二次电池多孔膜浆料、二次电池多孔膜、二次电池电极、二次电池隔板及二次电池制造技术

本发明专利技术的目的在于提供一种使用涂敷性及非导电性有机颗粒的分散性优异的二次电池多孔膜浆料制造的二次电池多孔膜，该二次电池多孔膜可使所得二次电池的循环特性提高，其柔软性高，可以防止落粉，且含有的水分量少。另外，本发明专利技术的目的还在于提供一种金属杂质的含量少，适用于二次电池多孔膜的非导电性有机颗粒。为此，本发明专利技术提供一种二次电池多孔膜浆料，其含有：包含具有热交联性基团的乙烯基单体的聚合单元的粘合剂、具有能够与该热交联性基团交联的官能团的非导电性有机颗粒、以及溶剂。

【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多孔膜浆料，更详细而言，涉及一种用于制造形成于锂离子二次电池的电极或隔板表面、柔软性高且可有助于电池的循环特性的改善的二次电池多孔膜的二次电池多孔膜浆料。另外，本专利技术涉及一种具备这种二次电池多孔膜的二次电池电极、二次电池隔板及二次电池。
技术介绍
在已实用化的电池中，锂离子二次电池显示出最高的能量密度，特别是多用于小型电子设备用途。另外，除小型用途以外，也期待向汽车领域展开。其中，期望锂离子二次电池的长寿命化和安全性的进一步提高。为了防止正极和负极之间的短路，锂离子二次电池中通常使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类有机隔板。由于聚烯烃类有机隔板具有在200°C以下熔融的物性，因此，在电池因内部和/或外部的刺激而达到高温的情况下，会发生有机隔板的收缩、熔融等，导致有机隔板的体积发生变化。其结果，有可能引起正极及负极的短路、因电能的释放等而引起爆炸坐寸ο为了解决这样的起因于使用聚烯烃类有机隔板的问题，已提出了下述方案:在聚烯烃类有机隔板上或电极(正极、负极)上叠层含有无机颗粒等非导电性颗粒的层(多孔膜)。此外，为了防止电池的异常反应引起的热失控，已提出了一种多孔膜，所述多孔膜含有因受热而发生熔融的聚合物颗粒、在电解液中的溶胀度因受热而上升的聚合物颗粒。其被认为具有下述功能:在二次电池的温度由于短路等而异常上升的情况下，该聚合物颗粒因熔融或溶胀而堵塞多孔膜中的微 细空穴，由此阻止电极间的离子通过，因此具有阻断电流、抑制温度的进一步上升的功能(切断功能)。例如在专利文献I中记载了一种多孔膜，为了提高安全性，使该多孔膜含有耐热性树脂微粒和具有切断功能的有机微粒。另外，其中还记载了使用乙烯-乙酸乙烯酯聚合物作为多孔膜用粘合剂。专利文献2中记载了通过将磺酸等具有亲水性基团的水分散性丙烯酸聚合物颗粒用作粘合剂来防止非导电性颗粒自多孔膜的落粉的方法。另外，还记载了下述内容:通过使水分散性丙烯酸聚合物颗粒中进一步具有交联性基团，可以具有坚韧且柔软的多孔膜。专利文献3中记载了一种使用氧化铝、氧化钛作为无机填料、使用聚乙烯醇、苯乙烯-丁二烯共聚物作为粘合剂的多孔膜。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2006-139978号公报专利文献2:国际专利公开W02009/123168号专利文献3:日本特开2008-210794号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，根据本专利技术人的研究，专利文献I中记载的多孔膜由于使用乙烯-乙酸乙烯酯聚合物作为粘合剂，因此，用于形成该多孔膜的浆料中的耐热性树脂微粒和有机微粒的分散性不充分，多孔膜的均匀性差。其结果，有时多孔膜的柔软性变差。另外，若使用乙烯-乙酸乙烯酯聚合物作为粘合剂，则有时无法充分地保持耐热性树脂微粒和有机微粒的粘结性，可能导致该微粒自多孔膜脱离(落粉)。就专利文献2中记载的多孔膜而言，已知虽然非导电性颗粒在多孔膜浆料中的分散性优异，但在作为粘合剂的丙烯酸聚合物颗粒中含有亲水性基团和交联性基团的情况下，由于存在相互具有反应性的官能团，因而存在浆料制造工序中发生交联反应的倾向。因此，浆料的涂敷性随时间的经过而变得不稳定，其结果，可能导致多孔膜的柔软性变得不充分。就专利文献3中记载的多孔膜而言，可能会因多孔膜中所含的水分在电池内发生副反应而导致循环特性降低，此外，可能会因无机填料中所含的金属杂质在电池中发生离子溶出而导致循环特性降低。因此，本专利技术的目的在于提供一种使用涂敷性及非导电性有机颗粒的分散性优异的二次电池多孔膜浆料制造的二次电池多孔膜，该二次电池多孔膜可使所得二次电池的循环特性提高，其柔软性高，可以防止落粉，且含有的水分量少。为此，本专利技术人进行了研究，结果发现，通过使用特定的粘合剂和特定的非导电性有机颗粒，可以得到柔软性及落粉性优异的多孔膜。也就是说，通过使用特定的粘合剂和特定的非导电性有机颗粒，可以抑制浆料制造工序中的交联反应，降低浆料的增粘等。因此，可以改善非导电性有机颗粒在多孔膜浆料中的分散性和多孔膜浆料的涂敷性，能够获得柔软性高的多孔膜。另外，由于在用于本专利技术的粘合剂和非导电性有机颗粒之间形成交联结构，因此，粘合剂和 非导电性有机颗粒的粘结性变得良好，可以防止非导电性有机颗粒自多孔膜脱离(落粉)。另外，由于本专利技术中的非导电性有机颗粒没有来自无机填料的离子溶出，多孔膜的含水量少，因此，也不会使电池特性变差。此外，本专利技术人还发现，通过改善多孔膜浆料中的非导电性有机颗粒的分散性和多孔膜浆料的涂敷性，不仅可以提高多孔膜的生产性，还能够提高使用该多孔膜的二次电池的循环特性。解决问题的方法为了解决上述课题，本专利技术的主旨如下所述。(I) 一种二次电池多孔膜浆料，其含有:包含具有热交联性基团的乙烯基单体的聚合单元的粘合剂、具有能够与该热交联性基团交联的官能团的非导电性有机颗粒、以及溶剂。(2)根据(I)所述的二次电池多孔膜浆料，其中，所述粘合剂还含有(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元及α，β-不饱和腈单体的聚合单元，在全部聚合单元中，所述具有热交联性基团的乙烯基单体的聚合单元的含有比率为0.1 10质量％,所述(甲基)丙烯酸酯单体的聚合单元的含有比率为50 98质量％,所述α，β -不饱和腈单体的聚合单元为1.0 50质量％。(3)根据(I)或(2)所述的二次电池多孔膜浆料，其中，所述热交联性基团为环氧基或稀丙基。(4)根据⑴ (3)中任一项所述的二次电池多孔膜浆料，其中，所述非导电性有机颗粒的平均粒径为0.1 2.0 μ m，并且，用热天平在氮气氛下以升温速度10°C /分钟加热时，所述非导电性有机颗粒的减重比率达到10质量％的温度为250°C以上。(5)根据⑴ (4)中任一项所述的二次电池多孔膜浆料，其中，相对于非导电性有机颗粒，所述能够与热交联性基团交联的官能团的含量为0.008 0.240mmol/g。(6)根据⑴ (5)中任一项所述的二次电池多孔膜浆料，其中，所述能够与热交联性基团交联的官能团为磺酸基或磷酸基。(7) 一种二次电池多孔膜，其通过将上述(I) (6)中任一项所述的二次电池多孔膜浆料形成为膜状并干燥而得到。(8) 一种二次电池多孔膜，其包含:包含具有热交联性基团的乙烯基单体的聚合单元的粘合剂、和具有能够与该热交联性基团交联的官能团的非导电性有机颗粒，在所述粘合剂和所述非导电性有机颗粒之间具有交联结构。(9) 一种二次电池电极，其含有:集电体、附着于该集电体且包含电极活性物质和电极用粘结剂的电极活性物质层、以及叠层在该电极活性物质层表面上的(7)或(8)所述的二次电池多孔膜。(10) 一种二次电池隔板，其含有有机隔板、叠层在该有机隔板上的(7)或⑶所述的二次电池多孔膜。(11) 一种二次电池，其包含正极、负极、有机隔板及电解液，其中，在所述正极、负极及有机隔板中的任意上叠层有(7)或⑶所述的二次电池多孔膜。专利技术的效果根据本专利技术，可以提供一种二次电池多孔膜浆料，所述二次电池多孔膜浆料用于制造二次电池多孔膜，所述二次电池多孔膜通过含有特定组成的粘合剂和特定的非导电性有机颗粒，柔软性及落粉性优异，可有助于二次电池的循环特性的提高。另外，该多孔膜浆料的分散性和涂敷性优异。此外，由于使用该多孔膜浆料制造的二次电池多孔膜的含水量少，因此，也不会发生电本文档来自技高网...

【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：金田拓也，松村卓，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：
国别省市：