DE69635888T2

DE69635888T2 - Binderlösung und elektrodebildende Zusammensetzung für nichtwässerige Batterie

Info

Publication number: DE69635888T2
Application number: DE69635888T
Authority: DE
Inventors: c/o Kureha Kagaku Kogyo K.K. Hidetora Chuo-ku Kashio; c/o Kureha Kagaku Kogyo K.K. Katsuo Chuo-ku Horie; c/o Kureha Kagaku Kogyo K.K. Takumi Chuo-ku Katsurao; c/o Kureha Kagaku Kogyo K.K. Fumio Chuo-ku Shibata; c/o Kureha Kagaku Kogyo K.K. Aisaku Chuo-ku Nagai
Original assignee: Kureha Corp
Current assignee: Kureha Corp
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1996-12-24
Publication date: 2006-12-07
Also published as: EP0782208A1; KR970054750A; DE69635888D1; CA2193935A1; US6200703B1; DE69635888T8; KR100263735B1; CA2193935C; EP0782208B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lösung eines Bindemittels, die ein Vinylidenfluoridpolymer umfasst (d.h. eine Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung), zum stabilen Fixieren eines pulverförmigen Elektrodenmaterials (das im Wesentlichen eine aktive Elektrodensubstanz und ein gegebenenfalls zugesetztes, eine elektrische Leitfähigkeit verleihendes Additiv umfasst) auf einem Elektrodensubstrat zur Bildung einer Elektrodenstruktur für eine nichtwässrige Batterie, insbesondere eine Lithiumionenbatterie. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine elektrodenbildende Zusammensetzung, die ein Gemisch aus einer solchen Bindemittellösung und einem pulverförmigen Elektrodenmaterial, das darin dispergiert ist, umfasst, sowie eine davon erhaltene Elektrodenstruktur und eine Batterie des nicht-wässrigen Typs, die eine solche Elektrodenstruktur umfasst.
In den letzten Jahren wurden in der Elektroniktechnologie beträchtliche Fortschritte erzielt und die Größe und das Gewicht verschiedener Geräte und Vorrichtungen wurden vermindert. Im Zusammenhang mit der Verminderung der Größe und des Gewichts elektronischer Geräte und Vorrichtungen gab es einen beträchtlich zunehmenden Bedarf zur Verminderung der Größe und des Gewichts einer Batterie als Energieversorgung für solche elektronischen Geräte und Vorrichtungen. Um mit einer Batterie mit einem geringen Volumen und einem geringen Gewicht eine höhere Energie zu erzeugen, ist es bevorzugt, mit einer Batterie eine höhere Spannung zu erzeugen. Diesbezüglich hat eine Batterie viel Aufmerksamkeit erlangt, bei der eine nicht-wässrige Elektrolytlösung in einer Kombination mit einer negativen Elektrodensubstanz, die z.B. Lithium oder ein kohlenstoffhaltiges Material umfasst, das mit Lithiumionen dotiert werden kann, und einer aktiven positiven Elektrodensubstanz, die z.B. ein Lithiumcobaltoxid umfasst, verwendet worden ist.
In einer solchen Batterie des nicht-wässrigen Typs zeigt die nicht-wässrige Elektrolytlösung verglichen mit einer Ionenleitfähigkeit auf einem gewöhnlichen Niveau von etwa 10^–1 S/cm in einer wässrigen Elektrolytlösung jedoch nur eine geringe Ionenleitfähigkeit in der Größenordnung von 10² bis 10^–4 S/cm, so dass es essentiell wird, eine Elektrode (Schicht) in einer geringen Dicke von mehreren μm bis mehreren hundert μm und mit einer großen Fläche zu verwenden. Als Verfahren zum wirtschaftlichen Erhalten einer solchen dünnen Elektrode mit einer großen Fläche war es bekannt, ein pulverförmiges Elektrodenmaterial, das eine aktive Elektrodensubstanz umfasst, in einer Bindemittellösung zu dispergieren, die durch Lösen eines organischen Polymers, das als Bindemittel für das pulverförmige Elektrodenmaterial wirkt, erhalten wird, um eine elektrodenbildende Zusammensetzung zu bilden, und die Zu sammensetzung auf ein elektrisch leitfähiges Substrat, wie z.B. eine Metallfolie oder ein Metallnetz aufzubringen, worauf zur Bildung einer Elektrode getrocknet wird. Als derartige Bindemittellösung für eine Batterie des nicht-wässrigen Typs waren diejenigen bekannt, die durch Lösen verschiedener Qualitäten von Vinylidenfluoridpolymeren in polaren Lösungsmitteln, wie z.B. N-Methyl-2-pyrrolidon, Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid erhalten werden, wie es in den japanischen offengelegten Patentanmeldungen (JP-A) 6-93025 und JP-A 6-172452 und der EP 601754 beschrieben ist. Dies ist darauf zurückzuführen, dass ein Vinylidenfluoridpolymer, das eine hervorragende chemische Beständigkeit, Witterungsbeständigkeit, hervorragende Antiverschmutzungseigenschaften, usw., aufweist, in einem polaren Lösungsmittel, wie es vorstehend beschrieben worden ist, löslich ist, jedoch bezüglich einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung stabil ist, während es innerhalb einer solchen nicht-wässrigen Elektrolytlösung einer gewissen Quellung unterliegt. Ferner kann ein Vinylidenfluoridpolymer eine gute Haftung auf einem Substrat aus Metall, usw., durch eine Copolymerisation oder Modifizierung aufrechterhalten. US 3,393,170 und WO 90/09232 beschreiben ebenfalls Lösungen von Vinylidenfluoridpolymer in organischen Lösungsmitteln.
Es wurde ein problematisches Phänomen dahingehend gefunden, dass eine Bindemittellösung, die durch Lösen eines solchen Vinylidenfluoridpolymers in einem polaren Lösungsmittel erhalten wird, abhängig von der Herstellungscharge des verwendeten Lösungsmittels eine beträchtlich erhöhte Lösungsviskosität aufweist. Eine solche erhöhte Lösungsviskosität macht es schwierig, eine einheitliche Dicke des Films in dem Elektrodenbildungsschritt durch Aufbringen zu erhalten und verursacht zum Zeitpunkt des Knetens mit der aktiven Substanz ein Gelieren, so dass die Filmbildung als solche schwierig wird. Selbst wenn die Filmbildung möglich ist, wurde das Phänomen festgestellt, dass der Bindemittelfilm nach dem Aufbringen und Trocknen einen hohen Quellungsgrad in einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung aufweist. Ein hoher Quellungsgrad des Bindemittels in einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung führt zu einer Zunahme des Kontaktwiderstands zwischen dem pulverförmigen Elektrodenmaterial, insbesondere der aktiven Substanz, und der Metallfolie oder dem Metallnetz, und zu einer Zunahme des Kontaktwiderstands zwischen den Teilchen der aktiven Substanz selbst, was zu einem erhöhten Innenwiderstand in der Batterie führt. Im Fall einer Sekundärbatterie, die wiederholt geladen und entladen werden kann, führt der erhöhte Innenwiderstand zu einer schlechten Lade-Entlade-Zyklusleistung und er kann zu einer kürzeren Batterielebensdauer führen.
Das Gelieren während des Mischens mit einer aktiven Substanz wird vielmehr in dem Schritt des Bildens einer eine positive Elektrode bildenden Aufschlämmungszusammensetzung als in dem Schritt des Bildens einer eine negative Elektrode bildenden Aufschlämmungszusam mensetzung unter Verwendung von Kohlenstoff als pulverförmiges Elektrodenmaterial in beträchtlichem Ausmaß verursacht. Aufgrund dieser Tatsache wird angenommen, dass das Gelieren eines Vinylidenfluoridpolymers in der eine positive Elektrode bildenden Aufschlämmungszusammensetzung auf die Funktion eines komplexen Metalloxids auf Lithiumoxidbasis als aktive positive Elektrodensubstanz zurückzuführen ist, und es wurde auch gefunden, dass diese Tendenz insbesondere in dem Fall des Zugebens von Ruß als Additiv zum Verleihen einer elektrischen Leitfähigkeit beträchtlich gefördert wird.
Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung, die als solche stabil ist, ohne eine Viskositätszunahme zu verursachen, und welche die Bildung einer Batterieelektrode ermöglicht, die stabil und frei von einem übermäßigen Quellen in einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung ist, und auch eine elektrodenbildende Zusammensetzung bereitzustellen, die durch Dispergieren eines pulverförmigen Elektrodenmaterials in einer solchen Bindemittellösung gebildet wird.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Stabilisierung einer eine positive Elektrode bildenden Zusammensetzung, bei der das Gelieren eines Vinylidenfluoridpolymers dazu neigt, gefördert zu werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Elektrodenstruktur, die aus der vorstehend genannten elektrodenbildenden Zusammensetzung gebildet worden ist, und einer Batterie des nicht-wässrigen Typs, die eine solche Elektrodenstruktur enthält.
Erfindungsgemäß wird eine Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung bereitgestellt, die eine Lösung eines Vinylidenfluoridpolymers in einem organischen Lösungsmittel umfasst, die durch die Zugabe einer Säure stabilisiert wird. Es ist bevorzugt, dass die Säure in einer Menge zugesetzt wird, die derart ist, dass ein Teil davon, der mit entionisiertem Wasser 10-fach verdünnt worden ist, einen pH-Wert von höchstens 9 aufweist. Die Säure ist vorzugsweise eine organische Säure.
Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine elektrodenbildende Zusammensetzung bereitgestellt, die ein pulverförmiges Elektrodenmaterial umfasst, das in einer vorstehend beschriebenen Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung dispergiert ist.
Erfindungsgemäß werden ferner eine Elektrodenstruktur, die ein elektrisch leitfähiges Substrat und eine Mischelektrodenschicht umfasst, die auf mindestens einer Oberfläche des Substrats angeordnet ist und ein pulverförmiges Elektrodenmaterial und ein Vinylidenfluoridpolymer umfasst, das mit einer organischen Säure stabilisiert ist, und eine Batterie des nicht-wässrigen Typs bereitgestellt, die eine solche Elektrodenstruktur als positive oder negative Elektrode umfasst.
Es folgen Erläuterungen bezüglich der Funktion und des Effekts der vorliegenden Erfindung. Als Ergebnis unserer Untersuchung wurde gefunden, dass die vorstehend genannte anomale Viskositätszunahme in einer Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung mit einer Azidität oder Alkalinität des Systems zusammenhängt. Es ist schwierig, die Azidität oder Alkalinität der Lösung eines Vinylidenfluoridpolymers in einem organischen Lösungsmittel direkt zu messen, jedoch kann ein Maß durch Verdünnen eines Teils davon mit der 10-fachen Menge an entionisiertem Wasser und Messen des pH-Werts der resultierenden Flüssigkeit erhalten werden. Als Ergebnis einer solchen Messung wurde gefunden, dass das Lösungssystem, das eine Viskositätszunahme verursacht hat, einen pH-Wert einer solchen 10-fach verdünnten Flüssigkeit von mehr als 9 zeigt. Es wurden weitere Erkenntnisse oder Annahmen erhalten, so z.B. dass die Viskositätszunahme mit der Dehydrofluorierung eines Vinylidenfluoridpolymers in einem alkalischen Medium zusammenhängt, bei der es sich um ein bekanntes Phänomen handelt und die direkt mit dessen Bindemittelleistung zusammenhängt, dass viele der polaren Lösungsmittel, die ein gutes Lösungsvermögen für ein Vinylidenfluoridpolymer aufweisen, Stickstoff-enthaltende organische Lösungsmittel sind, wie z.B. N-Methylpyrrolidon und Dimethylformamid, und dass es von der Herstellungscharge eines Lösungsmittels abhängt, ob die Viskosität zunimmt oder nicht und wie stark sie zunimmt, und dass dies mit einer Zunahme der Alkalinität des Lösungsmittels aufgrund einer alkalischen Substanz, wie z.B. eines Amins, zusammenhängt, das zurückbleibt oder während der Herstellung oder der nachfolgenden Lagerung eines solchen Stickstoff-enthaltenden organischen Lösungsmittels erzeugt oder freigesetzt wird. Ferner wird angenommen, dass die Bindemittelleistung, wie z.B. die Lösungsmittelbeständigkeit oder die Antiquelleigenschaften eines Vinylidenfluoridpolymers, durch die Dehydrofluorierung vermindert wird bzw. werden, da die dehydrofluorierte Stelle dazu neigt, mit Sauerstoff gebunden zu werden, so dass folglich die Affinität mit einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung erhöht wird, oder dass die resultierende Zunahme verschiedener Arten von Bindungen in einer Polymermolekülstruktur die Kristallinität des Polymers vermindert, die ein effektiver Faktor zur Bereitstellung einer guten Lösungsmittelbeständigkeit ist. Die vorliegende Erfindung beruht auf dieser Analyse und auch auf der Erkenntnis, dass die vorstehend beschriebenen Probleme einer Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung, die mit einer Viskositätszunahme zusammenhängen, durch die Zugabe einer Säure zur Bereitstellung eines pH-Werts des Systems von 9 oder weniger effektiv unterdrückt werden können.
Ferner wurde auch bestätigt, dass der vorstehend beschriebene Stabilisierungseffekt der Säurezugabe auch in beträchtlicher Weise in einer eine positive Elektrode bildenden Aufschlämmungszusammensetzung festgestellt wird und dass die Verwendung einer organischen Säure besonders bevorzugt ist.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen besser verdeutlicht.
1 ist eine partielle Schnittansicht einer Elektrodenstruktur, die in einer Batterie des nicht-wässrigen Typs eingesetzt werden kann.
2 ist eine partielle, auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Sekundärbatterie des nicht-wässrigen Typs, die erfindungsgemäß gebildet werden kann.
Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Vinylidenfluoridpolymer kann ein Vinylidenfluoridhomopolymer, ein Vinylidenfluoridcopolymer und Modifizierungsprodukte davon umfassen. Ein Vinylidenfluoridhomopolymer ist im Hinblick auf die Beständigkeit einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung, insbesondere auf die Antiquelleigenschaften, bevorzugt. Das Homopolymer neigt jedoch zu einer relativ geringen Haftung an einem Elektrodensubstrat, wie z.B. einem Metall, so dass es bevorzugt ist, ein Copolymer von Vinylidenfluorid mit einem anderen Monomer, insbesondere einem Monoester einer ungesättigten zweibasigen Säure, einem Vinylencarbonat, einem Epoxygruppe-enthaltenden Vinylmonomer, usw., zu verwenden, so dass ein Copolymer mit einer polaren Gruppe, wie z.B. einer Carboxylgruppe, einer Carbonatgruppe oder einer Epoxygruppe, erhalten wird (z.B. JP-A 6-172452). Es ist auch bevorzugt, ein modifiziertes Vinylidenfluoridpolymer zu verwenden, das durch Behandeln eines solchen Vinylidenfluoridhomopolymers oder -copolymers in einem Lösungsmittel, das ein solches Vinylidenfluoridpolymer lösen oder quellen kann, mit einem Silankopplungsmittel oder einem Titanatkopplungsmittel, das eine Gruppe aufweist, die mit dem Vinylidenfluoridpolymer reaktiv ist, wie z.B. eine Aminogruppe oder eine Mercaptogruppe, und in Kombination eine hydrolysierbare Gruppe aufweist, erhalten wird (wie es in der JP-A 6-93025 beschrieben ist). Um insgesamt eine gute Antiquellbeständigkeit gegen eine nicht-wässrige Elektrolytlösung zu bewahren, kann das Vinylidenfluoridpolymer jedoch vorzugsweise mindestens 90 mol-%, insbesondere mindestens 95 mol-% an unbehandelten Vinylidenfluorideinheiten bewahren.
Das Vinylidenfluoridpolymer kann vorzugsweise eine inhärente Viskosität (logarithmische Viskositätszahl bei 30°C einer Lösung, die durch Lösen von 4 g Harz in 1 Liter N,N-Dimethylformamid erhalten wird) von 0,5 oder höher, mehr bevorzugt von 0,5 bis 2,0, besonders bevorzugt von 0,8 bis 1,5 aufweisen.
Das organische Lösungsmittel, das zum Lösen des Vinylidenfluoridpolymers zur Bereitstellung der erfindungsgemäßen Bindemittellösung verwendet wird, kann vorzugsweise ein polares organisches Lösungsmittel sein, wobei Beispiele dafür umfassen können: N-Methyl-2-pyrrolidon, Dimethylformamid, N,N-Dimethylacetamid, N,N-Dimethylsulfoxid, Hexamethylphosphamid, Dioxan, Tetrahydrofuran, Tetramethylharnstoff, Triethylphosphat und Trimethylphosphat. Diese organischen Lösungsmittel können einzeln oder in einem Gemisch von zwei oder mehr Arten verwendet werden. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, sind viele gute Lösungsmittel für das Vinylidenfluoridpolymer Stickstoff-enthaltende Lösungsmittel, die auch dazu neigen, eine alkalische Substanz zu erzeugen, die eine Viskositätszunahme der Bindemittellösung erzeugt. Es ist bevorzugt, in der vorliegenden Erfindung ein Stickstoff-enthaltendes organisches Lösungsmittel zu verwenden. Selbst für ein nicht-Stickstoff-enthaltendes organisches Lösungsmittel ist es jedoch bevorzugt, erfindungsgemäß eine Säure zur pH-Steuerung zuzusetzen, da es möglich wird, ein Problem, das mit einer pH-Erhöhung einhergeht, die aus irgendwelchen Gründen später verursacht wird, zu vermeiden. Beispiele für solche nicht-Stickstoff-enthaltende Lösungsmittel umfassen Dioxan, Tetrahydrofuran und Trialkylphosphate, die zweckmäßig einzeln oder in einem Gemisch mit einem Stickstoff-enthaltenden organischen Lösungsmittel verwendet werden können.
Zum Erhalten der erfindungsgemäßen Bindemittellösung ist es bevorzugt, 0,1 bis 20 Gewichtsteile, vorzugsweise 1 bis 15 Gewichtsteile des vorstehend genannten Vinylidenfluoridpolymers in 100 Gewichtsteilen eines solchen organischen Lösungsmittels zu lösen. Unter 0,1 Gewichtsteilen nimmt das Polymer einen zu kleinen Anteil in dem Lösungsmittel ein, wodurch eine Tendenz dahingehend besteht, dass es keine ausreichende Bindemittelleistung zeigen kann. Über 20 Gewichtsteilen neigt die resultierende Lösung zu einer übermäßig hohen Viskosität, wodurch es schwierig wird, eine elektrodenbildende Zusammensetzung herzustellen.
Es ist bevorzugt, der Bindemittellösung eine Säure zuzusetzen, so dass ein Teil der Bindemittellösung nach der Säurezugabe mit dem 10-fachen der Menge an entionisiertem Wasser verdünnt wird, so dass eine Flüssigkeit mit einem pH-Wert von höchstens 9 bereitgestellt wird.
Die Säure, die zugegeben werden soll, ist bezüglich der Art grundsätzlich nicht beschränkt. Es ist jedoch bevorzugt, eine Säure zu verwenden, die während der Schritte des Aufbringens und Trocknens der resultierenden elektrodenbildenden Zusammensetzung durch Zersetzen oder Verdampfen entfernt wird, so dass sie nicht in der geformten Elektrode verbleibt. Es ist auch bevorzugt, eine Säure zu verwenden, die mit einer aktiven Elektrodensubstanz wenig reaktiv ist. Diesbezüglich neigt eine anorganische Säure, wie z.B. Chlorwasserstoffsäure oder Schwefelsäure, zu einer Reaktion mit einer aktiven Elektrodensubstanz, wodurch sie nicht notwendigerweise bevorzugt ist. Insbesondere ist es in dem Fall der Verwendung einer aktiven Elektrodensubstanz, wie z.B. Graphit, die dazu neigt, mit einer anorganischen Substanz eine Interkalationsverbindung zu bilden, bevorzugt, eine organische Säure mit einem großen Moleküldurchmesser zu verwenden, die folglich auch weniger zur Bildung einer Interkalationsverbindung neigt. Es ist bevorzugt, eine organische Säure zu verwenden, die einen hohen Dampfdruck aufweist, oder die bezüglich einer Zersetzung empfindlich ist, so dass sie in einem Temperaturbereich des Trocknungsschritts (gewöhnlich bei oder unter 175°C, wobei es sich um den Schmelzpunkt von PVDF (Vinylidenfluoridhomopolymer) handelt), verteilt wird. Beispiele für die organische Säure, die unter diesen Gesichtspunkten bevorzugt ist, können umfassen: Acrylsäure, Ameisensäure, Zitronensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Milchsäure, Brenztraubensäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Propionsäure, Maleinsäure, Citraconsäure und Milchsäure. Es ist auch möglich, als Alternative zu der Säurekomponente Maleinsäureanhydrid zu verwenden. Es ist bevorzugt, von diesen Säuren Malonsäure oder eine zweibasige Säure zu verwenden, die eine cis-Form bildet oder eine cis-Form einnehmen kann, wie z.B. Maleinsäure oder Citraconsäure.
Das Einbeziehen einer solchen Säurekomponente in eine Vinylidenfluoridpolymerlösung kann vorzugsweise durch Zugeben der Säure zu einem organischen Lösungsmittel im Vorhinein zur Einstellung des Lösungsmittel-pH-Werts und dann Lösen des Polymers in dem Lösungsmittel durchgeführt werden. Es ist jedoch auch möglich, zum Zeitpunkt des Lösens des Polymers in einem organischen Lösungsmittel gleichzeitig eine Säure zuzugeben oder zuerst das Polymer in einem organischen Lösungsmittel zu lösen und dann der Polymerlösung eine Säure zuzusetzen.
Die Säure kann vorzugsweise in einer Menge zugesetzt werden, die ausreichend ist, um eine Bindemittellösung bereitzustellen, wobei ein Teil davon eine 10-fache Verdünnung mit entionisiertem Wasser bereitstellt, die einen pH-Wert von höchstens 9,0 aufweist (wobei der pH-Wert gemäß der bevorzugten Ausführungsform im Wesentlichen gleich einer 10-fachen Verdünnung eines organischen Lösungsmittels ist, dem eine Säure im Vorhinein zugesetzt worden ist). Die Untergrenze des pH-Werts ist nicht speziell beschränkt, kann jedoch gewöhnlich einen niedrigen Wert von etwa 3 aufweisen, da durch die Zugabe einer weiteren Säuremenge keine wesentliche Verbesserung erwartet werden kann. Im Fall der Verwendung einer organischen Säure gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird die organische Säure jedoch während der Aufbring- und Trocknungsschritte zur Elektrodenbildung zersetzt oder verdampft, so dass eine übermäßige Zugabe davon nicht schädlich ist. Selbst in dem Fall, bei dem das organische Lösungsmittel oder die Bindemittellösung vor der Säurezugabe bereits den Verdünnungs-pH-Wert von 9 oder weniger aufweist, ist es bevorzugt, eine bestimmte Menge der Säure zuzugeben, so dass ein Puffereffekt bereitgestellt wird, der einer möglichen pH-Wertzunahme danach aus irgendwelchen Gründen, wie z.B. einer Zersetzung des Lösungsmittels, widersteht. In diesem Fall kann die Säure vorzugsweise in einer Menge von mindestens 100 ppm (gewichtsbezogen), mehr bevorzugt von 300 bis 10000 ppm (gewichtsbezogen) der resultierenden Bindemittellösung zugesetzt werden. In diesem Modus ist es besonders bevorzugt, eine organische Säure zu verwenden, die nahezu unschädlich ist, selbst wenn sie danach verbleibt. Eine solche organische Säure zeigt sogar eine Tendenz dahingehend, dass sie die Elektrodenleistungen durch Stabilisierung des Vinylidenfluoridpolymers erhöht, da sie in der Elektrode verbleibt.
Eine elektrodenbildende Zusammensetzung kann durch Zugeben und Dispergieren eines pulverförmigen Elektrodenmaterials (einer aktiven Substanz und optionalen Additiven, wie z.B. einem Additiv zum Verleihen einer elektrischen Leitfähigkeit) in die so erhaltene erfindungsgemäße Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung erhalten werden.
In dem Fall der Bildung einer positiven Elektrode kann die aktive Substanz ein Mischmetallchalkogenid umfassen, das durch die allgemeine Formel LiMY₂ dargestellt wird, wobei M mindestens eine Art von Übergangsmetallen, wie z.B. Co, Ni, Fe, Mn, Cr und V, darstellt und Y ein Chalkogen, wie z.B. 0 oder S, darstellt. Von diesen ist es bevorzugt, ein Mischmetalloxid auf Lithiumoxidbasis der allgemeinen Formel LiMO₂ zu verwenden, wobei M wie vorstehend definiert ist. Bevorzugte Beispiele dafür können umfassen: LiCoO₂, LiNiO₂, LiNi_xCo_1–xO₂ und Spinell-strukturiertes LiMn₂O₄. Von diesen ist es im Hinblick auf ein hohes Lade-Entlade-Potenzial und eine hervorragenden Zykluscharakteristik besonders bevorzugt, ein binäres Li-Co- oder Li-Ni-Mischmetalloxid oder ein ternäres Li-Ni-Co-Mischmetalloxid zu verwenden, die einschließlich durch die Formel LiNi_xCo_1–xO₂ (0 ≤ x ≤ 1) dargestellt werden.
Im Fall der Bildung einer negativen Elektrode kann die aktive Substanz vorzugsweise ein kohlenstoffhaltiges Material wie z.B. Graphit, Aktivkohle oder ein kohlenstoffhaltiges Material umfassen, das durch die Carbonisierung eines Phenolharzes, von Pech, usw., erhalten worden ist.
Ein Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, kann zugesetzt werden, um die Leitfähigkeit einer resultierenden Mischelektrodenschicht, die durch Aufbringen und Trocknen der erfindungsgemäßen elektrodenbildenden Zusammensetzung erhalten worden ist, zu verbessern, insbesondere in einem Fall, bei dem eine aktive Substanz wie z.B. LiCoO₂ verwendet wird, die in einer positiven Elektrode eine geringe Elektronenleitfähigkeit zeigt. Beispiele dafür können umfassen: Kohlenstoffhaltige Materialien, wie z.B. Ruß, feines Graphitpulver und -fasern, und ein feines Pulver und Fasern von Metallen wie z.B. Nickel und Aluminium. Der Effekt der Stabilisierung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zur Bildung der positiven Elektrode ist in dem Fall der Verwendung von elektrisch leitfähigem Ruß (vorzugsweise eines Rußes mit einer durchschnittlichen Teilchengröße (Durchmesser) von etwa 10 bis 100 nm, gemessen durch eine Untersuchung mit einem Elektronenmikroskop), der einen starken Effekt zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit aufweist, jedoch auch dazu neigt, einzeln oder in einer Kombination mit einem anderen Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, einen beträchtlichen Effekt der Förderung der Gelierung eines Vinylidenfluoridpolymers aufzuweisen, besonders ausgeprägt. Ein solches Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, kann vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen eines Mischmetalloxids verwendet werden, das die positive Elektrode bildet. Im Fall der Verwendung eines kohlenstoffhaltige. Materials, das eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, muss ein solches Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, nicht zugesetzt werden.
Bei der Formulierung der erfindungsgemäßen elektrodenbildenden Zusammensetzung ist es bevorzugt, 0,1 bis 50 Gewichtsteile, insbesondere 1 bis 20 Gewichtsteile eines Vinylidenfluoridpolymers mit 100 Gewichtsteilen eines pulverförmigen Elektrodenmaterials zu mischen.
Das Einbeziehen einer organischen Säure zur Stabilisierung eines Vinylidenfluoridpolymers in die Zusammensetzung zur Bildung einer positiven Elektrode kann in einer beliebigen Weise durchgeführt werden. Beispielsweise ist es möglich, die Säure gleichzeitig mit dem Mischen einer aktiven Substanz für eine positive Elektrode, von Ruß, eines Vinylidenfluoridpolymers und eines organischen Lösungsmittels zuzumischen. Es ist jedoch bevorzugt, eine Vinylidenfluoridpolymerlösung zu bilden, die eine zugesetzte organische Säure enthält (mehr bevorzugt durch Lösen eines Vinylidenfluoridpolymers in einem organischen Lösungsmittel, das bereits eine organische Säure enthält), und dann die Vinylidenfluoridpolymerlösung mit einem pulverförmigen Elektrodenmaterial, wie z.B. einer aktiven Substanz für eine positive Elektrode, zu mischen.
Die so hergestellte, eine positive oder negative Elektrode bildende Aufschlämmungszusammensetzung kann zur Bildung einer Elektrodenstruktur mit einer partiellen Schnittstruktur gemäß der 1 verwendet werden. Insbesondere kann unter Bezugnahme auf die 1 die Aufschlämmungszusammensetzung auf mindestens eine Oberfläche, vorzugsweise auf beide Oberflächen eines elektrisch leitfähigen Substrats 11, das eine Folie oder ein Drahtnetz aus einem Metall wie z.B. Eisen, Edelstahl, Stahl, Kupfer, Aluminium, Nickel oder Titan umfasst und eine Dicke von z.B. 5 bis 100 μm, oder 5 bis 20 μm für eine kleine Batterie aufweist, aufgebracht und z.B. bei 50 bis 170°C getrocknet werden, um eine Mischelektrodenschicht (12a, 12b) mit einer Dicke von z.B. 10 bis 1000 μm, vorzugsweise von 10 bis 200 μm für eine kleine Batterie zu bilden, wodurch eine Elektrodenstruktur 10 für eine Batterie des nicht-wässrigen Typs bereitgestellt wird.
Die 2 ist eine partielle, auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Lithium-Sekundärbatterie als eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Batterie des nicht-wässrigen Typs, die eine Elektrodenstruktur umfasst, die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt worden ist.
Insbesondere umfasst die Sekundärbatterie im Wesentlichen eine Laminatstruktur, die eine positive Elektrode 1, eine negative Elektrode 2 und einen Separator 3 umfasst, der zwischen der positiven und der negativen Elektrode 1 und 2 angeordnet ist und einen feinen porösen Film aus einem polymeren Material, wie z.B. Polyethylen oder Polypropylen umfasst, der mit einer Elektrolytlösung getränkt ist. Die Laminatstruktur ist in einer Wirbelform gewickelt, so dass ein Elektrizität-erzeugendes Element gebildet wird, das innerhalb eines Metallgehäuses 5 mit einem Boden aufgenommen ist, der einen negativen Elektrodenanschluss 5a bildet. In der Sekundärbatterie ist die negative Elektrode 2 elektrisch mit dem negativen Elektrodenanschluss 5a verbunden und der oberste Abschnitt der Batterie wird durch Anordnen einer Dichtung 6 und eines Sicherheitsventils 7 gebildet, das mit einer oberen Platte 8 bedeckt ist, die eine Vorwölbung aufweist, die einen positiven Elektrodenanschluss 8a bildet, der elektrisch mit der positiven Elektrode verbunden ist. Ferner ist der oberste Rand 5b des Gehäuses 5 in Richtung der Innenseite umgebördelt, so dass eine vollständig abgedichtete Zellenstruktur gebildet wird, die das Elektrizität-erzeugende Element umschließt. Die positive Elektrode 1 und die negative Elektrode 2 können die Struktur der in der 1 gezeigten Elektrodenstruktur 10 aufweisen.
Die nicht-wässrige Elektrolytlösung, mit welcher der Separator 3 getränkt ist, kann eine Lösung eines Elektrolyten, wie z.B. eines Lithiumsalzes, in einem nicht-wässrigen Lösungsmittel (organisches Lösungsmittel) umfassen.
Beispiele für den Elektrolyten können umfassen: LiPF₆, LiAsF₆, LiClO₄, LiBF₄, CH₃SO₃Li, CF₃SO₃Li, LiN(SO₂CF₃) ₂ , LiC(SO₂CF₃) ₃ , LiCl und LiBr. Beispiele für das organische Lösungsmittel für einen solchen Elektrolyten können umfassen: Propylencarbonat, Ethylencarbonat, 1,2-Dimethoxyethan, 1,2-Diethoxyethan, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat, Methylethylcarbonat, μ-Butyrolacton, Methylpropionat, Ethylpropionat und Gemische davon, wobei diese Aufzählung nicht erschöpfend ist.
Vorstehend wurde eine zylindrische Batterie als Ausführungsform der erfindungsgemäßen Batterie des nicht-wässrigen Typs beschrieben. Die erfindungsgemäße Batterie des nicht-wässrigen Typs kann jedoch grundsätzlich beliebige andere Formen aufweisen, wie z.B. die Form einer Münze, eines rechteckigen Parallelepipeds oder eines Papiers oder einer Folie.
Beispiele
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung spezifischer auf der Basis von Beispielen und Vergleichsbeispielen beschrieben.
Herstellung eines Vinylidenfluoridpolymers
Ein Carboxylgruppe-enthaltendes Vinylidenfluoridpolymer wurde in der folgenden Weise hergestellt.
In einen 2 Liter-Autoklaven wurden 1040 g entionisiertes Wasser, 0,8 g Methylcellulose, 2,5 g Ethylacetat, 4 g Diisopropylperoxydicarbonat, 396 g Vinylidenfluorid und 4 g Monomethylmaleat (d.h. Vinylidenfluorid/Monomethylmaleat = 100/1,01 (bezogen auf das Gewicht)) eingebracht und 47 Stunden einer Suspensionspolymerisation bei 28°C unterworfen. Nach der vollständigen Polymerisation wurde die Polymerisationsaufschlämmung entwässert, mit Wasser gewaschen und 20 Stunden bei 80°C getrocknet, wobei ein pulverförmiges Polymer erhalten wurde.
Die Polymerisationsausbeute betrug 90 Gew.-% und das resultierende Polymer zeigte eine inhärente Viskosität von 1,1 und einen Carbonylgruppengehalt von 1,2 × 10^–4 mol/g.
Organisches Lösungsmittel
20 Chargen eines käuflichen N-Methyl-2-pyrrolidons (nachstehend als „NMP" abgekürzt) wurden etwa 3 Monate bei Raumtemperatur gelagert und dann für die folgenden Tests verwendet. Das NMP in 20 Chargen stellte 10-fache Verdünnungen mit entionisiertem Wasser bereit, die einen pH-Wert im Bereich von 6,5 bis 11,0 zeigten.
Vergleichsbeispiel 1
In einer Charge von NMP, das eine 10-fache Verdünnung mit entionisiertem Wasser bereitstellte, die einen pH-Wert von 9,5 zeigte, wurde das vorstehend hergestellte Carboxylgruppe-enthaltende Vinylidenfluoridpolymer bei 50°C gelöst, so dass eine Konzentration von 13 Gew.-% bereitgestellt wurde, um eine Bindemittellösung zu erhalten.
Beispiel 1
1000 ppm Maleinsäure wurden der gleichen NMP-Charge zugesetzt, wie sie im Vergleichsbeispiel 1 verwendet worden ist, und dann wurde die Lösung auch mit dem 10-fachen an entionisiertem Wasser verdünnt, wodurch die Lösung einen pH-Wert von 3,2 zeigte. Dann wurde in das NMP, das Maleinsäure enthielt, das vorstehend genannte Vinylidenfluoridpolymer wie im Vergleichsbeispiel 1 gelöst, um eine Bindemittellösung mit einer Konzentration von 13 Gew.-% herzustellen.
Viskositäts- und Fluorionenkonzentrationsmessung
Die im Vergleichsbeispiel 1 und im Beispiel 1 hergestellten Bindemittellösungen wurden einer Messung der Viskosität unter Verwendung eines Rotationsviskosimeters (gemäß JIS K7117) und einer Messung der Fluorionenkonzentration (F^–-Konzentration) unterworfen.
Filmbildungs- und Quellungstest
Jede der im Vergleichsbeispiel 1 und im Beispiel 1 hergestellten Bindemittellösungen wurde auf eine Glasplatte gegossen und 2 Stunden bei 130°C getrocknet, worauf abgelöst wurde, um einen etwa 200 μm dicken Film zu bilden.
Dann wurde jeder so erhaltene Film 72 Stunden bei 70°C in eine Elektrolytlösung eingetaucht, die durch Lösen von 8,8 Gewichtsteilen LiClO₄ in einem Flüssigkeitsgemisch aus 53,6 Gewichtsteilen Propylencarbonat und 37,6 Gewichtsteilen Dimethoxyethan gebildet worden ist. Ferner wurde jeder Film nach jeweils 24 Stunden entnommen, um den Grad der Quellung bezüglich einer prozentualen Gewichtszunahme eines gegossenen Films zu bewerten (erhöhtes Gewicht/Gewicht des Films vor dem Eintauchen × 100).
Die Ergebnisse der vorstehenden Messung sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefasst.
Tabelle 1
Die Ergebnisse in der vorstehenden Tabelle 1 zeigen, dass verglichen mit der Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung von Vergleichsbeispiel 1, bei der NMP als solches verwendet wurde, die Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung von Beispiel 1, die durch Zugeben von 1000 ppm Maleinsäure erhalten worden ist, im Hinblick auf eine geringe Viskositätszunahme und eine niedrige Fluorionenkonzentration stabiler war und eine beträchtlich verbesserte Quellungsbeständigkeit gegen eine Elektrolytlösung für eine Batterie des nicht-wässrigen Typs zeigte.
Vergleichsbeispiel 2
In einer Charge von NMP, die einen pH-Wert nach 10-facher Verdünnung von 10,9 zeigte, wurde das vorstehend genannte Carboxylgruppe-enthaltende Vinylidenfluoridpolymer gelöst, so dass eine Bindemittellösung mit einer Konzentration von 13 Gew.-% erhalten wurde.
Beispiel 2
1000 ppm Malonsäure wurden der gleichen NMP-Charge zugesetzt, wie sie im Vergleichsbeispiel 2 verwendet worden ist, und dann wurde das Carboxylgruppe-enthaltende Vinylidenfluoridpolymer zur Bildung einer Bindemittellösung mit einer Konzentration von 13 Gew.-% gelöst.
Die Bindemittellösungen des vorstehend beschriebenen Vergleichsbeispiels 2 und des vorstehend beschriebenen Beispiels 2 wurden jeweils zur Bildung eines gegossenen Films wie im Beispiel 1 verwendet, und die resultierenden Filme wurden wie im Beispiel 1 72 Stunden in die Elektrolytlösung bei 70°C eingetaucht. Als Ergebnis zeigten die Filme Quellungsgrade nach 72 Stunden, wie sie nachstehend gezeigt sind.
Tabelle 2
Vergleichsbeispiel 3
In einer Charge von NMP, die einen pH-Wert nach 10-facher Verdünnung von 9,5 zeigte, wurde Vinylidenfluoridhomopolymer („KF Polymer #1100", das von Kureha Kagaku Kogyo K.K. erhältlich ist) bei 50°C gelöst, so dass eine Bindemittellösung mit einer Konzentration von 13 Gew.-% erhalten wurde.
Beispiel 3
1000 ppm Maleinsäure wurden der gleichen NMP-Charge zugesetzt, wie sie im Vergleichsbeispiel 3 verwendet worden ist, und dann wurde das Vinylidenfluoridhomopolymer, das im Vergleichsbeispiel 3 verwendet worden ist, zur Bildung einer Bindemittellösung mit einer Konzentration von 13 Gew.-% darin gelöst.
Die so gebildeten Bindemittellösungen wurden wie im Beispiel 1 einer Messung der Viskosität und des Filmquellungsgrads unterworfen. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Auch in diesem Fall stellte die Zugabe von Maleinsäure eine Bindemittellösung bereit, die einen guten Viskositätszunahmeverhinderungseffekt und eine verbesserte Filmquellungsbeständigkeit zeigte.
Beispiel 4 und Vergleichsbeispiel 4
Die in dem vorstehenden Beispiel 1 und dem vorstehenden Vergleichsbeispiel 1 hergestellten Filme wurden 72 Stunden bei 70°C jeweils in eine Elektrolytlösung eingetaucht, die 11,6 Gew.-% LiPF₆, 510 Gew.-% Ethylencarbonat und 37,4 Gew.-% Diethylcarbonat enthielt. Nach dem Eintauchen zeigten die Filme Quellungsgrade (Gewichtszunahme aufgrund des Quellens) von 18 Gew.-% bzw. 24 Gew.-%.
Beispiel 5
9 Gewichtsteile LiNi_0,8Co_0,2O₂ (aktive Substanz, Dav. (durchschnittlicher Teilchendurchmesser) = 15 μm), 0,7 Gewichtsteile elektrisch leitfähiger Ruß (Dav. = etwa 40 nm, spezifische Oberfläche = 30 m²/g, Ölabsorption = 129 ml/g), 0,3 Gewichtsteile eines Vinylidenfluoridhomopolymers („KF Polymer #1300", das von Kureha Kagaku Kogyo K.K. erhältlich ist) und 6 Gewichtsteile NMP, das 0,1 Gew.-% Maleinsäure enthielt, wurden bei 50°C miteinander gemischt und einheitlich dispergiert, um eine Aufschlämmungszusammensetzung, die eine positive Elektrode bildet, herzustellen. Die Aufschlämmung zeigte vor und nach der Lagerung für 24 Stunden bei Raumtemperatur im Wesentlichen identische Viskositäten. Die Aufschlämmung wurde auf eine Oberfläche einer 10 μm dicken Kupferfolie aufgebracht und bei 130°C getrocknet, um eine insgesamt 100 μm dicke Elektrodenstruktur mit einer glatten positiven Elektrodenschicht zu bilden.
Beispiel 6
9 Gewichtsteile LiNi_0,9Co_0,1O₂ (Dav. = 15 μm), 0,7 Gewichtsteile elektrisch leitfähiger Ruß, 0,3 Gewichtsteile eines Vinylidenfluoridhomopolymers („KF Polymer #1300") und 6 Gewichtsteile NMP, das 0,1 Gew.-% Citraconsäure enthielt, wurden bei 50°C miteinander gemischt und einheitlich dispergiert, um eine Aufschlämmungszusammensetzung, die eine positive Elektrode bildet, herzustellen. Die Aufschlämmung zeigte vor und nach der Lagerung für 24 Stunden bei Raumtemperatur im Wesentlichen identische Viskositäten. Die Aufschlämmung wurde auf eine Oberfläche einer 10 μm dicken Kupferfolie aufgebracht und bei 130°C getrocknet, um eine insgesamt 105 μm dicke Elektrodenstruktur mit einer glatten positiven Elektrodenschicht zu bilden.
Beispiel 7
Eine Aufschlämmungszusammensetzung, die eine positive Elektrode bildet, wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 5 hergestellt, jedoch wurden 6 Gewichtsteile NMP verwendet, das anstelle von 0,1 Gew.-% Maleinsäure 0,1 Gew.-% Malonsäure enthielt. Die Aufschlämmung zeigte vor und nach der Lagerung für 24 Stunden bei Raumtemperatur im Wesentlichen identische Viskositäten. Die Aufschlämmung wurde auf eine Oberfläche einer 10 μm dicken Kupferfolie aufgebracht und bei 130°C getrocknet, um eine insgesamt 102 μm dicke Elektrodenstruktur mit einer glatten positiven Elektrodenschicht zu bilden.
Beispiel 8
Eine Aufschlämmungszusammensetzung, die eine positive Elektrode bildet, wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 5 hergestellt, jedoch wurden 6 Gewichtsteile NMP verwendet, das anstelle von 0,1 Gew.-% Maleinsäure 0,1 Gew.-% Essigsäure enthielt. Die Aufschlämmung zeigte vor und nach der Lagerung für 24 Stunden bei Raumtemperatur im Wesentlichen identische Viskositäten. Die Aufschlämmung wurde auf eine Oberfläche einer 10 μm dicken Kupferfolie aufgebracht und bei 130°C getrocknet, um eine insgesamt 106 μm dicke Elektrodenstruktur mit einer glatten positiven Elektrodenschicht zu bilden.
Vergleichsbeispiel 5
Eine Aufschlämmungszusammensetzung, die eine positive Elektrode bildet, wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 5 hergestellt, jedoch wurden 6 Gewichtsteile NMP verwendet, das keine Maleinsäure enthielt.
Nach der Herstellung verursachte die Aufschlämmung eine starke Gelierung, wenn sie 2 bis 3 Stunden bei Raumtemperatur gelagert wurde, so dass es schwierig ist, die Aufschlämmung auf eine Kupferfolie aufzubringen. Nach 24 Stunden Lagerung bei Raumtemperatur lag die Aufschlämmung in einem ziemlich harten puddingartigen Zustand vor und konnte nicht verwendet werden.
Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wird, wie es in den Ansprüchen 1, 7, 8, 13, 18, 19 beschrieben ist, eine Säure, vorzugsweise eine organische Säure, oder Maleinsäureanhydrid, während der Bildung einer Bindemittellösung für eine Elektrode einer Batterie des nicht-wässrigen Typs durch Lösen eines Vinylidenfluoridpolymers in einem organischen Lösungsmittel zugesetzt, wodurch es möglich ist, eine Viskositätszunahme der Bindemittellösung, eine Verminderung des Bindemitteleffekts in der resultierenden Elektrode aufgrund eines Quellens des Bindemittels mit einer Elektrolytlösung und ein Gelieren einer elektrodenbildenden Aufschlämmung, insbesondere einer eine positive Elektrode bildenden Auf schlämmung, zu vermeiden, die problematisch sind und bisher bei der Bildung einer Elektrode einer Batterie des nicht-wässrigen Typs häufig verursacht worden sind.

Claims

Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung, die eine Lösung eines Vinylidenfluoridpolymers in einem organischen Lösungsmittel umfasst, welche mit einer organischen Säure oder Maleinsäureanhydrid stabilisiert ist, mit der Maßgabe, dass dann, wenn die organische Säure in einer Menge von 0,01 bis 30 Gew.-% der Lösung vorliegt und eine Sulfonsäure und/oder ein Sulfonsäuresalz ist, die bzw. das durch die Sulfonierung von Polyetheretherketonen der Formel (I) -(-O-p-C₆H₄-O-p-C₆H₄-CO-p-C₆H₄-)_n- (I)worin n einen Wert zwischen 35 und 350 aufweist, erhalten wird, das Vinylidenfluoridpolymer nicht in einer Menge von 5 bis 30 Gew.-% der Lösung vorliegt.
Bindemittellösung nach Anspruch 1, bei der die organische Säure aus Acrylsäure, Ameisensäure, Citronensäure, Essigsäure, Oxalsäure, Milchsäure, Brenztraubensäure, Malonsäure, Bernsteinsäure, Propionsäure, Maleinsäure und Citraconsäure ausgewählt ist.
Bindemittellösung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Säure zugegeben worden ist, um die Bindemittellösung derart bereitzustellen, dass ein Teil davon, der mit entionisiertem Wasser 10-fach verdünnt worden ist, einen pH-Wert von höchstens 9 aufweist.
Bindemittellösung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Vinylidenfluoridpolymer ein Copolymer aus mindestens 95 Mol-% Vinylidenfluorid mit einem weiteren copolymerisierbaren Monomer oder ein modifiziertes Produkt eines Vinylidenfluoridhomopolymers oder -copolymers ist.
Bindemittellösung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der das Vinylidenfluoridpolymer ein Carboxylgruppe-enthaltendes Vinylidenfluoridpolymer ist.
Bindemittellösung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der das Lösungsmittel ein Stickstoff-enthaltendes organisches Lösungsmittel ist.
Verfahren zur Herstellung einer Bindemittellösung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, welches das Zugeben der Säure oder des Maleinsäureanhydrids zu dem organischen Lösungsmittel und anschließend das Lösen des Vinylidenfluoridpolymers in dem organischen Lösungsmittel umfasst.
Elektrodenbildende Zusammensetzung, die ein pulverförmiges Elektrodenmaterial umfasst, das in einer Bindemittellösung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dispergiert ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, bei der das pulverförmige Elektrodenmaterial ein kohlenstoffhaltiges Material umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 8, bei der das pulverförmige Elektrodenmaterial eine aktive Elektrodensubstanz und ein Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, umfasst.
Zusammensetzung nach Anspruch 10, bei der die aktive Elektrodensubstanz ein Mischmetalloxid umfasst, das durch LiNi_xCo_1–xO₂ dargestellt ist, wobei 0 ≤ x ≤ 1 ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 10 oder 11, bei der das Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, Ruß umfasst.
Elektrodenstruktur, die ein elektrisch leitfähiges Substrat und eine Mischelektrodenschicht umfasst, die auf mindestens einer Oberfläche des Substrats angeordnet ist und ein pulverförmiges Elektrodenmaterial und ein Vinylidenfluoridpolymer umfasst, das mit einer organischen Säure oder Maleinsäureanhydrid stabilisiert ist.
Elektrodenstruktur nach Anspruch 13, bei der das pulverförmige Elektrodenmaterial ein kohlenstoffhaltiges Material umfasst.
Elektrodenstruktur nach Anspruch 13, bei der das pulverförmige Elektrodenmaterial eine aktive Elektrodensubstanz und ein Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, umfasst.
Elektrodenstruktur nach Anspruch 15, bei der die aktive Elektrodensubstanz ein Mischmetalloxid umfasst, das durch LiNi_xCo_1–XO₂ dargestellt ist, wobei 0 ≤ x ≤ 1 ist.
Elektrodenstruktur nach Anspruch 15 oder 16, bei der das Additiv, das eine elektrische Leitfähigkeit verleiht, Ruß umfasst.
Batterie des nicht-wässrigen Typs, die eine positive Elektrode, eine negative Elektrode und einen Separator und eine nicht-wässrige Elektrolytlösung umfasst, die zwischen der positiven und der negativen Elektrode angeordnet sind, wobei mindestens eine der positiven und der negativen Elektrode eine Elektrodenstruktur nach einem der Ansprüche 13 bis 17 umfasst.
Verwendung einer Vinylidenfluoridpolymer-Bindemittellösung, die ein Vinylidenfluoridpolymer in einem organischen Lösungsmittel und eine Säure oder Maleinsäureanhydrid als Stabilisator umfasst, zur Herstellung einer Batterie des nicht-wässrigen Typs unter Verwendung einer nicht-wässrigen Elektrolytlösung.