Global Chemicals Japan

リチウムイオン電池用分散剤
ルナエース®

スマートフォンや電気自動車、再生可能エネルギーの発電設備などの蓄電池として世の中で広く利用されているリチウムイオン電池。地球環境保護や脱炭素社会実現に向け今後もますます需要が高まっていくことが予想されている中、高容量化、生産性向上、生産時の環境負荷低減などが課題となっています。
花王のリチウムイオン電池用分散剤ルナエース®は導電材を選択的に分散し、リチウムイオン電池の高容量化と生産性向上および環境負荷低減に貢献します。

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リチウムイオン電池の構造と
分散剤の働き


リチウムイオン電池は正極と負極、それらを分けるセパレータとその間を埋める電解液で構成されています。そして電極は、金属箔上にリチウムを貯め込む活物質、活物質等を結着させるバインダー、電気伝導を担う導電材(カーボンブラックやCNT※など)などが塗布されたものとなります。

導電材に使⽤されるカーボンブラックやCNTは⾮常に⽐表⾯積が⼤きく分散が難しいため、最適な導電ネットワークを形成するには優れた分散剤が必要です。
⼀⽅、分散剤は完成したリチウムイオン電池にとっては不純物であるため、電池性能への悪影響を抑制することが⾮常に重要です。

※CNT=カーボンナノチューブ

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ルナエース®の特⻑


花王はこれまでインクジェット用顔料、電⼦材料⽤⾦属微粒⼦を含めた様々な微粒⼦を対象に培った独自のポリマー設計技術を駆使し、リチウムイオン電池に適した高機能な分散剤を開発しました。
ルナエース®は下記3つの官能基を有しています。
 
吸着基:導電材への選択的な吸着を可能にする
分散基:優れた分散性を発現する
機能基:電解液への溶解を抑制、高電圧耐久性を付与する

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ルナエース®を用いると
劇的に電極ペーストの粘度を下げることができます。

優れた分散性により下記のメリットを得ることが可能です。

● 電極ペーストの固形分向上、溶剤使⽤量削減
● 分散困難なCNTなどの電極ペースト減粘
● 電極歩留まり向上(平滑な塗膜形成)
● ⽣産性向上
● 環境負荷低減

電極(正極)ペースト粘度

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ルナエース®による電極(正極)ペーストの減粘効果

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電極(正極)ペースト固形分75% 減粘の様子

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ソリューション


電池の生産性を向上したい 電池製造コストを下げたい 電池の生産性を向上したい 電池製造コストを下げたい
優れた分散性で溶媒使用量を削減
開く
花王が開発したルナエース ®は優れた分散性により、導電材によって引き起こされる増粘に対し高い減粘効果を発揮します。
固形分の向上が可能となることで使用する溶媒量を減らし、乾燥エネルギーの削減、VOCの削減に貢献します。
高い分散性による減粘効果で固形分が向上 高い分散性による減粘効果で固形分が向上
分散剤添加による電池性能への悪影響を避けたい
電解液に溶解しない分子設計
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市販の分散剤は電解液に溶解するためリチウムイオンの移動を阻害したり、電気的な副反応を起こす可能性があります。花王のルナエース ®は電解液に溶解しないよう分⼦設計をしているため、電池性能への悪化影響を最⼩限に抑えます。
発泡試験の様子
電池性能をアップしたい
電気抵抗を下げることで高容量化を実現
開く
優れた分散性により、理想的な導電ネットワークが形成できるため、高容量化さらにはサイクル耐久性の向上が可能です。また、耐久性が向上することで安全性向上に貢献します。

花王の電池評価


花王では電池評価体制を構築しており、花王の分散剤を用いて電池性能まで確認した上でお客様へ性能実現に向けた最適処方提案をさせていただきます。
 
【評価項⽬】
● コインセル/ラミセル作成
● CV測定
● 充放電測定
● サイクル評価
● 交流インピーダンス
● 環境試験

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ルナエース®についてのご質問やご相談は下記のフォームからお願いします。

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