[发明专利]锂离子二次电池

说明书

背景技术

本发明涉及一种锂离子二次电池，更详细而言，涉及一种可实现高容量化的锂离子二次电池。

背景技术

近年来，笔记本电脑、手机、PDA(Personal Digital Assiatant)等便携终端的普及显著。可用于这些便携终端的电源的二次电池多使用镍氢二次电池、锂离子二次电池等。便携终端要求更舒适的便携性，因而其小型化、薄型化、轻质化、高性能化得到迅速发展，其结果，便携终端已被用于各种场合。

另外，对于电池，也与便携终端同样地要求小型化、薄型化、轻质化、高性能化。另外，由于为了实现电池的高容量化需要增加活性物质层中的活性物质的配合量，因此，要求减少用于将活性物质固定于集电体上的粘结材料或用于确保导电性的导电材料等材料。

以锂离子二次电池的高容量化为目的，开发了使用含有Si等的合金类活性物质的锂离子二次电池负极(例如专利文献1)。伴随高容量化，充放电时的电压也随之升高，由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等构成的电解液有时无法耐受高电压而发生分解，因此，也进行了氟类电解液添加剂的组合使用。

另一方面，在正极中，作为用于形成电极层的粘结剂，已使用了聚偏氟乙烯(PVdF)等含氟聚合物。含氟聚合物由于不溶解于电解液，因此可期待稳定的粘结性，但PVdF等含氟聚合物具有硬且难以弯曲的性质。因此，根据电池的形状、大小不同，电极在经过卷绕后有时会发生压损，在成形为规定形状时，在仅使用含氟聚合物的情况下，有时会在电极层产生裂纹。

另外，为了实现高容量化，特别是对在正极中作为导电材料的炭黑等进行细粒化的技术进行了研究。但是，在单独使用含氟聚合物作为粘结剂的情况下，经过细粒化的导电材料有时会发生凝聚，分散性不充分，导电性无法提高，无法谋求容量的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第4025995号

专利文献2：日本专利第3598153号

专利文献3：日本专利第4929573号

发明内容

发明要解决的问题

关于锂离子二次电池，存在如下问题：为了实现高容量化，在正极中使用含氟聚合物作为粘结剂时，会在电极层产生裂纹。另外，作为正极中使用的粘结剂，以针对组合使用含氟聚合物和丁腈橡胶、组合使用含氟聚合物和交联丙烯酸酯类聚合物的技术进行了研究。

例如，在专利文献2中，作为用于形成锂离子二次电池的电极层的粘结剂，组合使用了含氟聚合物和丁腈橡胶。但是，由于活性物质密度会因粘结剂量增多而相对地降低，因此，有时不能得到充分的电池容量。另外，由于粘结剂量变多，有时电极层相对于电解液的溶胀度也增高，特别是高电位循环时的剥离强度降低，循环特性劣化。

另外，在专利文献3中，作为粘结剂，组合使用了含氟聚合物和交联丙烯酸酯类聚合物。但是，由于使用了交联丙烯酸酯类聚合物，因此，虽然电极层相对于电解液的溶胀得到抑制，但由于交联丙烯酸酯类聚合物以粒子状存在，因此，分散性不充分，其结果，可能导致高电位循环特性降低。

因此，本发明的目的在于提供一种柔软、在弯曲时不会产生电极层的裂纹、高电位循环特性优异的高容量的锂离子二次电池。

解决问题的方法

本发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究，结果发现：通过使用含腈基的丙烯酸聚合物作为正极用粘结剂、并且使含腈基的丙烯酸聚合物相对于非水电解液的溶胀度和THF不溶成分量在特定范围，可以使含腈基的丙烯酸聚合物在正极用浆料组合物的分散介质中溶解，而在溶解度参数(SP值)接近的电解液中不溶解而是以适当的范围溶胀。另外得知，通过使用合金类活性物质作为负极用活性物质、在正极中使用经过了细粒化的导电材料粉末，可以谋求高容量化，另外，通过组合使用所述的含腈基的丙烯酸聚合物和含氟聚合物作为正极用粘结剂，可得到柔软、在弯曲时不会产生电极层的裂纹、并且活性物质密度高的电极，进而可得到输出特性、高电位循环特性优异的高容量的锂离子二次电池。基于上述见解，直至完成了本发明。

本发明的要点如下所述。

(1)一种锂离子二次电池，其具备负极、正极及非水电解液，其中，

所述负极含有合金类活性物质，

所述正极含有正极活性物质、正极用粘结剂及导电材料，

所述正极用粘结剂含有含腈基的丙烯酸聚合物及含氟聚合物，

所述含腈基的丙烯酸聚合物相对于非水电解液的溶胀度为3倍以下，THF不溶成分量为30质量％以下，

所述导电材料的粒径为5～40nm。