非水系二次电池电极粘合剂及非水系二次电池电极制造技术

提供可以获得具有裂缝少，相对于集电体的剥离强度高的电极活性物质层，并且内阻低，具有良好的循环特性的二次电池的非水系二次电池电极粘合剂以及非水系二次电池电极。本发明专利技术的非水系二次电池电极粘合剂包含树脂成分，且为水溶性。23℃下的表面自由能γ

【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粘合剂及非水系二次电池电极


[0001]本专利技术涉及非水系二次电池电极粘合剂、以及非水系二次电池电极。
[0002]本申请基于2019年12月24日在日本申请的特愿2019
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233083号来主张优先权，将其内容援用到本文中。

技术介绍

[0003]使用非水系电解质的二次电池(非水系二次电池)在高电压化、小型化、轻量化方面与使用水系电解质的二次电池相比优异。因此，非水系二次电池作为笔记本型个人电脑、便携电话、电动工具、电子/通信设备的电源而被广泛使用。此外，最近，从环保车辆适用的观点考虑在电动汽车、混合动力汽车用也使用非水系二次电池，但强烈要求高输出化、高容量化、长寿命化等。作为非水系二次电池，举出锂离子二次电池作为代表例。
[0004]非水系二次电池具备以金属氧化物等作为活性物质的正极、以石墨等碳材料等作为活性物质的负极、和以碳酸酯类或阻燃性的离子液体为中心的非水系电解液溶剂。非水系二次电池为通过离子在正极与负极之间移动而进行电池的充放电的二次电池。详细而言，正极通过将由金属氧化物和粘合剂构成的浆料涂布在铝箔等正极集电体表面，使其干燥后，切断为适当大小来获得。负极通过将由碳材料和粘合剂构成的浆料涂布在铜箔等负极集电体表面，使其干燥后，切断为适当大小来获得。粘合剂具有在正极和负极中使活性物质彼此和活性物质与集电体结着，防止活性物质从集电体剥离的作用。
[0005]作为粘合剂，以有机溶剂系的N
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甲基
‑2‑
吡咯烷酮(NMP)作为溶剂的聚1,1
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二氟乙烯(PVDF)系粘合剂是众所周知的。然而，该粘合剂的活性物质彼此和活性物质与集电体的结着性低，在实际使用时需要大量的粘合剂。因此，具有非水系二次电池的容量降低的缺点。此外，由于粘合剂使用作为昂贵的有机溶剂的NMP，因此难以抑制制造成本。
[0006]在专利文献1中公开了包含羧基甲基纤维素、水分散性粘合剂和水的二次电池电极形成用复合材料墨。
[0007]在专利文献2中公开了包含丙烯酸钠
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N
‑
乙烯基乙酰胺共聚物(共聚比：丙烯酸钠/N
‑
乙烯基乙酰胺＝10/90质量比)的非水系电池电极用粘合剂。
[0008]现有技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2015
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023015号公报
[0011]专利文献2：国际公开第2017/150200号
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献1：北崎宁昭，畑敏雄，日本接着協会誌，vol.8，131
‑
141(1972)

技术实现思路

[0014]专利技术所要解决的课题
[0015]专利文献1所公开的水分散性粘合剂需要并用作为增稠剂的羧基甲基纤维素，浆
料制作工序复杂。并且在该粘合剂中活性物质彼此、和活性物质与集电体的结着性也不足，在以少量的粘合剂生产电极的情况下，在将集电体切断的工序中具有活性物质的一部分剥离的问题。
[0016]专利文献2所公开的丙烯酸钠
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N
‑
乙烯基乙酰胺共聚物，对于膜厚大，即目付量大的电极，具有裂缝大量产生这样的课题。
[0017]因此，本专利技术的目的是提供可以获得具有裂缝少，相对于集电体的剥离强度高的电极活性物质层，并且内阻低，具有良好的循环特性的二次电池的非水系二次电池电极粘合剂以及非水系二次电池电极。
[0018]用于解决课题的方法
[0019]为了解决上述课题，本专利技术如以下[1]～[12]所述。
[0020][1]一种非水系二次电池电极粘合剂，其特征在于，是包含树脂成分的水溶性的非水系二次电池电极粘合剂，
[0021]23℃下的表面自由能γ
B
为70mJ/m2以下，
[0022]上述表面自由能的偶极子部分γ
pB
为26mJ/m2以下。
[0023][2]根据[1]所述的非水系二次电池电极粘合剂，上述表面自由能γ
B
为66mJ/m2以下。
[0024][3]根据[1]或[2]所述的非水系二次电池电极粘合剂，上述表面自由能的上述偶极子部分γ
pB
为22mJ/m2以下。
[0025][4]根据[1]～[3]中任一项所述的非水系二次电池电极粘合剂，上述表面自由能的氢键部分γ
hB
为24mJ/m2以下。
[0026][5]根据[1]～[4]中任一项所述的非水系二次电池电极粘合剂，上述树脂成分包含具有烯属不饱和键的化合物的聚合物。
[0027][6]一种非水系二次电池电极，是包含集电体和电极活性物质层的非水系二次电池电极，
[0028]上述电极活性物质层包含[1]～[5]中任一项所述的非水系二次电池电极粘合剂和电极活性物质，
[0029]上述电极活性物质层形成在上述集电体上。
[0030][7]根据[6]所述的非水系二次电池电极，上述电极活性物质层包含85质量％以上且99质量％以下的上述电极活性物质。
[0031][8]根据[6]或[7]所述的非水系二次电池电极，上述电极活性物质包含含有Si元素的材料和碳材料。
[0032][9]根据[6]～[8]中任一项所述的非水系二次电池电极，上述电极活性物质层相对于上述集电体的剥离强度为30mN/mm以上。
[0033][10]一种非水系二次电池，其具备[6]～[9]中任一项所述的非水系二次电池电极，且以碱金属离子作为电荷载流子。
[0034][11]根据[10]所述的非水系二次电池，其包含碱金属盐的有机溶剂溶液作为电解液。
[0035][12]根据[11]所述的非水系二次电池，上述电解液的有机溶剂由选自碳酸酯化合物、腈化合物、羧酸酯中的1种或2种以上构成。
[0036]专利技术的效果
[0037]根据本专利技术，可以提供可以获得具有裂缝少，相对于集电体的剥离强度高的电极活性物质层，并且内阻低，具有良好的循环特性的二次电池的非水系二次电池电极粘合剂以及非水系二次电池电极。
附图说明
[0038]图1为将相对于本专利技术的实施例和比较例涉及的电极粘合剂(B)的表面自由能γ
B
的、电极活性物质层的裂缝数进行了绘制的图。
[0039]图2为将相对于本专利技术的实施例和比较例涉及的电极粘合剂(B)的表面自由能γ
B
的偶极子部分γ
pB
的、电极活性物质层的裂缝数进行了绘制的图。
[0040]图3为将相对于本专利技术的实施例和比较例涉及的电极粘合剂(B)的表面自由能γ
B
的分散力部分γ
dB
的、电极活性物质层的裂缝数进行了绘制的图。
[0041]图4为将相对于本专利技术的实施例和比较例涉及的电极粘合剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水系二次电池电极粘合剂，其特征在于，是包含树脂成分的水溶性的非水系二次电池电极粘合剂，23℃下的表面自由能γ
B
为70mJ/m2以下，所述表面自由能的偶极子部分γ
pB
为26mJ/m2以下。2.根据权利要求1所述的非水系二次电池电极粘合剂，所述表面自由能γ
B
为66mJ/m2以下。3.根据权利要求1或2所述的非水系二次电池电极粘合剂，所述表面自由能的所述偶极子部分γ
pB
为22mJ/m2以下。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粘合剂，所述表面自由能的氢键部分γ
hB
为24mJ/m2以下。5.根据权利要求1～4中任一项所述的非水系二次电池电极粘合剂，所述树脂成分包含具有烯属不饱和键的化合物的聚合物。6.一种非水系二次电池电极，是包含集电体和电极活性物质层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：川原勇汰，仓田智规，花崎充，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：