本发明专利技术涉及一种二次电池用粘合剂组合物以及包含所述粘合剂组合物的锂二次电池负极和锂二次电池，其中所述粘合剂组合物包含共聚物粘合剂，所述共聚物粘合剂包含：(A)源自乙烯基类单体的单元、(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、(C)选自源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元中的至少一种单元、和(D)源自水溶性聚合物的单元，其中所述共聚物粘合剂具有0.02MPa以上的湿模量。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用粘合剂组合物以及包含其的二次电池用电极和锂二次电池
[相关申请的交叉参考]本申请要求在韩国知识产权局于2017年3月31日提交的韩国专利申请10-2017-0042131号和2018年3月28日提交的韩国专利申请10-2018-0035834号的权益，通过参考将其公开内容以其完整形式并入本文中。[
]本专利技术涉及一种二次电池用粘合剂组合物以及包含其的二次电池用电极和锂二次电池，更特别地，涉及一种具有适当湿模量的粘合剂组合物以及包含其的二次电池用电极和锂二次电池。
技术介绍
随着移动装置的技术发展和需求的增加，对作为能源的二次电池的需求急剧增加，并且在这些二次电池中，具有高能量密度、高工作电位、长循环寿命和低自放电率的锂二次电池已经商业化并被广泛使用。通过混合正极活性材料或负极活性材料和粘合剂树脂组分并将该混合物分散在溶剂中来制备浆料，并通过用该浆料涂布电极集电器的表面、对涂布的表面进行干燥、然后形成材料混合物层，来制备锂二次电池的电极。粘合剂用于确保活性材料之间以及活性材料与电极集电器之间的粘附力或结合力，但是需要过量的粘合剂来改善活性材料与电极集电器之间的粘附力。然而，过量的粘合剂可能降低电极的容量和导电性。相反，粘附力不足导致在诸如电极干燥和压制的工序中发生电极剥落现象，从而成为电极故障率增加的原因。此外，具有低粘附力的电极可能因外部冲击而剥落，并且电极剥落可能增加电极材料与集电器之间的接触电阻从而成为电极输出性能下降的原因。特别地，存在如下局限：因为在锂二次电池的充电和放电期间由于与锂反应而出现负极活性材料的体积变化，并且在连续充电和放电期间负极活性材料从集电器剥落、或者随活性材料之间接触界面的变化而导致电阻增加，从而随着充电和放电循环进行容量急剧下降，所以循环寿命缩短。此外，在其中将诸如硅、锡和硅-锡合金的材料进行复合并用于增加放电容量的情况下，因为由于硅或锡与锂反应而发生更大的体积变化，所以所述局限变得更加明显。因此，一直需要开发一种粘合剂和通过使用所述粘合剂制备的二次电池用电极，所述粘合剂可通过提供更好的粘附力以解决由于电极剥落、活性材料从集电器剥落、或活性材料之间接触界面的变化导致的电化学性能降低而提供具有改进的性能的二次电池。
技术实现思路
技术问题本专利技术的一个方面提供一种二次电池用粘合剂组合物，所述粘合剂组合物通过在提供更好的粘附力的同时，即使在电解液浸渍之后仍保持高机械性能，从而可以改善电池的寿命性能。本专利技术的另一方面提供一种二次电池用电极，所述电极包含所述二次电池用粘合剂组合物。本专利技术的另一方面提供一种锂二次电池，所述锂二次电池包含所述二次电池用电极。技术方案根据本专利技术的一个方面，提供一种二次电池用粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含共聚物粘合剂，所述共聚物粘合剂包含选自由如下组成的组中的至少一种单元：(A)源自乙烯基类单体的单元、(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元、和(D)源自水溶性聚合物的单元，其中所述共聚物粘合剂具有0.02MPa以上的湿模量。根据本专利技术的另一方面，提供一种锂二次电池用电极，所述电极包含硅类负极活性材料和二次电池用粘合剂组合物。根据本专利技术的另一方面，提供一种锂二次电池，所述锂二次电池包含所述锂二次电池用电极。有益效果因为根据本专利技术的二次电池用粘合剂组合物包含含有亲水性官能团的共聚物粘合剂并且所述共聚物粘合剂具有预定值以上的湿模量，所以所述共聚物粘合剂不仅表现出改善的粘附力，而且即使在电解液浸渍之后也保持高机械性能，因此，可以改善电池的寿命性能。附图说明图1显示了实验例1中使用的样品的设计和规格；图2是显示对在实施例4以及比较例3和4中制备的锂二次电池在0.5C的充电和放电电流密度下在直至30个循环时的放电容量的变化进行测量的结果的图；图3是显示对在实施例5～7中制备的锂二次电池在1C的充电和放电电流密度下在直至130个循环时的放电容量的变化进行测量的结果的图；和图4是显示对在实施例8和比较例5中制备的锂二次电池在0.33C的充电和放电电流密度下在直到200个循环时的放电容量的变化进行测量的结果的图。具体实施方式在下文中，将更详细地描述本专利技术以使得能够更清楚地理解本专利技术。应当理解，说明书和权利要求书中使用的词语或术语不应解释为常用词典中定义的含义。还应理解，在专利技术人可适当定义所述词语或术语的含义以对本专利技术进行最佳解释的原则的基础上，应将所述词语或术语解释为具有与其在本专利技术的相关领域和技术思想的上下文中的含义相一致的含义。根据本专利技术的锂二次电池用粘合剂组合物包含共聚物粘合剂，所述共聚物粘合剂包含选自由如下组成的组中的至少一种单元：(A)源自乙烯基类单体的单元、(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元、和(D)源自水溶性聚合物的单元，其中所述共聚物粘合剂具有0.02MPa以上的湿模量。共聚物粘合剂可以具有0.02MPa以上、特别是0.1MPa以上且更特别是0.3MPa～0.5MPa的湿模量，并且在其中共聚物粘合剂具有在上述范围内的湿模量的情况下，因为可以适当地抑制由于电解液引起的溶胀并且可以保持足够的机械性能，所以可以改善包含所述共聚物粘合剂的电极和二次电池的寿命特性。在共聚物粘合剂被浸渍在锂二次电池中使用的常规电解液中之后，通过利用向共聚物粘合剂施加负荷而获得的应力-应变曲线来确定在共聚物粘合剂中产生的拉伸应力与拉伸应变之间的关系，从而可以测量湿模量。因为湿模量是指在如同锂二次电池实际驱动环境的其中共聚物粘合剂浸渍在电解液中的状态下共聚物粘合剂的模量，所以鉴于湿模量比干模量更直接地反映了在锂二次电池的实际驱动环境中共聚物粘合剂的模量的事实，湿模量与高干模量具有不同的含义。共聚物粘合剂的湿模量值可以通过调节共聚物粘合剂的亲水性官能团的量来获得，具体地，通过适当调节包含在共聚物粘合剂中的(D)源自水溶性聚合物的单元的量，可以使共聚物粘合剂具有合适的湿模量值。基于100重量份的总重量，所述共聚物可以包含1重量份～70重量份的(A)源自乙烯基类单体的单元、10重量份～97重量份的(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、1重量份～30重量份的(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元和1重量份～70重量份的(D)源自水溶性聚合物的单元。此外，特别地，基于100重量份的总重量，所述共聚物可以包含20重量份～70重量份的(A)源自乙烯基类单体的单元、10重量份～60重量份的(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、1重量份～20重量份的(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元和1重量份～60重量份的(D)源自水溶性聚合物的单元。此外，更特别地，基于100重量份的总重量，所述共聚物可以包含30重量份～60重量份的(A)源自乙烯基类单体的单元、15重量份～30重量份的(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、4重量份～8重量份的(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元和2重量份～50重量份的(D)源自水溶性聚合物的单元。在其中所述共聚物在上述范围内包含(A)源自乙烯基类单体的单元、(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元和(C)源自本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种二次电池用粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：共聚物粘合剂，所述共聚物粘合剂包含选自由如下组成的组中的至少一种单元：(A)源自乙烯基类单体的单元、(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元、和(D)源自水溶性聚合物的单元，其中所述共聚物粘合剂具有0.02MPa以上的湿模量。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.31 KR 10-2017-0042131;2018.03.28 KR 10-2011.一种二次电池用粘合剂组合物，所述粘合剂组合物包含：共聚物粘合剂，所述共聚物粘合剂包含选自由如下组成的组中的至少一种单元：(A)源自乙烯基类单体的单元、(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元、和(D)源自水溶性聚合物的单元，其中所述共聚物粘合剂具有0.02MPa以上的湿模量。2.如权利要求1所述的二次电池用粘合剂组合物，其中所述共聚物包含：1重量份～70重量份的(A)源自乙烯基类单体的单元、10重量份～97重量份的(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、1重量份～30重量份的(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元、和1重量份～70重量份的(D)源自水溶性聚合物的单元，其中所述重量份基于所述共聚物的100重量份总重量。3.如权利要求2所述的二次电池用粘合剂组合物，其中所述共聚物包含：30重量份～60重量份的(A)源自乙烯基类单体的单元、15重量份～30重量份的(B)源自共轭二烯类单体或共轭二烯类聚合物的单元、4重量份～8重量份的(C)源自(甲基)丙烯酸酯类单体的单元、和2重量份～50重量份的(D)源自水溶性聚合物的单元，其中所述重量份基于所述共聚物的100重量份总重量。4.如权利要求1所述的二次电池用粘合剂组合物，其中所述共聚物粘合剂为粒子形式并且具有100nm～1μm的平均粒径(D50)。5.如权利要求1所述的二次电池用粘合剂组合物，其中(A)的乙烯基类单体包含选自由如下组成的组中的至少一种：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、β-甲基苯乙烯、对叔丁基苯乙烯和二乙烯基苯。6.如权利要求1所述的二次电池用粘合剂组合物，其中(B)的共轭二烯类单体包含1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯或戊间二烯，并且(B)的共轭二烯类聚合物包含选自由如下组成的组中的至少一种：选自由1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯和戊间二烯组成的组中的两种以上单体的聚合物；苯乙烯-丁二烯共聚物；丙烯腈-丁二烯共聚物；苯乙烯-异戊二烯共聚物；丙烯酸酯-丁二烯橡胶；丙烯腈-丁二烯-苯乙烯橡胶；乙烯-丙烯-二烯类聚合物；以及它们的部...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹智熙，柳正宇，金帝映，
申请(专利权)人：株式会社LG化学，
类型：发明
国别省市：韩国,KR
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