本发明专利技术提供一种锂二次电池的电极用粘合剂、使用所述粘合剂所制造的电极、及使用所述电极的充放电特性优异的锂二次电池，锂二次电池的电极用粘合剂含有聚氨基甲酸酯的水分散体，该聚氨基甲酸酯的水分散体包含(A)聚异氰酸酯、(B)具有两个以上的活性氢基的化合物、(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物及(D)链伸长剂，并且锂二次电池的电极用粘合剂对集电体的密接性高而在压制加工时不产生剥离，具有高柔软性，且粘合性及耐电解液性优异。本发明专利技术所用的电极用粘合剂含有聚氨基甲酸酯的水分散体，聚氨基甲酸酯的水分散体是(B)具有两个以上的活性氢基的化合物含有烯烃系多元醇和/或碳酸酯键链间的碳数小于6的聚碳酸酯二醇而成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池的电极用粘合剂、电极及锂二次电池
本专利技术涉及一种锂二次电池的电极用粘合剂、使用所述粘合剂所制造的电极、及使用所述电极的锂二次电池。
技术介绍
最近，手机、笔记本电脑(notepersonalcomputer)、个人数字助理(PersonalDigitalAssistant，PDA)、摄影机(videocamera)、数字相机(digitalcamera)等便携用电子设备大量普及，对该电子设备越发要求小型化、轻量化，随之，对作为驱动电源的电池的小型化、轻量化、薄型化及高容量化的要求不断提高，正在活跃地进行对该问题的研究。锂二次电池具有高电压及良好的能量密度，被广泛地用作便携用电子设备的电源。但是，伴随着小型、轻量化的显示器产业的发展，要求电池更为小型化且轻量化，由此要求与现有的锂二次电池相比而更高的驱动电压、延长的寿命及高能量密度等经改善的电池特性。另外，最近正在开发车载用、产业用等的中型或大型的锂二次电池，期待在改善高容量·高输出化的方面进行开发。因此，为了充分满足这种要求，正在不断地努力改善锂电池的各種构成要素的性能。电池的特性受到所使用的电极、电解质及其他电池材料的较大影响，特别是电极的情况下，其特性是由电极活性物质、集电体(currentcollector)及对这些构件间赋予粘接力的粘合剂所决定。例如，所使用的活性物质的量及种类决定可与活性物质结合的锂离子的量，因此活性物质的量越多，而且越使用固有容量大的活性物质，可获得容量越高的电池。另外，在粘合剂在所述活性物质间、及活性物质与集电体之间具有优异粘接力的情况下，在电极内顺畅地进行电子及锂离子的移动，电极的内部电阻降低，因此可进行高效率的充放电。而且，高容量电池的情况下，作为负极活性物质，需要碳及石墨、碳及硅那样的复合系电极，但在充放电时大幅度地引起活性物质的体积膨胀及收缩，因此要求所述粘合剂必须除了优异的粘接力以外也具有优异的弹性，即便电极体积反复发生相当大的膨胀及收缩，也维持原本的粘接力及恢复力。关于用来获得这种电极的粘合剂，已知将聚四氟乙烯或聚偏二氟乙烯等氟树脂溶解在有机溶剂中而成的粘合剂。然而，氟树脂与构成集电体的金属的密接性不够高，而且柔软性不够高，因此特别是在制造卷绕型电池的情况下，存在以下问题：所得的电极层产生裂缝，或所得的电极层与集电体发生剥离等。另外，为了维持充分的粘接力，必须增多使用量，因此在小型化的方面有极限，另外有因与有机溶剂混合使用而制造烦杂等缺点。另一方面，关于可形成与构成集电体的金属的密接性高、而且柔软性高的电极层的粘合剂，已知包含苯乙烯-丁二烯系乳胶(StyreneButadieneRubber，SBR)的粘合剂(专利文献1、专利文献2、专利文献3)。但是，该粘合剂虽然弹性特性优异，但粘接力弱，随着反复进行充放电而无法维持电极的结构，电池的寿命不可谓充分。而且，近年来由于电池高容量化的要求，构成电极层的材料有降低粘合剂成分的含量的倾向，另外在电极的制造工序中对电极层进行压制加工。然而，对于粘合剂成分的含量低的电极层来说，在压制加工时电极层容易自集电体剥离。因此，如下问题被指出：不仅因电极物质而产生压制加工机的污染，而且以电极层的一部分剥离的状态将电极组入电池中，电池性能的可靠性降低等。这种问题在使用玻璃转移温度低且粘着性高的聚合物作为粘合剂成分的情况下变明显，因此通过使用聚合物的玻璃转移温度高、例如室温以上的乳胶，可抑制所述问题。然而，在使用聚合物的玻璃转移温度高的粘合剂的情况下，所得的电极层有以下问题：柔软性低而容易产生裂缝，因此电池的容量保持率降低，无法获得充分的充放电循环特性等。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开平5-21068号公报专利文献2：日本专利特开平11-7948号公报专利文献3：日本专利特开2001-210318号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术是根据如以上般的情况而成，其目的在于提供一种粘合剂、及使用利用该粘合剂所制造的电极的充放电特性优异的锂二次电池，所述粘合剂对集电体的密接性高而在压制加工时不产生剥离，具有高柔软性，粘合性、进而耐电解液性优异。[解决问题的技术手段]为了达成所述目的，本专利技术人等人为了获得对集电体的密接性高而在压制加工时不产生剥离、具有高柔软性、而且粘合性及耐电解液性优异的粘合剂而反复进行了努力研究。结果发现，通过在含有如下聚氨基甲酸酯的水分散体的锂二次电池的电极用粘合剂中，使用特定的化合物作为所述(B)成分，可解决所述问题，从而完成了本专利技术，所述聚氨基甲酸酯的水分散体包含(A)聚异氰酸酯、(B)具有两个以上的活性氢基的化合物、(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物及(D)链伸长剂。即，本专利技术的锂二次电池的电极用粘合剂为含有聚氨基甲酸酯的水分散体的锂二次电池的电极用粘合剂，所述聚氨基甲酸酯的水分散体包含(A)聚异氰酸酯、(B)具有两个以上的活性氢基的化合物、(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物及(D)链伸长剂，并且(B)具有两个以上的活性氢基的化合物含有烯烃系多元醇和/或碳酸酯键链间的碳数小于6的聚碳酸酯二醇。相对于所述聚氨基甲酸酯，作为所述(B)成分而含有的烯烃系多元醇优选的是以40质量％以上且90质量％以下的比例而含有。另外，相对于所述聚氨基甲酸酯，作为所述(B)成分而含有的碳酸酯键链间的碳数小于6的聚碳酸酯二醇优选的是以50质量％以上且90质量％以下的比例而含有。所述聚氨基甲酸酯优选的是该聚氨基甲酸酯的每1000分子量具有0.01以上且0.50以下的交联密度。另外，所述聚氨基甲酸酯优选的是氨基甲酸酯键当量为200g/eq以上且2000g/eq以下。作为所述(B)成分而含有的烯烃系多元醇可设定为选自聚丁二烯多元醇、聚异戊二烯多元醇、氢化聚丁二烯多元醇及氢化聚异戊二烯多元醇中的一种或两种以上。所述(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物优选的是含有羧基作为亲水基。所述(A)聚异氰酸酯优选的是含有脂环族系异氰酸酯和/或芳香系异氰酸酯。本专利技术的电极是使用所述锂二次电池的电极用粘合剂而制造，本专利技术的锂二次电池具有所述本专利技术的电极。[专利技术的效果]本专利技术的锂二次电池的电极用粘合剂对集电体的密接性高而在压制加工时不产生剥离，具有高柔软性，且粘合性优异，在(B)成分为烯烃系多元醇的情况下，耐电解液性也优异。通过使用利用该粘合剂的电极，可获得充放电特性优异的锂二次电池。具体实施方式接着，对本专利技术的实施形态进行详细说明。本专利技术的锂二次电池的电极用粘合剂为含有聚氨基甲酸酯的水分散体的锂二次电池的电极用粘合剂，该聚氨基甲酸酯的水分散体包含(A)聚异氰酸酯、(B)具有两个以上的活性氢基的化合物、(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物及(D)链伸长剂，并且所述(B)具有两个以上的活性氢基的化合物含有烯烃系多元醇和/或碳酸酯键链间的碳数小于6的聚碳酸酯二醇。作为所述(A)成分的聚异氰酸酯并无特别限定，可使用本
中通常使用的聚异氰酸酯。具体可举出脂肪族聚异氰酸酯、脂环族聚异氰酸酯、芳香族聚异氰酸酯、芳香脂肪族聚异氰酸酯。脂肪族聚异氰酸酯可举出：四亚甲基二异氰酸酯、十二亚甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯、2，2，4-三甲基六亚甲基本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种锂二次电池的电极用粘合剂，含有聚氨基甲酸酯的水分散体，所述聚氨基甲酸酯的水分散体包含(A)聚异氰酸酯、(B)具有两个以上的活性氢基的化合物、(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物及(D)链伸长剂，并且所述锂二次电池的电极用粘合剂的特征在于：所述(B)具有两个以上的活性氢基的化合物含有烯烃系多元醇和/或碳酸酯键链间的碳数小于6的碳酸酯二醇。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.08.06 JP 2013-163549;2013.08.06 JP 2013-163541.一种锂二次电池的电极用粘合剂，含有聚氨基甲酸酯的水分散体，所述聚氨基甲酸酯的水分散体包含(A)聚异氰酸酯、(B)具有两个以上的活性氢基的化合物、(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物及(D)链伸长剂，并且所述锂二次电池的电极用粘合剂的特征在于：所述(B)具有两个以上的活性氢基的化合物含有烯烃系多元醇和/或碳酸酯键链间的碳数小于6的聚碳酸酯二醇，相对于所述聚氨基甲酸酯，作为所述(B)具有两个以上的活性氢基的化合物而含有的烯烃系多元醇是以40质量％以上且90质量％以下的比例而含有。2.一种锂二次电池的电极用粘合剂，含有聚氨基甲酸酯的水分散体，所述聚氨基甲酸酯的水分散体包含(A)聚异氰酸酯、(B)具有两个以上的活性氢基的化合物、(C)具有一个以上的活性氢基与亲水基的化合物及(D)链伸长剂，并且所述锂二次电池的电极用粘合剂的特征在于：所述(B)具有两个以上的活性氢基的化合物含有烯烃系多元醇和/或碳酸酯键链间的碳数小于6的聚碳酸酯二醇，相对于所述聚氨基甲酸酯，作为所述(B)具有两个以上的活性氢基的化合物而含有的碳酸酯键链间的碳数小于6的聚碳酸酯二醇是以50质量％以上且90质量％以下的比例而含有。3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池的电极用粘合剂，其特征在于：所述聚氨基甲酸酯对于聚氨基甲酸酯的每1000分子量具有0.01以上且0.50以下的交联密度，使WA1g的分子量MWA1及官能基数FA1的聚异氰酸酯(A)、WA2g的分子量MWA2及官能基数FA2的聚异氰酸酯(A)、WAjg的分子量MWAj及官能基数FAj的聚异氰酸酯(A)、WB1g的分子量MWB1及官能基数FB1的含活性氢基的化合物(B)、WB2g的分子量MWB2及官能基数FB2的含活性氢基的化合物(B)、WBkg的分子量MWBk及官能基数FBk的含活性氢基的化合物(B)、WC1g的分子量MWC1及官能基数FC1的具有一个以上的活性氢基与亲水性基的化合物(C)、WCmg的分子量MWCm及官能基数FCm的具有一个...
【专利技术属性】
技术研发人员：高桥克夫，伊藤修一，宫村岳志，
申请(专利权)人：第一工业制药株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP
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