电化学元件电极用粘结剂组合物、电化学元件电极用浆料组合物、电化学元件用电极以及电化学元件制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种电化学元件电极用粘结剂组合物，其能够形成使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电极复合材料层。本发明专利技术的粘结剂组合物含有共聚物，上述共聚物包含含腈基单体单元、含酸性基单体单元以及含碱性基单体单元，上述共聚物中的上述含腈基单体单元的含有比例为70.0摩尔％以上且99.0摩尔％以下，上述共聚物中的上述含酸性基单体单元和上述含碱性基单体单元的含有比例的合计为0.8摩尔％以上且10.0摩尔％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学元件电极用粘结剂组合物、电化学元件电极用浆料组合物、电化学元件用电极以及电化学元件
本专利技术涉及电化学元件电极用粘结剂组合物、电化学元件电极用浆料组合物、电化学元件用电极以及电化学元件。
技术介绍
锂离子二次电池、双电层电容器等电化学元件具有小型、轻质且能量密度高，还能够重复充放电的特性，已被用于广泛的用途。在此，例如锂离子二次电池用的电极通常具有集流体、形成在集流体上的电极复合材料层(正极复合材料层或负极复合材料层)。而且，该电极复合材料层通过例如以下的方式形成：在集流体上涂布包含电极活性物质、含有粘结材料的粘结剂组合物等的浆料组合物，使涂布的浆料组合物干燥。于是，近年来，为了实现电化学元件的性能的进一步提高，尝试改良电极复合材料层的形成所使用的粘结剂组合物。例如在专利文献1中，通过使用如下的粘结剂组合物，从而在制备浆料组合物时能够使用水作为溶剂且使电极活性物质与集流体的密合性提高，该粘结剂组合物包含作为粘结剂的由来自含腈基单体的结构单元、来自含酸性官能团单体单元的结构单元及来自具有酯键的规定的单体的结构单元形成的共聚物，以及能够中和酸性官能团的碱性化合物。此外，在专利文献2中，通过使用含有各自规定比例的来自含有腈基的单体的重复单元和来自烯属不饱和化合物的重复单元且具有规定范围内的重均分子量和分子量分布的共聚物作为粘结材料，从而使非水系电解液系电池的循环特性提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-128069号公报；专利文献2：日本专利第5573966号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，特别是近年来，要求电化学元件在高电压下重复充放电的情况下也会维持高的放电容量。然而，当使具有使用上述现有的粘结剂组合物而形成的电极的电化学元件在高电压下重复充放电时，存在放电容量大幅降低的问题。即，上述现有的粘结剂组合物在使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的方面存在改善的余地。于是，本专利技术的目的在于提供能够形成使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电极复合材料层的电化学元件电极用粘结剂组合物和电化学元件电极用浆料组合物。此外，本专利技术的目的在于提供能够使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电化学元件用电极。进而，本专利技术的目的在于提供具有优异的高电压循环特性的电化学元件。用于解决问题的方案本专利技术人以解决上述问题为目的而进行了深入研究。然后，本专利技术人发现，如果使用包含如下共聚物的粘结剂组合物，则能够形成能够提高电化学元件的高电压循环特性的电极复合材料层，从而完成了本专利技术，上述共聚物以规定的含有比例包含含腈基单体单元，而且进一步包含含酸性基单体单元和含碱性基单体单元二者，这二者的单体单元的含有比例的合计为规定的范围内。即，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物的特征在于，其为含有共聚物的电化学元件电极用粘结剂组合物，上述共聚物包含含腈基单体单元、含酸性基单体单元以及含碱性基单体单元，上述共聚物中的上述含腈基单体单元的含有比例为70.0摩尔％以上且99.0摩尔％以下，上述共聚物中的上述含酸性基单体单元和上述含碱性基单体单元的含有比例的合计为0.8摩尔％以上且10.0摩尔％以下。如果使用包含具有上述组成的共聚物的粘结剂组合物，则能够形成使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电极复合材料层。另外，在本专利技术中“包含单体单元”的含义是“在使用该单体得到的聚合物中包含来自单体的重复单元”。而且，在本专利技术中，在将多个种类的单体共聚所制造的聚合物中，将某单体聚合所形成的“单体单元的含有比例”通常与在该聚合物的聚合所使用的全部单体中该某单体所占的比率(进料比)一致。此外，聚合物中的各“单体单元的含有比例”能够使用1H-NMR和13C-NMR等核磁共振(NMR)法进行测定。在此，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物优选上述共聚物进一步包含单官能烯属不饱和羧酸酯单体单元，上述共聚物中的上述单官能烯属不饱和羧酸酯单体单元的含有比例为0.2摩尔％以上且20.0摩尔％以下。如果共聚物以上述的比例包含单官能烯属不饱和羧酸酯单体单元，则能够赋予电极适度的柔软性且提高电极的剥离强度(电极复合材料层与集流体的密合强度)。而且，能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高且抑制重复充放电后的电池的膨胀。此外，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物优选上述含碱性基单体单元为含氨基单体单元和含酰胺基单体单元中的至少一者。作为含碱性基单体单元，如果使用包含上述任一单体单元的共聚物，则能够提高电极的剥离强度。此外，能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高且抑制重复充放电后的电池单元的膨胀。而且，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物优选上述共聚物中的上述含酸性基单体单元为选自含羧酸基单体单元、含磺酸基单体单元以及含磷酸基单体单元中的至少一者。如果使用包含上述任一单体单元作为含酸性基单体单元的共聚物，则能够提高电极的剥离强度。此外，能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高且抑制重复充放电后的电池单元的膨胀。进而，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物优选上述含碱性基单体单元的含有比例与上述含酸性基单体单元的含有比例的比为0.1以上且2.0以下。如果以上述的摩尔比率包含含酸性基单体单元和含碱性基单体单元，则能够提高电极的剥离强度。此外，能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高且抑制重复充放电后的电池单元的膨胀。此外，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件电极用浆料组合物的特征在于包含上述的电化学元件电极用粘结剂组合物中的任一种和电极活性物质。如果像这样使用上述的电化学元件电极用粘结剂组合物的任一种，则可得到能够形成使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电极复合材料层的电化学元件电极用浆料组合物。此外，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件用电极的特征在于具有使用上述的电化学元件电极用浆料组合物而形成的电极复合材料层。如果像这样使用上述的电化学元件电极用浆料组合物，则可得到使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电化学元件用电极。而且，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件的特征在于具有上述的电化学元件用电极。如果像这样使用上述的电化学元件用电极，则可得到高电压循环特性等特性优异的电化学元件。专利技术效果根据本专利技术，可得到能够形成使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电极复合材料层的电化学元件电极用粘结剂组合物、以及电化学元件电极用浆料组合物。此外，根据本专利技术，可得到使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的电化学元件用电极。进而，根据本专利技术，可得到具有优异的高电压循环特性的电化学元件。具体实施方式以下详细说明本专利技术的实施方式。在此，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物能够在制备电化学元件电极用浆料组合物时使用。而且，使用本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物而制备的电化学元件电极用浆料组合物能够在制造锂离子二次电池等电化学元件的电极时使用。进而，本专利技术的电化学元件的特征在于使用了本专利技术的电化学元件用电极，该电化学元件用电极是使用本专利技术的电化学元件电极用浆料组合物而形成的。(电化学元件电极用粘结剂组合物)本专利技术的电化学元件电极用粘结剂组合物包含共聚物，任意地进一步含有溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学元件电极用粘结剂组合物，是含有共聚物的电化学元件电极用粘结剂组合物，所述共聚物包含含腈基单体单元、含酸性基单体单元以及含碱性基单体单元，所述共聚物中的所述含腈基单体单元的含有比例为70.0摩尔％以上且99.0摩尔％以下，所述共聚物中的所述含酸性基单体单元和所述含碱性基单体单元的含有比例的合计为0.8摩尔％以上且10.0摩尔％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.28 JP 2016-0645591.一种电化学元件电极用粘结剂组合物，是含有共聚物的电化学元件电极用粘结剂组合物，所述共聚物包含含腈基单体单元、含酸性基单体单元以及含碱性基单体单元，所述共聚物中的所述含腈基单体单元的含有比例为70.0摩尔％以上且99.0摩尔％以下，所述共聚物中的所述含酸性基单体单元和所述含碱性基单体单元的含有比例的合计为0.8摩尔％以上且10.0摩尔％以下。2.根据权利要求1所述的电化学元件电极用粘结剂组合物，其中，所述共聚物进一步包含单官能烯属不饱和羧酸酯单体单元，所述共聚物中的所述单官能烯属不饱和羧酸酯单体单元的含有比例为0.2摩尔％以上且20.0摩尔％以下。3.根据权利要求1或2所述的电化学元件电...

【专利技术属性】
技术研发人员：后藤邦博，召田麻贵，安中浩二，石井琢也，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP