[发明专利]电极用导电性树脂组合物和电极组合物以及使用了其的电极和锂离子电池

说明书

本发明提供分散性和耐氧化性优异的电极用导电性树脂组合物。提供使用了本电极用导电性树脂组合物的粘度低的电极组合物、使用了该电极组合物的极板电阻低的电极以及具有高能量密度、高输出特性、高循环特性的锂离子电池。一种电极用导电性树脂组合物，其特征在于，其是含有分散剂、导电剂和粘结剂的电极用导电性树脂组合物，分散剂含有以丙烯腈作为主成分的单体接枝于聚乙烯醇而成的接枝共聚物，聚乙烯醇的平均聚合度为300～3000并且皂化度为90摩尔％～100摩尔％，接枝共聚物中，聚乙烯醇量为10质量％～40质量％，聚丙烯腈量为90质量％～60质量％。

技术领域

本发明涉及电极用导电性树脂组合物和电极组合物、以及使用了其的电极和锂离子电池。

背景技术

由于环境和能源问题的增强，在积极地进行向着实现减少对化石燃料的依赖程度的低碳社会的技术开发。作为这样的技术开发的例子，有混合动力电动汽车、电动汽车等低公害车的开发、太阳光发电、风力发电等自然能量发电和蓄电系统的开发、高效率地供给电力且减少送电损失的下一代输电网的开发等，涉及多方面。

这些技术共同需要的关键设备之一为电池，对于这样的电池，需要用于使系统小型化的高能量密度。另外，需要用于可不受使用环境温度左右地供给稳定的电力的高输出特性。进而，也需要可经受长期使用的良好循环特性等。因此，从现有的铅蓄电池、镍-镉电池、镍-氢电池向具有更高的能量密度、输出特性和循环特性的锂离子二次电池的替换在急速地发展。

近年来，要求该锂离子二次电池的能量密度进一步提高。因此，逐渐要求进一步减少电极合剂中的导电剂的含量。例如在数码设备等民生设备用电池中，认为正极合剂中导电剂的含量典型地优选为2质量％以下，更优选为1质量％以下。从该实际情况出发，对于作为导电剂的炭黑要求即使添加量为少量也发挥充分的电子传导性。

而炭黑具有接近球形的一次粒子彼此连接成念珠状的构造作为其共同的构造，这样的构造称为结构(structure)。一般地，一次粒径越小，相同质量的导电剂中存在更大量的电接点，电子传导性提高。另外，结构越长地连结，则能够无接触电阻地进行电子传导的距离越变大，因此电子传导性提高。

另一方面，一次粒径小且结构长的炭黑的导电性优异，另一面，粒子之间的相互作用变大，因此具有难以破碎并容易凝聚的方面。因此，一般地，在电极制造时采取将使活性物质、导电剂和粘结材料分散于水或有机溶剂中的电极组合物涂布于金属箔的方法，但在将一次粒径小且结构长的炭黑用作导电剂的情况下，容易发生如下的导电剂的分散不良：导电剂的凝聚物残存在电极组合物中而在电极中产生凹凸、或电极组合物的粘度过高而变得不能涂布。

为了克服该课题，例如在专利文献1中提出了进行固体混炼和稀释分散这两阶段的混炼。但是，对于上述这样的一次粒径小且结构长的炭黑，未必能发挥充分的效果。

另外，作为克服导电剂的分散不良的手段，有添加聚乙烯基吡咯烷酮系高分子和非离子系表面活性剂作为分散剂的方法(专利文献2)。但是，对于专利文献2中记载的方法而言，虽然能够改善导电剂的分散不良，但使用含有上述分散剂的电极作为锂离子电池时，存在在4.45V以上的电压下因上述分散剂氧化分解而使电池的容量降低的问题。在目前的锂离子二次电池市场中，希望电池的高电压化，包含兼具分散性和耐氧化性的分散剂的电极用导电性树脂组合物是必不可少的。

专利文献1：日本特开2012-59466号公报

专利文献2：国际公开第2012/014616号

发明内容

本发明鉴于上述问题和实际情况，其课题在于提供分散性和耐氧化性良好的电极用导电性树脂组合物。此外，其课题在于提供使用该电极用导电性树脂组合物制造的分散性优异的电极组合物、进而使用它们制造的低电阻且粘结性优异的电极和高输出特性优异、具有良好的循环特性的锂离子电池。