[发明专利]非水系二次电池以及功能层、功能层用组合物、粘结剂组合物

说明书

本发明的目的在于提供能够形成具有高的过渡金属捕捉能的功能层和电极复合材料层的非水系二次电池用粘结剂组合物。本发明的非水系二次电池用粘结剂组合物的特征在于，含有水溶性聚合物和水，上述水溶性聚合物包含10质量％以上且50质量％以下的含有磺酸基的单体单元，并且包含20质量％以上的(甲基)丙烯腈单体单元。

技术领域

本发明涉及非水系二次电池用粘结剂组合物、非水系二次电池功能层用组合物、非水系二次电池用功能层及非水系二次电池。

背景技术

锂离子二次电池等非水系二次电池(以下，有时简称为“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。而且，二次电池通常具备具有电极复合材料层的电极(正极、负极)以及将正极与负极隔离而防止正极与负极间的短路的间隔件等电池构件。此外，近年来使用具有多孔膜层、粘接层等功能层的电池构件，上述多孔膜层用于提高耐热性、强度，上述粘接层用于提高电池构件间的粘接性。

在此，为了使上述的电池构件中的成分、电池构件彼此粘接，使用具有粘结性的粘结材料。而且，为了实现二次电池的进一步的性能提高，正在尝试在电极复合材料层、功能层的形成中所使用的粘结材料的改良(参照例如专利文献1～2)。

在专利文献1中，提出了如下技术：通过使用水溶性聚合物作为粘结材料而形成多孔膜层，从而抑制由电解液中的卤化物离子等引起的气体的产生，上述水溶性聚合物包含20重量％～80重量％的含有酸基的单体单元和0.1重量％～10重量％的酰胺单体单元。

在专利文献2中，提出了如下技术：通过使用正极用粘结剂组合物形成正极复合材料层，从而抑制凝聚物的产生，使二次电池的电特性提高，上述正极用粘结剂组合物含有粘结材料、有机分散介质以及锂，上述粘结材料包含10质量％～35质量％的具有酸性基团的烯属不饱和单体且具有规定的重均分子量，上述锂相对于粘结材料的酸性基团为规定当量。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/196436号；

专利文献2：国际公开第2014/185072号。

发明内容

发明要解决的课题

近年来，从二次电池容量的大容量化等观点出发，作为二次电池的正极的电极复合材料层(正极复合材料层)，使用包含含有过渡金属的正极活性物质(例如，LiCoO₂、LiNiO₂、Co-Ni-Mn的含锂复合氧化物等)的正极复合材料层。但是，在使用含有过渡金属的正极活性物质的二次电池中，存在由于伴随其使用的副反应等而正极活性物质中的过渡金属(例如，钴、镍、锰)作为过渡金属离子溶出到电解液中的情况。而且，从正极溶出到电解液中的过渡金属有可能在负极上析出，造成二次电池的循环特性等电池特性的恶化。

然而，在现有技术中，对于二次电池，着眼于通过使电池构件自身的物性提高而使二次电池的性能提高的技术，对于上述的过渡金属的溶出的问题，并没有充分地研究。因此，在使用含有过渡金属的正极活性物质的二次电池中，要求提供将从正极活性物质溶出的过渡金属离子在该过渡金属离子向负极移动之前或到达负极时捕捉、防止在负极析出过渡金属的技术。

用于解决课题的方案

因此，本发明人以提供将从正极活性物质溶出到电解液中的过渡金属离子捕捉的技术为目的而进行了深入研究。然后，本发明人设想通过使构成电极的电极复合材料层、构成电极或间隔件的功能层具有过渡金属离子的捕捉功能，从而将从正极活性物质溶出到电解液中的过渡金属离子在二次电池中捕捉。此外，本发明人进一步反复研究，发现如果使用使如下的水溶性聚合物溶解于水中而形成的粘结剂组合物，则能够形成发挥高的过渡金属捕捉能的电极复合材料层和功能层，从而完成了本发明，上述水溶性聚合物分别以特定的比例包含含有磺酸基的单体单元和(甲基)丙烯腈单体单元。