(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法であって、水を分散媒として使用し、アクリレートモノマー、両親媒性反応性乳化剤、ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマー及び開始剤を添加して撹拌しながら均一になるまで混合し、昇温して重合を開始させ、反応させてリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーを得ることを備え、
前記アクリレートモノマーはメタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、イタコン酸、メタクリル酸、アクリル酸ヒドロキシプロピル及びアクリル酸オクチルからなる群より選択される一つ又は複数であり、
前記機能性モノマーはアクリル酸オクタデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ヘプタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、バーサチック酸ビニルエステル、アクリル酸ベンジル及びアクリル酸パーフルオロアルキルエステルからなる群より選択される一つ又は複数であることを特徴とするリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【請求項２】
前記両親媒性反応性乳化剤がアクリルアミドイソプロピルスルホン酸ナトリウム、アクリル基を含む特殊アルコールエーテル硫酸塩、二重結合を有するアルコールエーテルスルホコハク酸エステルナトリウム、アリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム及びアルキルアミドビニルスルホン酸ナトリウムからなる群より選択される一つ又は複数であることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【請求項３】
前記アクリル酸パーフルオロアルキルエステルは、アクリル酸パーフルオロアルキルエチルであることを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【請求項４】
前記開始剤は無機過酸化物系開始剤、アゾ系開始剤、有機過酸化物系開始剤、水溶性レドックス開始剤及び油溶性レドックス開始剤からなる群より選択される一つ又は複数であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【請求項５】
前記開始剤はアゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、及び亜硫酸ナトリウムからなる群より選択される一つ又は複数であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【請求項６】
前記機能性モノマーの使用量は、モノマーの全使用量の５％〜４０％を占め、及び／又は前記両親媒性反応性乳化剤の使用量は、全重量の０．１％〜８％を占め、前記リチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの固形分の含有量は１０％〜２５％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【請求項７】
前記両親媒性反応性乳化剤の使用量は、全重量の０．５〜２％を占めることを特徴とする請求項６に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【請求項８】
反応中の撹拌速度は２００〜８００ｒｐｍであり、前記開始の温度は４０〜９０℃であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン電池の技術分野に関し、具体的には、リチウムイオン電池の正極用の水系バインダー及びその調製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新エネルギープロジェクトは新興産業として、省エネルギー、排出削減及び持続可能な開発という国家の方針政策に合致しており、産業構造の調整と変革に大いに役立つ。新エネルギー産業の非常に重要な構成要素として、リチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、使用年数が長く、体積が小さく、軽量であり、安全で信頼性があり、汚染がないなどの利点を有しており、電気自動車、航空宇宙、通信機器及び各種の携帯式電気機器に広く応用されており、21世紀において最も発展の将来性のある理想的なエネルギー源となっている。
【０００３】
リチウムイオン電池は、通常、電気活物質、導電剤及びバインダー溶液を混合してスラリー状になるように均一に研磨して、これを集電体としての銅箔又はアルミニウム箔にコーティングした後、乾燥、圧延などの工程により得られる。ここで、リチウムイオン電池用バインダーは、リチウムイオン電池の調製工程における不可欠な原料の一つであり、その機能は、正極、負極の電気活性材料と導電剤とを集電体に付着させることである。
【０００４】
リチウムイオン電池正極用バインダーは、主に２種類に分類され、一つは有機溶剤を分散剤とする油性バインダーであり、現在ではフッ素含有ポリマーバインダーが広く応用されており、例えば、溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰと略される）を用いたポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦと略される）である。該バインダーには有機溶剤が多く含まれ、且つ製造工程中に揮発しやすいため、環境を汚染するとともに作業者の健康への悪影響も大きく、また、フッ素含有ポリマー及びその溶剤は高価であり、生産コストが高くなる。また、該ＰＶＤＦバインダーは充放電サイクル特性が低下するという問題もある。他の一つは、水を分散剤とする水系バインダーであり、現在、中国の発明特許ＣＮ２０１４１０７３１０２７．８には、望ましいリチウムイオン電池用の水系接着剤が開示され、親油性モノマーと親水性モノマー及び開始剤をＳＢＳ中に滴下し、親油性・親水性モノマーを適切な化学反応によってＳＢＳ高分子鎖のセグメントにグラフトすることで、該バインダーはリチウムイオン電池の正極の製造に用いることができ、それにより、電極材料は優れた付着性及び分散性を有する。しかし、該バインダーは、リチウムイオン電池の正極板を製造する場合、嵩密度が低く、乾燥後に極板が脆くなり、乾燥中にカールしたり割れたりし易くなるため、製品の歩留まり及び工場の生産効率を低下させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに鑑みて、本発明の実施例は、従来技術におけるリチウムイオン電池の正極の嵩密度が低く、乾燥後にもろく、柔軟性に乏しく、歩留りが低く、生産効率が低いなどの技術的課題を解決したリチウムイオン電池の正極の水系バインダー及びその調製方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施例によるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法において、水を分散媒として、アクリレートモノマー、両親媒性反応性乳化剤、ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマー及び開始剤を添加して撹拌しながら均一になるまで混合し、昇温して重合を開始させ、反応させてリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーを得る。
【０００７】
ここで、前記アクリレートモノマーは、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、イタコン酸、メタクリル酸、アクリル酸ヒドロキシプロピル及びアクリル酸オクチルからなる群より選択される一つ又は複数である。
【０００８】
ここで、前記両親媒性反応性乳化剤は、アクリルアミドイソプロピルスルホン酸ナトリウム、アクリル基を含む特殊なアルコールエーテル硫酸塩、二重結合を有するアルコールエーテルスルホコハク酸エステルナトリウム、アリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム及びアルキルアミドビニルスルホン酸ナトリウムからなる群より選択される一つ又は複数である。
【０００９】
ここで、前記ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマーは、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸オクチル、ラウリン酸エステル、アクリル酸ヘプタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、バーサチック酸ビニルエステル、アクリル酸ベンジル又はアクリル酸パーフルオロアルキルエステルからなる群より選択される一つ又は複数である。
【００１０】
ここで、ラウリン酸エステルは、例えば、アクリル酸ラウリルであり、アクリル酸パーフルオロアルキルエステルは、例えば、アクリル酸パーフルオロアルキルエチルなどである；
【００１１】
ここで、前記開始剤は、無機過酸化物系開始剤、アゾ系開始剤、有機過酸化物系開始剤、水溶性レドックス開始剤及び油溶性レドックス開始剤からなる群より選択される一つ又は複数である。
【００１２】
ここで、前記開始剤は、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸塩及び亜硫酸ナトリウムからなる群より選択される一つ又は複数である。
【００１３】
ここで、前記機能性モノマーの使用量は、モノマーの全使用量の５％〜４０％を占め、及び／又は前記両親媒性反応性乳化剤の使用量は、全重量の０．１％〜８％を占め、前記リチウムイオン電池正極用水系バインダーの固形分の含有量は１０％〜２５％である。
【００１４】
ここで、前記両親媒性反応性乳化剤の使用量は全重量の０．５％〜２％である。
【００１５】
ここで、反応中の撹拌速度は２００〜８００ｒｐｍであり、前記開始の温度は４０〜９０℃である。
【００１６】
本発明の一実施例によるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーにおいて、前記リチウムイオン電池の正極用の水系バインダーは上記のいずれか一項に記載のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法により調製され、その固形分の含有量は１０％〜２５％、粘度範囲は800mPa.s〜20000mPa.sである。
【００１７】
本発明の一実施形態において、前記機能性モノマーはアクリレートモノマー類であり、かつアクリレートモノマー類を形成する場合に、「−ＯＨ」を提供する一側は７個以上の炭素原子を含み、
【００１８】
本発明の一実施形態において、「−ＯＨ」を提供する一側は７〜１８個の炭素原子を含む。
【００１９】
本発明の一実施形態において、前記機能性モノマーはアクリル酸シクロヘキシル又はアクリル酸パーフルオロアルキルエチルである。
【００２０】
本発明の一実施形態により提供されるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーにおいて、ガラス転移温度は0℃未満である。好ましくは、該リチウムイオン電池の正極用の水系バインダーのガラス転移温度は−９℃未満であり、より好ましくは、該バインダーのガラス転移温度は−１４℃〜−２４℃である。
【００２１】
本発明の別の態様では、リチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製におけるポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマーの応用を提供する。
【００２２】
本発明の一実施形態において、前記機能性モノマーはアクリレートであり、かつアクリレート系を形成する場合、「−ＯＨ」を提供する一側は７個以上の炭素原子を含み、好ましくは、「−ＯＨ」を提供する一側は7-18個の炭素原子を含む。
【００２３】
本発明による一実施形態において、前記機能性モノマーはアクリル酸シクロヘキシル又はアクリル酸パーフルオロアルキルエチルである。
【００２４】
本発明の更なる他の態様では、具体的に、ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマーを調製中に添加することを含むリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法を提供する。
【００２５】
本発明の実施例によるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法は、操作手順が簡単であり、調製されたバインダーは良好な柔軟性と中程度の粘度を有し、リチウムイオン電池の正極の製造に用いる場合に、正極板の嵩密度を大きくすることができ、極板は滑らかであり、カールや割れの現象がなく、該極板で製造された電池は良好なサイクル性能を有し、製品の歩留まり及び工場の生産効率を改善する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１によるリチウムイオン正極の水系バインダーのＴＧＡチャートである。
【図２】実施例３により提供されるリチウムイオン試験電池の充放電サイクル図である。
【図３】本発明の実施例１によるリチウムイオン正極の水系バインダーのＤＳＣ分析チャートである。
【図４】本発明の実施例2によるリチウムイオン正極の水系バインダーのＤＳＣ分析チャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施例の図面を結合して、本発明の実施例の技術的解決手段を明確かつ完全に説明するが、明らかに、説明される実施例は単に本発明の実施例の一部にすぎず、実施例の全てではない。本発明の実施例に基づいて、当業者が創造的な労働をしない前提下で得られる他のすべての実施例は、本発明の保護範囲内に属するものである。
【００２８】
本発明の一実施例によるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法は、水を分散媒として、通常のアクリレートモノマーを添加するとともに、両親媒性構造を有する反応性乳化剤、ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する官能性モノマー及び開始剤を導入して撹拌し、開始剤の作用で、開始温度及びモノマーの添加時間を制御することにより重合反応を開始させることで、分子内の特殊官能性モノマーの配置や組み合わせが変わり、リチウムイオン電池の正極用の水系バインダーを調製する。本発明の一実施例では、反応中に高い混合状態を維持するように、回転速度を２００〜８００ｒｐｍに、開始温度を４０℃〜９０℃に維持する。
【００２９】
本発明の一実施例では、上記通常のアクリレートモノマーは、メタクリル酸メチル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸ヒドロキシエチル、アクリロニトリル、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、イタコン酸、メタクリル酸、アクリル酸ヒドロキシプロピル及びアクリル酸オクチルからなる群より選択される一つ又は複数である。
【００３０】
本発明の一実施例において、上記両親媒性反応性乳化剤は、共重合可能な炭素-炭素二重結合を含み、分子の一端は非極性の疎水性基であり、他端は親水性の親水性基である。具体的には、アクリルアミドイソプロピルスルホン酸ナトリウム、アクリル基を含む特殊アルコールエーテル硫酸塩（例えば、NRS-10）、二重結合を有するアルコールエーテルスルホコハク酸エステルナトリウム（例えば、NRS-138）、アリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム又はアルキルアミドビニルスルホン酸ナトリウムからなる群より選択される一つ又は複数であってもよい。両親媒性反応性乳化剤の使用量については、全重量の０．1％〜8％を占める。好ましい実施例において、両親媒性反応性乳化剤の使用量は全重量の０．５％〜２％を占める。
【００３１】
本発明の一実施例において、ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する上記機能性モノマーの主な特徴は、その主鎖が重合可能な炭素-炭素二重結合を含み、且つ一つ又は複数の長い炭化水素基側鎖又は特殊構造を含む機能性モノマー（例えば、ツリー構造等の特殊な柔軟構造）である。具体的には、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸オクチル、ラウリン酸エステル、アクリル酸ヘプタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、バーサチック酸ビニルエステル、アクリル酸ベンジル及びアクリル酸パーフルオロアルキルエステルからなる群より選択される一つ又は複数であってもよい。一実施例において、該機能性モノマーはモノマーの全使用量の５％〜４０％を占める。
【００３２】
本発明の一実施例において、上記開始剤は、無機過酸化物系開始剤、アゾ系開始剤、有機過酸化物系開始剤、水溶性レドックス開始剤及び油溶性レドックス開始剤からなる群より選択される１種以上であり、具体的には、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過硫酸ナトリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸塩及び亜硫酸ナトリウムからなる群より選択される一つ又は複数であってもよい。
【００３３】
本発明の一実施例はリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーを更に提供し、該リチウムイオン電池の正極用の水系バインダーは上記のいずれか一項に記載の調製方法により調製され、その固形分の含有量は１０〜２５％であり、粘度範囲は800mPa.s〜20000mPa.sである。
【００３４】
本発明のリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーに適用される正極電気活性材料は、LiFePO4、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4及びそれらの多成分混合物などである。
【００３５】
本発明の一実施例は、上記水系バインダーと正極活物質とを混合してスラリーを調製して集電体にコーティングして乾燥させて得られたリチウムイオン電池用正極板を更に提供し、前記スラリーにおける水系バインダーの含有量は１〜８％であり、好ましくは２〜６％である。
【００３６】
本発明の実施例によるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法は、作業工程が簡単であり、本方法で調製されたバインダーは良好な柔軟性と中程度の粘度を有し、リチウムイオン電池の正極の調製に用いる場合、正極板の嵩密度を大きくすることができ、極板は滑らかであり、カールや割れの現象がなく、該極板で調製された電池は良好なサイクル性能を有し、製品の歩留まり及び工場の生産効率を改善する。
【００３７】
以下、具体的な実施例によって本発明によるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーの調製方法及びその方法によるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーを更に説明し、本発明を理解するのに役立てる。ただし、本発明は以下の実施例に限定されない。
実施例１：
【００３８】
本実施例では、両親媒性反応性乳化剤、ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマー、及び開始剤として、アクリルアミドイソプロピルスルホン酸ナトリウム、ラウリン酸エステル及び過硫酸ナトリウムをそれぞれ使用し、アクリレートモノマーとしてアクリル酸、アクリルアミド及びアクリル酸ブチルの混合物を使用し、調製全体中のアクリル酸エステルモノマー、両親媒性反応性乳化剤及び機能性モノマーの比は１９：０．１：１である。
【００３９】
具体的には、リチウムイオン電池の正極用の水系バインダー溶液は、重量部で、水３２０部、アクリルアミドイソプロピルスルホン酸ナトリウム０．４部、アクリル酸２５部、アクリルアミド１５部、アクリル酸ブチル３６部、及びラウリン酸エステル４部を反応釜に順に添加して、４００ｒｐｍの回転速度で撹拌して混合するというステップで調製される。温度が８２℃に上昇した時、過硫酸ナトリウムを添加して重合を開始させ、反応時間は４０minであり、次いで回転速度を５５０ｒｐｍに上げ、８２℃の開始条件を維持し、温度保持時間は３ｈであり、そしてバインダーを中性に調整するまで弱塩基を添加し（弱塩基調整用バインダーは、アンモニア水、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質である）、３０min保温後に温度を下げてリチウムイオン電池の正極の水系バインダー溶液を得る。
【００４０】
上記水系バインダーは良好な柔軟性を有し、ＤＳＣにより分析され、その実験結果は図３に示される。
図３から、本実施例で調製されるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーのガラス転移温度は、通常の使用温度よりも低い−２０．７℃であり、それにより使用中のバインダーの柔軟性が確保されることがわかる。しかも、該バインダーの粘度は中程度であり、その粘度は１５００ｍＰａ．ｓである。
該バインダーのＴＧＡチャートは図１に示される。該チャートから、水系バインダーが熱安定性に優れ、分解温度が３５０℃より高いことがわかる。
実施例2：
【００４１】
本実施例では、開始剤として過硫酸ナトリウムを同様に使用し、相違点はアリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムとveova10（バーサチック酸ビニルエステル）をそれぞれ両親媒性反応性乳化剤とポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマーとして使用し、アクリレートモノマーとしてアクリル酸、アクリルアミド、アクリル酸ブチル、アクリル酸エチル及びイタコン酸の混合物を使用することであり、イタコン酸と一部のアクリル酸は重合開始から一定の時間を経た後に一部の水とともに添加し、全調製過程中のアクリル酸エステルモノマー、両親媒性反応性乳化剤及び機能性モノマーの割合は17:0.25:2.5である。
【００４２】
具体的には、リチウムイオン電池の正極用の水系バインダー溶液は、
重量部で、260部の水、１部のアリルオキシヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム、１０部のアクリル酸、12部のアクリルアミド、30部のアクリル酸ブチルと4部のアクリル酸エチル、及び10部のveova10を反応釜に順に添加して、２００ｒｐｍの回転速度で撹拌して混合するというステップで調製される。温度が８２℃に上昇した時、過硫酸ナトリウムを添加して重合を開始させ、反応時間は20minであり、次いで回転速度を300ｒｐｍに上げるとともに8部のアクリル酸、4部のイタコン酸及び60部の水を添加し、８６℃の反応条件を維持し、温度保持時間は４ｈであり、バインダーを中性に調整するまで弱塩基を添加し（弱塩基調整用バインダーは、アンモニア水、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質である）、３０min保温後に温度を下げてリチウムイオン電池用正極水系バインダー溶液を得る。
【００４３】
上記水系バインダーは、粘度４０００ｍＰａ.ｓ、固形分の含有量２０％であり、良好な機械的安定性を有する。
【００４４】
ＤＳＣにより分析され、その実験結果は図4に示される。図4から、本実施例で調製されるリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーのガラス転移温度は-18.9℃であり、通常の使用温度よりも低く、従って使用中のバインダーの柔軟性が確保されることがわかる。
実施例3：
【００４５】
正極電気活性材料としてマンガン＋３元系を用いて、実施例２で調製した水系バインダー溶液を用いて正極スラリーを調製する。
正極スラリー全体における材料の配合比は、水系バインダー２．０％、正極材料９５％、導電剤Ｓ−Ｐ３％である。
【００４６】
上記で調製した正極スラリーは、固形分の含有量が７０％、粘度が８０００ｍPa.sである。
このスラリーのチキソトロピーは良好であり、コーティングプロセスは１８ｍの乾燥トンネルを使用した。ここで乾燥トンネルの温度は90℃-110℃-120℃-100℃-90℃に設定され、８ｍ／minのコーティング速度とした。
このスラリーで調製される正極板は、滑らかで、カールや割れの現象がなく、嵩密度が高く、極板の歩留まりも高い。
【００４７】
上記正極板をマンガン酸リチウム（ＢＮ−Ｍ０１）活物質に組み込んでリチウムイオン実験電池に組み込んで応用試験を行った結果を図２に示す。図２は、上記リチウムイオン試験電池の充放電サイクル図であり、縦軸は容量維持量、横軸は充放電サイクル数（回）である。図２から分かるように、試験電池の初回充放電容量は９０％より大きく、容量の発揮は優れており、放電曲線のプラットフォームは安定しており、１ｃでの２００サイクル後でも、電池容量は実質的に低下しておらず、500サイクル後に電池容量の維持率は依然として顕著には低下せず、基本的に90％以上に維持され、容量低下が減少する。
実施例4：
【００４８】
本実施例では、両親媒性反応性乳化剤、ポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマー、及び開始剤として、アクリルアミドイソプロピルスルホン酸ナトリウム、アクリル酸ラウリル及び過硫酸ナトリウムをそれぞれ使用し、アクリレートモノマーとしてアクリル酸、アクリルアミド及びアクリル酸ブチルの混合物を使用し、全調製過程中のアクリル酸エステルモノマー、両親媒性反応性乳化剤及び機能性モノマーの比は１９：０．１５：１である。
【００４９】
具体的には、リチウムイオン電池の正極用の水系バインダー溶液は、重量部で、水３２０部、アクリルアミドイソプロピルスルホン酸ナトリウム０．４部、アクリル酸２５部、アクリルアミド１５部、アクリル酸ブチル３６部、及びアクリル酸ラウリル６部を反応釜に順に添加して、４００ｒｐｍの回転速度で撹拌して混合するというステップで調製される。温度が８２℃に上昇した時、過硫酸ナトリウムを添加して重合を開始させ、反応時間は４０minであり、次いで回転速度を５５０ｒｐｍに上げ、８２℃の開始条件を維持し、温度保持時間は３ｈであり、そしてバインダーを中性に調整するまで弱塩基を添加し（弱塩基調整用バインダーは、アンモニア水、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ性物質である）、３０min保温後に温度を下げてリチウムイオン電池用正極水系バインダー溶液を得る。
【００５０】
上記水系バインダーは、DSC分析によると、ガラス転移温度が-21.2℃であり、通常の使用温度よりも低く、従って使用中のバインダーの柔軟性が確保されることがわかる。しかも、該バインダーの粘度は中程度であり、その粘度は2300mPa.sであり、分解温度は３５０℃より高い。
実施例5：
【００５１】
本実施例において、アクリル酸オクタデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ヘプタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸ベンジル及びアクリル酸パーフルオロアルキルエチルのうちの１種を両親媒性のポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマーとすることを除いて、調製方法は実施例４の方法と同じである。これにより調製されたリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーは、DSCにより分析され、実験結果を表１に示す。
0006826339.tif 000002
【００５２】
アクリル酸オクタデシル、アクリル酸オクチル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸ヘプタデシル、メタクリル酸オクタデシル、アクリル酸シクロヘキシル、バーサチック酸ビニルエステル、アクリル酸ベンジル及びアクリル酸パーフルオロアルキルエチルのうちの一つ又は複数を両親媒性のポリマー鎖の柔軟性を向上させるための特殊な官能基を有する機能性モノマーとして、これにより調製されたリチウムイオン電池の正極用の水系バインダーのガラス転移温度は−９℃〜−２４℃である。
【００５３】
以上、本発明の好適な実施例について説明したが、本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び原則から逸脱することなく行われるいかなる変更又は同等置換は、いずれも本発明の保護範囲内にあるとみなされるべきである。
【図１】
0006826339.tif 000003
【図２】
0006826339.tif 000004
【図３】
0006826339.tif 000005
【図４】
0006826339.tif 000006