非水系二次电池电极用粘结剂组合物、非水系二次电池电极用浆料组合物、非水系二次电池用电极以及非水系二次电池制造技术

一种非水系二次电池电极用粘结剂组合物，其包含有机溶剂和粘结材料，该粘结材料包含聚合物A，该聚合物A以1.00质量％以上、10.00质量％以下的比例含有烯属不饱和酸单体单元。而且，在该聚合物A以8质量％的浓度与有机溶剂混合得到混合液的情况下，在剪切速度0.1s

Binder composition for non water secondary battery electrode, slurry composition for non water secondary battery electrode, electrode for non water secondary battery and non water secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水系二次电池电极用粘结剂组合物、非水系二次电池电极用浆料组合物、非水系二次电池用电极以及非水系二次电池
本专利技术涉及非水系二次电池电极用粘结剂组合物、非水系二次电池电极用浆料组合物、非水系二次电池用电极以及非水系二次电池。
技术介绍
锂离子二次电池等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，被用于广泛的用途。因此，近年来以非水系二次电池的进一步高性能化为目的，研究了电极等电池构件的改良。在此，用于锂离子二次电池等非水系二次电池(以下有时仅简写作“二次电池”)的电极通常具有集流体和形成在集流体上的电极复合材料层(正极复合材料层或负极复合材料层)。而且，该电极复合材料层通过例如将浆料组合物涂敷在集流体上、使涂敷的浆料组合物干燥来形成，该浆料组合物包含：电极活性物质、以及包含粘结材料的粘结剂组合物等。因此，近年来，为了实现二次电池进一步的性能提高，尝试着改良用于形成电极复合材料层的粘结剂组合物。例如，在专利文献1中提出通过使用将电解液溶解性化合物、作为粘结材料的丙烯酸系聚合物等、以及作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮等有机溶剂混合而成的蓄电装置电极用组合物(粘结剂组合物)来制作倍率特性高的蓄电装置。此外，例如，在专利文献2中提出使包含共聚物的粘结材料在有机分散介质中分散而成的粘结剂组合物，该共聚物为烯属不饱和羧酸酯系单体和能够与该烯属不饱和羧酸酯单体共聚的其他烯属不饱和单体的共聚物。根据专利文献2的粘结剂组合物，能够在不损害活性物质的功能的同时将大量的活性物质固定于电极。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-120708号公报；专利文献2：日本特开2011-049177号公报。
技术实现思路
专利技术要解决的问题在此，在二次电池的电极复合材料层中包含电极活性物质。从良好地形成电极复合材料层来使二次电池的性能提高的观点出发，需要能够以高浓度含有电极活性物质等固体成分的浆料组合物、能够提高得到的具有电极复合材料层的二次电池的电池特性的浆料组合物。然而，使用上述现有的粘结剂组合物形成的浆料组合物存在如下问题：因粘结材料在浆料组合物中发生凝胶化等，浆料组合物的粘度过度变高，导致不能以足够的浓度配合电极活性物质等。此外，使用现有的粘结剂组合物形成的浆料组合物存在不能给得到的电极复合材料层带来足够高的粘结能力，电极复合材料层的剥离强度变得不足的情况。因此，使用现有的粘结剂组合物形成的浆料组合物存在进一步改善得到的具有电极复合材料层的二次电池的电池特性的余地。因此，本专利技术的目的在于提供：在用于制备非水系二次电池电极用浆料组合物时能够提高浆料组合物中的固体成分浓度的非水系二次电池电极用粘结剂组合物。此外，本专利技术的目的在于提供能够形成剥离强度好的电极复合材料层并且固体成分浓度高的非水系二次电池电极用浆料组合物。进而，本专利技术的目的在于提供能够充分提高非水系二次电池的电池特性的非水系二次电池用电极、以及倍率特性和循环特性等电池特性优异的非水系二次电池。用于解决问题的方案本专利技术人以解决上述问题为目的进行了深入研究。然后，本专利技术人发现，如果使用包含聚合物和有机溶剂的二次电池电极用粘结剂组合物，则可得到固体成分浓度高的浆料组合物，该聚合物为以规定比例含有烯属不饱和酸单体单元的聚合物，在将该聚合物以规定浓度分散在有机溶剂中的情况下的粘度为规定的上限值以下。此外，本专利技术人还发现，使用该二次电池电极用粘结剂组合物制备的二次电池电极用浆料组合物能够形成剥离强度好的电极复合材料层。然后，本专利技术人基于上述见解完成了本专利技术。即，本专利技术的目的在于有利地解决上述问题，本专利技术的非水系二次电池电极用粘结剂组合物的特征在于，包含粘结材料和有机溶剂，上述粘结材料包含聚合物A，上述聚合物A以1.00质量％以上、10.00质量％以下的比例包含烯属不饱和酸单体单元，上述聚合物A在以8质量％的浓度与上述有机溶剂混合得到混合液的情况下，在剪切速度0.1s-1时的粘度为10000mPa·s以下。像这样，聚合物A以1.00质量％以上、10.00质量％以下的比例包含烯属不饱和酸单体单元，且将该聚合物A以8质量％的浓度与有机溶剂混合得到的混合液在剪切速度0.1s-1时的粘度为10000mPa·s以下，根据包含这样的聚合物A的非水系二次电池电极用粘结剂组合物，在制备非水系二次电池电极用浆料组合物时能够充分提高固体成分浓度。另外，在本专利技术中，“共聚物中的重复单元(单体单元)的比例”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”。另外，将聚合物A以8质量％的浓度与有机溶剂混合得到的混合液在剪切速度0.1s-1时的粘度能够用实施例中记载的方法进行测定。在此，本专利技术的非水系二次电池电极用粘结剂组合物优选上述聚合物A以0.01质量％以上、5.00质量％以下的比例包含交联性单体单元。如果聚合物A以0.01质量％以上、5.00质量％以下的比例包含交联性单体单元，则能够提高使用包含该非水系二次电池电极用粘结剂组合物的非水系二次电池电极用浆料组合物形成的电极复合材料层的压制性。此外，本专利技术的非水系二次电池电极用粘结剂组合物优选上述聚合物A以30.00质量％以上、98.00质量％以下的比例包含(甲基)丙烯酸酯单体单元。如果聚合物A以30.00质量％以上、98.00质量％以下的比例包含(甲基)丙烯酸酯单体单元，则能够抑制由于电极复合材料层导致的二次电池的内部阻抗的增加，使得到的二次电池的电池特性进一步提高，该电极复合材料层使用包含该非水系二次电池电极用粘结剂组合物的非水系二次电池电极用浆料组合物形成。此外，本专利技术的非水系二次电池电极用粘结剂组合物优选将上述聚合物A以8质量％的浓度与N-甲基-2-吡咯烷酮混合时的不溶解成分量为70质量％以上、100质量％以下。如果聚合物A在N-甲基-2-吡咯烷酮中为不溶性，则能够提高具有电极复合材料层的非水系二次电池的倍率特性和循环特性，该电极复合材料层使用包含该非水系二次电池电极用粘结剂组合物的非水系二次电池电极用浆料组合物形成。在本专利技术中，将聚合物A以8质量％的浓度与N-甲基-2-吡咯烷酮混合时的不溶解成分量(以下有时简写作“NMP不溶解成分量”)能够通过实施例中记载的方法进行测定。此外，本专利技术的非水系二次电池电极用粘结剂组合物优选上述聚合物A的体积平均粒径为100nm以上、1000nm以下。如果聚合物A的体积平均粒径为100nm以上、1000nm以下，则能够提高电极复合材料层的剥离强度，并且能够进一步提高具有该电极复合材料层的非水系二次电池的倍率特性和循环特性，该电极复合材料层使用包含该非水系二次电池电极用粘结剂组合物的非水系二次电池电极用浆料组合物形成。在本专利技术中，“聚合物A的体积平均粒径”为在有机溶剂中的聚合物A的粒径，指的是根据JISZ8828在使用激光衍射·散射法测定的粒径分布(体积本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水系二次电池电极用粘结剂组合物，其包含粘结材料和有机溶剂，/n所述粘结材料包含聚合物A，/n所述聚合物A以1.00质量％以上、10.00质量％以下的比例包含烯属不饱和酸单体单元，/n所述聚合物A在以8质量％的浓度与所述有机溶剂混合得到混合液的情况下，在剪切速度0.1s

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170829 JP 2017-1648571.一种非水系二次电池电极用粘结剂组合物，其包含粘结材料和有机溶剂，
所述粘结材料包含聚合物A，
所述聚合物A以1.00质量％以上、10.00质量％以下的比例包含烯属不饱和酸单体单元，
所述聚合物A在以8质量％的浓度与所述有机溶剂混合得到混合液的情况下，在剪切速度0.1s-1时的粘度为10000mPa·s以下。


2.根据权利要求1所述的非水系二次电池电极用粘结剂组合物，其中，所述聚合物A以0.01质量％以上、5.00质量％以下的比例包含交联性单体单元。


3.根据权利要求1或2所述的非水系二次电池电极用粘结剂组合物，其中，所述聚合物A以30.00质量％以上、98.00质量％以下的比例包含(甲基)丙烯酸酯单体单元。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的非水系二次电池电极用粘结剂组合物，其中，将所述聚合物A以8质量％的浓度与N-甲基-2-吡咯烷酮混合时的不溶解成分量为70质量％以上、100质量％以下。

【专利技术属性】
技术研发人员：园部健矢，关本崇文，召田麻贵，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