本发明专利技术通过含有电极活性物质(A)和作为导电助剂的碳材料(B)中的至少一者和由碳原子、氧原子、氢原子所构成并且在一分子中具有2～20个氧原子的水溶性添加剂(C)、以及水(D)的二次电池电极形成用组合物，能够形成充放电循环特性优良的二次电池，还能够提高活性物质或导电助剂的分散性、电极的柔软性和粘合性。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术通过含有电极活性物质(A)和作为导电助剂的碳材料(B)中的至少一者和由碳原子、氧原子、氢原子所构成并且在一分子中具有2～20个氧原子的水溶性添加剂(C)、以及水(D)的二次电池电极形成用组合物，能够形成充放电循环特性优良的二次电池，还能够提高活性物质或导电助剂的分散性、电极的柔软性和粘合性。【专利说明】二次电池电极形成用组合物、二次电池电极以及二次电池
本专利技术涉及二次电池电极形成用组合物和使用该组合物而获得的电极以及使用 该电极而获得的二次电池。
技术介绍
近年来，诸如数码相机和便携式电话之类的小型便携式电子设备，已经得到广泛 应用。通常，要求这些电子设备的容积达到最小限度并且减轻重量，并要求所搭载的电池实 现小型、轻量并且大容量化。并且，对汽车搭载用途等方面的大型二次电池而言，也希望实 现大型二次电池以取代往常的铅蓄电池。 为了响应这种要求，目前盛行开发锂离子二次电池、碱二次电池等二次电池，例 如，开发电极的形成所使用的合材墨（合材4 另外，对形成合材层（合材層）的基 底层所使用的基底层形成用组合物也日益受到关注。 作为电极形成用合材墨或基底层形成用组合物所要求的重要特性，可以举出适度 地分散活性物质、导电助剂而形成的均匀性，以及合材墨或基底层形成用组合物干燥后所 形成的电极的柔软性和粘合性。 合材墨中的活性物质、导电助剂的分散状态、基底层形成用组合物中的导电助剂 的分散状态，与合材层中的活性物质、导电助剂的分布状态、基底层中的导电助剂的分布状 态有关联，并影响着电极物理性质，甚至影响电池性能。 因此，活性物质、导电助剂的分散是重要课题。尤其是导电性优良的碳材料（导 电助剂），因构造或比表面积大而凝聚力强，不管是在合材墨中还是在基底层形成用组合物 中，都难以进行均匀混合、分散。 并且，当作为导电助剂的碳材料的分散性或粒度的控制不充分时，因未形成有均 匀的导电网络而未能减少电极的内部电阻，其结果是导致电极材料性能得不到充分发挥的 问题发生。 另外，不仅导电助剂如此，若合材墨中的活性物质的分散不充分，则在这种合材墨 形成的合材层中发生局部凝集。并且，由局部凝集而引起电极上产生电阻分布，并在作为电 池使用时产生电流集中，存在发生局部发热和劣化被促进等缺陷的问题。 另外，对合材墨或基底层形成用组合物而言，要求有适度的流动性以便能够涂布 于作为集电体发挥功能的金属箔的表面。并且，为了形成表面尽量平坦且厚度均匀的合材 层和基底层，要求合材墨或基底层形成用组合物具有适度的粘性。 另一方面，由合材墨形成的合材层、由基底层形成用组合物形成的基底层，在形成 后，将其连同作为基材的金属箔切分或冲压为所需尺寸、形状的切片。因此，要求合材层、基 底层具有在切分加工或冲压加工时不留下伤痕的坚硬度以及不出现裂纹、不发生剥落的柔 软性和粘合性。 另外，电极的柔软性和粘合性对电池性能影响大，因此很重要。 由合材墨形成的合材层或由基底层形成用组合物形成的基底层，若柔软性差而产 生龟裂，则会导致电极的均匀导电网络发生断裂，因此会引起电极的导电性降低，从而导致 电池寿命的劣化。 另外，若电极的粘合性差，则会导致伴随着充放电时锂离子嵌入?脱嵌的活性物质 的膨胀、收缩而引起的电极结构断裂或者电极从集电体上剥离的问题，并会导致电池寿命 发生劣化。 其中，通过以水为介质形成的合材墨、基底层形成用组合物来形成的电极在柔软 性的体现上非常困难。 在专利文献1?4中，公开有如下内容：将活性物质和导电材料混合，并将该混合 物与纤维素系增粘剂水溶液一起混炼后，进而添加聚四氟乙烯、乳胶系等水性粘合剂，再进 行混炼而获得合材墨。但是，这些合材墨，由于分散状态不充分且缺乏电极的柔软性和粘合 性，无法制备所需的电极，因此存在得不到良好的电池性能等问题。 另外，在专利文献5?7中，将粘合性作为课题进行了如下研究。 在专利文献5中公开了一种在锂离子电池负极中，并用了 N-甲基-2-吡咯烷酮 (N- ^-2-匕。口匕。F >)、乙醇、丙酮、水等极性溶剂、以及环己烷、正己烷、苯等非极性 溶剂而制造的负极用活性物质浆料和该制造方法。 另外，在专利文献6中公开了一种电池用电极的制造方法，其中，使用乙醇、N-甲 基吡咯烷酮（N- J ^ C a u F > )或丙酮等水溶性有机溶剂使活性物质分散后，添加水 再进而添加苯乙烯-丁二烯共聚物等粘结剂，从而配制成分散液，由该分散液获得电池用 电极。 另外，在专利文献7中公开了一种方法，其在锂离子电池负极用浆料中，向含有以 非晶质碳材料覆盖石墨质粉末而成的电极活性物质、粘结剂以及水的浆料中，添加作为水 溶性有机化合物的N-甲基吡咯烷酮（N- ^ ^ >匕° 口 U F > )。 但是，采用这些方法不能充分改善粘合性，要求有进一步的提高。另外，对于电极 柔软性的改善也不充分。 现有技术文献 专利文献 专利文献1 :日本特开平2-158055号公报 专利文献2 :日本特开平9-082364号公报 专利文献3 :日本特开2003-142102号公报 专利文献4 :日本特开2010-165493号公报 专利文献5 :日本特开平9-293498号公报 专利文献6 :日本特开2003-142082号公报 专利文献7 :日本特开2006-54096号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题 本专利技术的目的在于提供一种电极形成用组合物，其是用于形成充放电循环特性优 良的二次电池的电极形成用组合物，并且，其活性物质、导电助剂的分散性优良、或电极的 柔软性和粘合性优良。 解决课题的方法 本专利技术通过利用由碳原子、氧原子、氢原子所构成的且在一分子中具有2?20个 氧原子的水溶性添加剂（C)来不损伤电极活性物质（A)和作为导电助剂的碳材料（B)的分 散性地提高电极的柔软性和粘合性。 即，本专利技术涉及一种二次电池电极形成用组合物，其中，其含有：电极活性物质 ㈧和作为导电助剂的碳材料⑶中的至少一者；由碳原子、氧原子、氢原子所构成的、且在 一分子中具有2?20个氧原子的水溶性添加剂（C);以及水（D)。 进而，优选前述二次电池电极形成用组合物的特征在于，前述水溶性添加剂（C) 以下述通式（1)来表示， Χ~Υ~Ζ 通式（1) 式中，X是氢原子、羧基、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烷氧基、取代或未 取代的酰基、或者取代未取代的烷氧基羰基， Υ是直接键合、取代或未取代的亚烷基、或者取代或未取代的亚烷氧基， Ζ是羟基、羧基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烷氧基羰基、或者取代或 未取代的酰氧基， X与Ζ也可以一体化形成环。 进而，优选前述二次电池电极形成用组合物的特征在于， 在前述通式（1)中， X是氢原子、羧基、取代或未取代的烷基、或者酰基， Υ是以-(O-R-)n-表示的基团， R是取代或未取代的碳数为1?5的亚烷基，η为1?19的整数。 另外，本专利技术还涉及一种前述二次电池电极形成用组合物，其特征在于，前述水本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种二次电池电极形成用组合物，其中，其含有：电极活性物质(A)和作为导电助剂的碳材料(B)中的至少一者；由碳原子、氧原子、氢原子所构成并且在一分子中具有2～20个氧原子的水溶性添加剂(C)；以及水(D)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：诸石顺幸，春田一成，八手又彰彦，
申请(专利权)人：东洋油墨SC控股株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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