非水系二次电池功能层用粘结剂组合物、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、非水系二次电池用电池构件及非水系二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种非水系二次电池功能层用粘结剂组合物，其能够制备使非水系二次电池发挥优异的循环特性并且稳定性优异的非水系二次电池功能层用组合物。本发明专利技术的粘结剂组合物包含水溶性聚合物和水，所述水溶性聚合物与水的接触角为40°以上且80°以下，所述水溶性聚合物在电解液中的溶胀度超过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粘结剂组合物、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、非水系二次电池用电池构件及非水系二次电池
本专利技术涉及非水系二次电池功能层用粘结剂组合物、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、非水系二次电池用电池构件及非水系二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池等非水系二次电池(以下，有时简称为“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，非水系二次电池一般具有正极、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，使用了具有对电池构件赋予所期望的性能(例如，耐热性、强度等)的功能层的电池构件。具体而言，例如，在间隔件基材上形成功能层而得到的间隔件、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得到的电极作为电池构件而被使用。此外，作为可使电池构件的耐热性、强度等提高的功能层，使用了由利用粘结剂(粘结材料)粘结非导电性粒子而成的多孔膜层形成的功能层。该功能层通过例如将包含非导电性粒子、粘结材料以及分散介质的功能层用组合物涂布于基材(间隔件基材、电极基材等)的表面，并使涂布后的功能层用组合物干燥而形成。近年来，从环境负荷等的观点出发，对使用水系介质作为分散介质的功能层用组合物的关注正不断提高。而且，在这样的水系功能层用组合物中，提出了使用水溶性聚合物作为粘结材料等成分的技术方案。具体而言，例如在专利文献1中，提出了如下技术，即，通过使用含有水溶性聚合物、包含选自不饱和羧酸、不饱和酰胺以及它们的盐中的至少1种的化合物、填料以及水的保护膜用浆料形成保护膜，从而提高保护膜与间隔件基材的密合性，使蓄电设备的充放电特性提高，上述水溶性聚合物包含40～100质量％的(甲基)丙烯酰胺单体单元。此外，例如在专利文献2中，提出了如下技术，即，通过使用含有水溶性聚合物、非导电性粒子及水的多孔膜用浆料组合物形成多孔膜，从而提高多孔膜与间隔件基材的密合性，上述水溶性聚合物包含15～50重量％的烯属不饱和羧酸单体单元、30～80重量％的(甲基)丙烯酸酯单体单元及0.5～10重量％的含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元。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：国际公开第2013/005796号。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，为了提高功能层的生产率、二次电池的性能，期望对包含水溶性聚合物的上述现有的功能层用组合物进一步改良。对于专利文献1记载的功能层用组合物，例如要求使二次电池发挥更加优异的循环特性。具体而言，推测由于水溶性聚合物具有高亲水性，因此在使专利文献1记载的功能层用组合物干燥而形成功能层时，无法从功能层充分地除去水分。因此，当使用由专利文献1记载的功能层用组合物得到的功能层时，存在由于功能层中的残留水分导致电解液分解而产生气体、二次电池的循环特性下降的问题。此外，对于专利文献2记载的功能层用组合物，例如要求提高其稳定性。具体而言，当为了在基材上形成功能层而使用例如凹印涂覆装置将功能层用组合物涂布于基材上时，功能层用组合物由于凹印辊的旋转而受到剪切力。但是，专利文献2记载的功能层用组合物不能说充分满足受到剪切力时的分散稳定性。因此，在专利文献2记载的功能层用组合物中，当历经长时间涂布或为了高速涂布而提高凹印辊的转速时，存在含有成分凝集、难以得到均匀的厚度的功能层的问题。即，在上述现有的技术中，在提高功能层用组合物的稳定性并且使二次电池的循环特性提高的方面仍有改善的余地。因此，本专利技术的目的在于提供能够制备使非水系二次电池发挥优异的循环特性并且稳定性优异的非水系二次电池功能层用组合物的非水系二次电池功能层用粘结剂组合物。此外，本专利技术的目的在于提供使非水系二次电池发挥优异的循环特性并且稳定性优异的非水系二次电池功能层用组合物。而且，本专利技术的目的在于提供使非水系二次电池发挥优异的循环特性的非水系二次电池用功能层、非水系二次电池用电池构件和具有该非水系二次电池用功能层的非水系二次电池。用于解决问题的方案本专利技术人为了解决上述问题而进行了深入研究。然后，本专利技术人发现，如果使用包含与水的接触角和在电解液中的溶胀度分别为规定的范围内的水溶性聚合物的粘结剂组合物，则能够制备稳定性优异的功能层用组合物，并且根据使用包含该粘结剂组合物的功能层用组合物而形成的功能层，能够使二次电池发挥优异的循环特性，以至完成了本专利技术。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粘结剂组合物的特征在于，包含水溶性聚合物和水，上述水溶性聚合物与水的接触角为40°以上且80°以下，上述水溶性聚合物在电解液中的溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下。如果像这样使用包含与水的接触角为40°以上且80°以下并且在电解液中的溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下的水溶性聚合物的粘结剂组合物，则能够制备稳定性优异的功能层用组合物并且能够制作可使二次电池发挥优异的循环特性的功能层。另外，在本专利技术中，“水溶性聚合物”是指在温度25℃时将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。此外，在本专利技术中，“水溶性聚合物与水的接触角”和“水溶性聚合物在电解液中的溶胀度”能够使用本说明书的实施例所记载的方法来进行测定。在此，在本专利技术的非水系二次电池功能层用粘结剂组合物中，优选上述水溶性聚合物包含0.1质量％以上且20质量％以下的含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元。如果水溶性聚合物在上述范围内包含含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元，则能够降低功能层中残留的水分的量而进一步提高二次电池的循环特性，并且能够使功能层的剥离强度和二次电池的输出特性提高。此外，如果水溶性聚合物在上述范围内包含含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元，则能够进一步提高功能层用组合物的稳定性。另外，在本专利技术中，“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸的意思。此外，在本专利技术中，聚合物“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(重复单元)”的意思。而且，在本专利技术的非水系二次电池功能层用粘结剂组合物中，优选上述水溶性聚合物包含70质量％以上且95质量％以下的(甲基)丙烯酰胺单体单元。如果水溶性聚合物在上述范围内包含(甲基)丙烯酰胺单体单元，则能够进一步提高功能层用组合物的稳定性，并且能够使电解液中的功能层的耐久性提高而使二次电池发挥更加优异的循环特性。此外，在本专利技术的非水系二次电池功能层用粘结剂组合物中，优选上述水溶性聚合物包含0.1质量％以上且1.0质量％以下的交联性单体单元。如果水溶性聚合物在上述范围内包含交联性单体单元，则能够提高二次电池的输出特性，并且能够使电解液中的功能层的耐久性提高而使二次电池发挥更加优异的循环特性。在此，在本专利技术的非水系二次电池功能层用组合物中，优选上述水溶性聚合物的重均分子量为100000以上且10000000以下。如果水溶性聚合物的重均分子量为上述范围内，则能够进一步提高功能层用组合物的稳定性，并且能够使二次电池的输出特性提高。另外，在本专利技术中，“水溶性聚合物的重均分子量”是指通过使用0.1M的NaNO3水溶液作为洗脱液的凝胶浸透色谱法而测定的聚环氧乙烷换算的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水系二次电池功能层用粘结剂组合物，包含水溶性聚合物和水，所述水溶性聚合物与水的接触角为40°以上且80°以下，所述水溶性聚合物在电解液中的溶胀度超过1.0倍且为3.0倍以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.19 JP 2016-0839841.一种非水系二次电池功能层用粘结剂组合物，包含水溶性聚合物和水，所述水溶性聚合物与水的接触角为40°以上且80°以下，所述水溶性聚合物在电解液中的溶胀度超过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粘结剂组合物，其中，所述水溶性聚合物包含0.1质量％以上且20质量％以下的含氟(甲基)丙烯酸酯单体单元。3.根据权利要求1或2所述的非水系二次电池功能层用粘结剂组合物，其中，所述水溶性聚合物包含70质量％以上且95质量％以下的(甲基)丙烯酰胺单体单元。4.根据权利要求1～3中任一项所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：浅野顺一，
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