[發(fā)明專利]非水電解質(zhì)二次電池的電極用羧甲基纖維素或其鹽、及其水溶液

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510210790.0
• 申請(qǐng)日: 2009-11-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105140522A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-12-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 日高康博;藤原一弘;井上一彥;佐藤伸治
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日本制紙株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/62
• 分類號(hào): H01M4/62;H01M4/139
• 代理公司: 中國(guó)專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 蔡曉菡;劉力

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在非水電解質(zhì)二次電池的電極中，作為可防止電極表面的條紋或小孔這樣的缺陷的發(fā)生于未然的粘合劑有用的羧甲基纖維素或其鹽、及其水溶液。

背景技術(shù)

近年來(lái)，電子設(shè)備、尤其是移動(dòng)電話、PDA（personaldigitalassistant,個(gè)人數(shù)字助理）、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備變得小型化、輕量化、薄型化、高性能化，移動(dòng)設(shè)備的普及不斷進(jìn)展。伴隨著此類移動(dòng)設(shè)備的利用范圍的多樣化，驅(qū)動(dòng)它們的電池成為非常重要的部件。電池中，具有高能量密度、高容量的、以鋰離子二次電池為代表的非水電解質(zhì)二次電池正被廣泛利用。

通常，非水電解質(zhì)二次電池按照如下方法制作。即，將含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極、和含有正極活性物質(zhì)的正極在作為集電基材（集電體）的金屬箔的表面上各自形成為片狀，而得到片狀正極和片狀負(fù)極，所述負(fù)極活性物質(zhì)包含可吸藏、放出鋰離子的碳材料等，所述正極活性物質(zhì)包含含鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物（例如LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄等）。而后，將片狀正極和片狀負(fù)極隔著同樣被形成為片狀的隔膜進(jìn)行卷繞或?qū)盈B，并收納在盒內(nèi)。片狀正極和片狀負(fù)極是具備作為集電基材（集電體）的金屬箔、和在其表面上形成的含有活性物質(zhì)的合劑層的結(jié)構(gòu)，是將負(fù)極活性物質(zhì)漿料（或糊料）或正極活性物質(zhì)漿料（或糊料）涂布在集電材上并干燥而形成的。

負(fù)極活性物質(zhì)漿料（糊料）中，除了包含可吸留、放出鋰離子的碳材料等的負(fù)極活性物質(zhì)之外，還含有粘合劑（binder）。作為粘合劑，專利文獻(xiàn)1（日本特開(kāi)平5-74461號(hào)公報(bào)）公開(kāi)有以苯乙烯/丁二烯膠乳（SBR）為主成分的負(fù)極用的粘合劑。

根據(jù)專利文獻(xiàn)1，將作為水溶性增稠劑的羧甲基纖維素溶解在水中來(lái)制備水溶液，向其中混合SBR和負(fù)極活性物質(zhì)來(lái)制造漿料。該漿料作為涂布液被涂布在基材上并被干燥，從而形成片狀負(fù)極。

另一方面，非水電解質(zhì)二次電池的正極的制造中，溶劑可使用現(xiàn)有的N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP）等有機(jī)系溶劑。但是，考慮到處理所需要的成本的降低和排出時(shí)對(duì)環(huán)境負(fù)荷的影響，近年來(lái)，逐漸使用水作為溶劑。

正極活性物質(zhì)漿料（糊料）中，除了作為正極活性物質(zhì)的含鋰過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物（例如LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄等）、作為導(dǎo)電材料的碳等之外，還含有粘合劑。作為粘合劑，專利文獻(xiàn)2（日本特開(kāi)2003-157847號(hào)公報(bào)）中記載了羧甲基纖維素等、1％水溶液的粘度為4000mPa?s以上的纖維素。專利文獻(xiàn)2中記載了將羧甲基纖維素與導(dǎo)電材料、聚四氟乙烯（PTFE）等一同添加到純水中來(lái)制備活性物質(zhì)糊料。

作為將上述負(fù)極活性物質(zhì)漿料（糊料）、或正極活性物質(zhì)漿料（糊料）涂布在集電基材上的方法，可通過(guò)相對(duì)于應(yīng)被涂布的集電基材表面，利用隔開(kāi)規(guī)定間隔的刮刀，以恰好匹配和集電基材的間隔的量將漿料排出為層狀，由此來(lái)形成片狀極板的方法（例如專利文獻(xiàn)3（日本特開(kāi)平4-242071號(hào)公報(bào)））來(lái)制造。

此外，作為其他方法，提出了利用具有縫式噴嘴的擠壓型注液器向卷繞于支承輥而移動(dòng)的集電基材上排出電極材料涂布液來(lái)進(jìn)行涂布的方法（例如專利文獻(xiàn)4（日本特開(kāi)平7-65816號(hào)公報(bào)））等。

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5-74461號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開(kāi)2003-157847號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開(kāi)平4-242071號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開(kāi)平7-65816號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

可是，在含有羧甲基纖維素作為粘合劑、使用水作為溶劑而制備的負(fù)極活性物質(zhì)漿料（糊料）、或者正極活性物質(zhì)用漿料（糊料）的情況，有時(shí)羧甲基纖維素的未溶解物會(huì)殘留在漿料中，將這類殘留了未溶解物的漿料（糊料）層疊在集電基材上來(lái)制造電極時(shí)，則會(huì)在涂布的漿料的表面產(chǎn)生條紋狀缺陷（條痕）。