非水系蓄电元件用粘结剂和非水系蓄电元件的制作方法_5

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电极密合 的状态下使用,也可以通过在溶剂未蒸发的期间使隔板与电极密合、之后使其干燥,或者通 过在电池组装后进行热压来使这些部件密合。
[0200][电池]
[0201]本发明涉及一种非水系蓄电元件,其包含在表面具有使用含有本发明的粘结剂的 组合物形成的涂层的电极和/或隔板和/或集电体。另外,本发明涉及一种非水系蓄电元件, 其包含使用含有本发明的粘结剂的组合物形成的活性物质层的电极。非水系蓄电元件的制 造可以利用公知的方法进行。另外,对于非水系蓄电元件,可以使电解液浸渗到涂层中而赋 予离子传导性,或者也可以使涂层本身具有离子传导性,制成固体电解质膜并组装到电池 中。
[0202]实施例
[0203]以下使用实施例对本发明进行具体说明,但本发明并不限定于这些实施例。在没 有声明的情况下,份、%的表示为质量份或质量%。
[0204][聚合物的制作]
[0205][实施例1]
[0206](以丁基乙烯基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的制作)
[0207]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的乙酸乙烯酯(关东化学制造)1〇质量份、丁基乙烯基醚(东京化成制造)1质量份、作 为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质量份、作 为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后,在70°C加 热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪乙烯基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进行冷却, 加入甲醇l〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/ 丁基乙烯基醚)的共聚物甲醇溶 液。该溶液直接用于随后的反应。
[0208](以丁基乙烯基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的水解)
[0209]准备具备搅拌机、氮气球的500ml的三颈烧瓶,加入聚(乙酸乙烯酯/ 丁基乙烯基 醚)共聚物甲醇溶液。向三颈烧瓶内注入纯度为99.99%的氮气30分钟,使三颈烧瓶体系内 为氮气气氛。向其中加入28%甲醇钠甲醇溶液(和光纯药制造)10质量份,在室温搅拌12小 时。反应进行通过用FT-IR追踪乙酰基(1730(31^ 1)来确认。反应结束后,加入离子交换水 100ml并均匀搅拌。
[0210]之后,加入预先用离子交换水充分清洗的离子交换树脂(产品名:SK-1BH、三菱树 脂制造)30ml和离子交换树脂(产品名:SA-10A0H、三菱树脂制造)60ml,在室温搅拌2小时。 [0211] 之后,利用尼龙网(产品名:尼龙网200、T0KY0 SCREEN制造)去除离子交换树脂,将 滤液移至500ml茄形瓶中,利用旋转蒸发器将溶剂甲醇和离子交换水减压蒸馏除去,由此得 到作为目标物质的聚(乙烯醇/丁基乙烯基醚)的共聚物。共聚物的乙烯醇单元数与丁基乙 烯基醚单元数的比例为10:1,数均分子量为50000。
[0212][实施例2]
[0213](以丁基烯丙基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的制作)
[0214]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的乙酸乙烯酯(关东化学制造)1〇质量份、丁基烯丙基醚(东京化成制造)1质量份、作 为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质量份、作 为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后,在70°C加 热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪烯丙基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进行冷却, 加入甲醇1 〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/丁基烯丙基醚)的共聚物甲醇溶 液。该溶液直接用于随后的反应。
[0215](以丁基烯丙基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的水解)
[0216]与实施例1的以丁基乙烯基醚作为起始物质的聚合物的水解同样地进行反应,由 此得到作为目标物质的聚(乙烯醇/丁基烯丙基醚)的共聚物。共聚物的乙烯醇单元与丁基 稀丙基醚单兀的比例为10:1,数均分子量为50000。
[0217][实施例3]
[0218](以2-乙基己基乙烯基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的制作)
[0219]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的乙酸乙烯酯(关东化学制造)1〇质量份、2-乙基己基乙烯基醚(东京化成制造)1质 量份、作为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质 量份、作为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后, 在70°C加热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪乙烯基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进 行冷却,加入甲醇1 〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/2-乙基己基乙烯基醚)的 共聚物甲醇溶液。该溶液直接用于随后的反应。
[0220](以2-乙基己基乙烯基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的水解)
[0221] 与实施例1的以丁基乙烯基醚作为起始物质的聚合物的水解同样地进行反应,由 此得到作为目标物质的聚(乙烯醇/2-乙基己基乙烯基醚)的共聚物。共聚物的乙烯醇单元 与2-乙基己基乙烯基醚单元的比例为10:1,数均分子量为40000。
[0222] [实施例4]
[0223](以1-己烯作为起始物质的含烷基聚合物的制作)
[0224]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的乙酸乙烯酯(关东化学制造)1〇质量份、1-己烯(东京化成制造)1质量份、作为热自 由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质量份、作为溶剂 的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后,在70°C加热搅拌 2小时。反应进行通过用FT-IR追踪烯烃基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进行冷却,加入甲 醇100ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/己烯)的共聚物甲醇溶液。该溶液直接用 于随后的反应。
[0225] (以1-己烯作为起始物质的含烷基聚合物的水解)
[0226] 与实施例1的以丁基乙烯基醚作为起始物质的聚合物的水解同样地进行反应,由 此得到作为目标物质的聚(乙烯醇/己烯)的共聚物。共聚物的乙烯醇单元与己烯单元的比 例为10:1,数均分子量为40000。
[0227] [实施例5]
[0228](以环己基乙烯基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的制作)
[0229]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的乙酸乙烯酯(关东化学制造)1〇质量份、环己基乙烯基醚(东京化成制造)1质量份、 作为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质量份、 作为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后,在70°C 加热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪乙烯基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进行冷 却,加入甲醇l〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/环己基乙烯基醚)的共聚物甲 醇溶液。该溶液直接用于随后的反应。
[0230](以环己基乙烯基醚作为起始物质的含氧烷基聚合物的水解)
[0231] 与实施例1的以丁基乙烯基醚作为起始物质的聚合物的水解同样地进行反应,由 此得到作为目标物质的聚(乙烯醇/环己基乙烯基醚)的共聚物。共聚物的乙烯醇单元与环 己基乙烯基醚单元的比例为10:1,数均分子量为40000。
[0232] [实施例6]
[0233](以乙基乙烯基硫醚作为起始物质的含硫代烷基聚合物的制作)
[0234]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的、乙酸乙稀酯(关东化学制造)10质量份、乙基乙烯基硫醚(东京化成制造)1质量 份、作为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质量 份、作为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后,在 70°C加热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪乙烯基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进行 冷却,加入甲醇1 〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/乙基乙烯基硫醚)的共聚物 甲醇溶液。该溶液直接用于随后的反应。
[0235] (以乙基乙烯基硫醚作为起始物质的含硫代烷基聚合物的水解)
[0236] 与实施例1的以丁基乙烯基醚作为起始物质的聚合物的水解同样地进行反应,由 此得到作为目标物质的聚(乙烯醇/乙基乙烯基硫醚)的共聚物。共聚物的乙烯醇单元与乙 基乙烯基硫醚单元的比例为10:1,数均分子量为50000。
[0237] [参考例7]
[0238](以丙烯酸正丁酯作为起始物质的聚合物的制作)
[0239]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的乙酸乙烯酯(关东化学制造)1〇质量份、丙烯酸正丁酯(东京化成制造)1质量份、作 为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质量份、作 为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后,在70°C加 热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪乙烯基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进行冷却, 加入甲醇l〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/丙烯酸正丁酯)的共聚物甲醇溶 液。该溶液直接用于随后的反应。
[0240](以丙烯酸正丁酯作为起始物质的聚合物的水解)
[0241]与实施例1的利用溶液聚合的聚合物的水解同样地进行了反应,但是乙酸乙烯酯 单元的乙酰基发生脱离,同时丙烯酸正丁酯单元的正丁基也发生脱离,无法得到作为目标 的聚(乙烯醇/丙烯酸正丁酯)。
[0242][参考例8]
[0243](以N-正丁基丙烯酰胺作为起始物质的聚合物的制作)
[0244]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将作为共聚物 的单体的乙酸乙烯酯(关东化学制造)1〇质量份、N-正丁基丙烯酰胺(东京化成制造)1质量 份、作为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和光纯药制造)0.01质量 份、作为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从而均匀混合。之后,在 70°C加热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪乙烯基(HOOcnf 1)来确认。反应结束后进行 冷却,加入甲醇l〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚(乙酸乙烯酯/N-正丁基丙烯酰胺)的共聚 物甲醇溶液。该溶液直接用于随后的反应。
[0245](以N-正丁基丙烯酰胺作为起始物质的聚合物的水解)
[0246]与实施例1的利用溶液聚合的聚合物的水解同样地进行了反应,但是乙酸乙烯酯 单元的乙酰基发生脱离,同时正丁基丙烯酰胺单元的一部分正丁基发生脱离,无法得到作 为目标的聚(乙烯醇/正丁基丙烯酰胺)。
[0247][比较例1]
[0248](以乙酸乙烯酯作为起始物质的聚合物的制作)
[0249]准备具备搅拌机、温度计、回流冷却管的500ml的玻璃制三颈烧瓶,将乙酸乙烯酯 (关东化学制造)11质量份、作为热自由基引发剂的AIBN(试剂名:2,2'_偶氮二(异丁腈)、和 光纯药制造)〇.01质量份、作为溶剂的甲醇1.3ml加入至三颈烧瓶中,在室温搅拌10分钟,从 而均匀混合。之后,在70°C加热搅拌2小时。反应进行通过用FT-IR追踪乙烯基(HOOcnf1)来 确认。反应结束后进行冷却,加入甲醇l〇〇ml将反应物溶解,从而得到聚乙酸乙烯酯的甲醇 溶液。该溶液直接用于随后的反应。
[0250](以乙酸乙烯酯作为起始物质的聚合物的水解)
[0251] 与实施例1的以丁基乙烯基醚作为起始物质的聚合物的水解同样地进行反应,由 此得到作为目标物质的聚乙烯醇。
[0252] [耐热涂层用组合物的制作]
[0253] 在实施例9~14、参考例15~17、比较例2~3中,示出含有聚合物的耐热涂层用组 合物的制作方法。
[0254] [实施例9]
[0255] 向100L聚丙烯制罐中加入离子交换水10L和氧化铝颗粒10kg,搅拌12小时而制作 了 50%分散液。利用网孔为20μπι的尼龙网过滤分散液,加入工序中除去的水,制作出包含 50 %氧化铝颗粒(平均粒径0.5μπι)的分散液。
[0256] 向上述分散液50kg中加入水20kg,向其中加入实施例1中制作的聚(乙烯醇/丁基 乙烯基醚)200g,并搅拌6小时使其溶解,得到组合物1。需要说明的是,在组合物中,除溶剂 外的成分中的氧化铝的含量为96.1质量%。
[0257] [实施例10~14]
[0258]代替聚(乙烯醇/ 丁基乙烯基醚)200g而使用表1所示的聚合物200g,除此以外与实 施例9同样地,得到组合物2~6作为实施例10~14。在组合物中,除溶剂外的成分中的氧化 铝的含量均为96.1质量%。
[0259][参考例15~16]
[0260]代替聚(乙烯醇/ 丁基乙烯基醚)200g而使用表1所示的聚合物200g,除此以外与实 施例9同样地欲制备组合物,但聚合物在溶液内发生凝聚,一部分形成了结块,因此无法制 备组合物。
[0261] [参考例 17]
[0262] (氧化铝浆料9的制作)
[0263] 与实施例9同样地制作了包含50%氧化铝颗粒(平均粒径0.5μπι)的分散液。
[0264] (组合物9的混配)
[0265] 向上述分散液50kg中加入水20kg,向其中加入参考例7中得到的聚(乙烯醇/丙烯 酸丁酯)200g并搅拌6小时,结果产生凝聚,一部分形成了结块,因此无法制备组合物。
[0266] [比较例2]
[0267] 代替聚(乙烯醇/ 丁基乙烯基醚)200g而使用表1所示的聚合物200g,除此以外与实 施例9同样地,得到组合物10作为比较例2。
[0268] [比较例3]
[0269] 向100L聚丙烯制罐中加入N-甲基吡咯烷酮10L和氧化铝颗粒(平均粒径0.5μπι) 1 〇kg,搅拌12小时而制作了 50 %分散液。利用网孔为20μπι的尼龙网过滤分散液,加入工序中 除去的Ν-甲基吡咯烷酮,制作出包含50%氧化铝颗粒的分散液。
[0270]向上述分散液50kg中加入Ν-甲基吡咯烷酮20kg,向其中加入聚偏二氟乙烯 (KUREHA制造)200g,搅拌6小时使其溶解,得到组合物11作为比较例3。需要说明的是,在组 合物中,除溶剂外的成分中的氧化铝的含量为96.1质量%。
[0271][表 1]
[0273] *参考例7中的进行水解前的聚合物
[0274] 参考例8中的进行水解前的聚合物
[0275] ***参考例7中的水解后的聚合物
[0276] 接下来,对使用组合物1~6、10和11的制造锂离子二次电池的方法进行说明。
[0277] [锂二次电池的制作(在负极形成涂层)]
[0278] 实施例18~23和比较例4~5是使用了负极、正极和隔板的锂离子二次电池,其中, 使用组合物在该负极形成了涂层。
[0279][实施例18]
[0280](正极的制造)
[0281] 在带有冷却夹套的10L行星式搅拌机中,加入PVdF(聚偏二氟乙烯)的15%NMP溶液 (株式会社KUREHA制造:KUREHA KF P0LYMER#1120)520份、钴酸锂(简称= 1X0)(日本化学工 业株式会社制造:Cellseed C-5H) 1140份、乙炔黑(电气化学工业株式会社制造:DENKA BLACK HS-100)120份、NMP 5400份,冷却至液温不超过30°C,同时搅拌至变得均匀(活性物 质层用组合物1)。将其以宽度180_、厚度200μπι涂布于乳制铝集电体(日本制箱株式会社制 造:宽度300mm、厚度20μπι)上,使用130°C的暖风炉干燥30秒。以530kgf/cm的线性压力对其 进行辊压。压制后的正极活性物质层
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