电化学元件电极用粘结剂粒子集合体、电化学元件电极用浆料组合物及它们的制造方法、以及电化学元件用电极和电化学元件技术

本发明专利技术的目的在于提供确保浆料组合物的涂覆性并且使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的新的技术。本发明专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体由含有聚合物的多个粘结剂粒子形成，上述聚合物包含75.0摩尔％以上且99.5摩尔％以下的含腈基单体单元，上述多个粘结剂粒子的气孔含有率为60％以上。

【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粒子集合体、电化学元件电极用浆料组合物及它们的制造方法、以及电化学元件用电极和电化学元件
本专利技术涉及电化学元件电极用粘结剂粒子集合体、电化学元件电极用浆料组合物及它们的制造方法、以及电化学元件用电极和电化学元件
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，进而能够反复充放电的特性，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：在集流体上涂敷包含电极活性物质、粘结材料和溶剂等的浆料组合物，使涂敷的浆料组合物干燥。因此，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浆料组合物。在例如专利文献1中，在水中将分别含有规定的比例的氰化乙烯基单元和具有酸性基的单元且重均分子量在规定的范围内的聚合物聚合，通过抽滤进行回收，将回收的聚合物用温水清洗后进行干燥。接着，将得到的干燥后的聚合物与作为电极活性物质的正极活性物质和作为溶剂的N-甲基吡咯烷酮等混合，由此制备浆料组合物。而且，根据专利文献1，通过使用该浆料组合物，从而能够制作剥离强度(电极复合材料层与集流体的密合强度)和柔软性优异的电极，提高非水系二次电池的电化学稳定性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-213049号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，上述现有技术中，在制备浆料组合物时，干燥后的聚合物在溶剂中难以溶解。因此，有浆料组合物中容易产生凝聚物，损害浆料组合物的涂覆性的问题。此外，对于电化学元件，要求即使在高电压下反复充放电的情况下，也维持高的放电容量。然而，当使具有使用上述现有的浆料组合物而形成的电极的电化学元件在高电压下反复充放电时，存在放电容量大幅降低的问题。即，上述现有技术在与确保浆料组合物在集流体上的涂覆性一同使电化学元件发挥优异的高电压循环特性的方面存在改进的余地。因此，本专利技术的目的在于提供有利地解决上述的改进点的手段。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，本专利技术人着眼于下述方面：如果对含腈基单体单元的含有比例为规定的范围内的聚合物进行造粒而制成由多个粘结剂粒子形成的粘结剂粒子集合体，则能够以简便的操作制备包含上述聚合物作为粘结材料的浆料组合物。此外，本专利技术人还发现：在使用规定的方法观察粘结剂粒子集合体而任意地选择100个粘结剂粒子时、100个中的规定数以上的粘结剂粒子可观察到气孔(开气孔和/或闭气孔)的粘结剂粒子集合体在溶剂中的溶解性优异。而且发现：使用该粘结剂粒子集合体所制备的浆料组合物的涂覆性优异，并且能够使电化学元件发挥优异的高电压循环特性，从而完成了本专利技术。即，本专利技术以有利地解决上述问题为目的，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体的特征在于，由含有聚合物的多个粘结剂粒子形成，上述聚合物包含75.0摩尔％以上且99.5摩尔％以下的含腈基单体单元，上述多个粘结剂粒子的气孔含有率为60％以上。像这样，由含有在上述的范围内包含含腈基单体单元的聚合物的多个粘结剂粒子构成而且多个粘结剂粒子的气孔含有率为规定的值以上的粘结剂粒子集合体会良好地溶解于浆料组合物的制备所使用的溶剂。因此，使用该粘结剂粒子集合体所形成的浆料组合物的涂覆性优异，而且如果使用该浆料组合物，则能够形成能够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”是指“在使用该单体而得到的聚合物中包含来自单体的重复单元”的意思。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”通常与该某单体在该聚合物的聚合所使用的全部单体中所占的比率(进料比)一致。此外，聚合物中的各个“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。此外，在本专利技术中，“气孔含有率”能够通过下述方法求出：使用光学显微镜观察粘结剂粒子集合体，将与各粘结剂粒子的外缘相比存在于内部、能够确认圆周的60％以上的圆形状或大致圆形状的部位且长轴与短轴的比为0.3以上且1.0以下而且直径(最大径)为3μm以上的孔视为粘结剂粒子的气孔，数出任意的100个粘结剂粒子中的具有气孔的粘结剂粒子的数量。在此，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体优选利用激光衍射法的粒度分布测定中的累积10％径(D10径)为10μm以上、累积90％径(D90径)为300μm以下。D10径为上述下限值以上且D90径为上述上限值以下的粘结剂粒子集合体的流动性优异并且在浆料组合物的溶剂中的溶解性更优异。而且，如果使用该粘结剂粒子集合体，则能够进一步提高浆料组合物的涂覆性并且能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高。另外，在本专利技术中，“粒度分布测定”能够使用本说明书的实施例所记载的方法进行。此外，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体优选利用激光衍射法的粒度分布测定中的累积90％径(D90径)与累积10％径(D10径)的比(D90径/D10径)为10以下。D90径/D10径为上述上限值以下的粘结剂粒子集合体的流动性优异。因此，在例如从储料斗中排出粘结剂粒子集合体时，能够抑制鼠洞(Rathole)、桥接(Bridge)。而且，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体优选利用激光衍射法的粒度分布测定中的累积50％径(D50径)为20μm以上且200μm以下。D50径为上述范围内的粘结剂粒子集合体的流动性优异并且在浆料组合物的溶剂中的溶解性更优异。而且，如果使用该粘结剂粒子集合体，则能够进一步提高浆料组合物的涂覆性并且能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高。进而，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体优选上述聚合物包含0.3摩尔％以上且8.0摩尔％以下的含酸性基单体单元。如果聚合物中的含酸性基单体单元的含有比例为上述范围内，则能够使电极的剥离强度提高并且能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高。在此，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体优选上述聚合物包含0.1摩尔％以上且4.0摩尔％以下的含碱性基单体单元。如果聚合物中的含碱性基单体单元的含有比例为上述范围内，则能够使电极的剥离强度提高并且能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高。此外，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体优选上述聚合物包含含酸性基单体单元和含碱性基单体单元、且上述聚合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。如果聚合物中的含酸性基单体单元和含碱性基单体单元的含有比例的合计为上述范围内，则能够使电极的剥离强度提高并且能够使电化学元件的高电压循环特性进一步提高。而且，本专利技术的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体优选上述聚合物包含含酸性基单体单元和含碱性基单体单元、且上述聚合物中的上述含碱性基单体单元与上述含酸性基单体单元的含有比例的比以摩尔基准计为0.1以上且2.0以下。如果聚合物中的含碱性基单体单元的含有比例与含酸性基单体单元的含有比例的比为上述范围内，则能够使电极的剥离强度提高并且能够使电化学元件的高电压循环特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，由含有聚合物的多个粘结剂粒子形成，所述聚合物包含75.0摩尔％以上且99.5摩尔％以下的含腈基单体单元，所述多个粘结剂粒子的气孔含有率为60％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.13 JP 2016-0972901.一种电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，由含有聚合物的多个粘结剂粒子形成，所述聚合物包含75.0摩尔％以上且99.5摩尔％以下的含腈基单体单元，所述多个粘结剂粒子的气孔含有率为60％以上。2.根据权利要求1所述的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，其中，利用激光衍射法的粒度分布测定中的累积10％径即D10径为10μm以上，累积90％径即D90径为300μm以下。3.根据权利要求1或2所述的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，其中，利用激光衍射法的粒度分布测定中的累积90％径即D90径与累积10％径即D10径的比即D90径/D10径为10以下。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，其中，利用激光衍射法的粒度分布测定中的累积50％径即D50径为20μm以上且200μm以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，其中，所述聚合物包含0.3摩尔％以上且8.0摩尔％以下的含酸性基单体单元。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，其中，所述聚合物包含0.1摩尔％以上且4.0摩尔％以下的含碱性基单体单元。7.根据权利要求1～6中任一项所述的电化学元件电极用粘结剂粒子集合体，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：石井琢也，关本崇文，
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