イオン導電ポリマー



 1.イオン導電ポリマーとは


当社の多機能イオン導電ポリマーは、ポリフッ化ビニリデン(以下PVdFと略)にイオン液体
骨格を重合することに拠って絶縁体であるPVdF、PTFEなどの樹脂ポリマーにイオン導電性を
付与した多機能導電ポリマー素材です。


商品としては、TREKION CP seriesが幹ポリマーPVdF分子量領域(本領域指数は後示)にイオン
液体(ILと称す)を重合するモル比率(イオン導電化率と称す)を低モル%から高モル%の
範囲で重合させたグレードを提供致します。


現在、供給可能な商品は、NMPやDMSOなどの溶剤に溶解した溶液にて提供致しておりますが、
粉末品の商品化も開発しております。


このイオン液体重合機構は、幹ポリマーPVdFの構造物性を保持しながらIL付加モル%を変化
させた構造となっており、 PVdF分子量の3領域(本カタログ5項の幹ポリマー分子量参照)を標
準グレードとしております。


これらのグレードの中から各種応用用途に適合する最適なPVdF分子量領域とILモル%を選択
して商品グレードをお決め頂き、絶縁素材の導電化改質に応用して頂くこととなります。


一例としまして、標準グレードCP-HPVg46F10は、IL付加-46m%の10wt%NMP溶液で、導電率1.
6×10-3S/cmになります。


TREKION CPの用途分野は、様々な樹脂改質や各種フィルムへのイオン導電機能付与を表面加
工、混合処方や素材相溶化などによって幅広く応用することが可能です。


例えば、リチウムイオン電池(LIB)用途の電極作製に使用する導電バインダー、セパレータの
表面加工導電材そしてゲル・固体電解質のコア材料に応用出来ます。


本イオン導電ポリマーの開発目標を『素材固有の性状に新たな導電機能を付加する』コンセ
プトに設定して開発してきました。


今後、LIB分野以外でも樹脂改質や不織紙などへの導電性付与に対応する素材として工業用途
向けなどの多彩な分野で応用して頂けるものと期待しております。




 2.LIB分野でのイオン導電バインダー用途


特に弊社は、リチウムイオン二次電池分野での「All‐round Player for LIB」を掲げ、リチウムイオ
ン電池分野にて本素材の開発を推進し、当社イオン導電ポリマーの基本素材出願特許が、日本と世界の
主要国で特許登録された背景を下に更なる応用開発を推進致しております。


その実用化開発では、LIB分野用途ではイオン導電バインダー「TREKLITETM CB series」の商品開発
にも成功致しております。


このイオン導電バインダーCBシリーズは、電極層に理想的な導電ネットワーク構造を形成し、レート特
性、クーロン効率、放電特性(内部インピーダンスの低減)などの向上に貢献します。

特に、電子伝導性の低いLFPやLTO電極の性能改善に最適なバインダーとなります。

更に、従来のPVdFよりも物性面で本バインダー素材を使用することに拠って柔軟性が得られ、充放電作
用における膨張収縮が発生するSi活物質やSn合金電極などにも応用できる可能性が開けて参りました。

 3.イオン導電ポリマーによるセパレータ改質技術


 ポリオレフィン系セパレーターでは、PCやGBLそしてイオン液体などの電解液は、含浸性が悪く
使用不可能ですが、当社イオン導電ポリマーをコーティングしたポリオレフィン系セパレーター使
用で卓越した電解液の含浸性を発揮します。セパレーター表面の細孔を適度にコントロールするこ
とに拠って2種類の表面仕上げ加工技術をご用意しています。


この2種類の表面加工仕上げ仕様の違いに拠って、電解液処方への適合性を使い分けて頂けます。
お客様の電解液処方に適合するセパレーター表面仕上げをご選択下さい。

更に、汎用のポリオレフィン系セパレーターと比較して、 電解液充填後にLIB電極にも密着し極板
ズレやセパレーター位置ずれを防止し安全性に寄与します。


イオン導電ポリマーであることから、コーティングによるイオン輸率の低下を抑制しながら、セパ
レーターの細孔径及び細孔数を減数コントールしてデンドライトによるセル短絡を抑制します。

各種セパレーターへのコーティングに就いては、網目形状多孔質を形成する場合には、塗工条件設
定が必要ですので、当社はセパレーターコーティングもご依頼により受託対応させて頂きます。




 4.その他の応用事例:

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リチウムイオン二次電池の機能性導電ポリマー電解質やゼロソルベント処方電解質の創成コア素材としての応用
難燃性や自己消火機能へのコア材料としての応用
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汎用樹脂への機能性付与改質剤としての多機能導電ポリマー絶縁体(樹脂、コンクリートなど)
自然素材(紙、木材など)への塗布等によるイオン導電性付与。

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