[發(fā)明專利]鋰離子二次電池負(fù)極用漿料組合物、鋰離子二次電池用負(fù)極及鋰離子二次電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201480014105.0
• 申請(qǐng)日: 2014-03-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105190967B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山本德一
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本瑞翁株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/133;H01M4/134;H01M4/36;H01M4/485
• 代理公司: 北京柏杉松知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11413
• 代理人: 趙曦,劉繼富

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰離子二次電池負(fù)極用漿料組合物、鋰離子二次電池用負(fù)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。因而，近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)鋰離子二次電池的進(jìn)一步的高性能化，已針對(duì)電極等電池構(gòu)件的改良進(jìn)行了研究。

這里，鋰離子二次電池用電極通常具備集電體和形成在集電體上的電極合材層。其中，電極合材層可通過(guò)例如將使電極活性物質(zhì)及粘合劑(粘結(jié)材料)和根據(jù)需要而配合的導(dǎo)電材料等分散于分散介質(zhì)而成的漿料組合物涂布于集電體上并使其干燥而形成。于是，近年來(lái)，為了實(shí)現(xiàn)鋰離子二次電池的進(jìn)一步的性能提高，已嘗試了對(duì)用于形成電極合材層的漿料組合物中配合的各種材料的改良。

進(jìn)而，例如，對(duì)于用于形成鋰離子二次電池用負(fù)極的負(fù)極用漿料組合物，已提出了通過(guò)對(duì)粘結(jié)材料進(jìn)行改良來(lái)提高鋰離子二次電池的性能。具體而言，例如在專利文獻(xiàn)1中，提出了一種使用了下述粘結(jié)材料的負(fù)極用漿料組合物，所述粘結(jié)材料包含：數(shù)均粒徑為80～120nm、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為5～50℃、且甲苯凝膠含量為70％以上的聚合物膠乳(a)；和數(shù)均粒徑為150～280nm、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為-50℃～0℃、且甲苯凝膠含量為70％以上的聚合物膠乳(b)。另外，例如在專利文獻(xiàn)2中，提出了一種使用了下述粘結(jié)材料的負(fù)極用漿料組合物，所述粘結(jié)材料包含：鍵合苯乙烯量為20質(zhì)量％以上且70質(zhì)量％以下的苯乙烯丁二烯共聚物(a)；和鍵合苯乙烯量為80質(zhì)量％以上且低于100質(zhì)量％的苯乙烯丁二烯共聚物(b)。

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)2010-40228號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2000-67871號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的問(wèn)題

這里，在鋰離子二次電池中，伴隨充放電，負(fù)極中所含的電極活性物質(zhì)(以下稱為“負(fù)極活性物質(zhì)”)有時(shí)會(huì)發(fā)生膨脹及收縮。并且，如果負(fù)極活性物質(zhì)的膨脹及收縮重復(fù)發(fā)生，可能會(huì)逐漸導(dǎo)致負(fù)極膨脹，二次電池變形，循環(huán)特性等電氣特性降低。

為此，對(duì)于鋰離子二次電池而言，要求抑制伴隨充放電而發(fā)生的負(fù)極膨脹，從而提高循環(huán)特性等電氣特性。

另外，對(duì)于鋰離子二次電池用負(fù)極，要求即使在伴隨充放電而導(dǎo)致負(fù)極活性物質(zhì)發(fā)生膨脹及收縮的情況下，也能夠利用粘結(jié)材料使負(fù)極活性物質(zhì)彼此之間以及負(fù)極活性物質(zhì)與集電體之間良好地粘結(jié)，從而防止負(fù)極活性物質(zhì)從集電體脫落，同時(shí)確保將負(fù)極浸漬于電解液時(shí)電極合材層(負(fù)極合材層)內(nèi)的鋰離子的傳導(dǎo)性。即，對(duì)于鋰離子二次電池用負(fù)極，要求在使負(fù)極合材層與集電體之間的密合性提高的同時(shí)，確保電解液中的負(fù)極合材層內(nèi)的鋰離子的傳導(dǎo)性，從而提高循環(huán)特性、速率特性等電氣特性。

然而，在使用上述傳統(tǒng)的負(fù)極用漿料組合物而形成的負(fù)極中，無(wú)法以足夠高的水平實(shí)現(xiàn)下述全部：即，抑制伴隨充放電而發(fā)生的負(fù)極膨脹；提高負(fù)極合材層與集電體之間的密合性；以及確保負(fù)極合材層內(nèi)的鋰離子的傳導(dǎo)性。為此，對(duì)于使用上述現(xiàn)有的負(fù)極用漿料組合物而形成的負(fù)極以及使用了該負(fù)極的鋰離子二次電池而言，在抑制伴隨充放電而發(fā)生的負(fù)極膨脹的同時(shí)進(jìn)一步提高循環(huán)特性、速率特性等電氣特性的方面尚存在改善的余地。

基于此，本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制伴隨充放電而發(fā)生的膨脹、同時(shí)能夠使鋰離子二次電池的電氣特性提高的鋰離子二次電池用負(fù)極。另外，本發(fā)明的目的在于提供能夠形成該鋰離子二次電池用負(fù)極的鋰離子二次電池負(fù)極用漿料組合物。

另外，本發(fā)明的目的在于提供能夠抑制負(fù)極的膨脹、同時(shí)電氣特性優(yōu)異的鋰離子二次電池。

解決問(wèn)題的方法

本發(fā)明人為了實(shí)現(xiàn)上述目的而進(jìn)行了深入研究。進(jìn)而，本發(fā)明人獲得了下述新的發(fā)現(xiàn)：通過(guò)使用具有給定性狀的第1粒子狀粘結(jié)材料和具有給定性狀的第2粒子狀粘結(jié)材料作為粘結(jié)材料，能夠抑制伴隨充放電而發(fā)生的負(fù)極膨脹，同時(shí)能夠使鋰離子二次電池的電氣特性提高，進(jìn)而完成了本發(fā)明。