研究開発された技術紹介

車載用を代表として、リチウムイオン二次電池(LIB)は用途の広がりとともに更なる高性能化、低コスト化を要求されているが、電極を形成する部材、特に、バインダーについては次世代LIBの要件を満たすものがない。革新的な電池部材評価技術をもとに、高性能で低価格な新規活物質による次世代リチウムイオン電池に対して最適化された水系バインダーを開発する

次世代の高性能LIBに向けた活物質をターゲットとし、(1)粒子分散性、(2)pH制御、(3)耐電気分解性といった複数の機能特性を持った新規水系バインダーを開発
(新技術)
従来の乳化重合法による製造方法と比べ、高分子を乳化によりバインダーとする手法を用いて、種々のポリマーアロイをバインダーとして適用可能とする技術。
(新技術の特徴)
ポリマーの種類や比率を任意に変更することで、歩留まり向上、電極劣化防止、ポリマー成分の電気分解防止が可能である

・バインダーの設計を行い、熱的安定性、電気化学的安定性の評価を基に使用する樹脂の選定をい、正極用には、スチレン-飽和炭素鎖子ポリマーとアクリル系コポリマーの複合化、負極用にはスチレン-飽和炭素鎖＋不飽和側差コポリマーを用いたバインダーが適し、乳化技術を用いたバインダーの製造方法によってバインダーとした
・正極においては、三元系活物質に着目し、強度、均一性に優れた塗膜が得られること、負極においては、活物質へのCMCの吸着が課題となることを見出し、スラリーの組成と混合工程の影響が大きいことを示し、これらの検討により安定した正常の塗膜が得られ、各種評価結果が安定して行えた
・ユーザーからのヒアリングなどを基に、正極は三元系活物質、負極はグラファイトを用いた電極についての評価を行った結果、残留水分、活物質表面の変質などが今後の課題となり、負極向けに関しては、強度を改善した塗膜を用いた評価などを実施する必要がある

溶剤名バインダーからの置き換えにより、環境負荷の低減が期待される。また、(1)粒子分散性、(2)pH制御、(3)耐電気分解性といった複数の機能性を有するバインダーにより、リチウムイオン電池の生産性向上、並びに性能向上が期待される。

電池メーカーにて小量ながら採用を受け、継続的に販売中。また、派生技術として固体電解質用のバインダーなどの引き合いを受けている。

・リチウムイオン電池(LIB)の高性能化と低価格化に貢献するバインダーの提供
・粒子結着性、粒子分散性、pH制御、耐電気分解性の機能を保有

・ユーザー2社において良好な評価結果を得て、採用に向けた評価が進み、そのうち1社では正極向けバインダーとして、他社水系バインダーよりスラリー安定性、塗工性、塗膜強度、電池特性の各点でバランスが良いとの評価を受けている
・電池メーカーでは、塗膜強度、電池特性ともに他社品より良好との評価を受け採用され、現在、販売を継続している。
・平成28年4月より、LIBでの検討が予定され、採用実績が重要視されることが多いため、上記2社での採用を確定し実績化することで、他社や大きな市場となっている中国への展開を図る

・量産性の改善

・電池の設計・性能評価技術を持つ企業との連携・提携