[发明专利]锂离子二次电池正极用浆料、正极、电池及其制造方法

说明书

本发明提供一种锂离子二次电池的正极用浆料、使用锂离子二次电池的正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法，所述锂离子二次电池的正极用浆料得到使正极活性物质的分散性提高、改善正极用浆料在集电体上的涂敷性、具有低初始电阻值的锂离子二次电池。该锂离子二次电池的正极用浆料，其特征在于，其包含正极活性物质(A)、导电助剂(B)、树脂粘合剂(C)、增粘分散剂(D)和水(E)，增粘分散剂(D)包含在侧链具有苯基的聚氧化烯。

技术领域

本发明涉及锂离子二次电池正极用浆料、使用锂离子二次电池正极用浆料而得的锂离子二次电池用正极及其制造方法、以及具备锂离子二次电池用正极的锂离子二次电池及其制造方法。

本申请基于2015年8月11日在日本申请的日本特愿2015－158831号而主张优先权，并将其内容援引于此。

背景技术

锂离子二次电池被广泛用作移动电话、笔记本型个人电脑等便携式设备的电源、电力储藏用或电动汽车等要求高寿命的产业用装置的驱动电源。今后，在民生用设备中要求轻质化或小型化，并且要求具有进一步的高能量密度的电池。另外，在产业用设备中，随着进一步的电动汽车、定置型蓄电设备的普及，要求与大型电池对应的高输出、高容量、长寿命性能。

作为实现锂离子二次电池的高能量密度化、高输出、高容量、长寿命化的手段，提升正极的工作电压且实现电池的高容量化的方法受到注目。例如在锂基准下能够在4.3V以上的高电压下稳定地储藏、释放锂和电子的、LiMO₂(M为过渡金属)所示的含锂过渡金属氧化物等正极活性物质的开发取得进展。

另外，锂离子二次电池中所使用的正极通常具有将正极活性物质层层叠于铝集电体的结构。在正极活性物质层中除正极活性物质外还包含用于使正极活性物质彼此粘结及使正极活性物质与集电体粘结的粘合剂。为了实现锂离子二次电池的高容量、长寿命化，作为粘合剂，要求更少量且粘结力高的材料。

一般而言，在将锂离子二次电池的正极用浆料涂敷于集电体上来制造正极的情况下，在正极用浆料的粘合剂中使用以有机溶剂系的N－甲基－2－吡咯烷酮(以下也称作“NMP”。)作为溶剂的聚偏氟乙烯(以下也称作“PVDF”。)(例如参照专利文献1)。

但是，PVDF系粘合剂无法使正极活性物质彼此间及正极活性物质与集电体良好地粘结。因此，具有锂离子二次电池的充放电循环特性降低的课题。在实际中使用时，为了确保正极活性物质之间及正极活性物质与集电体之间的充分的粘结性，需要大量的PVDF系粘合剂。

其结果导致锂离子二次电池的容量降低。进而，对于PVDF系粘合剂的制造而言，由于NMP溶剂具有变异原性等原因所以环境负荷高，从而着眼于在溶剂中利用水的新的粘合剂。

另一方面，在正极用水系粘合剂的开发中，作为负极用水系粘合剂而广泛使用的苯乙烯－丁二烯橡胶(以下也称作“SBR”。)受到注目。另外，通过在水溶剂中并用羧基甲基纤维素(以下也称作“CMC”。)作为增粘分散剂，从而可以进行环境负荷低的制造。另外，实现对正极活性物质之间及正极活性物质与集电体之间的良好的粘结性(例如参照专利文献2)。

但是，作为SBR粘合剂结构的特征，可列举耐氧化性低。由于在高电压条件下反复充放电，因此若在要求耐氧化性的锂离子二次电池的正极中使用SBR粘合剂，有时使锂离子二次电池的长寿命特性降低。

进而，通过在水系溶剂下并用作为粘合剂的聚偏氟乙烯(PVDF)或聚四氟乙烯(以下也称作“PTFE”。)等氟系树脂和作为增粘分散剂的水溶性高分子，从而制作耐氧化性高的正极用水系浆料，可以改善锂离子二次电池的长寿命特性(例如参照专利文献3)。