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特表2025-505077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 50/42 20210101ALI20250214BHJP

H01M 50/414 20210101ALI20250214BHJP

H01M 50/411 20210101ALI20250214BHJP

【ＦＩ】

H01M50/449

H01M50/443 B

H01M50/443 E

H01M50/42

H01M50/414

H01M50/411

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2024500370

(86)(22)【出願日】2023-06-13

(85)【翻訳文提出日】2024-01-05

(86)【国際出願番号】 CN2023099992

(87)【国際公開番号】W WO2024146078

(87)【国際公開日】2024-07-11

(31)【優先権主張番号】202310010649.0

(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】110000394

【氏名又は名称】弁理士法人岡田国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】洪海芸

(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】康海楊

(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

5H021EE01

5H021EE02

5H021EE06

5H021EE15

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、カプセルシェルとカプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、芯材は、可塑剤を含む。可塑剤を芯材として有機ポリマーのカプセルシェル内に被覆することにより、この有機ポリマーの接着性能を向上させ、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。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

接着剤であって、カプセルシェルと前記カプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、前記カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、前記芯材は、可塑剤を含む、接着剤。

【請求項2】

前記有機ポリマーと前記可塑剤との質量比は、１：（１０～１００）であり、選択的に１：（２０～９０）である、請求項１に記載の接着剤。

【請求項3】

前記接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍ－１００μｍ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4】

前記有機ポリマーは、ポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つを含む、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４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】

前記可塑剤は、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、アジピン酸ジｎ－ブチル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、乳化剤と有機ポリマーの構成モノマーを混合攪拌して、プレポリマーを得、予備とすることと、
水、乳化剤、可塑剤を混合攪拌して、エマルジョンを得、予備とすることと、
前記プレポリマーと開始剤を前記エマルジョンに加え、加熱して反応させ、接着剤を得ることであって、前記接着剤は、カプセルシェルと前記カプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、前記カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、前記芯材は、可塑剤を含むこととを含む、接着剤の製造方法。

【請求項12】

前記有機ポリマーは、ポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つを含む、請求項１１に記載の接着剤の製造方法。

【請求項13】

前記可塑剤の質量と前記有機ポリマーの構成モノマーの質量との比は、１：（１０～１００）であり、選択的に１：（２０～９０）である、請求項１１又は１２に記載の接着剤の製造方法。

【請求項14】

セパレータであって、前記セパレータ上には、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が設けられる、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】

【技術分野】

【0001】

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。

【0002】

（関連出願の相互参照）
本出願は、２０２３年０１月０４日に提出された、出願番号が２０２３１００１０６４９．０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。

【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、カプセルシェルと前記カプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、前記カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、前記芯材は、可塑剤を含む。

【0007】

本出願の接着剤によれば、接着剤は、カプセルシェルとカプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、芯材は、可塑剤を含む。可塑剤を芯材として有機ポリマーのカプセルシェル内に被覆することにより、この有機ポリマーの接着性能を向上させ、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、前記芯材と前記カプセルシェルとの質量比は、１：（１０～１００）であり、選択的に１：（２０～９０）である。

【0009】

カプセル状の接着剤は、主な接着作用を果たすのがやはりカプセルシェルであるとともに、カプセルシェルの破損を回避し、カプセルシェルの質量を芯材の質量よりも大きくすることで、接着性とカプセル構造の安定性を保証する。芯材とカプセルシェルとの質量比は、１：（１０～１００）であり、上記１：（１０～１００）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１：１０、１：２０、１：３０、１：４０、１：５０、１：６０、１：７０、１：８０、１：９０、１：１００などを含むが、それらに限らない。

【0010】

選択的に、前記芯材と前記カプセルシェルとの質量比は、１：（２０～９０）である。

【0011】

上記１：（２０～９０）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１：２０、１：３０、１：４０、１：５０、１：６０、１：７０、１：８０、１：９０などを含むが、それらに限らない。

【0012】

選択的に、前記接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０は、０．５μｍ－１００μｍであり、選択的に７μｍ－８μｍである。

【0013】

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、１００μｍ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－１００μｍであり、上記０．５μｍ－１００μｍ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、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍ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、７μｍ－８μｍである。

【0015】

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。

【0016】

選択的に、前記カプセルシェルは、ポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つを含む。

【0017】

本出願のカプセルシェルは、接着性能を有する必要があり、ポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂は、比較的に良い接着性を有するため、カプセルシェルとしてより良い接着効果を奏することができ、無論、本出願のカプセルシェル材質は、限定されるものではなく、他の比較的に良い接着性と安定性を有する材料は、いずれも本出願に適用することができる。

【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、分子鎖セグメントにおける柔軟性モノマー鎖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。

【0028】

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。

【0029】

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。

【0030】

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。

【0031】

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。

【0032】

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。

【0033】

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。

【0034】

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。

【0035】

選択的に、前記可塑剤は、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、アジピン酸ジｎ－ブチルのうちの少なくとも一つを含む。

【0036】

芯材は、可塑剤系材料であり、可塑剤は、よく使われる可塑剤を採用してもよく、具体的な種類を制限するものではなく、例えば芯材は、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、アジピン酸ジｎ－ブチルのうちの少なくとも一つを含む。

【0037】

本出願は、接着剤の製造方法を提供し、
水、乳化剤と有機ポリマーの構成モノマーを混合攪拌して、プレポリマーを得、予備とすることと、
水、乳化剤、可塑剤を混合攪拌して、エマルジョンを得、予備とすることと、
前記プレポリマーと開始剤を前記エマルジョンに加え、加熱して反応させ、接着剤を得ることであって、前記接着剤は、カプセルシェルと前記カプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、前記カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、前記芯材は、可塑剤を含むこととを含む。

【0038】

本出願は、エマルジョン重合の方式でカプセル状の接着剤を得、まずカプセルシェルのプレポリマーと芯材のエマルジョンをそれぞれ製造し、そしてプレポリマーと開始剤をエマルジョンに滴下し、加熱して反応させ、カプセルシェルのプレポリマーが芯材の表面でポリマーを形成するようにし、カプセル状の接着剤を得る。

【0039】

選択的に、前記有機ポリマーは、ポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つを含む。

【0040】

本出願における有機ポリマーのタイプに対して限定せず、有機ポリマーは、接着性を有する必要があり、例えばポリアクリレート系ポリマーであってもよく、ユリアホルムアルデヒド樹脂であってもよい。

【0041】

選択的に、前記可塑剤の質量と前記有機ポリマーの構成モノマーの質量との比は、１：（１０～１００）であり、選択的に１：（２０～９０）である。

【0042】

【0043】

選択的に、前記可塑剤の質量と前記有機ポリマーの構成モノマーの質量との比は、１：（２０～９０）である。

【0044】

【0045】

本出願の実施例は、セパレータを提供し、前記セパレータ上には、上記のような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が設けられる。

【0046】

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。

【0047】

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。

【0048】

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。

【0049】

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。

【0050】

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。

【0051】

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。

【0052】

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】

【0053】

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】

【0054】

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。

【0055】

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。

【0056】

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。

【0057】

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。

【0058】

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。

【0059】

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。

【0060】

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。

【0061】

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。

【0062】

リチウムイオン電池は、正極材料と、負極材料と、電解液と、セパレータとの４つの部分から構成され、セパレータは、微細穴構造を有する機能膜材料であり、厚さが一般的に８μｍ～４０μｍであり、電池系において正負極を分離し、充放電時に回路における電子の通過を遮断し、電解液におけるリチウムイオンを自由に通過させることを許容する役割を果たし、電池充放電又は温度昇高の場合に選択的に微細穴を閉じることによって、過電流を制限し、短絡を防止することができ、その性能の優劣は、電池の全体の性能を直接決める。従来のリチウムイオン電池セパレータは、ポリオレフィンセパレータであり、単層又は三層構造が多く、例えば単層ＰＥ、単層ＰＰ、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰ複合膜などである。しかし、従来のリチウムイオン電池セパレータは、非極性であり、正負極極板との直接接着効果が悪く、その表面に接着剤を塗覆して接着することが多い。よく使われる接着剤は、ポリフッ化ビニリデンであり、このポリマーは、ホモポリマーであり、結晶度が約５０％であり、比較的高い結晶度によってセパレータと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とともに、電解液への浸潤性が悪く、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。

【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、接着剤を提案し、接着剤は、カプセルシェルとカプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、芯材は、可塑剤を含む。

【0065】

有機ポリマーとは、有機モノマーを重合して得られたポリマーであり、本出願では接着性を有する有機ポリマーである。

【0066】

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。

【0067】

カプセルシェル構造とは、内容物を包み込むための被覆構造であり、図３に示すように、カプセルシェル構造６は、芯材７を被覆している。

【0068】

可塑剤について、可塑剤の作用は、主にポリマー分子間の二価結合を弱め、樹脂分子結合の移動性を増加させ、樹脂分子の結晶性を低減させ、樹脂分子の可塑性を増加させ、可撓性を補強することであり、可塑剤は、重合物理性を向上させることができる物質として、可塑剤の添加は、ポリマー分子鎖間の作用力を低減させ、ポリマーのガラス化温度、流動温度と含まれる微結晶の融点をいずれも低減させることができ、可塑剤は、樹脂の可塑性を向上させ、製品を柔軟にすることができ、耐低温性能が良い。

【0069】

本出願は、カプセルシェル構造で可塑剤芯材を被覆し、カプセル構造の接着剤を得、カプセル構造の接着剤全体の柔軟性を向上させることによって、接着剤の接着性能を向上させ、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、電池コアの開口などの問題を回避するとともに、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。

【0070】

例えば、電池コアが予冷間プレスを行う時、接着剤の柔軟性が向上するため、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。

【0071】

本出願では、可塑剤を有機ポリマーのカプセルシェル内部に設置することを採用しており、可塑剤を有機ポリマー内に直接添加することよりも、可塑剤の分布の均一性を向上させることができ、例えば可塑剤を有機ポリマーのモノマーに投入して重合すると、可塑剤の有機ポリマー内での分散が不均一になる可能性があり、この混合して重合した接着剤をセパレータに用いると、可塑剤の分散が不均一な場合に、セパレータいくつかの部位で柔軟性が良く、いくつかの部位で柔軟性が悪く、セパレータ全体の性能が不安定になる可能性があるが、カプセル構造の接着剤を製造することにより、可塑剤芯材を含有する比較的均一なカプセル構造の接着剤を得、接着剤全体の性能を向上させることができ、この接着剤をセパレータに応用し、セパレータ全体の性能を向上させるのに有利である。

【0072】

接着剤をセパレータに塗覆する時、接着剤を他の原料と予混合する必要があり、予混合された原料は、水系であり、可塑剤は、油性物質として、可塑剤が露出しており、混合分散性が悪くなり、混合均一性が悪くなり、セパレータ上に塗布される材料の均一性が悪く、セパレータ性能が悪い。そのため、可塑剤を芯材としてカプセルシェル内に収容することにより、予混合の操作に有利であるだけでなく、セパレータ全体の性能を向上させることもできる。

【0073】

いくつかの実施の形態では、芯材とカプセルシェルとの質量比は、１：（１０～１００）であり、選択的に１：（２０～９０）である。

【0074】

【0075】

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。

【0076】

いくつかの実施の形態では、芯材とカプセルシェルとの質量比は、１：（２０～９０）である。

【0077】

【0078】

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である。

【0079】

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、マルバーンレーザー粒度測定器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。

【0080】

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－１００μｍであり、選択的に７μｍ－８μｍである。

【0081】

【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、７μｍ－８μｍである。

【0083】

【0084】

いくつかの実施の形態では、カプセルシェルは、ポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つを含む。

【0085】

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。

【0086】

ユリアホルムアルデヒド樹脂は、尿素とホルムアルデヒドが触媒（塩基性又は酸性触媒）の作用で、初期ユリアホルムアルデヒド樹脂として重縮合されるものである。

【0087】

本出願のカプセルシェルは、接着性能を有する必要があり、ポリアクリレート系ポリマーは、比較的に良い接着性を有するため、カプセルシェルとしてより良い接着効果を奏することができ、無論、本出願のカプセルシェル材質は、限定されるものではなく、他の比較的に良い接着性と安定性を有する材料は、いずれも本出願に適用することができる。

【0088】

ポリアクリレートポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つで可塑剤を被覆してポリマーカプセルを製造して得ることにより、両者の相乗効果を十分に発揮することができ、且つそれをセパレータ上に塗覆することにより、セパレータと正負極極板との予冷間プレス接着力を向上させ、電池コアの開口などの問題を回避するとともに、この接着剤をセパレータ上に塗覆してリチウムイオン電池に応用することにより、電池コアの硬度とリチウムイオン電池のサイクル性能を向上させることができる。

【0089】

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。

【0090】

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、鎖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、鎖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。

【0091】

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。

【0092】

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。

【0093】

【0094】

改質されたポリマーの軟化点が低下し、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。

【0095】

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。

【0096】

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印加し、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、このようにして、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。

【0097】

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。

【0098】

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。

【0099】

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。

【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。

【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。

【0104】

【0105】

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。

【0106】

【0107】

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。

【0108】

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。

【0109】

【0110】

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。

【0111】

【0112】

【0113】

【0114】

いくつかの実施の形態では、可塑剤は、フタル酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジオクチル、アジピン酸ジｎ－ブチルのうちの少なくとも一つを含む。

【0115】

【0116】

いくつかの実施の形態では、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、乳化剤と有機ポリマーの構成モノマーを混合攪拌して、プレポリマーを得、予備とするステップと、
水、乳化剤、可塑剤を混合攪拌して、エマルジョンを得、予備とするステップと、
プレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、加熱して反応させ、接着剤を得るステップであって、接着剤は、カプセルシェルとカプセルシェル内に設けられる芯材とを含み、カプセルシェルは、有機ポリマーを含み、芯材は、可塑剤を含むステップとを含む。

【0117】

本出願は、エマルジョン重合の方式でカプセル状の接着剤を得、まずカプセルシェルのプレポリマーと芯材のエマルジョンをそれぞれ製造し、そしてプレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、加熱して反応させ、カプセルシェルのプレポリマーが芯材の表面でポリマーを形成するようにし、カプセル状の接着剤を得る。

【0118】

エマルジョン重合について、エマルジョン重合とは、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。

【0119】

乳化剤について、乳化剤とは、互いに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。

【0120】

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。

【0121】

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的論理によって決定されるべきである。

【0122】

ステップ１において、水、乳化剤、有機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、カプセルシェルのプレポリマーを得、ステップ２において、水、乳化剤、可塑剤を混合攪拌して、乳化剤と水を同様に分散させてエマルジョンを形成し、可塑剤がミセルに入り、エマルジョンを得、予備とし、ステップ３において、開始剤とプレポリマーをエマルジョンに添加し、攪拌加熱して反応させ、ポリ有機ポリマーの構成モノマーが芯材の表面にポリマーを形成するようにし、有機ポリマーに芯材を被覆し、カプセル構造の接着剤を得る。

【0123】

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３は、いずれも加熱条件で行われる。

【0124】

同時に、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。

【0125】

いくつかの実施の形態では、有機ポリマーは、ポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つを含む。

【0126】

本出願における有機ポリマーのタイプに対して限定せず、有機ポリマーは、接着性を有する必要があり、例えばポリアクリレート系ポリマーとユリアホルムアルデヒド樹脂とのうちの少なくとも一つであってもよい。

【0127】

いくつかの実施の形態では、図２に示すように、可塑剤の質量と有機ポリマーの構成モノマーの質量との比は、１：（１０～１００）であり、選択的に１：（２０～９０）である。

【0128】

【0129】

いくつかの実施の形態では、前記可塑剤の質量と前記有機ポリマーの構成モノマーの質量との比は、１：（２０～９０）である。

【0130】

【0131】

いくつかの実施の形態では、水、乳化剤と有機ポリマーの構成モノマーを混合攪拌して、プレポリマーを得、予備とするステップにおいて、水、乳化剤と有機ポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、攪拌レートが１０００ｒ／ｍｉｎ－５０００ｒ／ｍｉｎであり、６０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌し、プレポリマーを得、予備とするステップを含む。

【0132】

十分に乳化されたプレポリマーを得るために、高速である時間攪拌する必要があり、即ち、水、乳化剤と有機ポリマーの構成モノマーを混合攪拌し、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であり、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。

【0133】

いくつかの実施の形態では、水、乳化剤、可塑剤を混合攪拌して、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、可塑剤を混合攪拌して、攪拌レートが１０００ｒ／ｍｉｎ－５０００ｒ／ｍｉｎであり、６０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌し、エマルジョンを得、予備とするステップを含む。

【0134】

可塑剤を十分に乳化するために、高速である時間攪拌する必要があり、即ち、水、乳化剤、可塑剤を混合攪拌して、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、６０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌し、エマルジョンを得、予備とする。

【0135】

いくつかの実施の形態では、水、乳化剤、可塑剤を混合攪拌して、エマルジョンを得、予備とするステップにおいて、ステップを含む水と乳化剤を混合攪拌し、乳化された溶液を得、さらに可塑剤を乳化された溶液に投入して攪拌乳化を続け、エマルジョンを得、予備とする。

【0136】

可塑剤をより良く乳化するために、まず水と乳化剤を混合攪拌し、乳化された溶液を得、さらに可塑剤を乳化された溶液に投入して攪拌乳化を続け、エマルジョンを得、予備とする。

【0137】

いくつかの実施の形態では、水と乳化剤を混合攪拌し、乳化された溶液を得、さらに可塑剤を乳化された溶液に投入して攪拌乳化を続け、エマルジョンを得、予備とするステップにおいて、水と乳化剤を混合攪拌し、１０ｍｉｎ～２０ｍｉｎ攪拌して乳化された溶液を得、さらに可塑剤を乳化された溶液に投入して６０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌乳化を続け、エマルジョンを得、予備とするステップを含む。

【0138】

まず水と乳化剤を混合攪拌するステップにおいて、１０ｍｉｎ～２０ｍｉｎ攪拌して乳化された溶液を得、さらに可塑剤を乳化された溶液に投入して６０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌乳化を続け、エマルジョンを得、予備とする必要がある。

【0139】

いくつかの実施の形態では、プレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、加熱して反応させ、接着剤を得るステップにおいて、プレポリマーと開始剤を１０ｍｌ／ｍｉｎ－５００ｍｌ／ｍｉｎの速度でエマルジョンに滴下し、加熱して反応させ、冷却後に接着剤を得るステップを含む。

【0140】

プレポリマーと開始剤を一緒にエマルジョン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、プレポリマーと開始剤をエマルジョンにゆっくりと滴下する必要があり、例えば滴下レートは、１０ｍｌ／ｍｉｎ、５０ｍｌ／ｍｉｎ、１００ｍｌ／ｍｉｎ、１５０ｍｌ／ｍｉｎ、２００ｍｌ／ｍｉｎ、２５０ｍｌ／ｍｉｎ、３００ｍｌ／ｍｉｎ、３５０ｍｌ／ｍｉｎ、４００ｍｌ／ｍｉｎ、４５０ｍｌ／ｍｉｎ、５００ｍｌ／ｍｉｎなどであり、具体的に限定しない。

【0141】

いくつかの実施の形態では、プレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、加熱して反応させ、接着剤を得るステップにおいて、プレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、９０℃±１０℃に加熱し、３０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌して反応させ、接着剤を得るステップを含む。

【0142】

開始剤が一定の温度でモノマー重合を開始する必要があるため、プレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、９０℃±１０℃に加熱し、３０ｍｉｎ±２０ｍｉｎ攪拌して反応させ、接着剤を得る。

【0143】

いくつかの実施の形態では、プレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、加熱して反応させ、接着剤を得るステップにおいて、ステップを含むプレポリマーと開始剤をエマルジョンに添加し、加熱して反応させ、冷却後に、ｐＨ６～８に調整して、接着剤を得る。

【0144】

製造して得られた接着剤は、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、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。

【0145】

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、有機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、有機ポリマーの構成モノマー質量の０．１５％～１％である。

【0146】

乳化剤の使用量は、適度である必要があり、乳化剤は、エマルジョン重合の重要な成分であり、互いに相溶しない油（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。エマルジョン重合系では、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、有機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、有機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。

【0147】

いくつかの実施の形態では、ステップ１とステップ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のうちの少なくとも一つを含む。

【0148】

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。

【0149】

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。

【0150】

過酸化物開始剤は、ペルオキシ基（－Ｏ－Ｏ－）を含有するような化合物であり、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ーブチル、メチルエチルケトン過酸化物などを含む。

【0151】

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と２において、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のうちの少なくとも一つを含む。

【0152】

いくつかの実施の形態では、ステップ１と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。

【0153】

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と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。

【0154】

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３０％－６０％を占め、ステップ１とステップ２における水は、脱イオン水である。

【0155】

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３０％－６０％を占め、例えば３０％、３５％、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。

【0156】

本出願の実施例は、セパレータをさらに提供し、セパレータ上には、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が設けられる。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。

【0157】

【0158】

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。

【0159】

【0160】

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。

【0161】

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。

【0162】

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。

【0163】

電池は、電池モジュールと電池パックとを含む。

【0164】

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。

【0165】

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。

【0166】

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。

【0167】

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、本出願の上記の向上されたセパレータである。

【0168】

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。

【0169】

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。

【0170】

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。

【0171】

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。

【0172】

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。

【0173】

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。

【0174】

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、接着剤とその他の成分を溶媒（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。

【0175】

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。

【0176】

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。

【0177】

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。

【0178】

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。

【0179】

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。

【0180】

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。

【0181】

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。

【0182】

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、接着剤とその他の成分を溶媒（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。

【0183】

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。

【0184】

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。

【0185】

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。

【0186】

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。

【0187】

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。

【0188】

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。

【0189】

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。

【0190】

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。

【0191】

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。

【0192】

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。

【0193】

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。

【0194】

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。

【0195】

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。

【0196】

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。

【0197】

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、複数の電池セル５は、この収容空間に収容される。

【0198】

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。

【0199】

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。

【0200】

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。

【0201】

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。

【0202】

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。

【0203】

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。

【0204】

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。

【0205】

実施例１
接着剤の製造
ステップ１、５００ｍｌの三口フラスコに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、１５０ｇの脱イオン水を添加し、６０ｍｉｎ十分に攪拌し、分散乳化し、カプセル材のプレポリマーを得、コンテナに入れ、予備とし、
ステップ２、５００ｍｌの三口フラスコに１００ｍｌの脱イオン水、０．１５ｇのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを添加し、均一に攪拌した後に５０００ｒ／ｍｉｎの回転速度で１０ｍｉｎ乳化し、そして１０ｇのフタル酸ジブチルを添加して６０ｍｉｎ乳化し続け、均一で安定したエマルジョンを得、
ステップ３、そしてステップ１で製造されたカプセル材プレポリマーと開始剤溶液（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）を蠕動ポンプで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。

【0206】

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（卓高電子科技公司製、型番２０）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１．０ｇ／ｍ^２をとし、セパレータを得た。

【0207】

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の負荷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、切断を経て、正極極板を得た。

【0208】

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の負荷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、切断を経て、負極極板を得た。

【0209】

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。

【0210】

電極アセンブリの製造
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、電極アセンブリを得た。

【0211】

実施例１のうえでパラメータ（例えば表１と表２に示す）を変更し、実施例２～実施例１８の実験データを得た。

【0212】

実施例１２
２５０ｍｌの四口フラスコに尿素１５ｇ、ホルムアルデヒド溶液３８．０１ｇ、塩化アンモニウム１．５ｇ、レゾルシン１．５ｇ、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム１．５ｇ及び脱イオン水１００ｇを、反応の連続相として添加した。攪拌を開始し、攪拌溶解後、ＨＣｌ溶液でｐＨ値を４に調整し、そしてフタル酸ジブチル５ｇを添加し、攪拌速度で３０ｍｉｎ乳化した。溶液温度が６０℃に昇温した後、４ｈ反応し続けて反応を終了した。冷却後のマイクロカプセル水溶液を吸引濾過し、多量の脱イオン水で洗浄し、濾過し、乾燥した。

【0213】

比較例１：ポリアクリレート系ポリマーの製造ステップ
室温で、アクリル酸メチル６０．９２ｇ、アクリロニトリル３３．０４ｇとアクリルアミド６．０４ｇを称量し、機械攪拌器、温度計と凝縮管の入った５００ｍＬの四口フラスコに添加し、さらに３ｇのドデシル硫酸ナトリウム乳化剤、１ｇの過硫酸アンモニウム開始剤と１２０ｇの脱イオン水を添加し、１６００ｒｐｍの回転速度で３０ｍｉｎ攪拌乳化し、そして７５℃に昇温して４ｈ反応し、ｐＨ値を６～８に調整し、４０℃以下に降温して反応を停止し、濾過し、排出した。

【0214】

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、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攪拌反応し、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。

【0215】

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、攪拌マグネトン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の重合系への濃度を制御し、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。

【0216】

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。

【0217】

比較例５：可塑剤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の製造ステップ
比較例１で製造されたポリアクリレート溶液と可塑剤であるフタル酸ジブチルを、質量比１００：５の割合で混合し、均一に攪拌し、ポリアクリレートと可塑剤との混合溶液を得た。

【0218】

比較例６：メラミン樹脂カプセル材成分で得られたポリマーの製造ステップ
壁材メラミン樹脂の製造：メラミン：ホルムアルデヒド：水を質量１：２：５の割合で壁材を製造し、まず１５．０ｇのメラミン、３０．０ｇのホルムアルデヒド溶液に４５．０ｇの脱イオン水を添加し、トリエタノールアミンを滴下してｐＨを８－９に調整し、７０℃の水浴で攪拌して壁材が透明になるまで加熱した後にさらに３０．０ｇの脱イオン水を添加し、３０分間攪拌し続けて壁材を得た。

【0219】

カプセル製造：７１．９１ｇの蒸留水と０．０９ｇのドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを混合して１０ｍｉｎ攪拌した後、さらに９ｇのフタル酸ジブチルを添加した。７０℃の水浴で６０ｍｉｎ攪拌し、それによって芯材エマルジョンを得、冷却した壁材メラミン樹脂を芯材エマルジョンにゆっくりと添加し、そしてクエン酸を混合溶液に添加してｐＨ値を２．５－３．０に調整した。混合物を７０℃までゆっくりと加熱して３ｈ攪拌し、反応を停止した。室温で放置した後、得られた生成物を脱イオン水と無水エタノールで洗浄して複数回濾過した。最後に、得られた生成物を４０℃のオーブンに入れて加熱して４８ｈ乾燥し、得られた粉末は、メラミン樹脂で被覆されるマイクロカプセルである。

【0220】

表１と表２に示すように、実施例１－実施例４、実施例１７と実施例１８では、他の条件をそのまま変えず、カプセルシェル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１３－実施例１６では、他の条件をそのまま変えず、芯材とカプセルシェルの質量を変え、実施例９－施例１１では、他の条件をそのまま変えず、接着剤の体積平均粒径Ｄｖ５０を変えた。

【0221】

表３に示すように、比較例１は、アクリル酸メチル、アクリロニトリルとアクリルアミドの三者を共重合して得られたアクリレート系共重合体の接着剤であり、比較例２は、アクリロニトリルを重合して得られたポリマーの接着剤であり、比較例３は、アクリルアミドを重合して得られたポリマーの接着剤であり、比較例４は、アクリルアミドを重合して得られたポリマーの接着剤であり、比較例５は、可塑剤とポリアクリレート系共重合体とを混合して重合して得られたポリマーの接着剤であり、比較例６は、メラミン樹脂をカプセルシェルとし、可塑剤を芯材として製造して得られた接着剤である。

【0222】

【表1】

【0223】

【表2】

【0224】

【表3】

【0225】

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、圧力を印加し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。

【0226】

鋼板を水平に維持して万能試験機（協強機器製造（上海）有限公司、型番ＣＴＭ２１００）の下方治具で固定し、上記のセパレータの剥離端部を万能試験機の上方治具で固定し、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。同時にセパレータと極板の接着力データは、接着剤の接着性能を間接的に説明することができ、接着性能が良いほど、セパレータと極板の接着力データが大きい。

【0227】

２、電池コア硬度試験ステップ
電池コアを両端の水平テーブルに置き、中央の透かし彫り部の幅を１２ｃｍに固定し、電池コアを自然に平らに置き、電池コア中心位置の水平基準線からのずれ幅を測定し、これで電池コアの硬度を評価し、電池コア中心位置の水平基準線からのずれ幅が大きいほど電池コア硬度が悪いことを説明した。

【0228】

３、サイクル性能試験ステップ
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。

【0229】

【表4】

【0230】

表４に示すように、実施例１～実施例１８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６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１８ほどではない。実施例１～実施例１８における接着剤の接着性能が比較例１～比較例６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１８における電池サイクル性能は、比較例１～比較例６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。

【0231】

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】

【0232】

１……電池パック
２……上部筐体
３……下部筐体
４……電池モジュール
５……電池セル
５１…ケース
５２…電極アセンブリ
５３…カバープレート
６……カプセルシェル構造
７……芯材

【図1】