能量装置电极用树脂、能量装置电极形成用组合物、能量装置用正极以及能量装置制造方法及图纸

能量装置电极形成用组合物含有正极活性物质和能量装置电极用树脂，该正极活性物质包含具有锂和镍且镍在除锂以外的金属中所占的比例大于或等于50摩尔％的含锂的金属复合氧化物，该能量装置电极用树脂包含源自含腈基单体的结构单元。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】能量装置电极用树脂、能量装置电极形成用组合物、能量装置用正极以及能量装置
本专利技术涉及能量装置电极用树脂、能量装置电极形成用组合物、能量装置用正极以及能量装置。
技术介绍
作为笔记本型计算机、手机、PDA(PersonalDigitalAssistant：个人数字助理)等便携信息终端的电源，广泛使用作为具有高能量密度的非水电解液系的能量装置的锂离子二次电池。锂离子二次电池中，作为负极的活性物质，主要使用锂离子能够向层间插入(形成锂层间化合物)和放出的具有多层结构的碳材料。另外，作为正极的活性物质，主要使用含锂的金属复合氧化物。锂离子二次电池的电极如下制作：将这些活性物质、粘合剂树脂、溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮、水等)等混炼而调制浆料，接着，使用转印辊等将其涂布于作为集电体的金属箔的一面或两面，通过干燥将溶剂除去而形成合剂层后，使用辊压机等进行压缩成型。作为含锂的金属复合氧化物，多使用钴酸锂(LiCoO2)、锰酸锂(LiMn2O4)、镍锰钴酸锂(LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2)、磷酸铁锂(LiFePO4)等，可根据目的单独使用一种或组合两种以上来使用。从电化学的稳定性、对电解液的耐溶解性等的观点考虑，作为粘合剂树脂，多使用聚偏氯乙烯(以下，称为PVDF)。另外，近年来，要求锂离子二次电池的进一步高能量密度化，并提出了容量密度大的正极活性物质。作为这样的活性物质，提出了增加了镍的比例的镍锰钴酸锂、镍钴铝酸锂等(例如，参照专利文献1。)。在增加了镍的比例的含锂的金属复合氧化物中，有时在制造含锂的金属复合氧化物时所使用的LiOH等碱金属氢氧化物(碱性物质)残留。另一方面，已知：多数用作粘合剂树脂的PVDF在与碱性物质接触时会由于脱HF反应而改性(例如，参照非专利文献1。)。通常，非水电解液系的能量装置用正极通过将包含含锂的金属复合氧化物和PVDF的正极浆料涂布于集电体上而制作。但是，如果在正极浆料中混入水分，则正极浆料会显示碱性。这可认为是因为：含锂的金属复合氧化物中所含的LiOH等碱金属氢氧化物会逐渐溶出至包含水的溶剂中。通过正极浆料显示碱性，有时PVDF会改性。通过PVDF改性，有正极浆料凝胶化的倾向。因此，作为能够防止正极浆料的凝胶化的正极活性物质的制造方法，公开了一种正极活性物质的制造方法，其为包含特定层状化合物的正极活性物质的制造方法，其特征在于，仅选择在测定上清液的pH时该pH为特定范围的正极活性物质，该上清液是将合成后的正极活性物质粉末在纯水中搅拌混合后静置而得到的(例如，参照专利文献2。)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2008-235147号公报专利文献2：日本专利第4951823号公报非专利文献非专利文献1：电极粘合剂的各种分析TheTRCNewsNo.117(Sep.2013)
技术实现思路
专利技术要解决的课题然而，在专利文献2所记载的技术中，有可能产生容量密度的降低或循环特性的降低。因此，有时并不希望改变正极活性物质的制造方法，而是希望使用通过以前的制造方法所得到的正极活性物质。本专利技术是鉴于上述情况而作出的专利技术，其目的是提供能量装置电极用树脂和使用其的能量装置电极形成用组合物、能量装置用正极以及能量装置，该能量装置电极用树脂能够抑制在使用镍含有率高的含锂的金属复合氧化物作为正极活性物质时的浆料的凝胶化。用于解决课题的方法本专利技术涉及以下内容。＜1＞一种能量装置电极形成用组合物，其含有正极活性物质和能量装置电极用树脂，该正极活性物质包含具有锂和镍且镍在除锂以外的金属中所占的比例大于或等于50摩尔％的含锂的金属复合氧化物，该能量装置电极用树脂包含源自含腈基单体的结构单元。＜2＞根据＜1＞所述的能量装置电极形成用组合物，上述含锂的金属复合氧化物包含下述式(I)所表示的化合物。LiaNibCocMdO2+e式(I)(式(I)中，M为选自由Al、Mn、Mg和Ca组成的组中的至少一种，a、b、c、d和e分别为0.2≤a≤1.2，0.5≤b≤0.9，0.1≤c≤0.4，0≤d≤0.2，-0.2≤e≤0.2，b+c+d＝1。)＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的能量装置电极形成用组合物，上述能量装置电极用树脂进一步包含源自下述式(II)所表示的单体的结构单元。[化1](式(II)中，R1表示氢原子或甲基，R2表示氢原子或一价烃基，n表示1～50的整数。)＜4＞根据＜3＞所述的能量装置电极形成用组合物，相对于上述能量装置电极用树脂所含的上述源自含腈基单体的结构单元1摩尔，源自上述式(II)所表示的单体的结构单元的比率为0.001摩尔～0.2摩尔。＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的能量装置电极形成用组合物，上述能量装置电极用树脂进一步包含源自下述式(III)所表示的单体的结构单元。[化2](式(III)中，R3表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数4～30的烷基。)＜6＞根据＜5＞所述的能量装置电极形成用组合物，相对于上述能量装置电极用树脂所含的上述源自含腈基单体的结构单元1摩尔，源自上述式(III)所表示的单体的结构单元的比率为0.001摩尔～0.2摩尔。＜7＞根据＜1＞～＜6＞中任一项所述的能量装置电极形成用组合物，上述含腈基单体包含丙烯腈。＜8＞一种能量装置用正极，其具有正极集电体以及正极合剂层，所述正极合剂层设置于上述正极集电体的至少一方的表面上、且包含＜1＞～＜7＞中任一项所述的能量装置电极形成用组合物。＜9＞一种能量装置，其包含＜8＞所述的能量装置用正极。＜10＞根据＜9＞所述的能量装置，上述能量装置为锂离子二次电池。＜11＞一种能量装置电极用树脂，其包含源自含腈基单体的结构单元，并且用于形成正极合剂层，该正极合剂层含有正极活性物质，该正极活性物质包含具有锂和镍且镍在除锂以外的金属中所占的比例大于或等于50摩尔％的含锂的金属复合氧化物。＜12＞根据＜11＞所述的能量装置电极用树脂，上述含锂的金属复合氧化物包含下述式(I)所表示的化合物。LiaNibCocMdO2+e式(I)(式(I)中，M为选自由Al、Mn、Mg和Ca组成的组中的至少一种，a、b、c、d和e分别为0.2≤a≤1.2，0.5≤b≤0.9，0.1≤c≤0.4，0≤d≤0.2，-0.2≤e≤0.2，b+c+d＝1。)＜13＞根据＜11＞或＜12＞所述的能量装置电极用树脂，其进一步包含源自下述式(II)所表示的单体的结构单元。[化3](式(II)中，R1表示氢原子或甲基，R2表示氢原子或一价烃基，n表示1～50的整数。)＜14＞根据＜13＞所述的能量装置电极用树脂，相对于上述源自含腈基单体的结构单元1摩尔，源自上述式(II)所表示的单体的结构单元的比率为0.001摩尔～0.2摩尔。＜15＞根据＜11＞～＜14＞中任一项所述的能量装置电极用树脂，其进一步包含源自下述式(III)所表示的单体的结构单元。[化4](式(III)中，R3表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数4～30的烷基。)＜16＞根据＜15＞所述的能量装置电极用树脂，相对于上述源自含腈基单体的结构单元1摩尔，源自上述式(III)所表示的单体的结构单元的比率为0.001摩尔～0.2摩尔。＜17＞根据＜11＞～＜16＞中任一项所述的能量装置电极用树脂，上述含腈基单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种能量装置电极形成用组合物，其含有正极活性物质和能量装置电极用树脂，所述正极活性物质包含具有锂和镍且镍在除锂以外的金属中所占的比例大于或等于50摩尔％的含锂的金属复合氧化物，所述能量装置电极用树脂包含源自含腈基单体的结构单元。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.10.05 JP 2015-1976571.一种能量装置电极形成用组合物，其含有正极活性物质和能量装置电极用树脂，所述正极活性物质包含具有锂和镍且镍在除锂以外的金属中所占的比例大于或等于50摩尔％的含锂的金属复合氧化物，所述能量装置电极用树脂包含源自含腈基单体的结构单元。2.根据权利要求1所述的能量装置电极形成用组合物，所述含锂的金属复合氧化物包含下述式(I)所表示的化合物，LiaNibCocMdO2+e式(I)式(I)中，M为选自由Al、Mn、Mg和Ca组成的组中的至少一种，a、b、c、d和e分别为0.2≤a≤1.2，0.5≤b≤0.9，0.1≤c≤0.4，0≤d≤0.2，-0.2≤e≤0.2，b+c+d＝1。3.根据权利要求1或2所述的能量装置电极形成用组合物，所述能量装置电极用树脂进一步包含源自下述式(II)所表示的单体的结构单元，[化1]式(II)中，R1表示氢原子或甲基，R2表示氢原子或一价烃基，n表示1～50的整数。4.根据权利要求3所述的能量装置电极形成用组合物，相对于所述能量装置电极用树脂所含的所述源自含腈基单体的结构单元1摩尔，源自所述式(II)所表示的单体的结构单元的比率为0.001摩尔～0.2摩尔。5.根据权利要求1～4中任一项所述的能量装置电极形成用组合物，所述能量装置电极用树脂进一步包含源自下述式(III)所表示的单体的结构单元，[化2]式(III)中，R3表示氢原子或甲基，R4表示碳原子数4～30的烷基。6.根据权利要求5所述的能量装置电极形成用组合物，相对于所述能量装置电极用树脂所含的所述源自含腈基单体的结构单元1摩尔，源自所述式(III)所表示的单体的结构单元的比率为0.001摩尔～0.2摩尔。7.根据权利要求1～6中任一项所述的能量装置电极形成用组合物，所述含腈基单体包含丙烯腈。8.一种能量装置用正极，其具有正极集电体...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛冈广喜，铃木健司，长井骏介，羽场英介，
申请(专利权)人：日立化成株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP