[发明专利]用于二次电池的粘合剂组合物以及包含其的电极和锂二次电池

说明书

本发明涉及用于二次电池的粘合剂组合物，其包含其中以独立相存在(A)共轭二烯胶乳颗粒和(B)共聚物胶乳颗粒的复合胶乳，其中所述复合胶乳的pH为7或更小。

技术领域

本申请要求于2015年6月17日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2015-0085579号的权益，其公开内容通过引用整体并入本文。

本发明涉及用于二次电池的粘合剂组合物以及包含其的电极和锂二次电池。

背景技术

近来，与便携式设备如便携式计算机、蜂窝电话和照相机有关的技术发展和需求增加带来了对作为能源的二次电池的需求增加。在这些二次电池中，已经积极地研究了具有高能量密度和工作电压、长寿命和低自放电率的锂二次电池，并且其是市售的且被广泛使用。

一般来说，在正电极的锂离子反复地嵌入负电极中并从负电极中脱嵌时，锂二次电池进行充电和放电。锂离子的反复嵌入和脱嵌使得电极活性材料与导电材料之间的结合减弱并且使颗粒之间的接触电阻增加。结果，电极的欧姆电阻增加，并且电池特性可能因此劣化。因此，粘合剂优选为弹性聚合物，因为其应抵消由锂离子在电极上的嵌入和脱嵌引起的电极活性材料的膨胀和收缩。

此外，在干燥电极板的过程中，粘合剂应具有粘合性以保持电极活性材料与集流体之间的粘合强度。特别地，为了提高放电容量，在组合使用理论放电容量为372mAh/g的天然石墨和具有高放电容量的材料(例如硅、锡或硅锡合金)的情况下，材料在充放电过程中的体积膨胀显著增加，从而引起负电极材料的分离。因此，电池容量随着反复循环而快速下降。

因此，本领域对这样的粘合剂和电极材料的需求在增加：其通过在制造电极时凭借强粘合来防止电极活性材料之间分离或者电极活性材料与集流体之间分离并且在反复的充电/放电时凭借强物理特性来控制电极活性材料的体积膨胀而可以改善电极的结构稳定性，并因此甚至在数百次循环后也改善电池性能。

此外，由于粘合剂自身可充当电阻，所以其不应对电阻和离子导电性有很大影响。电阻是电池的重要特性，因为大多数中型电池和大型电池需要高功率。关于具有低电阻的粘合剂的研究的需求也在增加。

因此，高度需要开发具有优异粘合性和低电阻的粘合剂。

发明内容

技术问题

如上所述，优选地，粘合剂为弹性的，由于在二次电池中的优异粘合性和粘合保持而在充电/放电循环之后保持容量，并且由于低电阻而使电池功率增加。

因此，作为大量广泛且深入的研究和实验的结果，本申请的发明人发现，当将共轭二烯胶乳颗粒与丙烯酸类共聚物胶乳颗粒以预定比例混合并制备粘合剂组合物使得最终胶乳的pH为7或更小时，粘合剂组合物的粘合性可以提高，并且当将该粘合剂组合物应用于锂二次电池时，锂二次电池的电阻可以减小并且其容量保持可以是优异的。因此，完成了本发明。

技术方案

根据本发明的一个方面，提供了用于二次电池的粘合剂组合物，其包含含有各自以独立相存在的共轭二烯胶乳颗粒(A)和共聚物胶乳颗粒(B)的复合胶乳，其中所述复合胶乳的pH为7或更小。

具体地，复合胶乳的pH特别地为3至7，更特别地3至6.5。此外，复合胶乳的pH取决于构成该复合胶乳的胶乳颗粒(A)和胶乳颗粒(B)。在此，胶乳颗粒(A)和胶乳颗粒(B)的pH也可以为3至7，特别地3至6.5。

当pH低于3(不在以上限定的范围内)时，其与负电极浆料的pH有很大差异，从而在添加粘合剂期间不利地引起团聚；而当pH高于7时，不利地，两种粘合剂可能团聚，或者虽然没有团聚但粘合性可能劣化。

同时，复合胶乳的平均粒径可以为100nm至700nm。当平均粒径小于100nm时，粘合性可能劣化；而当平均粒径大于700nm时，电阻可能增加。