[发明专利]非水电解质电池用粘合剂组合物

说明书

本发明涉及以包含：(A)聚乙烯醇；(B)从乙烯醇与烯属不饱和羧酸的共聚物、及其中和盐中选择的至少其中之一；以及(C)从氨基酸、含有羧酸的高分子、及多胺类中选择的至少其中之一为特征的非水电解质电池用粘合剂组合物、以及使用其的非水电解质电池用粘合剂水溶液、非水电解质电池用浆料组合物、非水电解质电池用电极及非水电解质电池。

技术领域

本发明涉及非水电解质电池用粘合剂组合物、以及使用其的非水电解质电池用粘合剂水溶液、非水电解质电池用浆料组合物、非水电解质电池用电极及非水电解质电池。

背景技术

近年来，手机、笔记本电脑、平板型信息终端设备等移动终端的普及显著。用于此种移动终端的电源的二次电池大多使用锂离子二次电池。由于移动终端要求更舒适的携带性，因此小型化、薄型化、轻量化、高性能化快速发展，被利用于各种场合。该趋势现在仍在持续，对于用于移动终端的电池也进一步要求小型化、薄型化、轻量化、高性能化。

锂离子二次电池等非水电解质电池具有如下结构：将正极与负极隔着隔膜而设置，并与使LiPF₆、LiBF₄、LiTFSI(双三氟甲烷磺酰亚胺锂)、LiFSI(双氟磺酰亚胺锂)之类的锂盐溶解于碳酸乙烯酯等有机液体而成的电解液一起收容于容器内。

上述负极及正极一般通过将电极用浆料(以下，有时简称为浆料)涂布于集电体上，并将水或溶剂干燥，从而作为混合层粘合(粘结)而形成，其中，所述电极用浆料是使粘合剂及增稠剂溶解或分散于水或溶剂中，并在其中混合活性物质、根据需要混合导电助剂(导电赋予剂)等而制得。更具体而言，例如，负极是将作为活性物质的能够吸留及释放锂离子的碳质材料以及根据需要混合的作为导电助剂的乙炔黑等、与如铜等的集电体，通过二次电池电极用粘合剂来互相粘合而制成的部件。另一方面，正极是将作为活性物质的LiCoO₂等物质以及根据需要混合的与负极同样的导电助剂、与如铝等的集电体，通过二次电池电极用粘合剂来互相粘合而制成的部件。

近年来，从减少对环境的负荷及制造装置的简便性的观点来看，对于从使用溶剂的浆料转向至使用水的浆料的关注日益提高，尤其是在负极方面快速地进行转移。

作为水介质用的粘合剂，工业上最常用的是在苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)等二烯系橡胶中添加作为增稠剂的羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的体系(例如，专利文献1)。然而，苯乙烯-丁二烯橡胶等二烯系橡胶与如铜等的金属集电极的粘接性低，存在为了提高集电极与电极材料的紧贴性而无法减少使用量的问题。此外，还存在对充放电时产生的热的耐性低，容量保持率低的问题。另外，由于是双组分体系，因此保存稳定性低，存在浆料制作步骤复杂这样的制造上的问题。

为了解决SBR/CMC-Na添加体系的问题，被开发了聚丙烯酸等丙烯酸系粘合剂(例如，专利文献2)、聚酰胺/酰亚胺系的粘合剂(例如，专利文献3)、或者聚乙烯醇系粘合剂(例如，专利文献4)。

丙烯酸系粘合剂显示出高粘接性，并且对于电解液具有优异的低膨润性。另一方面，存在电阻高、缺乏柔性而且电极容易破裂的问题。对于柔性，可以看到例如专利文献5那样通过导入腈基而得到改善的报告，但仍存在电阻高的倾向。

此外，聚酰胺/酰亚胺系的粘合剂也显示出高粘接性，并且特别优异于电稳定性、热稳定性、机械强度。作为其具有的问题，与丙烯酸系粘合剂同样地，可列举电阻高、缺乏柔性而且电极容易破裂的问题，但被报告了如下的例子：灵活运用机械强度，使用伴随充放电时的锂离子的插入和脱离而电极的膨胀及收缩大的金属氧化物作为负极活性物质，由此来弥补柔性(例如，专利文献6)。然而，聚酰胺/酰亚胺系的粘合剂与金属氧化物的组合仍无法充分解决电阻高、缺乏柔性的问题，而且聚酰胺/酰亚胺系的粘合剂还存在价格高的难点。