[发明专利]非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物及含有该粘合剂树脂组合物的悬浮液组合物、电极以及电池

说明书

技术领域

本发明关于非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物及含有该粘合剂树脂组合物的悬浮液组合物、电极以及电池。

背景技术

二次电池被使用于笔记本电脑和手机等弱电民生用途、混合动力车和电动汽车等的蓄电池。二次电池中，多使用锂离子二次电池（以下有时单称为“电池”）。锂离子二次电池用电极（以下有时单称为“电极”）一般使用电极活性物质通过粘合剂而保持于集流体之物。

以往，作为锂离子二次电池的正极用粘合剂，使用的是聚偏氟乙烯（PVDF）等的氟系聚合物，但由于粘合力不足，难以提高电池的容量和提升速率特性。例如，对于受电子迁移容易度影响的速率特性，增加导电性赋予剂的量是有效的，但要在有限的电池空间内增加电极活性物质和导电性赋予剂的量，势必要减少粘合剂的量。但是，粘合剂量的减少会有损电极活性物质的粘合性，存在随着重复充放电而造成电极活性物质从集流体剥离，循环特性恶化等的问题。

作为此种缺点的改善方法，有提案提出，在具有与PVDF同样的电化学稳定性的聚丙烯腈系（以下有时称为“PAN系”）树脂中，引入羧基、磷酸基等酸性基，提升对于集流体的粘合剂的粘合性的方法（参照专利文献1、2以及3）。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：专利第2047652号

专利文献2：日本专利特开2005-327630号公报

专利文献3：国际公开第2006/101182号册子

发明内容

但已明确的是，由于引入粘合剂树脂的羧基、磷酸基等酸性基会强烈束缚锂离子，因此锂离子的迁移率会下降，活性物质附近的离子传导率降低。此外，此种酸性基在共聚物中过度存在的话，可能会令含有活性物质、导电助剂、溶剂以及粘合剂树脂组合物的悬浮液的粘度增大、涂布特性下降。涂布特性的下降可能会造成电极混合剂层中组成不均匀、混合剂层厚度不均匀、电极表面产生拉丝·擦刮、甚至导致生产性下降。因此，要求在保持集流体粘合性的同时，减少引入粘合剂树脂的酸性基的量。

鉴于该课题，本发明的目的是提供对于集流体的粘合性良好的非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物。本发明的其他目的是提供悬浮液储存稳定性良好的非水电解质电池电极用悬浮液组合物。此外，本发明的目的是还提供组成均匀的电池用电极以及电池。

本发明的一个形态是，提供含有主成分为乙烯基氰单体（a1）单元的聚合物（A）以及含有含磷酸基团的单体（b1）单元的聚合物（B）的非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物。

此外，本发明的另一形态是，提供含有上述非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物、活性物质、有机溶剂的悬浮液组合物。此外，本发明的又一形态是，提供由含有上述非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物和活性物质的混合剂层以及集流体构成的非水电解质电池用电极。

通过使用本发明的非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物，可以提高对于集流体的粘合性。此外，本发明的非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物，由于减少了酸性基量，因此可以抑制锂离子迁移率的下降。

含有本发明的非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物的混合剂层，根据聚合物（A）以及（B）的添加比率，可以调节该组合物的悬浮液粘度，抑制对于集流体的粘合性的下降。此外，本发明的悬浮液组合物的储存稳定性得以改善，另外，认为提供组成均匀、表面平滑的混合剂层与防止生产性下降相关联。

本发明的非水电解质电池用电极由于粘合剂树脂组合物与集流体的粘合性良好，因此重复充放电的循环特性良好。此外，由于可以减少电池中成为电阻的粘合剂树脂组合物的量，因此预计可应对急速充电。

具体实施方式

本发明的非水电解质电池电极用粘合剂树脂组合物（有时单称为粘合剂树脂组合物），含有主成分为乙烯基氰单体（a1）单元的聚合物（A）以及含有含磷酸基团的单体（b1）单元的聚合物（B）。

本发明所使用的聚合物（A）含有乙烯基氰单体（a1）单元。聚合物（A）也可根据需要，含有其他的单体（a2）单元。

乙烯基氰单体（a1）单元以乙烯基氰单体（a1）为构成原料。

作为乙烯基氰单体（a1），可举出例如，（甲基）丙烯腈、α-氰基丙烯酸酯、二氰基乙烯（Dicyanovinylidene）、反丁烯二腈。

其中，基于聚合的容易度、获取的容易度，优选丙烯腈。

乙烯基氰单体（a1）可1种单独使用，也可2种以上并用。

其他的单体（a2）单元，以其他的单体（a2）为构成原料。