用于制备负极的糊剂的制备方法、用于锂离子二次电池的负极的制备方法、 用于锂离子二次电池的负极及锂离子二次电池技术

本发明专利技术提供用于制备锂离子二次电池的负极的糊剂的制备方法，所述糊剂包含负极活性物质、增稠剂和水性粘合剂所述制备方法包括：工序(A)，所述工序(A)通过将上述负极活性物质和上述增稠剂在减压下以粉体状态干式混合来制备含有上述负极活性物质和上述增稠剂的混合物；工序(B)，所述工序(B)通过在上述混合物中添加选自水性介质和含有上述水性粘合剂的乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分，湿式混合，制备糊剂前体；和工序(C)，所述工序(C)通过进一步在上述糊剂前体中添加选自上述水性介质和含有上述水性粘合剂的上述乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分，湿式混合，制备用于制备负极的糊剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备负极的糊剂的制备方法、用于锂离子二次电池的负极的制备方法、用于锂离子二次电池的负极及锂离子二次电池
本专利技术涉及用于制备负极的糊剂的制备方法、用于锂离子二次电池的负极的制备方法、用于锂离子二次电池的负极和锂离子二次电池。
技术介绍
用于锂离子二次电池的负极通常主要由负极活性物质层和集电器构成。上述负极活性物质层是通过以下方法得到：用含有负极活性物质、增稠剂和水性粘合剂的用于制备负极的糊剂涂布上述集电器(例如铜箔)的表面，然后将上述表面干燥。作为用于锂离子二次电池的负极的制备方法，示例出专利文献1中记载的方法。专利文献1(日本特开2013-93240)记载了制备电极的方法，其包括：混合增稠剂粉体和电极活性物质粉体的粉体混合工序(1)，捏合通过上述粉体混合工序得到的粉体化合物和水的捏合工序(2)，混合通过上述捏合工序得到的上述捏合物和增稠剂水性溶液以得到用于形成电极活性物质层的增稠剂水性溶液混合工序(3)，和将上述用于形成电极活性物质层的糊剂应用于电极集电器以在上述集电器上形成电极活性物质层的工序(4)。专利文献1记载了通过使用包括上述工序(1)~(4)的电极的制备方法，可提供具有低电池电阻和优异的耐久性、且不大可能将电极活性物质层从二次电池剥离的二次电池。相关文献专利文献专利文献1：日本特开2013-93240。
技术实现思路
技术问题根据本专利技术人等进行的研究，发现在通过上述专利文献1中记载的方法得到的用于锂离子二次电池的负极中有时会产生针孔。由于在产生针孔时会暴露集电器，所以有金属锂沉积在上述集电器上从而降低电池寿命之虞。因此，不希望在负极中产生针孔。本专利技术鉴于上述情况而开发，其目的在于，提供用于制备负极的糊剂，所述糊剂可稳定地得到抑制针孔的产生的用于锂离子二次电池的负极。问题的解决手段本专利技术人等为了达成上述目的而进行了深入研究。结果发现通过将负极活性物质和增稠剂在减压下以粉体状态干式混合后制备糊剂，可稳定地得到抑制针孔的产生的用于锂离子二次电池的负极，从而完成本专利技术。根据本专利技术，提供用于制备锂离子二次电池的负极的糊剂的制备方法，所述糊剂含有负极活性物质、增稠剂和水性粘合剂,所述方法包括：工序(A)，所述工序(A)通过将上述负极活性物质和上述增稠剂在减压下以粉体状态干式混合来制备含有上述负极活性物质和上述增稠剂的混合物；工序(B)，所述工序(B)通过在上述混合物中添加选自水性介质和含有上述水性粘合剂的乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合上述混合物来制备糊剂前体；和工序(C)，所述工序(C)通过进一步在上述糊剂前体中添加选自上述水性介质和含有上述水性粘合剂的上述乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合上述混合物来制备用于制备负极的糊剂。另外，根据本专利技术，提供用于锂离子二次电池的负极的制备方法，所述负极含有负极活性物质、增稠剂和水性粘合剂，所述方法包括：根据用于制备负极的糊剂的制备方法制备用于制备负极的糊剂的工序，和使用得到的用于制备负极的糊剂形成负极的工序。另外，根据本专利技术，提供用于锂离子二次电池的负极，其是通过用于锂离子二次电池的负极的制备方法得到。另外，根据本专利技术，提供锂离子二次电池，其至少包含：上述用于锂离子二次电池的负极、电解质和正极。专利技术的有益效果根据本专利技术，可提供用于制备负极的糊剂，所述糊剂可稳定地得到抑制针孔的产生的用于锂离子二次电池的负极。附图的简要说明上述目的、其它的目的、特征和优点通过以下优选的实施方式和附图变得更加显而易见。图1为表示本专利技术实施方式的用于锂离子二次电池的负极结构的实例的横截面图。图2为表示本专利技术实施方式的锂离子二次电池结构的实例的横截面图。实施方式的说明下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行说明。另外，在所有图中，相同的构成要素用相同的参照数字表示，不重复其说明。另外，在图的每个构成要素中，示意性地示例出形状、大小和位置关系以容易理解本专利技术，因此不同于实际尺寸。另外，在本专利技术实施方式中，除非有特殊说明，将含有负极活性物质的层称为负极活性物质层，将上面形成有负极活性物质层的集电器称为负极。另外，除非有特殊说明，数字范围中的“~”表示上限和下限。本专利技术实施方式的用于制备负极的糊剂的制备方法为用于制备锂离子二次电池的负极的糊剂的制备方法，所述糊剂含有负极活性物质(a)、增稠剂(b)和水性粘合剂(c)，至少包括以下工序(A)、工序(B)和工序(C)。工序(A)：通过将上述负极活性物质(a)和上述增稠剂(b)在减压下以粉体状态干式混合来制备含有上述负极活性物质(a)和上述增稠剂(b)的混合物的工序。工序(B)：通过在上述混合物中添加选自水性介质和含有上述水性粘合剂(c)的乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合上述混合物来制备糊剂前体的工序。工序(C)：通过进一步在上述糊剂前体中添加选自上述水性介质和含有上述水性粘合剂(c)的上述乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合上述混合物来制备用于制备负极的糊剂的工序。<用于制备负极的糊剂的构成材料>首先，对用于本专利技术实施方式的用于制备负极的糊剂的制备方法的各种构成材料进行说明。(负极活性物质(a))只要是通常用于锂离子二次电池的负极的负极活性物质，则上述负极活性物质(a)无特殊限制。其实例包含碳材料(例如天然石墨、人工石墨、树脂炭、碳纤维、活性炭、硬炭和软炭)、锂类金属(例如锂金属和锂合金)、金属(例如硅和锡)和导电聚合物(例如多并苯、聚乙炔和聚吡咯)。其中，优选碳材料，特别优选石墨材料(例如天然石墨和人工石墨)。只要所述石墨材料通常用于锂离子二次电池的负极，则所述石墨材料无特殊限制。其实例包含天然石墨和通过对石油类焦炭和煤炭类焦炭进行热处理而制备的人工石墨。在这里，上述天然石墨指作为矿石天然出产的石墨。在用作本专利技术实施方式的核心材料的上述天然石墨中，其产地、性质和类型无特殊限制。另外，上述人工石墨指通过人工技术创造的石墨或接近石墨的完全晶体的石墨。这样的人工石墨通过进行使用焦油和焦炭作为原料的焙烧工序和石墨化工序得到，所述焦油和焦炭由通过煤炭的干馏或原油的蒸馏得到的残渣等得到。另外，作为上述石墨材料，优选具有石墨粉体作为核心材料且将上述石墨粉体表面的至少一部分用结晶度低于上述石墨粉体的结晶度的碳材料涂布的材料(下面也称为表面涂布的石墨)。特别优选用上述碳材料涂布石墨粉体的边缘部分。在涂布上述石墨粉体的边缘部分时，可抑制该边缘部分与电解质溶液之间的不可逆反应。由此可抑制因不可逆电容的增大导致的初始充放电效率的降低。另外，在使用上述表面涂布的石墨时，由于与单独使用石墨的情况相比可改善石墨与粘合剂之间的粘合性，所以可减少粘合剂的量。由此可改善得到的锂离子二次电池的电池特性。在这里，上述结晶度低于上述石墨粉体的结晶度的碳材料为无定形炭，例如软炭或硬炭。用作核心材料的上述石墨粉体的实例包含天然石墨和通过对石油类焦炭和煤炭类焦炭进行热处理制备的人工石墨。在本专利技术实施方式中，上述石墨粉体可单独使用或将其两种以上组合使用。其中，从成本的观点出发，优选天然石墨。本专利技术实施方式的上述表面涂布的石墨可通过混合上述石墨粉体和有机化合物后，将所述有机化合物焙烧碳化来制备，所述有机化合物通过焙烧工本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备锂离子二次电池的负极的糊剂的制备方法，所述糊剂含有负极活性物质、增稠剂和水性粘合剂，所述方法包括：工序(A)，所述工序(A)通过在减压下以粉体状态干式混合所述负极活性物质和所述增稠剂来制备含有所述负极活性物质和所述增稠剂的混合物；工序(B)，所述工序(B)通过在所述混合物中添加选自水性介质和含有所述水性粘合剂的乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合所述混合物来制备糊剂前体；和工序(C)，所述工序(C)通过进一步在所述糊剂前体中添加选自所述水性介质和含有所述水性粘合剂的所述乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合所述混合物来制备用于制备负极的糊剂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.12.24 JP 2014-2612661.用于制备锂离子二次电池的负极的糊剂的制备方法，所述糊剂含有负极活性物质、增稠剂和水性粘合剂，所述方法包括：工序(A)，所述工序(A)通过在减压下以粉体状态干式混合所述负极活性物质和所述增稠剂来制备含有所述负极活性物质和所述增稠剂的混合物；工序(B)，所述工序(B)通过在所述混合物中添加选自水性介质和含有所述水性粘合剂的乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合所述混合物来制备糊剂前体；和工序(C)，所述工序(C)通过进一步在所述糊剂前体中添加选自所述水性介质和含有所述水性粘合剂的所述乳液水性溶液的一种或两种以上的液体成分并湿式混合所述混合物来制备用于制备负极的糊剂。2.权利要求1的用于制备负极的糊剂的制备方法，其中，通过以下步骤(1)和(2)测定的所述负极活性物质的硬度(R)为0.70t/cm2以上：(1)用30g的所述负极活性物质的粉体填充具有3cm的直径和15cm的高度的圆筒；(2)对填充所述圆筒的所述负极活性物质的粉体施加压力，并将所述负极活性物质的填充密度变为1.50g/cm3时的压力作为所述负极活性物质的硬度(R)。3.权利要求1或2的用于制备负极的糊剂的制备方法，其中，在-0.01MPa以下的减压条件下进行所述工序(A)中的所述干式混合。4.权利要求1~3中任一项的用于制备负极的糊剂的制备方法，其中，在工序(B)中将所述糊剂前体的固体成分浓度调整为等于或大于55.0质量%且等于或小于65.0质量%。5.权利要求1~4中任一项的用于制备负极的糊剂的制备方法，其中，将所述工序(A)...

【专利技术属性】
技术研发人员：石口航，
申请(专利权)人：NEC能源元器件株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP