电极合剂用组合物、电极合剂、电极、非水电解质二次电池以及电极的制造方法技术

本发明专利技术提供一种能提高锂离子二次电池等电池中的集电体与电极合剂层的粘接强度的电极合剂用组合物。本发明专利技术的电极合剂用组合物具有包含如下成分的构成：合成树脂，以99质量％以上的比例包含偏氟乙烯聚合物；以及多异氰酸酯化合物，至少一部分异氰酸酯基被封端剂封端。端。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极合剂用组合物、电极合剂、电极、非水电解质二次电池以及电极的制造方法


[0001]本专利技术涉及一种电极合剂用组合物、电极合剂及其用途。详细而言，涉及一种电极合剂用组合物、电极合剂、电极、非水电解质二次电池以及电极的制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，电子技术的发展惊人，小型便携式设备的高功能化得以推进。因此，对用于这些设备的电源要求小型化和轻型化、即高能量密度化。作为具有高能量密度的电池，以锂离子二次电池等为代表的非水电解质二次电池被广泛使用。
[0003]此外，从地球环境问题和节能的观点考虑，非水电解质二次电池还利用于将二次电池与发动机组合而成的混合动力汽车、以及将二次电池作为电源的电动汽车等，其用途正在扩大。
[0004]非水电解质二次电池用的电极为具有集电体和形成于集电体上的电极合剂层的构造。电极合剂层一般通过将包含电极活性物质、导电助剂以及电极合剂用组合物(粘合剂组合物)的电极合剂以分散于适当的溶剂或分散介质中而成的浆料状态涂布于集电体上，使溶剂或分散介质挥发而形成。作为粘合剂组合物，从耐化学品性、耐候性优异、具有优异的电化学稳定性的方面考虑，主要使用聚偏氟乙烯(PVDF)等偏氟乙烯聚合物组合物。
[0005]例如，在专利文献1中记载了包含分散于有机稀释剂中的偏氟乙烯聚合物和(甲基)丙烯酸聚合物分散剂的锂离子二次电池的电极粘合剂。
[0006]然而，偏氟乙烯聚合物有时与作为电池的集电体的金属箔和活性物质等的粘接强度低，要求提高粘接强度。
[0007]此外，作为正极活性物质(电极活性物质)，主要使用钴酸锂，但近年来，根据用途，锂镍复合氧化物和磷酸铁锂等也作为正极活性物质而公知。在使用锂镍复合氧化物作为正极活性物质的情况下，若使用偏氟乙烯聚合物作为粘合剂组合物，则电极合剂在保存中容易增稠。根据情况有时也会凝胶化，要求提高电极合剂的稳定性。
[0008]因此，作为改善偏氟乙烯聚合物的、与金属箔等的粘接性的方法，公开了通过将偏氟乙烯与马来酸单甲酯等不饱和二元酸的单酯共聚而得到的偏氟乙烯系共聚物(例如，参照专利文献2和3)、通过将偏氟乙烯与丙烯酸系化合物共聚而得到的偏氟乙烯系共聚物(例如，参照专利文献4)。
[0009]此外，作为防止电极合剂的凝胶化的方法，公开了包含偏氟乙烯和三氟氯乙烯的共聚物(例如，参照专利文献5)。
[0010]现有技术文献
[0011]专利文献
[0012]专利文献1：日本公开专利公报日本特开2017
‑
510044号公报
[0013]专利文献2：日本公开专利公报日本特开2001
‑
19896号公报
[0014]专利文献3：日本公开专利公报日本特开平6
‑
172452号公报
[0015]专利文献4：日本公表专利公报日本特表2010
‑
525124号公报
[0016]专利文献5：日本公开专利公报日本特开平11
‑
195419号公报

技术实现思路

[0017]专利技术要解决的问题
[0018]然而，即使是在专利文献2～4中所记载的聚合物，与金属箔等的粘接性仍不充分。此外，如专利文献5所公开的那样，使用偏氟乙烯系聚合物和正极活性物质制作电极合剂时，若作为正极活性物质而使用镍的含有率高的高镍系的正极活性物质来制作电极合剂，则存在虽然凝胶化得到了抑制但粘接性降低的问题。
[0019]本专利技术是鉴于上述现有技术所具有的问题而完成的，其目的在于，提供一种与金属箔等的粘接性比以往的偏氟乙烯聚合物优异的粘合剂组合物。
[0020]技术方案
[0021]本专利技术人为了解决上述问题而反复进行了深入研究，其结果基于如下发现，从而完成了本专利技术，即，通过使用包含偏氟乙烯聚合物和多异氰酸酯化合物的电极合剂，意外地能提高集电体与电极合剂层的粘接强度。
[0022]即，本专利技术的一个方案的电极合剂用组合物为包含如下成分的电极合剂用组合物：合成树脂，以99质量％以上的比例包含偏氟乙烯聚合物；以及多异氰酸酯化合物，至少一部分异氰酸酯基被封端剂封端。
[0023]有益效果
[0024]根据本专利技术的一个方案，能提供一种能提高锂离子二次电池等电池中的集电体与电极合剂层的粘接强度的电极合剂用组合物。
具体实施方式
[0025]〔电极合剂用组合物〕
[0026]本实施方式的电极合剂用组合物包含合成树脂和多异氰酸酯化合物。
[0027](合成树脂)
[0028]合成树脂只要以99质量％以上的比例包含偏氟乙烯聚合物即可，作为一个方案，仅包含偏氟乙烯聚合物。在使合成树脂包含其他聚合物的情况下，只要不损害本实施方式的电极合剂用组合物的所期望的效果就没有特别限制。作为合成树脂的一个方案，可以是不包含(甲基)丙烯酸聚合物作为其他聚合物的合成树脂。通过以99质量％以上的比例包含偏氟乙烯聚合物，能提高使用本实施方式的电极合剂用组合物的情况下的集电体与电极合剂层的粘接强度。此外，从电化学稳定性的观点考虑，也优选以99质量％以上的比例包含偏氟乙烯聚合物。
[0029](偏氟乙烯聚合物)
[0030]在本说明书中，“偏氟乙烯聚合物”是指，包含偏氟乙烯的均聚物(Homopolymer)、以及能与偏氟乙烯共聚的单体(Monomer)和偏氟乙烯的共聚物(Copolymer)中的任一种。作为能与偏氟乙烯共聚的单体，例如，可以从公知的单体中适当选择。在使偏氟乙烯共聚的情况下，优选以50摩尔％以上含有偏氟乙烯单元，更优选以80摩尔％以上含有偏氟乙烯单元，特别优选以90摩尔％以上含有偏氟乙烯单元。
[0031]在偏氟乙烯聚合物为共聚物的情况下，优选的是，所述偏氟乙烯聚合物为以偏氟乙烯为主构成成分，含有源自不饱和二元酸的结构单元、源自不饱和二元酸单酯的结构单元、源自卤代烷基乙烯基化合物的结构单元、源自下述式(1)所示的化合物的结构单元、源自下述式(2)所示的化合物的结构单元以及源自下述式(3)所示的化合物的结构单元中的至少一种结构单元的偏氟乙烯共聚物。
[0032][化学式1][0033][0034]作为本实施方式的不饱和二元酸，例如可列举出：富马酸、马来酸、柠康酸以及邻苯二甲酸等。
[0035]作为本实施方式的不饱和二元酸单酯，例如可列举出：富马酸单甲酯、富马酸单乙酯、马来酸单甲酯、马来酸单乙酯、柠康酸单甲酯、柠康酸单乙酯、邻苯二甲酸单甲酯以及邻苯二甲酸单乙酯等。
[0036]在本实施方式的上述式(1)所示的化合物中，在式(1)中，R1、R2以及R3分别独立地为氢原子、氟原子、氯原子或碳原子数1～5的烷基。
[0037]作为碳原子数1～5的烷基，例如可列举出：甲基、乙基、丙基以及异丙基等。在本实施方式中，R1优选为氢原子或甲基，更优选为氢原子。此外，R2优选为氢原子或甲基，更优选为氢原子。此外，R3优选为氢原子、氟原子或甲基，更优选为氢原子。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电极合剂用组合物，所述电极合剂用组合物包含：合成树脂，以99质量％以上的比例包含偏氟乙烯聚合物；和多异氰酸酯化合物，至少一部分异氰酸酯基被封端剂封端。2.根据权利要求1所述的电极合剂用组合物，其中，所述多异氰酸酯化合物为选自由六亚甲基二异氰酸酯衍生出的异氰脲酸酯物、缩二脲物、加合物中的至少一种化合物。3.根据权利要求1或2所述的电极合剂用组合物，其中，所述封端剂为选自由肟化合物、活性亚甲基化合物以及吡唑化合物构成的组中的至少一种封端剂。4.根据权利要求1～3中任一项所述的电极合剂用组合物，其中，所述封端剂为肟化合物。5.根据权利要求1～4中任一项所述的电极合剂用组合物，其中，在所述电极合剂用组合物中，所述多异氰酸酯化合物相对于所述合成树脂100质量份的含量为0.5～50质量份。6.根据权利要求1～5中任一项所述的电极合剂用组合物，其中，所述偏氟乙烯聚合物为偏氟乙烯的均聚物。7.根据权利要求1～5中任一项所述的电极合剂用组合物，其中，所述偏氟乙烯聚合物为以偏氟乙烯为主构成成分，含有源自不饱和二元酸的结构单元、源自不饱和二元酸单酯的结构单元、源自卤代烷基乙烯基化合物的结构单元、源自下述式(1)所示的化合物的结构单元、源自下述式(2)所示的化合物的结构单元以及源自...

【专利技术属性】
技术研发人员：冈田佳余子，小林正太，上远野正孝，
申请(专利权)人：株式会社吴羽，
类型：发明
国别省市：