[发明专利]锂离子电池用粘合剂水溶液、锂离子电池负极用浆料、锂离子电池用负极及锂离子电池

说明书

[技术问题]提供锂离子电池用热交联性粘合剂水溶液、锂离子电池负极用热交联性浆料、锂离子电池用负极及锂离子电池。[技术手段]本公开提供锂离子电池用热交联性粘合剂水溶液，其包含：水溶性聚(甲基)丙烯酰胺(A)，所述水溶性聚(甲基)丙烯酰胺(A)含有2摩尔％～60摩尔％的含(甲基)丙烯酰胺基的化合物(a)衍生的结构单元和10摩尔％～50摩尔％的选自于由不饱和羧酸和不饱和磺酸组成的组中的1种以上不饱和酸或其无机盐(b)衍生的结构单元；以及2价以上的金属离子，相对于(b)成分所具有的酸根基团100摩尔％，所述锂离子电池用热交联性粘合剂水溶液包含0.5摩尔％～30摩尔％的所述2价以上的金属离子。

技术领域

本公开涉及锂离子电池用热交联性粘合剂(バインダー)水溶液、锂离子电池负极用热交联性浆料、锂离子电池用负极及锂离子电池。

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。

锂离子电池用浆料主要含有活性物质、粘合剂和溶剂。迄今为止，粘合剂通常使用作为溶解于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂中的粘合剂树脂的聚偏二氟乙烯(PVdF)和作为水分散体的粒子状树脂的粘合剂树脂的苯乙烯丁二烯系乳液(SBR胶乳)。

近年，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。然而，取决于电极活性物质，伴随充放电容易产生膨胀和收缩。因此，伴随充放电容易产生膨胀和收缩的锂离子电池用电极由于反复充放电而与初期相比发生体积变化(回弹性)，使用该锂离子电池用电极的锂离子电池的循环特性等电特性容易降低。

于是，在本领域中，正在研究试图利用粘合剂树脂来解决上述技术问题，例如提出了通过使用作为水溶性树脂的粘合剂的聚丙烯酰胺(专利文献1和专利文献2)而得到良好的充放电特性。此外，对于伴随活性物质充放电的膨胀及收缩，提出了通过在作为粘合剂树脂的粒子状树脂中添加交联剂来抑制膨胀(专利文献3)。交联剂通常在将浆料组合物涂布于集电体后的干燥步骤中发生交联反应，在粒子状树脂的粒子间等中形成交联。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-118908号公报

专利文献2：日本特开2015-106488号公报

专利文献3：国际公开第2015/098507号

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，从确保对水而言的溶解性的观点来看，专利文献1和专利文献2的聚丙烯酰胺不能达到粘合剂树脂不溶于水程度的高分子量化。其结果是，存在活性物质膨胀引起的对回弹性的耐性不足的技术问题。

根据情况，专利文献3中记载的交联剂的组合使用有时即使大量添加也表现不出效果。在这种情况下，为了表现出交联剂的效果(例如对回弹的耐性)而大量添加交联剂时，由于存在电极活性物质层对集电体的密合性(密着性)反而降低、不能得到高温循环特性这样的所期望的效果的情况，因此还有进一步改善的余地。

进而，含有交联剂和粒子状粘结剂的粘合剂组合物在制备后至使用时的贮藏期间中劣化，存在无法发挥所期望的性能的情况。

因此，本发明要解决的技术问题是以提供一种锂离子电池用热交联性粘合剂水溶液为课题，所述锂离子电池用热交联性粘合剂水溶液对锂离子电池赋予良好的放电容量维持率和耐回弹性，对电极赋予良好的密合性，对锂离子电池负极用热交联性浆料赋予良好的贮藏稳定性。