二次电池用电极、二次电池电极用粘合剂及二次电池制造技术

技术编号:7570761 阅读:131 留言:0更新日期:2012-07-15 04:06
本发明专利技术的目的在于提供高温特性及长期循环特性得到进一步提高的、用于锂离子二次电池等的二次电池用电极。本发明专利技术涉及在集电体上叠层下述电极活性物质层而成的二次电池用电极、以及具有正极、电解液、隔板及负极的二次电池,所述电极活性物质层含有不含卤素原子、且主链不含不饱和键的嵌段共聚物,且所述正极和/或负极为所述二次电池用电极的二次电池。所述嵌段共聚物优选由对电解液显示相溶性的链段和对电解液不显示相溶性的链段构成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种二次电池用电极及其制造方法、构成其电极活性物质层的粘合剂及使用二次电池用电极的电池。
技术介绍
在实用化电池中,锂离子二次电池显示出最高的能量密度,尤其多被用于小型电子设备。另外,也一直期待将锂离子二次电池用于在汽车用途。其中,期望实现锂离子二次电池的更高性能化,如长寿命化及在宽的温度范围内的工作、及安全性的提高等。通常锂离子二次电池的正极是利用聚偏氟乙烯等粘合剂将作为正极活性物质使用的LiCo02、LiMn2O4及LiFePO4等含锂金属氧化物等进行粘结而形成的。另一方面,负极是利用苯乙烯-丁二烯共聚物等粘合剂将作为负极活性物质使用的碳质(非晶质)的碳材料、金属氧化物或者金属硫化物等进行粘结而形成的。为了实现锂离子二次电池的高性能化,例如,在专利文献1中公开了如下内容使用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物作为由活性物质和粘合剂构成的电极粘合剂。通过使用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物可以防止活性物质的脱离,能够得到具有低内阻的电池。另外,在专利文献2中公开了如下内容使用含氟嵌段共聚物作为由活性物质和粘合剂构成的电极的粘合剂。通过使用由含氟链段(segment)和不含氟链段形成的含氟嵌段共聚物,能够得到与集电体的密合性和耐电解液性的平衡良好的电极。现有技术文献专利文献专利文献1 日本特开2000-133275号公报专利文献2 日本特开2002-141068号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但本专利技术人等研究发现在专利文献1及2所述的方法中,由于嵌段共聚物在主链具有不饱和键、或结构中具有卤素元素,会导致聚合物在高温状态下不稳定,发生聚合物的分解等副反应,其结果,二次电池的高温循环特性等高温特性大幅度降低。另外还了解到为了提高长期循环特性,需要进一步提高电极的电解液保持性及电解液浸渗性。因此,本专利技术的目的在于提供一种高温特性及长期循环特性得到进一步提高的、 用于锂离子二次电池等的二次电池用电极。解决问题的方法为了解决所述问题,本专利技术人等进行了深入研究,结果发现通过使用不含卤素原子、且主链不含不饱和键的嵌段共聚物作为粘合剂,即使在高温下也不会发生聚合物的分3解等副反应,因此,使用具有该嵌段共聚物的二次电池用电极的二次电池的高温特性及长期循环特性得到提高,从而完成了本专利技术。根据这样的本专利技术,提供一种在集电体上叠层电极活性物质层而成的二次电池用电极,所述电极活性物质层含有电极活性物质、及不含卤素原子且主链不含不饱和键的嵌段共聚物。在本专利技术中,优选嵌段共聚物由对电解液显示相溶性的链段和对电解液不显示相溶性的链段构成。通过使嵌段共聚物具有所述结构,对电极活性物质的吸附稳定性提高,从而分散性得到提高,具有高的电解液保持性及电解液浸渗性,除了显示出高的长期循环特性之外,还能够显示出高的输出特性。S卩,用于解决所述问题的本专利技术包含下述事项作为要点。(1) 一种二次电池用电极,其具有集电体和电极活性物质层,所述电极活性物质层设置于所述集电体上,并且含有电极活性物质和嵌段共聚物,所述嵌段共聚物不含卤素原子且主链中不含不饱和键。(2)根据(1)所述的二次电池用电极,其中,所述嵌段共聚物具有对含有碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的电解液显示相溶性的链段、及对含有碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的电解液不显示相溶性的链段。(3)根据(1)或( 所述的二次电池用电极,其中,所述嵌段共聚物包含玻璃化转变温度为15°C以下的软质聚合物的链段。(4)根据⑴ (3)中任一项所述的二次电池用电极,其中,所述嵌段共聚物的重均分子量在1,000 500,000的范围。(5) 一种二次电池电极用粘合剂,其含有不含卤素原子、且主链不含不饱和键的嵌段共聚物。(6)根据( 所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述嵌段共聚物具有对含有碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的电解液显示相溶性的链段、及对含有碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯的电解液不显示相溶性的链段。(7)根据( 或(6)所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述嵌段共聚物包含玻璃化转变温度为15°C以下的软质聚合物的链段。(8)根据(5) (7)中任一项所述的二次电池电极用粘合剂,其中,所述嵌段共聚物的重均分子量在1,000 500,000的范围。(9) (1) 中任一项所述二次电池用电极的制造方法,其包括下述工序在集电体上涂布含有电极活性物质、及不含卤素原子且主链不含不饱和键的嵌段共聚物的浆料,并进行干燥。(10) 一种二次电池,其具有正极、电解液、隔板及负极,其中,所述正极和/或负极为(1) 中任一项所述的二次电池用电极。专利技术的效果本专利技术通过使二次电池用电极含有特定的粘合剂,该二次电池用电极能够达到电极活性物质的高度分散性及高度电解液保持性,所得二次电池的高温特性及长期循环特性得以进一步提高。具体实施例方式以下,对本专利技术进行详细叙述。本专利技术的二次电池用电极具有集电体、以及设置于集电体上的电极活性物质层, 所述电极活性物质层含有电极活性物质、及不含商素原子且主链不含不饱和键的嵌段共聚物。本专利技术的电极活性物质层含有电极活性物质及嵌段共聚物。以下,对其构成材料进行详细说明。(电极活性物质)通常,在本专利技术的二次电池用电极中使用的电极活性物质根据使用电极的二次电池来进行选择。作为上述二次电池,可以举出锂离子二次电池及镍氢二次电池。在将本专利技术的二次电池用电极用作锂离子二次电池正极时,使用能够吸留放出锂离子的活性物质,锂离子二次电池正极用的电极活性物质(正极活性物质)大致分为由无机化合物构成的物质、和由有机化合物构成的物质。作为由无机化合物构成的正极活性物质,可以举出过渡金属氧化物、过渡金属硫化物、锂和过渡金属形成的含锂复合金属氧化物等。作为上述过渡金属,使用有Ti、V、Cr、 Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo 等。作为过渡金属氧化物,可以举出:MnO、MnO2, V2O5, V6013、TiO2, Cu2V2O3、非晶质 V2O-P2O5, Mo03、V2O5, V6O13等,其中,从得到的二次电池的循环稳定性和容量方面考虑,优选 Mn0、V205、V6013、Ti02。作为过渡金属硫化物,可以举出TiS2、TiS3、非晶质MoS2JeS等。作为含锂复合金属氧化物,可以举出具有层状结构的含锂复合金属氧化物、具有尖晶石结构的含锂复合金属氧化物、具有橄榄石型结构的含锂复合金属氧化物等。作为具有层状结构的含锂复合金属氧化物,可以举出含有锂的钴氧化物 (LiCoO2)、含有锂的镍氧化物(LiNiO2) ,Co-Ni-Mn的锂复合氧化物、Ni-Mn-Al的锂复合氧化物、Ni-Co-Al的锂复合氧化物等。作为具有尖晶石结构的含锂复合金属氧化物,可以举出猛酸锂(LiMn2O4)及部分 Mn被其它过渡金属所取代的Li O4 (其中,M为Cr、Fe、Co、Ni、Cu等)等。作为具有橄榄石型结构的含锂复合金属氧化物,可以举出由LixMPO4(式中,M为选自 Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mg、Zn、V、Ca、Sr、Ba、Ti、Al、Si、B 及 Mo 中的至少一种,O 彡 χ 彡 2) 所表示的橄榄石型磷酸锂化合物。导电性差的铁类氧化物由于在还原焙烧时能够使碳源物质共存,因此可以制成被碳材料所包覆的电极活性物质来使用。另外,这些化合物也可以本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:胁坂康寻薮内庸介早野重孝
申请(专利权)人:日本瑞翁株式会社
类型:发明
国别省市:

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