电化学元件电极用复合粒子制造技术

本发明专利技术涉及一种电化学元件电极用复合粒子，其包含正极活性物质(A)、导电剂(B)、粒子状粘结树脂(C)、水溶性高分子(D)及非水溶性多糖高分子纤维(E)，其中，所述水溶性高分子(D)和所述非水溶性多糖高分子纤维(E)的含有比例以重量比计为(D)/(E)＝0.25～7.0。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及电化学元件电极用复合粒子。
技术介绍
锂离子二次电池、双电层电容器以及锂离子电容器等电化学元件具有小型、轻质、能量密度高、并且能够反复充放电的特性，有效利用这样的特性，使得其需求迅速扩大。锂离子二次电池因为能量密度较大，因而已被用于手机、笔记本型个人电脑等移动领域。另一方面，双电层电容器因为能够快速地充放电，因此已被用作个人电脑等的备用存储小型电源，另外，还期待双电层电容器作为电动汽车等的辅助电源的应用。进一步地，就有效利用了锂离子二次电池和双电层电容器的优点的锂离子电容器而言，由于其能量密度、输出密度均比双电层电容器高，因此已展开了将其适用于双电层电容器所适用的用途、以及以双电层电容器的性能而未能满足规格的用途的研究。这些之中，特别是对于锂离子二次电池，近年来，不仅对其在混合动力电动汽车、电动汽车等车载用途中的应用、甚至对于其在蓄电用途方面的应用均进行了探讨。在对这些电化学元件的期待升高的另一方面，对于这些电化学元件，伴随其用途的扩大及发展，对于低电阻化、高容量化、机械特性、生产性的提高等也要求进一步的改善。在这样的状况下，对于电化学元件用电极，也要求生产性更高的制造方法，对于能够实现高速成型的制造方法以及适于该制造方法的电化学元件用电极用材料，已进行了各种改善。电化学元件用电极通常是在集电体上叠层电极活性物质层而成的，所述电极活性物质层是通过将电极活性物质和根据需要而使用的导电剂利用粘结树脂进行粘结而形成的。在电化学元件用电极中，有利用通过将含有电极活性物质、粘结树脂、导电剂等的涂布电极用浆料涂布在集电体上并通过热等将溶剂除去的方法而制造的涂布电极，但由于粘结树脂等的迁移，难以制造均一的电化学元件。此外，该方法存在成本高、作业环境不良、以及制造装置变大的倾向。对此，已提出了通过得到复合粒子并进行粉体成型而得到具有均一的电极活性物质层的电化学元件的方案。作为形成这样的电极活性物质层的方法，例如在专利文献1中，公开了通过将含有电极活性物质、粘结树脂及分散介质的复合粒子用浆料进行喷雾、干燥而得到复合粒子，并使用该复合粒子形成电极活性物质层的方法。就这样的复合粒子而言，在经过空气传输等转移时有时会发生破坏，因此需要提高强度。这里，在使用发生了破坏的复合粒子来形成电极活性物质层时，会由于复合粒子粒径的均一性丧失而导致粉体的流动性劣化，无法形成均一的电极活性物质层。此外，会导致复合粒子彼此间的密合性、以及电极活性物质层与集电体之间的密合性变弱，所得电化学元件的循环特性不充分。另外，具有使用发生了破坏的复合粒子形成的电极活性物质层的电极柔软性差，在卷曲电极时有时会在电极上产生裂纹。进一步，在专利文献1中，得到了利用纤维状的导电助剂包覆复合粒子表面而成的外部添加粒子，但由于纤维状的导电助剂未存在于复合粒子的内部，因此无法实现复合粒子的强度的提高。此外，在专利文献2中记载了为了提高涂布电极中的密合性，使在用于涂布于电极而形成电极层的涂布电极用浆料中含有碳纤维。但是，由于所涉及的是与使用了复合粒子的粉体成型不同的、上述涂布电极的制造方法，因此对于提高复合粒子的强度并没有记载。另外，在专利文献3中记载了为了提高涂布电极中的密合性，使在用于涂布于电极而形成电极层的涂布电极用浆料中含有经过了微细化的纤维素纤维。但是，由于所涉及的是与使用了复合粒子的粉体成型不同的、上述涂布电极的制造方法，因此对于提高复合粒子的强度并没有记载。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2009/44856号专利文献2：日本特开2009-295666号公报专利文献3：国际公开第2013/42720号
技术实现思路
专利技术要解决的问题本专利技术的目的在于提供具有充分的强度、均一性优异、在形成电极时可获得充分的密合性、进而能够获得柔软性优异的电极的电化学元件电极用复合粒子。解决问题的方法本专利技术人等为了解决上述问题而进行了深入的研究，结果发现，通过以给定的比例组合使用水溶性高分子和非水溶性多糖高分子纤维而得到复合粒子，可以实现上述目的，进而完成了本专利技术。即，根据本专利技术，(1)一种电化学元件电极用复合粒子，其包含：正极活性物质(A)、导电剂(B)、粒子状粘结树脂(C)、水溶性高分子(D)及非水溶性多糖高分子纤维(E)，其中，上述水溶性高分子(D)和上述非水溶性多糖高分子纤维(E)的含有比例以重量比计为(D)/(E)＝0.25～7.0；(2)根据(1)所述的电化学元件电极用复合粒子，其中，上述非水溶性多糖高分子纤维(E)的平均聚合度为50～1000；(3)根据(1)或(2)所述的电化学元件电极用复合粒子，其中，上述粒子状粘结树脂(C)为丙烯酸酯类聚合物；(4)根据(1)～(3)中任一项所述的电化学元件电极用复合粒子，其中，相对于正极活性物质(A)100重量份，上述水溶性高分子(D)的配合量以固体成分换算量计为0.1～10重量份，相对于所得复合粒子100重量份，上述非水溶性多糖高分子纤维(E)的配合量以固体成分换算量计为0.1～2重量份。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供具有充分的强度、均一性优异、在形成电极时可获得充分的密合性、进而能够获得柔软性优异的电极的电化学元件电极用复合粒子。具体实施方式以下，针对本专利技术的实施方式涉及的电化学元件电极用复合粒子进行说明。本专利技术的电化学元件电极用复合粒子(以下也称为“复合粒子”)是包含正极活性物质(A)、导电剂(B)、粒子状粘结树脂(C)、水溶性高分子(D)及非水溶性多糖高分子纤维(E)的电化学元件电极用复合粒子，其中，水溶性高分子(D)和非水溶性多糖高分子纤维(E)的含有比例以重量比计为(D)/(E)＝0.25～7.0。需要说明的是，以下，进一步地，所述“正极活性物质”是指正极用的电极活性物质，所述“负极活性物质”是指负极用的电极活性物质。此外，所述“正极活性物质层”是指设置于正极的电极活性物质层，所述“负极活性物质层”是指设置于负极的电极活性物质层。(正极活性物质(A))作为电化学元件为锂离子二次电池的情况下的正极活性物质(A)，可使用能够掺杂及脱掺杂锂离子的活性物质，大致分为由无机化合物构成的物质和由有机化合物构成的物质。作为由无机化合物构成的正极活性物质(A)，可以举出：过渡金属氧化物、过渡金属硫化物、锂和过渡金属的含锂复合金属氧化物等。作为上述的过渡金属，可使用Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo等。作为过渡金属氧化物，可以举出：MnO、MnO2、V2O5、V6O13、TiO2、Cu2V2O3、非晶质V2O-P2O5、MoO3、V2O5、V6O13等，其中，从循环稳定性和容量考虑，优选MnO、V2O5、V6O13、TiO2。作为过渡金属硫化物，可以举出TiS2、TiS3、非晶质MoS2、FeS等。作为含锂复合金属氧化物，可以举出：具有层状结构的含锂复合金属氧化物、具有尖晶石结构的含锂复合金属氧化物、具有橄榄石型结构的含锂复合金属氧化物等。作为具有层状结构的含锂复合金属氧化物，可以举出：含锂的钴氧化物(LiCoO2)(以下也称为“LCO”)、含锂的镍氧化物(LiNiO2)、Co-Ni-Mn的锂复合氧化物、Ni-Mn-Al的锂复合氧化物、Ni-Co-Al的锂复合氧化物等。作为具本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学元件电极用复合粒子，其包含：正极活性物质(A)、导电剂(B)、粒子状粘结树脂(C)、水溶性高分子(D)、及非水溶性多糖高分子纤维(E)，其中，所述水溶性高分子(D)和所述非水溶性多糖高分子纤维(E)的含有比例以重量比计为(D)/(E)＝0.25～7.0。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.19 JP 2014-0557651.一种电化学元件电极用复合粒子，其包含：正极活性物质(A)、导电剂(B)、粒子状粘结树脂(C)、水溶性高分子(D)、及非水溶性多糖高分子纤维(E)，其中，所述水溶性高分子(D)和所述非水溶性多糖高分子纤维(E)的含有比例以重量比计为(D)/(E)＝0.25～7.0。2.根据权利要求1所述的电化学元件电极用复合粒子，其中，所述非水溶性...

【专利技术属性】
技术研发人员：增田梓，石井琢也，
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