manufactured by Timcal Co., Ltd.) as a conductive assistant, and 48.87 parts by mass of ion-exchanged water were charged into a dedicated container and kneaded using a planetary mixer (ARE-310, manufactured by Thinky Corporation) to obtain a composition for a nonaqueous electrolyte battery electrode (amount of organic fiber relative to 100 parts by mass of active material: 0.28 parts by mass).
- Example 15 [Preparation of Organic Fiber Dispersed PVA Binder Aqueous Solution] To 25.59 g of the PVA binder aqueous solution prepared in Example 1, 0.1285 g of PVA fiber (specific gravity: 1.28, SP value: 12.6 (cal/ cm3 ) 1/2 , fiber length: 2 mm, fiber diameter: 5 ⁇ m, cross-sectional shape: elliptical) was added as organic fiber, and the mixture was stirred using a stirrer to obtain an organic fiber PVA binder aqueous solution.
- PVA fiber specific gravity: 1.28, SP value: 12.6 (cal/ cm3 ) 1/2
- fiber length 2 mm
- fiber diameter 5 ⁇ m
- cross-sectional shape elliptical
- composition for a nonaqueous electrolyte battery electrode was obtained in the same manner as in Example 2, except that PVA fiber (specific gravity: 1.28, SP value: 12.6 (cal/cm 3 ) 1/2 , fiber length: 12 mm, fiber diameter: 5 ⁇ m, cross-sectional shape: circular) was used as the organic fiber.
- Comparative Example 3 A composition for a nonaqueous electrolyte battery electrode was obtained in the same manner as in Example 2, except that glass fiber (GF) (specific gravity: 2.5, fiber length: 3 mm, fiber diameter: 6.5 ⁇ m, cross-sectional shape: circular) was used as the fiber.
- GF glass fiber
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制とを両立できる非水系電解質電池用組成物および非水電解質電池電極用添加剤を提供することを目的とする。 本発明は、バインダおよび有機繊維を含む非水電解質電池電極用組成物であって、前記有機繊維は、比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である、組成物に関する。
Description
本特許出願は日本国特許出願第2022-211922号(出願日:2022年12月28日)についてパリ条約上の優先権を主張するものであり、ここに参照することによって、その全体が本明細書中へ組み込まれるものとする。
本発明は、非水電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤に関する。
本発明は、非水電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤に関する。
近年、携帯電話、ノート型パソコン、パッド型情報端末機器等の携帯端末の普及が著しい。携帯端末にはより快適な携帯性が求められ、小型化、薄型化、軽量化および高性能化が急速に進むに伴い、携帯端末に用いられる電池にも、小型化、薄型化、軽量化および高性能化が要求されている。このような携帯端末の電源に用いられる非水電解質二次電池として、リチウムイオン二次電池が多用されている。
リチウムイオン二次電池では、充放電時に活物質の空隙にリチウムイオンの挿入/脱離が起こり、それに起因して活物質の膨張収縮が起こることが知られている。この活物質の膨張収縮により、集電体から極材が剥離すること、および活物質間に空隙が発生し導電性が低下すること等が電池性能の低下の一因と考えられている。
このような膨張収縮に対して、例えば特許文献1では、導電性の低いセラミックスまたはセルロースからなり、特定の形状を有するフィラーを負極に加えることにより負極の膨張抑制を図っている。
特許文献2では、リグニンスルホン酸塩およびセルロースナノファイバーを含有する複合バインダが負極活物質を被覆することにより、負極活物質の膨張を規制している。
しかしながら、特許文献1に記載されたセラミックスフィラーは比較的脆いため、混練および塗工時に破損する可能性があり、膨張抑制効果は必ずしも満足いくものではなかった。さらに、破損によって生じた細かな繊維により、極材用組成物の塗工不良が生じる可能性があった。また、セルロースフィラーは一般的に高価であるため、経済的な観点から汎用性が低いという問題があった。
また、特許文献2に記載された複合バインダにも高価なセルロースフィラーが使用されている。さらに、リグニンスルホン酸塩との複合化が必要であるため、工程数が多くなるといった問題があった。また、膨張抑制効果も必ずしも十分ではなかった。
したがって、本発明の目的は、組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制とを両立できる非水系電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤を提供することにある。
本発明者らは前記課題を解決するために詳細に検討を重ねた結果、特定の有機繊維を含む非水系電解質電池電極用組成物によって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は以下の好適な態様を包含する。
[1] バインダおよび有機繊維を含む非水電解質電池電極用組成物であって、前記有機繊維は、比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である、組成物。
[2] 前記有機繊維のSP値は10(cal/cm3)1/2以上16(cal/cm3)1/2以下である、[1]に記載の組成物。
[3] 前記有機繊維の繊維径は1μm以上30μm以下である、[1]または[2]に記載の組成物。
[4] 前記有機繊維は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、エチレン-ビニルアルコール系共重合体繊維、ポリアミド系繊維およびポリイミド系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の組成物。
[5] 前記バインダは、合成樹脂系バインダ、天然樹脂系バインダ、半合成樹脂系バインダ、ケイ酸塩系バインダ、リン酸塩系バインダ、ゾル系バインダおよびセメント系バインダからなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6] 活物質をさらに含む、[1]~[5]のいずれかに記載の組成物。
[7] 前記有機繊維の含有量は、活物質100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下である、[6]に記載の組成物。
[8] 有機繊維を含む非水電解質電池電極用添加剤であって、前記有機繊維は比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である、非水電解質電池電極用添加剤。
[9] 前記有機繊維のSP値は10(cal/cm3)1/2以上16(cal/cm3)1/2以下である、[8]に記載の添加剤。
[10] 前記有機繊維の繊維径は1μm以上30μm以下である、[8]または[9]に記載の添加剤。
[1] バインダおよび有機繊維を含む非水電解質電池電極用組成物であって、前記有機繊維は、比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である、組成物。
[2] 前記有機繊維のSP値は10(cal/cm3)1/2以上16(cal/cm3)1/2以下である、[1]に記載の組成物。
[3] 前記有機繊維の繊維径は1μm以上30μm以下である、[1]または[2]に記載の組成物。
[4] 前記有機繊維は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、エチレン-ビニルアルコール系共重合体繊維、ポリアミド系繊維およびポリイミド系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]~[3]のいずれかに記載の組成物。
[5] 前記バインダは、合成樹脂系バインダ、天然樹脂系バインダ、半合成樹脂系バインダ、ケイ酸塩系バインダ、リン酸塩系バインダ、ゾル系バインダおよびセメント系バインダからなる群から選択される少なくとも1つを含む、[1]~[4]のいずれかに記載の組成物。
[6] 活物質をさらに含む、[1]~[5]のいずれかに記載の組成物。
[7] 前記有機繊維の含有量は、活物質100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下である、[6]に記載の組成物。
[8] 有機繊維を含む非水電解質電池電極用添加剤であって、前記有機繊維は比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である、非水電解質電池電極用添加剤。
[9] 前記有機繊維のSP値は10(cal/cm3)1/2以上16(cal/cm3)1/2以下である、[8]に記載の添加剤。
[10] 前記有機繊維の繊維径は1μm以上30μm以下である、[8]または[9]に記載の添加剤。
本発明によれば、組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制とを両立できる非水系電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤を提供できる。
以下、本発明の実施形態について、詳細に説明する。なお、以下は本発明の実施形態を例示する説明であって、本発明を以下の実施形態に限定することは意図されていない。
<非水電解質電池電極用組成物>
本発明の非水電解質電池電極用組成物(以下、単に「電極用組成物」とも称する)は、バインダおよび有機繊維を含み、前記有機繊維は、比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である。
なお、本明細書において、非水電解質電池としては、例えばリチウムイオン二次電池、全固体電池、ポリマーリチウムイオン電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムイオン電池、カルシウムイオン電池、空気電池等が挙げられる。
本発明の非水電解質電池電極用組成物(以下、単に「電極用組成物」とも称する)は、バインダおよび有機繊維を含み、前記有機繊維は、比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である。
なお、本明細書において、非水電解質電池としては、例えばリチウムイオン二次電池、全固体電池、ポリマーリチウムイオン電池、リチウム硫黄電池、ナトリウムイオン電池、カルシウムイオン電池、空気電池等が挙げられる。
本発明の電極用組成物が、良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制とを両立できるメカニズムは明らかではないが以下のように推定される。電極用組成物に特定の有機繊維を添加すると、組成物中での局在化および破折等を起こすことなく均一に分散し、活物質同士を繋ぎ留めて補強する役割を担う。これにより、充放電によって活物質の空隙にリチウムイオンの挿入/脱離が起こり、活物質が膨張収縮しても活物質の形状を維持することができ、良好な塗工性と膨張抑制の両立が可能になると考えられる。また、十分な補強効果を発揮させるためには、有機繊維は通常、組成物中に多量に添加する必要があった。しかし、有機繊維自体は電池の反応に寄与しないため、電池性能に不要な部材が電池内部に多量に存在することとなり、電池性能向上の点からは好ましくなかった。しかし、有機繊維の繊維長および比重を適切な範囲に調整すると、有機繊維を多量に添加することなく、良好な塗工性と膨張抑制の両立が可能となることが本発明者らによって見出された。したがって、本発明は有機繊維を含む非水電解質電池電極用添加剤も包含する。
さらに、本発明の電極用組成物は有機繊維が電極内で均一に分散し存在することにより、電解液の通液路が形成され、本発明の電極用組成物から得られる電極の電解液浸透性を向上させることができる。それにより、本発明の電極用組成物から得られる電極を含む電池の抵抗が低くなりやすく、電池容量が大きくなりやすい。
さらに、本発明の好ましい一実施態様においては、親水性繊維が電解液を吸水しやすいことから、本発明の電極用組成物から得られる電極の電解液吸液性を向上させることもできる。それにより、本発明の電極用組成物から得られる電極を含む電池内でリチウムイオンなどの陽イオンが移動しやすくなるため、電池容量を大きくすることができる。また、吸液速度が速くなれば電池製造時の工程通過性も向上しやすくなる。
さらに、本発明の好ましい一実施態様においては、親水性繊維が電解液を吸水しやすいことから、本発明の電極用組成物から得られる電極の電解液吸液性を向上させることもできる。それにより、本発明の電極用組成物から得られる電極を含む電池内でリチウムイオンなどの陽イオンが移動しやすくなるため、電池容量を大きくすることができる。また、吸液速度が速くなれば電池製造時の工程通過性も向上しやすくなる。
[有機繊維]
本発明の非水電解質電池電極用組成物に含まれる有機繊維は、比重が1.00以上である。有機繊維の比重が1.00以上であると、電極用組成物の塗工性が良好となり、また該電極用組成物から得られる電極の膨張を抑制することができる。有機繊維の比重が1.00未満であると、電極用組成物中で有機繊維の分布が偏り、均質な組成物が得られにくい。そのため、組成物の安定性が悪化し、塗工性が悪化しやすくなる。また、得られる電極の性能が低下しやすい。有機繊維の比重は、好ましくは1.10以上、より好ましくは1.20以上、さらに好ましくは1.25以上、よりさらに好ましくは1.30以上である。有機繊維の比重が前記下限値以上であると、電極用組成物の塗工性がより良好となり、また該電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。有機繊維の比重の上限は、有機繊維が電極用組成物中で均一に分散できる限り特に限定されないが、通常3.0以下、好ましくは2.0以下であり、1.5以下も好ましい一態様である。したがって、有機繊維の比重は、1.00~3.0、好ましくは1.10~3.0、より好ましくは1.20~2.0、さらに好ましくは1.25~2.0、または1.30~1.5である。有機繊維の比重は、有機繊維に含まれる樹脂の種類等を適宜調整することによって前記範囲内に調整できる。比重は、例えば後述の実施例に記載の方法によって求めることができる。
本発明の非水電解質電池電極用組成物に含まれる有機繊維は、比重が1.00以上である。有機繊維の比重が1.00以上であると、電極用組成物の塗工性が良好となり、また該電極用組成物から得られる電極の膨張を抑制することができる。有機繊維の比重が1.00未満であると、電極用組成物中で有機繊維の分布が偏り、均質な組成物が得られにくい。そのため、組成物の安定性が悪化し、塗工性が悪化しやすくなる。また、得られる電極の性能が低下しやすい。有機繊維の比重は、好ましくは1.10以上、より好ましくは1.20以上、さらに好ましくは1.25以上、よりさらに好ましくは1.30以上である。有機繊維の比重が前記下限値以上であると、電極用組成物の塗工性がより良好となり、また該電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。有機繊維の比重の上限は、有機繊維が電極用組成物中で均一に分散できる限り特に限定されないが、通常3.0以下、好ましくは2.0以下であり、1.5以下も好ましい一態様である。したがって、有機繊維の比重は、1.00~3.0、好ましくは1.10~3.0、より好ましくは1.20~2.0、さらに好ましくは1.25~2.0、または1.30~1.5である。有機繊維の比重は、有機繊維に含まれる樹脂の種類等を適宜調整することによって前記範囲内に調整できる。比重は、例えば後述の実施例に記載の方法によって求めることができる。
前記有機繊維は繊維長が0.1mm以上10mm以下である。繊維長が0.1mm以上10mm以下であると、電極用組成物の塗工性が良好となり、また該電極用組成物から得られる電極の膨張を抑制することができる。繊維長が0.1mm未満であると、有機繊維による極材の補強効果が得られにくいため電極が膨張しやすくなる。それにより、集電板から極材が剥離し、電池性能が悪化しやすい。一方、繊維長が10mmを超えると、電極用組成物中で有機繊維同士が絡まりやすく繊維塊が発生し、組成物の安定性および塗工性が悪い傾向にある。繊維長は、好ましくは0.5mm以上、より好ましくは0.7mm以上、さらに好ましくは1mm以上、さらにより好ましくは1.5mm以上、特に好ましくは2mm以上、または3mm以上であり、好ましくは9mm以下、より好ましくは8mm以下、さらに好ましくは7mm以下、特に好ましくは5mm以下である。したがって、有機繊維の繊維長は、0.1~10mm、好ましくは0.5~9mm、より好ましくは0.7~8mm、さらにより好ましくは1~7mm、特に1.5~7mm、2~7mm、3~7mm、3~5mm、0.5~10mm、1~8mmまたは1.5~5mmである。繊維長が前記下限値以上および前記上限値以下であると、電極用組成物の塗工性がより良好となり、また該電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。繊維長は、紡糸時の条件(例えば紡糸温度、紡糸速度等)を適宜変更すること、繊維の切断等によって前記範囲内に調整できる。繊維長は、例えば後述の実施例に記載の方法によって求めることができる。
前記有機繊維のSP値は、好ましくは10(cal/cm3)1/2以上、より好ましくは10.5(cal/cm3)1/2以上、さらに好ましくは10.8(cal/cm3)1/2以上、よりさらに好ましくは12.7(cal/cm3)1/2以上であり、好ましくは16(cal/cm3)1/2以下、より好ましくは15.5(cal/cm3)1/2以下、さらに好ましくは15(cal/cm3)1/2以下である。したがって、有機繊維のSP値は、好ましくは10~16(cal/cm3)1/2、好ましくは10.5~15.5(cal/cm3)1/2、さらに好ましくは10.8~15(cal/cm3)1/2、または12.7~15(cal/cm3)1/2である。有機繊維のSP値が前記下限値以上および前記上限値以下であると、有機繊維と活物質との親和性が良好となりやすいため、電極用組成物から得られる電極の膨張を抑制しやすい。ここで、本発明におけるSP値とは、溶解度パラメーターを指し、物質に固有の値である。本実施態様において、SP値は、“Polymer Hand Book (4th) Edition, (1999), Wiley-Interscience”に記載の数値を用いた。SP値は実験的に測定すること、および分子構造を元に経験的な近似を用いて推算することが可能である。実験的に測定する手法としては、例えば、蒸発潜熱から推算する方法、表面張力から推算する方法、および屈折率から推算する方法が挙げられる。また、分子構造を元に経験的な近似を用いて推算する手法としては、例えば、Bicerano法、Hildebrand法、Small法、Fedors法、Van Krevelen法、Hansen法、Hoy法、Ascadskii法、および沖津法などが挙げられる。有機繊維のSP値が“Polymer Hand Book (4th) Edition, (1999)、Wiley-Interscience”に記載されていない場合、これらのうちのいずれの方法を用いて算出してもよいが、簡便かつその有用性が実証されているという観点から、Fedors法を用いて算出することが好ましい。その場合、SP値の単位はMPa1/2である。なお、SP値は下記式を用いて換算することができる。
1(cal/cm3)1/2=2.046MPa1/2
有機繊維が、例えばサイドバイサイド構造等の複合繊維の場合、SP値はHansen法に準じて繊維を構成するポリマーのSP値から体積分率によって算出できる。
1(cal/cm3)1/2=2.046MPa1/2
有機繊維が、例えばサイドバイサイド構造等の複合繊維の場合、SP値はHansen法に準じて繊維を構成するポリマーのSP値から体積分率によって算出できる。
前記有機繊維の繊維径は、有機繊維による活物質の補強効果が得られやすく、電極の膨張を抑制しやすい観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは1.5μm以上、さらに好ましくは2.5μm以上、さらにより好ましくは4μm以上、特に好ましくは6μm以上、または7μm以上である。また、電池性能低下の一因となり得る、有機繊維に由来する電極表面の凹凸の発生を抑制しやすい観点から、好ましくは30μm以下、より好ましくは25μm以下、さらに好ましくは20μm以下、よりさらに好ましくは17μm以下、特に15μm以下、10μm以下、または8μm以下である。したがって、有機繊維の繊維径は、好ましくは1~30μm、より好ましくは1.5~25μm、さらに好ましくは2.5~25μm、さらにより好ましくは4~25μm、特に好ましくは4~20μm、6~20μm、7~17μm、7~15μm、7~10μm、7~8μm、1~20μm、1.5~15μm、2.5~10μm、または4~8μmである。繊維径は、紡糸時の条件(例えば紡糸温度、ノズル径等)を適宜変更することによって前記範囲内に調整できる。繊維径は、例えば後述の実施例に記載の方法によって求めることができる。
前記有機繊維のアスペクト比[繊維径に対する繊維長の比(繊維長/繊維径)]は、好ましくは50以上、より好ましくは60以上、さらに好ましくは100以上、さらにより好ましくは150以上、特に好ましくは200以上、250以上、300以上、400以上、または500以上であり、好ましくは8000以下、より好ましくは3000以下、さらに好ましくは2000以下、さらにより好ましくは1500以下、特に好ましくは1300以下、1200以下、1000以下、950以下、800以下、700以下または600以下である。したがって、有機繊維のアスペクト比は、好ましくは50~8000、より好ましくは60~8000、より好ましくは100~8000、さらに好ましくは150~3000、さらにより好ましくは150~2000、よりさらに好ましくは200~1500、特に好ましくは250~1300、特に好ましくは250~1200、300~1000、400~950、または500~800、500~700、500~600、50~2000、100~1000、200~700、または300~600である。有機繊維のアスペクト比が前記下限値以上および前記上限値以下であると、電極用組成物の塗工性がより良好となり、また該電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。
前記有機繊維の引張強度は、好ましくは2cN/dtex以上、より好ましくは3cN/dtex以上である。引張強度の上限は特に制限されないが、例えば50cN/dtex以下である。また、前記有機繊維の伸度は、好ましくは400%以下、より好ましくは100%以下、さらに好ましくは50%以下または30%以下である。前記有機繊維の伸度は、通常2%以上である。したがって、有機繊維の引張強度は、好ましくは2~50cN/dtex、より好ましくは3~50cN/dtexであり、伸度は好ましくは2~400%、より好ましくは2~100%、さらに好ましくは2~50%または2~30%である。有機繊維の引張強度および伸度が上記範囲内であると、電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。なお、有機繊維の引張強度および伸度は、例えばJIS L 1013:2021に従って測定できる。
前記有機繊維の断面形状は特に限定されるものではない。有機繊維の断面形状としては、例えば円形であってもよく、楕円形、三角形、四角形、菱形、星形、扁平形、雪だるま形等の異形形状であってもよい。また、中空形状であってもよい。有機繊維が異形断面を有している場合の繊維径は、真円換算して算出してよい。
本発明の電極用組成物中の前記有機繊維の含有率(繊維体積含有率)は、好ましくは0.005~10体積%、より好ましくは0.050~5体積%、さらに好ましくは0.100~3体積%、よりさらに好ましくは0.150~1体積%、特に好ましくは0.250~1体積%である。前記繊維体積含有率が前記範囲内であると、電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。前記繊維体積含有率は、電極用組成物中の有機繊維の含有量(重量%)を該有機繊維の比重で割った値[電極用組成物中の有機繊維の含有量(重量%)/有機繊維の比重]から求めることができる。
前記有機繊維は、合成繊維、半合成繊維、再生繊維または天然繊維のいずれであってもよく、合成繊維の例としては、例えばポリオレフィン系繊維、アクリル系繊維、ポリビニルアルコール(以下「PVA」と称することがある)系繊維、エチレン-ビニルアルコール系共重合体繊維、ポリアミド系繊維、ポリイミド系繊維、ポリエステル系繊維等が挙げられる。半合成繊維の例としてはアセテート繊維、トリアセテート繊維等が挙げられる。再生繊維の例としては、レーヨン、キュプラ、リヨセル、ポリノジック等が挙げられる。天然繊維の例としては、コットン、ウール、麻等が挙げられる。これらの中でも電極用組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制を両立しやすいことから、前記有機繊維は合成繊維であることが好ましく、PVA系繊維、ポリエステル系繊維、エチレン-ビニルアルコール系共重合体繊維、ポリアミド系繊維およびポリイミド系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含むことがより好ましく、PVA系繊維、ポリエステル系繊維およびエチレン-ビニルアルコール系共重合体繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含むことがさらに好ましく、PVA系繊維またはポリエステル系繊維のうち少なくとも1つを含むことがよりさらに好ましく、PVA系繊維を含むことが特に好ましい。
PVA系繊維を構成するポリマーとしては、ビニルアルコールユニットを主成分とするものであれば特に限定されず、本発明の効果を損なわない限り所望により他の構成単位(変性ユニット)を有していてもよい。そのような変性ユニットとしては、例えばプロピレン、1-ブテン、イソブテン、1-ヘキセン等のα-オレフィン類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、フタル酸、無水フタル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸等の不飽和酸類およびその塩またはその炭素数1~18のアルキルエステル類;アクリルアミド、炭素数1~18のN-アルキルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、2-アクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその酸塩またはその4級塩などのアクリルアミド類;メタクリルアミド、炭素数1~18のN-アルキルメタクリルアミド、N,N-ジメチルメタクリルアミド、2-メタクリルアミドプロパンスルホン酸およびその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミンおよびその酸塩またはその4級塩等のメタクリルアミド類;N-ビニルピロリドン、N-ビニルホルムアミド、N-ビニルアセトアミド等のN-ビニルアミド類;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアン化ビニル類;メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル等のビニルエーテル類;アリルアセテート;プロピルアリルエーテル、ブチルアリルエーテル、ヘキシルアリルエーテル等のアリルエーテル類;塩化ビニル、フッ化ビニル、臭化ビニル等のハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデン等のハロゲン化ビニリデン類;トリメトキシビニルシラン等のビニルシラン類;ポリオキシアルキレンアリルエーテル等のオキシアルキレン基を有する化合物;酢酸イソプロペニル;3-ブテン-1-オール、4-ペンテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール、7-オクテン-1-オール、9-デセン-1-オール、3-メチル-3-ブテン-1-オール等のヒドロキシ基含有のα-オレフィン類;フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸等に由来するカルボキシル基を有する化合物;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸、2-アクリルアミド-2-メチルプロパンスルホン酸等に由来するスルホン酸基を有する単量体;ビニロキシエチルトリメチルアンモニウムクロリド、ビニロキシブチルトリメチルアンモニウムクロリド、ビニロキシエチルジメチルアミン、ビニロキシメチルジエチルアミン、N-アクリルアミドメチルトリメチルアンモニウムクロリド、N-アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウムクロリド、N-アクリルアミドジメチルアミン、アリルトリメチルアンモニウムクロリド、メタアリルトリメチルアンモニウムクロリド、ジメチルアリルアミン、アリルエチルアミン等に由来するカチオン基を有する化合物等が挙げられる。これらの変性ユニットは、単独でまたは2種以上を組み合わせて使用してよい。このような変性ユニットの導入法は共重合による方法でも、後反応による方法でもよい。
ビニルアルコールユニットに対する変性ユニットのモル比〔(ビニルアルコールユニット)/(変性ユニット)〕は、例えば85/15~100/0、好ましくは88/12~100/0、より好ましくは90/10~100/0である。変性ユニットのモル比は、例えば固体13C-NMR(核磁気共鳴分光法)等によって求めることができる。
PVA系ポリマーの数平均分子量は特に限定されないが、得られる繊維の取り扱い性の観点から、好ましくは20,000以上、より好ましくは70,000以上であり、好ましくは250,000以下、より好ましくは200,000以下である。したがって、PVA系ポリマーの数平均分子量は、好ましくは20,000~250,000、より好ましくは70,000~200,000である。数平均分子量は、例えば標準物質としてポリメタクリル酸メチルを用いた、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により求めることができる。
PVA系ポリマーの粘度平均重合度は特に限定されないが、得られる繊維の取り扱い性の観点から、好ましくは500以上、より好ましくは1,700以上であり、好ましくは5,000以下、より好ましくは4,000以下である。したがって、PVA系ポリマーの粘度平均重合度は、好ましくは500~5,000、より好ましくは1,700~4,000である。粘度平均重合度は例えば、JIS K 6726:1994「ポリビニルアルコール試験方法」に基づいて測定できる。具体的には、ケン化度が99.5モル%未満の場合には、ケン化度が99.5モル%以上になるまでケン化したPVAについて、水中、30℃で測定した極限粘度[η](リットル/g)から次式によって求めることができる。
粘度平均重合度=([η]×104/8.29)(1/0.62)
粘度平均重合度=([η]×104/8.29)(1/0.62)
PVA系ポリマーのケン化度も目的に応じて適宜選択でき、特に限定されないが、得られる繊維の取り扱い性等の観点から、ケン化度は例えば88モル%以上、好ましくは90モル%以上、より好ましくは95モル%以上である。また、ケン化度の上限は100モル%以下である。したがって、PVA系ポリマーのケン化度は、例えば88~100モル%、好ましくは90~100モル%、より好ましくは95~100モル%である。ケン化度は例えばJIS K 6726:1994に従って求めることができる。
PVA系繊維の引張強度は、好ましくは2cN/dtex以上、より好ましくは3cN/dtex以上である。引張強度の上限は特に制限されないが、例えば50cN/dtex以下である。また、伸度は、好ましくは50%以下、より好ましくは30%以下である。伸度は、通常2%以上である。したがって、PVA系繊維の引張強度は、好ましくは2~50cN/dtex、より好ましくは3~50cN/dtexであり、伸度は好ましくは2~50%、より好ましくは2~30%である。PVA系繊維の引張強度および伸度が上記範囲内であると、電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。なお、PVA系繊維の引張強度および伸度は、例えばJIS L 1013:2021に従って測定できる。
PVA系繊維を構成するPVA系ポリマーは、1種のポリマーのみを含んでいても、上記で記載した変性ユニットの種類およびそのモル比、重合度、ケン化度等のうちいずれか1つ以上がそれぞれ異なる2つ以上のポリマーを含んでいてもよく、上記のPVA系ポリマー以外の他のポリマーを含んでいてもよい。また、他のポリマーとの複合紡糸繊維(例えば芯鞘繊維)等であってもよい。
ポリエステル系繊維を構成するポリマーとしては、例えばポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリプロピレンテレフタレート(PPT)、ポリ乳酸(PLA)等が挙げられる。これらの中でも、電極用組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制を両立しやすいことから、PETまたはPBTが好ましい。
上記のポリエステル系ポリマーは本発明の効果を損なわない限り、イソフタル酸等のモノマーによって変性された変性ポリエステル系ポリマーであってもよい。変性ポリエステル系ポリマー中の変性モノマーの割合は、通常0.1~30モル%、好ましくは0.5~20モル%、より好ましくは1~15モル%である。
ポリエステル系ポリマーの数平均分子量は特に限定されないが、得られる繊維の取り扱い性の観点から、通常4000~15000、好ましくは6000~10000である。ポリエステル系ポリマーの数平均分子量は、PVA系ポリマーの数平均分子量と同様の方法で求めることができる。
ポリエステル系繊維の引張強度は、好ましくは2cN/dtex以上、より好ましくは3cN/dtex以上である。引張強度の上限は特に制限されないが、例えば50cN/dtex以下である。また、伸度は好ましくは400%以下、より好ましくは100%以下、さらに好ましくは50%以下である。伸度は、通常2%以上である。したがって、ポリエステル系繊維の引張強度は、好ましくは2~50cN/dtex、より好ましくは3~50cN/dtexであり、伸度は好ましくは2~400%、より好ましくは2~100%、さらに好ましくは2~50%である。ポリエステル系繊維の引張強度および伸度が上記範囲内であると、電極用組成物から得られる電極の膨張をより抑制することができる。なお、ポリエステル系繊維の引張強度および伸度は、例えばJIS L 1013:2021に従って測定できる。
エチレン-ビニルアルコール系共重合体繊維を構成するポリマーとしては、エチレンユニットが例えば10~70モル%、好ましくは30~50モル%であり、残りはビニルアルコールユニット単独であってもよく、またはビニルアルコールとその他のビニル系モノマーユニットからなってもよい。ビニルアルコールとその他のビニル系モノマーユニットからなる場合、ビニルアルコールユニットがその他のビニル系モノマーユニットよりも通常多いことが好ましい。
エチレン-ビニルアルコール系共重合体は、エチレン/酢酸ビニル系共重合体の酢酸ビニル部分をケン化することにより得ることができ、エチレン-ビニルアルコール系共重合体におけるビニルアルコールユニットのケン化度は、例えば、90~99.99モル%であり、好ましくは95~99.98モル%、さらに好ましくは96~99.97モル%である。
エチレン-ビニルアルコール系共重合体の数平均分子量は特に限定されないが、得られる繊維の取り扱い性の観点から、好ましくは5,000~25,000、より好ましくは8,000~20,000である。エチレン-ビニルアルコール系共重合体の数平均分子量は、PVA系ポリマーの数平均分子量と同様の方法で求めることができる。
ポリアミド系繊維を構成するポリマーとしては、脂肪族ポリアミド(例えばポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド11、ポリアミド12、ポリアミド610、ポリアミド612、ポリアミド9C)、芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジアミンとから合成される半芳香族ポリアミド(例えばポリアミド9T)、ポリパラフェニレンテレフタルアミド等の芳香族ジカルボン酸と芳香族ジアミンとから合成される全芳香族ポリアミド等が挙げられる。
ポリイミド系繊維を構成するポリマーとしては、芳香族ジアミン化合物(例えばパラフェニレンジアミン(PPD)等)とテトラカルボン酸系化合物(例えばピロメリット酸二無水物(PMDA)等)とを反応させたポリイミドポリマー、エーテル単位と環状イミドを繰り返し単位として含有するポリエーテルイミドポリマー、ポリアミドイミドポリマー等が挙げられる。
本発明の効果を損なわない範囲であれば、目的に応じてポリマー中に、消泡剤、難燃剤、凍結防止剤、pH調整剤、隠蔽剤、着色剤、油剤、特殊機能剤などの添加剤が含まれていてもよい。なお、これらの添加剤は、単独でまたは組み合わせて含まれていてもよい。
〔バインダ〕
本発明の電極用組成物に含まれるバインダは、合成樹脂系バインダ、天然樹脂系バインダ、半合成樹脂系バインダ、ケイ酸塩系バインダ、リン酸塩系バインダ、ゾル系バインダおよびセメント系バインダからなる群から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。これらの中でも、電極用組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制を両立しやすいことから、合成樹脂系バインダがさらに好ましい。
本発明の電極用組成物に含まれるバインダは、合成樹脂系バインダ、天然樹脂系バインダ、半合成樹脂系バインダ、ケイ酸塩系バインダ、リン酸塩系バインダ、ゾル系バインダおよびセメント系バインダからなる群から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。これらの中でも、電極用組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制を両立しやすいことから、合成樹脂系バインダがさらに好ましい。
合成樹脂系バインダとしては、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、カルボキシメチルセルロース(CMC)、PVA系ポリマー、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリ塩化ビニル、カルボキシル化されたポリ塩化ビニル、ポリビニルフルオライド、エチレンオキシドを含むポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドイミド、ポリイミド、スチレン-ブタジエンラバー(SBR)、アクリレイテッドスチレン-ブタジエンラバー、エポキシ樹脂、ナイロン、ポリアクリル酸ナトリウム、プロピレンと炭素数が2~8のオレフィンの共重合体、(メタ)アクリル酸と(メタ)アクリル酸アルキルエステルとの共重合体等が挙げられる。これらの中でも、電極用組成物の良好な塗工性と該組成物から得られる電極の膨張抑制をより両立しやすいことから、PVA系ポリマーまたはSBRが好ましい。
天然樹脂系バインダとしては、例えばにかわ、でんぷん、漆等が挙げられる。
半合成樹脂系バインダとしては、例えばジアセチルセルロース、ニトリルセルロース等が挙げられる。
ケイ酸塩系バインダはとしては、例えばLi2O・nSiO2、Na2O・nSiO2、K2O・nSiO2等が挙げられる。
リン酸塩系バインダとしては、例えばリン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム等が挙げられる。
ゾル系バインダとしては、例えばヒュームドシリカ等が挙げられる。
セメント系バインダとしては、例えばポルトランドセメント、アルミナセメント等が挙げられる。
前記バインダは1種を単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。前記バインダの含有量は、バインダの種類によって適宜調整できるが、電極用組成物100質量部に対して、好ましくは0.09質量部以上、より好ましくは0.18質量部以上、さらに好ましくは0.45質量部以上、よりさらに好ましくは0.9質量部以上、特に好ましくは1.3質量部以上であり、好ましくは18質量部以下、より好ましくは16質量部以下、さらに好ましくは15質量部以下、特に好ましくは11質量部以下である。したがって、バインダは電極用組成物100質量部に対して、好ましくは0.09~18質量部、より好ましくは0.18~16質量部、さらに好ましくは0.45~15質量部、よりさらに好ましくは0.9~11質量部、または1.3~11質量部である。また、後述する電極用組成物の活物質100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上、より好ましくは0.2質量部以上、さらに好ましくは0.5質量部以上、よりさらに好ましくは1質量部以上、特に好ましくは3.3質量部以上、より特に好ましくは4質量部以上であり、好ましくは20質量部以下、より好ましくは18質量部以下、さらに好ましくは16質量部以下、特に好ましくは12質量部以下である。したがって、バインダは、後述する電極用組成物の活物質100質量部に対して、好ましくは0.1~20質量部、より好ましくは0.2~20質量部、さらに好ましくは0.5~18質量部、よりさらに好ましくは1~18質量部、特に好ましくは3.3~16質量部、より特に好ましくは4~12質量部である。バインダの含有量が活物質100質量部に対して0.1質量部以上であると、集電体への活物質の接着性が向上され、適用される電池の耐久性維持の観点から有利である。さらに、バインダの含有量が活物質100質量部に対して20質量部以下であると、放電容量が向上しやすい。
PVA系バインダの数平均分子量は特に限定されないが、電極用組成物の取り扱い性の観点から、例えば20,000以上、より好ましくは70,000以上であり、好ましくは250,000以下、より好ましくは200,000以下である。したがって、PVA系バインダの数平均分子量は、例えば20,000~250,000、好ましくは70,000~200,000である。数平均分子量は、例えば標準物質としてポリメタクリル酸メチルを用いた、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)法により求めることができる。
PVA系バインダの粘度平均重合度は特に限定されないが、電極用組成物の取り扱い性の観点から、例えば500以上、好ましくは1,500以上であり、例えば5,000以下、好ましくは4,500以下である。したがって、PVA系バインダの粘度平均重合度は、例えば500~5,000、好ましくは1,500~4,500である。粘度平均重合度は例えば、JIS K 6726:1994「ポリビニルアルコール試験方法」に基づいて測定できる。具体的には、ケン化度が99.5モル%未満の場合には、ケン化度が99.5モル%以上になるまでケン化したPVAについて、水中、30℃で測定した極限粘度[η](リットル/g)から次式によって求めることができる。
粘度平均重合度=([η]×104/8.29)(1/0.62)
粘度平均重合度=([η]×104/8.29)(1/0.62)
PVA系バインダのケン化度も、目的に応じて適宜選択でき、特に限定されないが、電極用組成物の取り扱い性等の観点から、ケン化度は例えば80モル%以上、好ましくは85モル%以上である。また、ケン化度の上限は100モル%以下である。したがって、PVA系バインダのケン化度は、例えば80~100モル%、好ましくは85~100モル%である。ケン化度は例えばJIS K 6726:1994に従って求めることができる。
本発明で用いられるPVA系バインダは、ビニルアルコール単位のみからなる未変性PVAであってもよく、または不飽和二重結合を有するカルボン酸、該カルボン酸のアルキルエステル、該カルボン酸の酸無水物、該カルボン酸の塩および不飽和二重結合を有するシリル化合物からなる群から選択される少なくとも1つの単量体で変性されていてもよい。そのような単量体としては、例えば、マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノエチル、マレイン酸ジエチル、無水マレイン酸、シトラコン酸、シトラコン酸モノメチル、シトラコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル、無水シトラコン酸、フマル酸、フマル酸モノメチル、フマル酸ジメチル、フマル酸モノエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸、イタコン酸モノメチル、イタコン酸ジメチル、イタコン酸モノエチル、イタコン酸ジエチル、無水イタコン酸、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、ビニルトリメトキシシランが好ましく、より好ましくはマレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、フマル酸モノメチル、無水イタコン酸、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、ビニルトリメトキシシラン等を挙げることができる
本発明で用いられるSBR系バインダの数平均分子量、粘度平均重合度は特に限定されないが、得られる電極用組成物の取り扱い性の観点から、数平均分子量は20,000以上300,000以下、粘度平均重合度は100以上1,500以下であることが好ましい。SBR系バインダの数平均分子量および粘度平均重合度は、PVA系バインダの数平均分子量および粘度平均重合度と同様の方法によって求めることができる。
〔活物質〕
本発明の電極用組成物は、活物質をさらに含んでもよい。本発明の電極用組成物は、正極および負極のうちのいずれの電極に使用してもよい。また、正極および負極の両方に使用してもよい。そのため、活物質は、正極活物質および負極活物質のいずれであってもよい。
本発明の電極用組成物は、活物質をさらに含んでもよい。本発明の電極用組成物は、正極および負極のうちのいずれの電極に使用してもよい。また、正極および負極の両方に使用してもよい。そのため、活物質は、正極活物質および負極活物質のいずれであってもよい。
本発明の電極用組成物において、前記有機繊維の含有量は、有機繊維による補強効果を発揮しやすく、電極の膨張を抑制しやすい観点から、前記活物質100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上、より好ましくは0.1質量部以上、さらに好ましくは0.3質量部以上である。また、混練時の繊維同士の絡まりを抑制しやすく、組成物の塗工性を良好なものとしやすい観点から、好ましくは10質量部以下、より好ましくは6質量部以下、さらに好ましくは4質量部以下、さらにより好ましくは3質量部以下である。したがって、前記有機繊維の含有量は、前記活物質100質量部に対して、好ましくは0.01~10質量部、より好ましくは0.1~6質量部、さらに好ましくは0.3~4質量部、さらにより好ましくは0.3~3質量部である。
負極活物質は例えば、従来から非水電解質電池の負極活物質として用いられている材料を使用することができる。その例として、アモルファスカーボン、人造グラファイト、天然グラファイト(黒鉛)、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、ピッチ系炭素繊維、活性炭、カーボンファイバー、ハードカーボン、ソフトカーボン、メソポーラスカーボンおよびポリアセン等の導電性高分子等の炭素質材料、SiOx、SnOxおよびLiTiOxで表される複合金属酸化物、その他の金属酸化物、リチウム金属、リチウム合金等のリチウム系金属、TiS2およびLiTiS2等の金属化合物、ならびに、金属酸化物と炭素質材料との複合材料等が挙げられる。これらの負極活物質は、単独または二種以上組み合わせて使用できる。
正極活物質は、例えば、従来から非水電解質電池の正極活物質として用いられている材料を使用することができる。その例として、TiS2、TiS3、非晶質MoS3、Cu2V2O3、非晶質V2O-P2O5、MoO3、V2O5およびV6O13等の遷移金属酸化物、リチウム含有コバルト酸化物(LiCoO2)、リチウム含有ニッケル酸化物(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)、Co-Ni-Mnのリチウム含有複合酸化物、Ni-Mn-Alのリチウム含有複合酸化物、Ni-Co-Alのリチウム含有複合酸化物、オリビン型リン酸鉄リチウム(LiFePO4)、オリビン型リン酸マンガンリチウム(LiMnPO4)、Li1+xMn2-xO4(0<X<2)で表されるリチウム過剰のスピネル化合物、Li[Ni0.17Li0.2Co0.07Mn0.56]O2、LiNi0.5Mn1.5O4等の金属酸化物、硫黄、ニトロキシルラジカルを有する化合物およびポリマー、オキシラジカルを有する化合物およびポリマー、窒素ラジカルを有する化合物およびポリマー、フルバレン骨格を有する化合物およびポリマー等の有機ラジカルが挙げられる。これらの正極活物質は、単独または二種以上組み合わせて使用できる。
上述した中でも、本発明の電極用組成物から得られる電池の電池容量などを向上させる観点からは、正極活物質としてLiCoO2;LiNiO2;Co-Ni-Mnのリチウム含有複合酸化物、例えばLiNi1/3Co1/3Mn1/3O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2;Ni-Co-Alのリチウム含有複合酸化物、例えばLiNi0.8Co0.1Al0.1O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2等を用いることが好ましい。
本発明の電極用組成物において、活物質の含有量は特に限定されず、用いる活物質の種類に応じて適宜調整することができるが、電極用組成物の固形分全体質量に対して例えば3~97質量%、好ましくは5~95質量%である。
〔導電助剤〕
本発明の電極用組成物は、導電助剤を含んでいてもよい。導電助剤は、非水電解質電池を高出力化するために用いられるものであり、正極または負極に使用する場合に応じて適宜選択できる。その例としては、例えば黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維(VGCF)等の炭素系物質;銅、ニッケル、アルミニウム、銀等の金属粉末等の金属系物質;ポリフェニレン誘導体等の導電性ポリマー等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明の電極用組成物は、導電助剤を含んでいてもよい。導電助剤は、非水電解質電池を高出力化するために用いられるものであり、正極または負極に使用する場合に応じて適宜選択できる。その例としては、例えば黒鉛、アセチレンブラック、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、気相成長炭素繊維(VGCF)等の炭素系物質;銅、ニッケル、アルミニウム、銀等の金属粉末等の金属系物質;ポリフェニレン誘導体等の導電性ポリマー等が挙げられる。これらは単独で、または2種以上を組み合わせて用いてもよい。
電極用組成物中に含まれる導電助剤の量は特に限定されず、用いる導電助剤の種類によって適宜調整できるが、電極用組成物の固形分全体質量に対して、例えば0.1~30質量%、より好ましくは0.5~20質量%である。導電助剤の量を上記範囲内とすることで、電極用組成物中での導電助剤の分散が悪化することなく、期待する導電性が得られやすい。
〔溶媒〕
本発明の電極用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、前述のバインダを溶解し得るものが好ましく、使用するバインダに応じて適宜選択できる。溶媒としては、例えば水;メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等の環状エーテル類;N,N-ジメチルホルミアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類;N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン等の環状アミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;n-ドデカン等の炭化水素類;γ-ブチロラクトン、乳酸メチル等のエステル類;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン類が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明の電極用組成物は、溶媒を含んでいてもよい。溶媒としては、前述のバインダを溶解し得るものが好ましく、使用するバインダに応じて適宜選択できる。溶媒としては、例えば水;メタノール、エタノール、プロパノール、2-プロパノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等の環状エーテル類;N,N-ジメチルホルミアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド類;N-メチルピロリドン、N-エチルピロリドン等の環状アミド類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;n-ドデカン等の炭化水素類;γ-ブチロラクトン、乳酸メチル等のエステル類;ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド・スルホン類が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
本発明において、電極用組成物中に含まれる溶媒の量は特に限定されず、使用するバインダの種類、量、および所望する組成物の粘度等によって適宜調整してよい。
〔その他の添加剤〕
本発明の電極用組成物は、必要に応じて電極用組成物に粘性、靱性等を付与することができる、本発明の有機繊維以外の添加剤を含んでいてもよい。そのような添加剤としては、特に限定されず、例えば種々のアルコール類、特に、ポリビニルアルコールおよびその変性物;CMC等のセルロース類;多糖類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテル類;ポリアミン類;ピロリドン類;およびマレイン酸類等を使用することができる。
本発明の電極用組成物は、必要に応じて電極用組成物に粘性、靱性等を付与することができる、本発明の有機繊維以外の添加剤を含んでいてもよい。そのような添加剤としては、特に限定されず、例えば種々のアルコール類、特に、ポリビニルアルコールおよびその変性物;CMC等のセルロース類;多糖類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリエーテル類;ポリアミン類;ピロリドン類;およびマレイン酸類等を使用することができる。
その他の添加剤の中でも、組成物のチキソ性を向上させやすいことから、本発明の電極用組成物は増粘剤を含んでもよい。本発明の電極用組成物に必要に応じて配合される増粘剤の固形分量は、電極用組成物の固形分全体質量に対して好ましくは0.1~3質量%、より好ましくは0.5~2質量%である。
本発明の電極用組成物は、バインダおよび有機繊維と、必要に応じて活物質、導電助剤、溶媒および/またはその他の添加剤とを混合することによって製造することができる。混合方法は特に限定されず、例えばプラネタリーミキサー等の混合撹拌装置等を用いて、電極用組成物中に含まれる成分を均一に混合する方法等が挙げられる。
〔電極〕
本発明の電極用組成物を、例えば塗布によって集電体に結着させることにより電極を形成することができる。
本発明の電極用組成物を、例えば塗布によって集電体に結着させることにより電極を形成することができる。
本発明の電極用組成物を集電体上に塗布する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができる。具体的には、例えばドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法などを用いることができる。この際、本発明の電極用組成物を集電体の片面だけに塗布してもよいし、両面に塗布してもよい。塗布後乾燥前の集電体上の電極用組成物膜の厚みは、乾燥して得られる電極の厚みに応じて適宜設定してよいが、好ましくは0.005~5mm、より好ましくは0.01~2mmとなる量が一般的である。
本発明の電極用組成物を塗布する集電体としては、電気導電性を有し、かつ電気化学的に耐久性のある材料であれば特に制限されない。例えば鉄、銅、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、タンタル、金、白金等の金属材料を使用することができる。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。集電体の形状は特に制限されないが、通常、厚さ0.001~0.5mm程度のシート状であることが好ましい。
集電体上の電極用組成物を乾燥する方法としては、特に限定されず公知の方法を用いることができ、例えば温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥、赤外線または電子線などの照射による乾燥法が挙げられる。このように集電体上の電極用組成物を乾燥することで電極を得ることができる。
なお、乾燥工程の後、電極に加圧処理を施してもよい。電極の加圧方法としては、金型プレスやロールプレスなどの方法が挙げられる。加圧処理により、電極用組成物と集電体との密着性を向上させることができる。
〔電池〕
前記電極(正極および負極)を、必要に応じてセパレータを介して対向させ、電解液中に浸漬させることにより非水電解質電池が形成され得る。
前記電極(正極および負極)を、必要に応じてセパレータを介して対向させ、電解液中に浸漬させることにより非水電解質電池が形成され得る。
正極と負極の間に存在し得るセパレータとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデンまたはこれらの2層以上の多層膜が使用されてもよく、ポリエチレン/ポリプロピレンの2層セパレータ、ポリエチレン/ポリプロピレン/ポリエチレンの3層セパレータ、ポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレンの3層セパレータなどのような混合多層膜が使用されてもよい。
電解液は電解質を溶媒に溶解させたものであり、通常の非水電解質電池に用いられるものであれば、液状でもゲル状でもよく、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適宜選択すればよい。具体的な電解質としては、例えばLiClO4、LiBF6、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、LiAsF6、LiSbF6、LiB10Cl10、LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiB(C2H5)4、CF3SO3Li、CH3SO3Li、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、Li(CF3SO2)2N、LiN(CxF2x+1SO2)(CyF2y+1SO2)(xおよびyは自然数である)、LiI、LiB(C2O4)2(リチウムビスオキサラトボレート[LiBOB])、低級脂肪族カルボン酸リチウム等が挙げられる。
上記の電解質を溶解させる溶媒(電解液溶媒)は特に限定されない。具体例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ビニレンカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類;γ-ブチルラクトン等のラクトン類;トリメトキシメタン、1,2-ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、2-エトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類;1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン等のオキソラン類;アセトニトリルやニトロメタン等の含窒素化合物類;ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類;リン酸トリエチル、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル等の無機酸エステル類;ジグライム類;トリグライム類;スルホラン類;3-メチル-2-オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類;1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類などが挙げられ、これらは単独もしくは2種以上混合して使用できる。ゲル状の電解液を用いるときは、ゲル化剤としてニトリル系重合体、アクリル系重合体、フッ素系重合体、アルキレンオキサイド系重合体等を加えることができる。
非水電解質電池を製造する方法としては、特に限定はないが、例えば負極と正極とをセパレータを介して重ね合わせ、電池形状に応じて巻く、折る等して、電池容器に入れ、電解液を注入して封口する。電池の形状は、公知のコイン型、ボタン型、シート型、円筒型、角型、扁平型等いずれであってもよい。
以下、実施例及び比較例に基づいて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
〔粘度平均重合度〕
ケン化度が99.5モル%以上になるまでケン化したPVAについて、水中、30℃で測定した極限粘度[η](リットル/g)を用いて、下記式によりPVAの粘度平均重合度を求めた。
粘度平均重合度=([η]×104/8.29)(1/0.62)
ケン化度が99.5モル%以上になるまでケン化したPVAについて、水中、30℃で測定した極限粘度[η](リットル/g)を用いて、下記式によりPVAの粘度平均重合度を求めた。
粘度平均重合度=([η]×104/8.29)(1/0.62)
〔ケン化度〕
PVAのケン化度は、JIS K 6726:1994(「ポリビニルアルコール試験方法」)に記載の方法に従って測定した。
PVAのケン化度は、JIS K 6726:1994(「ポリビニルアルコール試験方法」)に記載の方法に従って測定した。
〔比重〕
実施例および比較例で使用した繊維の比重は、JIS L 1013:2021(「化学繊維フィラメント系試験方法」)に記載の密度勾配管法に準拠して測定した。
実施例および比較例で使用した繊維の比重は、JIS L 1013:2021(「化学繊維フィラメント系試験方法」)に記載の密度勾配管法に準拠して測定した。
〔繊維長および繊維径〕
実施例および比較例で使用した繊維の繊維長はランダムに選択した100本の繊維について、その繊維長を測定し、その測定値の平均値を繊維長とした。また繊維径は、ランダムに選択した30本の繊維について、顕微鏡観察により繊維径を測定し、その測定値の平均値を繊維径とした。
実施例および比較例で使用した繊維の繊維長はランダムに選択した100本の繊維について、その繊維長を測定し、その測定値の平均値を繊維長とした。また繊維径は、ランダムに選択した30本の繊維について、顕微鏡観察により繊維径を測定し、その測定値の平均値を繊維径とした。
〔SP値〕
実施例および比較例で使用した繊維のSP値は、“Polymer Hand Book (4th) Edition, (1999), Wiley-Interscience”に記載の数値を用いた。
実施例および比較例で使用した繊維のSP値は、“Polymer Hand Book (4th) Edition, (1999), Wiley-Interscience”に記載の数値を用いた。
(実施例1)
〔PVAバインダ水溶液の調製〕
PVA(粘度平均重合度1700、ケン化度88モル%)9.72gにイオン交換水90.28gを加えて、80℃で1時間加熱撹拌し、固形分濃度9.72質量%のPVAバインダ水溶液を得た。
〔PVAバインダ水溶液の調製〕
PVA(粘度平均重合度1700、ケン化度88モル%)9.72gにイオン交換水90.28gを加えて、80℃で1時間加熱撹拌し、固形分濃度9.72質量%のPVAバインダ水溶液を得た。
〔有機繊維分散PVAバインダ水溶液の調製〕
上記調製したPVAバインダ水溶液23.456gに、有機繊維として、断面形状が楕円形であるPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm)を0.12g添加し、撹拌機を用いて撹拌し、有機繊維分散PVAバインダ水溶液を得た。
上記調製したPVAバインダ水溶液23.456gに、有機繊維として、断面形状が楕円形であるPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm)を0.12g添加し、撹拌機を用いて撹拌し、有機繊維分散PVAバインダ水溶液を得た。
〔非水電解質電池電極用組成物の調製〕
上記調製した有機繊維分散PVAバインダ水溶液49.12質量部、負極活物質として、SiOx(BSO-1、BTR社製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部およびイオン交換水48.87質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.28質量部)。
上記調製した有機繊維分散PVAバインダ水溶液49.12質量部、負極活物質として、SiOx(BSO-1、BTR社製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部およびイオン交換水48.87質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.28質量部)。
(実施例2)
〔SBRバインダ水溶液〕
SBRバインダはJSR製TRD2001(固形分濃度48.4質量%)を用いた。
〔SBRバインダ水溶液〕
SBRバインダはJSR製TRD2001(固形分濃度48.4質量%)を用いた。
〔非水電解質電池電極用組成物の調製〕
固形分濃度48.4質量%の上記SBRバインダ水溶液6.28質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、カーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量および断面形状が楕円形であるPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm)0.25質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.28質量部)。
固形分濃度48.4質量%の上記SBRバインダ水溶液6.28質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、カーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量および断面形状が楕円形であるPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm)0.25質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.28質量部)。
(実施例3)
有機繊維として、繊維長:9mm、繊維径:18μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、繊維長:9mm、繊維径:18μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(実施例4)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液5.69質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物85.54質量部、カーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)5.00質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:5.85質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液5.69質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物85.54質量部、カーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)5.00質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:5.85質量部)。
(実施例5)
活物質100質量部に対する有機繊維の量が0.01質量部になるようにした以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
活物質100質量部に対する有機繊維の量が0.01質量部になるようにした以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(実施例6)
有機繊維として、繊維長:2mm、繊維径:3μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、繊維長:2mm、繊維径:3μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(実施例7
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.88質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.91質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.10質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.11質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.88質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.91質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.10質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.11質量部)。
(実施例8)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.86質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.78質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.99質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.25質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.28質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.86質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.78質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.99質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.25質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.28質量部)。
(実施例9)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.84質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.55質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.98質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.50質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.56質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.84質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.55質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.98質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.50質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.56質量部)。
(実施例10)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.84質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.33質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.96質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.75質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.84質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.84質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.33質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.96質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)0.75質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.84質量部)。
(実施例11)
有機繊維として、繊維長:3mm、繊維径:5μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、繊維長:3mm、繊維径:5μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(実施例12)
有機繊維として、繊維長:3mm、繊維径:7μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、繊維長:3mm、繊維径:7μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(実施例13)
有機繊維として、繊維長:0.5mm、繊維径:7μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、繊維長:0.5mm、繊維径:7μmのPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、断面形状:楕円形)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(実施例14)
有機繊維として、繊維長:3mm、繊維径:7μm、円形断面のPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、繊維長:3mm、繊維径:7μm、円形断面のPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2)を使用した以外は実施例9と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(実施例15)
〔有機繊維分散PVAバインダ水溶液の調製〕
実施例1で調整したPVAバインダ水溶液25.59gに、有機繊維としてPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)を0.1285g添加し、撹拌機を用いて攪拌し、有機繊維PVAバインダ水溶液を得た。
〔有機繊維分散PVAバインダ水溶液の調製〕
実施例1で調整したPVAバインダ水溶液25.59gに、有機繊維としてPVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:2mm、繊維径:5μm、断面形状:楕円形)を0.1285g添加し、撹拌機を用いて攪拌し、有機繊維PVAバインダ水溶液を得た。
〔非水電解質電池電極用組成物の調製〕
上記調製した有機繊維分散PVAバインダ水溶液51.68質量部、負極活物質としてSiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.55質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.975質量部およびイオン交換水46.50質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.56質量部)。
上記調製した有機繊維分散PVAバインダ水溶液51.68質量部、負極活物質としてSiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.55質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.975質量部およびイオン交換水46.50質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.56質量部)。
(比較例1)
有機繊維として、PVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:12mm、繊維径:5μm、断面形状:円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、PVA繊維(比重:1.28、SP値:12.6(cal/cm3)1/2、繊維長:12mm、繊維径:5μm、断面形状:円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(比較例2)
有機繊維として、ポリプロピレン(PP)繊維(比重:0.91、SP値:8.1(cal/cm3)1/2、繊維長:3mm、繊維径:7μm、断面形状:円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
有機繊維として、ポリプロピレン(PP)繊維(比重:0.91、SP値:8.1(cal/cm3)1/2、繊維長:3mm、繊維径:7μm、断面形状:円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(比較例3)
繊維としてガラス繊維(GF)(比重:2.5、繊維長:3mm、繊維径:6.5μm、断面形状:円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
繊維としてガラス繊維(GF)(比重:2.5、繊維長:3mm、繊維径:6.5μm、断面形状:円形)を使用した以外は実施例2と同様にして非水電解質電池電極用組成物を得た。
(比較例4)
実施例1で調製したPVAバインダ水溶液50質量部、負極活物質としてSiOx(BSO-1、BTR社製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部およびイオン交換水56質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
実施例1で調製したPVAバインダ水溶液50質量部、負極活物質としてSiOx(BSO-1、BTR社製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部およびイオン交換水56質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
(比較例5)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.79質量部、SiOx(BSO-1、BTR社製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、カーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.79質量部、SiOx(BSO-1、BTR社製)と人造黒鉛(FSN-1、上海杉杉社製)の1:1混合物90質量部、カーボンブラック(SuperC45、ティムカル社製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
(比較例6)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.86質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.84質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.99質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPP繊維(比重:0.91、SP値:8.1(cal/cm3)1/2、繊維長:3mm、繊維径:7μm、断面形状:円形)0.18質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.20質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.86質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.84質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.99質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量およびPP繊維(比重:0.91、SP値:8.1(cal/cm3)1/2、繊維長:3mm、繊維径:7μm、断面形状:円形)0.18質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.20質量部)。
(比較例7)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.86質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.68質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.98質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびPP繊維(比重:0.91、SP値:8.1(cal/cm3)1/2、繊維長:3mm、繊維径:7μm、断面形状:円形)0.36質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.40質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.86質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.68質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.98質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびPP繊維(比重:0.91、SP値:8.1(cal/cm3)1/2、繊維長:3mm、繊維径:7μm、断面形状:円形)0.36質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.40質量部)。
(比較例8)
SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.13質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.95質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.65質量部となる量およびGF(比重:2.5、繊維長:3mm、繊維径:6.5μm、断面形状:円形)0.98質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練した後、実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.82質量部を加えて再度混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:1.10質量部)。
SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.13質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.95質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.65質量部となる量およびGF(比重:2.5、繊維長:3mm、繊維径:6.5μm、断面形状:円形)0.98質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練した後、実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.82質量部を加えて再度混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:1.10質量部)。
(比較例9)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.84質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.47質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.97質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびセルロースナノファイバー(CNF)(比重:1.5、SP値:15.7(cal/cm3)1/2、繊維長:0.01mm、繊維径:0.003μm、断面形状:円形)0.59質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.66質量部)。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.84質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.47質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.97質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.66質量部となる量およびセルロースナノファイバー(CNF)(比重:1.5、SP値:15.7(cal/cm3)1/2、繊維長:0.01mm、繊維径:0.003μm、断面形状:円形)0.59質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た(活物質100質量部に対する有機繊維の量:0.66質量部)。
(比較例10)
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.88質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物90質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
実施例2で使用した固形分濃度48.4質量%のSBRバインダ水溶液6.88質量部、SiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物90質量部、カーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)5質量部、増粘剤としてCMC(セロゲンBSH-6、第一工業製薬社製)を固形分として1.67質量部となる量を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
(比較例11)
実施例15で調整したPVAバインダ水溶液51.44質量部、負極活物質としてSiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.55質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.975質量部およびイオン交換水46.50質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
実施例15で調整したPVAバインダ水溶液51.44質量部、負極活物質としてSiOx(BSO-1、BTR製)と人造黒鉛(G49、Zichen製)の2:8混合物89.55質量部、導電助剤としてカーボンブラック(SuperP、MTI Corporation製)4.975質量部およびイオン交換水46.50質量部を専用容器に投入し、遊星撹拌機(ARE-310、シンキー社製)を用いて混練し、非水電解質電池電極用組成物を得た。
〔電極材の作製〕
実施例1~15および比較例1~11で得られた非水電解質電池電極用組成物を、塗工機(井元製作所製)を用いて銅箔の集電体上に塗工した。80℃で30分間にわたり熱風乾燥機で乾燥後、ロールプレス機(宝泉株式会社製)を用いて圧延処理を行った。その後、リチウムイオン二次電池用負極(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、リチウムイオン二次電池用負極を作製した。
実施例1~15および比較例1~11で得られた非水電解質電池電極用組成物を、塗工機(井元製作所製)を用いて銅箔の集電体上に塗工した。80℃で30分間にわたり熱風乾燥機で乾燥後、ロールプレス機(宝泉株式会社製)を用いて圧延処理を行った。その後、リチウムイオン二次電池用負極(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、リチウムイオン二次電池用負極を作製した。
<組成物の性状評価>
〔塗工性〕
前記作製したリチウムイオン二次電池用負極について、塗工後の電極表面の凹凸、塊状の分散不良物、繊維の偏在、筋引き等の塗工不良の有無を目視にて確認した。塗工不良がないものを〇とした。また、電極の表面は電池性能の面から均一である必要があるため、塗工不良があるものは電池性能評価に値せずと判断し、放電性能、膨張率評価は実施しないこととした。また、繊維を含まない電極については、塗工性の評価は実施しなかった。
〔塗工性〕
前記作製したリチウムイオン二次電池用負極について、塗工後の電極表面の凹凸、塊状の分散不良物、繊維の偏在、筋引き等の塗工不良の有無を目視にて確認した。塗工不良がないものを〇とした。また、電極の表面は電池性能の面から均一である必要があるため、塗工不良があるものは電池性能評価に値せずと判断し、放電性能、膨張率評価は実施しないこととした。また、繊維を含まない電極については、塗工性の評価は実施しなかった。
<電極の評価>
〔電極材における繊維分散性〕
上記の手順に従って作製した電極について、集電体である銅箔から硬化体を水に分散させ濾過し、繊維を抽出した。抽出した繊維において繊維の分散不良、膠着(短冊)や塊(繊維同士の絡まり)の発生有無、繊維の折れの発生有無を確認した。分散不良、繊維長の変化がないものを3、分散不良があるものを2、繊維の折れがあるものを1として分散性を評価した。
〔電極材における繊維分散性〕
上記の手順に従って作製した電極について、集電体である銅箔から硬化体を水に分散させ濾過し、繊維を抽出した。抽出した繊維において繊維の分散不良、膠着(短冊)や塊(繊維同士の絡まり)の発生有無、繊維の折れの発生有無を確認した。分散不良、繊維長の変化がないものを3、分散不良があるものを2、繊維の折れがあるものを1として分散性を評価した。
〔リチウムイオン二次電池の作製〕
上記の手順に従って得られたリチウムイオン二次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(美和製作所株式会社製)に移送した。正極には金属リチウム箔(厚さ0.2mm、φ16mm)を用い、セパレータにはガラス不織布(TGP-020A)を用い、電解液にはエチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とジメチルカーボネート(DMC)との混合溶媒に六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)(EC/EMC/DMC=1/1/1体積比、ビニレンカーボネート(VC)=1質量%)を用いて注入した。かかる構成にてリチウムイオン二次電池であるコイン電池(2032タイプ)を作製した。
上記の手順に従って得られたリチウムイオン二次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(美和製作所株式会社製)に移送した。正極には金属リチウム箔(厚さ0.2mm、φ16mm)を用い、セパレータにはガラス不織布(TGP-020A)を用い、電解液にはエチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とジメチルカーボネート(DMC)との混合溶媒に六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)(EC/EMC/DMC=1/1/1体積比、ビニレンカーボネート(VC)=1質量%)を用いて注入した。かかる構成にてリチウムイオン二次電池であるコイン電池(2032タイプ)を作製した。
<電池性能の評価>
〔放電容量維持率I〕
上記の手順に従って作製したコイン電池のうち、実施例1~6および比較例1~5で得られた非水電解質電池電極用組成物による負極を含む電池について、市販の充放電試験機(TOSCAT3100、東洋システム製)を用いてレート試験を実施した。初期充電前に0.1mAの電流を3秒流した時の抵抗値を直流抵抗とした。充電では、0.02C(約1mA/cm2)の定電流充電を行い、さらにリチウム電位に対して0.02mAの電流まで0Vの定電圧充電を行った。放電では、リチウム電位に対して0.02C(約0.5mA/cm2)の定電流放電を1.5Vまで行った。コイン電池を25℃の恒温槽に置き、上述の条件で初期充放電を10サイクル実施した。10サイクル充放電評価において、1サイクル目の放電容量に対する10サイクル目の放電容量比の百分率を放電容量維持率Iとした。
〔放電容量維持率I〕
上記の手順に従って作製したコイン電池のうち、実施例1~6および比較例1~5で得られた非水電解質電池電極用組成物による負極を含む電池について、市販の充放電試験機(TOSCAT3100、東洋システム製)を用いてレート試験を実施した。初期充電前に0.1mAの電流を3秒流した時の抵抗値を直流抵抗とした。充電では、0.02C(約1mA/cm2)の定電流充電を行い、さらにリチウム電位に対して0.02mAの電流まで0Vの定電圧充電を行った。放電では、リチウム電位に対して0.02C(約0.5mA/cm2)の定電流放電を1.5Vまで行った。コイン電池を25℃の恒温槽に置き、上述の条件で初期充放電を10サイクル実施した。10サイクル充放電評価において、1サイクル目の放電容量に対する10サイクル目の放電容量比の百分率を放電容量維持率Iとした。
〔放電容量維持率II〕
上記の手順に従って作製したコイン電池のうち、実施例7~15および比較例7~11で得られた非水電解質電池電極用組成物による負極を含む電池について、市販の充放電試験機(TOSCAT3100、東洋システム製)を用いてレート試験を実施した。初期充電前に0.5mAの電流を3秒流した時の抵抗値を直流抵抗とした。充電では5mVまで0.2Cの定電流充電を行い、さらにリチウム電位に対して0.02mAの電流まで5mVの定電圧充電を行った。放電では、リチウム電位に対して0.2Cの定電流放電を1.5Vまで行った。コイン電池を25℃の恒温槽に置き、上述の条件で初期充放電を1サイクル実施し、エージング処理をした後、10サイクル充放電を実施した。エージング後の10サイクル充放電評価において、1サイクル目の放電容量に対する10サイクル目の放電容量比の百分率を放電容量維持率IIとした。
上記の手順に従って作製したコイン電池のうち、実施例7~15および比較例7~11で得られた非水電解質電池電極用組成物による負極を含む電池について、市販の充放電試験機(TOSCAT3100、東洋システム製)を用いてレート試験を実施した。初期充電前に0.5mAの電流を3秒流した時の抵抗値を直流抵抗とした。充電では5mVまで0.2Cの定電流充電を行い、さらにリチウム電位に対して0.02mAの電流まで5mVの定電圧充電を行った。放電では、リチウム電位に対して0.2Cの定電流放電を1.5Vまで行った。コイン電池を25℃の恒温槽に置き、上述の条件で初期充放電を1サイクル実施し、エージング処理をした後、10サイクル充放電を実施した。エージング後の10サイクル充放電評価において、1サイクル目の放電容量に対する10サイクル目の放電容量比の百分率を放電容量維持率IIとした。
実施例および比較例で得られた電極用組成物ならびに該電極用組成物から得られた電極および電池の評価結果を表1および表2に示す。
表1および2の結果から、同じバインダを用いた場合、特定の繊維が含まれることによって、膨張率が低減し、容量維持率も向上することがわかった。
繊維長が大きい繊維を用いた比較例1、繊維長が小さい繊維を用いた比較例9、比重が小さい繊維を用いた比較例2、6、7、無機繊維を用いた比較例3、8は、いずれも本願発明の効果を奏しなかった。
繊維長が大きい繊維を用いた比較例1、繊維長が小さい繊維を用いた比較例9、比重が小さい繊維を用いた比較例2、6、7、無機繊維を用いた比較例3、8は、いずれも本願発明の効果を奏しなかった。
Claims (10)
- バインダおよび有機繊維を含む非水電解質電池電極用組成物であって、
前記有機繊維は、比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である、組成物。 - 前記有機繊維のSP値は10(cal/cm3)1/2以上16(cal/cm3)1/2以下である、請求項1に記載の組成物。
- 前記有機繊維の繊維径は1μm以上30μm以下である、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記有機繊維は、ポリビニルアルコール系繊維、ポリエステル系繊維、エチレン-ビニルアルコール系共重合体繊維、ポリアミド系繊維およびポリイミド系繊維からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記バインダは、合成樹脂系バインダ、天然樹脂系バインダ、半合成樹脂系バインダ、ケイ酸塩系バインダ、リン酸塩系バインダ、ゾル系バインダおよびセメント系バインダからなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項1または2に記載の組成物。
- 活物質をさらに含む、請求項1または2に記載の組成物。
- 前記有機繊維の含有量は、活物質100質量部に対して、0.01質量部以上10質量部以下である、請求項6に記載の組成物。
- 有機繊維を含む非水電解質電池電極用添加剤であって、前記有機繊維は比重が1.00以上であり、繊維長が0.1mm以上10mm以下である、非水電解質電池電極用添加剤。
- 前記有機繊維のSP値は10(cal/cm3)1/2以上16(cal/cm3)1/2以下である、請求項8に記載の添加剤。
- 前記有機繊維の繊維径は1μm以上30μm以下である、請求項8または9に記載の添加剤。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-211922 | 2022-12-28 | ||
JP2022211922 | 2022-12-28 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
WO2024143508A1 true WO2024143508A1 (ja) | 2024-07-04 |
Family
ID=91717930
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
PCT/JP2023/047108 WO2024143508A1 (ja) | 2022-12-28 | 2023-12-27 | 非水電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
WO (1) | WO2024143508A1 (ja) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018135353A1 (ja) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 株式会社ダイセル | 電極用スラリー、電極及びその製造方法並びに二次電池 |
JP2020057519A (ja) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | Jsr株式会社 | 電極の製造方法及び蓄電デバイスの製造方法 |
JP2021102793A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-15 | 古河電気工業株式会社 | 複合めっき、めっき付き金属基材及び電気接点用端子 |
JP2021134263A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 日本製紙株式会社 | 疎水化アニオン変性セルロースナノファイバー分散体及びその製造方法ならびに疎水化アニオン変性セルロースの乾燥固形物及びその製造方法 |
JP2023113492A (ja) * | 2022-02-03 | 2023-08-16 | Fdk株式会社 | 非水電解液電池及び非水電解液電池の製造方法 |
-
2023
- 2023-12-27 WO PCT/JP2023/047108 patent/WO2024143508A1/ja unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2018135353A1 (ja) * | 2017-01-17 | 2018-07-26 | 株式会社ダイセル | 電極用スラリー、電極及びその製造方法並びに二次電池 |
JP2020057519A (ja) * | 2018-10-02 | 2020-04-09 | Jsr株式会社 | 電極の製造方法及び蓄電デバイスの製造方法 |
JP2021102793A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-15 | 古河電気工業株式会社 | 複合めっき、めっき付き金属基材及び電気接点用端子 |
JP2021134263A (ja) * | 2020-02-26 | 2021-09-13 | 日本製紙株式会社 | 疎水化アニオン変性セルロースナノファイバー分散体及びその製造方法ならびに疎水化アニオン変性セルロースの乾燥固形物及びその製造方法 |
JP2023113492A (ja) * | 2022-02-03 | 2023-08-16 | Fdk株式会社 | 非水電解液電池及び非水電解液電池の製造方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
"Handbook of polyamide resins, first edition", 30 January 1988, THE NIKKAN KOGYO SHIMBUN, LTD., JP, ISBN: 4-526-02297-7, article FUKUMOTO, OSAMU: "Passage; Chapter 10 Nylon-based polymer alloy", pages: 374 - 375, XP009556020 * |
KIYOTSUKURI TSUYOSHI: " The Determination of Fiber Density", JOURNAL OF THE TEXTILE MACHINERY OF JAPAN, vol. 21, no. 7, 1 January 1968 (1968-01-01), pages 458 - 463, XP093186187, DOI: 10.4188/transjtmsj1965a.21.P458 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108539122B (zh) | 一种正极片及包含该正极片的锂离子二次电池 | |
JP5195749B2 (ja) | リチウムイオン二次電池電極用スラリーの製造方法 | |
JP5381974B2 (ja) | 非水電解質二次電池電極用バインダー組成物および非水電解質二次電池 | |
JPWO2017150200A1 (ja) | 非水系電池電極用バインダー用共重合体、非水系電池電極用スラリー、非水系電池電極、および非水系電池 | |
JP7264062B2 (ja) | 電気化学素子用導電材ペースト、電気化学素子正極用スラリー組成物及びその製造方法、電気化学素子用正極、並びに電気化学素子 | |
JPWO2016067843A1 (ja) | リチウムイオン二次電池負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負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 | |
JP6204647B2 (ja) | ラミネート型アルカリ金属電池 | |
JPWO2011068215A1 (ja) | 電気化学素子用バインダー粒子 | |
TWI780274B (zh) | 非水電解質二次電池及非水電解質二次電池的製造方法 | |
TWI795390B (zh) | 非水電解質電池用黏合劑組成物、以及使用其之非水電解質電池用黏合劑水溶液、非水電解質電池用漿體組成物、非水電解質電池用電極、及非水電解質電池 | |
JP7215348B2 (ja) | リチウムイオン電池用熱架橋性バインダー水溶液、リチウムイオン電池用電極熱架橋性スラリー、リチウムイオン電池用電極、及びリチウムイオン電池 | |
CN101826640A (zh) | 一种锂离子电池用极芯和使用该极芯的锂离子电池 | |
TWI681589B (zh) | 非水電解質電池電極用增黏安定劑、以及包含其之黏合劑組成物、非水電解質電池電極用漿體組成物、非水電解質電池電極及非水電解質電池 | |
KR20220049447A (ko) | 음극 슬러리, 음극 및 이차전지 | |
JP2020077620A (ja) | 電気化学素子用バインダー組成物 | |
CN114142028B (zh) | 负极材料、负极片及其制备方法和应用 | |
KR101141060B1 (ko) | 도전성을 부여한 복합체 바인더 및 이를 포함하고 있는이차전지 | |
CN115799622A (zh) | 一种复合固态电解质颗粒及其制备方法和应用 | |
WO2024143508A1 (ja) | 非水電解質電池電極用組成物および非水電解質電池電極用添加剤 | |
JPWO2018101134A1 (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 | |
JP4161431B2 (ja) | 全固体二次電池 | |
JP4329169B2 (ja) | 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 | |
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 | |
JP6961939B2 (ja) | 非水電解質二次電池用負極剤、非水電解質二次電池用負極及び非水電解質二次電池 | |
WO2024190354A1 (ja) | リチウムイオン二次電池用導電性複合体、リチウムイオン二次電池用負極及びリチウムイオン二次電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 23912285 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |