全固态二次电池用合剂、全固态二次电池用合剂片及其制造方法以及全固态二次电池技术

提供一种具有良好性质的全固态二次电池用合剂和含有该全固态二次电池用合剂的二次电池用电极合剂片、以及使用了该全固态二次电池用片的二次电池。另外，提供一种制造全固态二次电池用片的方法，该全固态二次电池用片含有具有微细的纤维结构的聚四氟乙烯树脂。一种全固态二次电池用合剂，其为含有固体电解质和粘结剂的全固态二次电池用合剂，其特征在于，粘结剂为聚四氟乙烯树脂，聚四氟乙烯树脂具有原纤维直径(中央值)为70nm以下的纤维状结构。另外，一种全固态二次电池用合剂片，其含有该全固态二次电池用合剂。全固态二次电池用合剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全固态二次电池用合剂、全固态二次电池用合剂片及其制造方法以及全固态二次电池


[0001]本专利技术涉及全固态二次电池用合剂、全固态二次电池用合剂片及其制造方法以及全固态二次电池。

技术介绍

[0002]在锂离子二次电池中通常进行下述操作：对电极活性物质和导电助剂混合粘结剂和溶剂，涂布所得到的浆料并干燥，由此制作全固态二次电池用片。
[0003]另一方面，聚四氟乙烯树脂是容易原纤化的聚合物，通过将其原纤化，也作为粘结剂使用。
[0004]专利文献1中公开了一种电极的制作方法，其利用喷射式粉碎机对包含活性材料和聚四氟乙烯混合粘结剂材料的混合物进行高剪切处理，由此将聚四氟乙烯原纤化。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特表2017
‑
517862号公报

技术实现思路

[0008]专利技术所要解决的课题
[0009]本专利技术的目的在于提供一种具有良好性质的全固态二次电池用合剂和含有该合剂的全固态二次电池用合剂片、以及使用了该全固态二次电池用片的全固态二次电池。
[0010]另外，本专利技术的目的在于提供一种制造全固态二次电池用片的方法，该全固态二次电池用片含有具有微细的纤维结构的聚四氟乙烯树脂。
[0011]用于解决课题的手段
[0012]本专利技术涉及一种全固态二次电池用合剂，其为含有固体电解质和粘结剂的全固态二次电池用合剂，其特征在于，
[0013]粘结剂为聚四氟乙烯树脂，
[0014]聚四氟乙烯树脂具有原纤维直径(中央值)为70nm以下的纤维状结构。
[0015]上述全固态二次电池用合剂优选用于锂离子全固态二次电池。
[0016]上述全固态二次电池用合剂优选用于硫化物系全固态二次电池。
[0017]上述全固态二次电池用合剂优选为使用含有固体电解质和粘结剂的原料组合物而得到的全固态二次电池用合剂，其中，原料组合物中，粘结剂为粉末状的聚四氟乙烯树脂。
[0018]上述原料组合物优选实质上不含有液体介质。
[0019]上述粉末状的聚四氟乙烯树脂的水分含量优选为500ppm以下。
[0020]上述粉末状的聚四氟乙烯树脂的标准比重优选为2.11～2.20。
[0021]上述粉末状的聚四氟乙烯树脂优选包含50质量％以上的二次粒径为500μm以上的
聚四氟乙烯树脂。
[0022]上述粉末状的聚四氟乙烯树脂优选包含80质量％以上的二次粒径为500μm以上的聚四氟乙烯树脂。
[0023]本专利技术还涉及一种全固态二次电池用合剂片，其包含上述全固态二次电池用合剂。
[0024]本专利技术还涉及一种全固态二次电池用合剂片的制造方法，该全固态二次电池用合剂片的制造方法具有下述工序：
[0025]工序(1)，一边混合包含固体电解质和粘结剂的原料组合物，一边赋予剪切力；
[0026]工序(2)，将通过上述工序(1)得到的全固态二次电池用合剂成型为块状；和
[0027]工序(3)，将通过上述工序(2)得到的块状的全固态二次电池用合剂压延成片状，
[0028]该制造方法的特征在于，
[0029]粘结剂为粉末状的聚四氟乙烯树脂。
[0030]本专利技术还涉及一种全固态二次电池，其具有上述全固态二次电池用合剂片。
[0031]专利技术的效果
[0032]本专利技术中，在全固态二次电池用合剂片形成时不使用溶剂，使用水分少的聚四氟乙烯树脂(PTFE)粉体作为粘结剂，由此能够制造固体电解质的劣化少的电池。此外，本专利技术的制造方法中，能够制造全固态二次电池用合剂片，其含有具有微细的纤维结构的聚四氟乙烯树脂，另外由于不制作浆料，因此能够减轻制造工艺的负担。
具体实施方式
[0033]以下详细说明本专利技术。
[0034]本专利技术提供可以适合用于全固态二次电池的全固态二次电池用合剂和含有该全固态二次电池用合剂的合剂片。
[0035]本专利技术的全固态二次电池用合剂和含有该全固态二次电池用合剂的合剂片中，使用PTFE作为粘结剂。在现有的全固态二次电池用合剂中，通常使用下述方法：使用偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物等溶解于溶剂的树脂作为粘结剂，通过含有该粘结剂的浆料的涂布/干燥来制成全固态二次电池用合剂。
[0036]已知若对颗粒状态的PTFE施加剪切应力，则容易发生原纤化。利用这种原纤化的性质，可以使用PTFE作为粘结剂。即，通过原纤化的PTFE与其他粉体成分等缠绕，使粉体成分粘结，由此能够作为将粉体成分成型时的粘结剂发挥作用。
[0037]但是，即便在使用原纤化的PTFE作为粘结剂的情况下，若原纤化不充分，在作为全固态二次电池用合剂使用时也无法发挥出良好的性能。本专利技术中，对这点进行了研究，通过进行微细的原纤化加工，使PTFE具有原纤维直径(中央值)为70nm以下的纤维状结构，从而原纤化的PTFE作为全固态二次电池用合剂的粘结剂能够减少固体电解质的劣化，能够发挥出良好的性能。
[0038]即，本专利技术发现，在将PTFE用作粘结剂时，通过具有微细的纤维结构，能够得到具有良好性质的全固态二次电池用合剂和含有该全固态二次电池用合剂的合剂片，由此完成了本专利技术。
[0039]本专利技术的全固态二次电池用合剂使用含有电极活性物质和粘结剂的原料组合物
得到，粘结剂优选为粉末状的PTFE。作为原料，通过使用PTFE粉体而不是PTFE水分散液，全固态二次电池用合剂中来自原料的水分少，不会产生水分混杂导致的问题，由此还具有能够提高电池性能的优点。另外，能够制成离子传导优异的电池。
[0040]此外，上述原料组合物优选实质上不含有液体介质。这样，本专利技术的全固态二次电池用合剂具有在制造中不使用溶剂的优点。即，现有的全固态二次电池用合剂形成方法通常使用溶解粘结剂的溶剂，制备分散有作为全固态二次电池用合剂成分的粉体的浆料，通过该浆料的涂布/干燥来制备全固态二次电池用合剂片。这种情况下，使用溶解粘结剂的溶剂。但是，以往通常使用的能够溶解粘结剂树脂的溶剂限定于丁酸丁酯等特定的溶剂，另外，它们会使固体电解质劣化，导致电池性能的降低。另外，庚烷等低极性溶剂溶解的粘结剂树脂非常有限，而且闪点低，处理繁杂。
[0041]本专利技术的全固态二次电池用合剂具有PTFE作为构成要素，该PTFE具有原纤维直径(中央值)为70nm以下的纤维状结构。本专利技术中，原纤维直径(中央值)为70nm以下这点很重要。这样，在全固态二次电池用合剂中存在原纤维直径细的PTFE，其起到使构成全固态二次电池用合剂的成分的粉体彼此粘结的作用，由此达到本专利技术的目的。
[0042]上述原纤维直径(中央值)是通过下述方法测定的值。
[0043](1)使用扫描型电子显微镜(S
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4800型日立制作所制造)，拍摄全固态二次电池用合剂片的放大照片(7000倍)，得到图像。
[0044](2)在该图像上沿水平方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种全固态二次电池用合剂，其为含有固体电解质和粘结剂的全固态二次电池用合剂，其特征在于，粘结剂为聚四氟乙烯树脂，聚四氟乙烯树脂具有原纤维直径、亦即中央值为70nm以下的纤维状结构。2.如权利要求1所述的全固态二次电池用合剂，其用于锂离子全固态二次电池。3.如权利要求1或2所述的全固态二次电池用合剂，其用于硫化物系全固态二次电池。4.如权利要求1所述的全固态二次电池用合剂，其使用含有固体电解质和粘结剂的原料组合物而得到，其中，原料组合物中，粘结剂为粉末状的聚四氟乙烯树脂。5.如权利要求4所述的全固态二次电池用合剂，其中，原料组合物实质上不含有液体介质。6.如权利要求4或5所述的全固态二次电池用合剂，其中，粉末状的聚四氟乙烯树脂的水分含量为500ppm以下。7.如权利要求4、5或6所述的全固态二次电池用合剂，其中，粉末状的聚四氟乙烯树脂的标准比重为2.12～2.18。8.如权利要求4、5、...

【专利技术属性】
技术研发人员：山田贵哉，山田雅彦，山崎穣辉，寺田纯平，藤原花英，平贺健太郎，随献伟，
申请(专利权)人：大金工业株式会社，
类型：发明
国别省市：