[发明专利]电池电极用粘合剂及包含该粘合剂的组合物以及电极

说明书

技术领域

本发明涉及电极的粘合力良好的电池电极用水性粘合剂。本发明还涉及包含该电池电极用粘合剂的电池电极用组合物以及涂布该电池电极用组合物并干燥而得的电极。

背景技术

近年来，因为推崇脱二氧化碳化社会的风潮，作为能量的积蓄、供给源的二次电池的需求不断增加。特别是将储藏、释放锂离子的导电性碳质材料用于电极的非水电解液二次电池由于其轻量且能量密度高的特点，作为车载用的重要性增加。车载用电池不仅要求容量、功率大且电池特性良好，还要求安全性、长寿命性。该非水电解液二次电池所使用的电极具有在金属基材上涂布了活性物质的结构，作为将活性物质粘接于金属基材的粘合剂，通常采用聚合物粘合剂。活性物质的剥落是使电池特性降低和电极失去平滑性而引发电荷的局部集中的主要原因，可能会导致短路和局部劣化。因此，对于聚合物粘合剂要求使活性物质粘合于金属基材的能力。该聚合物粘合剂一般采用聚偏氟乙烯等氟类聚合物或者二烯类或丙烯酸类的橡胶，一直以来进行了粘合力、与集电体的密合性的改良。例如日本专利特开2011-134807(专利文献1)中揭示了通过使用具有特定的亲合性的聚合物粘合剂来改良密合性的技术，日本专利特开2012-014929(专利文献2)中揭示了通过使用具有特定的粒径分布的聚合物粘合剂来改善剥离强度的技术。此外，日本专利特开2008-081643(专利文献3)中揭示了通过具有某一特定硬度的聚合物粘合剂来改善密合性的技术。但是，均未充分解决上述的问题，需要进一步的改善。

发明内容

本发明的目的在于，作为电池电极用水性粘合剂，使用粘合力良好且柔软性良好的电极，从而获得高倍率放电特性和充放电循环特性等良好的电池。

本发明人鉴于上述各种情况进行认真研究后发现，通过使用干燥膜的凝胶含量在特定的范围内且高温环境下的储存弹性模量低而易变形的电池电极用水性粘合剂，可获得粘合力良好的电池，因而可获得高倍率放电特性和充放电循环特性等电特性良好的电池，从而完成了本发明。

即，本发明提供电池电极用水性粘合剂，其特征在于，干燥膜的凝胶含量在5～70％的范围内且95℃的储存弹性模量在1.6×10³N/cm²以下。

通过使用本发明的电池电极用水性粘合剂，可获得粘合力良好的电池，因而可获得高倍率放电特性和充放电循环特性等电特性良好的电池。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。

本发明的电池电极用水性粘合剂的干燥膜的凝胶含量在5～70％的范围内，且95℃的储存弹性模量E’在1.6×10³N/cm²以下。

本发明的电池电极用水性粘合剂的干燥膜的凝胶含量以通过下述实施例中记载的方法测定的值计必须为5～70％。凝胶含量低于5％时，提高电极的粘合力的效果不足；如果凝胶含量超过70％，则由于电极的柔软性降低，所以电极的压延会引发结构破坏或导致卷绕时的成形性变差。更好是30～60％。

本发明的电池电极用水性粘合剂中，通过下述实施例中记载的方法测定的95℃时的储存弹性模量E’必须在1.6×10³N/cm²以下。如果95℃时的储存弹性模量E’超过1.6×10³N/cm²，则高温环境下不易变形，粘合剂局部集中分布，因而使粘合力下降。较好是5.0×10¹～1.6×10³N/cm²，更好是1.0×10²～1.5×10³N/cm²。

作为本发明的电池电极用水性粘合剂，可使用通过公知的聚合方法得到的水性共聚物胶乳。可使用例如苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、丙烯腈-丁二烯橡胶(NBR)、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯橡胶(MBR)、丁二烯橡胶(BR)等共轭二烯类橡胶胶乳和以(甲基)丙烯酸酯为主要单体的丙烯酸橡胶胶乳等中的1种或2种以上，但无特别限定。此外，从涂料组合物的粘度稳定性的观点来看，这些共聚物胶乳更好是使用不饱和羧酸单体等含官能团的单体进行了改性。

作为共聚物胶乳，可优选例举共轭二烯类橡胶胶乳。

具体来说，共轭二烯类橡胶胶乳可通过将包含脂肪族共轭二烯类单体、不饱和羧酸单体、可与它们共聚的其它单体的单体组合物进行乳液聚合来获得。

作为脂肪族共轭二烯类单体，可例举例如1,3-丁二烯。