锂离子二次电池的正极用浆料、使用锂离子二次电池的正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法技术

技术编号:17574391 阅读:55 留言:0更新日期:2018-03-28 21:38
本发明专利技术提供一种锂离子二次电池的正极用浆料、使用锂离子二次电池的正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法,所述锂离子二次电池的正极用浆料得到使正极活性物质的分散性提高、改善正极用浆料在集电体上的涂敷性、具有低初始电阻值的锂离子二次电池。该锂离子二次电池的正极用浆料,其特征在于,其包含正极活性物质(A)、导电助剂(B)、树脂粘合剂(C)、增粘分散剂(D)和水(E),增粘分散剂(D)包含在侧链具有苯基的聚氧化烯。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂离子二次电池的正极用浆料、使用锂离子二次电池的正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法
本专利技术涉及锂离子二次电池正极用浆料、使用锂离子二次电池正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法。本申请基于2015年8月11日在日本申请的日本特愿2015-158831号而主张优先权,并将其内容援引于此。
技术介绍
锂离子二次电池被广泛用作移动电话、笔记本型个人电脑等便携式设备的电源、电力储藏用或电动汽车等要求高寿命的产业用装置的驱动电源。今后,在民生用设备中要求轻质化或小型化,并且要求具有进一步的高能量密度的电池。另外,在产业用设备中,随着进一步的电动汽车、定置型蓄电设备的普及,要求与大型电池对应的高输出、高容量、长寿命性能。作为实现锂离子二次电池的高能量密度化、高输出、高容量、长寿命化的手段,提升正极的工作电压且实现电池的高容量化的方法受到注目。例如在锂基准下能够在4.3V以上的高电压下稳定地储藏、释放锂和电子的、LiMO2(M为过渡金属)所示的含锂过渡金属氧化物等正极活性物质的开发取得进展。另外,锂离子二次电池中所使用的正极通常具有将正极活性物质层层叠于铝集电体的结构。在正极活性物质层中除正极活性物质外还包含用于使正极活性物质彼此粘结及使正极活性物质与集电体粘结的粘合剂。为了实现锂离子二次电池的高容量、长寿命化,作为粘合剂,要求更少量且粘结力高的材料。一般而言,在将锂离子二次电池的正极用浆料涂敷于集电体上来制造正极的情况下,在正极用浆料的粘合剂中使用以有机溶剂系的N-甲基-2-吡咯烷酮(以下也称作“NMP”。)作为溶剂的聚偏氟乙烯(以下也称作“PVDF”。)(例如参照专利文献1)。但是,PVDF系粘合剂无法使正极活性物质彼此间及正极活性物质与集电体良好地粘结。因此,具有锂离子二次电池的充放电循环特性降低的课题。在实际中使用时,为了确保正极活性物质之间及正极活性物质与集电体之间的充分的粘结性,需要大量的PVDF系粘合剂。其结果导致锂离子二次电池的容量降低。进而,对于PVDF系粘合剂的制造而言,由于NMP溶剂具有变异原性等原因所以环境负荷高,从而着眼于在溶剂中利用水的新的粘合剂。另一方面,在正极用水系粘合剂的开发中,作为负极用水系粘合剂而广泛使用的苯乙烯-丁二烯橡胶(以下也称作“SBR”。)受到注目。另外,通过在水溶剂中并用羧基甲基纤维素(以下也称作“CMC”。)作为增粘分散剂,从而可以进行环境负荷低的制造。另外,实现对正极活性物质之间及正极活性物质与集电体之间的良好的粘结性(例如参照专利文献2)。但是,作为SBR粘合剂结构的特征,可列举耐氧化性低。由于在高电压条件下反复充放电,因此若在要求耐氧化性的锂离子二次电池的正极中使用SBR粘合剂,有时使锂离子二次电池的长寿命特性降低。进而,通过在水系溶剂下并用作为粘合剂的聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(以下也称作“PTFE”。)等氟系树脂和作为增粘分散剂的水溶性高分子,从而制作耐氧化性高的正极用水系浆料,可以改善锂离子二次电池的长寿命特性(例如参照专利文献3)。但是,氟系树脂粘合剂的极性非常低,在使正极活性物质彼此间及正极活性物质与集电体间良好地粘结的方面,存在进一步改良的余地。在实际中使用时,为了确保正极活性物质之间及正极活性物质与集电体间充分的粘结性,需要大量的其他粘合剂,因此招致锂离子二次电池的容量降低的可能性高。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平10-255808号公报专利文献2:日本特开平10-241693号公报专利文献3:日本特开2007-234277号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术是为了解决如上所述的课题而得的专利技术,其目的在于提供得到使正极活性物质的分散性提高、改善正极用浆料在集电体中的涂敷性、具有低初始电阻值的锂离子二次电池的锂离子二次电池的正极用浆料、使用锂离子二次电池的正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人等为了解决如上所述的课题而进行了深入研究,结果发现通过并用特定的树脂粘合剂和特定的增粘分散剂而可以解决上述课题,以至得到本专利技术。即,本专利技术如以下[1]~[8]所示。[1]一种锂离子二次电池的正极用浆料,其特征在于,其包含正极活性物质(A)、导电助剂(B)、树脂粘合剂(C)、增粘分散剂(D)和水(E),上述树脂粘合剂(C)为包含烯属不饱和羧酸酯与烯属不饱和羧酸中的至少1种以及芳香族乙烯基化合物的单体的共聚物,上述增粘分散剂(D)包含在侧链具有苯基的聚氧化烯。[2]根据[1]所述的锂离子二次电池的正极用浆料,其中,上述在侧链具有苯基的聚氧化烯为下述式(1)所示的化合物。(其中,式中,n、m及l表示单体的摩尔比。另外,n、m及l表示整数,并且n+m+l=100、n+m≤98、l≥2。)[3]根据[1]或[2]所述的锂离子二次电池的正极用浆料,其中,相对于上述正极活性物质(A)100质量份,上述树脂粘合剂(C)的含量为0.2质量份以上且5.0质量份以下。[4]根据[1]~[3]中任一项所述的锂离子二次电池的正极用浆料,其中,相对于上述正极活性物质(A)100质量份,上述增粘分散剂(D)的含量为0.2质量份以上且5.0质量份以下。[5]一种锂离子二次电池用正极,其特征在于,其具备正极集电体和形成在上述正极集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层,上述正极活性物质层由[1]~[4]中任一项所述的锂离子二次电池的正极用浆料形成。[6]一种锂离子二次电池用正极的制造方法,所述正极具备正极集电体和形成在上述正极集电体上且包含正极活性物质的正极活性物质层,其特征在于,该制造方法具有在上述正极集电体上涂布[1]~[4]中任一项所述的锂离子二次电池的正极用浆料而形成上述正极活性物质层的工序。[7]一种锂离子二次电池,其特征在于,其具备[5]所述的锂离子二次电池用正极。[8]一种锂离子二次电池的制造方法,其特征在于,其具有以下工序:制备[1]~[4]中任一项所述的锂离子二次电池的正极用浆料的工序;在正极集电体上涂布上述锂离子二次电池的正极用浆料而形成正极活性物质层,从而制作锂离子二次电池用正极的工序;和组装具备上述锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池的工序。专利技术效果根据本专利技术,通过并用特定的树脂粘合剂和特定的增粘分散剂,从而得到正极活性物质的分散性高、且具有低初始电阻值的锂离子二次电池。且可以提供能够均匀地涂敷到集电体的锂离子二次电池的正极用浆料。进而,还可以提供使用该锂离子二次电池的正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备该锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法。具体实施方式对本专利技术的锂离子二次电池的正极用浆料、使用锂离子二次电池的正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法的实施方式进行说明。予以说明,本实施方式是为了更良好地理解专利技术的要旨而具体地说明的实施方式,只要没有特别指定,并非限定本专利技术。[锂离子二次电池的正极用本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种锂离子二次电池正极用浆料,其特征在于,包含正极活性物质(A)、导电助剂(B)、树脂粘合剂(C)、增粘分散剂(D)和水(E),所述树脂粘合剂(C)为包含烯属不饱和羧酸酯与烯属不饱和羧酸中的至少1种以及芳香族乙烯基化合物的单体的共聚物,并且所述增粘分散剂(D)包含在侧链具有苯基的聚氧化烯。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.08.11 JP 2015-1588311.一种锂离子二次电池正极用浆料,其特征在于,包含正极活性物质(A)、导电助剂(B)、树脂粘合剂(C)、增粘分散剂(D)和水(E),所述树脂粘合剂(C)为包含烯属不饱和羧酸酯与烯属不饱和羧酸中的至少1种以及芳香族乙烯基化合物的单体的共聚物,并且所述增粘分散剂(D)包含在侧链具有苯基的聚氧化烯。2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池正极用浆料,其特征在于,所述在侧链具有苯基的聚氧化烯为下述式(1)所示的化合物,其中,式中,n、m及l表示单体的摩尔比,另外,n、m及l表示整数,并且n+m+l=100、n+m≤98、l≥2。3.根据权利要求1或2所述的锂离子二次电池正极用浆料,其特征在于,相对于所述正极活性物质(A)100质量份,所述树脂粘合剂(C)的含量为0.2质量份以上且5.0质量份以下。4.根据权利要求1~3中任一项所述的锂离子二次电池正极用浆料,其特征在于,相对于所述正极活性物质(A...

【专利技术属性】
技术研发人员:青木优介花崎充
申请(专利权)人:昭和电工株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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