[发明专利]非水电解质电池用粘结剂组合物、以及使用其的非水电解质电池用浆料组合物、非水电解质电池负极及非水电解质电池

说明书

技术领域

本发明涉及非水电解质电池用粘结剂组合物、以及使用其的非水电解质电池用浆料组合物、非水电解质电池负极及非水电解质电池。

背景技术

近年来，手机、笔记本电脑、平板终端设备等移动终端的普及显著。用于此种移动终端的电源的二次电池大多使用锂离子二次电池。由于移动终端要求更舒适的携带性，因而其的小型化、薄型化、轻量化、高性能化快速发展，因此其被利用于各种场合。这样的趋势现仍在持续，对于被用于移动终端的电池也进一步要求小型化、薄型化、轻量化、高性能化。

锂离子二次电池等非水电解质电池具有如下结构：将正极与负极隔着隔膜而设置，并与使例如LiPF₆、LiBF₄LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)、LiFSI(双氟磺酰亚胺锂)等的锂盐溶解于碳酸乙烯酯等有机液体的电解液一起收容于容器内。

所述负极及正极一般通过将电极用浆料(以下有时简称为浆料)涂布于集电体上，并将水干燥，从而作为混合层粘合而形成，其中，所述电极用浆料通过使粘结剂及增粘剂溶解或分散于水中，并在其中混合活性物质而且根据需要混合导电助剂(导电赋予剂)等而制得。更具体而言，例如负极是通过二次电池电极用粘结剂将作为活性物质的能吸留释放锂离子的碳质材料以及根据需要作为导电助剂的乙炔黑等互相粘合于铜等集电体而制成的部件。另一方面，正极是使用二次电池电极用粘结剂将作为活性物质的LiCoO₂等物质以及根据需要与负极同样的导电助剂相互粘合于铝等集电体而制成的部件。

以往，作为水介质用的粘结剂，使用了苯乙烯-丁二烯橡胶等二烯系橡胶或聚丙烯酸等丙烯酸系聚合物(例如专利文献1及2)。作为增粘剂，可列举甲基纤维素、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙氧基纤维素、羧甲基纤维素钠盐(CMC-Na)、聚丙烯酸钠等，其中常用的是CMC-Na(例如专利文献3)。

然而，苯乙烯-丁二烯橡胶等二烯系橡胶与铜等金属集电极的粘合性低，存在为了提高集电极与电极材的密合性而无法减少使用量的问题。而且还存在着对于充放电时产生的热较弱容量维持率低这样的问题。另一方面，聚丙烯酸钠显示出比苯乙烯-丁二烯橡胶系更高的粘合性，但由于电阻高并且电极变硬而缺乏韧性，因此存在着电极容易破裂这样的课题。近来，在移动终端的使用时间的延长、充电时间的缩短等要求提高，电池的高容量化(低电阻化)、寿命(循环特性)及充电速度(速率特性)的提高成为当务之急的情况下，上述问题尤其成为障碍。

在非水电解质电池中，由于电池容量受活性物质的量的影响，因此想要在电池这一有限的空间内增加活性物质，有效的是抑制粘结剂及增粘剂的量。此外，有关速率特性，亦受到电子易动性的影响，因此，有效的是抑制因非导电性而妨碍电子移动的粘结剂及增粘剂的量。但是如果减少粘结剂及增粘剂的量，则不仅会导致集电极与电极材及电极内的活性物质的粘合性下降和耐长时间使用的耐久性(电池寿命)的显著下降，而且作为电极也会变成脆弱的电极。如此，到目前为止难以同时实现：保持集电极和电极材的粘合性；在保持作为电极的韧性的情况下提高电池容量等电池特性。

本发明鉴于所述问题情况而作，其目的在于：在不损害作为粘结剂的功能的情况下，亦即在不损害活性物质之间的粘合性、与集电极的粘合性、以及作为电极的韧性的情况下，实现非水电解质电池的电池特性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开公报特开2000-67917号

专利文献2：日本专利公开公报特开2008-288214号

专利文献3：日本专利公开公报特开2014-13693号

发明内容

本发明人为了解决上述问题而进行了专心研究，结果发现若使用具有下述构成的非水电解质电池用粘结剂组合物，便能够实现上述目的，根据这样的见识，本发明人进一步进行研究而完成了本发明。

即，本发明一个方面涉及非水电解质电池用粘结剂组合物(以下有时简称为粘结剂组合物)，其特征在于含有：通过共聚α-烯烃类和马来酸类而获得的α-烯烃-马来酸类共聚物的中和盐；以及聚醚类。

根据本发明，能够获得具备粘合性和韧性的用于非水电解质电池中的电极的粘结剂组合物，而且利用该电极用粘结剂组合物能够提高非水电解质电池的电池特性。

具体实施方式

以下，详细地说明本发明的实施方式，但本发明并不限定于这些实施方式。