[发明专利]电池电极用粘合剂、以及使用了该粘合剂的电极及电池

说明书

本发明的目的在于提供一种水系粘合剂以及使用了该粘合剂的电极和电池，上述水系粘合剂粘合性高，且尤其在电极环境下不会发生氧化劣化，对环境的负荷小。本发明公开的电池电极用粘合剂中，含有包括(A)由含羟基单体衍生而成的结构单元以及(B)由5个官能团以下的多官能(甲基)丙烯酸酯衍生而成的结构单元的聚合物。本发明使用该粘合剂制作电极，用于锂离子蓄电池等电池中。

技术领域

本发明涉及一种用于电池电极中的粘合剂、使用该粘合剂制造的电极、以及使用该电极制造的电池。在本发明书中，电池包含有电化学电容器，为原电池或蓄电池。电池的具体例子为锂离子蓄电池及镍氢蓄电池。

背景技术

在电池的电极中使用粘合剂是众所周知的。作为具有使用了粘合剂的电极的电池的代表例，可列举出锂离子蓄电池。

由于锂离子蓄电池能量密度高、高电压，因此被使用在手机或笔记本电脑、便携式摄像机等电子设备中。最近，由于环保意识的提高、相关法律的完善，其作为电动汽车、混合动力电动汽车等车载用途或家用电力储存用的蓄电池的应用也在进步。

锂离子蓄电池一般由负极、正极、分隔物、电解液、集电体构成。关于电极，负极通过将由可插入脱离锂离子的石墨或硬碳等负极活性物质与导电助剂、粘合剂、溶剂所构成的涂布液，涂布并干燥于以铜箔为代表的集电体上而得到。现在一般地，作为粘合剂使用将丁苯橡胶(以下略称为“SBR”)分散在水中形成的物质。

另一方面，正极通过将层状钴酸锂或尖晶石型锰酸锂等正极活性物质与碳黑等导电助剂、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯等粘合剂混合、并将分散于N-甲基吡咯烷酮等极性溶剂中的涂布液与负极相同地涂布于以铝箔为代表的集电体箔上并干燥而得到。

这些锂离子电池的粘合剂为了确保粘合力，需要增多粘合剂的添加量，作为技术问题，可列举因此而导致的性能下降。此外，已将N-甲基吡咯烷酮用于浆液状溶剂中，从回收、成本、毒性及环境负荷的观点考虑，人们还是寄希望于水系粘合剂。然而，在使用水系SBR系粘合剂的情况下，可列举出在正极环境下氧化劣化的技术问题。因此，正极的粘合剂中依然是将现行的N-甲基吡咯烷酮用于分散溶剂的聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯用作粘合剂，开发一种集电体与活性物质或活性物质相互之间粘着性优异、环境负荷低的水系的、且适用于耐氧化性高的蓄电池用电极的制造的粘合剂成为了当务之急。

为解决上述技术问题，专利文献1及2中，提出了含有由芳香族乙烯酯、共轭二烯、乙烯类不饱和羧酸酯及不饱和羧酸构成的共聚物的粘合剂(专利文献1)，以及含有选自苯乙烯-丁二烯聚合物乳胶及丙烯酸乳液中的聚合物水分散体的粘合剂(专利文献2)。

此外，专利文献3及4中提出了含有由芳香族乙烯酯、共轭二烯、(甲基)丙烯酸酯以及乙烯类不饱和羧酸构成的共聚物的粘合剂(专利文献3)，以及含有包含双官能性(甲基)丙烯酸酯的聚合物的粘合剂(专利文献4)。

然而，在将这些粘合剂用于电极(正极及/或负极)的情况下，在高温条件下，引起充放电循环下降，特别是用于正极的情况下，高电压条件下在抗氧化性方面出现问题，担心电池特性变差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特开2006-66400

专利文献2:日本特开2006-260782号公报

专利文献3:日本特开平11-025989

专利文献4:日本特开2001-256980号公报

发明内容

本发明要解决的技术问题

本发明是鉴于上述情况而进行的，其目的在于提供一种粘结性高、且在电极环境下(特别是正极环境下)不会发生氧化劣化、对环境负荷小的水系粘合剂，以及使用了该粘合剂的电极及电池。

解决技术问题的技术手段