[发明专利]非水电解质二次电池用负极、非水电解质二次电池负极用粘合剂以及非水电解质二次电池

说明书

提供寿命特性优异的非水电解质二次电池用负极、非水电解质二次电池负极用粘合剂以及非水电解质二次电池。根据本实施方式的非水电解质二次电池(100)用负极(10)具备：集电体(1)；形成在集电体(1)上的、具有活性物质和粘合剂的混合层(3)。并且，在粘合剂中形成了分子链间网络，其中在该分子链间网络中混合有由不可逆键合形成的交联以及由可逆键合形成的交联。例如，对粘合剂进行交联处理。此时，通过进行可逆键合和不可逆键合的交联，从而抑制了交联的不均匀性，并且抑制了粘合剂中局部的负荷集中。

技术领域

本发明涉及非水电解质二次电池用负极、非水电解质二次电池负极用粘合剂以及非水电解质二次电池。

背景技术

近年来，为了减少石油使用量和温室效应气体、以及使能源基础进一步多样化和高效化，作为可反复充放电的二次电池，非水电解质二次电池(例如锂离子二次电池)受到关注。特别地，锂离子二次电池被期望应用于电动汽车或混合动力电动汽车以及燃料电池汽车。在电动汽车方面，需要提高续航距离，因而今后将进一步要求锂离子二次电池的高能量密度化。

若关注当前的锂离子二次电池的负极，其通常使用石墨电极。石墨的理论容量为每1g活性物质372mAh(即，372mAh/g(活性物质))。与此相对，作为显示出超过石墨的容量的活性物质，Si和Sn近年来受到了关注。Si的理论容量为4200mAh/g(活性物质)，Sn为990mAh/g(活性物质)。然而，由于硅的容量约为石墨的11倍，因而伴随着锂的吸附和释放的体积变化也变大。例如，与石墨相比，由于Li的吸附Si的体积增加约4倍。与石墨相比，使用了具有大容量活性物质(Si、Sn)的电极伴随着充放电而来的体积变化较大，因此可能会出现电极导电路径的切断、伴随着微粉化的从电极的脱离、或者集电体与混合层的剥离等。这可能成为使锂离子二次电池的寿命特性降低的原因。

对此，近年来报告了通过应用各种高分子粘合剂以保持电池结构、改善寿命特性。例如，作为高分子粘合剂，可列举出羧甲基纤维素、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯酸、海藻酸钠。这些粘合剂比通常用作粘合剂的聚偏二氟乙烯更硬。

为了改善粘合剂的机械特性，在专利文献1中使用了交联有聚丙烯酸的粘合剂。据报道，与未交联的聚丙烯酸相比，交联的聚丙烯酸更难以破坏电极结构，改善了寿命特性。另一方面，如非专利文献1所示，据报道，对于经由金属离子交联的海藻酸钠，寿命特性也得到了改善。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-157709号公报

非专利文献

非专利文献1：Chem.Commun.,2014,50,6386–6389.

发明内容

发明所要解决的问题

但是，本发明人对交联效果进行了深入研究，得出以下结论：虽然由使用了交联剂的共价键所产生的交联提高了机械强度，但是键合的不均匀性高，局部应力集中，使得键合会被破坏，难以充分地改善寿命特性。另一方面，本发明人也得出以下结论：由于金属离子键为可逆的键合，因而键合的均匀性高，但是与共价键相比，金属离子键的机械强度低，难以充分地改善寿命特性。

于是，着眼于上述方面，本发明的目的在于提供一种寿命特性优异的非水电解质二次电池用负极、非水电解质二次电池负极用粘合剂以及非水电解质二次电池。

用于解决问题的手段

为了充分地利用化学键所带来的交联效果，本发明人开发了将(例如)金属离子键等可逆的键合(可逆键合)以及(例如)共价键等不可逆的键合(不可逆键合)进行组合而成的负极用粘合剂，从而抑制由交联的不均匀性所带来的局部应力集中。