电极用粘结剂组合物制造技术

本发明专利技术提供一种水系的锂离子二次电池电极用粘结剂组合物，其能够得到性状良好且贮藏稳定性优异的锂离子二次电池电极材料浆料，另外能够得到放电倍率特性、循环特性优异的锂离子二次电池。提供一种锂离子二次电池电极用粘结剂组合物，其包含聚合物颗粒，所述聚合物颗粒含有(a)烯属不饱和羧酸酯化合物和(b)烯属不饱和磺酸化合物，前述(a)/(b)以质量比计为98～91/2～9，且前述(a)和(b)的总量为单体原料中的70质量％以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极用粘结剂组合物
本专利技术涉及电极用粘结剂组合物、使用了该粘结剂组合物的电极用浆料、以及利用其的电极、二次电池等。
技术介绍
近年来，在电子设备中使用可通过充电而反复使用的锂离子二次电池、镍氢二次电池、镍镉二次电池等二次电池、双电层电容器等电容器。这些二次电池、电容器通常具备电极、隔离体、包含电解质的电解液而构成。电极通过如下方法制作:使电极活性物质分散在溶解有树脂粘结剂(粘合剂)的溶剂中，将由此得到的电极材料浆料涂布在电极集电体上并使其干燥，制成合剂层。一直以来，作为锂离子二次电池电极用的树脂粘结剂，在工业上大多使用聚偏氟乙烯(以下称为PVDF)，但其无法充分地应对近年来与电池的高性能化相关的要求水准。另外，在将PVDF用作粘结剂时，例如，像专利文献I等中公开的那样，作为用于层叠合剂层的溶剂，使用N-甲基吡咯烷酮(以下记为NMP)等酰胺类、脲类那样的含氮系有机溶剂。但是，对于NMP等含氮系有机溶剂，若将其干燥时产生的溶剂蒸气直接排放至大气中，则会成为环境问题，因此必须进行回收。因而，提出了使用水系粘结剂作为树脂粘结剂的方案。例如，专利文献2中示出了一种糊剂状的负极合剂，其是使用作为负极活性物质的碳材料和作为粘结剂的丙烯酸类共聚物的水性乳液与羧甲基纤维素的混合水合物，并使它们分散在作为溶剂的水中而得到的。然而，以往的水系粘结剂以对负极板的转用为主，存在对正极板的转用、尤其对于在电极板制造工序中的涂覆浆料的分散而言尚不充分、或者所得到的电池的性能不充分等问题。另外，尤其在近年，现状是:从电池的高性能化要求至活性材料的变更均在推进，对粘结剂也要求高性能。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2004-134365号公报专利文献2:日本特开2000-294230号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的课题在于，鉴于上述问题和实际状况，提供性状更加良好且贮藏稳定性优异的电极用粘结剂组合物。用于解决问题的方案本专利技术是为了解决前述课题而提供的，是以下的[I]?[16]所述的技术方案。[I] 一种电极用粘结剂组合物，其包含聚合物颗粒，所述聚合物颗粒含有(a)烯属不饱和羧酸酯化合物和(b)烯属不饱和磺酸化合物，前述(a)/(b)以质量比计为98?91/2?9，且前述(a)和(b)的总量为单体原料中的70质量％以上。[2]根据[I]所述的电极用粘结剂组合物，其中，前述(a)烯属不饱和羧酸酯化合物为选自(al)醇部分具有羟基的烯属不饱和羧酸酯化合物、(a2)具有多个(甲基)丙烯酰基和/或(甲基)烯丙基的烯属不饱和羧酸酯化合物、以及(a3)醇部分具有碳数8以上的烷基的烯属不饱和羧酸酯化合物中的I种或2种以上。[3]根据[I]或[2]所述的电极用粘结剂组合物，其中，前述(a)烯属不饱和羧酸酯化合物包含(al)醇部分具有羟基的烯属不饱和羧酸酯化合物，该(al)的含量为I?9质量％。[4]根据[I]?[3]中任一项所述的电极用粘结剂组合物，其中，前述(a)烯属不饱和羧酸酯化合物包含(a2)具有多个(甲基)丙烯酰基和/或(甲基)烯丙基的烯属不饱和羧酸酯化合物，该(a2)的含量为I?10质量％。[5]根据[I]?[4]中任一项所述的电极用粘结剂组合物，其中，前述(a)烯属不饱和羧酸酯化合物包含(a3)醇部分具有碳数8以上的烷基的烯属不饱和羧酸酯化合物，该(a3)的含量为10?98质量％。[6]根据[2]?[5]中任一项所述的电极用粘结剂组合物，其还包含前述(a)烯属不饱和羧酸酯化合物的(a4)醇部分具有碳数I?7的烷基的烯属不饱和羧酸酯化合物，该(a4)的含量为I?30质量％。[7]根据[I]?[6]中任一项所述的电极用粘结剂组合物，其还包含(C)烯属不饱和羧酸，该烯属不饱和羧酸的含量为0.1?1.0质量％。[8] 一种电极材料浆料，其含有上述[I]?[7]中任一项所述的电极用粘结剂组合物和活性物质。[9] 一种电极材料浆料，其包含上述[I]?[7]中任一项所述的电极用粘结剂组合物和将活性物质以及导电助剂煅烧得到的复合材料。[10]根据[8]或[9]所述的电极材料浆料，其中，活性物质为正极活性物质，该正极活性物质为橄榄石型锂化合物或者选自以钴酸锂、锰酸锂和镍酸锂等为代表的锂金属复合氧化物中的I种或2种以上的化合物。[11]根据[9]所述的电极材料浆料，其中，前述复合材料的前述活性物质包含橄榄石型锂化合物系粉体(例如，磷酸铁锂、磷酸锰锂、或其复合化合物)，且前述导电助剂包含乙炔黑和/或碳纳米管，前述复合材料是将这些活性物质与导电助剂混合而成的或者将碳原子间键合而成的。[12]根据[8]或[9]所述的电极材料浆料，其中，活性物质为负极活性物质，该负极活性物质为选自碳系负极材料、氧化硅(SiOx)负极材料、合金系负极材料以及氧化锡系负极材料中的I种或2种以上。[13]根据[8]所述的电极材料浆料，其中，活性物质为活性炭。[14] 一种电极，其使用上述[8]?[13]中任一项所述的电极材料浆料来制造。[15] 一种二次电池，其使用上述[14]所述的电极来制造。[16] 一种双电层电容器，其使用上述[14]所述的电极来制造。专利技术的效果利用本专利技术的电极用粘结剂组合物，能够得到性状良好且贮藏稳定性优异的水系的电极用浆料。【具体实施方式】1.粘结剂组合物本专利技术的电极用粘结剂组合物(以下有时简称“粘结剂组合物”)包含聚合物颗粒，所述聚合物颗粒含有(a)烯属不饱和羧酸酯化合物和(b)烯属不饱和磺酸化合物，前述(a)/(b)的质量比为98?91/2?9。进而，本专利技术的粘结剂组合物包含以前述(a)和(b)的总量为单体原料中的70质量％以上的方式含有前述(a)和(b)而成的聚合物颗粒。通过使前述(a)/(b)的质量比为98?91/2?9的数值范围，利用了本专利技术的粘结剂组合物的电极材料浆料的贮藏稳定性变得非常良好。为除此以外的数值范围时，电极材料浆料的贮藏稳定性不理想，因此还会变得难以获得用于得到放电倍率特性、循环特性优异的锂离子二次电池的电极。进而，本专利技术的粘结剂组合物通过以前述(a)和(b)作为主成分，电极材料浆料的贮藏稳定性良好，且涂膜的平滑性优异。而且，通过利用含有本专利技术的粘结剂组合物的电极材料浆料，在将该电极材料浆料涂覆在集电体上而形成合剂层时，能够获得该合剂层的附着性、铅笔硬度等特性优异的电极。另外，通过利用该电极，能够得到放电倍率特性和循环特性优异的锂离子二次电池、镍氢二次电池、双电层电容器等。与此相对，以往的水系粘结剂组合物虽然解决了电极板制造工序时的毒性、回收成本的问题，但是其原本在电极板制造工序中的适用性就不充分，或者所得到的电子性能不充分，但若使用本专利技术的粘结剂组合物，则能够解决这样的问题，而且这样的水系粘结剂组合物在产业方面的需求高，因此在产业上的利用性高。(I)单体原料对(a)烯属不饱和羧酸酯化合物没有特别限定。需要说明的是，烯属不饱和羧酸酯化合物可以利用公知的制法由烯属不饱和羧酸与单醇或二醇而得到，该酯化合物由烯属不饱和羧酸部分和醇部分构成。另外，该酯化合物可以使用这样制造的化合物，另外也可以使用市售品。作为前述烯属不饱和羧酸酯化合物，例如可列举出各种(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylic aci本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极用粘结剂组合物，其包含聚合物颗粒，所述聚合物颗粒含有(a)烯属不饱和羧酸酯化合物和(b)烯属不饱和磺酸化合物，所述(a)/(b)以质量比计为98～91/2～9，且所述(a)和(b)的总量为单体原料中的70质量％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.07 JP 2011-2434391.一种电极用粘结剂组合物，其包含聚合物颗粒，所述聚合物颗粒含有(a)烯属不饱和羧酸酯化合物和(b)烯属不饱和磺酸化合物，所述(a)/(b)以质量比计为98?91/2?9，且所述(a)和(b)的总量为单体原料中的70质量％以上。2.根据权利要求1所述的电极用粘结剂组合物，其中，所述(a)烯属不饱和羧酸酯化合物为选自 (al)醇部分具有羟基的烯属不饱和羧酸酯化合物、 (a2)具有多个(甲基)丙烯酰基和/或(甲基)烯丙基的烯属不饱和羧酸酯化合物、以及 (a3)醇部分具有碳数8以上的烷基的烯属不饱和羧酸酯化合物中的I种或2种以上。3.根据权利要求1或2所述的电极用粘结剂组合物，其中，所述(a)烯属不饱和羧酸酯化合物包含(al)醇部分具有羟基的烯属不饱和羧酸酯化合物， 该(al)的含量为I?9质量％。4.根据权利要求1?3中任一项所述的电极用粘结剂组合物，其中，所述(a)烯属不饱和羧酸酯化合...

【专利技术属性】
技术研发人员：小西宏典，四宫大辅，小手和洋，泽井岳彦，齐藤慎治，中川润，
申请(专利权)人：电气化学工业株式会社，SEI株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP