[發(fā)明專利]鋰離子二次電池正極用漿料組合物、鋰離子二次電池用正極的制造方法、鋰離子二次電池用正極及鋰離子二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480006346.0
• 申請(qǐng)日: 2014-02-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104956525B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 丸橋豐
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本瑞翁株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/139
• 分類號(hào): H01M4/139;H01M4/13;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/0566
• 代理公司: 北京市嘉元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)11484
• 代理人: 張永新

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子二次電池正極用漿料組合物、鋰離子二次電池用正極的制造方法、鋰離子二次電池用正極及鋰離子二次電池。

背景技術(shù)

鋰離子二次電池具有小型、輕質(zhì)、且能量密度高、以及能夠重復(fù)充放電這樣的特性，因此已被用于廣泛用途。

在此，鋰離子二次電池用電極通常具備集電體、以及形成在集電體上的電極活性物質(zhì)層。其中，也被稱作電極合材層的電極活性物質(zhì)層可以如下地形成：例如，將使電極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料、粘合劑等分散于分散介質(zhì)中而成的漿料組合物涂布到集電體上，并使其干燥。

另外，以往，作為配合到漿料組合物中的粘合劑，已被使用的有使單體在表面活性劑的存在下進(jìn)行乳液聚合而得到的膠乳等(下面，有時(shí)也稱為“粒子狀粘結(jié)材料”)。其中，作為在制備膠乳時(shí)使用的表面活性劑，例如已使用了聚氧乙烯類表面活性劑(例如，參照專利文獻(xiàn)1)。

在此，近年來(lái)，在鋰離子二次電池用正極的制造中，從降低環(huán)境負(fù)擔(dān)等的觀點(diǎn)來(lái)看，對(duì)使用水性介質(zhì)作為分散介質(zhì)的水性漿料組合物的使用的關(guān)注逐漸升高。其中，作為鋰離子二次電池正極用的水性漿料組合物，已提出了包含正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料、粘合劑(粒子狀粘結(jié)材料)以及粘度調(diào)節(jié)劑的漿料組合物。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開(kāi)平10-195310號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

但是，在利用使用聚氧乙烯類表面活性劑而得到的上述傳統(tǒng)的粒子狀粘結(jié)材料來(lái)配制水性漿料組合物的情況下，與使用有機(jī)介質(zhì)作為分散介質(zhì)的漿料組合物不同，會(huì)引起在制備漿料組合物時(shí)產(chǎn)生的泡不易消失的問(wèn)題。進(jìn)而，在使用該水性漿料組合物來(lái)形成正極時(shí)，會(huì)因包含在漿料組合物中的泡的存在而導(dǎo)致在正極活性物質(zhì)層中產(chǎn)生多個(gè)缺陷(針孔)。其結(jié)果，無(wú)法制造所期望的正極，無(wú)法獲得具有良好電氣特性(例如輸出特性)的鋰離子二次電池。

在此，針對(duì)如上所述的產(chǎn)生針孔的問(wèn)題，還考慮了通過(guò)使用聚氧乙烯類表面活性劑之外的表面活性劑，使制備漿料組合物時(shí)產(chǎn)生的泡變得容易消失。

但是，本發(fā)明人等進(jìn)行了深入研究，結(jié)果明確：在使用不含聚氧乙烯類表面活性劑的水性漿料組合物來(lái)制造正極時(shí)，在使涂布在集電體上的水性漿料組合物干燥而形成正極活性物質(zhì)層時(shí)，會(huì)因體積收縮而導(dǎo)致正極活性物質(zhì)層在寬度方向的端部(與向集電體上涂布漿料組合物的方向正交的方向的端部，以下簡(jiǎn)稱為“端部”)發(fā)生隆起，產(chǎn)生難以制造所期望的正極的問(wèn)題。需要說(shuō)明的是，正極活性物質(zhì)層的端部的隆起在使用干燥時(shí)的體積收縮較大的粘度調(diào)節(jié)劑的情況下、或是在集電體上高速地涂敷水性漿料組合物的情況下，尤其顯著。

為此，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠抑制針孔的產(chǎn)生、以及正極活性物質(zhì)層的端部隆起的產(chǎn)生這兩者的鋰離子二次電池正極用的水性漿料組合物。另外，本發(fā)明的目的在于提供使用了該水性漿料組合物的鋰離子二次電池用正極的制造方法。

此外，本發(fā)明的目的在于提供一種針孔的產(chǎn)生、以及正極活性物質(zhì)層的端部隆起的產(chǎn)生這兩者均得到抑制的鋰離子二次電池用正極。另外，本發(fā)明的目的在于提供使用了該鋰離子二次電池用正極的、具有良好電氣特性的鋰離子二次電池。

解決問(wèn)題的方法

本發(fā)明人等以解決上述問(wèn)題為目的而進(jìn)行了深入的研究。其中，本發(fā)明人等發(fā)現(xiàn)，通過(guò)在鋰離子二次電池正極用的水性漿料組合物中，使用聚氧乙烯類表面活性劑和磺基琥珀酸酯或其鹽這兩者作為表面活性劑，在形成正極時(shí)，能夠抑制針孔的產(chǎn)生和正極活性物質(zhì)層的端部隆起的產(chǎn)生這兩者，從而完成了本發(fā)明。

即，該發(fā)明的目的在于有利地解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的鋰離子二次電池正極用漿料組合物包含：正極活性物質(zhì)、導(dǎo)電材料、粘度調(diào)節(jié)劑、粒子狀粘結(jié)材料、表面活性劑以及水，且上述表面活性劑包含(a)聚氧乙烯類表面活性劑和(b)磺基琥珀酸酯或其鹽。這樣，如果使用包含(a)聚氧乙烯類表面活性劑和(b)磺基琥珀酸酯或其鹽這兩者的水性漿料組合物，則能夠在形成正極時(shí)，抑制針孔的產(chǎn)生和正極活性物質(zhì)層的端部隆起的產(chǎn)生這兩者。

在此，就本發(fā)明的鋰離子二次電池正極用漿料組合物而言，優(yōu)選上述(a)聚氧乙烯類表面活性劑為聚氧乙烯硫酸酯鹽。這是因?yàn)椋绻褂镁垩跻蚁┝蛩狨}，則以少的配合量即可抑制正極活性物質(zhì)層的端部隆起的產(chǎn)生，因此能夠抑制使用了利用漿料組合物形成的正極的鋰離子二次電池的電氣特性的下降。