System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 二次电池电极用粘合剂及其用途、以及二次电池电极用粘合剂的制造方法技术_技高网

二次电池电极用粘合剂及其用途、以及二次电池电极用粘合剂的制造方法技术

技术编号:41597019 阅读:41 留言:0更新日期:2024-06-07 00:07
本发明专利技术提供一种能够提高电解液浸渍后的粘合剂涂膜的强韧性、二次电池电极合剂层的耐电解液性、以及二次电池的循环特性的二次电池电极用粘合剂。一种二次电池电极用粘合剂,所述二次电池电极用粘合剂是含有含羧基的聚合物或其盐的二次电池电极用粘合剂,其中,所述含羧基的聚合物相对于其全部结构单元含有15质量%以上且99.9质量%以下的来自烯属不饱和羧酸单体的结构单元、以及0.1质量%以上且85质量%以下的来自含酮基的烯属不饱和单体的结构单元,所述酮基的至少一部分是用于与化合物形成化学键的官能团,所述化合物是具有和该酮基的反应性的化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】

本专利技术涉及二次电池电极用粘合剂及其用途、以及二次电池电极用粘合剂的制造方法


技术介绍

1、作为二次电池,镍氢二次电池、锂离子二次电池、双电层电容器等各种蓄电设备被实用化。通过在集电体上对组合物进行涂布、干燥等来制作这些用于二次电池的电极,其中,所述组合物是用于形成含有活性物质和粘合剂等的电极合剂层的组合物。例如,在锂离子二次电池中,作为用于负极合剂层用组合物的粘合剂,使用了包含苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)胶乳和羧甲基纤维素(cmc)的水系的粘合剂。另一方面,作为用于正极合剂层的粘合剂,聚偏二氟乙烯(pvdf)的n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)溶液被广泛使用。

2、近年来,随着各种二次电池的用途的扩大,对能量密度、可靠性和耐久性提高的要求倾向于增强。例如,出于提高锂离子二次电池的电容量的目的,将硅系的活性物质用作负极用活性物质的方式有所增加。然而,已知硅系活性物质在充放电时的体积变化大,随着反复使用会发生电极合剂层的剥离或脱落等,其结果是存在电池的容量降低、循环特性(耐久性)恶化的问题。

3、为了抑制这样的缺陷进行了改善耐久性的研究,其中,所述改善耐久性的研究通过将活性物质间由粘合剂牢固粘结(粘结性)、减小活性物质的尺寸来缓和伴随溶胀收缩的应力、或者研究电解液的添加剂来进行。

4、其中,报道了丙烯酸系聚合物作为粘合剂是有效的,所述粘合剂是具有良好的循环特性、实现了使用硅系活性物质的负极合剂层的耐久性提高的效果的粘合剂。

5、专利文献1公开了含有通过特定的交联剂将聚丙烯酸交联的交联型丙烯酸系聚合物的粘合剂,公开了即使在使用含有硅的活性物质的情况下电极结构也不被破坏、示出良好的循环特性。专利文献1公开的粘合剂虽然能够赋予良好的循环特性,但随着二次电池的性能提高,需要能够得到更高的循环特性的粘合剂。

6、作为能够提高二次电池循环特性的二次电池电极用粘合剂,例如,专利文献2中公开了一种二次电池电极用粘合剂,所述二次电池电极用粘合剂含有粘合剂(粘结剂)和交联剂,所述粘合剂(粘结剂)含有烯属不饱和羧酸碱金属中和物与乙烯醇的共聚物,所述交联剂具有两个以上能够与所述粘合剂中的羧基和/或羟基反应的官能团。

7、另外,专利文献3公开了一种二次电池电极用粘合剂,其中,所述二次电池电极用粘合剂含有树脂微粒以及多官能酰肼化合物,所述树脂微粒含有0.5质量%~5质量%的烯属不饱和羧酸单体和/或含酰胺基的烯属不饱和单体,且含有0.1质量%~10质量%的来自含酮基的烯属不饱和单体的结构单元,所述多官能酰肼化合物具有两个以上能够与该酮基反应的酰肼基。

8、现有技术文献

9、专利文献

10、专利文献1:国际公开第2014/065407号

11、专利文献2:国际公开第2019/054348号

12、专利文献3:日本特开2011-134618号公报


技术实现思路

1、专利技术所要解决的技术问题

2、专利文献2和专利文献3公开的二次电池电极用粘合剂均由于下述情况而存在问题:存在通过粘合剂中的官能团与交联剂中的官能团反应虽然得到了良好的循环特性但是不充分的情况,以及由于电解液浸渍后的粘合剂涂膜的强韧性不足,二次电池电极混合材料层的耐电解液性不充分。

3、本专利技术是鉴于这样的情况而完成的专利技术,其目的在于提供一种能够提高电解液浸渍后的粘合剂涂膜的强韧性、二次电池电极合剂层的耐电解液性、以及二次电池的循环特性的二次电池电极用粘合剂。另外,同时提供含有上述粘合剂的二次电池电极合剂层用组合物、使用该组合物所得的二次电池电极以及二次电池。

4、本专利技术人等为了解决上述问题而进行了深入研究,结果发现通过使用含有含羧基的聚合物或其盐的二次电池电极用粘合剂,电解液浸渍后的粘合剂涂膜的强韧性、二次电池电极合剂层的耐电解液性、以及二次电池的循环特性更加优异,从而完成了本专利技术,其中,所述含羧基的聚合物含有特定量的来自烯属不饱和羧酸单体的结构单元以及含酮基的烯属不饱和单体,该酮基的至少一部分是用于与化合物形成化学键的官能团,所述化合物是具有和该酮基的反应性的化合物。

5、本专利技术如下。

6、[1]一种二次电池电极用粘合剂,所述二次电池电极用粘合剂是含有含羧基的聚合物或其盐的二次电池电极用粘合剂,其中,所述含羧基的聚合物相对于其全部结构单元含有15质量%以上且99.9质量%以下的来自烯属不饱和羧酸单体的结构单元、以及0.1质量%以上且85质量%以下的来自含酮基的烯属不饱和单体的结构单元,所述酮基的至少一部分是用于与化合物形成化学键的官能团,所述化合物是具有和该酮基的反应性的化合物。

7、[2]如[1]所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述二次电池电极用粘合剂进一步含有具有两个以上官能团、且所述官能团具有和酮基的反应性的化合物(以下称为“多官能交联剂”)。

8、[3]如[1]或[2]所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述含羧基的聚合物是交联聚合物。

9、[4]如[3]所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述交联聚合物是将含有非交联性单体和交联性单体(但不同于所述多官能交联剂)的单体组合物聚合所得的交联聚合物。

10、[5]如[4]所述的二次电池电极用粘合剂,其中,相对于所述非交联性单体的总量100质量份,所述交联性单体的使用量为0.1质量份以上且2.0质量份以下。

11、[6]如[3]~[5]中任一项所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述交联聚合物在被中和至中和度80mol%~100mol%后,在水介质中测定的粒径以体积基准中值径计为0.1μm以上且10.0μm以下。

12、[7]如[2]~[6]中任一项所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述多官能交联剂包含具有酰肼基的多官能交联剂。

13、[8]一种二次电池电极合剂层用组合物,其中,所述二次电池电极合剂层用组合物含有[2]~[7]中任一项所述的二次电池电极用粘合剂、活性物质以及水。

14、[9]如[8]所述的二次电池电极合剂层用组合物,其中,所述活性物质包含硅系活性物质。

15、[10]一种二次电池电极,其中,所述二次电池电极在集电体表面具备由[8]或[9]所述的二次电池电极合剂层用组合物所形成的合剂层。

16、[11]一种二次电池,其中,所述二次电池具备[10]所述的二次电池电极。

17、[12]一种制造方法,所述制造方法是含有含羧基的聚合物或其盐的二次电池电极用粘合剂的制造方法,其特征在于,所述含羧基的聚合物通过具备下述工序的方法得到:通过沉淀聚合或分散聚合使含有烯属不饱和羧酸单体的单体成分与含有含酮基的烯属不饱和单体的单体成分聚合。

18、[13]如[12]所述的制造方法,其中,所述沉淀聚合或分散聚合具备:使含有烯属不饱和羧酸单体的单体成分聚合的工序,以及在上述工序的中途添加含有含酮基的烯属不饱和单体的单体成本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二次电池电极用粘合剂,所述二次电池电极用粘合剂是含有含羧基的聚合物或其盐的二次电池电极用粘合剂,其中,

2.如权利要求1所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

3.如权利要求1或2所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

4.如权利要求3所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

5.如权利要求4所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

6.如权利要求3-5中任一项所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

7.如权利要求2-6中任一项所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

8.一种二次电池电极合剂层用组合物,其中,

9.如权利要求8所述的二次电池电极合剂层用组合物,其中,

10.一种二次电池电极,其中,

11.一种二次电池,其中,

12.一种制造方法,所述制造方法是含有含羧基的聚合物或其盐的二次电池电极用粘合剂的制造方法,其特征在于,

13.如权利要求12所述的制造方法,其中,所述沉淀聚合或分散聚合具备:

14.如权利要求12或13所述的制造方法,其中

...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】

1.一种二次电池电极用粘合剂,所述二次电池电极用粘合剂是含有含羧基的聚合物或其盐的二次电池电极用粘合剂,其中,

2.如权利要求1所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

3.如权利要求1或2所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

4.如权利要求3所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

5.如权利要求4所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

6.如权利要求3-5中任一项所述的二次电池电极用粘合剂,其中,

7.如权利要求2-6中任一项所述的二次...

【专利技术属性】
技术研发人员:吉森健一斋藤直彦仲野朋子
申请(专利权)人:东亚合成株式会社
类型:发明
国别省市:

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