电化学元件用粘结剂组合物、电化学元件用浆料组合物、电化学元件用功能层以及电化学元件制造技术

本发明专利技术提供一种能够使电化学元件的循环特性提高的电化学元件用粘结剂组合物，该电化学元件具有使用制备的电化学元件用浆料组合物形成的功能层。本发明专利技术的电化学元件用粘结剂组合物包含聚合物A和溶剂，上述聚合物A包含含氮取代型酰胺基单体单元和含羟基单体单元，含氮取代型酰胺基单体单元在上述聚合物A中的含量为10质量％以上且80质量％以下，含羟基单体单元在上述聚合物A中的含量为10质量％以上且70质量％以下。

Binder composition, slurry composition, functional layer and electrochemical element for electrochemical element

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电化学元件用粘结剂组合物、电化学元件用浆料组合物、电化学元件用功能层以及电化学元件
本专利技术涉及电化学元件用粘结剂组合物、电化学元件用浆料组合物、电化学元件用功能层以及电化学元件。
技术介绍
一直以来，作为电化学元件，锂离子二次电池等非水系二次电池(以下有时仅简写为“二次电池”)、双电层电容器和锂离子电容器等电容器已被用于广泛的用途。非水系二次电池具有小型、轻质、且能量密度高、还能够反复充放电的特性，已被用于广泛的用途。因此近年来，为了非水系二次电池的进一步的高性能化，正在研究电极等电池构件的改良。在此，锂离子二次电池等二次电池用的电极通常具有集流体和在集流体上形成的作为功能层的电极复合材料层。而且，电极复合材料层通过例如以下的方式形成，即，使电极活性物质和包含担负作为粘结材料的作用的聚合物的粘结剂组合物等分散在分散介质中而形成浆料状的组合物，将该浆料状的组合物涂敷在集流体上，使其干燥。因此，近年来，为了实现二次电池的性能的进一步提高，尝试着改良用于电极复合材料层的形成的电极用浆料组合物和电极用粘结剂组合物。在此，一般要求使循环特性等电池性能提高。因此，例如，在专利文献1中提出了如下的技术，即，通过使用包含水溶性树脂(a)和有机颗粒(b)的电化学电池单元用丙烯酸系水分散体作为制造二次电池时的电极用粘结剂组合物来提高电极复合材料层和金属集流体之间的密合性，从而使二次电池的循环特性提高的技术，上述水溶性树脂(a)将包含不饱和羧酸类的聚合性单体和(甲基)丙烯酰胺的单体组进行聚合而得到。此外，在专利文献2中，提出了包含聚合物和水的电极组合物用水系粘结剂作为制造二次电池时的电极用粘结剂，上述聚合物具有来自含酸单体的结构单元和来自含羟基单体的结构单元、且具有规定的酸值。而且，在专利文献2中，公开了包含将含有丙烯酸和丙烯酸-2-羟基乙酯、或者丙烯酸-2-羧基乙酯和丙烯酸-2-羟基乙酯的混合物进行聚合而成的聚合物的水系粘结剂作为能够给予电极复合材料层和集流体之间充分的剥离强度(密合性)、使二次电池的循环特性提高的具体的电极组合物用水系粘结剂。需要说明的是，在本专利技术中，(甲基)丙烯酸的意思是丙烯酸和/或甲基丙烯酸，(甲基)丙烯酰的意思是丙烯酰和/或甲基丙烯酰。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-151108号公报；专利文献2：日本特开2015-195114号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，对于由使用上述现有的粘结剂组合物形成的电极制作的二次电池，在使循环特性进一步提高的方面存在改善的余地。因此，本专利技术的目的在于提供可形成能够使电化学元件发挥优异的循环特性的电化学元件用功能层的电化学元件用浆料组合物、以及能够制备该浆料组合物的电化学元件用粘结剂组合物。此外，本专利技术的目的在于提供能够使电化学元件发挥优异的循环特性的电化学元件用功能层、以及具有该电化学元件用功能层的电化学元件。用于解决问题的方案本专利技术人反复研究发现，如果使用包含规定的聚合物A和溶剂的粘结剂组合物，则能够提供能够制备如下的电化学元件用浆料组合物的电化学元件用粘结剂组合物，该电化学元件用浆料组合物可形成能够使电化学元件的循环特性提高的功能层，以至完成了本专利技术。即，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件用粘结剂组合物的特征在于，包含聚合物A和溶剂，上述聚合物A包含含氮取代型酰胺基单体单元和含羟基单体单元，含氮取代型酰胺基单体单元在上述聚合物A中的含量为10质量％以上且80质量％以下，含羟基单体单元在上述聚合物A中的含量为10质量％以上且70质量％以下。如果像这样使用包含聚合物A和溶剂的电化学元件用粘结剂组合物，上述聚合物A包含规定量的含氮取代型酰胺基单体单元和规定量的含羟基单体单元，则能够使具有使用制备的电化学元件用浆料组合物形成的功能层的电化学元件的循环特性提高。需要说明的是，在本专利技术中，“包含单体单元”的意思是“在使用单体得到的聚合物中包含来自该单体的重复单元”。此外，在本专利技术中，“含氮取代型酰胺基单体单元的含有比例”和“含羟基单体单元的含有比例”能够使用1H-NMR等核磁共振(NMR)法进行测定。此外，在本专利技术的电化学元件用粘结剂组合物中，优选上述聚合物A的重均分子量为50000以上且5000000以下。如果上述聚合物A的重均分子量为50000以上且5000000以下，则能够使在溶剂中的溶解性提高，并且，能够降低使用制备的电化学元件用浆料组合物形成的功能层的水分量，因而能够使具有使用制备的电化学元件用浆料组合物形成的功能层的电化学元件的循环特性进一步提高。需要说明的是，在本专利技术中，“聚合物A的重均分子量”能够通过本申请实施例所记载的方法进行测定。此外，在本专利技术的电化学元件用粘结剂组合物中，优选上述含氮取代型酰胺基单体的取代基具有环状结构。如果上述含氮取代型酰胺基单体的取代基具有环状结构，则能够使具有使用制备的电化学元件用浆料组合物形成的功能层的电化学元件的循环特性提高。此外，在本专利技术的电化学元件用粘结剂组合物中，优选上述电化学元件用粘结剂组合物进一步包含聚合物B，上述聚合物B包含脂肪族共轭二烯单体单元和直链亚烷基结构单元中的至少任一种。如果上述聚合物B包含脂肪族共轭二烯单体单元和直链亚烷基结构单元中的至少任一种，则能够使得使用制备的电化学元件用浆料组合物形成的功能层的粘接强度提高。需要说明的是，在本专利技术中，“脂肪族共轭二烯单体单元的含有比例”和“直链亚烷基结构单元的含有比例”能够使用1H-NMR等核磁共振(NMR)法进行测定。而且，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件用浆料组合物的特征在于，包含上述的任一电化学元件用粘结剂组合物。像这样包含上述的任一电化学元件用粘结剂组合物的电化学元件用浆料组合物可形成能够使电化学元件发挥优异的循环特性的功能层。此外，在本专利技术的电化学元件用浆料组合物中，优选进一步包含电极活性物质。如果进一步包含电极活性物质，则可形成能够使作为电化学元件的二次电池发挥优异的循环特性的电极复合材料层。而且，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件用功能层的特征在于，使用上述的任一电化学元件用浆料组合物形成。像这样使用上述的任一电化学元件用浆料组合物形成的电化学元件用功能层能够使电化学元件发挥优异的循环特性。而且，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的电化学元件的特征在于，具有正极、负极、间隔件和电解液，上述正极、上述负极和上述间隔件中的至少任一个具有上述的电化学元件用功能层。通过像这样正极、负极和间隔件中的至少任一个具有上述的电化学元件用功能层，能够使电化学元件的循环特性提高。专利技术效果根据本专利技术，能够提供可形成能够使电化学元件发挥优异的循环特性的电化学元件用功能层的电化学元件用浆料组合物、以及能够制备该浆料组合物的电化学元件用粘结剂组合物。...

【技术保护点】
1.一种电化学元件用粘结剂组合物，包含聚合物A和溶剂，/n所述聚合物A包含含氮取代型酰胺基单体单元和含羟基单体单元，/n含氮取代型酰胺基单体单元在所述聚合物A中的含量为10质量％以上且80质量％以下，/n含羟基单体单元在所述聚合物A中的含量为10质量％以上且70质量％以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170928 JP 2017-1888371.一种电化学元件用粘结剂组合物，包含聚合物A和溶剂，
所述聚合物A包含含氮取代型酰胺基单体单元和含羟基单体单元，
含氮取代型酰胺基单体单元在所述聚合物A中的含量为10质量％以上且80质量％以下，
含羟基单体单元在所述聚合物A中的含量为10质量％以上且70质量％以下。


2.根据权利要求1所述的电化学元件用粘结剂组合物，其中，所述聚合物A的重均分子量为50000以上且5000000以下。


3.根据权利要求1或2所述的电化学元件用粘结剂组合物，其中，所述含氮取代型酰胺基单体的取代基具有环状结构。


4....

【专利技术属性】
技术研发人员：足立祐辅，
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