二次電池用粘結劑和二次電池用電極合劑制造技術

本發明專利技術的目的在于提供一種與集電體的密合性和柔軟性兩者優異的二次電池用粘結劑以及二次電池用電極合劑。本發明專利技術涉及一種二次電池用粘結劑，其特征在于，其包含具有基于偏二氟乙烯的聚合單元、基于四氟乙烯的聚合單元和基于通式(2?2)所示的單體(2?2)的聚合單元的含氟聚合物。(式中，R

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】二次電池用粘結劑和二次電池用電極合劑
本專利技術涉及二次電池用粘結劑和二次電池用電極合劑。
技術介紹
由于高電壓、高能量密度、自放電少、存儲效果少、能夠超輕量化等理由，鋰離子二次電池等二次電池被用于筆記本型個人電腦、移動電話、智能手機、平板電腦、超級筆記本等小型且適于攜帶的電氣·電子設備等中，同時，進一步作為廣泛用至汽車用等的驅動用車載電源或固定用大型電源等電源正在進行實用化。對于二次電池，要求進一步高能量密度化，要求電池特性進一步改善。另外，確保安全性也同時成為技術課題。在提高二次電池的能量密度方面，電極制作技術是重要的關鍵點。例如，關于鋰離子二次電池的電極，在將焦炭或碳等碳質材料作為負極活性物質而制作負極時，通常將碳質材料粉末化，與粘結劑一起分散于溶劑中而制備負極合劑，在涂布于負極集電體上后，將溶劑干燥除去并進行壓延，由此制作負極。需要說明的是，本說明書中，將只不過是包藏放出鋰離子的碳質材料也稱為活性物質。并且同樣地，通常將例如含鋰氧化物作為正極活性物質并使其粉末化，與導電劑和粘結劑一起分散于溶劑中而制備正極合劑，在涂布于正極集電體上后，將溶劑干燥除去并進行壓延，由此制作正極。例如對用于電動汽車的鋰離子二次電池的正極合劑涂膜的密度來說，目前主流為3.4g/cc～3.6g/cc，為了能量高密度化，要求正極合劑涂膜的進一步高密度化。以往，作為鋰離子二次電池的粘結劑，常使用聚偏二氟乙烯。例如，專利文獻1中公開了下述技術：將作為正極活性物質的LiCoO2之類的含鋰氧化物和作為導電劑的石墨與聚偏二氟乙烯混合而制作正極合劑，將該正極合劑分散于N-甲基吡咯烷酮中使其形成漿料狀，并將該漿料狀物涂布于鋁箔的正極集電體上，另外將作為負極活性物質的碳質材料與聚偏二氟乙烯混合而制作負極合劑，將該負極合劑分散于N-甲基吡咯烷酮中使其形成漿料狀，并將該漿料狀物涂布于作為負極集電體的銅箔上，分別干燥后，利用輥壓機進行擠壓成型，加工成電極片。但是，聚偏二氟乙烯樹脂與金屬等基材的粘接強度小，因此希望改良粘接強度。另外，將正極合劑涂布于正極集電體上后，將溶劑干燥除去，之后為了提高正極合劑涂膜的密度，通常進行壓延的工序，但使用了聚偏二氟乙烯粘結劑的電極片缺乏柔軟性，正極合劑涂膜的進一步高密度化困難。此外，使用了聚偏二氟乙烯粘結劑的電極片缺乏柔軟性，在方型電池制作中將電極片折疊180度的工序時、或在圓筒型電池制作中將電極片較小地卷起的工序時，容易產生電極片破裂、或電極合劑從電極片剝離等問題，具有生產的成品率變差的傾向。此外，在Ni含量高的活性物質的情況下，利用NMP將聚偏二氟乙烯和導電劑一起制作漿料時，由于變成堿性條件下，因此粘度增加、會引起凝膠化，大多難以穩定地涂布到集電體上。此處，漿料的凝膠化是指因粘度增加而喪失流動性或均勻性的狀態，在凝膠化極度進行的情況下，會產生無法涂布到集電體上的問題。在專利文獻2中，作為與金屬等基材的粘接性良好的涂布材料組合物，記載了下述涂布材料組合物：其包含將單體混合物在水性介質中共聚而成的極性偏二氟乙烯系共聚物作為粘合劑，該單體混合物為由包含80重量％以上偏二氟乙烯的偏二氟乙烯單獨或偏二氟乙烯和能夠與偏二氟乙烯共聚的其他單體的混合物所構成的偏二氟乙烯系單體100重量份、和(i)能夠與偏二氟乙烯共聚的不飽和二元酸的單酯0.1重量份～3重量份或(ii)碳酸亞乙烯酯0.1重量份～5重量份的單體混合物。專利文獻3中記載了一種非水電解液二次電池用粘結劑，該粘結劑用于非水電解液二次電池，該非水電解液二次電池具備：在正極集電體保持有由正極活性物質、導電劑和粘結劑構成的正極合劑而成的正極和/或在負極集電體保持有由負極活性物質和粘結劑構成的負極合劑而成的負極；以及非水電解液，其中，該粘結劑包含由偏二氟乙烯50摩爾％～80摩爾％和四氟乙烯20摩爾％～50摩爾％構成的二元共聚物。專利文獻4中記載了一種非水電解液二次電池，該非水電解液二次電池具備：在負極集電體保持有由負極活性物質和粘合劑構成的負極合劑而成的負極；在正極集電體保持有由正極活性物質、導電劑和粘合劑構成的正極合劑而成的正極；和非水電解液，該非水電解液二次電池的特征在于，上述負極合劑、正極合劑中含有的粘合劑的至少一部分為具有親水性極性基團的聚偏二氟乙烯。專利文獻5中記載了一種電極形成組合物，其包含共聚物[聚合物(A)]、粉末狀的電極材料、任意選擇的導電性賦予添加劑和/或粘度調節劑，該共聚物[聚合物(A)]為包含來自偏二氟乙烯(VDF)單體和特定的親水性(甲基)丙烯酸單體(MA)的重復單元的線性半結晶性共聚物[聚合物(A)]，包含來自上述親水性(甲基)丙烯酸單體(MA)的0.05摩爾％～10摩爾％的重復單元，并且特征在于至少40％的無規分布的單元(MA)的分數。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開平4-249859號公報專利文獻2：日本特開2001-19896號公報專利文獻3：日本特開平10-233217號公報專利文獻4：日本特開平7-201316號公報專利文獻5：日本特表2010-525124號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的課題如上所述，伴隨著二次電池的需要增大，正在對用于其電極中的粘結劑進行各種研究，但是近年來，對電子設備的小型輕量化、薄型輕量化的需求非常高，進而還要求電池的高性能化。例如，正在研究電池的高容量化和高電壓化，為了應對該情況，需要兼具與集電體(集電基材)的密合性和柔軟性的更優異的粘結劑。本專利技術是鑒于上述現狀而進行的，其目的在于提供一種與集電體的密合性和柔軟性兩者優異的二次電池用粘結劑以及二次電池用電極合劑。用于解決課題的手段本專利技術涉及一種二次電池用粘結劑，其特征在于，其包含具有基于偏二氟乙烯的聚合單元、基于四氟乙烯的聚合單元和基于下述通式(2-2)所示的單體(2-2)的聚合單元的含氟聚合物。[化1](式中，R5、R6和R7相互獨立地表示氫原子或碳原子數為1～8的烴基。R8表示碳原子數為1～8的烴基。Y1表示無機陽離子和/或有機陽離子。)上述Y1優選為選自由H、Li、Na、K、Mg、Ca、Al和NH4組成的組中的至少一種的陽離子。上述含氟聚合物中，相對于全部聚合單元，優選基于偏二氟乙烯的聚合單元為50摩爾％～95摩爾％、基于四氟乙烯的聚合單元為4.8摩爾％～49.95摩爾％、基于上述單體(2-2)的聚合單元為0.05摩爾％～2.0摩爾％。上述含氟聚合物優選重均分子量為50000～2000000。上述含氟聚合物優選在25℃的儲能模量為1000MPa以下、更優選為800MPa以下。本專利技術還涉及一種二次電池用電極合劑，其是至少混合上述二次電池用粘結劑、電池用粉末電極材料、以及水或非水溶劑而成的。本專利技術還涉及一種二次電池用電極，其包含上述二次電池用粘結劑。本專利技術還涉及一種二次電池，其具備上述二次電池用電極。專利技術的效果本專利技術的粘結劑具有上述構成，因此與集電體的密合性和柔軟性兩者優異。本專利技術的電極合劑具有上述構成，因此能夠形成與集電體的密合性和柔軟性兩者優異的電極材料層。具體實施方式下面具體說明本專利技術。本專利技術的粘結劑的特征在于，其包含含氟聚合物。上述含氟聚合物具有基于偏二氟乙烯的聚合單元、基于四氟乙烯的聚合單元、和基于后述通式(2-2)所示的單體(2-2本文檔來自技高網...

【技術保護點】
1.一種二次電池用粘結劑，其特征在于，其包含含氟聚合物，該含氟聚合物具有基于偏二氟乙烯的聚合單元、基于四氟乙烯的聚合單元和基于下述通式(2?2)所示的單體(2?2)的聚合單元，[化1]

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2016.10.07 JP 2016-199124;2017.02.13 JP 2017-024401.一種二次電池用粘結劑，其特征在于，其包含含氟聚合物，該含氟聚合物具有基于偏二氟乙烯的聚合單元、基于四氟乙烯的聚合單元和基于下述通式(2-2)所示的單體(2-2)的聚合單元，[化1]式中，R5、R6和R7相互獨立地表示氫原子或碳原子數為1～8的烴基，R8表示碳原子數為1～8的烴基，Y1表示無機陽離子和/或有機陽離子。2.如權利要求1所述的二次電池用粘結劑，其中，所述Y1為選自由H、Li、Na、K、Mg、Ca、Al和NH4組成的組中的至少一種的陽離子。3.如權利要求1或2所述的二次電池用粘結劑，其中，所述含氟聚合物中，相對于全部聚合單元，基于偏二氟乙烯的聚合...

【專利技術屬性】
技術研發人員：淺野和哉，井口貴視，藤澤學，篠田千紘，后藤智行，細田一輝，北原隆宏，
申請(專利權)人：大金工業株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP