锂离子二次电池用电极制造技术

本发明专利技术提供了一种能抑制多孔膜层柔软性降低的锂离子二次电池用电极。该锂离子二次电池用电极在集电体上依次具有包含电极活性物质、增粘剂和粘合剂的电极活性物质层和包含无机填料的多孔膜层，上述粘合剂当在形成了包含该粘合剂和增粘剂的复合膜时，在上述复合膜截面形成直径平均值为０．５μｍ以上的球形岛相。上述粘合剂优选为丙烯酸烷基酯单体单元的含有比例为８５质量％以上的不饱和羧酸酯类聚合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锂离子二次电池用电极，尤其是能抑制当在电极活性物质层上涂布无机填料分散浆液形成多孔膜层时的附着(密着)强度降低，提高多孔膜层柔软性的锂离子二次电池用电极。
技术介绍
锂离子二次电池等化学电池是在正极和负极之间具备隔板(一夕一)而形成的，所述隔板分别使各电极之间电绝缘、还具有保持电解液的作用。此外，在锂离子二次电池中，目前主要使用由聚乙烯或聚丙烯等形成的微多孔性膜。然而，上述微多孔性膜总的来说在高温下容易收缩。因此存在如下课题在内部短路时，或如钉子那样的尖锐形状的突起物贯穿电池时，由于瞬间产生的短路反应热会使隔板收缩，扩大短路部分，进而产生更多的反应热，促进异常过热。因此，为了提高包括上述课题在内的安全性，提出了在电极活性物质层表面涂布无机填料分散浆液，干燥，形成多孔膜层的技术。(参见专利文献1)上述无机填料分散浆液通过混合无机填料、粘合剂和无机填料的分散介质来制备。制备的无机填料分散浆液在电极活性物质层表面涂布后，用热风干燥。现有技术文献专利文献专利文献1 特开平7-220759号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题然而，在专利文献1记载的方法中，存在如下问题多孔膜层的柔软性降低，成为在所谓的电极膨胀的锂离子二次电池制造工序中产量降低的原因。因此，本专利技术的目的是提供一种能抑制多孔膜层柔软性降低的锂离子二次电池用电极。解决问题的方法本专利技术人为了解决上述课题，进行了精心的研究，结果发现，为了提高多孔膜层的柔软性，提高在涂布无机填料分散浆液并干燥后的集电体-活性物质层之间的附着强度是有效的。此外发现，通过使用当在形成了包含粘合剂和增粘剂的复合膜时，在上述复合膜截面中形成特定球形的岛相的物质作为构成电极活性物质层的该粘合剂，能够防止由于涂布多孔膜层所致的电极活性物质层的附着强度的降低和电极的膨胀，基于该发现，从而完成本专利技术。概括也说，根据本专利技术，提供了一种锂离子二次电池用电极，其从集电体侧起，在集电体上依次具有包含电极活性物质、增粘剂和粘合剂的电极活性物质层和包含无机填料的多孔膜层，上述粘合剂当在形成了包含该粘合剂和增粘剂的复合膜时，在上述复合膜截面形成直径平均值为0.5μπι以上的球形岛相。此外，上述粘合剂优选为丙烯酸烷基酯单体单元的含有比例为85质量％以上的不饱和羧酸酯类聚合物。此外，上述丙烯酸烷基酯单体优选为其均聚物的玻璃化转变温度为_20°C以下的物质。上述增粘剂的聚合度优选为 1000 3000。根据本专利技术的第二方面，提供了一种锂离子二次电池，其包括正极、负极和电解液，正极和负极中的至少之一是上述电极。专利技术的效果根据本专利技术，针对涂布无机填料分散浆液并干燥后，无机填料分散浆液中的分散介质浸透于电极活性物质层，从而集电体与电极活性物质层之间的附着强度降低这样的问题，通过使用当在形成了包含增粘剂和粘合剂的复合膜时，在复合膜截面形成直径平均值为0. 5μπι以上的球形岛相的粘合剂作为构成电极活性物质层的粘合剂，能够获得下述锂离子二次电池用电极该粘合剂抑制分散介质的渗透，不会发生集电体-电极活性物质层之间的附着强度降低，且多孔膜层的柔软性提高，且能够抑制电极的膨胀。此外，针对隔板收缩，短路部分扩大这样的问题，除了在活性物质层表面涂布无机填料分散浆液并干燥，形成多孔膜层的技术以外，还广泛已知有在隔板与电极活性物质层之间涂布粘着(接着)层而粘附(付着)的方法。本专利技术对提高该隔板与电极活性物质层之间的附着性也做出了贡献。具体实施例方式以下对本专利技术进行详细描述。本专利技术的锂离子二次电池用电极在集电体上依次具有包含电极活性物质、增粘剂和粘合剂的电极活性物质层和包含无机填料的多孔膜层，上述粘合剂当在形成了包含该粘合剂与增粘剂的复合膜时，在上述复合膜截面形成直径平均值为0. 5μπι以上的球形岛相。〈集电体〉本专利技术中使用的集电体只要是具有电导电性，且具有电化学耐久性的材料，就没有特别的限制，但从具有耐热性的观点出发，优选例如铁、铜、铝、镍、不锈钢、钛、钽、金、钼等金属材料。其中，作为用于锂离子二次电池的正极，特别优选铝，作为用于负极，特别优选铜。对集电体的形状没有特别的限制，优选为厚度0.001 0.5mm左右的片状。为了提高集电体与电极活性物质层的粘着强度，优选预先进行糙化处理而使用。作为粗糙化方法，可以列举机械研磨法、电解研磨法、化学研磨法等。在机械研磨法中，可以使用附着了研磨剂粒子的研磨布纸、砂轮、金刚砂轮、具有钢线等的线刷等。此外，为了提高电极合剂层的粘着强度和导电性，还可以在集电体表面形成中间层。〈电极活性物质层〉<活性物质>本专利技术中使用的活性物质可以根据电极的种类进行适当选择。活性物质只要是通常的锂离子二次电池中使用的物质，就可以任意使用。作为锂离子二次电池的正极用活性物质，可以例示LiCo02、LiNi02、LiMn02、LiMn204、LiFePO4^LiFeVO4等含有锂的复合金属氧化物；TiS2、TiS3、非晶体Mc^3等过渡金属硫化物；Cu2V203、非晶体V20-P205、MoO3> V2O5, V6O13等过渡金属氧化物。此外，还可以使用聚乙炔、聚对亚苯基(FU-P-7I-P^)等导电性高分子。缺乏导电性的铁类氧化物可以通过在还原煅烧时存在碳源物质，从而以被碳材料覆盖的活性物质的形式使用。此外，这些化合物还可以部分地元素被取代。此外，作为锂离子二次电池的负极用活性物质，可以列举例如无定形碳、石墨、天然石墨、中间相碳微球(乂力一# ^ ” π Ii — <、MCMB)、浙青类碳纤维等碳材料、多并苯(τ·力 > )等导电性高分子等。活性物质还可以通过机械改性法，在表面附着导电赋予材料而使用。<粘合剂>本专利技术中使用的粘合剂是在当形成了包含该粘合剂和增粘剂的复合膜时，在上述复合膜截面形成直径平均值为0. 5 μ m以上的球形岛相的物质。由此，可以防止在后述用于形成多孔膜层的无机填料分散介质向集电体-电极活性物质层界面渗透，从而能抑制电极的附着强度降低。作为本专利技术中使用的粘合剂，只要是能形成上述岛相的物质，就没有特别的限定， 从聚合物之间能够容易熔合、扩大岛相面积的观点出发，优选不饱和羧酸酯类聚合物。所谓的不饱和羧酸酯类聚合物，是具有丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯单体单元的聚合物。具体地说，可以是丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯的均聚物或共聚物、丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯和能与其共聚的单体的共聚物。在丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯中，优选丙烯酸烷基酯，更优选形成为均聚物时的玻璃化转变温度为_20°C以下的丙烯酸烷基酯，特别优选形成为均聚物时的玻璃化转变温度为-30°C -70°C的丙烯酸烷基酯。通过使用均聚物的玻璃化转变温度在上述范围内的丙烯酸烷基酯，可以使所得不饱和羧酸酯类聚合物的玻璃化转变温度在常温以下，因此在与增粘剂的复合膜中，能容易地使粘合剂的岛相之间熔合，扩大岛结构。在形成为均聚物时的玻璃化转变温度为-20°C以下的丙烯酸烷基酯中，特别优选选自丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸2-乙基己酯的至少1种。通过使用选自丙烯酸乙酯、 丙烯酸丁酯和丙烯酸2-乙基己酯的至少1种作为单体来作为形成为均聚物时的玻璃化转变温度为_20°C以下的丙烯酸烷基酯，能进一步提高电本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．锂离子二次电池用电极，其从集电体侧起，在集电体上依次具有包含电极活性物质、增粘剂和粘合剂的电极活性物质层和包含无机填料的多孔膜层，上述粘合剂在形成了包含该粘合剂和增粘剂的复合膜时，在上述复合膜截面形成直径平均值为０．５μｍ以上的球形岛相。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：胁坂康寻，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：JP