二次电池电极用粘结剂组合物、二次电池电极用浆料组合物、二次电池用电极及二次电池制造技术

本发明专利技术的粘结剂组合物包含颗粒状聚合物和水，颗粒状聚合物具有由核部和壳部构成的核壳结构，并且数均粒径为200nm以上且600nm以下，核部使用烯属不饱和羧酸单体的含量超过0.1质量％且5.0质量％以下的单体组合物聚合而成，壳部使用烯属不饱和羧酸单体的含量为0.1质量％以上且3.0质量％以下的单体组合物聚合而成，核部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量比壳部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量多。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池电极用粘结剂组合物、二次电池电极用浆料组合物、二次电池用电极及二次电池
本专利技术涉及二次电池电极用粘结剂组合物、二次电池电极用浆料组合物、二次电池用电极及二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池等二次电池具有小型、轻质、并且能量密度高、进而可以反复充放电的特性，在广泛的用途中使用。因此，近年来，以二次电池的进一步的高性能化为目的，研究电极等电池构件的改进。在此，锂离子二次电池等二次电池用的电极通常具有集电体和在集电体上形成的电极复合材料层。而且，电极复合材料层通过例如将使电极活性物质和包含粘结材料的粘结剂组合物等在分散介质中分散而成的浆料组合物在集电体上涂布，使涂布的浆料组合物干燥而形成。因此，近年来，为了实现二次电池的进一步的性能提高，尝试了电极复合材料层的形成中使用的粘结剂组合物的改进。具体地，例如，提出了如下方案：通过使用包含由将包含烯属不饱和羧酸单体的单体组合物聚合而成的颗粒状聚合物构成的粘结材料的粘结剂组合物，从而提高电极活性物质之间或者电极活性物质与集电体的粘结性，提高二次电池的性能。更具体地，例如专利文献1中提出了如下的技术：通过使用具有对包含烯属不饱和羧酸单体的单体组合物进行多段聚合而成的核壳结构、并且数均粒径为50～300nm的颗粒状聚合物作为粘结材料，从而提高浆料组合物的粘度稳定性，并且提高电极活性物质之间或者电极活性物质与集电体的粘结性，提高二次电池的循环特性。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2010-192434号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在使用了专利文献1中记载的颗粒状聚合物作为粘结材料的二次电池中存在如下的问题：不能充分抑制电池的膨胀，不能充分提高例如倍率特性和高温循环特性等二次电池的性能。因此，本专利技术的目的在于提供能够抑制二次电池的膨胀、并且能够使二次电池发挥良好的倍率特性和高温循环特性的二次电池电极用粘结剂组合物和二次电池电极用浆料组合物。此外，本专利技术的目的在于提供能够抑制二次电池的膨胀、并且能够使二次电池发挥良好的倍率特性和高温循环特性的二次电池用电极。进而，本专利技术的目的在于提供倍率特性和高温循环特性优异、并且难以膨胀的二次电池。用于解决课题的手段本专利技术人以解决上述课题为目的，进行了深入研究。于是，本专利技术人发现了对于使用了专利文献1中记载的具有核壳结构的颗粒状聚合物的二次电池而言，由于在颗粒状聚合物的制备中使用的烯属不饱和羧酸单体的量多，因此未能充分抑制电池的膨胀。此外，本专利技术人进一步反复研究，结果发现了如果使颗粒状聚合物的制备中使用的烯属不饱和羧酸单体的量减少，则可以抑制电池的膨胀，另一方面，如果过度减少烯属不饱和羧酸单体的量，则在电极中产生针孔。因此，本专利技术人基于上述见解进一步反复研究。于是，本专利技术人发现：关于使用了具有核壳结构的颗粒状聚合物作为粘结材料的二次电池，通过将颗粒状聚合物的核部的制备中使用的单体组合物中的烯属不饱和羧酸单体的量和壳部的制备中使用的单体组合物中的烯属不饱和羧酸单体的量调节到规定的范围内，并且将颗粒状聚合物的数均粒径调节到规定的范围内，从而能够抑制电池的膨胀和电极中的针孔的产生这两者，充分提高倍率特性和高温循环特性，完成了本专利技术。即，本专利技术是以有利地解决上述课题为目的的，本专利技术的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于，包含颗粒状聚合物和水，上述颗粒状聚合物具有由核部和壳部构成的核壳结构，并且数均粒径为200nm以上且600nm以下，上述核部使用烯属不饱和羧酸单体的含量超过0.1质量％且5.0质量％以下的单体组合物聚合而成，上述壳部使用烯属不饱和羧酸单体的含量为0.1质量％以上且3.0质量％以下的单体组合物聚合而成，上述核部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量比上述壳部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量多。如果这样对于核部的聚合中使用的单体组合物和壳部的聚合中使用的单体组合物，使烯属不饱和羧酸单体的含量成为上述上限值以下，并且使颗粒状聚合物的数均粒径成为上述范围内，则能够抑制使用粘结剂组合物制作的二次电池的膨胀。此外，对于核部的聚合中使用的单体组合物和壳部的聚合中使用的单体组合物，如果使烯属不饱和羧酸单体的含量成为上述下限值以上，并且使颗粒状聚合物的数均粒径成为上述范围内，则能够抑制电极中的针孔的产生。而且，如果使用包含上述的颗粒状聚合物的粘结剂组合物，则能够充分提高二次电池的倍率特性和高温循环特性。另外，本专利技术中，“颗粒状聚合物的数均粒径”能够使用激光衍射-散射式粒度分布测定装置测定。此外，本专利技术中，“壳部”为通过多段聚合制备核壳结构的颗粒状聚合物时最终段中聚合的部分，通常是指在核部的表面上形成而构成颗粒状聚合物的最表面部分的部分。进而，本专利技术中，“核部”可以是使用1种的单体组合物制备的产物，也可以是使用2种以上的单体组合物通过多段聚合制备的产物。另外，在核部的制备中使用2种以上的单体组合物的情况下，需要各单体组合物中的烯属不饱和羧酸单体的含量为上述范围内。在此，本专利技术的二次电池电极用粘结剂组合物，优选上述核部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量为上述壳部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量的0.2倍以上且7.0倍以下。这是因为如果使核部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量成为壳部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量的0.2倍以上，则能够提高使用了粘结剂组合物的浆料组合物的稳定性，并且能够充分抑制电极中的针孔的产生。此外，这是因为如果使核部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量成为壳部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量的7.0倍以下，则能够充分抑制二次电池的膨胀。另外，本专利技术中，在核部的制备中使用2种以上的单体组合物的情况下，“核部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量”是指使用的烯属不饱和羧酸单体的总量。此外，本专利技术的二次电池电极用粘结剂组合物，优选上述颗粒状聚合物包含0.2质量％以上且3.0质量％以下的烯属不饱和羧酸单体单元。这是因为如果使烯属不饱和羧酸单体单元的量成为0.2质量％以上，则能够充分抑制电极中的针孔的产生。此外，这是因为如果使烯属不饱和羧酸单体单元的量成为3.0质量％以下，则能够充分抑制二次电池的膨胀。另外，本专利技术中，“包含单体单元”意味着“使用其单体得到的聚合物中包含来自单体的结构单元”。而且，本专利技术的二次电池电极用粘结剂组合物，优选上述核部的聚合中使用的单体的量为上述壳部的聚合中使用的单体的量的0.1倍以上且0.5倍以下。这是因为如果使核部的聚合中使用的单体的量成为壳部的聚合中使用的单体的量的0.1倍以上且0.5倍以下，则使颗粒状聚合物的数均粒径成为适度的大小，能够充分抑制二次电池的膨胀，并且能够提高使用粘结剂组合物制作的电极的剥离强度。另外，本专利技术中，核部的制备中使用2种以上的单体组合物的情况下，“核部的聚合中使用的单体的量”是指核部的制备中使用的单体的总量。此外，本专利技术是以有利地解决上述课题为目的的，本专利技术的二次电池电极用浆料组合物，其特征在于，包含上述的二次电池电极用粘结剂组合物的任一种和电极活性物质。如果这样使用上述的粘结剂组合物，则能够抑制使用浆料组合物制作的二次电池的膨胀。此外，能够抑制使用浆料组合物作成的电极中的针孔的产生。而且，如果使用上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于，包含颗粒状聚合物和水，所述颗粒状聚合物具有由核部和壳部构成的核壳结构，并且数均粒径为200nm以上且600nm以下，所述核部使用烯属不饱和羧酸单体的含量超过0.1质量％且5.0质量％以下的单体组合物聚合而成，所述壳部使用烯属不饱和羧酸单体的含量为0.1质量％以上且3.0质量％以下的单体组合物聚合而成，所述核部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量比所述壳部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量多。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.14 JP 2014-2321651.一种二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于，包含颗粒状聚合物和水，所述颗粒状聚合物具有由核部和壳部构成的核壳结构，并且数均粒径为200nm以上且600nm以下，所述核部使用烯属不饱和羧酸单体的含量超过0.1质量％且5.0质量％以下的单体组合物聚合而成，所述壳部使用烯属不饱和羧酸单体的含量为0.1质量％以上且3.0质量％以下的单体组合物聚合而成，所述核部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量比所述壳部的聚合中使用的单体组合物的烯属不饱和羧酸单体的含量多。2.根据权利要求1所述的二次电池电极用粘结剂组合物，其特征在于，所述核部的聚合中使用的烯属不饱和羧酸单体的量为所述壳部的聚合中使用的烯属...

【专利技术属性】
技术研发人员：早坂健太郎，
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