[發明專利]鋰二次電池電極用組合物

有效

• 申請號: 201780003307.9
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN108028387B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 太田綾子
• 申請（專利權）人: 積水化學工業株式會社
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;C08F8/28
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

本發明的目的是提供活性物質的分散性和粘接性優異、且能夠長期維持適當粘度、即使在粘合劑的添加量少的情況下也能夠制作高容量的鋰二次電池的鋰二次電池電極用組合物。本發明是一種鋰二次電池電極用組合物，其是含有活性物質、聚乙烯醇縮醛樹脂和有機溶劑的鋰二次電池電極用組合物，其中，上述聚乙烯醇縮醛樹脂具有：下述式(1)所示的具有羥基的結構單元、下述式(2)所示的具有縮醛基的結構單元、以及具有羧基的結構單元，所述聚乙烯醇縮醛樹脂含有45～95摩爾％的上述式(1)所示的具有羥基的結構單元(下述式(2)中，R¹表示氫原子或碳數1～20的烷基)。

技術領域

本發明涉及活性物質的分散性和粘接性優異、且能夠長期維持適當粘度、即使在粘合劑的添加量少的情況下也能夠制作高容量的鋰二次電池的鋰二次電池電極用組合物。

背景技術

近年來，隨著便攜型攝像機、便攜型個人電腦等便攜型電子設備的普及，作為移動用電源的二次電池的需求驟增。此外，對于這種二次電池的小型化、輕量化、高能量密度化的要求非常高。

像這樣，作為能夠反復充放電的二次電池，以往的主流是鉛電池、鎳-鎘電池等水溶系電池，這些水溶系電池雖然充放電特性優異，但就電池重量、能量密度的方面而言，無法說其作為便攜型電子設備的移動用電源來說具有能夠令人充分滿足的特性。

因而，作為二次電池，積極進行了將鋰或鋰合金用于負極電極的鋰二次電池的研究開發。該鋰二次電池具備下述優異特征：具有高能量密度，自放電也少、質量輕。

鋰二次電池的電極通常如下地形成：將活性物質和粘合劑與溶劑一同混煉，使活性物質分散而制成漿料后，通過刮板法等將該漿料涂布在集電體上并進行干燥，從而制成薄膜，由此形成電極。

當今，特別是作為鋰二次電池的電極用粘合劑而被最廣泛地加以使用的是以聚偏二氟乙烯(PVDF)為代表的氟系樹脂。

然而，將氟系樹脂用作粘合劑時，雖然能夠制作具有撓性的薄膜，但是，另一方面，由于集電體與活性物質的粘結性差，因此，在電池制造工序時一部分或全部活性物質有可能從集電體剝離、脫落。此外，進行電池的充放電時，反復進行鋰離子在活性物質內的嵌入、釋放，與此相伴還存在下述問題：有可能發生活性物質從集電體剝離、脫落的問題。

為了解決這種問題，還嘗試了使用除PVDF之外的粘合劑。然而，在使用現有樹脂的情況下，產生了在對電極施加電壓時發生樹脂的分解、劣化這一嶄新的問題。產生這種樹脂的分解、劣化時，會出現充放電容量降低或發生電極的剝離這樣的問題。

與此相對，專利文獻1中記載了包含含酸性官能團的單體和含酰胺基的單體的共聚物的非水二次電池用粘合劑。

然而，使用這種粘合劑時，活性物質的分散性變低，電極用組合物的粘度變高，因此，糊劑的過濾需要時間，工序時間變長，并且在涂布時容易發生涂布不均。此外，由于電極中的活性物質密度降低，因此所得的電池的容量變得不充分。

進而，使用這種樹脂時，電極的柔軟性變低，產生裂紋、從集電體上的剝落，因此存在導致電池耐久性降低的問題。

專利文獻2中公開了一種含有規定量的芳香族乙烯基單元、腈基單元、親水性基團單元和直鏈亞烷基單元的二次電池正極用粘合劑的組合物。

然而，即使在使用這種組合物的情況下，活性物質的分散性也變低，電極用組合物的粘度也變高，因此，糊劑過濾需要時間，工序時間變長，并且在涂布時容易發生涂布不均。尤其是，在制備電極用組合物后經過一段時間時，粘度顯著上升。

進而，由于電極中的活性物質密度降低，因此所得的電池的容量變得不充分。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特許第5708872號公報