[发明专利]锂离子电池电极用浆料及其制造方法、锂离子电池用电极及锂离子电池

说明书

课题：提供锂离子电池电极用浆料及其制造方法、锂离子电池用电极及锂离子电池。手段：本公开提供锂离子电池电极用浆料，其含有：含有特定量的(甲基)丙烯酰胺衍生的结构单元和选自于由不饱和羧酸、不饱和磺酸及它们的盐组成的组中的一种以上的单体(a)衍生的结构单元的水溶性聚(甲基)丙烯酰胺(A‑1)；含有特定量的(甲基)丙烯酰胺衍生的结构单元和具有N,N‑二取代(甲基)丙烯酰胺基的化合物(b)衍生的结构单元的水溶性聚(甲基)丙烯酰胺(A‑2)；含有调整为10质量％水溶液时pH为3以上小于8的电极活性物质(B‑1)和调整为10质量％水溶液时pH为8以上的电极活性物质(B‑2)的2种以上的电极活性物质；及水。

技术领域

本公开涉及锂离子电池电极用浆料及其制造方法、锂离子电池用电极及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有小型、轻量、能量密度高、而且可以反复充放电的特性，已被用于广泛的用途。因此，近年来，以锂离子电池的进一步高性能化为目的，正在研究电极等电池部件的改良。

锂离子电池的正极和负极都通过下述方法制造：将电极活性物质和粘合剂树脂在溶剂中分散形成的浆料在集电体(例如金属箔)上进行双面涂布，将溶剂干燥除去形成电极层后，将其使用辊压机等压缩成型。

近年来，在锂离子电池用电极中，从提高电池容量的观点来看，提出了各种各样的电极活性物质。基于这样的背景，作为粘合剂所要求的特性有：活性物质粒子的浆料分散性、活性物质粒子彼此的粘结性、含有活性物质粒子的电极活性物质层与集电体的密合性、具备这些层的电极的卷绕工序中的电极柔软性、制作的电池的循环特性等。

因此，在本领域中进行了满足上述要求性能的粘合剂树脂的开发研究。例如，在专利文献1中，提出了组合使用共轭二烯化合物(SBR)以及作为增粘剂的羧甲基纤维素(CMC)的水系粘合剂。另一方面，在专利文献2中，公开了使用特定结构的聚丙烯酰胺的技术。此外，在专利文献3中，提出了使用含有阳离子性单体的聚丙烯酰胺的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-210318号公报

专利文献2：日本特开2014-222601号公报

专利文献3：日本特许第6233577号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

在专利文献1中公开的技术中，虽提出了组合使用水分散体SBR和水溶性高分子CMC的电极用粘合剂，但在组合使用石墨和硅系活性物质时，循环特性尚有改善余地。

此外，在专利文献2中公开的技术中，虽提出了将特定结构的聚丙烯酰胺作为电极用粘合剂并有关于使用石墨时的浆料分散性和电极密合性的记载，但几乎没有记载组合使用石墨和硅系活性物质的情况。

在专利文献3中公开的技术中，提出了将含有至少1种阳离子性单体的聚丙烯酰胺作为电极用粘合剂，并有在使用石墨时能够得到电极密合性优异的电极、充放电倍率耐性(充放電レート耐性)良好的此类记载。然而，作为负极用活性物质，几乎没有记载组合使用石墨和硅系活性物质的情况。

有关于组合使用石墨和硅系活性物质(即，组合使用pH不同的活性物质)的情况，可以举出以下的问题。通常，由于石墨的活性物质表面显示酸性，因此使用阴离子性粘合剂时浆料分散性变得良好。另一方面，在以硅系活性物质为代表的显示出碱性的活性物质的情况下，使用阳离子性粘合剂时浆料分散性变得良好。可以容易地类推出，组合使用这样两种活性物质时，组合使用阴离子性粘合剂和阳离子性粘合剂或者通过使用在同一分子中具有阴离子性基团和阳离子性基团的粘合剂时可解决。然而，将阴离子性粘合剂和阳离子性粘合剂混合时，产生因以下现象而来的问题：形成离子络合物(イオンコンプレックス)，混合溶液增粘固化；或者发生粘合剂聚合物沉淀等。