PVDF 電極用バインダーとセパレータコーティング

Kynar® PVDFは、リチウムイオン電池技術において、 電極活物質のバインダーとして長年使用されてきました。アルケマは技術改良を重ね、現在、正極および負極バインダーとセパレータコーティングで使用されています。 低VOC水性ラテックス技術を使用した実験的ソリューションの開発も進んでいます。

Kynar® PVDF リチウムイオン電池の構造

電極用バインダー: Kynar® HSVシリーズ

  • 易溶解性、易加工性
  • 高い接着力
  • 低バインダー負荷
  • 電解液中での低膨潤性
  • 低電極内部抵抗
  • 高電圧安定性

セパレータコーティング用: Kynar Flex® LBGシリーズ

  • 電極への高い接着力(電解液注入前後共に)
  • 高い寸法安定性、制御された結晶化度
  • ナノセラミックスとの濡れ性
  • 溶剤系、水系共に適用可能
  • 高電圧安定性

樹脂選定指標

過去約20年に亘り、PVDF樹脂は、特に正極用の、非常に安定したバインダー樹脂として最良の選択肢であることが証明されています。

  • 過酷な状態での先端的性能の証明
  • 安心 - グローバル供給体制、品質、コンプライアンス、次世代バッテリー向け材料開発に対する継続的なコミットメント

 

本質的に、Kynar® PVDFは苛酷な環境での使用に適しています。それは、超高層ビル向け高耐久性コーティング(50年以上)、石油・ガス海底油田パイプ(26年以上)、太陽光パネルのバックシート(10年以上)などでの長年に亘る優れた実績で証明されています。進化し続ける電池市場に早期から取り組み、アルケマは技術革新を通じて、高品質樹脂のリーディングサプライヤーの一社と評されるまで成長しました。

テーラーメードのパフォーマンス

アルケマは、数十年にわたり高性能PVDF樹脂とその軟質コポリマーを開発を継続してきたパイオニアです。 独自のプロセスにより、分子量、粒径、結晶性、機能性を調整できます。


乳化重合PVDFは、50年以上前に、高光沢と表面平滑性を与える小粒系樹脂を要求される建築用高品質塗料向けに設計されました。


高表面積=易溶解性=易加工性
今日、電池用途では、粒子内へのNMP拡散に時間を要する大粒径懸濁重合PVDFとは対照的に、小粒径と特有の凝集構造とが備わった乳化重合PVDFは、NMPやアセトンへの易溶解性を発現します。 小粒系粒子は、革新的な「ドライ混錬プロセス」を可能にする鍵でもあります。

異種結合のメリット

乳化重合では、異種結合「欠陥」が誘発されます。 この現象は単純に高い反応温度に関連しており、懸濁重合PVDF樹脂と比較して、融点および結晶化度がわずかに低い物性を与えます。一方この異種結合「欠陥」は、高ニッケルNMC活物質を使用する場合に重要なPVDFの耐アルカリ性を向上させます。


そのメリットを定量化すべく、乳化重合温度により「欠陥」レベルがどのように調節できるかを理解することが重要です。

分子量分布の調節

通常Kynar® PVDFの乳化重合では、分子量分布は単峰性を示しますが、特定の要求に対しては二峰性もしくは幅広い分子量分布を備えたグレードを合成する事も可能です。


お客様の加工工程に応じて、 分子量分布を調整する事が可能な点は、アルケマの製造工程の重要な利点です。

コストダウン・パフォーマンス向上・安定供給

リチウムイオン電池の普及は急速に伸びています。 市場の初期成長は携帯電話、タブレット、電動工具などの消費者向けエレクトロニクスによるものでしたが、現在の大きなブームはEVによるものです。 要求の厳しい自動車産業では、コスト低減、バッテリー性能の大幅向上、安定したグローバルサプライチェーンを同時に満足させる必要があります。 簡単な挑戦ではありません。

 

アルケマは、次世代超高容量カソード、超高容量アノード、およびリチウムイオン電池を代替する技術プロジェクトに積極的に参画しています。 オープンイノベーションは、当社の一貫した成功の鍵です。

リチウムイオン電池 コストの概算

バインダーイノベーション

バインダーの革新は、バッテリー市場における当社の戦略の中核です。アルケマは、未来のより安全でより高性能の電池開発を可能にするバインダー開発に日々取り組んでいます。 アルケマでは米国King of Prussia研究所のバッテリーイノベーションチームが開発を主導しています。 高ニッケル正極用バインダー、水系バインダー、ドライ混錬プロセスなど、最先端の技術の限界を広げていく中で、お客様とのコラボレーションを呼びかけています。また中国、フランス、日本、韓国の技術センターでも、お客様のサポートを行っております。

グローバルな供給とサポート

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