[发明专利]用于锂离子电池的粘合剂水溶液、浆料、电极、隔膜、隔膜/电极积层体以及锂离子电池

说明书

本申请提供锂离子电池用粘合剂水溶液、锂离子电池用浆料及其制造方法、锂离子电池用电极、锂离子电池用隔膜、锂离子电池用隔膜/电极积层体以及锂离子电池。本申请提供锂离子电池用粘合剂水溶液，所述锂离子电池用粘合剂水溶液含有：具有酰胺基的水溶性聚合物(A)；和作为三羟基硅烷基化合物和/或四羟基硅烷基化合物的羟基硅烷基化合物(A1)。

技术领域

本申请涉及锂离子电池用粘合剂水溶液、锂离子电池用浆料及其制造方法、锂离子电池用电极、锂离子电池用隔膜、锂离子电池用隔膜/电极积层体以及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池具有小型、轻量、能量密度高、而且可以反复充放电的特性，被用于广泛的用途。因此近年来，以锂离子电池的进一步高性能化为目的，正在研究电极、隔膜等电池部件的改良。

锂离子电池的正极和负极都通过下述方法制造：将电极活性物质和粘合剂树脂在溶剂中分散形成的浆料在集电体(例如金属箔)上进行双面涂布，将溶剂干燥除去形成电极层后，将其使用辊压机等压缩成型。

近年，在锂离子电池用电极中，从提高电池容量的观点来看，作为电极活性物质，提出了各种各样的电极活性物质。然而，由于电极活性物质而不同，伴随充放电容易膨胀和收缩。因此，锂离子电池用电极会发生下述问题：由于反复充放电的初期发生体积变化(回弹性)、使用锂离子电池用电极的锂离子电池的循环特性等电特性容易降低。

于是在本领域中，正在研究试图将上述技术问题通过粘合剂树脂来解决，例如公知有聚酰亚胺(专利文献1)和聚丙烯酸(专利文献2)。同时，在专利文献3中提出了一种浆料组合物，该浆料组合物包含：含有含硅单体的水溶性聚合物、颗粒状粘合剂、电极活性物质。同时，在专利文献4中，提出了使用硅烷偶联剂进行表面处理的锂离子二次电池用氧化硅。

关于锂离子电池的隔膜，近年提出了在聚烯烃微多孔膜的表面上形成含有陶瓷微粒和粘合剂的涂层(耐热层)的耐热性隔膜。众所周知，前述涂层具有即使暴露于高温也可以抑制隔膜的收缩的效果。然而，所得到的耐热性隔膜存在下述技术问题：由于在生产线上运送时和在电池单元内的弯曲等情况下的变形，涂层与聚烯烃微多孔膜的接合不能维持，容易脱落。

于是在本领域中，正在研究试图将上述技术问题通过粘合剂树脂来解决，例如，在聚烯烃微多孔膜的表面上的接合层(专利文献5)是公知的，该接合层含有选自耐热性多孔层和热可塑性弹性体和橡胶成分中的至少一种。专利文献6中提出了一种隔膜，其特征在于使氧化物无机颗粒、具有反应性官能团的聚合物和交联剂发生反应。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-089437号公报

专利文献2：日本特开2005-216502号公报

专利文献3：日本特许第6048070号公报

专利文献4：日本特开2001-216961号公报

专利文献5：日本特开2012-89346号公报

专利文献6：日本特开2012-69457号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

关于锂离子电池的电极，专利文献1的聚酰亚胺是将作为前体的聚酰胺酸溶解于含有N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等有机溶剂的溶剂中作为粘合剂树脂浆料，在这种情况下，在与今后的需求增加相伴随的大量生产中，相比于使用水系溶剂的情况，NMP等有机溶剂的使用在涂布-干燥时的环境负荷极大。

对于专利文献2所记载的聚丙烯酸，由于在充电时在活性物质中吸纳的锂离子被聚丙烯酸的羧基获取，存在初期放电容量降低的技术问题。同时，关于耐回弹性没有记载。