[发明专利]非水电解质二次电池电极用粘合剂及其用途

说明书

本发明涉及非水电解质二次电池电极用粘合剂。本发明提供一种非水电解质二次电池电极用粘合剂，其含有丙烯酸系交联聚合物或其盐，其特征在于，所述丙烯酸系交联聚合物在其全部构成单体中以30～90重量％的范围含有(a)成分：烯键式不饱和羧酸单体、及以10～70重量％的范围含有(b)成分：均聚物的SP值为9.0～12.5(cal/cm³)^1/2且不具有羧基的烯键式不饱和单体，具有丙烯酰基的单体占所述全部构成单体的比例为70重量％以上。

技术领域

本发明涉及可用于锂离子二次电池等的非水电解质二次电池电极用粘合剂及其用途。具体而言，涉及非水电解质二次电池电极用粘合剂、以及使用该粘合剂得到的非水电解质二次电池电极合剂层用组合物、非水电解质二次电池电极及非水电解质二次电池。

背景技术

作为非水电解质二次电池，例如众所周知有锂离子二次电池。锂离子二次电池与铅蓄电池等其它二次电池相比，能量密度、输出密度、及充放电循环特性等优异，因此，被用于智能手机、平板型终端及笔记本型计算机等移动终端，有助于终端的小型轻量化及高性能化。另一方面，作为电动汽车或混合动力汽车用的二次电池(车载用二次电池)，在输入输出特性、充电所需时间等方面尚未达到充分的性能。因此，瞄准非水电解质二次电池的高输出化、充电时间的缩短化，进行了用于改善高的电流密度下的充放电特性(高速率特性)的探讨。另外，在同车载用途需要高的耐久性，因此寻求与循环特性的兼得。

非水电解质二次电池由经由隔板配置的一对电极、以及非水电解质溶液构成。电极由集电体及形成于其表面的合剂层构成，该合剂层通过在集电体上涂层含有活性物质及粘合剂等的电极合剂层用组合物(浆料)并进行干燥等而形成。

另一方面，近年来，关于上述电极合剂层用组合物，从环保及成本降低等观点出发，水系化的期望高涨。关于这一点，在锂离子二次电池中，作为面向作为活性物质使用石墨等碳系材料的负极的电极合剂层用组合物的粘合剂，使用采用了丁苯橡胶(SBR)及羧甲基纤维素(CMC)的水系粘合剂。但是，为了对应车载用途寻求的高度的高速率特性及循环特性，期望进一步的改善。另外，关于锂离子二次电池的正极，使用了N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂的聚偏氟乙烯(PVDF)等溶剂系粘合剂是主流，充分满足上述要求的水系粘合剂尚未提案。

作为构成锂离子二次电池电极的成分，多使用石墨及硬碳(HC)等活性物质、以及科琴黑(KC)及乙炔黑(AB)等导电助剂等碳系材料。通常，这些碳系材料对水系介质的润湿性差，为了获得均匀且分散稳定性优异的电极合剂层用组合物，期望上述碳系材料的分散稳定化效果优异的水系粘合剂。另外，在电极制造工序中，进行卷取、卷回、裁断及卷绕等操作。因此，在电极合剂层中，要求在上述工序中不会产生合剂层出现裂口、或者合剂层从集电体剥落之类的不良情况的耐弯曲性。

在这种状况下，提出一些可对锂离子二次电池电极应用的水系粘合剂的方案。

专利文献1中，作为形成锂离子二次电池的负极涂膜的粘结剂，公开有通过聚烯基醚进行交联的丙烯酸聚合物。另外，专利文献2中记载有，通过将通过特定的交联剂交联了聚丙烯酸的聚合物作为粘结剂使用，即使在使用了含有硅酮的活性物质的情况下，也不会破坏电极结构，而得到优异的容量维持率。专利文献3中公开有一种二次电池用水系电极粘合剂，其含有源自烯键式不饱和羧酸盐单体的结构单元及源自烯键式不饱和羧酸酯单体的结构单元，且含有具有特定的水溶液粘度的水溶性高分子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-294247号公报

专利文献2：国际公开第2014/065407号

专利文献3：日本特开2015-18776号公报

发明内容

发明所要解决的课题