【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池的电极或隔膜中使用的粘合剂、使用该粘合剂的电极和隔膜。
技术介绍
1、二次电池的应用领域从电子设备向汽车、大型蓄电系统等推广，其市场规模有望成长为10兆日元以上的产业。尤其，手机、智能手机、平板型终端等信息通信设备实现了惊人的普及，全世界的普及率超过了30％。
2、而且，二次电池的应用范围还扩展到以电动汽车(ev)、插电式混合动力电动汽车(phev)、混合动力电动汽车(hev)等为代表的新一代汽车的电源。另外，二次电池以2011年东日本大地震为契机，开始用于家庭用备用电源、自然能量的蓄电、负载均衡化等，二次电池的用途有扩大的趋势。如此，可以说二次电池在节能技术、新能源技术的引入中也是不可欠缺的。
3、以往，二次电池以镍镉(ni-cd)电池、镍氢(ni-mh)电池等碱性二次电池为主流，但是由于小型、轻量、高电压、无记忆效应的特征，作为非水电解质二次电池的锂离子电池的使用正在增加。锂离子电池包含正极、负极、隔膜、电解液或电解质、电池槽体(电池壳)。
4、正极、负极等电极包含活性材料、导电助剂、粘合剂和集电器。通常，电极通过如下方式制造：将活性材料、导电助剂、粘合剂一起混合在有机溶剂、水等溶剂中而制成浆料状，将其涂覆在集电器上(对正极而言主要为铝，对负极而言主要为铜、镍)，进行干燥，然后利用辊压等进行压延。
5、对于正极活性材料而言，主要的钴酸锂(licoo2)、三元类材料(li(ni,co,mn)o2)、镍钴铝酸锂(li(ni,co,al)o2)等已经作为实用电
6、licoo2由于能够显示出3.7v(vs.li/li+)以上的放电电压，有效放电容量能够为约150mah/g，能够得到稳定的循环寿命特性，因此主要用于移动设备用途。然而，在车载用(ev、phev、hev)、电力储存用等的大型电池中，存在容易大幅受到钴(co)的市场价格的影响的问题，因此采用减少了co量的三元类(li(ni,co,mn)o2；下面记载为ncm)正极、镍钴铝酸锂(li(ni,co,al)o2；下面记载为nca)正极等。
7、ncm可以通过改变包含镍(ni)、钴(co)、锰(mn)的三种过渡金属元素的摩尔比率来调节充放电特性。
8、2015年以前的ncm正极以过渡金属的摩尔比为ni：co：mn＝1：1：1的材料(li(ni0.33co0.33mn0.33)o2；下面记载为ncm111)为主流，但是从2016年以后，减少了co量并增加了ni量，ni：co：mn＝5：2：3的材料(li(ni0.5co0.2mn0.3)o2；下面记载为ncm523)正在普及。近年来，正在积极开展ni：co：mn＝6：2：2的材料(li(ni0.6co0.2mn0.2)o2)、ni：co：mn＝8：1：1的材料(li(ni0.8co0.1mn0.1)o2)等ncm正极的研究开发。
9、nca是用co置换镍酸锂(linio2)的ni位点并添加了铝(al)的正极材料。一般的nca的ni、co、al的摩尔比对于ni为0.65以上且0.95以下、对于co为0.1以上且0.2以下、对于al为0.01以上且0.20以下。通过设定为该元素比的nca，能够抑制ni阳离子的迁移，与linio2相比，热稳定性和耐久性得到改善，而且得到比licoo2大的放电容量。
10、这些富镍的nmc正极、nca正极与licoo2相比，可以期待高容量化和低成本化。
11、对于负极活性材料而言，主要的石墨(石墨)、硬碳(难石墨化碳)、软碳(易石墨化碳)、钛酸锂(li4ti5o12)等已经作为实用电池的负极材料被广泛普及。最近，将这些材料与硅(si)类材料、锡(sn)类材料混合来实现负极的高容量化。
12、石墨的有效放电容量为340mah/g～360mah/g，显示出大致接近理论容量372mah/g的值，显示出优异的循环寿命特性。
13、硬碳和软碳为非晶质碳材料，有效放电容量为150mah/g～250mah/g，与结晶性的石墨相比，放电容量变低，但是输出特性优异。
14、li4ti5o12的有效电容为160mah/g～180mah/g，与石墨、非晶质碳材料相比，放电容量变低，但是充电时的电位从锂析出电位偏离约1.5v，锂枝晶的析出风险少。
15、si类材料、sn类材料被分类为合金类材料，作为有效电容，显示出si为3000mah/g～3600mah/g、sn为700mah/g～900mah/g的放电容量。
16、在正极、负极等电极干燥之后进行压延是为了通过使电极的活性材料层，即包含活性材料、导电助剂、粘合剂的涂布层的体积收缩来增大与导电助剂、集电器的接触面积。由此，牢固地构建活性材料层的电子传导网络，使电子传导性提高。
17、粘合剂用于将活性材料与活性材料、活性材料与导电助剂、活性材料与集电器、导电助剂与集电器等粘合而使用。粘合剂可以大致分为溶解于溶剂中而以液体状使用的“溶液型”；使固体成分分散在溶剂中而使用的“分散型(乳液/乳胶型)”、以及通过热、光使粘合剂前体反应而使用的“反应型”。
18、另外，粘合剂可以根据溶剂种类而分为含水类和有机溶剂类。例如，作为代表性的可塑性氟类树脂的聚偏二氟乙烯(pvdf)为溶液型粘合剂，在制作电极浆料时，使用n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)等有机溶剂。丁苯橡胶(sbr)为分散型粘合剂，在水中分散sbr微粒而使用。聚酰亚胺(pi)为反应型粘合剂，通过使pi前体溶解或分散在nmp等溶剂中并进行加热处理，由此在引起酰亚胺化(脱水反应和环化反应)的同时进行交联反应而得到坚韧的pi。
19、虽然根据粘合剂的分子量、取代基等也会不同，但溶液型粘合剂有聚偏二氟乙烯(pvdf)、乙烯-乙酸乙烯基酯共聚物(eva)等。另外，分散型粘合剂有丁苯橡胶(sbr)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚氨酯橡胶、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚乙酸乙烯基酯(pvac)、硝化纤维素、纤维素纳米纤维等。反应型粘合剂有聚酰亚胺(pi)、聚酰胺(pa)、聚酰胺酰亚胺(pai)、聚苯并咪唑(pbi)、聚苯并唑(pbo)等。
20、另外，以nmp为代表的有机溶剂类粘合剂在高温的电解液中溶胀，使电极电阻增大，因此难以在高温环境下使用。特别是，热塑性氟类树脂具有随着温度升高溶胀率也变大的性质。例如，根据专利文献1记载了，pvdf在50℃以上的高温环境下时，因电解液而溶胀，结合力变弱并且使电极电阻升高，缺乏高温耐久性。
21、含水类的溶液型粘合剂的耐氧化特性或耐还原特性差，大多会由于反复充放电而逐渐分解，无法得到充分的寿命特性。另外，由于离子传导性低，因此缺乏输出特性。分散型粘合剂虽然具有能够将水用于溶剂的优点，但是由于酸碱度(ph)、水分浓度或环境温度而容易损害分散稳本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种在N-甲基-2-吡咯烷酮中分散有纤维素纳米纤维的液体的制造方法，包括：
2.如权利要求1所述的在N-甲基-2-吡咯烷酮中分散有纤维素纳米纤维的液体的制造方法，其特征在于，
3.如权利要求1或2所述的在N-甲基-2-吡咯烷酮中分散有纤维素纳米纤维的液体的制造方法，其中，
4.如权利要求1～3中任一项所述的分散有纤维素纳米纤维的液体的制造方法，其中，
【技术特征摘要】
1.一种在n-甲基-2-吡咯烷酮中分散有纤维素纳米纤维的液体的制造方法，包括：
2.如权利要求1所述的在n-甲基-2-吡咯烷酮中分散有纤维素纳米纤维的液体的制造方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：向井孝志，池内勇太，坂本太地，山下直人，石黑亮，中村谕，
申请(专利权)人：ATTACCATO合同会社，
类型：发明
国别省市：
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