[发明专利]锂离子二次电池及其所用负极、负极用糊组合物、负极用复合颗粒、以及负极用浆料组合物

说明书

本发明的目的在于提供一种使使用了硅系负极活性物质的锂离子二次电池发挥优异的循环特性的浆料组合物用材料。该浆料组合物用材料例如是包含负极活性物质和水溶性聚合物的糊组合物，上述负极活性物质含有30质量％以上的硅系负极活性物质，上述水溶性聚合物相对于100质量份的硅系负极活性物质为3质量份以上且小于500质量份。而且，上述水溶性聚合物包含20.0质量％以上且79.5质量％以下的来自烯属不饱和羧酸化合物(A)的结构单元和20.0质量％以上且79.5质量％以下的来自20℃时的水溶解度为7g/100g以上、具有烯属不饱和键、能够共聚的化合物(B)的结构单元，上述水溶性聚合物的电解液溶胀度小于120％。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池负极用糊组合物、锂离子二次电池负极用复合颗粒、锂离子二次电池负极用浆料组合物、锂离子二次电池用负极、以及锂离子二次电池。

背景技术

锂离子二次电池具有小型、轻质、且能量密度高、进而可反复充放电的特性，使用于广泛的用途中。因此，近年来，以锂离子二次电池的进一步高性能化作为目标，正研究电极等电池构件的改良。

具体地，正研究通过作为在锂离子二次电池的负极中使用的负极活性物质采用硅系负极活性物质从而提高锂离子二次电池的电池容量。

但是，硅系负极活性物质虽然具有高的理论容量而能够提高锂离子二次电池的电池容量，但还有如下问题。

具体地，硅系负极活性物质伴随着充放电会大幅膨胀及收缩。因此，在使用了硅系负极活性物质的负极中，由于伴随着反复充放电的硅系负极活性物质的膨胀及收缩，有硅系负极活性物质自身的劣化(即，硅系负极活性物质的结构破坏导致的微细化)和/或产生极板结构的破坏而破坏负极内的导电路径的情况。

此外，锂离子二次电池用负极通常可通过以下方式制造，即，将使负极活性物质和粘结材料在水等溶剂中分散和/或溶解而成的锂离子二次电池负极用浆料组合物涂布在集电体上，使其干燥，从而在集电体上形成包含负极活性物质和粘结材料的负极复合材料层。然而，硅系负极活性物质在水等溶剂中易凝集，因此有硅系负极活性物质在负极复合材料层内分布不均的情况。

由于这样的理由，难以使使用了硅系负极活性物质的锂离子二次电池发挥优异的循环特性。

对于上述的课题，提出了例如通过将相对于硅系负极活性物质的亲和性高的聚合物添加到负极用浆料组合物中从而使锂离子二次电池的循环特性提高的技术。例如，在专利文献1中报告了：在使硅系负极活性物质在水中分散而成的负极用浆料组合物中，包含0.1～30重量％的含硅单体单元和20～60重量％的含酸基单体单元的水溶性聚合物与硅系负极活性物质的亲和性优异，因此有助于硅系负极活性物质的分散性的提高，此外，可使锂离子二次电池发挥优异的循环特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-89834号公报。

发明内容

发明要解决的课题

但是，在上述现有技术中，不能充分抑制伴随着充放电的硅系负极活性物质的膨胀及收缩，此外，对于浆料组合物中的硅系负极活性物质的分散性，也有改善的余地。因此，在将硅系负极活性物质用作负极活性物质的锂离子二次电池中，期望循环特性的进一步提高。

因此，本发明的目的在于提供一种可形成使使用了硅系负极活性物质的锂离子二次电池发挥优异的循环特性的锂离子二次电池负极用浆料组合物的浆料组合物用材料。

此外，本发明的目的在于提供一种可形成使使用了硅系负极活性物质的锂离子二次电池发挥优异的循环特性的负极复合材料层的锂离子二次电池负极用浆料组合物。

进而，本发明的目的在于提供一种能够使使用了硅系负极活性物质的锂离子二次电池发挥优异的循环特性的锂离子二次电池用负极。