非水系二次电池功能层用组合物、非水系二次电池用功能层以及非水系二次电池制造技术

技术编号:19879997 阅读:20 留言:0更新日期:2018-12-22 18:36
本发明专利技术的非水系二次电池功能层用组合物包含非导电性粒子、水溶性聚合物以及非水溶性聚合物,上述水溶性聚合物以70.0质量%以上且99.0质量%以下的比例含有(甲基)丙烯酰胺单体单元,上述非水溶性聚合物以1.5质量%以上且5.0质量%以下的比例含有烯属不饱和羧酸单体单元并且电解液溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水系二次电池功能层用组合物、非水系二次电池用功能层以及非水系二次电池
本专利技术涉及非水系二次电池功能层用组合物、非水系二次电池用功能层以及非水系二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池等非水系二次电池(以下,有时仅简写为“二次电池”)具有小型、轻质且能量密度高,进而能够反复充放电的特性,已在广泛的用途中使用。而且,非水系二次电池通常具有正极、负极以及将正极和负极隔离而防止正极和负极之间短路的间隔件等电池构件。在此,在二次电池中,使用具有对电池构件赋予期望的性能(例如耐热性、强度等)的功能层的电池构件。具体而言,例如使用在间隔件基材上形成功能层而成的间隔件、在将电极复合材料层设置于集流体上而成的电极基材上形成功能层而成的电极作为电池构件。此外,作为可使电池构件的耐热性、强度等提高的功能层,使用由多孔膜层形成的功能层,上述多孔膜层是将非导电性粒子使用粘结剂(粘结材料)粘结而形成的。而且,该功能层通过例如将功能层用组合物涂敷于基材(间隔件基材、电极基材等)的表面,使涂敷的功能层用组合物干燥而形成,上述功能层用组合物包含非导电性粒子、可作为粘结剂发挥功能的各种聚合物以及分散介质。因此,近年来,以二次电池的进一步高性能化为目的,积极地进行着用于形成功能层的非水系二次电池功能层用组合物的改进(参考例如专利文献1)。具体而言,在专利文献1中,提出了使作为非水系功能层用组合物的多孔膜用组合物含有粒子状聚合物的技术,上述粒子状聚合物为包含35质量%以上的(甲基)丙烯酸烷基酯单体单元、且包含30质量%以上且65质量%以下的芳香族单乙烯基单体单元的无规共聚物,并且在非水系电解液中的溶胀度超过1.0倍且为2.0倍以下。通过使功能层用组合物含有这样的组成和性状的粒子状聚合物,从而能够使构成功能层的多孔膜的耐久性提高,并且能够提高功能层用组合物在高剪切下的稳定性。现有技术文献专利文献专利文献1:国际公开第2015/145967号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此,从使非水系二次电池高性能化的观点出发,对于使用功能层用组合物而形成的功能层,要求其自身的阻抗低、能够使具有该功能层的二次电池的输出特性提高。而且,近年来,非水系二次电池的应用范围扩大,要求即使在对非水系二次电池施加大的振动的严苛的使用条件下也发挥良好的电特性。进而,非水系二次电池伴随着充放电而发热,内部所具有的功能层也由于加热而收缩,从使二次电池的高温循环特性提高的观点出发,要求功能层即使被加热也难以收缩,即功能层具有充分的耐热收缩性。但是,专利文献1所记载的使用含有满足规定组成和性状的粒子状聚合物的非水系二次电池功能层用组合物而形成的功能层在以浸渍于电解液的状态施加振动的情况下,非导电性粒子有可能比较容易从功能层脱落,并且耐收缩性不充分。而且,具有该功能层的二次电池在电特性(特别是高温循环特性和输出特性)方面还有改进的余地。因此,本专利技术的目的在于提供能够形成即使在以浸渍于电解液的状态施加振动的情况下非导电性粒子等也难以从功能层脱落(即,电解液中的耐振动脱落性优异)、进而耐热收缩性优异的非水系二次电池用功能层的非水系二次电池功能层用组合物。此外,本专利技术的目的在于提供使用该非水系二次电池功能层用组合物而形成的非水系二次电池用功能层、以及具有该非水系二次电池用功能层的电特性(特别是高温循环特性和输出特性)优异的非水系二次电池。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,通过并用具有规定的组成的水溶性聚合物和满足规定的组成和性状的非水溶性聚合物,从而可得到能够形成电解液中的耐振动脱落性和耐热收缩性优异的非水系二次电池用功能层的非水系二次电池功能层用组合物,可使具有使用该功能层用组合物而形成的功能层的二次电池的电特性(特别是高温循环特性和输出特性)提高,由此完成了本专利技术。即,本专利技术以有利地解决上述问题为目的,本专利技术的非水系二次电池功能层用组合物的特征在于,包含非导电性粒子、水溶性聚合物以及非水溶性聚合物,上述水溶性聚合物以70.0质量%以上且99.0质量%以下的比例含有(甲基)丙烯酰胺单体单元,上述非水溶性聚合物以1.5质量%以上且5.0质量%以下的比例含有烯属不饱和羧酸单体单元并且电解液溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下。像这样使功能层用组合物含有非导电性粒子、以上述规定比例含有(甲基)丙烯酰胺单体单元的水溶性聚合物、以及以上述规定比例含有烯属不饱和羧酸单体单元并且电解液溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下的非水溶性聚合物,则可得到能够形成电解液中的耐振动脱落性和耐热收缩性优异的非水系二次电池用功能层的非水系二次电池功能层用组合物。进而,能够使具有使用该功能层用组合物而形成的功能层的非水系二次电池的电特性(特别是高温循环特性和输出特性)提高。另外,在本专利技术中,非水溶性聚合物的“电解液溶胀度”能够使用本说明书的实施例所记载的测定方法进行测定。此外,在本专利技术中,“包含单体单元”是指“在使用该单体得到的聚合物中包含来自单体的结构单元”的意思。而且,在本专利技术中,“水溶性聚合物”是指在温度25℃将0.5g的聚合物溶解于100g的水时、不溶成分小于1.0质量%的聚合物。进而,在本专利技术中,“非水溶性聚合物”是指在温度25℃将0.5g的聚合物溶解于100g的水时、不溶成分为90质量%以上。在此,本专利技术的非水系二次电池功能层用组合物优选上述水溶性聚合物以0.01质量%以上且4.0质量%以下的比例含有交联性单体单元。这是因为,如果水溶性聚合物以上述比例含有交联性单体单元,则能够使具有使用该功能层用组合物而形成的功能层的非水系二次电池的电特性进一步提高。在此,本专利技术的非水系二次电池功能层用组合物优选上述非水溶性聚合物以0.01质量%以上且4.0质量%以下的比例含有交联性单体单元。这是因为,如果非水溶性聚合物以上述比例含有交联性单体单元,则能够使具有使用该功能层用组合物而形成的功能层的非水系二次电池的电特性进一步提高。在此,本专利技术的非水系二次电池功能层用组合物优选上述水溶性聚合物的电解液溶胀度超过1.0倍且为2.0倍以下。这是因为,如果水溶性聚合物的电解液溶胀度为上述范围内,则能够使利用该功能层用组合物而形成的功能层的耐热收缩性进一步提高,并且能够使非水系二次电池的电特性进一步提高。在此,本专利技术的非水系二次电池功能层用组合物优选上述非水溶性聚合物以10质量%以上且60质量%以下的比例含有芳香族单乙烯基单体单元。这是因为,如果非水溶性聚合物以上述比例含有芳香族单乙烯基单体单元,则能够使功能层的耐热收缩性以及具有该功能层的二次电池的电特性进一步提高。在此,本专利技术的非水系二次电池功能层用组合物优选以质量基准计含有上述水溶性聚合物的0.1倍以上且2.5倍以下的上述非水溶性聚合物。如果功能层用组合物所含有的非水溶性聚合物和水溶性聚合物的比率为上述范围内,则可得到能够形成电解液中的耐振动脱落性和耐热收缩性进一步优异的非水系二次电池用功能层的非水系二次电池功能层用组合物。而且,本专利技术的非水系二次电池用功能层的特征在于使用上述的任一非水系二次电池功能层用组合物形成。此外,本专利技术的非水系二次电池的特征在于具有上述的非水系二次电池用功能层。专利技术效果根据本专利技术,能够提供一种本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种非水系二次电池功能层用组合物,包含非导电性粒子、水溶性聚合物以及非水溶性聚合物,所述水溶性聚合物以70.0质量%以上且99.0质量%以下的比例含有(甲基)丙烯酰胺单体单元,所述非水溶性聚合物以1.5质量%以上且5.0质量%以下的比例含有烯属不饱和羧酸单体单元,电解液溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.10 JP 2016-0947721.一种非水系二次电池功能层用组合物,包含非导电性粒子、水溶性聚合物以及非水溶性聚合物,所述水溶性聚合物以70.0质量%以上且99.0质量%以下的比例含有(甲基)丙烯酰胺单体单元,所述非水溶性聚合物以1.5质量%以上且5.0质量%以下的比例含有烯属不饱和羧酸单体单元,电解液溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下。2.根据权利要求1所述的非水系二次电池功能层用组合物,其中,所述水溶性聚合物以0.01质量%以上且4.0质量%以下的比例含有交联性单体单元。3.根据权利要求1或2所述的非水系二次电池功能层用组合物,其中,所述非水溶性聚合物以0.01质量%以上且...

【专利技术属性】
技术研发人员:高松裕美
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

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