[发明专利]非水电解质电池电极用粘合剂组合物及以其作为原料的水凝胶、以及使用其的非水电解质电池电极用浆料组合物、非水电解质电池负极及非水电解质电池

说明书

本发明涉及一种含有通过共聚α‑烯烃类和马来酸类而得的α‑烯烃‑马来酸类共聚物的中和盐和交联剂的非水电解质电池电极用粘合剂组合物、以及使用了该粘合剂组合物的非水电解质电池电极用浆料组合物、非水电解质电池用负极及非水电解质电池。

技术领域

本发明涉及非水电解质电池电极用粘合剂组合物及以其作为原料的水凝胶、以及使用其的非水电解质电池电极用浆料组合物、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。移动终端要求更舒适的携带性，因此小型化、薄型化、轻量化、高性能化快速发展，被利用于各种场合。该趋势现仍在持续，对于使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LiPF₆、LiBF₄、LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)、LiFSI(双氟磺酰亚胺锂)之类的锂盐溶解于碳酸乙烯酯等有机液体而成的电解液一起收容于容器内。

上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(粘结)而形成，其中，所述电极用浆料是使粘合剂及增稠剂溶解或分散于水中，并在其中混合活性物质、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混合的作为导电助剂的乙炔黑等、和如铜等的集电体，通过二次电池电极用粘合剂来互相粘合而制成的部件。另一方面，正极是将作为活性物质的LiCoO₂等物质以及根据需要混合的与负极同样的导电助剂、和如铝等的集电体，通过二次电池电极用粘合剂来互相粘合而制成的部件。

以往，作为水介质用的粘合剂，使用苯乙烯-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)。作为增稠剂，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(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接性低，存在为了提高集电极与电极材的紧贴性而无法减少使用量的问题。此外，还存在对于充放电时产生的热的耐受性弱，且容量保持率低的问题。另一方面，对于聚丙烯酸钠而言，相较于苯乙烯-丁二烯橡胶系显示出更高的粘接性，但由于电阻高，而且电极变硬而缺乏韧性，因而存在电极容易破裂的课题。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)、充电速度(速率特性)的提高成为当务之急的情况下，上述问题尤其已成为障碍。

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，有效的是抑制粘合剂及增稠剂的量。此外，由于速率特性受电子易动性的影响，因此，有效的是抑制非导电性且妨碍电子移动的粘合剂及增稠剂的量。然而，如果减少粘合剂及增稠剂的量，则不仅会导致集电极与电极材及电极内的活性物质间的粘合性降低，对于长时间使用的耐久性(电池寿命)显著降低，而且作为电极也会变成脆弱的电极。由此，迄今为止，要保持集电极与电极材的粘合性，且保持作为电极的韧性，并同时实现电池容量等电池特性的提高是很困难的。

本发明鉴于上述问题情况而作出，其目的在于，在不损及作为粘合剂的功能即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。

并且，本发明的另一目的在于，在不损及活性物质间的粘合性以及与集电极的粘合性的情况下，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