特許 7470048 リチウムイオン電池製造で使用するための溶媒システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-09

(45)【発行日】2024-04-17

(54)【発明の名称】リチウムイオン電池製造で使用するための溶媒システム

(51)【国際特許分類】

   H01M 4/139 20100101AFI20240410BHJP

   H01M 4/13 20100101ALI20240410BHJP

   H01M 4/62 20060101ALI20240410BHJP

【ＦＩ】

H01M4/139

H01M4/13

H01M4/62 Z

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020556223

(86)(22)【出願日】2018-04-27

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-10-14

(86)【国際出願番号】 CN2018084773

(87)【国際公開番号】W WO2019205080

(87)【国際公開日】2019-10-31

【審査請求日】2021-04-13

【審判番号】

【審判請求日】2023-01-18

(73)【特許権者】

【識別番号】502141050

【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー

(73)【特許権者】

【識別番号】520048263

【氏名又は名称】ダウ ケミカル コリア リミテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100099759

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 篤

(74)【代理人】

【識別番号】100123582

【弁理士】

【氏名又は名称】三橋 真二

(74)【代理人】

【識別番号】100092624

【弁理士】

【氏名又は名称】鶴田 準一

(74)【代理人】

【識別番号】100114018

【弁理士】

【氏名又は名称】南山 知広

(74)【代理人】

【識別番号】100117019

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100108903

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 和広

(74)【代理人】

【識別番号】100128495

【弁理士】

【氏名又は名称】出野 知

(72)【発明者】

【氏名】チャン、シン

(72)【発明者】

【氏名】チャン、チー

(72)【発明者】

【氏名】レン、ホア

(72)【発明者】

【氏名】ム－、チェンハイ

(72)【発明者】

【氏名】キム、ウンキュウ

(72)【発明者】

【氏名】大場 薫

(72)【発明者】

【氏名】キム、チョンチョル

【合議体】

【審判長】井上 信一

【審判官】山本 章裕

【審判官】須原 宏光

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－１６４９９３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

H01M 4/00-4/62

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リチウムイオン電池のカソードまたはアノードを作製するプロセスであって、前記プロセスが、活物質、導電剤、バインダーポリマー、および溶媒のスラリーを形成するステップを含み、前記溶媒が、本質的に式１の第１の化合物のうちの１つ以上であって、

【化1】

式中、Ｒ_１およびＲ_２が、水素またはＣ１－４直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシであり、Ｒ_３が、Ｃ１－１０直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルコキシであるが、但しＲ_１およびＲ_２が、両方とも水素ではない、式１の第１の化合物のうちの１つ以上であって、Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルブチルアミドおよびこれらの混合物からなる群から選ばれたもの、あるいは
式２の第２の化合物のうちの１つ以上であって、

【化2】

式中、Ｒ_２’が、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる２～９個の環炭素原子であり、Ｒ_１’が、Ｃ２－８直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルコキシである、式２の第２の化合物のうちの１つ以上、あるいは
式４の第４の化合物のうちの１つ以上であって、

【化3】

式中、Ｒ_１’’’が、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる５～９個の環炭素であり、Ｒ_２’’’が、水素またはＣ１－３直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシである、式４の第４の化合物のうちの１つ以上から本質的になる、プロセス。

【請求項2】

前記溶媒が、式１の化合物からなる、請求項１に記載のプロセス。

【請求項3】

前記溶媒が、Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミドである、請求項２に記載のプロセス。

【請求項4】

前記溶媒が、式２の化合物からなる、請求項１に記載のプロセス。

【請求項5】

前記溶媒が、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミドである、請求項２に記載のプロセス。

【請求項6】

前記溶媒が、式４の化合物からなる、請求項１に記載のプロセス。

【請求項7】

前記溶媒が、Ｎ，Ｎ－ジメチルブチルアミドである、請求項２に記載のプロセス。

【請求項8】

前記バインダーポリマーが、ポリフッ化ビニリデンである、請求項１～７のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項9】

リチウムイオン電池のカソードまたはアノードを作製するプロセスであって、前記プロセスが、活物質、導電剤、バインダーポリマー、および３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド溶媒からなるスラリーを形成するステップを含むプロセス。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、二次電池としても知られる充電式電池、例えば、リチウムイオン電池の製造において有用な環境に優しい溶媒（「エコ溶媒」）に関する。

【背景技術】

【0002】

電気自動車およびポータブル電子デバイスの大幅な成長により、充電式電池、特に様々なタイプのリチウムイオン電池の需要が増加している。小型軽量の現代のトレンドでは、これらの充電式電池が高いエネルギー密度を有するだけでなく、環境にも優しいことが要求される。環境に配慮した要件は、電池製品自体だけでなく、それが作製される製造プロセスにも適用される。

【0003】

Ｎ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）は現在、リチウムイオン電池の製造に使用するのに最適な溶媒である。ＮＭＰは、スラリーが活物質（例えば、コバルト酸リチウム）、導電剤（例えば、カーボンブラック）、およびバインダーポリマー（例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ））から作製されるプロセスのステップで使用される。ＮＭＰは、ＰＶＤＦを溶解し、得られた溶液を使用して、活物質および導電剤をスラリー化する。ＮＭＰは、ＰＶＤＦを容易に溶解し、揮発性および引火点が低く、熱安定性が高く、極性が高く、かつ非プロトン性の非腐食性である。しかしながら、その毒性の問題に加えて、ＮＭＰは、沸点が高いため、スラリーをカソードまたはアノードのホイルに塗布すると、蒸発によってスラリーからそれを完全に除去するために比較的高い温度が必要になる。最終電池製品に少量のＮＭＰ残留物が残っていても、電池が電気自動車または携帯電話）などの民生用デバイスで使用されている場合、安全性の問題を引き起こす場合がある。

【発明の概要】

【0004】

一実施形態では、リチウムイオン電池のカソードまたはアノードを作製するプロセスが提供され、このプロセスは、活物質、導電剤、バインダーポリマー、および溶媒のスラリーを形成するステップを含み、溶媒は、本質的に式１の第１の化合物のうちの１つ以上であって、

【化1】

式中、Ｒ_１およびＲ_２は、水素またはＣ１－４直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシであり、Ｒ_３は、Ｃ１－１０直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルコキシであるが、但しＲ_１およびＲ_２は、両方とも水素ではない、式１の第１の化合物のうちの１つ以上、あるいは
式２の第２の化合物のうちの１つ以上であって、

【化2】

式中、Ｒ_２’は、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる２～９個の環炭素原子であり、Ｒ_１’は、Ｃ２－８直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシである、式２の第２の化合物のうちの１つ以上、あるいは
式３の第３の化合物のうちの１つ以上であって、

【化3】

式中、Ｒ_１”およびＲ_２”は、水素またはＣ１－２アルキルもしくはアルコキシであり、Ｒ_３”は、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる２～４個の環炭素であり、Ｒ_４”は、水素またはＣ１－３直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシである、式３の第３の化合物のうちの１つ以上、あるいは
式４の第４の化合物のうちの１つ以上であって、

【化4】

式中、Ｒ_１’’’は、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる５～９個の環炭素であり、Ｒ_２’’’は、水素またはＣ１－３直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシである、式４の第４の化合物のうちの１つ以上から本質的になる。

【図面の簡単な説明】

【0005】

【図1】活物質、導電剤、およびバインダーからのカソードおよびアノードスラリーの形成においてＮＭＰが溶媒として使用されるリチウムイオン電池を作製するための従来の製造プロセスを説明するブロックフロー図である。

【発明を実施するための形態】

【0006】

定義
米国特許実務の目的のため、任意の参照される特許、特許出願、または公開の内容は、特に定義の開示（本開示に具体的に提供されるあらゆる定義と矛盾しない程度に）および当該技術分野における一般的知識に関して、それらの全体が参照により組み込まれる（またはその同等の米国版が参照によりそのように組み込まれる）。

【0007】

本明細書に開示される数値範囲は、下限値から上限値（これら上限値および下現値を含む）までのすべての値を含む。範囲が明示的な値（例えば、１～７）を含む場合、任意の２つの明示的な値の間の任意の部分範囲が含まれる（例えば、１～２、２～６、５～７、３～７、５～６など）。

【0008】

「活物質」および同様の用語は、リチウムイオン電池の文脈で使用される場合、リチウムイオンの供給源であるか、またはリチウムイオンを受容および受け取ることができる物質を意味する。リチウムイオンセルのカソードの文脈では、活物質は、リチウムイオンの供給源、例えば、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどである。リチウムイオンセルのアノードの文脈では、活物質は、リチウムイオンの受容体、例えば、グラファイトである。活物質は、典型的には、１００ナノメートル～１００マイクロメートルの直径を有する非常に小さな粒子の形態である。

【0009】

「アルコキシ」は、－ＯＺ^１ラジカルを指し、代表的なＺ^１には、アルキル、置換アルキル、シクロアルキル、置換シクロアルキル、ヘテロシクロアルキル、置換ヘテロシクロアルキル、シリル基、およびそれらの組み合わせが含まれる。好適なアルコキシラジカルには、例えば、メトキシ、エトキシ、ベンジルオキシ、ｔ－ブトキシなどが含まれる。関連用語は、「アリールオキシ」であり、代表的なＺ^１には、アリール、置換アリール、ヘテロアリール、置換ヘテロアリール、およびそれらの組み合わせが含まれる。好適なアリールオキシラジカルの例には、フェノキシ、置換フェノキシ、２－ピリジノキシ、８－キナリノキシなどが含まれる。

【0010】

「アルキル」は、飽和した線状、環状、または分岐の炭化水素基を指す。好適なアルキル基の非限定的な例には、例えば、メチル、エチル、ｎ－プロピル、ｉ－プロピル、ｎ－ブチル、ｔ－ブチル、ｉ－ブチル（または２－メチルプロピル）などが含まれる。一実施形態では、アルキルは、１～２０個の炭素原子を有する。

【0011】

「アノード」および同様の用語は、リチウムイオン電池の文脈で使用される場合、放電サイクルにおける負極を意味する。アノードは、放電中に電池内で酸化が起こる電極であり、すなわち電子が解放されて電池から流れ出す。

【0012】

「電池」および同様の用語は、すぐに使用できるセルまたはセルアセンブリの集合を意味する。電池は、典型的には、適切なハウジング、電気的相互接続、および場合によってはセルを制御して故障、例えば、火災、熱暴走、爆発、充電の喪失などから保護するための電子機器を含有する。最も単純な電池は、単一セルである。電池は、一次、すなわち非充電式および二次、すなわち充電式であり得る。

【0013】

「バインダーポリマー」および同様の用語は、リチウムイオン電池の文脈で使用される場合、リチウムイオン電池の電極内に活物質粒子を一緒に保持して、電極と接点との間の強力な接続を維持するポリマーを意味する。バインダーポリマーは、通常、放電、充電、および保管中にリチウムイオン電池内で接触する物質に対して不活性である。

【0014】

「カソード」および同様の用語は、リチウムイオン電池の文脈で使用される場合、放電サイクルにおける正極を意味する。リチウムイオン電池中のリチウムは、正極にある。カソードは、放電中に電池内で還元が起こる電極である。

【0015】

「セル」および同様の用語は、電極、セパレータ、および電解質を含有する基本的な電気化学ユニットを意味する。

【0016】

「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する」という用語、およびそれらの派生語は、任意の追加の構成要素、ステップ、または手順が、具体的に開示されているか否かに関わらず、それらの存在を除外するよう意図されない。疑義が生じないようにするために、「含む」という用語の使用を通じて主張されるすべての組成物は、相反する記載がない限り、ポリマーであるか、ポリマーでないかに関わらず、任意の追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含み得る。

【0017】

「導電剤」および同様の用語は、リチウムイオン電池の文脈で使用される場合、セルの電極間のイオンの流れを促進する物質を意味する。炭素系化合物および材料、例えば、アセチレンブラック、カーボンナノチューブ、炭素系ポリマーなどは、リチウムイオン電池で使用される典型的な導電剤である。

【0018】

対照的に、「本質的に～からなる」という用語は、操作性に必須ではないものを除いて、あらゆる後続の記載の範囲から、任意の他の構成要素、ステップ、または手順を除外する。「からなる」という用語は、明確に描写またはリストされていない任意の構成要素、工程、または手順を除外する。「または」という用語は、特に明記しない限り、列挙されたメンバーを個別に、ならびに任意の組み合わせで指す。単数形の使用には、複数形の使用が含まれ、逆の場合も同じである。

【0019】

「電解質」および同様の用語は、リチウムイオン電池の文脈で使用される場合、セパレータを通じてアノードからカソードに、またその逆に、正に帯電したリチウムイオンを運ぶ物質を意味する。

【0020】

相反して述べられていないか、文脈から暗黙的であるか、または当該技術分野で習慣的でない限り、すべての部分およびパーセントは、重量に基づき、すべての試験方法は、本開示の出願日の時点で最新のものである。

【0021】

「リチウムイオン電池」および同様の用語は、リチウムイオンが放電中に負極から正極に移動し、充電時に元に戻る充電式（すなわち、二次）電池を意味する。リチウムイオン電池は、非－充電式リチウム電池（一次電池としても知られる）で使用される金属リチウムとは対照的に、インターカレートリチウム化合物を１つの電極材料として使用する。イオンの移動を可能にする電解質および２つの電極は、リチウムイオン電池セルを構成する構成要素である。

【0022】

「セパレータ」および同様の用語は、リチウムイオン電池の文脈で使用される場合、アノードとカソードとを物理的に分離する薄い多孔性膜を意味する。セパレータの主な機能は、セル内でのリチウムイオンの輸送を促進しながら、アノードとカソードとの間の物理的な接触を防ぐことである。セパレータは、典型的には、リチウムイオンの通過を可能にするように設計された孔径を有する単純なプラスチックフィルム、例えば、ポリエチレンもしくはポリプロピレン、またはセラミックである。

【0023】

「溶媒」および同様の用語は、別の物質（すなわち、溶質）を溶解させて、分子レベルまたはイオンサイズレベルで本質的に均一に分散する混合物（すなわち、溶液）を形成することができる物質を意味する。

【0024】

リチウムイオン電池のための製造プロセス
図１は、ＮＭＰが溶媒として使用されるリチウムイオン電池のための従来の製造プロセスのフロー図を示す。ＮＭＰは、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）のようなバインダーポリマーを溶解するための溶媒として使用され、その後導電剤、活物質、および他の添加剤のスラリーを形成するために使用される。代替的なバインダーポリマーには、セルロースならびにスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）グラフェンおよび／またはフラーレンが含まれるが、これらに限定されない。導電剤には、カーボンブラック、カーボンナノチューブが含まれるが、これらに限定されない。活物質には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、ニッケルマンガン酸コバルトリチウム（ＬｉＮｉＭｎＣｏＯ_２またはＮＭＣ）、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（ＬｉＮｉＣｏＡｌＯ_２）、およびチタン酸リチウム（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）が含まれるが、これらに限定されない。次いで、スラリーをホイル、典型的にはカソードにはアルミニウム、アノードには銅上にコーティングし、次いで、コーティングされたホイルを乾燥させる。

【0025】

乾燥プロセス（典型的には、オーブン内）では、ＮＭＰは、残留物なしに蒸発し、乾燥したホイルは、５０～２００マイクロメートルの厚さを有し、バインダーポリマー、導電剤、活性物質、および他の添加剤を含む乾燥したスラリーである固体成分を含む微細フィルムを備える。次いで、乾燥したホイルを、取り付けできるカレンダー機でカレンダー掛けし、次いでリールに収集する。最終的には、カソードおよびアノードのフィルムが組み合わされて電極スタックになり、電解質を追加してセルが完成する。

【0026】

溶媒
本開示の実施において使用される溶媒は、図１に示されるようなリチウムイオン電池製造プロセスにおけるＮＭＰの代替溶媒である。これらの溶媒は、本明細書にさらに記載されるような式１、２、３、または４の化合物のうちの１つ以上からなる、または本質的にそれらからなる。一実施形態では、溶媒は、式１、２、３、または４の任意の化合物のうちの１つのみからなる。一実施形態では、溶媒は、式１、２、３、または４の任意の２つの化合物の混合物からなる。一実施形態では、溶媒は、式１、２、３、または４の任意の３つの化合物の混合物からなる。一実施形態では、溶媒は、式１、２、３、または４の４つすべての化合物の混合物からなる。溶媒が、式１、２、３、または４の２つ以上の化合物の混合物からなるそれらの実施形態では、混合物中の化合物のいずれか１つの量は、混合物の重量の１～９９、または１０～９０、または２０～８０、または３０～７０、または４０～６０重量パーセント（重量％）の範囲であり得る。一実施形態では、溶媒の混合物中の各溶媒は、混合物中の他の溶媒のそれぞれの２０、または１５、または１０、または５、または３、または１重量％以内の量で存在する。

【0027】

一実施形態では、本開示の実施形態の実施において使用される溶媒は、式１の化合物からなる。

【化5】

式中、Ｒ_１およびＲ_２は、水素またはＣ１－４直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシであり、Ｒ_３は、Ｃ１－１０直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルコキシであるが、但しＲ_１およびＲ_２は、両方とも水素ではない。

【0028】

一実施形態では、使用される溶媒は、式１の２つ以上の化合物からなる。一実施形態では、式１の溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド（ＤＭＰＡ）、Ｎ，Ｎ－ジエチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ－ジプロピルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ－ジブチルプロピオンアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルエチルプロピオンアミド、および３－ブトキシ－Ｎ－メチルプロピオンアミドのうちの１つ以上である。一実施形態では、式１の溶媒は、ＤＭＰＡである。

【0029】

一実施形態では、本開示の実施形態の実施において使用される溶媒は、式２の化合物からなる。

【化6】

式中、Ｒ_２’は、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる２～９個の環炭素原子であり、Ｒ_１’は、Ｃ２－８直鎖または分岐鎖アルキルまたはアルコキシである。

【0030】

一実施形態では、使用される溶媒は、式２の２つ以上の化合物からなる。一実施形態では、式２の溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド（ＤＥＡＣ）およびＮ－エチル－ε－カプロラクタムのうちの１つ以上である。一実施形態では、式２の溶媒は、ＤＥＡＣである。

【0031】

一実施形態では、本開示の実施形態の実施において使用される溶媒は、式３の化合物からなる。

【化7】

式中、Ｒ_１”およびＲ_２”は、水素またはＣ１－２アルキルもしくはアルコキシであり、Ｒ_３”は、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる２～４個の環炭素であり、Ｒ_４”は、水素またはＣ１－３直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシである。

【0032】

一実施形態では、使用される溶媒は、式３の２つ以上の化合物からなる。一実施形態では、式３の溶媒は、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド（Ｍ３ＤＭＰＡ）およびＮ－アセチルモルホリンのうちの１つ以上である。一実施形態では、式３の溶媒は、Ｍ３ＤＭＰＡである。

【0033】

一実施形態では、本開示の実施形態の実施において使用される溶媒は、式４の化合物からなる。

【化8】

式中、Ｒ_１’’’は、それぞれがＣ１－２アルキルまたはアルコキシ分岐を有することができる５～９個の環炭素であり、Ｒ_２’’’は、水素またはＣ１－３直鎖もしくは分岐鎖アルキルもしくはアルコキシである。

【0034】

一実施形態では、使用される溶媒は、式４の２つ以上の化合物からなる。一実施形態では、式４の溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルブチルアミド（ＤＭＡＡ）およびＮ－プロピオニル－ε－カプロラクタムのうちの１つ以上である。一実施形態では、式４の溶媒は、ＤＭＡＡである。

【0035】

本開示の実施形態の実施において使用される個々の溶媒は、周囲条件（２３℃および大気圧）で液体である既知の化合物であり、一般に市販されている。式１、２、３、もしくは４のいずれかの２つ以上の溶媒、または式１、２、３、もしくは４の２つ以上の溶媒の混合物を形成するために、個々の溶媒は、従来の混合装置および標準的なブレンディングプロトコルを使用して、互いに簡単に混合することができる。個々の溶媒は、同時を含む任意の順序で互いに添加することができる。

【0036】

溶媒は、エコ溶媒であり、すなわち、それらは、ＮＭＰに関連する毒物学の問題を有さないか、または低減したレベルで有する。一実施形態では、溶媒は、リチウムイオン電池のための製造プロセスにおけるＮＭＰの代替品として意図されている。したがって、それらは、そのようなプロセス（例えば、図１に示されるプロセスなど）でＮＭＰが使用されるのと同じように使用される。典型的には、このプロセスは、バインダーを溶媒で溶解し、次いで溶解したバインダー、活物質、および導電剤からスラリーを形成するステップを含む。次いで、スラリーをホイルに塗布し、ホイルを乾燥させ、その間に溶媒が蒸発により除去される。

【0037】

本開示の実施形態の実施において使用される溶媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド（ＤＭＰＡ）、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド（ＤＥＡＣ）、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド（Ｍ３ＤＭＰＡ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルブチルアミド（ＤＭＡＡ）、および／またはそれらの混合物を含むが、これらに限定されない。これらの溶媒は、ＮＭＰよりも速くバインダーポリマーを溶解することができ、それにより、電池の製造効率を改善することができる。本開示の実施形態の実施において使用される溶媒に基づくバインダーポリマー溶液はまた、ＮＭＰに基づくバインダーポリマー溶液よりも低い粘度を示し、それにより、電池の製造効率も改善する。さらに、本開示の実施形態に従って使用される溶媒の多くは、ＮＭＰよりも低い沸点およびより高い蒸発速度を有し、これは、それらがより低いエネルギー消費でより速く蒸発することができ、残る残留物がより少ないことを意味する。ＮＭＰは、典型的にはリサイクルされるので、本開示の実施形態の実施において使用される溶媒は、それらのより低い沸点およびより高い蒸発速度により、リサイクルがより容易であり、電池製造プロセスにとって全体的なコストの節約になる。

【0038】

一例として、これに限定されないが、本開示のいくつかの実施形態を以下の実施例で詳細に説明する。

【実施例】

【0039】

材料
バインダーポリマーは、Ｋｕｒｅｈａから入手可能なポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）であるＫＵＲＥＨＡ（商標）７２００であった。

【0040】

溶媒は、Ｎ－メチル－２－ピロリドン（Ｓｉｎｏｐｈａｒｍａ、９９％）、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド（Ｘｉｎｘｉｎｇ Ｃｈｅｍｉｃａｌ、９９．５％）、３－メトキシ－Ｎ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド（Ｔｉａｎｈｕａ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ、９８％）、およびＮ，Ｎ－ジメチルプロピオンアミド（ＸＩｎｇｘｉｎ、９９．５％）であった。

【0041】

試験手順
９５グラム（ｇ）の比較または発明の溶媒サンプルを別々のビーカーに入れ、６０℃に加熱する。５ｇのＰＶＤＦ粉末を計量し、個々の加熱した溶媒に添加する。溶媒とＰＶＤＦとの混合物をビーカー内で６０℃で撹拌し、ＰＶＤＦが溶媒に完全に溶解した時間を記録する。次いで、ＰＶＤＦ溶液をブルックフィールド粘度計（ｎｏ．＃６２スピンドル）で試験する。結果を表１に報告する。

【表1】

【0042】

発明のサンプルＤＭＰＡおよびＭ３ＤＭＰＡは、バインダーＰＶＤＦの溶解速度が速いため、電池製造のための製造効率が改善し得る。ＮＭＰと比較して、本発明の溶媒はまた、ＰＶＤＦを溶解した後、はるかに低い粘度を示す。電池製造者は、スラリー配合物中の溶媒使用レベルを低減でき、これにより製造コストを節約することができる。本発明のサンプル（Ｍ３ＤＭＰＡを除く）は、ＮＭＰよりも低い沸点およびより高い蒸発速度を有し、したがって、それらは、乾燥プロセス中により低い温度で蒸発させることができる。それらはまた、製造プロセスのためのコストの節約を意味する低いエネルギー消費でリサイクルすることができる。

【0043】

本開示が、本明細書に含有される実施形態および例示に限定されないが、以下の特許請求の範囲内にある実施形態の一部、および異なる実施形態の要素の組み合わせを含むこれらの実施形態の修正された形態を含むことが明確に意図される。

【図1】