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特表2025-505074接着剤及びその製造方法、及びセパレータ、電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置

書誌要約請求の範囲詳細な説明課題実施例実施するための形態図面の説明

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2025-02-21

(54)【発明の名称】接着剤及びその製造方法、及びセパレータ、電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置

(51)【国際特許分類】

H01M 50/449 20210101AFI20250214BHJP

H01M 50/443 20210101ALI20250214BHJP

H01M 50/426 20210101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

H01M50/449

H01M50/443 B

H01M50/443 E

H01M50/426

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023570237

(86)(22)【出願日】2023-06-13

(85)【翻訳文提出日】2023-11-13

(86)【国際出願番号】 CN2023099986

(87)【国際公開番号】W WO2024146077

(87)【国際公開日】2024-07-11

(31)【優先権主張番号】202310010451.2

(32)【優先日】2023-01-04

(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】524304976

【氏名又は名称】香港時代新能源科技有限公司

【氏名又は名称原語表記】ＣＯＮＴＥＭＰＯＲＡＲＹＡＭＰＥＲＥＸＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（ＨＯＮＧＫＯＮＧ）ＬＩＭＩＴＥＤ

【住所又は居所原語表記】ＬＥＶＥＬ１９，ＣＨＩＮＡＢＵＩＬＤＩＮＧ，２９ＱＵＥＥＮ’ＳＲＯＡＤＣＥＮＴＲＡＬ，ＣＥＮＴＲＡＬ，ＣＥＮＴＲＡＬＡＮＤＷＥＳＴＥＲＮＤＩＳＴＲＩＣＴ，ＨＯＮＧＫＯＮＧ，ＣＨＩＮＡ

(74)【代理人】

【識別番号】110003177

【氏名又は名称】弁理士法人旺知国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】洪 ▲海▼▲藝▼

(72)【発明者】

【氏名】李雷

(72)【発明者】

【氏名】程 ▲曉▼楠

(72)【発明者】

【氏名】▲楊▼ 建瑞

(72)【発明者】

【氏名】汪 ▲鵬▼

(72)【発明者】

【氏名】▲鄭▼ ▲義▼

(72)【発明者】

【氏名】▲孫▼ 成▲棟▼

【テーマコード（参考）】

5H021

【Ｆターム（参考）】

5H021CC03

5H021CC04

5H021EE03

5H021EE06

5H021EE10

5H021HH01

5H021HH03

(57)【要約】

本出願は、電池技術分野に関し、特に接着剤及びその製造方法、及びこの接着剤を含むセパレータ、電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置に関する。接着剤は、コア層構造と、コア層構造の表面に設けられるシェル層構造とを含み、コア層構造は、ポリフッ化ビニリデンポリマーを含み、シェル層構造は、ポリアクリレート系ポリマーを含み、ポリフッ化ビニリデンがホモポリマーであり、結晶度が約５０％であり、接着力が不足するため、本出願は、ポリアクリレート系ポリマーでポリフッ化ビニリデンポリマーを被覆し、コアシェル構造の接着剤を得ることによって、コアシェル構造の接着剤におけるポリフッ化ビニリデンポリマーの結晶度を改善し、コアシェル構造の接着剤の接着性能を向上させることを実現し、この接着剤によってセパレータと極板との間の接着力を向上させる。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接着剤であって、コア層構造と、前記コア層構造の表面に設けられるシェル層構造とを含み、前記シェル層構造は、ポリアクリレート系ポリマーを含み、前記コア層構造は、ポリフッ化ビニリデンポリマーを含む、接着剤。

【請求項2】

前記シェル層構造は、複数のケースを含み、複数の前記ケースは、前記コア層構造の表面に間隔をおいて設置される、請求項１に記載の接着剤。

【請求項3】

前記ポリフッ化ビニリデンポリマーと前記ポリアクリレート系ポリマーとの質量比は、（２～１００）：１であり、選択的に（１０～８０）：１である、請求項１又は２に記載の接着剤。

【請求項4】

前記接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍ－５０μｍであり、選択的に７μｍ－８μｍである、請求項１から３のいずれか１項に記載の接着剤。

【請求項5】

前記ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーは、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の接着剤。

【請求項6】

前記第一の重合柔軟性モノマーと、前記第二の重合極性モノマーと、前記第三の重合分子量調整モノマーとのモル比は、１：（０．０１～０．８）：（０．０１～０．１５）であり、選択的に１：（０．０５～０．７）：（０．０５～０．１２）である、請求項５に記載の接着剤。

【請求項7】

前記第一の重合柔軟性モノマーの構造には、エステル結合が含有され、前記第二の重合極性モノマーの構造には、シアノ基が含有され、前記第三の重合分子量調整モノマーは、アミド結合を含有する、請求項５又は６に記載の接着剤。

【請求項8】

前記第一の重合柔軟性モノマーは、アクリレート系モノマーであり、前記第二の重合極性モノマーは、アクリロニトリル系モノマーであり、前記第三の重合分子量調整モノマーは、アクリルアミド系モノマーである、請求項５から７のいずれか１項に記載の接着剤。

【請求項9】

前記アクリレート系モノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ－ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｓｅｃ－ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、アクリル酸ｎ－プロピル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸－２－エチルヘキシル、アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、アクリル酸－２－ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸－２－エチルヘキシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸－２－ヒドロキシエチルとメタクリル酸－２ヒドロキシプロピルのうちの少なくとも一つを含み、
及び／又は、前記アクリロニトリル系モノマーは、アクリロニトリルとメタクリロニトリルとのうちの少なくとも一つを含み、
及び／又は、前記アクリルアミド系モノマーは、アクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミドとＮ－ブトキシメタクリルアミドのうちの少なくとも一つを含む、請求項８に記載の接着剤。

【請求項10】

前記ポリフッ化ビニリデンポリマーは、フッ化ビニリデンポリマー、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－ペンタフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－パーフルオロブテン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロクロロエチレン共重合体又はフッ化ビニリデン－フッ化ビニル共重合体のうちの少なくとも一つを含む、請求項１から９のいずれか１項に記載の接着剤。

【請求項11】

接着剤の製造方法であって、
水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に加え、攪拌し、反応圧力で加熱して重合反応し、シードエマルジョンを得、予備とするステップと、
水、乳化剤とポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、シェル層モノマープレエマルジョンを得、予備とするステップと、
前記シェル層モノマープレエマルジョン、開始剤を前記シードエマルジョンに投入し、攪拌、加熱して反応させ、コアシェル構造の接着剤を得るステップとを含む、接着剤の製造方法。

【請求項12】

前記ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量と前記ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量との比は、（２～１００）：１であり、選択的に（１０～８０）：１である、請求項１１に記載の接着剤の製造方法。

【請求項13】

前記ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーは、フッ化ビニリデンを含み、
又は、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーは、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、トリフルオロプロピレン、パーフルオロブテン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、フッ化ビニルのうちの少なくとも一つを含む、請求項１１又は１２に記載の接着剤の製造方法。

【請求項14】

請求項１から１０のいずれか１項に記載の接着剤又は請求項１１から１３のいずれか１項に記載の接着剤の製造方法によって製造された接着剤を含む、セパレータ。

【請求項15】

請求項１４に記載のセパレータを含む、電極アセンブリ。

【請求項16】

請求項１５に記載の電極アセンブリを含む、電池セル。

【請求項17】

請求項１６に記載の電池セルを含む、電池。

【請求項18】

請求項１６に記載の電池セル又は請求項１７に記載の電池を含む、電力消費装置。

【発明の詳細な説明】

【関連出願の相互参照】

【0001】

本出願は、２０２３年０１月０４日に提出された、出願番号が２０２３１００１０４５１．２である中国特許出願の優先権を主張しており、その内容のすべては、援用により本出願に取り込まれる。

【技術分野】

【0002】

本出願は、電池技術分野に関し、特に接着剤及びその製造方法、及びセパレータ、電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置に関する。

【背景技術】

【0003】

携帯型電子機器、電気自動車などの急速な増加に伴い、動力電池の需要に対しても絶えずに増えている。ここで、電池の電気化学性能もますます注目を集めている。

【0004】

現在、電池の電池コアは、開口の問題があり、即ち、極板とセパレータとの間には隙間が容易に形成され、それによって電池サイクル性能が悪くなる。

【発明の概要】

【0005】

本出願は、主に接着剤を提供することを目的としており、この接着剤によってセパレータと極板との間の接着力を向上させ、電池のサイクル性能を向上させることを意図する。

【0006】

上記目的を実現するために、本出願は、接着剤を提供し、前記接着剤は、コア層構造と、前記コア層構造の表面に設けられるシェル層構造とを含み、前記シェル層構造は、ポリアクリレート系ポリマーを含み、前記コア層構造は、ポリフッ化ビニリデンポリマーを含む。

【0007】

本出願の接着剤は、コア層構造と、コア層構造の表面に設けられるシェル層構造とを含み、コア層構造は、ポリフッ化ビニリデンポリマーを含み、シェル層構造は、ポリアクリレート系ポリマーを含み、ポリフッ化ビニリデンがホモポリマーであり、結晶度が約５０％であり、接着力が不足するため、本出願は、ポリアクリレート系ポリマーでポリフッ化ビニリデンポリマーを被覆し、コアシェル構造の接着剤を得ることによって、コアシェル構造の接着剤におけるポリフッ化ビニリデンポリマーの結晶度を改善し、コアシェル構造の接着剤の接着性能を向上させることを実現し、この接着剤によってセパレータと極板との間の接着力を向上させる。

【0008】

選択的に、前記シェル層構造は、複数のケースを含み、複数の前記ケースは、前記コア層構造の表面に間隔をおいて設置される。

【0009】

ポリアクリレート系ポリマーからなるケースは、コア層構造の表面に連続的に被覆されているのではなく、コア層構造の表面に間隔をおいて付着しており、ラズベリー状の構造に類似している。理解できるように、シェル層構造が複数のケースからなることに相当し、隣接するケースの間には、隙間が存在し、隙間の部位で、コア層構造の表面が露出することができ、このように、ポリフッ化ビニリデンポリマーコア層構造が露出し、コア層構造が比較的に良い接着性も有するため、ケースの間に露出したコア層構造も接着性能を補強することができ、且つ、ラズベリー状のコアシェル構造は、シェル層を完全に被覆したコア層の構造に比べて、より大きな比表面積を有し、このように、接着機能を有する表面構造は、より多く接着作用を果たすことができる。

【0010】

選択的に、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーと前記ポリアクリレート系ポリマーとの質量比は、（２～１００）：１であり、選択的に（１０～８０）：１である。

【0011】

上記に言及されたラズベリー状の構造のコアシェル構造を得るために、ポリフッ化ビニリデンポリマーの質量がポリアクリレート系ポリマーの質量よりも大きく、コア層構造の質量をシェル層構造の質量よりも大きくし、コア層構造の表面にシェル層構造が完全に被覆されないようにし、それによってコア層構造の表面に一部の構造が露出し、それによって上記ラズベリー状の構造のコアシェル構造を得る。ここで、コア層構造の質量は、シェル層構造の質量よりも大きく、コア層構造とシェル層構造との質量比は、（２～１００）：１であってもよく、上記（２～１００）：１において、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び２：１、１０：１、２０：１、３０：１、４０：１、５０：１、６０：１、７０：１、８０：１、９０：１、１００：１などを含むが、それらに限らない。

【0012】

選択的に、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーと前記ポリアクリレート系ポリマーとの質量比は、（１０～８０）：１である。

【0013】

上記に言及されたラズベリー状の構造のコアシェル構造を得るために、ポリフッ化ビニリデンポリマーの質量がポリアクリレート系ポリマーの質量よりも大きく、コア層構造の質量をシェル層構造の質量よりも大きくし、コア層構造の表面にシェル層構造が完全に被覆されないようにし、それによってコア層構造の表面に一部の構造が露出し、それによって上記ラズベリー状の構造のコアシェル構造を得る。ここで、コア層構造の質量は、シェル層構造の質量よりも大きく、コア層構造とシェル層構造との質量比は、（１０～８０）：１であってもよく、上記（１０～８０）：１において、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び１０：１、２０：１、３０：１、４０：１、５０：１、６０：１、７０：１、８０：１などを含むが、それらに限らない。

【0014】

選択的に、前記接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍ－５０μｍであり、選択的に７μｍ－８μｍである。

【0015】

理論的には、本出願における接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍを下回ってもよく、５０μｍを上回ってもよいが、本出願の接着剤がセパレータに用いられることを考慮すると、接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、大きすぎたり小さすぎたりすることができず、接着剤が小さすぎると、セパレータの穴道を塞ぎやすく、リチウムイオンのセパレータにおける通過性を低減させ、接着剤が大きすぎると、接着剤をセパレータに塗覆する時、厚いコーティングが形成され、後期に製造される電池のエネルギー密度に影響を与えるため、接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍ－５０μｍであり、上記０．５μｍ－５０μｍにおいて、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び０．５μｍ、１μｍ、５μｍ、１０μｍ、１５μｍ、２０μｍ、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍなどを含むが、それらに限らない。

【0016】

選択的に、前記接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、７μｍ－８μｍである。

【0017】

接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０が７μｍ－８μｍである場合、得られたセパレータの性能は、優れており、上記７μｍ－８μｍにおいて、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び７μｍ、７．５μｍ、８μｍなどを含むが、それらに限らない。

【0018】

選択的に、前記ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーは、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとを含む。

【0019】

本出願におけるポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーは、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとを含み、三種類のモノマーを架橋反応させて、ポリマーを得ることにより、ポリマーの分子量とガラス化転移温度を制御することができ、それによって接着剤の接着性能を改善する。

【0020】

選択的に、前記第一の重合柔軟性モノマーと、前記第二の重合極性モノマーと、前記第三の重合分子量調整モノマーとのモル比は、１：（０．０１～０．８）：（０．０１～０．１５）であり、選択的に１：（０．０５～０．７）：（０．０５～０．１２）である。

【0021】

第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとのモル比が１：（０．０１～０．８）：（０．０１～０．１５）である場合、接着剤の接着効果が優れており、上記１：（０．０１～０．８）：（０．０１～０．１５）において、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び１：０．０１：０．０１、１：０．１：０．０１、１：０．４：０．０１、１：０．８：０．０１、１：０．０１：０．０５、１：０．０１：０．１、１：０．０１：０．１５、１：０．１：０．０１、１：０．１：０．０５、１：０．１：０．１５、１：０．４：０．０１、１：０．４：０．０５、１：０．４：０．１５、１：０．８：０．０１、１：０．８：０．０５、１：０．８：０．１５などを含むが、それらに限らない。

【0022】

選択的に、前記第一の重合柔軟性モノマーと、前記第二の重合極性モノマーと、前記第三の重合分子量調整モノマーとのモル比は、１：（０．０５～０．７）：（０．０５～０．１２）である。

【0023】

第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとのモル比が１：（０．０５～０．７）：（０．０５～０．１２）である場合、接着剤の接着効果が優れており、上記１：（０．０５～０．７）：（０．０５～０．１２）において、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び１：０．０５：０．０５、１：０．１：０．０５、１：０．４：０．０５、１：０．７：０．０５、１：０．１：０．０５、１：０．１：０．１、１：０．１：０．１２などを含むが、それらに限らない。

【0024】

選択的に、前記第一の重合柔軟性モノマーの構造には、エステル結合が含有され、前記第二の重合極性モノマーの構造には、シアノ基が含有され、前記第三の重合分子量調整モノマーは、アミド結合を含有する。

【0025】

エステル結合は、分子鎖の柔軟性を向上させることができ、シアノ基は、モノマーの極性を向上させることができ、アミド結合は、極性を有し、水素結合を形成しやすく、接着性を向上させることができる。第一の重合柔軟性モノマーの構造にエステル結合が含有され、第二の重合極性モノマーの構造にシアノ基が含有され、第三の重合分子量調整モノマーがアミド結合を含有することにより、上記三種類のモノマーを重合して得られたポリマーは、ポリマーの分子量とガラス化転移温度を制御することができ、それによって接着剤の接着性能を改善する。

【0026】

選択的に、前記第一の重合柔軟性モノマーは、アクリレート系モノマーであり、前記第二の重合極性モノマーは、アクリロニトリル系モノマーであり、前記第三の重合分子量調整モノマーは、アクリルアミド系モノマーである。

【0027】

アクリレート系モノマーは、ポリマーの耐膨潤性を向上させることができるとともに、分子セグメントにおける柔軟性モノマーセグメントとしてポリマーのガラス化転移温度を調整し、接着剤の塗布時の靱性を改善することができ、良好な接着作用を発揮することに寄与する。アクリロニトリル系モノマーは、極性の強いシアノ基を有し、イオン伝導率を向上させ、接着性を向上させることに寄与する。アクリルアミド系モノマーは、分子量を調整する役割を果たすとともに、比較的に良い接着性も有する。上記三種類のモノマーによって製造して得られたポリマーは、ポリマーの分子量とガラス化転移温度を制御することができ、それによって接着剤の接着性能を改善する。

【0028】

選択的に、前記アクリレート系モノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ－ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｓｅｃ－ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、アクリル酸ｎ－プロピル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸－２－エチルヘキシル、アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、アクリル酸－２－ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸－２－エチルヘキシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸－２－ヒドロキシエチルとメタクリル酸－２ヒドロキシプロピルのうちの少なくとも一つを含み、
及び／又は、前記アクリロニトリル系モノマーは、アクリロニトリルとメタクリロニトリルとのうちの少なくとも一つを含み、
及び／又は、前記アクリルアミド系モノマーは、アクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミドとＮ－ブトキシメタクリルアミドのうちの少なくとも一つを含む。

【0029】

アクリレート系モノマーに基づけば、接着剤の接着性の改善に寄与し、アクリレート系モノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ－ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｓｅｃ－ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、アクリル酸ｎ－プロピル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸－２－エチルヘキシル、アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、アクリル酸－２－ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸－２－エチルヘキシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸－２－ヒドロキシエチルとメタクリル酸－２ヒドロキシプロピルのうちの少なくとも一つを含んでもよく、即ち、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーには、上記の一つのアクリレート系モノマーが含まれてもよく、上記の複数のアクリレート系モノマーが含まれてもよく、具体的に限定しない。

【0030】

アクリロニトリル系モノマーに基づけば、接着剤の接着性の改善に寄与し、アクリロニトリル系モノマーは、アクリロニトリルとメタクリロニトリルとのうちの少なくとも一つを含み、即ち、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーには、上記の一つのアクリロニトリル系モノマーが含まれてもよく、上記の複数のアクリロニトリル系モノマーが含まれてもよく、具体的に限定しない。

【0031】

アクリルアミド系モノマーに基づけば、接着剤の接着性の改善に寄与し、アクリルアミド系モノマーは、アクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミドとＮ－ブトキシメタクリルアミドのうちの少なくとも一つを含み、即ち、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーには、上記の一つのアクリルアミド系モノマーが含まれてもよく、上記の複数のアクリルアミド系モノマーが含まれてもよく、具体的に限定しない。

【0032】

選択的に、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーは、フッ化ビニリデンポリマー、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－ペンタフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－パーフルオロブテン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロクロロエチレン共重合体又はフッ化ビニリデン－フッ化ビニル共重合体のうちの少なくとも一つを含む。

【0033】

ポリフッ化ビニリデンポリマーは、良好な耐化学薬品性と耐腐食性を有することに加えて、耐高温性、耐酸化性、耐候性、耐放射線性などの特殊性能、例えば圧電性、誘電性、と熱電特性も有し、リチウムイオン電池セパレータによく用いられる。

【0034】

本出願に使用されるポリフッ化ビニリデンポリマーは、フッ化ビニリデンポリマー、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－ペンタフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－パーフルオロブテン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロクロロエチレン共重合体又はフッ化ビニリデン－フッ化ビニル共重合体のうちの少なくとも一つを含み、即ち、ポリフッ化ビニリデンポリマーは、上記の一つのポリフッ化ビニリデンポリマーを含んでもよく、上記の複数のポリフッ化ビニリデンポリマーを含んでもよく、具体的に限定しない。

【0035】

本出願は、接着剤の製造方法をさらに提供し、
水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に加え、攪拌し、反応圧力で加熱して重合反応し、シードエマルジョンを得、予備とするステップと、
水、乳化剤とポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、シェル層モノマープレエマルジョンを得、予備とするステップと、
前記シェル層モノマープレエマルジョン、開始剤と水を前記シードエマルジョンに投入し、攪拌、加熱して反応させ、コアシェル構造の接着剤を得るステップとを含む。

【0036】

本出願は、乳化重合の方式でまずコア層のポリフッ化ビニリデンポリマーのシードエマルジョンを得、そして乳化重合の方式で、コア層構造の表面にシェル層のポリアクリレート系ポリマーを製造し、最終的にコアシェル構造を有する接着剤を形成する。

【0037】

選択的に、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量と前記ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量との比は、（２～１００）：１であり、選択的に（１０～８０）：１である。

【0038】

上記に言及されたラズベリー状の構造のコアシェル構造を得るために、コア層構造の質量をシェル層構造の質量よりも大きくし、コア層構造の表面にシェル層構造が完全に被覆されないようにし、それによってコア層構造の表面に一部の構造が露出し、それによって上記ラズベリー状の構造のコアシェル構造を得る。ここで、コア層構造の質量は、シェル層構造の質量よりも大きく、コア層構造とシェル層構造との質量比は、（２～１００）：１であってもよく、上記（２～１００）：１において、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び２：１、１０：１、２０：１、３０：１、４０：１、５０：１、６０：１、７０：１、８０：１、９０：１、１００：１などを含むが、それらに限らない。

【0039】

選択的に、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量と前記ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量との比は、（１０～８０）：１である。

【0040】

上記に言及されたラズベリー状の構造のコアシェル構造を得るために、コア層構造の質量をシェル層構造の質量よりも大きくし、コア層構造の表面にシェル層構造が完全に被覆されないようにし、それによってコア層構造の表面に一部の構造が露出し、それによって上記ラズベリー状の構造のコアシェル構造を得る。ここで、コア層構造の質量は、シェル層構造の質量よりも大きく、コア層構造とシェル層構造との質量比は、（１０～８０）：１であってもよく、上記（１０～８０）：１において、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び１０：１、２０：１、３０：１、４０：１、５０：１、６０：１、７０：１、８０：１などを含むが、それらに限らない。

【0041】

選択的に、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーは、フッ化ビニリデンを含み、
又は、前記ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーは、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、トリフルオロプロピレン、パーフルオロブテン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、フッ化ビニルのうちの少なくとも一つを含む。

【0042】

ポリフッ化ビニリデンポリマーとは、フッ化ビニリデンをモノマーとするポリマーであり、なお、ポリフッ化ビニリデンポリマーのモノマーは、フッ化ビニリデンに加えて、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、トリフルオロプロピレン、パーフルオロブテン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、フッ化ビニルのうちの少なくとも一つをさらに含む。即ち、ポリフッ化ビニリデンポリマーは、フッ化ビニリデンのホモポリマーであってもよく、フッ化ビニリデンと他のフッ素含有エチレンとの共重合体であってもよく、具体的に限定しない。

【0043】

本出願の実施例は、セパレータを提供し、前記セパレータは、上記のような接着剤又は上記の接着剤の製造方法によって製造された接着剤を含む。

【0044】

セパレータ上には上記の接着剤が塗覆されており、極板と接着剤との間の接着性能を向上させ、従来の電池コアの予冷間プレスのプロセスの開口の問題を改善することができる。

【0045】

本出願の実施例は、電極アセンブリを提供し、前記電極アセンブリは、上記のセパレータを含む。

【0046】

電極アセンブリは、正極極板と、負極極板と、セパレータとを含み、この接着剤は、セパレータ上に塗覆され、それによって極板とセパレータとが接着され、極板とセパレータとの開口の問題が改善される。

【0047】

本出願の実施例は、電池セルを提供し、前記電池セルは、上記のような電極アセンブリを含む。

【0048】

上記電極アセンブリを電池セルに応用することで、電池セルの大治具のサイクル性能を向上させることができる。

【0049】

本出願の実施例は、電池を提供し、前記電池は、上記の電池セルを含む。

【0050】

本出願の実施例は、電力消費装置を提供し、前記電力消費装置は、上記の電池セル又は上記の電池を含む。

【図面の簡単な説明】

【0051】

本出願の実施例又は従来の技術における技術案をより明瞭に説明するために、以下は、実施例又は従来の技術記述において使用される必要のある図面を簡単に紹介し、自明なことに、以下の記述における図面は、ただ本出願のいくつかの実施例に過ぎず、当業者にとって、創造的な労力を払わない前提で、これらの図面に示す構造に基づいて他の図面を得ることもできる。

【図1】本出願の実施例による接着剤の製造方法のフローチャートである。

【図2】本出願の実施例による接着剤の製造方法のフローチャートである。

【図3】本出願の実施例による接着剤のコアシェル構造概略図である。

【図4】本出願の実施例による接着剤の走査電子顕微鏡図である。

【図5】本出願の実施例による電極アセンブリの概略図である。

【図6】図５に示す本出願の実施例による電極アセンブリの分解図である。

【図7】本出願の実施例による電池モジュールの概略図である。

【図8】本出願の実施例による電池パックの概略図である。

【図9】図８に示す本出願の実施例による電池パックの分解図である。

【図10】本出願の実施例による電力消費装置の概略図である。本出願の目的の実現、機能的特徴及び利点は、実施例を結び付けながら、図面を参照してさらに説明される。

【発明を実施するための形態】

【0052】

以下は、本出願の実施例における図面を結び付けながら、本出願の実施例における技術案を明瞭且つ完全に記述し、明らかに、記述された実施例は、ただ本出願の一部の実施例であり、すべての実施例ではない。本出願における実施例に基づき、当業者が創造的な労力を払わない前提で得られたすべての他の実施例は、いずれも本出願の保護範囲に属する。

【0053】

以下、図面を適当に参照しながら、本出願の接着剤及びその製造方法、及びこの接着剤を含むセパレータ、電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置を具体的に開示した実施の形態を詳細に説明する。しかしながら、必要のない詳細な説明を省略する場合がある。例えば、周知の事項に対する詳細な説明、実際に同じである構造に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に長くなることを回避し、当業者に容易に理解させるためである。なお、図面及び以下の説明は、当業者に本出願を十分に理解させるために提供するものであり、特許請求の範囲に記載されたテーマを限定するものではない。

【0054】

本出願に開示された「範囲」は、下限と上限の形式で限定され、与えられた範囲は、一つの下限と一つの上限を選定することで限定されるものであり、選定された下限と上限は、特定の範囲の境界を限定した。このように限定される範囲は、端値を含むか又は含まないものであってもよく、且つ任意の組み合わせが可能であり、即ち任意の下限は、任意の上限と組み合わせて、一つの範囲を形成することができる。例えば、特定のパラメータに対して６０－１２０と８０－１１０の範囲がリストアップされている場合、６０－１１０と８０－１２０の範囲も想定できると理解される。なお、最小範囲値として１と２がリストアップされており、最大範囲値として３、４及び５がリストアップされている場合、１－３、１－４、１－５、２－３、２－４と２－５という範囲がすべて想定できる。本出願では、特に断りのない限り、「ａ－ｂ」という数値範囲は、ａ～ｂの任意の実数の組み合わせの短縮表現を表し、ここで、ａとｂはいずれも実数である。例えば、数値範囲「０－５」は、本明細書においてすでに「０－５」の間のすべての実数をリストアップしたことを表し、「０－５」は、これらの数値の組み合わせの短縮表現だけである。また、あるパラメータが≧２の整数であると表現すると、このパラメータが例えば整数２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２などであることを開示していることに相当する。

【0055】

特に説明しない場合、本出願のすべての実施の形態及び選択的な実施の形態は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成することができる。

【0056】

特に説明しない場合、本出願のすべての技術的特徴及び選択的な技術的特徴は、互いに組み合わせて新たな技術案を形成することができる。

【0057】

特に説明しない場合、本出願のすべてのステップは、順番に行われてもよく、ランダムに行われてもよく、好ましくは、順番に行われる。例えば、前記方法がステップ（ａ）と（ｂ）とを含むことは、前記方法が、順番に行われるステップ（ａ）と（ｂ）とを含んでもよく、順番に行われるステップ（ｂ）と（ａ）とを含んでもよいことを表す。例えば、以上に言及された前記方法がステップ（ｃ）をさらに含んでもよいことは、ステップ（ｃ）が任意の順序で前記方法に追加されてもよいことを表し、例えば前記方法は、ステップ（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を含んでもよく、ステップ（ａ）、（ｃ）及び（ｂ）を含んでもよく、ステップ（ｃ）、（ａ）及び（ｂ）などを含んでもよい。

【0058】

特に説明しない場合、本出願に言及された「含む」と「包含」は、開放型を表し、閉鎖型であってもよい。例えば、前記「含む」と「包含」は、リストアップされていない他の成分をさらに含むか又は包含してもよく、リストアップされている成分のみを含むか又は包含してもよいことを表してもよい。

【0059】

特に説明しない場合、本出願では、用語である「又は」は包括的である。例を挙げると、「Ａ又はＢ」というフレーズは、「Ａ、Ｂ、又はＡとＢとの両方」を表す。より具体的には、Ａが真であり（又は存在し）且つＢが偽である（又は存在しない）条件と、Ａが偽である（又は存在しない）が、Ｂが真である（又は存在する）条件と、ＡとＢがいずれも真である（又は存在する）条件とのいずれも「Ａ又はＢ」を満たしている。

【0060】

電池の電池コアは、開口の問題があり、即ち、極板とセパレータとの間には隙間が容易に形成され、それによって電池サイクル性能が悪くなる。

【0061】

例えば、ポリフッ化ビニリデンは、最もよく使われる接着剤として、セパレータに広く応用されているが、現段階ではポリフッ化ビニリデンの価格上昇幅が激しく、市場供給が逼迫している。ポリフッ化ビニリデンポリマーをリチウム電池セパレータの表面に塗覆することで、セパレータの高温収縮性問題を部分的に解決することができ、電池コアを捲回した後に冷間プレスを行うが、一般的なポリフッ化ビニリデンがホモポリマーであり、結晶度が約５０％であり、正負極極板との接着力が不足しており、電池コアの開口問題がよく発生し、動力リチウムイオン電池の塗覆セパレータ性能に対する需要を満たすことができない。

【0062】

即ち、ポリフッ化ビニリデンポリマーを電池セパレータの表面に塗覆することで、セパレータの高温収縮性問題を部分的に解決することができ、電池コアを捲回した後に冷間プレスを行うが、一般的なポリフッ化ビニリデンがホモポリマーであり、結晶度が約５０％であり、正負極極板との接着力が不足しており、電池コアの開口問題がよく発生する。電池コアに開口が発生することによって極板とセパレータとの間に隙間が形成され、電池コア全体の構造が緩み、電池コアの硬度が低下し、電池コアのサイクル性能が悪くなる。

【0063】

電池コアは、正負極極板とセパレータとを接着して形成され、電池コアは、一定の硬度を有し、即ち、接着された正負極極板とセパレータとが互いに密着して支持され、一定の厚さを有する構造を形成するため、一定の厚さの構造は、一定の硬度を有し、負極が充放電中に膨張が発生し、接着力が弱いと、正負極極板とセパレータとの間に隙間が形成され、正負極極板とセパレータは、互いに密着して支持されることができず、電池コアが緩み、硬度が低くなり、この時、電池コアの動力性能が悪くなり、例えばレート性能が低下するとともに、サイクル性能が悪くなる。例えば、電気自動車では、電池の電池コアが緩み、電池の充電速度が遅くなるとともに、電池のサイクル性能が悪くなり、直接に電池寿命が短くなることを引き起こし、電気自動車は、頻繁に電池を交換する必要があり、消費者の電気自動車でのコストが増加する。

【0064】

これに基づいて、本出願は、接着剤を提供し、接着剤は、コア層構造と、コア層構造の表面に設けられるシェル層構造とを含み、シェル層構造は、ポリアクリレート系ポリマーを含み、コア層構造は、ポリフッ化ビニリデンポリマーを含む。

【0065】

接着剤とは、異なる物質を接着するための接着性能を有する材料である。

【0066】

コアシェル構造とは、中心のコアと外層を被覆するシェルからなるものである。

【0067】

コア層構造は、コアシェル構造において、内部に位置し、外層のシェルで被覆される構造をコア層構造とする。

【0068】

シェル層構造は、コアシェル構造において、外部に位置し、コア層構造の表面を被覆する構造をシェル層構造とする。

【0069】

ポリアクリレート系ポリマーは、アクリレート系をモノマーのポリマーとする。

【0070】

ポリフッ化ビニリデンポリマーは、フッ化ビニリデンをモノマーのポリマーとする。

【0071】

本出願は、ポリアクリレート系ポリマーでポリフッ化ビニリデンポリマーを被覆し、コアシェル構造の接着剤を得ることによって、コアシェル構造の接着剤におけるポリフッ化ビニリデンポリマーの結晶度を改善し、コアシェル構造の接着剤の接着性能を向上させることを実現し、この接着剤によってセパレータと極板との間の接着力を向上させる。本出願の接着剤により、接着性能が良く、極板の膨張中に極板とセパレータとが分離することがなく、電池コアの良好な硬度を維持し、電池コアの動力学性能とサイクル性能を向上させる。

【0072】

理論的には、結晶度の増加に伴い、分子鎖の配列が緊密で秩序があり、空隙率が低く、分子間の相互作用力が増加し、セグメントの運動が困難になり、ポリマーの降伏応力、強度、モジュラスと硬度などがいずれも向上するが、破断伸びと衝撃靱性が低下し、明らかに結晶化によりポリマーが硬く脆くなるとともに、接着性能も低下する。

【0073】

本出願は、ポリアクリレート系ポリマーでポリフッ化ビニリデンポリマーを被覆し、被覆されていないポリフッ化ビニリデンと比べて、本出願のコアシェル構造の接着剤全体の結晶度が低下し、接着性能が改善されており、このコアシェル構造の接着剤を使用することでセパレータと極板との間の接着力を向上させ、電池コアの開口の問題を回避することができる。同時に、結晶度が低下し、接着剤における分子構造の無秩序性が高くなり、空隙率が高くなり、さらにこの接着剤の液体への浸潤性を向上させ、この接着剤をセパレータ上に塗覆することで、セパレータの電解液への浸潤性を向上させ、電池のサイクル性能を向上させることに有利である。

【0074】

いくつかの実施の形態では、シェル層構造は、複数のケースを含み、複数のケースは、コア層構造の表面に間隔をおいて設置される。

【0075】

図３と図４に示すように、ポリアクリレート系ポリマーからなるケースは、コア層構造の表面に連続的に被覆されているのではなく、コア層構造の表面に間隔をおいて付着しており、ラズベリー状の構造に類似している。理解できるように、シェル層構造が複数のケースからなることに相当し、隣接するケースの間には、隙間が存在し、隙間の部位で、コア層構造の表面が露出することができ、このように、ポリフッ化ビニリデンポリマーコア層構造が露出し、コア層構造が比較的に良い接着性も有するため、ケースの間に露出したコア層構造も接着性能を補強することができ、且つ、シェル層構造がコア層構造を非連続的に被覆するものは、シェル層構造がコア層構造を完全に被覆するものに比べて、シェル層構造がコア層構造を非連続的に被覆するものは、より大きな比表面積を有し、このように、接着機能を有する表面構造は、より多く接着作用を果たすことができる。

【0076】

理解できるように、ポリフッ化ビニリデンポリマーコア層の表面の官能基とポリアクリレート系ポリマーシェル層は、架橋反応が発生せず、コア層とシェル層との間は、主にイオン結合メカニズムであり、イオン結合、ファンデルワールス力などの作用により、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーをポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー上に吸着させる。

【0077】

いくつかの実施の形態では、ポリフッ化ビニリデンポリマーとポリアクリレート系ポリマーとの質量比は、（２～１００）：１であり、選択的に（１０～８０）：１である。

【0078】

【0079】

いくつかの実施の形態では、コア層構造とシェル層構造との質量比は、（１０～８０）：１である。

【0080】

上記に言及されたラズベリー状の構造のコアシェル構造を得るために、ポリフッ化ビニリデンポリマーの質量がポリアクリレート系ポリマーの質量よりも大きく、コア層構造の質量をシェル層構造の質量よりも大きくし、コア層構造の表面にシェル層構造が完全に被覆されないようにし、それによってコア層構造の表面に一部の構造が露出し、それによって上記ラズベリー状の構造のコアシェル構造を得る。ここで、コア層構造の質量は、シェル層構造の質量よりも大きく、コア層構造とシェル層構造との質量比は、（１０～８０）：１であってもよく、上記（１０～８０）：１において、値は、この範囲の最小値及び最大値、及びこのような最小値と最大値との間の各値を含み、具体的な例は、実施例におけるポイント値及び１０：１、２０：１、３０：１、４０：１、５０：１、６０：１、７０：１、８０：１などを含むが、それらに限らない。

【0081】

質量比試験方法は、接着剤の製造過程において、反応過程で投入される、コア層構造を製造するためのモノマー質量をｍとして、シェル層構造を製造するためのモノマー質量をｎとして記録すると、コア層構造とシェル層構造との質量比は、ｍ：ｎである。

【0082】

いくつかの実施の形態では、接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍ－５０μｍであり、選択的に７μｍ－８μｍである。

【0083】

接着剤の体積平均粒Ｄｖ５０は、当分野に公知の方法を用いて試験することができる。例としては、ＧＢ／Ｔ１９０７７－２０１６を参照して、マルバーンマスターサイザーを用いて特徴付け試験を行い、例えばＭａｌｖｅｒｎのＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ－３０００などの機器を用いて試験を行うことができる。

【0084】

【0085】

いくつかの実施の形態では、接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、７μｍ－８μｍである。

【0086】

【0087】

いくつかの実施の形態では、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーは、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとを含む。

【0088】

柔軟性モノマーについて、柔軟性モノマーのホモポリマーガラス化温度は、剛性モノマーのホモポリマーガラス化温度よりも低く、柔軟性モノマーは、剛性基に対して、一定の柔軟性を有し、セグメントが自由に運動することができ、柔軟性モノマーは、セグメントポリマーのガラス化転移温度を調整し、接着剤の塗布時の靱性を改善することができ、良好な接着作用を発揮することに寄与する。

【0089】

極性モノマーは、モノマーに極性基が含有されるモノマーであり、極性モノマーは、ポリマーの接着性を向上させることに寄与する。

【0090】

分子量調整モノマーは、架橋反応に関与するモノマーであり、ポリマーの分子量を調整するために用いられ、接着剤の分子量が一定の範囲内にあることは、接着性を向上させることに寄与する。

【0091】

【0092】

改質されたポリマーの軟化点が純ポリフッ化ビニリデン系ポリマーよりも低く、電池コアが予冷間プレスを行う時、接着剤は、正負極極板とセパレータとの隙間内に十分に浸透することができ、即ち、極板とセパレータに隙間があり、接着性が隙間に浸透し、極板とセパレータとを効果的に接続し、接着剤が隙間から離脱しにくく、極板の膨張中に、接着剤は、靱性を有し、膨張時にも接着剤は、両者を効果的に接続することができ、接着剤は、その接着性能を十分に発揮できるようになり、さらに電池の動力学性能と大治具のサイクル性能を改善することに寄与する。

【0093】

ここで、軟化点とは、物質が軟化する温度である。高分子ポリマーの構造に関連するだけでなく、その分子量の大きさにも関連し、本出願では、第三の重合分子量調整モノマーによってポリマーの分子量を調整することにより、ポリマーの軟化点を改善する。

【0094】

ここで、大治具のサイクル性能は、電池コアの一つのサイクル機能的試験性能であり、試験過程において、電池コアに治具を加え、一定の力を用いて治具に与え、電池コアを押圧すると、電池コアが満充電になったら膨張が発生し、治具のクランプ力と膨張力の二重押圧で、電池コアが変形し、この試験は、電池コアの形状保持性能と耐圧性能を試験するために用いられ、本方案の接着剤を採用する場合、接着性能が良いため、電池コアの膨張が弱まり、電池コアの形状保持が比較的に良く、本出願の接着剤を採用する電池コアは、大治具の試験条件で、性能保持が比較的に良く、本方案の接着剤を採用して得られた電池コアが、変形保持性に優れることを説明し、電池コアを組み立てて電池を形成すると、電池コアが変形しにくいため、電池において電池コアを取り付けるための空間を節約することができ、このように、電池の体積をより小さくすることができる。従って、電池コアが変形しやすい場合、電池コア付近の構造を押圧することになり、この現象を回避するために、変形後の電池コアを収容するためにより大きな空間が必要となり、即ち、電池コアの変形部分を収容するために電池における空間を予約する必要があり、それによって、電池内の空間がより多く占有される。

【0095】

同時に、電池コアの大治具のサイクル性能が良いことは、電池コアのサイクル性能が良いことも説明し、例えば電池コアが膨張すると、極板とセパレータとの間の隙間が大きくなり、リチウムイオンが正負極を通過する経路が長くなり、サイクルが悪くなる。

【0096】

いくつかの実施の形態では、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとのモル比は、１：（０．０１～０．８）：（０．０１～０．１５）であり、選択的に１：（０．０５～０．７）：（０．０５～０．１２）である。

【0097】

モル比の試験方法は、接着剤の製造過程において、反応過程で投入されるシェル層構造を製造するための各種類のモノマーのモル数を記録し、ここで、各種類のモノマーのモル数は、各種類のモノマーの質量を各種類のモノマーの分子量で割ったものであり、第一の重合柔軟性モノマーのモル数をａ、第二の重合極性モノマーのモル数をｂ、第三の重合分子量調整モノマーのモル数をｃとして定義すると、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとのモル比は、ａ：ｂ：ｃである。

【0098】

第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとのモル比が１：（０．０１～０．８）：（０．０１～０．１５）である場合、接着剤の接着効果が優れており、例えば１：０．０１：０．０１、１：０．１：０．０１、１：０．４：０．０１、１：０．８：０．０１、１：０．０１：０．０５、１：０．０１：０．１、１：０．０１：０．１５、１：０．１：０．０１、１：０．１：０．０５、１：０．１：０．１５、１：０．４：０．０１、１：０．４：０．０５、１：０．４：０．１５、１：０．８：０．０１、１：０．８：０．０５、１：０．８：０．１５などであってもよく、具体的に限定しない。

【0099】

いくつかの実施の形態では、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとのモル比は、１：（０．０５～０．７）：（０．０５～０．１２）である。

【0100】

【0101】

いくつかの実施の形態では、第一の重合柔軟性モノマーの構造には、エステル結合（－ＣＯＯＲ（Ｒは、一般的にアルキル基などの他の非Ｈ基である））が含有され、第二の重合極性モノマーの構造には、シアノ基（－Ｃ三Ｎ）が含有され、第三の重合分子量調整モノマーは、アミド結合（－ＣＯ－ＮＨ－）を含有する。

【0102】

【0103】

いくつかの実施の形態では、第一の重合柔軟性モノマーは、アクリレート系モノマーであり、第二の重合極性モノマーは、アクリロニトリル系モノマーであり、第三の重合分子量調整モノマーは、アクリルアミド系モノマーである。

【0104】

アクリレート系モノマーは、ポリマーの耐膨潤性を向上させることができるとともに、分子セグメントにおける柔軟性モノマーセグメントとしてポリマーのガラス化転移温度を調整し、接着剤の塗布時の靱性を改善することができ、良好な接着作用を発揮することに寄与する。

【0105】

アクリロニトリル系モノマーは、極性の強いシアノ基を有し、イオン伝導率を向上させ、接着性を向上させることに寄与する。

【0106】

アクリルアミド系モノマーは、分子量を調整する役割を果たすとともに、比較的に良い接着性も有する。

【0107】

上記三種類のモノマーによって製造して得られたポリマーは、ポリマーの分子量とガラス化転移温度を制御することができ、それによって接着剤の接着性能を改善する。

【0108】

いくつかの実施の形態では、アクリレート系モノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ｎ－ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｓｅｃ－ブチル、アクリル酸ｔｅｒｔ－ブチル、アクリル酸ｎ－プロピル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸－２－エチルヘキシル、アクリル酸－２－ヒドロキシエチル、アクリル酸－２－ヒドロキシプロピル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ｎ－ブチル、メタクリル酸－２－エチルヘキシル、メタクリル酸イソボルニル、メタクリル酸ラウリル、メタクリル酸－２－ヒドロキシエチルとメタクリル酸－２ヒドロキシプロピルのうちの少なくとも一つを含み、及び／又は、アクリロニトリル系モノマーは、アクリロニトリルとメタクリロニトリルとのうちの少なくとも一つを含み、及び／又は、アクリルアミド系モノマーは、アクリルアミド、Ｎ－メチロールアクリルアミドとＮ－ブトキシメタクリルアミドのうちの少なくとも一つを含む。

【0109】

【0110】

【0111】

【0112】

いくつかの実施の形態では、ポリフッ化ビニリデンポリマーは、フッ化ビニリデンポリマー、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－ペンタフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン－パーフルオロブテン共重合体、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン－トリフルオロクロロエチレン共重合体又はフッ化ビニリデン－フッ化ビニル共重合体のうちの少なくとも一つを含む。

【0113】

【0114】

【0115】

図１に示すように、本出願は、接着剤の製造方法をさらに提供し、
水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に加え、攪拌し、反応圧力で加熱して重合反応し、シードエマルジョンを得、予備とするステップと、
水、乳化剤とポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、シェル層モノマープレエマルジョンを得、予備とするステップと、
シェル層モノマープレエマルジョン、開始剤と水をシードエマルジョンに投入し、攪拌、加熱して反応させ、コアシェル構造の接着剤を得るステップとを含む。

【0116】

【0117】

乳化重合について、乳化重合とは、モノマーが乳化剤と機械攪拌により、モノマーを水中に分散させてエマルジョンを形成し、さらに開始剤を添加してモノマー重合を開始することである。

【0118】

コアシェル構造とは、中心のコアと外層を被覆するシェルからなるものである。

【0119】

シードエマルジョンは、まず少量のモノマーを一般的な乳化重合法によりシードラテックスを製造し、そして少量のシードラテックスを、正式な乳化重合の処方に添加し、シードエマルジョンのラテックス粒子をコアとして、重合反応を行い、ラテックス粒子を絶えず成長させていく。

【0120】

プレエマルジョンとは、モノマーを予備乳化して得られた溶液であり、乳化とは、液体が極めて微小な液滴で相溶しない別の液体に均一に分散し、水、乳化剤とポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーを乳化剤の作用で水に分散させることである。

【0121】

乳化剤について、乳化剤とは、相溶しない油と水を、層状になりにくいエマルジョンに変換できるような物質である。乳化剤は、一般的にいくつかの親水性の極性基と疏水性（親油性）の非極性基の両方の性質を両立させる表面活性剤である。

【0122】

開始剤について、開始剤とは、モノマーの重合反応を開始させることができる物質である。例えば、ラジカル開始剤とは、熱によりラジカル（即ち一次ラジカル）に分解されやすいような化合物であり、エン系、ジエン系モノマーのラジカル重合と共重合反応を開始させるために用いられてもよい。

【0123】

記述の便宜上、上記接着剤の製造方法では、記載された段落の順序に従って、上記製造方法の過程をステップ１、ステップ２とステップ３と区分して定義し、当業者であれば理解できるように、具体的な実施例の上記方法では、各ステップの記載順序は、厳密な実行順序を意味して実施過程に対していかなる限定を構成するものではなく、各ステップの具体的な実行順序は、その機能と可能な内在論理によって決定されるべきである。

【0124】

ステップ１において、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、水と乳化剤を攪拌して分散させた後にエマルジョンを形成し、即ち乳化剤が水相においてミセルを形成し、大部分のミセルにモノマーを可溶化して、一定の圧力で、モノマーがミセルの反応系に入り、温度が上昇した条件で、開始剤は、ミセル内部でモノマーの重合を開始し、コア層シードエマルジョンを得、ステップ２において、水、乳化剤とポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、乳化剤と水を同様に分散させてエマルジョンを形成し、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーがミセルに入り、シェル層モノマープレエマルジョンを得、予備とし、ステップ３において、開始剤と水、及びステップ２で得られたシェル層モノマープレエマルジョンをステップ１で得られたシードエマルジョンに投入し、攪拌、加熱して反応させ、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーがコア層の表面にポリマーを形成するようにし、ポリアクリレート系ポリマーがポリフッ化ビニリデンポリマーのコア層構造の表面に付着し、コアシェル構造の接着剤を得、ステップ１において、ポリフッ化ビニリデンの分散重合及びコア化メカニズムは、オリゴマーコア化メカニズムに属し、同じ転化率で、開始剤又は乳化剤の含有量を増加させることによってより小さいポリフッ化ビニリデン系ラテックス粒子の粒径を得ることができる。

【0125】

ステップ１において、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーがガス状態であり、常圧ではミセルに入りにくいため、加圧の方式でガス状態のモノマーをミセルに入れ、反応を効率的に進行させる。

【0126】

ステップ１とステップ３における開始剤がモノマー重合を開始する機能を有するように変換するために一定の温度が必要であるため、ステップ１とステップ３は、いずれも加熱条件で行われる。

【0127】

同時に、ステップ３における水の質量が０以上であることは、ステップ３において、水を加えてもよく、水を加えなくてもよく、理解できるように、ステップ１とステップ２における水が十分に添加されている場合、即ち、ステップ１とステップ２で加えられた水により、ステップ１、ステップ２とステップ３の反応終了後の固形分が予め設定される範囲内になることが可能である場合、ステップ３において、水を加えなくてもよく、ステップ１とステップ２における水が十分に添加されていない場合、ステップ３において、反応後の粘度が大きくなり、反応レートが遅くなるのを防止するように、系の固形分を調整するために、一定量の水を添加する必要がある。

【0128】

理解できるように、ステップ１、ステップ２とステップ３における攪拌レートは、１０００ｒ／ｍｉｎ－５０００ｒ／ｍｉｎであり、例えば１０００ｒ／ｍｉｎ、２０００ｒ／ｍｉｎ、３０００ｒ／ｍｉｎ、４０００ｒ／ｍｉｎ、５０００ｒ／ｍｉｎなどであってもよく、具体的に限定しないとともに、攪拌時間は、６０ｍｉｎ±２０ｍｉｎであってもよく、この攪拌条件で、均一に乳化されたプレポリマーを得、予備とする。

【0129】

いくつかの実施の形態では、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量とポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量との比は、（２～１００）：１であり、選択的に（１０～８０）：１である。

【0130】

上記に言及されたラズベリー状の構造のコアシェル構造を得るために、コア層構造の質量をシェル層構造の質量よりも大きくし、コア層構造の表面にシェル層構造が完全に被覆されないようにし、それによってコア層構造の表面に一部の構造が露出し、それによって上記ラズベリー状の構造のコアシェル構造を得る。ここで、コア層構造の質量は、シェル層構造の質量よりも大きく、コア層構造とシェル層構造との質量比は、（２～１００）：１であってもよく、例えば２：１、１０：１、２０：１、３０：１、４０：１、５０：１、６０：１、７０：１、８０：１、９０：１、１００：１などであってもよく、具体的に限定しない。

【0131】

いくつかの実施の形態では、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に加え、攪拌し、反応圧力で加熱して重合反応し、シードエマルジョンを得、予備とするステップにおいて、反応容器内の酸素ガスを除去し、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、攪拌し、反応圧力で、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、シードエマルジョンを得、予備とするステップを含む。

【0132】

重合中に酸素ガスが重合禁止剤として重合反応に影響を与えることを考慮すると、そのため、反応容器内の酸素ガスを除去する必要があり、例えばステップ１を行う前に、反応容器内の酸素ガスを除去してもよく、例えば反応容器に窒素ガスを導入することにより酸素ガスを置換し、酸素ガスを除去した後、さらに水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、攪拌し、反応圧力で、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、シードエマルジョンを得、予備としてもよい。

【0133】

いくつかの実施の形態では、反応容器内の酸素ガスを除去し、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、攪拌し、反応圧力で、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、シードエマルジョンを得、予備とするステップにおいて、水、乳化剤、開始剤を反応容器に投入し、攪拌し、反応容器内の酸素ガスを除去し、さらにポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、攪拌し、反応圧力で、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、シードエマルジョンを得、予備とするステップを含む。

【0134】

まず水、乳化剤と開始剤を反応容器に投入し、攪拌し、さらにポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを添加することで、モノマー乳化をより十分にすることができることを考慮するため、シードエマルジョンを製造するステップは、水、乳化剤、開始剤を反応容器に投入し、攪拌し、反応容器内の酸素ガスを除去し、さらにポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、反応圧力で、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、シードエマルジョンを得、予備とするステップであってもよい。

【0135】

いくつかの実施の形態では、反応容器内の酸素ガスを除去し、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、攪拌し、反応圧力で、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、シードエマルジョンを得、予備とするステップにおいて、反応容器内の酸素ガスを除去し、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、反応容器内の反応圧力を３．０ＭＰ～４ＭＰに制御し、攪拌し、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、反応容器内の圧力が３．０ＭＰに低下した場合、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを投入し続け、反応容器内の圧力を３．０ＭＰ～４ＭＰに制御し、反応が終了するまで、シードエマルジョンを得、予備とするステップを含む。

【0136】

ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーがガスであることを考慮すると、重合反応が進行する過程において、反応容器内のモノマーが絶えず消費され、反応容器内の圧力が絶えず低下し、圧力が一定値まで低下すると、モノマーが溶液系に入ってミセル内に到着して反応することが困難になるため、反応容器における圧力を一定の範囲値に制御し、モノマーが反応に効果的に関与することを保証する必要があり、そのため、シードエマルジョンを製造するステップは、反応容器内の酸素ガスを除去し、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に投入し、反応容器内の反応圧力を３．０ＭＰ～４ＭＰに制御し、攪拌し、７５±１０℃に昇温し、重合反応を行い、反応容器内の圧力が３．０ＭＰに低下した場合、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを投入し続け、反応容器内の圧力を３．０ＭＰ～４ＭＰに制御し、反応が終了するまで、シードエマルジョンを得、予備とするステップであってもよい。

【0137】

圧力が低すぎると反応レートが遅くなり、圧力が高すぎるとエネルギー消費が多いとともに、反応が激しくなることを考慮するため、反応圧力の制御範囲は、３．０ＭＰ～４ＭＰであり、例えば３．０ＭＰ、３．５ＭＰ、４ＭＰなどであってもよく、具体的に限定しない。

【0138】

いくつかの実施の形態では、シェル層モノマープレエマルジョン、開始剤と水をシードエマルジョンに投入し、攪拌し、加熱して反応させ、接着剤を得るステップにおいて、水をシードエマルジョンに投入し、攪拌し、シェル層モノマープレエマルジョンと開始剤を１０ｍｌ／ｍｉｎ～５００ｍｌ／ｍｉｎのレートでシードエマルジョンに投入し、９０℃±１０℃まで加熱し、３０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌して反応させ、接着剤を得るステップを含む。

【0139】

シェル層モノマープレエマルジョンと開始剤を一緒に反応容器に投入して爆発重合を引き起こすことを回避するために、一定の滴下レートでシェル層モノマープレエマルジョンと開始剤を反応容器に投入することを採用し、滴下レートは、１０ｍｌ／ｍｉｎ、５０ｍｌ／ｍｉｎ、１００ｍｌ／ｍｉｎ、１５０ｍｌ／ｍｉｎ、２００ｍｌ／ｍｉｎ、２５０ｍｌ／ｍｉｎ、３００ｍｌ／ｍｉｎ、３５０ｍｌ／ｍｉｎ、４００ｍｌ／ｍｉｎ、４５０ｍｌ／ｍｉｎ、５００ｍｌ／ｍｉｎなどであってもよく、具体的に限定しない。同時に反応を効果的に進行させるために、反応中に、９０℃±１０℃まで加熱し、開始剤に重合反応を開始させ、３０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌して反応させ、接着剤を得る。

【0140】

いくつかの実施の形態では、水をシードエマルジョンに投入し、攪拌し、シェル層モノマープレエマルジョンと開始剤を１０ｍｌ／ｍｉｎ～５００ｍｌ／ｍｉｎのレートでシードエマルジョンに投入し、９０℃±１０℃まで加熱し、３０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌して反応させ、接着剤を得るステップにおいて、水をシードエマルジョンに投入し、攪拌し、シェル層モノマープレエマルジョンと開始剤を１０ｍｌ／ｍｉｎ～５００ｍｌ／ｍｉｎのレートでシードエマルジョンに投入し、９０℃±１０℃まで加熱し、３０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌して反応させ、降温後、ｐＨを６～８に調整し、接着剤を得るステップを含む。

【0141】

製造して得られたコアシェル構造の接着剤は、粒子が凝集して堆積しやすく、接着剤の使用と保存に不利であるため、コアシェル構造の接着剤の凝集沈降を回避するために、製造された接着剤にｐＨ調整試薬を添加することにより、コアシェル構造の粒子が均一に分散し、系が安定化する。接着剤のｐＨ範囲は、ｐＨ６－８であり、例えばｐＨ６、ｐＨ７、ｐＨ８などであってもよく、具体的に限定しない。理解できるように具体的にどのようなｐＨ調整試薬を採用するかについて、本出願は限定せず、例えばアンモニア水を使用してｐＨを調整してもよい。

【0142】

いくつかの実施の形態では、ステップ１において、乳化剤の質量は、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量の０．１％～５％であり、開始剤の質量は、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量の０．１５％～１％である。

【0143】

乳化剤の使用量は、適度である必要があり、乳化剤は、乳化重合の重要な成分であり、相溶しない油（モノマー）－水を、かなり安定して層状になりにくいエマルジョンに変換することができる。乳化重合系では、乳化剤の作用は、主に３つあり、１つ目は、表面張力を低減させ、モノマーを微細な液滴として分散させることであり、２つ目は、液滴又はコロイド粒子表面に保護層を形成し、凝集を防止し、エマルジョンを安定に保つことであり、３つ目は、ミセルを形成し、モノマーを可溶化することである。ミセルの大きさと数量は、乳化剤の使用量に依存するため、乳化剤の使用量は、生成物の性能に直接影響する。ステップ１において、乳化剤の質量は、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量の０．１％～５％であり、例えば０．１％、０．１５％、０．２％、０．２５％、０．３％、０．３５％、０．４％、０．４５％、５％などであってもよく、具体的に限定しない。開始剤の使用量は、重合レートと生成物の性能に大きく影響し、開始剤の使用量が増大すると、重合レートが速くなり、重合反応が不安定になり、分子量及び収量が低下し、ポリマーの性能も悪くなるとともに、開始剤が不足すると、重合反応が困難になるため、ステップ１において、開始剤の質量は、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量の０．１５％～１％であり、例えば０．１５％、０．２％、０．２５％、０．３％、０．３５％、０．４％、０．４５％、０．５％、０．５５％、０．６％、０．６５％、０．７％、０．７５％、０．８％、０．８５％、０．９％、０．９５％、１％などであってもよく、具体的に限定しない。

【0144】

いくつかの実施の形態では、ステップ１において、乳化剤は、ポリフルオロ化合物を含み、開始剤は、有機過酸化物開始剤、無機過酸化物開始剤を含む。

【0145】

乳化剤とは、水をエマルジョン状態に形成させることができる物質であり、本出願では、乳化剤の具体的な種類と構造を限定しておらず、上記機能を果たすことができ、且つ反応系に影響を与えない任意の物質も本出願に応用することができ、例えばステップ１では、使用される乳化剤は、ポリフルオロ化合物を含む。開始剤とは、モノマーの重合反応を開始させることができる物質であり、本出願では、開始剤の具体的な種類と構造を限定しておらず、上記機能を果たすことができ、且つ反応系に影響を与えない任意の物質も本出願に応用することができ、例えばステップ１では、開始剤は、有機過酸化物開始剤、無機過酸化物開始剤を含み、使用する開始剤は、好ましくは有機過酸化物開始剤であり、その製造したポリフッ化ビニリデンの安定性が高い。

【0146】

いくつかの実施の形態では、ステップ１において、乳化剤は、パーフルオロポリエーテルカルボン酸アンモニウム、パーフルオロポリエーテルカルボン酸ナトリウム、パーフルオロポリエーテルカルボン酸カリウムのうちの少なくとも一つを含み、開始剤は、過酸化ベンゾイル、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジノルマルプロピルペルオキシジカーボネート、ジエチルパーオキシジカーボネート、過硫酸塩のうちの少なくとも一つを含む。

【0147】

乳化剤とは、水をエマルジョン状態に形成させることができる物質であり、例えばステップ１に使用される乳化剤は、パーフルオロポリエーテルカルボン酸アンモニウム、パーフルオロポリエーテルカルボン酸ナトリウム、パーフルオロポリエーテルカルボン酸カリウムのうちの少なくとも一つを含み、即ち、使用される乳化剤は、上記のうちの一つであってもよく、例えばパーフルオロポリエーテルカルボン酸ナトリウムであってもよく、乳化剤は、液滴の間の表面張力を低減させ、モノマー液体又はラテックス粒子の凝集を防止することができ、同時に、乳化剤は、上記のうちの複数の物質の混合であってもよい。開始剤とは、モノマーの重合反応を開始させることができる物質であり、例えばステップ１に使用される開始剤は、過酸化ベンゾイル、ジ－ｔｅｒｔ－ブチルペルオキシド、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート、ジノルマルプロピルペルオキシジカーボネート、ジエチルパーオキシジカーボネート、過硫酸塩のうちの少なくとも一つを含み、即ち、使用される開始剤は、上記のうちの一つであってもよく、例えば好ましくは、開始剤は、ジイソプロピルペルオキシジカーボネートであり、上記のうちの複数の物質の混合であってもよい。

【0148】

いくつかの実施の形態では、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーは、フッ化ビニリデンを含み、又は、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーは、フッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン、ペンタフルオロプロピレン、テトラフルオロプロピレン、トリフルオロプロピレン、パーフルオロブテン、テトラフルオロエチレン、トリフルオロエチレン、トリフルオロクロロエチレン、フッ化ビニルのうちの少なくとも一つを含む。

【0149】

【0150】

いくつかの実施の形態では、ステップ１において、水、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に加え、攪拌し、反応圧力で加熱して重合反応し、シードエマルジョンを得、予備とするステップにおいて、水、連鎖移動剤、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に加え、攪拌し、反応圧力で加熱して重合反応し、シードエマルジョンを得、予備とするステップを含む。

【0151】

連鎖移動剤は、重合反応における生成物の分子量分布を制御する役割を果たす。連鎖移動とは、連鎖重合反応における活性中心が成長連鎖から別の分子に移動する過程である。活性中心の数は、変化せず、成長している高分子鎖は、活性を失い、安定な高分子を形成し、生成物の分子量を低減させた。

【0152】

反応生成物の分子量を効果的に制御するために、ステップ１において、水、連鎖移動剤、乳化剤、開始剤、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマーを反応容器に加え、攪拌し、反応圧力で加熱して重合反応し、シードエマルジョンを得、予備とする。重合反応中に連鎖移動剤を添加して適当な分子量のポリフッ化ビニリデンポリマーを得るシードエマルジョンを製造する。

【0153】

いくつかの実施の形態では、連鎖移動剤の質量は、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量の１％～３％であり、連鎖移動剤は、アルコール系化合物、エステル系化合物、ケトン系化合物及びハロゲン化アルカンを含む。

【0154】

連鎖移動剤の質量は、ポリフッ化ビニリデンポリマーの構成モノマー質量の１％～３％であり、例えば１％、１．５％、２％、２．５％、３％などであってもよく、具体的に限定せず、連鎖移動剤は、アルコール系化合物、エステル系化合物、ケトン系化合物及びハロゲン化アルカンを含み、連鎖移動剤の具体的な種類に対して限定しない。

【0155】

いくつかの実施の形態では、ステップ２において、乳化剤の質量は、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量の０．１５％～５％であり、ステップ３において、開始剤の質量は、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量の０．１５％～１％である。

【0156】

乳化剤の使用量は、適度である必要があり、乳化剤は、乳化重合の重要な成分であり、相溶しない油（モノマー）－水を、かなり安定して層状になりにくいエマルジョンに変換することができる。乳化重合系では、乳化剤の作用は、主に３つあり、１つ目は、表面張力を低減させ、モノマーを微細な液滴として分散させることであり、２つ目は、液滴又はコロイド粒子表面に保護層を形成し、凝集を防止し、エマルジョンを安定に保つことであり、３つ目は、ミセルを形成し、モノマーを可溶化することである。ミセルの大きさと数量は、乳化剤の使用量に依存するため、乳化剤の使用量は、生成物の性能に直接影響する。ステップ２において、乳化剤の質量は、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量の０．１５％～５％であり、例えば０．１５％、０．２％、０．２５％、０．３％、０．３５％、０．４％、０．４５％、５％などであってもよく、具体的に限定しない。開始剤の使用量は、重合レートと生成物の性能に大きく影響し、開始剤の使用量が増大すると、重合レートが速くなり、重合反応が不安定になり、分子量及び収量が低下し、ポリマーの性能も悪くなるとともに、開始剤が不足すると、重合反応が困難になるため、ステップ３において、開始剤の質量は、ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマー質量の０．１５％～１％であり、例えば０．１５％、０．２％、０．２５％、０．３％、０．３５％、０．４％、０．４５％、０．５％、０．５５％、０．６％、０．６５％、０．７％、０．７５％、０．８％、０．８５％、０．９％、０．９５％、１％などであってもよく、具体的に限定しない。

【0157】

いくつかの実施の形態では、ステップ２において、乳化剤は、アニオン系乳化剤を含み、ステップ３において、開始剤は、アゾ系開始剤、有機過酸化物開始剤、無機過酸化物開始剤を含む。

【0158】

アニオン系乳化剤は、水に溶解すると、その活性部分が負イオンに解離する傾向を有する表面活物質であり、一つの大きな有機アニオンを有し、塩基と作用して塩を生成できることを特徴としている。負イオンを帯びる部分の構造によって、カルボン酸塩型、スルホン酸塩型及び硫酸塩型の三種類に分けられる。

【0159】

アゾ系開始剤について、アゾ系開始剤は、分子構造に窒素と窒素の二重結合が含有されるようなラジカル開始剤である。

【0160】

過酸化物開始剤は、ペルオキシ基（－Ｏ－Ｏ－）を含有する化合物であり、熱を受けると－Ｏ－Ｏ－結合が切断され、二つの該当するラジカルに分裂することによって、モノマー重合を開始し、過酸化物開始剤と呼ばれる。無機過酸化物と有機過酸化物の２種類に分けられる。無機過酸化物開始剤は、過酸化水素、過硫酸アンモニウム又は過硫酸カリウムなどを含み、有機過酸化物開始剤は、過酸化ベンゾイル、過酸化ベンゾイルt-ブチル、メチルエチルケトン過酸化物などを含む。

【0161】

乳化剤とは、水をエマルジョン状態に形成させることができる物質であり、本出願では、乳化剤の具体的な種類と構造を限定しておらず、上記機能を果たすことができ、且つ反応系に影響を与えない任意の物質も本出願に応用することができ、例えばステップ２では、使用される乳化剤は、アニオン系乳化剤を含む。開始剤とは、モノマーの重合反応を開始させることができる物質であり、本出願では、開始剤の具体的な種類と構造を限定しておらず、上記機能を果たすことができ、且つ反応系に影響を与えない任意の物質も本出願に応用することができ、例えばステップ３において、開始剤は、アゾ系開始剤、有機過酸化物開始剤、無機過酸化物開始剤を含む。

【0162】

いくつかの実施の形態では、ステップ２において、乳化剤は、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも一つを含み、ステップ３において、開始剤は、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソヘプタノニトリル、クメンハイドロパーオキサイド、ｔｅｒｔ－ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイルなど、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素のうちの少なくとも一つを含む。

【0163】

乳化剤とは、水をエマルジョン状態に形成させることができる物質であり、例えばステップ２に使用される乳化剤は、ドデシル硫酸ナトリウム、ドデシルスルホン酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、スチレンスルホン酸ナトリウム、ビニルスルホン酸ナトリウムのうちの少なくとも一つを含み、即ち、使用される乳化剤は、上記のうちの一つであってもよく、例えば好ましくは、乳化剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムであり、上記のうちの複数の物質の混合であってもよい。開始剤とは、モノマーの重合反応を開始させることができる物質であり、例えばステップ３に使用される開始剤は、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスイソヘプタノニトリル、クメンハイドロパーオキサイド、ｔｅｒｔ－ブチルハイドロパーオキサイド、過酸化ベンゾイルなど、過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウム、過酸化水素のうちの少なくとも一つを含み、即ち、使用される開始剤は、上記のうちの一つであってもよく、例えば好ましくは、開始剤は、過硫酸カリウムであり、上記のうちの複数の物質の混合であってもよい。

【0164】

いくつかの実施の形態では、ステップ１における水、ステップ２における水とステップ３における水の質量の合計は、ステップ１、ステップ２とステップ３におけるすべての物料の質量の４５％－６０％を占め、ステップ１、ステップ２とステップ２における水は、脱イオン水である。

【0165】

水は、分散媒体として、物質移動と温度制御などの作用を有し、水の使用量が少なすぎ又は多すぎると、反応系の粘度を合理的な範囲に制御することが困難であり、ステップ１における水、ステップ２における水とステップ３における水の質量の合計は、ステップ１、ステップ２とステップ３におけるすべての物料の質量の４５％－６０％を占め、例えば４５％、５０％、５５％、６０％などであってもよく、具体的に限定しない。同時に、ステップ１、ステップ２とステップ３における水は、脱イオン水であり、水中の不純物が重合反応に影響を与えることを回避する。

【0166】

本出願の実施例は、セパレータをさらに提供し、セパレータは、上記の接着剤又は上記のような接着剤の製造方法によって製造して得られた接着剤を含む。接着剤が上記すべての実施例のすべての技術案を採用したため、少なくとも上記実施例の技術案によるすべての有益な効果を有し、ここでこれ以上説明しない。

【0167】

【0168】

本出願の実施例は、電極アセンブリをさらに提供し、電極アセンブリは、上記のセパレータを含む。セパレータが上記すべての実施例のすべての技術案を採用したため、少なくとも上記実施例の技術案によるすべての有益な効果を有し、ここでこれ以上説明しない。

【0169】

【0170】

本出願の実施例は、電池セルをさらに提供し、電池セルは、上記のような電極アセンブリを含む。電極アセンブリが上記すべての実施例のすべての技術案を採用したため、少なくとも上記実施例の技術案によるすべての有益な効果を有し、ここでこれ以上説明しない。

【0171】

上記電極アセンブリを電池セルに応用することで、電池セルの大治具のサイクル性能を向上させることができる。

【0172】

本出願の実施例は、電池をさらに提供し、電池は、上記の電池セルを含む。電池セルが上記すべての実施例のすべての技術案を採用したため、少なくとも上記実施例の技術案によるすべての有益な効果を有し、ここでこれ以上説明しない。

【0173】

電池は、電池モジュールと電池パックとを含む。

【0174】

本出願の実施例は、電力消費装置をさらに提供し、電力消費装置は、上記の電池セル又は上記の電池を含む。電池セル又は電池が上記すべての実施例のすべての技術案を採用したため、少なくとも上記実施例の技術案によるすべての有益な効果を有し、ここでこれ以上説明しない。

【0175】

また、以下、図面を適切に参照しながら、本出願の電極アセンブリ、電池セル、電池と電力消費装置を説明する。

【0176】

本出願の一つの実施の形態では、電極アセンブリを提供する。

【0177】

一般的には、電極アセンブリは、正極極板と、負極極板と、電解質と、セパレータとを含む。電池の充放電中に、活性イオンは、正極極板と負極極板との間で往復して吸蔵と離脱をする。電解質は、正極極板と負極極板との間でイオンを伝導する作用を果たす。セパレータは、正極極板と負極極板との間に設置され、主に正負極の短絡を防止する作用を果たすとともに、イオンを通過させることができる。セパレータは、本出願の上記向上したセパレータである。

【0178】

正極極板は、正極集電体及び正極集電体の少なくとも一つの表面に設置される正極膜層を含む。

【0179】

例として、正極集電体は、その自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、正極膜層は、正極集電体の対向する二つの表面のうちのいずれか一方又は両方に設置される。

【0180】

いくつかの実施の形態では、正極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、アルミニウム箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層と高分子材料ベース層の少なくとも一つの表面上に形成される金属層とを含んでもよい。複合集電体は、金属材料（アルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料基材（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、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）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの基材）に形成することで形成されてもよい。

【0181】

いくつかの実施の形態では、電極アセンブリがリチウムイオン電池である時、正極活物質は、当分野に公知のリチウムイオン電池に用いられる正極活物質を採用してもよい。例として、正極活物質は、オリビン構造のリチウム含有リン酸塩、リチウム遷移金属酸化物及びそれぞれの改質化合物のうちの少なくとも一つの材料を含んでもよい。しかし、本出願は、これらの材料に限らず、他の電池正極活物質として使用できる従来材料を使用してもよい。これらの正極活物質は、単独で一つのみを使用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよい。ここで、リチウム遷移金属酸化物の例は、リチウムコバルト酸化物（例えばＬｉＣｏＯ_２）、リチウムニッケル酸化物（例えばＬｉＮｉＯ_２）、リチウムマンガン酸化物（例えばＬｉＭｎＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）、リチウムニッケルコバルト酸化物、リチウムマンガンコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン酸化物（例えばＬｉＮｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｏ_２（ＮＣＭ_３３３と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．５Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．３Ｏ_２（ＮＣＭ_５２３と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．５Ｃｏ_０．２５Ｍｎ_０．２５Ｏ_２（ＮＣＭ_２１１と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２（ＮＣＭ_６２２と略称されてもよい）、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１Ｍｎ_０．１Ｏ_２（ＮＣＭ_８１１と略称されてもよい））、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物（例えばＬｉＮｉ_０．８５Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２）及びその改質化合物などのうちの少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限らない。オリビン構造のリチウム含有リン酸塩の例は、リン酸鉄リチウム（例えばＬｉＦｅＰＯ_４（ＬＦＰと略称されてもよい））、リン酸鉄リチウムと炭素との複合材料、リン酸マンガンリチウム（例えばＬｉＭｎＰＯ_４）、リン酸マンガンリチウムと炭素との複合材料、リン酸マンガン鉄リチウム、リン酸マンガン鉄リチウムと炭素との複合材料のうちの少なくとも一つを含んでもよいが、それらに限らない。

【0182】

いくつかの実施の形態では、正極膜層は、さらに選択的に接着剤を含む。例として、接着剤は、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン－プロピレン三元共重合体、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン－テトラフルオロエチレン三元共重合体、テトラフルオロエチレン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体及びフッ素含有アクリレート樹脂のうちの少なくとも一つを含んでもよい。

【0183】

いくつかの実施の形態では、正極膜層は、さらに選択的に導電剤を含む。例として、導電剤は、超伝導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの少なくとも一つを含んでもよい。

【0184】

いくつかの実施の形態では、以下の方式で正極極板を製造することができる。上記正極極板を製造するための成分、例えば正極活物質、導電剤、接着剤といずれの他の成分を溶媒（例えばＮ－メチルピロリドン）に分散させて、正極スラリーを形成し、正極スラリーを正極集電体上に塗覆し、乾燥、冷間プレスなどの工程を経た後、正極極板が得られる。

【0185】

負極極板は、負極集電体及び負極集電体の少なくとも一つの表面上に設置される負極膜層を含み、負極膜層は、負極活物質を含む。

【0186】

例として、負極集電体は、その自体の厚さ方向において対向する二つの表面を有し、負極膜層は、負極集電体の対向する二つの表面のうちのいずれか一方又は両方上に設置される。

【0187】

いくつかの実施の形態では、負極集電体は、金属箔シート又は複合集電体を採用してもよい。例えば、金属箔シートとして、銅箔を採用してもよい。複合集電体は、高分子材料ベース層と高分子材料基材の少なくとも一つの表面上に形成される金属層を含んでもよい。複合集電体は、金属材料（銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、チタン、チタン合金、銀及び銀合金など）を高分子材料基材（例えばポリプロピレン（ＰＰ）、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）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレン（ＰＥ）などの基材）に形成することで形成されてもよい。

【0188】

いくつかの実施の形態では、負極活物質は、当分野に公知の電池用の負極活物質を採用してもよい。例として、負極活物質は、人造黒鉛、天然黒鉛、ソフトカーボン、ハードカーボン、シリコーン系材料、スズ系材料とチタン酸リチウムなどのうちの少なくとも一つの材料を含んでもよい。シリコーン系材料は、ケイ素単体、シリコーン酸化物、シリコーン炭素複合体、シリコーン窒素複合体及びシリコーン合金のうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。スズ系材料は、スズ単体、スズ酸化物及びスズ合金のうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。しかし、本出願は、これらの材料に限らず、他の電池負極活物質として使用できる従来材料を使用してもよい。これらの負極活物質は、単独で一つのみを使用してもよく、二つ以上を組み合わせて使用してもよい。

【0189】

いくつかの実施の形態では、負極膜層は、さらに選択的に接着剤を含む。接着剤は、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＡＳ）、ポリアクリルアミド（ＰＡＭ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、アルギン酸ナトリウム（ＳＡ）、ポリメタクリル酸（ＰＭＡＡ）及びカルボキシメチルキトサン（ＣＭＣＳ）のうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。

【0190】

いくつかの実施の形態では、負極膜層は、さらに選択的に導電剤を含む。導電剤は、超伝導カーボン、アセチレンブラック、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンドット、カーボンナノチューブ、グラフェン及びカーボンナノファイバーのうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。

【0191】

いくつかの実施の形態では、負極膜層は、さらに選択的に他の助剤、例えば増粘剤（例えばカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ））などを含む。

【0192】

いくつかの実施の形態では、以下の方式で負極極板を製造することができる。上記負極極板を製造するための成分、例えば負極活物質、導電剤、接着剤といずれの他の成分を溶媒（例えば脱イオン水）に分散させて、負極スラリーを形成し、負極スラリーを負極集電体上に塗覆し、乾燥、冷間プレスなどの工程を経た後、負極極板が得られる。

【0193】

電解質は、正極極板と負極極板との間でイオンを伝導する作用を果たす。本出願は、電解質の種類に対して具体的に限定せず、需要に応じて選択することができる。

【0194】

いくつかの実施の形態では、電解質として、電解液を採用する。電解液は、電解質塩と溶媒とを含む。

【0195】

いくつかの実施の形態では、電解質塩は、ヘキサフルオロリン酸リチウム、テトラフルオロホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、ヘキサフルオロヒ酸リチウム、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム、ビス（オキサラト）ホウ酸リチウム、ジフルオロビス（オキサラト）リン酸リチウム及びテトラフルオロ（オキサラト）リン酸リチウムのうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。

【0196】

いくつかの実施の形態では、溶媒は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、１，４－ブチロラクトン、スルホラン、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン及びジエチルスルホンのうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。

【0197】

いくつかの実施の形態では、電解液は、さらに選択的に添加剤を含む。例えば、添加剤は、負極膜形成添加剤、正極膜形成添加剤を含んでもよく、さらに、電池のいくつかの性能を改善できる添加剤、例えば電池の過充電性能を改善する添加剤、電池高温又は低温性能を改善する添加剤などを含んでもよい。

【0198】

いくつかの実施の形態では、電極アセンブリには、セパレータがさらに含まれる。本出願は、セパレータの種類に対して特に限定せず、任意の公知の良好な化学安定性と機械安定性を持つ多孔質構造セパレータを選択してもよい。

【0199】

いくつかの実施の形態では、セパレータの材質は、ガラス繊維、不織布、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリビニリデンフルオライドのうちの少なくとも一つから選ばれてもよい。セパレータは、単層フィルムであってもよく、多層複合フィルムであってもよく、特に制限がない。セパレータが多層複合フィルムである時、各層の材料は、同じであってもよく又は異なってもよく、特に制限がない。

【0200】

いくつかの実施の形態では、正極極板、負極極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリに製造されることができる。

【0201】

いくつかの実施の形態では、電極アセンブリは、外装体を含んでもよい。この外装体は、上記電極アセンブリ及び電解質をパッケージングするために用いられてもよい。

【0202】

いくつかの実施の形態では、電極アセンブリの外装体は、硬質ケース、例えば硬質プラスチックケース、アルミニウムケース、鋼製ケースなどであってもよい。電極アセンブリの外装体は、パウチ、例えば袋状パウチであってもよい。パウチの材質は、プラスチックであってもよく、プラスチックとして、ポリプロピレン、ポリブチレンテレフタレート及びポリブチレンサクシネートなどが挙げられる。

【0203】

本出願は、電極アセンブリの形状に対して特に限定せず、それは、円筒型、四角形又は他の任意の形状であってもよい。例えば、図５は、一例としての四角形構造の電極アセンブリ５である。

【0204】

いくつかの実施の形態では、図６を参照すると、外装体は、ケース５１とカバープレート５３とを含んでもよい。ここで、ケース５１は、底板と底板に接続される側板とを含んでもよく、底板と側板は、囲んで収容キャビティを形成する。ケース５１は、収容キャビティと連通する開口を有し、カバープレート５３は、収容キャビティを密閉するように、開口を覆うことができる。正極極板、負極極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリ５２を形成することができる。電極アセンブリ５２は、収容キャビティ内にパッケージングされる。電解液は、電極アセンブリ５２に浸潤される。電極アセンブリ５に含まれる電極アセンブリ５２の数は、一つ又は複数であってもよく、当業者は、具体的な実際の需要に応じて選択することができる。

【0205】

いくつかの実施の形態では、電極アセンブリは、電池モジュールに組み立てられることができ、電池モジュールに含まれる電極アセンブリの数は、一つ又は複数であってもよく、具体的な数は、当業者が電池モジュールの応用と容量に応じて選択することができる。

【0206】

図７は、一例としての電池モジュール４である。図７を参照すると、電池モジュール４において、複数の電極アセンブリ５は、電池モジュール４の長手方向に沿って順に並べて設置されてもよい。無論、他の任意の方式で並べてもよい。さらに締結具によりこれらの複数の電極アセンブリ５を固定してもよい。

【0207】

選択的に、電池モジュール４は、収容空間を有するハウジングをさらに含んでもよく、複数の電極アセンブリ５は、この収容空間に収容される。

【0208】

いくつかの実施の形態では、上記電池モジュールは、さらに電池パックに組み立てられることができ、電池パックに含まれる電池モジュールの数は、一つ又は複数であってもよく、具体的な数は、当業者が電池パックの応用と容量に応じて選択することができる。

【0209】

図８と図９は、一例としての電池パック１である。図８と図９を参照すると、電池パック１には、電池ボックスと電池ボックスに設置される複数の電池モジュール４とが含まれてもよい。電池ボックスは、上部筐体２と下部筐体３とを含み、上部筐体２は、下部筐体３を覆うことができ、電池モジュール４を収容するための密閉空間を形成する。複数の電池モジュール４は、任意の方式で電池ボックスに並べられてもよい。

【0210】

また、本出願は、電力消費装置をさらに提供し、電力消費装置は、本出願による電極アセンブリ、電池モジュール又は電池パックのうちの少なくとも一つを含む。電極アセンブリ、電池モジュール又は電池パックは、電力消費装置の電源として使用されてもよく、電力消費装置のエネルギー貯蔵ユニットとして使用されてもよい。電力消費装置は、移動体機器（例えば携帯電話、ノートパソコンなど）、電動車両（例えば純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、電動自転車、電動スクータ、電動ゴルフカート、電動トラックなど）、電気列車、船舶及び衛星、エネルギー貯蔵システムなどを含んでもよいが、これらに限らない。

【0211】

電力消費装置として、その使用需要に応じて電極アセンブリ、電池モジュール又は電池パックを選択することができる。

【0212】

図１０は、一例としての電力消費装置である。この電力消費装置は、純電気自動車、ハイブリッド電気自動車、又はプラグインハイブリッド電気自動車などである。この電力消費装置の電極アセンブリの高出力と高エネルギー密度に対する需要を満たすために、電池パック又は電池モジュールを採用することができる。

【0213】

別の例としての装置は、携帯電話、タブレットパソコン、ノートパソコンなどであってもよい。この装置は、一般的には薄型化が要求されており、電極アセンブリを電源として採用した。

【0214】

実施例
以下では、本出願の実施例を説明する。以下の記述の実施例は、例であり、本出願を解釈するためにのみ用いられ、本出願に対する制限と理解されるべきではない。実施例に具体的な技術又は条件が明記されていない場合、当分野における文献に記述された技術又は条件に従って又は製品説明書に従って行う。使用する試薬又は機器は、製造メーカが明記されていない場合、いずれも市場で購入できる通常製品である。

【0215】

実施例１
接着剤の製造
ステップ１、５Ｌの高圧反応釜Ａに８００ｇの脱イオン水、３ｇのパーフルオロポリエーテルカルボン酸ナトリウム、１．５ｇのジイソプロピルペルオキシジカーボネートを添加し、攪拌を開始し、真空引きして、窒素ガスでガスを置き換え、高圧反応釜Ａにフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンガスを導入し、高圧釜内の圧力を３．５ＭＰまで上昇させ、系の反応温度を７５℃まで上昇させ、重合反応を開始し、高圧反応釜Ａ内の圧力が３．０ＭＰに低下した場合、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンガスを導入し続け、高圧反応釜Ａ内の圧力を３．０～３．５ＭＰに制御し、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレン投入量は、計２００ｇであり、圧力が２ＭＰ以下に低下した時点で反応を停止し、シードエマルジョンを得、
ステップ２、反応釜Ｂに７５．２４ｇのアクリル酸メチル、１８．５５ｇのアクリロニトリル、６．２１ｇのアクリルアミドをそれぞれ添加し、三者のモル比を１：０．４：０．１とし、且つ３．６ｇのドデシルスルホン酸ナトリウム、１００ｇの脱イオン水を添加し、十分に攪拌して分散乳化し、シェル層モノマープレエマルジョンを得、
ステップ３、高圧反応釜Ａに１００ｇの脱イオン水を添加し、高速攪拌で、蠕動ポンプを利用して反応釜Ｂにおけるシェル層モノマープレエマルジョンと開始剤溶液（開始剤０．２ｇの過硫酸カリウムを脱イオン水に溶解して溶液を形成する）をそれぞれゆっくりと滴下し、滴下完了後に９０℃に昇温して０．５ｈ保温反応させ、４０℃に冷却し、アンモニア水でｐＨを７～８に調整した後に、濾過し、排出した。

【0216】

セパレータの製造
市販の厚さ２０μｍ、平均穴径８０ｎｍのＰＰ－ＰＥ共重合体微細穴フィルムを基材として採用した。上記のように製造された接着剤を脱イオン水において均一に攪拌混合し、スラリー（固形分２０％）を得た。スラリーを基材の二つの表面に均一に塗布し、乾燥して溶媒を除去し、組成物を基材上に塗覆する塗布密度を１．０ｇ／ｍ^２とし、セパレータを得た。

【0217】

正極極板の製造
ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）、リン酸鉄リチウム（ＬＦＰ）、導電剤であるカーボンブラック、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）を質量比１．２：５８．３８：０．４２：４０で、十分に攪拌して均一に混合した後に正極スラリーとして製造した。この正極スラリーを２００ｇ／ｍ^２の担持量で正極集電体アルミニウム箔上に均一に塗覆し、その後に乾燥、冷間プレス、スリットを経て、正極極板を得た。

【0218】

負極極板の製造
人造黒鉛、導電剤であるアセチレンブラック、接着剤であるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、増粘剤であるカルボキシメチルセルロースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）を質量比９６．２：１．０：１．６：１．２で、脱イオン水に添加し、十分に攪拌して均一に混合した後に負極スラリー（固形分６３％）として製造した。この負極スラリーを９８ｇ／ｍ^２の担持量で負極集電体銅箔上に塗覆し、その後に乾燥、冷間プレス、スリットを経て、負極極板を得た。

【0219】

電解液の製造
２５℃で、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：１：１で混合して混合溶媒を得、そしてＬｉＰＦ_６を上記混合溶媒に溶解し、電解液を得、ここで、ＬｉＰＦ_６の濃度は、１ｍｏｌ／Ｌである。

【0220】

電池セルの製造
上記正極極板、セパレータ、負極極板を順番に積層して捲回し、プリプレス成形（この期間にセパレータと極板を接着）し、電極アセンブリを得、電極アセンブリを外装体に入れ、上記製造された電解液を添加し、パッケージング、静置、化成、エージングなどの工程を経た後、電池セルを得た。

【0221】

実施例１のうえでパラメータ（例えば表１に示す）を変更し、実施例２～実施例１７の実験データを得た。

【0222】

比較例１：ポリフッ化ビニリデンポリマーの製造ステップ
高圧反応容器に２００ｇの脱イオン水、１ｇのパーフルオロポリエーテルカルボン酸ナトリウム、０．５ｇのジイソプロピルペルオキシジカーボネートを添加し、攪拌を開始し、真空引きして、窒素ガスでガスを置き換え、高圧反応容器にフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンガスを導入し、高圧釜内の圧力を３．５ＭＰまで上昇させ、系の反応温度を７５℃まで上昇させ、重合反応を開始し、高圧反応容器内の圧力が３．０ＭＰに低下した場合、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンガスを導入し続け、高圧反応容器内の圧力を３．０～３．５ＭＰに制御し、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレン投入量は、計２００ｇであり、圧力が２ＭＰ以下に低下した時点で反応を停止し、濾過し、排出した。

【0223】

比較例２：第一の重合柔軟性モノマーを重合して得られたポリマーの製造ステップ
三口フラスコに、７５２．４ｇのアクリル酸メチル、且つ３６ｇのドデシルスルホン酸ナトリウム、１．２ｋｇの脱イオン水をそれぞれ添加し、十分に攪拌して分散乳化し、７０℃に昇温して開始剤溶液（０．６ｇの過硫酸カリウムを脱イオン水に溶解して形成した溶液）を添加し、３０ｍｉｎ攪拌して反応させ、８０℃に昇温し続け、開始剤溶液（１．２ｇの過硫酸カリウムを１００ｇの脱イオン水に溶解して形成した溶液）を蠕動ポンプでゆっくりと滴下し、滴下完了後に９０℃に昇温して０．５ｈ保温反応させ、４０℃に冷却し、アンモニア水でｐＨを７に調整し、反応を停止し、濾過し、排出した。

【0224】

比較例３：第二の重合極性モノマーを重合して得られたポリマーの製造ステップ
還流凝縮器、温度計、磁気撹拌子を入れた三口フラスコに脱イオン水、一定の割合の開始剤を添加した。室温で均一に攪拌した後に、設定温度まで加熱昇温して開始剤の分解を促した。温度が一定になってから約半時間後、蠕動ポンプを用いてアクリロニトリルが重合系に入る濃度を制御し、モノマーを小液滴方式で水に滴下して重合反応を実現した。モノマー滴下完了後、攪拌しながら恒温で一定時間反応し続けた。反応終了後に三口フラスコを空気中に移して室温まで冷却し、反応を停止し、濾過し、排出した。

【0225】

比較例４：第三の重合分子量調整モノマーを重合して得られたポリマーの製造ステップ
まずアクリルアミドモノマー３０ｇ～９０ｇに水１２０ｇを加えてアクリルアミド溶液を調製し、過硫酸塩０．０２ｇ～１ｇを水３０ｇに溶解して開始剤溶液を得た。２５０ｍＬの四口反応フラスコに３７．５ｇのイソプロピルアルコール溶媒を添加し、開いて攪拌し、攪拌速度を２００ｒ／ｍｉｎとし、還流するまで昇温し、モノマー溶液と開始剤溶液を連続的に滴下し、滴下速度を制御し、滴下時間を１２０ｍｉｎとした。還流反応を２ｈ維持し、イソプロピルアルコールを蒸留し、ポリアクリルアミド溶液を得、濾過し、排出した。

【0226】

比較例５：ポリフッ化ビニリデンとポリアクリレートとを混合して重合するステップ
比較例１で製造されたポリフッ化ビニリデン溶液と比較例２で製造されたポリアクリレート溶液を、質量比１：１の割合で混合し、均一に攪拌し、ポリフッ化ビニリデンとポリアクリレートとのブレンド溶液を得、濾過し、排出した。

【0227】

表１と表２に示すように、実施例１－実施例４、実施例１６と実施例１７では、他の条件をそのまま変えず、コア層の三種類のポリマーの割合を変え、実施例５－実施例８、実施例１２－実施例１５では、他の条件をそのまま変えず、コア層とシェル層の質量を変えた。

【0228】

表３に示すように、比較例１は、ポリフッ化ビニリデンポリマーを製造して得られた接着剤であり、比較例２は、アクリレート系ポリマーを製造して得られた接着剤であり、比較例３は、アクリロニトリル系ポリマーを製造して得られた接着剤であり、比較例４は、アクリルアミド系ポリマーを製造して得られた接着剤であり、比較例５は、ポリフッ化ビニリデンとポリアクリレートとを混合して重合して得られたポリマーを製造して得られた接着剤である。

【0229】

【表1】

【0230】

【表2】

【0231】

【表3】

【0232】

性能試験：
１、セパレータと極板の接着力試験ステップ
電池極板とセパレータを重ね、熱プレス機に置き、熱プレス機のパラメータとして、温度２５℃、圧力１０ｔ、時間３０ｓに設定し、圧力を与えて接着したセパレータ／正極板サンプルを製造し、セパレータ／極板サンプルを１５０×２０ｍｍの長方形スプラインに切断した。両面接着剤によって上記長方形スプラインの極板の片面を鋼板に貼り付け、長方形スプラインの一端でセパレータと極板を長手方向に沿って２ｃｍの長さだけ離間させ、試験サンプルを作製した。

【0233】

鋼板を水平に維持して万能試験機（協強儀器製造（上海）有限公司、型番ＣＴＭ２１００）の下治具で固定し、上記のセパレータの剥離端部を万能試験機の上治具で固定し、引張機を接続した。試験条件として引張りレート２０ｍｍ／ｍｉｎ、水平引張り１０ｃｍに設定した。引張力が安定になったら、引張力値を記録し、引張力値とサンプル幅との比により、セパレータと極板接着力を得た。

【0234】

２、大治具のサイクル性能試験ステップ
電池コア外に１００００Ｎの治具力を与え、この状態でサイクル試験を行い、試験ステップは、以下のとおりである。２５℃で、実施例１で製造して得られた電池を、１／３Ｃで３．８Ｖまで定電流充電し、さらに３．８Ｖの定電圧で電流が０．０５Ｃになるまで充電し、５ｍｉｎ放置し、さらに１／３Ｃで２．０Ｖまで放電し、得られた放電容量を初期容量Ｃ０とし、上記の同一の電池に対して以上のステップを繰り返し、ｎサイクル目以降の電池の放電容量Ｃｎを同時に記録すると、各サイクル後の電池容量保持率Ｐｎ＝（Ｃｎ／Ｃ０）×１００％である。即ち５００回サイクルでの電池容量保持率でサイクル性能の差異を体現することができる。

【0235】

【表4】

【0236】

表４に示すように、実施例１～実施例１７における接着剤を使用して得られた電池コアは、セパレータと極板の接着力が良好であるが、比較例１～比較例５における接着剤を使用して得られた電池コアは、そのセパレータと極板の接着力が実施例１～実施例１７よりも劣っている。実施例１～実施例１７における接着剤の接着性能が比較例１～比較例５における接着剤の接着性能よりも優れていることを説明した。そして、実施例１～実施例１７における電池サイクル性能が比較例１～比較例５における電池サイクル性能よりも優れた。接着剤の接着性能が改善された場合に、この接着剤を電池セパレータに用いることで電池のサイクル性能を効果的に向上させることができることを説明した。

【0237】

上記は、本出願の好ましい実施例にすぎず、本出願の特許範囲を制限するものではなく、本出願の出願思想で、本出願明細書及び図面内容を利用して行った等価構造変換、又は他の関連する技術分野における直接的／間接的な運用は、いずれも本出願の特許保護範囲内に含まれる。

【符号の説明】

【0238】

符号名称符号名称
１電池パック５１ケース
２上部筐体５２電極アセンブリ
３下部筐体５３トップカバーアセンブリ
４電池モジュール６コア層構造
５電極アセンブリ７シェル層構造

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【手続補正書】

【提出日】2023-11-13

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

【請求項2】

前記シェル層構造は、複数のケースを含み、複数の前記ケースは、前記コア層構造の表面に間隔をおいて設置される、請求項１に記載の接着剤。

【請求項3】

【請求項4】

前記接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍ－５０μｍであり、選択的に７μｍ－８μｍである、請求項１又は２に記載の接着剤。

【請求項5】

前記ポリアクリレート系ポリマーの構成モノマーは、第一の重合柔軟性モノマーと、第二の重合極性モノマーと、第三の重合分子量調整モノマーとを含む、請求項１又は２に記載の接着剤。

【請求項6】

【請求項7】

前記第一の重合柔軟性モノマーの構造には、エステル結合が含有され、前記第二の重合極性モノマーの構造には、シアノ基が含有され、前記第三の重合分子量調整モノマーは、アミド結合を含有する、請求項５に記載の接着剤。

【請求項8】

前記第一の重合柔軟性モノマーは、アクリレート系モノマーであり、前記第二の重合極性モノマーは、アクリロニトリル系モノマーであり、前記第三の重合分子量調整モノマーは、アクリルアミド系モノマーである、請求項５に記載の接着剤。

【請求項9】

【請求項10】

【請求項11】

【請求項12】

【請求項13】

【請求項14】

請求項１に記載の接着剤を含む、セパレータ。

【請求項15】

請求項１４に記載のセパレータを含む、電極アセンブリ。

【請求項16】

請求項１５に記載の電極アセンブリを含む、電池セル。

【請求項17】

請求項１６に記載の電池セルを含む、電池。

【請求項18】

請求項１６に記載の電池セル又は請求項１７に記載の電池を含む、電力消費装置。

【手続補正2】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００８３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0083】

接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、当分野に公知の方法を用いて試験することができる。例としては、ＧＢ／Ｔ１９０７７－２０１６を参照して、マルバーンマスターサイザーを用いて特徴付け試験を行い、例えばＭａｌｖｅｒｎのＭａｓｔｅｒｓｉｚｅｒ－３０００などの機器を用いて試験を行うことができる。

【手続補正3】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００９２

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0092】

改質されたポリマーの軟化点が純ポリフッ化ビニリデン系ポリマーよりも低く、電池コアが予冷間プレスを行う時、接着剤は、正負極極板とセパレータとの隙間内に十分に浸透することができ、即ち、極板とセパレータに隙間があり、接着剤が隙間に浸透し、極板とセパレータとを効果的に接続し、接着剤が隙間から離脱しにくく、極板の膨張中に、接着剤は、靱性を有し、膨張時にも接着剤は、両者を効果的に接続することができ、接着剤は、その接着性能を十分に発揮できるようになり、さらに電池の動力学性能と大治具のサイクル性能を改善することに寄与する。

【手続補正4】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２０３

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0203】

本出願は、電極アセンブリの形状に対して特に限定せず、それは、円筒型、四角形又は他の任意の形状であってもよい。例えば、図５は、一例としての四角形構造の電池セル５である。

【手続補正5】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２０４

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0204】

いくつかの実施の形態では、図６を参照すると、外装体は、ケース５１とカバープレート５３とを含んでもよい。ここで、ケース５１は、底板と底板に接続される側板とを含んでもよく、底板と側板は、囲んで収容キャビティを形成する。ケース５１は、収容キャビティと連通する開口を有し、カバープレート５３は、収容キャビティを密閉するように、開口を覆うことができる。正極極板、負極極板とセパレータは、捲回プロセス又は積層プロセスによって電極アセンブリ５２を形成することができる。電極アセンブリ５２は、収容キャビティ内にパッケージングされる。電解液は、電極アセンブリ５２に浸潤される。電池セル５に含まれる電極アセンブリ５２の数は、一つ又は複数であってもよく、当業者は、具体的な実際の需要に応じて選択することができる。

【手続補正6】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２０６

【補正方法】変更

【補正の内容】

【0206】

図７は、一例としての電池モジュール４である。図７を参照すると、電池モジュール４において、複数の電池セル５は、電池モジュール４の長手方向に沿って順に並べて設置されてもよい。無論、他の任意の方式で並べてもよい。さらに締結具によりこれらの複数の電池セル５を固定してもよい。

【手続補正7】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０２０７

【補正方法】変更

【補正の内容】