锂二次电池电极用组合物制造技术

本发明专利技术的目的在于提供活性物质的分散性、对集电体的密合性优异并且能够制作高容量的锂二次电池的锂二次电池电极用组合物。本发明专利技术为一种锂二次电池电极用组合物，其是含有活性物质、粘合剂及有机溶剂的锂二次电池电极用组合物，上述粘合剂含有聚乙烯醇缩醛树脂，上述粘合剂中所含的Na离子为100ppm以下。

Composition for electrode of lithium secondary battery two

The purpose of the present invention is to provide a composition of a lithium two secondary cell electrode for providing dispersion of active material, excellent adhesion to a collector and capable of making a high capacity lithium secondary battery two. The invention relates to a lithium battery electrode composition for two times, which is two times the battery electrode compositions for lithium containing active material, adhesive and organic solvent, the binder containing polyvinyl acetal resin, Na ions contained in the binder is below 100ppm.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂二次电池电极用组合物
本专利技术涉及活性物质的分散性、对集电体的密合性优异并且能够制作高容量的锂二次电池的锂二次电池电极用组合物。
技术介绍
近年来，随着携带型摄像机、便携型个人电脑等便携型电子设备的普及，作为移动用电源的二次电池的需要急剧增大。另外，对此种二次电池的小型化、轻量化、高能量密度化的要求非常高。这样，作为能够反复充放电的二次电池，以往，铅电池、镍-镉电池等水溶系电池是主流，但是这些水溶系电池虽然充放电特性优异，但是在电池重量、能量密度的方面还称不上具有能够充分满足作为便携型电子设备的移动用电源的特性。为此，作为二次电池，将锂或锂合金用于负极电极的锂二次电池的研究开发正在盛行。该锂二次电池具有以下优异特征：具有高能量密度，自放电也少，且轻质。锂二次电池的电极通常通过以下方式形成，即，将活性物质和粘合剂与溶剂一起混炼，使活性物质分散而制成浆料后，利用刮刀法等将该浆料涂布于集电体上并使其干燥而进行薄膜化。现在，尤其作为锂二次电池的电极用的粘合剂而最广泛使用的是以聚偏二氟乙烯(PVDF)为代表的氟系树脂。然而，在将氟系树脂用作粘合剂的情况下，一方面能够制作具有挠性的薄膜，但是另一方面集电体和活性物质的粘结性差，因此在电池制造工序时存在活性物质的一部分或全部从集电体剥离、脱落的风险。另外，在进行电池的充放电时，在活性物质内反复进行锂离子的插入、放出，随之还有以下问题：可能引起活性物质从集电体的剥离、脱落的问题。为了解决此种问题，还尝试使用除PVDF以外的粘合剂。然而，在使用以往的树脂的情况下，在对电极负载电压时，产生导致树脂的分解、劣化的新问题。在产生此种树脂的劣化的情况下，产生充放电容量降低或者发生电极的剥离的问题。对此，专利文献1中公开了将皂化度75摩尔％以上的聚乙烯醇用作粘合剂树脂的蓄电装置用导电性涂敷液。然而，在使用此种树脂的情况下，电极的柔软性变低，发生龟裂、从集电体剥离，因此，存在招致电池耐久性降低的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2013-48043号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题本专利技术的目的在于提供活性物质的分散性、对集电体的密合性优异并且能够制作高容量的锂二次电池的锂二次电池电极用组合物。用于解决课题的手段本专利技术为一种锂二次电池电极用组合物，其是含有活性物质、粘合剂及有机溶剂的锂二次电池电极用组合物，上述粘合剂含有聚乙烯醇缩醛树脂，上述粘合剂中所含的Na离子为100ppm以下。以下对本专利技术进行详细叙述。本专利技术人等进行深入研究的结果发现：通过使用聚乙烯醇缩醛树脂作为锂二次电池电极形成用粘合剂，从而可以改善活性物质的分散性、对集电体的密合性。另一方面，在使用聚乙烯醇缩醛树脂的情况下，产生锂二次电池的电池容量降低的新问题。本专利技术人等发现此种问题是由缩醛化反应的中和剂中所含的Na离子引起的，并且发现：通过将粘合剂的Na离子的含量设为规定量以下，从而使活性物质的分散性、对集电体的密合性优异，并且可以制作高容量的锂二次电池。进而发现：在将聚乙烯醇缩醛树脂用作锂二次电池电极形成用粘合剂的情况下，经时粘度稳定性非常优异，因此能够进行长期保存。以至完成本专利技术。本专利技术的锂二次电池电极用组合物含有活性物质。本专利技术的锂二次电池电极用组合物可以用于正极、负极中的任一电极，另外，也可以用于正极及负极两者。因此，作为活性物质，包括正极活性物质、负极活性物质。作为上述正极活性物质，可列举例如锂镍氧化物、锂钴氧化物、锂锰氧化物等含锂复合金属氧化物。具体而言，可列举例如LiNiO2、LiCoO2、LiMn2O4等。予以说明，它们可以单独使用，也可以并用2种以上。作为上述负极活性物质，例如可以使用一直以来作为锂二次电池的负极活性物质使用的材料，可列举例如球状天然石墨、天然石墨、人造石墨、无定形碳、炭黑或在这些成分中添加了异种元素的材料。本专利技术的锂二次电池电极用组合物优选含有导电赋予剂。作为上述导电赋予剂，可列举例如石墨、乙炔黑、炭黑、科琴黑、气相生长碳纤维等碳材料。尤其，作为正极用导电赋予剂，优选乙炔黑、炭黑，作为负极用导电赋予剂，优选乙炔黑、鳞片状石墨。本专利技术的锂二次电池电极用组合物含有包含聚乙烯醇缩醛树脂的粘合剂。在本专利技术中，通过使用聚乙烯醇缩醛树脂作为粘合剂(粘结剂)，从而在聚乙烯醇缩醛树脂的羟基与正极活性物质的氧原子间发生引力的相互作用，得到聚乙烯醇缩醛树脂包围正极活性物质的结构。另外，同一分子内的其他羟基与导电赋予剂也发生引力的相互作用，因此可以将活性物质、导电赋予剂间距离限定在某个既定范围。这样通过采用使活性物质与导电赋予剂处于适当距离的特征性结构，从而大幅改善活性物质的分散性。另外，与使用PVDF等树脂的情况相比，可以提高与集电体的粘接性。进而，得到溶剂溶解性优异、溶剂的选择范围广的优点。上述粘合剂中所含的Na离子为100ppm以下。在粘合剂含有Na离子的情况下，若将其用于锂二次电池的电极，则阻碍电解液中的Li离子的移动，产生电池容量降低的问题，但是，在本专利技术中，通过限定上述粘合剂中所含的Na离子，从而促进Li离子的移动，能够制成高容量的锂二次电池。上述粘合剂中所含的Na离子含量的优选的下限为0.0001ppm、优选的上限为80ppm。予以说明，上述Na离子含量例如可以利用原子吸光测定法来测定。关于上述粘合剂中所含的Na离子的存在形态，优选以-ONa的状态存在。通过使Na离子以此种形态存在，从而在用于锂二次电池的情况下，使Na离子的影响变小，不会阻碍Li离子的移动，因此可以提高放电容量。另外，在Na离子以-ONa的状态存在于上述粘合剂中的情况下，-ONa基相对于聚乙烯醇缩醛树脂的羟基的比率(-ONa存在比率)优选为0.01～35％。通过使上述-ONa存在比率为上述的范围内，从而促进Li离子的移动，能够制成高容量的锂二次电池。更优选的范围为0.01～10％。予以说明，上述-ONa存在比率可以利用FT-IR测定聚乙烯醇缩醛树脂、并使用在3400～3500cm-1附近检测到的-OH基的峰的透射率(-OH基透射率)和在1600～1700em-1附近检测到的-ONa基的峰的透射率(-ONa基透射率)根据下述式来进行计算。-ONa存在比率＝(100-[-ONa基透射率])/(100-[-OH基透射率])×100上述聚乙烯醇缩醛树脂通常为具有下述式(1)所示的具有羟基的构成单元、下述式(2)所示的具有缩醛基的构成单元的聚乙烯醇缩醛树脂。【化1】上述聚乙烯醇缩醛树脂中的上述式(1)所示的具有羟基的构成单元的含量(羟基量)的优选的下限为32摩尔％、优选的上限为55摩尔％。通过使上述羟基量为32摩尔％以上，从而提高对电解液的耐性，可以防止树脂向电解液中溶出，另外，通过使上述羟基量为55摩尔％以下，从而提高树脂的柔软性，可以使对集电体的粘接力变得充分。上述羟基量的更优选的下限为35摩尔％、更优选的上限为53摩尔％。上述聚乙烯醇缩醛树脂中的上述式(2)所示的具有缩醛基的构成单元的含量(缩醛化度)优选为20～70摩尔％。通过使上述缩醛化度为20摩尔％以上，从而使对溶剂的溶解性优异，因此可以适合用于组合物。通过使上述缩醛化度为70摩尔％以下，从而使对电解液耐性充分，在将电极浸渍于电解液中时，可以防止树脂本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂二次电池电极用组合物，其特征在于，其是含有活性物质、粘合剂及有机溶剂的锂二次电池电极用组合物，所述粘合剂含有聚乙烯醇缩醛树脂，所述粘合剂中所含的Na离子为100ppm以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.03.20 JP 2015-0584231.一种锂二次电池电极用组合物，其特征在于，其是含有活性物质、粘合剂及有机溶剂的锂二次电池电极用组合物，所述粘合剂含有聚乙烯醇缩醛树脂，所述粘合剂中所含的Na离子为100ppm以下。2.根据权利要求1所述的锂二次电池电极用组合物，其特征在于，聚乙烯醇缩醛树脂的缩醛化度为20～70摩尔％。3.根据权利要求1或2所述的锂二次电池电极用组合物，其特征在于，聚乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田绫子，
申请(专利权)人：积水化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP