非水电解质二次电池用粘合剂、电极合剂、电极以及非水电解质二次电池制造技术

本申请的目的在于提供一种非水电解质二次电池用粘合剂，该非水电解质二次电池用粘合剂具有对活性物质、集电体的高粘接性，且具有在使合剂层高密度化后的电极中，能够承受弯曲的高柔软性。实现所述目的的非水电解质二次电池用粘合剂包含以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的偏氟乙烯聚合物和具有特定的结构的添加剂，所述偏氟乙烯聚合物与所述添加剂的质量比为99/1～60/40。剂的质量比为99/1～60/40。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池用粘合剂、电极合剂、电极以及非水电解质二次电池


[0001]本专利技术涉及一种非水电解质二次电池用粘合剂、电极合剂、电极以及非水电解质二次电池。

技术介绍

[0002]在非水电解质二次电池的电极的合剂层等中，聚偏氟乙烯(PVDF)广泛用作粘合剂。从电池的性能提高的观点考虑，要求粘合剂具有与活性物质和集电体的高粘接性。例如，专利文献1中公开了如下粘合剂组合物对集电体具有优异的粘接性，所述粘合剂组合物包含：将偏氟乙烯和丙烯酸羧乙酯等共聚而得到的偏氟乙烯共聚物；以及非水溶剂。
[0003]近年来，面向电池的高能量密度化，电极合剂层的高密度化正在进展。在此，为了进行电池的高能量密度化，需要将使合剂层高密度化后的电极紧密地配置在电池罐体中，要求电极能弯曲成所希望的形状。然而，使用了对活性物质和集电体具有优异的粘接性的粘合剂的电极的柔软性低，若将使合剂层高密度化后的电极弯曲，则有时合剂层破裂、集电箔断开、电极断裂。
[0004]因此，正在研究对电极赋予柔软性。专利文献2中公开了在合剂层中的粘合剂中添加具有烯二醇键的化合物。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利第5797206号公报
[0008]专利文献2：日本特开2005
‑
294140号公报

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的问题
[0010]然而，即使是在专利文献2中所记载的电极，电极的柔软性仍不充分。此外，对粘合剂所要求的高粘接性没有关注。
[0011]本专利技术是鉴于上述问题而完成的。本专利技术的目的在于提供一种非水电解质二次电池用粘合剂，其兼具对活性物质、集电体的高粘接性和在使合剂层高密度化后的电极中，能够承受弯曲的高柔软性。
[0012]技术方案
[0013]本专利技术提供一种非水电解质二次电池用粘合剂，其包含：以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的偏氟乙烯聚合物；以及选自下述通式(A)所示的化合物中的一种以上添加剂，所述偏氟乙烯聚合物与所述添加剂的质量比为99/1～60/40。
[0014][化学式1][0015][0016](在通式(A)中，X表示包含一个以上选自由芳香环、具有极性基团的环烷烃、硫原子、氮原子、以及磷原子构成的组中的原子或结构，且分子量为300以下的二～十价原子团，Y表示具有醚键或酯键，与X经由醚键或酯键键合的、分子量200以下的二价结构，R表示主链为碳原子数5以上且15以下的脂肪族烃基，n表示2以上且10以下的整数)
[0017]本专利技术还提供一种电极合剂，其包含上述非水电解质二次电池用粘合剂和电极活性物质。
[0018]本专利技术还提供一种电极，其具有：集电体和设置在所述集电体上的合剂层，该合剂层包含上述非水电解质二次电池用粘合剂和电极活性物质。
[0019]本专利技术还提供一种非水电解质二次电池，其包括上述电极。
[0020]有益效果
[0021]本专利技术的非水电解质二次电池用粘合剂即使在对活性物质、集电体具有高粘接性，且将使合剂层高密度化后的电极弯曲的情况下，包含所述非水电解质二次电池用粘合剂的电极也不易断裂。
具体实施方式
[0022]在本说明书中，“～”所示的数值范围是指包含“～”的前后所记载的数值的数值范围。
[0023]1.非水电解质二次电池用粘合剂
[0024]本专利技术的非水电解质二次电池用粘合剂(以下，也称为“粘合剂”)例如优选为非水电解质二次电池的电极的合剂层等。不过，粘合剂的用途不限于此。
[0025]如上所述，在非水电解质二次电池的电极的合剂层等中使用的粘合剂中，要求具有对活性物质或集电体的高粘接性。另一方面，当提高粘合剂的粘接性时，电极难以弯曲，当使合剂层高密度化后的电极弯曲时，有时合剂层破裂、集电体断开，电极断裂。即，粘合剂对活性物质或集电体的粘接性与电极的柔软性存在折衷的关系。作为其理由，考虑如下。若粘合剂与活性物质、集电体牢固地粘结，则集电体和合剂层难以剥离。如此，各构件牢固地粘结的电极的柔软性低，当弯曲时局部地施加力，电极容易断裂。另一方面，在粘合剂与活性物质、集电体的粘结弱的情况下，虽然难以产生弯曲时的电极的断裂，但合剂层容易从集电体剥离。而且，在任意情况下，非水电解质二次电池的性能均降低。
[0026]与此相对，本专利技术的粘合剂以规定的比率包含：以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的偏氟乙烯聚合物；以及选自下述通式(A)所示的化合物中的一种以上添加剂。
[0027][化学式2][0028][0029]在上述通式(A)中，X表示包含芳香环等的、分子量300以下的二～十价原子团。此外，Y表示经由醚键或酯键与X键合的、分子量200以下的二价结构。R表示主链为碳原子数5以上且15以下的脂肪族烃基。n表示2以上且10以下的整数。
[0030]通式(A)所示的添加剂的X和Y所示的部分具有极性或共轭体系，R所示的部分为非极性。这样的添加剂也作为偏氟乙烯聚合物的增塑剂而发挥作用。例如，与偏氟乙烯聚合物
混合时，若X所示的基团具有极性或共轭体系，则容易进入偏氟乙烯聚合物的分子间。此外，此时，由于R所示的基团具有适当的长度，因此偏氟乙烯聚合物的分子间的间隔充分扩大，偏氟乙烯聚合物的柔软性提高。另一方面，上述添加剂还起到提高粘合剂与活性物质、集电体的粘接强度的功能。当偏氟乙烯聚合物的柔软性提高时，粘合剂的断裂伸长率提高，因此在合剂层中产生的应力得到缓和，粘合剂与活性物质、集电体的粘接强度变高。
[0031]就是说，具有包含本专利技术的粘合剂的合剂层的电极的柔软性高，例如即使提高合剂层的密度，在弯曲时电极也不易产生断裂。另一方面，粘合剂与活性物质、集电体的粘接强度高，难以产生剥离。因此，能实现优异的电池特性。以下，对所述粘合剂中的各成分进行说明。
[0032]·
偏氟乙烯聚合物
[0033]偏氟乙烯聚合物是以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的聚合物。需要说明的是，偏氟乙烯聚合物可以是偏氟乙烯的均聚物，也可以包含偏氟乙烯的均聚物和以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的偏氟乙烯聚合物。此时，可以仅包含一种以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的偏氟乙烯聚合物，也可以包含两种以上以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的偏氟乙烯聚合物。在本说明书中，以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分是指，源自偏氟乙烯的结构单元的量相对于构成偏氟乙烯聚合物的全部结构单元的质量为超过50质量％的量。源自偏氟乙烯的结构单元的量相对于构成偏氟乙烯聚合物的全部结构单元的质量优选为80质量％以上，进一步优选为90质量％以上。若偏氟乙烯聚合物中的、源自偏氟乙烯的结构单元的量为90质量％以上，则偏氟乙烯聚合物的物性容易落入所希望的范围内，容易与活性物质、集电体、导电助剂粘结。源自上述偏氟乙烯的结构单元的量例如可以通过利用
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F
‑
NMR的分析等来确定。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非水电解质二次电池用粘合剂，所述非水电解质二次电池用粘合剂包含：以源自偏氟乙烯的结构单元为主要构成成分的偏氟乙烯聚合物；以及选自下述通式(A)所示的化合物中的一种以上添加剂，所述偏氟乙烯聚合物与所述添加剂的质量比为99/1～60/40，[化学式1]在通式(A)中，X表示包含一个以上选自由芳香环、具有极性基团的环烷烃、硫原子、氮原子、以及磷原子构成的组中的原子或结构，且分子量为300以下的二～十价原子团，Y表示包含醚键或酯键，与X经由醚键或酯键键合的、分子量200以下的二价结构，R表示主链为碳原子数5以上且15以下的脂肪族烃基，n表示2以上且10以下的整数。2.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用粘合剂，其中，所述通式(A)中的Y是选自由酯键、醚键、两末端具有酯键的二价结构、两末端具有醚键的二价结构、一个末端具有酯键另一个末端具有醚键的二价结构构成的组中的任意种二价结构。3.根据权利要求2所述的非水电解质二次电池用粘合剂，其中，所述通式(A)中的Y是选自由醚键、酯键以及下式构成的组中的任意种结构，[化学式2]m表示1以上且3以下的整数。4.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用粘合剂，其中，所述通式(A)中的X包含芳香环或具有极性基团的环烷烃，Y具有酯键。5.根据权利要求1所述的非水电解质二次电池用粘合剂，其中，所述通式(A)所示的化合物是下述通式(A
‑
1)～(A
‑
3)中的任意式所示的化合物，[化学式3]在通式(A
‑
1)中，Y1分别独立地表示与所述通式(A)中的Y相同的结构，R1分别独立地表示与所述通式(A)中的R相同的脂肪族烃基，n表示2以上且6以下的整数，[化学式4]
在通式(A
‑
2)中，Y2和Y3分别独立地表示与所述通式(A)中的Y相同的结构，R2、R3分别独立地表示与所述通式(A)中的R相同的脂肪族烃基，[化学式5]在通式(A
‑
3)中，Y4和Y5分别独立地表示与所述通式(A)中的Y相同的结构，R4、R5分别独立地表示与所述通式(A)中的R相同的脂肪族烃基。6.根据权利要求5所述的非水电解质二次电池用粘合剂，其中，所述通式(A)所示的化合物是下述通式(a
‑
1)～(a
‑
3)中的任意式所示的化合物，[化学式6]在通式(a
‑
1)中，R
1a
分别独立地表示与所述通式(A)中的R相同的脂肪族烃基，n表示2以上且6以下的整数，[化学式7]在通式(a
‑
2)中，R
2a
和R
3a
分别独立地表示与所述通式(A)中的R相同的脂肪族烃基，p和q分别独立地表示1～3的整数，[化学式8]在通式(a
‑
3)中，R
4a
、R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：斎藤春樹，冈田佳余子，池山泰史，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：