[发明专利]用于多孔绝缘层的组合物、电极、包括电极的非水可再充电锂电池、制备电极的方法

说明书

本发明提供了用于多孔绝缘层的组合物、电极、包括电极的非水电解液可再充电电池、制备电极的方法，其中用于制备多孔绝缘层的组合物为用于在活性物质层上制备用于非水电解液可再充电电池的多孔绝缘层的组合物，该活性物质层设置在集流体上并包括能够电化学嵌入和脱嵌锂离子的活性物质，用于制备多孔绝缘层的组合物包括基于聚烯烃的聚合物颗粒、粘合剂、绝缘无机颗粒和包括水和有机溶剂的溶剂，所述粘合剂包括聚合物，所述聚合物包括至少一种由化学式1表示的单体单元(A)和至少一种由化学式2表示的单体单元(B)，并且在该聚合物中，单体单元(A)和单体单元(B)的重量比(A)/(B)的范围为约40/60至约80/20。

技术领域

公开了用于制备多孔绝缘层的组合物、用于非水电解液可再充电电池的电极、非水电解液可再充电电池，以及制备用于非水电解液可再充电电池的方法。

背景技术

非水电解液可再充电电池需要具有相对高的能量密度，并同时确保安全。响应该要求，例如，使用在由于电池内部短路等引起的异常过热期间，通过熔化，而关闭隔板的孔，来增加电池内部电阻的关机功能。

此外，除了隔板的关机功能之外，已经提出了通过在电极表面上直接形成多孔绝缘层(耐热陶瓷层)而防止内部短路的方法(例如，日本专利特开公开号2008-226566)。

例如，可如下制备包括该多孔耐热绝缘层的电极。首先，将含活性物质的糊剂作为水性浆料涂布在集流体上，然后干燥并压缩以形成活性物质层。在活性物质层上，涂布用于多孔绝缘层的料浆并干燥以形成多孔绝缘层。

此外，日本专利特开公开号2015-037077公开了通过在多孔绝缘层中包括比如聚烯烃的聚合物颗粒，多孔绝缘层具有关机功能。

大部分这种多孔绝缘层的厚度小于或等于约10μm，因此，基于聚烯烃的聚合物等的聚合物颗粒的平均粒径应小于多孔绝缘层的厚度。例如，具有该平均粒径的基于聚烯烃的聚合物分散在作为分散介质的水中的分散体是商业上可获得的。如上所述，活性物质层，特别是负极活性物质层可通过使用含活性物质的糊剂作为含水性浆料来形成。

本文，本发明的发明人发现，当多孔绝缘层的料浆被涂布在活性物质层上时，由于料浆中的水分而使活性物质层膨胀，从而降低了活性物质层的密度。也就是说，由于活性物质层在压缩后仍具有孔，因此涂布物质料浆时，物质料浆中的一部分水分渗透到活性物质层中。结果，增加了活性物质层的厚度。因此，当多孔绝缘层中包括基于聚烯烃的聚合物时，在常规的含水料浆中，活性物质层的厚度会过度增加。

另一方面，当降低水的比例以增加物质料浆中有机溶剂的比例时，基于聚烯烃的聚合物颗粒的稳定性会劣化，从而产生不可逆的团聚体。当团聚严重时，物质料浆可能会凝胶化。另外，当团聚不严重时，很难形成薄多孔绝缘层。

发明内容

一个实施方式提供了用于制备多孔绝缘层的组合物，该组合物当涂布在活性物质层时能够抑制活性物质层的厚度增加，并且具有提高的基于聚烯烃的聚合物颗粒的分散性，并同时具有改善的涂布性能。

另一实施方式提供了使用用于制备多孔绝缘层的组合物来制备用于非水电解液可再充电电池的电极的方法。

又一实施方式提供了通过制备方法制备的用于非水电解液可再充电电池的电极和非水电解液可再充电电池。

根据实施方式，提供了用于制备用于非水电解液可再充电电池的多孔绝缘层的组合物，所述组合物在活性物质层上，所述活性物质层设置在集流体上并且包括能够电化学嵌入和脱嵌锂离子的活性物质，其中用于制备多孔绝缘层的组合物包括基于聚烯烃的聚合物颗粒；粘合剂；绝缘无机颗粒；以及包括水和有机溶剂的溶剂，所述粘合剂包括聚合物，所述聚合物包括至少一种由化学式1表示的单体单元(A)和至少一种由化学式2表示的单体单元(B)，并且在聚合物中，单体单元(A)和单体单元(B)的重量比(A)/(B)的范围为约40/60至约80/20。

[化学式1]