[發明專利]非水電解質二次電池電極用粘合劑、非水電解質二次電池用電極合劑、非水電解質二次電池用電極、非水電解質二次電池和電氣設備

在審

• 申請號: 201880060479.4
• 申請日: 2018-09-26
• 公開（公告）號: CN111095635A
• 公開（公告）日: 2020-05-01
• 發明（設計）人: 橋本瞬;竹內英介;金野仁子
• 申請（專利權）人: 住友精化株式會社
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;C08L29/04;C08L33/00;H01M4/13
• 代理公司: 北京匯思誠業知識產權代理有限公司 11444
• 代理人: 孫明;龔敏

本發明提供一種具有充分的粘結力且能夠使非水電解質二次電池低電阻化的電極用粘合劑。一種非水電解質二次電池電極用粘合劑，其含有乙烯醇與烯鍵式不飽和羧酸堿金屬中和物的共聚物、以及聚乙烯醇。

技術領域

本發明涉及非水電解質二次電池電極用粘合劑、含有該粘合劑的非水電解質二次電池用電極合劑、使用該電極合劑的非水電解質二次電池用電極、具備該電極的非水電解質二次電池、以及具備該二次電池的電氣設備。

背景技術

近年來，隨著筆記本電腦、智能手機、便攜游戲機、PDA等便攜式電子設備的普及，為了使這些設備更加輕量化，且能夠長時間使用，要求作為電源使用的二次電池的小型化和高能量密度化。

特別是近年來，作為電動汽車、電動兩輪車等的車輛用電源的利用正在擴大。對于這樣的也使用于車輛用電源的二次電池，要求不僅高能量密度化，而且在廣泛的溫度區域也能夠工作的電池，并提出了各種非水電解質二次電池。

作為非水電解質二次電池，以往鎳-鎘電池、鎳-氫電池等為主流，但從上述的小型化和高能量密度化的要求出發，存在鋰離子二次電池的使用增大的趨勢。

鋰離子二次電池等非水電解質二次電池的電極通常是通過以下方式制造的：將在使電極用粘合劑(以下，有時簡稱為粘合劑)溶解于溶劑而成的粘合劑溶液或使粘合劑分散于分散介質而成的漿料中混合活性物質(電極活性物質)和導電助劑而成的電池電極合劑漿料(以下，有時簡稱為漿料)涂布于集電體，通過干燥等方法除去溶劑、分散介質。

鋰離子二次電池中，例如，正極是通過將正極合劑漿料在鋁箔集電體上進行涂布·干燥而得到的，其中，正極合劑漿料是使作為活性物質的鈷酸鋰(LiCoO₂)、作為粘合劑的聚偏二氟乙烯(PVDF)、作為導電助劑的炭黑分散于分散介質而得到的。

此外，負極是通過將負極合劑漿料在銅箔集電體上進行涂布·干燥而得到的，其中負極合劑漿料是使作為活性物質的石墨(Graphite)、作為粘合劑的羧甲基纖維素(CMC)、苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)、PVDF或聚酰亞胺等中的任一種、作為導電助劑的炭黑分散于水或有機溶劑中而得到的。

此外，為了使鋰離子二次電池大容量化，作為負極活性物質，對各種石墨進行了研究。特別是，已知在人造石墨中，由于原材料、碳化溫度的不同等，所以結晶狀態發生變化，由此作為負極活性物質的能量容量發生變化(參照專利文獻1～3)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1:日本特開平8－264180號公報

專利文獻2:日本特開平4－188559號公報

專利文獻3:日本特開平10－284082號公報

專利文獻4:國際公開2004/049475號

專利文獻5:日本特開平10－302799號公報

發明內容

發明要解決的課題

在使用各種石墨作為負極活性物質的情況下，以往在作為粘合劑而使用的PVDF中，由于粘結力和柔軟性低，因此需要大量使用粘合劑。通過大量使用粘合劑，存在活性物質的量相對變少、電池容量降低，并且電池內部的電阻上升的不良情況。此外，由于PVDF僅溶解于有機溶劑，因此提出了能夠降低環境負荷的其它粘合劑(參照專利文獻4～5)。然而，在使用這些粘合劑的情況下，作為電池的性能不充分。

此外，作為期待不降低粘結力且降低環境負荷的效果的水系粘合劑，研究使用苯乙烯丁二烯橡膠(SBR)。然而，作為絕緣體的橡膠性質的SBR存在于活性物質的表面，因此存在無法得到充分的速率特性，電極內的電阻變高的問題。