固体电解质电池用粘结剂组合物制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在制造固体电解质电池时的工艺性优异、能够得到电池性能优异的固体电解质电池的固体电解质电池用粘结剂组合物。本发明专利技术的固体电解质电池用粘结剂组合物包含具有核‑壳结构的粒子状聚合物和有机溶剂，上述粒子状聚合物的构成核部的聚合物的含量与构成壳部的聚合物的含量的质量比以“构成核部的聚合物”/“构成壳部的聚合物”的比率计为1/0.3～1/5。

Binder Composition for Solid Electrolyte Batteries

The object of the present invention is to provide a binder composition for solid electrolyte batteries of solid electrolyte batteries with excellent technological performance and excellent battery performance in manufacturing solid electrolyte batteries. The binder composition for solid electrolyte batteries of the present invention comprises a particle polymer with a core-shell structure and an organic solvent. The mass ratio of the polymer content in the core part of the particle polymer to the polymer content in the shell part is 1/0.3-1/5 in the ratio of \the polymer forming the core part\/\the polymer forming the shell part\.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质电池用粘结剂组合物
本专利技术涉及能够用于制造固体电解质电池的固体电解质电池用粘结剂组合物。
技术介绍
近年来，锂离子电池等二次电池除了在移动信息终端、移动电子设备等移动终端的用途之外，在家庭用小型蓄电装置、电动二轮车、电动汽车、混合电动汽车等各种用途中的需求也日益增加。随着用途的推广，要求进一步提高二次电池的安全性。为了确保安全性，有效的方法有防止漏液的方法、代替可燃性的有机溶剂电解质而使用固体电解质的方法。作为固体电解质，已知有使用聚环氧乙烷等的高分子固体电解质(例如，参考专利文献1等)，但高分子固体电解质为可燃性材料。此外，作为固体电解质，也提出了由无机材料形成的无机固体电解质(例如，参考专利文献2等)。相比于高分子固体电解质，无机固体电解质为由无机物形成的固体电解质、且为不燃性物质，与通常使用的有机溶剂电解质相比，安全性非常高。如专利文献2记载的那样，正在开发使用了无机固体电解质的、具有高安全性的固体电解质二次电池。固体电解质二次电池在正极和负极之间具有无机固体电解质层作为固体电解质层。在专利文献3和专利文献4中，记载了通过将包含固体电解质粒子和溶剂的固体电解质层用浆料组合物涂敷在正极的正极活性物质层上或负极的负极活性物质层上而干燥的方法(涂敷法)，从而形成固体电解质层的全固体锂二次电池。在用涂敷法形成电极活性物质层、固体电解质层的情况下，包含电极活性物质、固体电解质的浆料组合物的粘度、流动性需要处于能够涂敷的条件的范围。此外，在涂敷了浆料组合物后将溶剂进行干燥而成的电极活性物质层和固体电解质层中，为了显现作为电池的特性，除电极活性物质、固体电解质以外的粘结剂等添加剂也很重要。例如，在专利文献5中，记载了将共轭二烯系聚合物用作粘结剂，在使用共轭二烯系聚合物时，将共轭二烯系聚合物溶解于二甲苯溶液而用于浆料组合物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特许第4134617号公报；专利文献2：日本特开昭59-151770号公报；专利文献3：日本特开2009-176484号公报；专利文献4：日本特开2009-211950号公报；专利文献5：日本特开2015-115294号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题根据本专利技术人的研究，在专利文献3和4中记载的全固体锂二次电池中，存在下述情况：固体电解质层内部、电极活性物质层内部的离子电导性不充分，因此电池的容量特性不充分。此外，当如专利文献5那样使用无机固体电解质的Li2S作为固体电解质、使用共轭二烯系聚合物作为粘结剂时，在浆料组合物中产生的硫化物离子会与共轭二烯系聚合物的双键反应、交联，因此电极活性物质层、固体电解质层的柔软性差。因此，使用专利文献5的浆料组合物而形成的电极活性物质层、固体电解质层在制造固体电解质电池时需要慎重处理等，工艺性(プロセス)差。此外，在制造固体电解质电池时，在将浆料组合物涂敷、干燥后的工序中有时会进行压制，但是当使用仅由共轭二烯系聚合物形成的粘结剂进行压制时，电极活性物质层、固体电解质层的表面会变得粗糙，因此不能够抑制得到的固体电解质电池的电阻增加。因此，容量特性等电池性能有可能恶化。本专利技术的目的在于提供一种在制造固体电解质电池时的工艺性优异、能够得到电池性能优异的固体电解质电池的固体电解质电池用粘结剂组合物。用于解决问题的方案本专利技术人深入研究的结果发现，通过使用具有规定的核-壳结构的粒子状聚合物，从而能够实现上述目的，以至完成了本专利技术。即，根据本专利技术，可提供：(1)一种固体电解质电池用粘结剂组合物，包含具有核-壳结构的粒子状聚合物和有机溶剂，上述粒子状聚合物的构成核部的聚合物的含量与构成壳部的聚合物的含量的质量比以“构成核部的聚合物”/“构成壳部的聚合物”的比率计为1/0.3～1/5，(2)根据(1)所述的固体电解质电池用粘结剂组合物，其中，上述构成核部的聚合物的玻璃化转变温度为-50℃以下且包含碳-碳双键，(3)根据(1)或(2)所述的固体电解质电池用粘结剂组合物，其中，上述构成壳部的聚合物的碳-碳双键的含量以换算成双键碳的量计为20质量％以下，且玻璃化转变温度比-50℃高，(4)根据(1)～(3)中任一项所述的固体电解质电池用粘结剂组合物，其中，上述有机溶剂的沸点为100℃以上。专利技术效果根据本专利技术，能够提供一种在制造固体电解质电池时工艺性优异、能够得到电池性能优异的固体电解质电池的固体电解质电池用粘结剂组合物。具体实施方式以下，对本专利技术的固体电解质电池用粘结剂组合物进行说明。本专利技术的固体电解质电池用粘结剂组合物包含具有核-壳结构的粒子状聚合物和有机溶剂，上述粒子状聚合物的构成核部的聚合物的含量与构成壳部的聚合物的含量的质量比以“构成核部的聚合物”/“构成壳部的聚合物”的比率记为1/0.3～1/5。本专利技术的固体电解质电池用粘结剂组合物可用于正极活性物质层、负极活性物质层和固体电解质层中的至少1者。另外，正极在集流体上具有正极活性物质层，负极在集流体上具有负极活性物质层。此外，以下有时将正极活性物质层和负极活性物质层总称为电极活性物质层。(粒子状聚合物)在本专利技术中使用的粒子状聚合物具有核-壳结构，构成核部的聚合物的含量与构成壳部的聚合物的含量的质量比(构成核部的聚合物/构成壳部的聚合物)为1/0.3以下且1/5以上，优选为1/0.5以下、更优选为1/0.7以下、优选为1/3以上、更优选为1/2.5以上。当构成核部的聚合物的含量过多时，使用粒子状聚合物而得到的固体电解质层、电极活性物质层的剥离强度会变低。此外，当构成核部的聚合物的含量过少时，在形成固体电解质层、电极活性物质层时使用的浆料组合物的稳定性会变差。在用于本专利技术的具有核-壳结构的粒子状聚合物中，构成壳部的聚合物实质上位于由构成核部的聚合物形成的粒子的外侧。在此，“实质上位于”是指由构成核部的聚合物形成的粒子没有完全地被构成壳部的聚合物被覆、在粒子的表面构成核部的聚合物和构成壳部的聚合物为露出的状态。作为这样的结构，可举出例如雪人结构和章鱼样结构等，其中，雪人结构是在作为球状的粒子的核部与壳部由不同的聚合物所形成的核-壳结构中，核部的一部分在壳部露出的结构，章鱼样结构是在球状的粒子(构成核部的粒子)的表面埋入其它种类的粒子(构成壳部的聚合物)而一体化了的结构。此外，也可以将2个以上的上述那样的各种异相结构进一步组合，形成一个复合粒子。(核部)作为构成核部的聚合物，优选玻璃化转变温度为-50℃以下、且包含碳-碳双键的聚合物。作为这样的聚合物，没有特别限定，优选将二烯系单体聚合或共聚而成的共轭二烯系聚合物。作为共轭二烯系聚合物，只要是包含通过将二烯系单体聚合而得到的共轭二烯单体单元的聚合物则没有特别限定，优选使用选自共轭二烯均聚物和共轭二烯系共聚物中的至少1种。共轭二烯均聚物只要是仅聚合二烯系单体而成的聚合物即可，能够没有特别限定地使用在工业上通常使用的共轭二烯均聚物。作为形成共轭二烯均聚物的共轭二烯单体单元的二烯系单体，可举出例如1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、1,3-戊二烯、1,3-己二烯、氯丁二烯、氰基丁二烯等。在它们之中，优选1,3-丁二烯、异戊二烯，更优选1,3-丁二烯。这些二烯系单体能够分别单独地使用，或者将2种以上组合使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电解质电池用粘结剂组合物，包含具有核‑壳结构的粒子状聚合物和有机溶剂，所述粒子状聚合物的构成核部的聚合物的含量与构成壳部的聚合物的含量的质量比以“构成核部的聚合物”/“构成壳部的聚合物”的比率计为1/0.3～1/5。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.12 JP 2016-1376391.一种固体电解质电池用粘结剂组合物，包含具有核-壳结构的粒子状聚合物和有机溶剂，所述粒子状聚合物的构成核部的聚合物的含量与构成壳部的聚合物的含量的质量比以“构成核部的聚合物”/“构成壳部的聚合物”的比率计为1/0.3～1/5。2.根据权利要求1所述的固体电解质电池...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田耕一郎，小黑宽树，
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