[發明專利]非水系電池用正極合劑和正極結構體

有效

• 申請號: 200880115679.1
• 申請日: 2008-11-12
• 公開（公告）號: CN101855752A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 五十嵐民人;齊藤國幸;佐久間充康
• 申請（專利權）人: 株式會社吳羽
• 主分類號: H01M4/02
• 分類號: H01M4/02;H01M4/04;H01M4/62;H01M10/40
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 段承恩;陳海紅

技術領域

本發明涉及適合形成非水系電池，特別是鋰離子電池的正極的(涂布用)合劑和由該合劑形成的正極結構體。

背景技術

非水系電池，特別是鋰離子電池具有小型、輕量、高能量密度這樣的特性，因而廣泛用作移動電話、個人電腦等小型信息通信設備的主要電源，此外從資源和環境問題出發，也正用作電動汽車和/或混合動力汽車的電源。

這樣的非水系電池的電極(正極和負極)例如如下獲得：向電極活性物質和根據需要添加的導電助劑等粉末狀電極形成材料中混合粘合劑(粘結劑)，在適當溶劑中溶解或分散以獲得電極合劑漿料，將該電極合劑漿料涂布在集電體上以形成合劑層。粘合劑需要對將例如LiPF₆、LiClO₄等電解質溶解在碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯等非水系溶劑中而獲得的非水系電解液顯示耐久性，以往使用四氟乙烯聚合物等氟系聚合物、苯乙烯-丁二烯共聚物等，但是近年來廣泛應用固有電阻更小、薄膜形成性也良好的1，1-二氟乙烯系聚合物。

然而，非水系電池，特別是鋰離子電池，對小型、輕量化和高能量密度化的要求近年來逐漸強烈，隨之，一些問題點也已經顯現。特別是為了輕量化、高能量密度化，需要在集電體上形成厚的電極合劑層，并增加電極活性物質占電池容積的占有率，但電極合劑層會隨之脆化，電極合劑層容易因變形而破裂。此外，如果通過加壓使電極合劑層高密度化，則該傾向更加顯著。合劑層的破裂會引起電極間的短路，因此應嚴格避免。對于使用其本身具有某種程度柔軟性的碳或石墨類活性物質的負極合劑，這種缺陷問題較少，而對于使用其本身缺乏柔軟性或者潤滑性的鋰系復合金屬氧化物作為活性物質，并需要合并使用導電助劑的正極合劑，更容易表現出這些缺陷。

關于這樣的正極合劑，以往提出了若干提案。例如向包含含有鋰鎳系復合金屬氧化物的活性物質、導電助劑、粘合劑和溶劑的合劑中配合相對于100重量份活性物質為0.1～3重量份的2價以上的有機酸而獲得的正極糊料組合物(下述專利文獻1)，向包含含有復合金屬氧化物的正極活性物質、導電助劑、1，1-二氟乙烯系聚合物和有機溶劑的合劑中添加有機酸而獲得的非水系電池用正極合劑(下述專利文獻2)。然而，即使使用這些正極合劑，也不能實現厚度充分厚的、高能量密度的正極。

專利文獻1：特開2001-35495號公報

專利文獻2：專利第3540097號公報。

發明內容

因此，本發明的主要目的在于提供即使盡可能高能量密度化，也會形成在結構和特性方面完好的非水系電池用正極結構體的正極合劑和正極結構體。

本發明的非水系電池用正極合劑的特征在于，是通過向包含正極活性物質、導電助劑、粘合劑以及有機溶劑的合劑中添加相對于100重量份導電助劑為0.5～10重量份有機酸而獲得的，所述正極活性物包含復合金屬氧化物，所述導電助劑包含高結構炭黑，所述粘合劑包含至少含有1，1-二氟乙烯、四氟乙烯和柔軟性改性含氟單體的三元以上的氟系共聚物。

此外，本發明的非水系電池用正極結構體的特征在于，在集電體片的至少一面上具有通過涂布上述正極合劑并進行干燥和壓縮而形成的層。