[发明专利]二次电池电极形成用组合物、二次电池电极以及二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池电极形成用组合物和使用该组合物而获得的电极以及使用该电极而获得的二次电池。

背景技术

近年来，诸如数码相机和手机之类的小型便携式电子设备，已经得到广泛应用。通常，要求这些电子设备的容积达到最小限度并且减轻重量，并要求所搭载的电池实现小型、轻量并且大容量化。并且，对汽车搭载用途等方面的大型二次电池而言，也希望实现大型二次电池以取代往常的铅蓄电池。

为了响应这种要求，目前盛行开发锂离子二次电池、碱二次电池等二次电池，例如，开发电极的形成所使用的复合材料（合材インク）墨。另外，对形成复合材料层（合材层）的基底层所使用的基底层形成用组合物也日益受到关注。

作为电极形成用复合材料墨或基底层形成用组合物所要求的重要特性，能够举出适度地分散活性物质、导电助剂而形成的均匀性。其原因在于，复合材料墨中的活性物质、导电助剂的分散状态、基底层形成用组合物中的导电助剂的分散状态，与复合材料层中的活性物质、导电助剂的分布状态、基底层中的导电助剂的分布状态有关联，并影响着电极物理性质，甚至影响电池性能。

因此，活性物质、导电助剂的分散是重要课题。尤其是导电性优良的碳材料（导电助剂），因构造或比表面积大而凝聚力强，不管是在复合材料墨中还是在基底层形成用组合物中，都难以进行均匀混合、分散。并且，当作为导电助剂的碳材料的分散性或粒度的控制不充分时，因未形成有均匀的导电网络而未能减少电极的内部电阻，其结果是导致电极材料性能得不到充分发挥的问题发生。

另外，不仅导电助剂如此，若复合材料墨中的活性物质的分散不充分，则在这种复合材料墨形成的复合材料层中发生局部凝集。并且，由局部凝集而引起电极上产生电阻分布，并在作为电池使用时产生电流集中，存在发生局部发热和劣化被促进等缺陷的问题。

另外，对复合材料墨和基底层形成用组合物而言，要求有适度的流动性以便能够涂布于作为集电体发挥功能的金属箔的表面。并且，为了形成表面尽量平坦且厚度均匀的复合材料层或基底层，要求复合材料墨或基底层形成用组合物具有适度的粘性。

由复合材料墨形成的复合材料层、由基底层形成用组合物形成的基底层，在形成后，将其连同作为基材的金属箔切分或冲压为所需尺寸、形状的切片。因此，要求复合材料层、基底层具有在切分加工或冲压加工时不留下伤痕的坚硬度以及不出现裂纹、不发生剥落的柔软度。

在专利文献1～4中，公开有如下内容：将活性物质和导电材料混合，并将该混合物与纤维素系增粘剂水溶液一起混炼后，进而添加聚四氟乙烯、乳胶系等水性粘合剂，再进行混炼而获得复合材料墨。但是，这些复合材料墨，由于分散状态不充分且缺乏柔软性、无法制备所需的电极，因此存在得不到良好的电池性能等问题。

另外，为了解决这些问题，开发了一种在制备复合材料墨时在以往的材料之外使用分散剂的方法（参照专利文献5）。但是，在这些分散剂的使用中，复合材料墨未充分达到良好的分散状态，在多数情况下得不到所需电极和二次电池。因此，特别希望有一种导电助剂的分散性更加均匀的复合材料墨。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平2-158055号公报

专利文献2：日本特开平9-082364号公报

专利文献3：日本特开2003-142102号公报

专利文献4：日本特开2010-165493号公报

专利文献5：日本特表2006-516795号公报

专利文献6：日本特开2011-076910号公报

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的在于提供一种电极形成用组合物，其是用于形成充放电循环特性优良的二次电池的电极形成用组合物，并且，其活性物质、导电助剂的分散性优良。

解决课题的方法

本发明通过利用两性树脂型分散剂（C），能够使电极活性物质（A）、作为导电助剂的碳材料（B）的分散性得到提高。

即，本发明涉及一种二次电池电极形成用组合物，其包含：

电极活性物质（A）或作为导电助剂的碳材料（B）中的至少一者；

将下述单体进行共聚而成的共聚物中的羧基的至少一部分通过碱性化合物进行中和而成的两性树脂型分散剂（C），

具有芳香环的乙烯性不饱和单体（c1）：5～70重量%，

具有羧基的乙烯性不饱和单体（c2）：15～60重量%，

具有氨基的乙烯性不饱和单体（c3）：1～80重量%，