电极用粘合剂、电极用组合物和电极制造技术

本发明专利技术的电极用粘合剂是包含共聚物胶乳的电极用粘合剂，其特征是，上述共聚物含有2～25质量％的来源于乙烯性不饱和羧酸单体的结构单元、以及75～98质量％的来源于能够与乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体的结构单元，上述共聚物胶乳的玻璃化温度在25℃以下，pH在7以上且10以下，且基于光子相关法的平均粒径在140nm以下。

Adhesives, compositions and electrodes for electrodes

The electrode adhesive of the invention is an electrode adhesive containing copolymer latex, which is characterized in that the copolymer comprises 2-25% by mass of structural units from vinyl unsaturated carboxylic acid monomers, and 75-98% by mass of structural units from monomers capable of copolymerizing with vinyl unsaturated carboxylic acid monomers. The vitrification temperature of the copolymer latex is below 25 \u2103 The average particle size based on photon correlation method is below 140nm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极用粘合剂、电极用组合物和电极
本专利技术涉及电极用粘合剂、含有该粘合剂的电极用组合物及电极。
技术介绍
近年来，由于尊重脱二氧化碳社会的潮流，能源的蓄积、作为供给源的二次电池和电容器的普及变得显著，要求更大的容量、循环寿命等性能。作为制造锂离子二次电池、锂离子电容器等电化学器件中所用的电极的方法，已知例如制备含有能够储藏/吸附、脱附/释放离子的活性物质、和作为电极用粘合剂的聚合物粘合剂的电极用组合物，涂布在金属原材料(以下称为集电体)上，进行干燥的方法。聚合物粘合剂除了赋予使活性物质之间、或活性物质和集电体粘接的较大粘接力以外，还对电化学器件的容量、循环寿命等性能有较大影响(例如专利文献1)。通常，已知在如专利文献1中记载的二烯类橡胶分散于水中而得的水分散型粘合剂的情况下，通过将活性物质之间或者活性物质和集电体进行点粘接，从而表现出优良的剥离强度，为了进一步提高电池特性，已知将有效利用了各个特征的粘合剂应用于活性物质层。例如专利文献2中记载了通过在集电体上形成具有耐电解液性且包含能溶解于有机溶剂的第一粘合剂的负极层并具备包含水溶性或水分散型的第二粘合剂的负极层，从而实现表现出优良的低温特性的非水电解质电池。此外，专利文献3中公开了通过将苯乙烯丁二烯橡胶等点粘接型粘合剂用于与集电体接触的电极活性物质层，将聚偏二氟乙烯(PVDF)等点粘接型粘合剂用于电极活性物质层相互接触的电极活性物质层，从而能够提供用于长期可靠性改善了的低电阻且高容量的电化学电容器的电极结构。但是，在这些技术中，将多个电极活性物质层层叠在集电体上的工序是必需的，存在生产工序变复杂的问题。另一方面，近年来，作为能够大容量化的电池电极的活性物质，研究了利用合金类的活性物质来代替迄今为止的石墨类的活性物质。但是，硅类等合金类的活性物质与石墨相比，体积膨胀非常大，若反复充放电，则存在电极结构被破坏的较大的技术问题。作为这样的合金类活性物质用的电极用粘合剂，已报告了使用形成高强度被膜的聚酰亚胺的例子(专利文献4)。但是，该技术是有机溶剂体系，所以除了环境适应上的技术问题外，还存在制作时需要300℃以上的高温处理等作业性和实用性上的技术问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2013-229327号公报专利文献2：日本专利特开2016-177948号公报专利文献3：日本专利特开2013-140977号公报专利文献4：国际公开第2012/132396号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题本专利技术的目的是提供电极用粘合剂，其为水分散型粘合剂、且活性物质的覆盖性优良、能得到制成电池时的循环特性良好的电极，还提供含有该粘合剂的电极用组合物和电极。解决技术问题所采用的技术方案本专利技术提供电极用粘合剂，其为包含共聚物胶乳的电极用粘合剂，其特征是，共聚物胶乳含有2～25质量％的来源于乙烯性不饱和羧酸单体的结构单元、以及75～98质量％的来源于能够与乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体的结构单元，共聚物胶乳的玻璃化温度在25℃以下，共聚物胶乳的pH为7～10，共聚物胶乳的基于光子相关法的平均粒径为140nm以下。具有上述构成的电极用粘合剂对活性物质的覆盖性优良，因此是水分散型粘合剂，并且在电极中能够以包住活性物质的方式存在。此外，因为还带有一定的柔软性，所以能够追随活性物质的膨胀、收缩的动作而伸缩。通过使用这样的电极，能够提高电化学器件的循环特性。此外，通过将本专利技术的电极用粘合剂中所含的共聚物胶乳的电解液(碳酸亚乙酯/碳酸二乙酯＝1/2(体积比))膨胀度调整为1.3～10，使覆盖了活性物质的粘合剂层变为例如容易透过锂离子，能够提供可实现优良的导电性、输入输出特性优良的电化学器件。此外，本专利技术的电极用粘合剂所含的共聚物胶乳通过含有25质量％以上的来源于能够与乙烯性不饱和羧酸单体共聚、且均聚物的玻璃化温度在80℃以上的单体的结构单元，能够使覆盖了活性物质的粘合剂层更坚固，能够根据追随活性物质的膨胀而伸缩时所需的应力赋予针对活性物质的膨胀的抵抗力，即使在反复充放电后也能够保持电极结构(结构保持性)。藉此，也能够适用于体积膨胀大的合金类的活性物质。本专利技术还提供含有上述的电极用粘合剂和活性物质的电极用组合物。本专利技术还提供具备集电体、和设置在该集电体上的由上述电极用组合物形成的电极合剂层的电极。专利技术效果根据本专利技术，能够得到电极用粘合剂，其为水分散型粘合剂、且活性物质的覆盖性优良、能够得到制成电极时的循环特性良好的电极。具体实施方式下面，对本专利技术的优选实施方式进行详细说明。但是，本专利技术并不局限于以下的实施方式。本实施方式中的电极用粘合剂包含共聚物胶乳，共聚物胶乳含有2～25质量％的来源于乙烯性不饱和羧酸单体的结构单元、以及75～98质量％的来源于能够与乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体的结构单元。来源于乙烯性不饱和羧酸单体的结构单元是指乙烯性不饱和羧酸单体聚合而形成的结构单元。作为乙烯性不饱和羧酸单体，可例举丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、衣康酸等单羧酸单体或二羧酸单体。或者，也可以是它们的酸酐。这些单体可以单独使用1种或2种以上组合使用。从对活性物质的覆盖性的观点考虑，优选包含单羧酸单体，其中优选包含丙烯酸。来源于能够与乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体的结构单元是指能够与乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体聚合而形成的结构单元。作为能够与乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体，例如可例举脂肪族共轭二烯单体、不饱和羧酸烷基酯单体、链烯基芳族单体、氰化乙烯基单体、含羟烷基的不饱和单体、不饱和羧酸酰胺单体、包含2个以上的不饱和双键的多官能乙烯性不饱和单体等单体。作为脂肪族共轭二烯单体，可例举1,3-丁二烯、2-甲基-1,3-丁二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯、2-氯-1,3-丁二烯、取代的线性共轭戊二烯类、取代和侧链共轭己二烯类等单体。它们可以单独使用1种或2种以上组合使用。本实施方式中，从工业上容易制造、获得的容易性及成本的角度考虑，特别优选使用1,3-丁二烯。作为不饱和羧酸烷基酯单体，可例举丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、富马酸二甲酯、富马酸二乙酯、马来酸二甲酯、马来酸二乙酯、衣康酸二甲酯、富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、丙烯酸-2-乙基己酯等。它们可以单独使用1种或2种以上组合使用。本实施方式中，从工业上容易制造、获得的容易性及成本的角度考虑，特别优选使用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯。作为链烯基芳香族单体，可例举苯乙烯、α-甲基苯乙烯、甲基α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等。它们可以单独使用1种或2种以上组合使用。本实施方式中，从工业上容易制造、获得的容易性及成本的角度考虑，特别优选使用苯乙烯。作为氰化乙烯基单体，可例举丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈、α-乙基丙烯腈等本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极用粘合剂，其为包含共聚物胶乳的电极用粘合剂，其特征在于，/n所述共聚物胶乳含有2～25质量％的来源于乙烯性不饱和羧酸单体的结构单元、以及75～98质量％的来源于能够与所述乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体的结构单元，/n所述共聚物胶乳的玻璃化温度在25℃以下，/n所述共聚物胶乳的基于光子相关法的平均粒径为140nm以下，/n所述共聚物胶乳的pH为7～10。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170419 JP 2017-0831891.一种电极用粘合剂，其为包含共聚物胶乳的电极用粘合剂，其特征在于，
所述共聚物胶乳含有2～25质量％的来源于乙烯性不饱和羧酸单体的结构单元、以及75～98质量％的来源于能够与所述乙烯性不饱和羧酸单体共聚的单体的结构单元，
所述共聚物胶乳的玻璃化温度在25℃以下，
所述共聚物胶乳的基于光子相关法的平均粒径为140nm以下，
所述共聚物胶乳的pH为7～10。


2.如权利要求1所述的电极用粘合剂，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：肥田和男，杉田望，铃木菜奈，
申请(专利权)人：日本AL株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP