锂电池电极用粘结剂组合物和使用了该粘结剂组合物的电极制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种解决充放电容量降低等问题的优异的粘结剂组合物、使用该粘结剂组合物的浆料组合物和电极、以及该电极的制作方法。本发明专利技术涉及“一种粘结剂组合物，其是包含以来源于丙烯酸的单体单元和1～2种来源于下述通式(I)等所示的化合物的单体单元作为构成成分的共聚物、2元～10元的醇以及水而成的”；“一种锂电池用的浆料组合物，其是包含1)含有碳的活性物质、2)导电助剂和3)上述粘结剂组合物而成的”；“一种锂电池用的电极，其具有1)含有碳的活性物质、2)导电助剂、3)来源于上述粘结剂组合物的粘结剂和4)集电体”；以及“一种锂电池用的电极制作方法，其特征在于，将上述浆料组合物涂布在集电体上之后，进行干燥”。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂电池电极用粘结剂组合物和使用了该粘结剂组合物的电极
本专利技术涉及锂电池中所使用的粘结剂组合物、浆料组合物和电极、以及该电极的制作方法。
技术介绍
锂电池作为二次电池被用作移动电话等各种便携设备的电源，近年来，正在积极进行假定为汽车用途等的大型电池的研究开发。因此，进一步增大目前的锂电池的能量密度是必不可少的。因此，为了锂电池的高容量化，使用硅代替碳作为活性物质备受瞩目。作为使用了硅的锂电池达到高容量的原因，认为是缘于硅在室温下能够在电化学上与锂发生合金反应，因此与使用碳的情况相比，带来高的电容量。但是，已知在使用硅作为活性物质的情况下，在充放电时硅产生较大的体积变化(增大至3倍以上)。并且，由于该体积变化，在充放电时引起电极结构的破坏，从而导致电极的破坏。作为结果，具有充放电容量降低等问题。作为体积变化的抑制方法，近年来，尝试了利用一氧化硅(SiO)来代替硅，但即使在使用一氧化硅作为活性物质的情况下也存在体积膨胀，在实用化方面存在课题(专利文献1)。此外，一氧化硅的初期充放电效率低，需要将该情况考虑在内的正极的过剩的电池容量。作为该问题的解决，研究了各种各样的方法，例如报道了被覆有碳的一氧化硅(SiOC)的使用等(专利文献2)。另外，以电池的高容量化、稳定性能的提高为目的，进行了使用粘结剂的各种尝试(专利文献3、4)。但是，这些对象活性物质主要为碳，目的并不在于消除使用以SiOC为代表的表面被覆有碳的硅氧化物时的上述问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-210962专利文献2：WO2012/036127专利文献3：日本特开2009-80971专利文献4：日本专利4851092号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术的课题在于提供一种解决如上所述的问题的优异的粘结剂组合物、使用了该粘结剂组合物的浆料组合物和电极、以及该电极的制作方法。用于解决课题的手段本专利技术人为了解决使用含有碳作为活性物质的材料、尤其是以SiOC为代表的表面被覆有碳的硅氧化物时的上述问题，对各种粘结剂进行了研究。其结果发现，通过使用包含特定的共聚物、用于使该共聚物彼此结合的2元～10元的醇和水而成的组合物作为粘结剂，即使在使用表面被覆有碳的硅氧化物的情况下，也可得到优异的充放电容量，从而完成了本专利技术。即，本专利技术包括以下的专利技术[i]～[x]。[i]一种粘结剂组合物，其是包含以来源于丙烯酸的单体单元和1～2种来源于下述通式(I)或通式(II)所示的化合物的单体单元作为构成成分的共聚物、2元～10元的醇以及水而成的(以下有时简称为本专利技术的粘结剂组合物)；[式中，R1表示氢原子或甲基(其中，R2为氢原子的情况下，R1表示甲基)，R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、经氟原子或羟基取代的碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为6～10的芳基、碳原子数为7～13的芳烷基、碳原子数为2～9的烷氧基烷基、碳原子数为3～9的烷氧基烷氧基烷基、碳原子数为7～13的芳氧基烷基、碳原子数为5～7的吗啉代烷基、碳原子数为3～9的三烷基甲硅烷基、具有氧原子或不具有氧原子的碳原子数为6～12的脂环式烃基、碳原子数为3～9的二烷基氨基烷基、碳原子数为9～14的六氢邻苯二甲酰亚胺-N-烷基、下述通式(IV)所示的基团(式中，R3表示具有羟基作为取代基或无取代的碳原子数为1～6的亚烷基，R4表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或苯基，v表示2～20的整数。)、或者下述通式(V)所示的基团(式中，R5～R7各自独立地表示碳原子数为1～3的烷基，R8表示碳原子数为1～3的亚烷基。)。]、(式中，R11表示氢原子或甲基，R12表示氢原子或碳原子数为1～6的烷基，R13表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为3～9的二烷基氨基烷基或碳原子数为1～6的羟烷基。)[ii]如上述专利技术[i]所述的组合物，其中，2元～10元的醇为下述通式(B1)所示的化合物，(式中，R71表示碳原子数为1～6的亚烷基，R72表示羟基或碳原子数为1～6的羟烷基，R73表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为1～6的羟烷基，R74表示在链中具有或不具有-O-的碳原子数为1～6的亚烷基，r表示0～4的整数。其中，2个以上的R72、2个以上的R73和2个以上的R74各自可以相同，也可以不同。)[iii]如上述专利技术[i]或[ii]所述的组合物，其中，共聚物经选自下述通式[1]～[13]记载的化合物和下述通式[14]记载的聚合物中的交联剂进行了交联，(式中，a表示1～6的整数。)、[式中，R25和R26各自独立地表示氢原子或甲基，R21表示碳原子数为1～20的亚烷基、下述通式[2-1]所示的基团(式中，R22表示碳原子数为1～6的亚烷基，b表示1～6的整数。)、或下述通式[2-2]所示的基团(式中，R23和R24各自独立地表示碳原子数为1～6的亚烷基，c表示1～22的整数。)。]、(式中，R27～R33各自独立地表示碳原子数为1～3的亚烷基。)、(式中，R34～R37各自独立地表示碳原子数为1～6的亚烷基，d表示1～6的整数，e表示0～6的整数，f和g各自独立地表示0或1的整数。)、(式中，R38～R45各自独立地表示氢原子、乙烯基或乙烯基酮基，它们中的至少2个以上为乙烯基或乙烯基酮基。)、(式中，R46～R48各自独立地表示碳原子数为1～6的亚烷基。)、(式中，环Ar1表示苯环或萘环，R49表示碳原子数为1～6的亚烷基，h表示2～4的整数。)、(式中，环Ar2和环Ar3各自独立地表示苯环或萘环，R50表示碳原子数为1～6的亚烷基。)、(式中，环Ar4表示苯环或萘环。)、(式中，i表示0～6的整数。)、(式中，R51表示碳原子数为1～6的亚烷基。)、[式中，R52表示具有取代基或无取代的碳原子数为1～6的亚烷基、具有取代基或无取代的碳原子数为6～10的亚芳基、下述通式[12-1]所示的基团(式中，R53表示碳原子数为1～6的烷基，R54表示碳原子数为1～6的亚烷基，环Ar5表示苯环或萘环，j表示0～4的整数。)、或下述通式[12-2]所示的基团(式中，R55表示碳原子数为1～6的亚烷基，R53、R54、环Ar5和j与上述相同。)。]、R56-N＝C＝N-R57[13][式中，R56和R57各自独立地表示具有取代基或无取代的碳原子数为1～6的烷基、具有取代基或无取代的碳原子数为6～10的芳基或者下述通式[13-1]所示的基团(式中，R58表示碳原子数为1～6的烷基，R59表示碳原子数为1～6的亚烷基，环Ar6表示苯环或萘环，k表示0～5的整数。)。][式中，R60表示具有取代基或无取代的碳原子数为1～6的亚烷基、具有取代基或无取代的碳原子数为6～10的亚芳基、下述通式[14-1]或[14-2]所示的基团(式中，R61表示碳原子数为1～6的烷基，R62表示碳原子数为1～6的亚烷基，环Ar7表示苯环或萘环，p表示0～4的整数。)、或下述通式[14-3]所示的基团(式中，R63表示碳原子数为1～6的亚烷基，R61、R62、环Ar7和p与上述相同。)，m表示10～10000的整数。]。[iv]一种锂电池用的浆料组合物，其是包含1)含有碳的活性物质、2)导电助剂和3)上述专利技术[i]～[ii本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘结剂组合物，其是包含以来源于丙烯酸的单体单元和1～2种来源于下述通式(I)或通式(II)所示的化合物的单体单元作为构成成分的共聚物、2元～10元的醇以及水而成的，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.03 JP 2017-0190981.一种粘结剂组合物，其是包含以来源于丙烯酸的单体单元和1～2种来源于下述通式(I)或通式(II)所示的化合物的单体单元作为构成成分的共聚物、2元～10元的醇以及水而成的，式中，R1表示氢原子或甲基，其中，R2为氢原子的情况下，R1表示甲基；R2表示氢原子、碳原子数为1～20的烷基、经氟原子或羟基取代的碳原子数为1～20的烷基、碳原子数为6～10的芳基、碳原子数为7～13的芳烷基、碳原子数为2～9的烷氧基烷基、碳原子数为3～9的烷氧基烷氧基烷基、碳原子数为7～13的芳氧基烷基、碳原子数为5～7的吗啉代烷基、碳原子数为3～9的三烷基甲硅烷基、具有氧原子或不具有氧原子的碳原子数为6～12的脂环式烃基、碳原子数为3～9的二烷基氨基烷基、碳原子数为9～14的六氢邻苯二甲酰亚胺-N-烷基、下述通式(IV)所示的基团或者下述通式(V)所示的基团，式中，R3表示具有羟基作为取代基或无取代的碳原子数为1～6的亚烷基，R4表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或苯基，v表示2～20的整数，式中，R5～R7各自独立地表示碳原子数为1～3的烷基，R8表示碳原子数为1～3的亚烷基，式中，R11表示氢原子或甲基，R12表示氢原子或碳原子数为1～6的烷基，R13表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基、碳原子数为3～9的二烷基氨基烷基或碳原子数为1～6的羟烷基。2.如权利要求1所述的组合物，其中，2元～10元的醇为下述通式(B1)所示的化合物，式中，R71表示碳原子数为1～6的亚烷基，R72表示羟基或碳原子数为1～6的羟烷基，R73表示氢原子、碳原子数为1～6的烷基或碳原子数为1～6的羟烷基，R74表示在链中具有或不具有-O-的碳原子数为1～6的亚烷基，r表示0～4的整数，其中，2个以上的R72、2个以上的R73和2个以上的R74各自可以相同，也可以不同。3.如权利要求1所述的组合物，其中，共聚物经选自下述通式[1]～[13]记载的化合物和下述通式[14]记载的聚合物中的交联剂进行了交联，式中，a表示1～6的整数，式中，R25和R26各自独立地表示氢原子或甲基，R21表示碳原子数为1～20的亚烷基、下述通式[2-1]所示的基团或下述通式[2-2]所示的基团，式中，R22表示碳原子数为1～6的亚烷基，b表示1～6的整数，式中，R23和R24各自独立地表示碳原子数为1～6的亚烷基，c表示1～22的整数，式中，R27～R33各自独立地表示碳原子数为1～3的亚烷基，式中，R34～R37各自独立地表示碳原子数为1～6的亚烷基，d表示1～6的整数，e表示0～6的整数，f和g各自独立地表示0或1...

【专利技术属性】
技术研发人员：水田浩德，泷本一树，绵引博美，杉本歌穗，松浦隆敏，冈本训明，岛村信孝，
申请(专利权)人：富士胶片和光纯药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP