[发明专利]负极浆料组合物、锂离子二次电池负极及锂离子二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及负极的膨胀、特别是初期充电时的膨胀得到了抑制的负极浆料组合物、锂离子二次电池负极及锂离子二次电池。

背景技术

从环境应对的角度出发，可以预见，小型、轻质、且能量密度高、可重复充放电的锂离子二次电池等电化学元件的今后的需求将扩大。锂离子二次电池的能量密度高，已在手机、笔记本电脑等领域得到应用。另外，就电化学元件而言，伴随用途的扩大及发展，正谋求低电阻化、大容量化等进一步的性能提高。

例如，在专利文献1中，出于提高放电容量大的锂离子二次电池中负极的机械强度及电池特性的目的，使用了由结合苯乙烯量不同的2种苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳混合而成的材料作为粘结剂。

现有技术文献

专利文献1：日本特开2000-67871号公报

发明内容

发明要解决的问题

另一方面，为了进一步增大锂离子二次电池的容量，负极活性物质可使用Si、氧化硅(SiO_x)等硅系活性物质。但在单独使用硅系活性物质作为负极活性物质的情况下，若使用专利文献1的粘结树脂来制作负极，则会导致负极的膨胀抑制变得不充分，其结果，有时无法充分发挥循环特性、速率特性等电池特性。

本发明的目的在于提供一种可抑制负极的膨胀的负极浆料组合物、锂离子二次电池负极及锂离子二次电池。

解决问题的方法

本发明人进行了深入研究，结果发现，在使用下述负极浆料组合物的情况下，可以抑制所得负极在充放电时的膨胀，进而完成了本发明，所述负极浆料组合物是使用给定的苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳及特定种类的具有核壳异相结构的聚合物胶乳作为粘结树脂、并在硅系活性物质中组合使用碳系活性物质作为负极活性物质而制作的。

即，根据本发明，

(1)一种负极浆料组合物，其包含粘结树脂、水溶性聚合物及负极活性物质，其中，所述粘结树脂包含(A)苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳及(B)聚合物胶乳，所述苯乙烯-丁二烯共聚物的凝胶量为70～98％、且在-30℃～60℃具有单一峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度，所述聚合物由异相结构形成，其在-100℃～10℃具有至少一个峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度、且在10℃～100℃具有至少一个峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度，所述负极活性物质包含碳系活性物质和硅系活性物质；

(2)根据(1)所述的负极浆料组合物，其中，所述(B)聚合物胶乳在-60℃～10℃具有至少一个峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度、且在10℃～65℃具有至少一个峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度；

(3)根据(1)或(2)所述的负极浆料组合物，其中，相对于所述(A)苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳的固体成分100质量份，含有以固体成分计为0.1～50质量份的所述(B)聚合物胶乳；

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的负极浆料组合物，其中，相对于所述负极活性物质中包含的碳系活性物质100质量份，所述负极活性物质包含0.1～50质量份的硅系活性物质；

(5)根据(1)～(4)中任一项所述的负极浆料组合物，其中，所述硅系活性物质是由SiO及SiO₂中的至少一者和Si形成的SiO_x(0.01≤x＜2)；

(6)根据(1)～(5)中任一项所述的负极浆料组合物，其中，所述硅系活性物质中的至少一者与导电性碳复合化；

(7)一种锂离子二次电池负极，其是将(1)～(6)中任一项所述的负极浆料组合物涂布于集电体上并进行干燥而得到的；

(8)一种锂离子二次电池，其包含(7)所述的锂离子二次电池负极。

发明的效果

根据本发明，可提供能够抑制负极的膨胀的负极浆料组合物、锂离子二次电池负极及锂离子二次电池。

具体实施方式

以下，针对本发明的负极浆料组合物进行说明。本发明的负极浆料组合物是包含粘结树脂、水溶性聚合物及负极活性物质的负极浆料组合物，其中，所述粘结树脂包含(A)苯乙烯-丁二烯共聚物胶乳及(B)聚合物胶乳，所述苯乙烯-丁二烯共聚物的凝胶量为70～98％、且在-30℃～60℃具有单一峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度，所述聚合物由异相结构形成，其在-100℃～10℃具有至少一个峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度、且在10℃～100℃具有至少一个峰的动态粘弹性测定中的玻璃化转变温度，所述负极活性物质包含碳系活性物质和硅系活性物质。

(粘结树脂)