非水电解质二次电池电极用粘合剂制造技术

本发明专利技术提供一种非水电解质二次电池用水系粘合剂。粘合剂含有具有羧基的交联聚合物或其盐，交联聚合物具有来自烯属不饱和羧酸单体的结构单元以及来自一种大分子单体的结构单元，所述大分子单体以选自式(1)：H

Adhesive for electrode of nonaqueous electrolyte secondary battery

The invention provides a water binder for a non-aqueous electrolyte secondary battery. The adhesive comprises a crosslinked polymer or a salt thereof having a carboxyl group, the crosslinked polymer having a structural unit from an olefinic unsaturated carboxylic acid monomer and a structural unit from a macromolecular monomer selected from formula (1): H

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水电解质二次电池电极用粘合剂
本说明书的公开内容涉及能够用于锂离子二次电池等的非水电解质二次电池电极用粘合剂及其用途，以及用于该粘合剂的交联聚合物或其盐的制造方法。(关联申请的相互参照)本申请是于2017年3月28日提出申请的日本专利申请：日本特愿2017－063809和日本特愿2017－063810的关联申请，通过参照来援引该日本申请所记载的全部内容。此外，本申请基于日本特愿2017－063809主张优先权。
技术介绍
作为非水电解质二次电池，例如众所周知有锂离子二次电池。非水电解质二次电池电极通过在集电体上涂布用于形成包含活性物质和粘合剂等的电极合剂层的组合物并进行干燥等来制作。作为负极合剂层组合物中使用的粘合剂，使用包含苯乙烯丁二烯橡胶(SBR)胶乳和羧甲基纤维素(CMC)的水系的粘合剂。另外，作为分散性及粘结性优异的粘合剂，已知包含丙烯酸系聚合物水溶液或水分散液的粘合剂。另一方面，作为正极合剂层中使用的粘合剂，广泛使用聚偏氟乙烯(PVDF)的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)溶液。但是，以近年的环境意识的提高为背景，对于正极合剂层组合物也越来越要求实现不使用有机溶剂的水系化。另一方面，随着锂离子二次电池的用途扩大，存在对其可靠性及耐久性提高的要求增强的倾向。因此，出于抑制电极合剂层的剥离或脱落等而提高耐久性的目的，进行了关于粘合剂的粘结性提高的研究(专利文献1～3)。例如，在专利文献1中，公开了通过聚烯基醚进行交联而成的丙烯酸聚合物作为形成锂离子二次电池的负极涂膜的粘结剂。专利文献2中公开了一种含有具有特定的水溶液粘度的水溶性高分子的二次电池用水系电极粘合剂，该粘合剂含有源自烯属不饱和羧酸盐单体的结构单元和源自烯属不饱和羧酸酯单体的结构单元。专利文献3中公开了含有源自烯属不饱和羧酸盐单体的结构单元的交联聚合物的盐的特定粘度的水分散液。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000－294247号公报专利文献2：日本特开2015－18776号公报专利文献3：国际公开第2016/158939号专利文献1均公开了使用交联型聚丙烯酸作为粘结剂，但对于所得到的电极的耐弯曲性等，期望改善。专利文献2中记载的粘合剂在挠性方面是良好的，但从粘结性的观点考虑，不能充分满足。另外，专利文献3中记载的粘合剂的粘结性也存在进一步提高的余地。本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其提供一种具备优异的粘结性的非水电解质二次电池用水系粘合剂。
技术实现思路
本专利技术人等为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现：一种属于丙烯酸系交联聚合物且包含具有疏水性部分的丙烯酸系交联聚合物的非水电解质二次电池用水系粘合剂与用于电极的活性物质等很好地粘结，由此使含有该粘合剂的电极合剂层显示优异的粘结性和密合性。根据本公开，基于这样的见解而提供以下的技术方案。本说明书的公开提供一种含有具有羧基的交联聚合物或其盐的非水电解质二次电池电极用粘合剂。该粘合剂可以含有交联聚合物或其盐，该交联聚合物具有：来自烯属不饱和羧酸单体的结构单元、以及来自一种大分子单体的结构单元；所述大分子单体以选自以下式(1)所表示的化合物中的至少一种作为构成单体，H2C＝CR1-X式(1)(式(1)中，R1表示氢或甲基，X表示C(＝O)OR2或CN，R2表示碳原子数1～8的直链状或支链状的烷基或具有脂环结构的碳原子数3～8的烷基。)具体实施方式本专利技术涉及本专利技术的非水电解质二次电池电极用粘合剂和用于该粘合剂的交联聚合物的制造方法、以及使用该粘合剂得到的非水电解质二次电池电极合剂层用组合物、非水电解质二次电池电极和非水电解质二次电池。根据本专利技术的非水电解质二次电池电极用粘合剂，大分子单体中的结构单元中的要素对来自碳系材料、硅系材料的电极活性物质或导电助剂发挥相互作用，因此这样的电极材料的粘结性优异。此外，该粘合剂也能与集电体发挥良好的粘接性。因此，通过使用该粘合剂，能够良好地粘结电极材料并且与集电体充分地粘接而形成优异的一体性的电极合剂层。因此，能够抑制电极合剂层因伴随充放电的活性物质的体积变化及形状变化而发生的劣化，能够得到耐久性(循环特性)高的二次电池。本说明书中公开的非水电解质二次电池电极合剂层用组合物具有相对于电极材料的良好的粘结性和相对于集电体的良好的粘接性，因此能够形成一体性良好的电极合剂层，能够得到电极特性良好的非水电解质二次电池电极。本说明书中公开的非水电解质二次电池电极用粘合剂含有交联聚合物或其盐，通过与活性物质和水混合，可以制成电极合剂层组合物。上述的组合物可以是能够向集电体涂布的浆料状态，也可以调制为湿粉状态，使其能够应对在集电体表面上的加压加工。通过在铜箔或铝箔等集电体表面形成由上述组合物形成的合剂层，可得到本专利技术的非水电解质二次电池电极。本说明书所公开的粘合剂没有特别限定，例如，也可以采用以下的样态。即，上述交联聚合物中，相对于上述交联聚合物的全部结构单元可以含有50质量％以上99.9质量％以下的上述烯属不饱和羧酸单体。此外，上述大分子单体的含量可以为上述交联聚合物的全部结构单元的0.1质量％以上50质量％以下。此外，上述交联聚合物可以进一步具有来自交联性单体的结构单元。此外，上述交联聚合物的盐可以包含锂盐。此外，上述交联聚合物或其盐的0.5质量％水溶液的pH可以是8.0以上。以下，适当参照附图详细地说明本专利技术的代表性且非限制性的具体例。该详细的说明是单纯地意图向本领域技术人员展示用于实施本专利技术的优选例的详细内容，并不意图限定本专利技术的范围。另外，为了提供进一步改善的非水电解质二次电池电极用粘合剂等，以下所公开的追加特征以及方案可以与其他的特征、方案分别地或者一起使用。另外，在以下的详细说明中公开的特征、工序的组合在最广的意义上实施本专利技术时不是必须的，而是特别为了仅用于说明本专利技术的代表性的具体例而记载的。进而，上述以及下述的代表性的具体例的各种特征、以及在独立及从属权利要求中记载的各种特征在提供本专利技术的追加且有用的实施方式时，并不必须如在此记载的具体例那样、或者如所列举的顺序那样进行组合。除实施例和/或权利要求所记载的技术特征的构成之外，本说明书和/或权利要求所记载的全部技术特征作为对申请最初的公开内容以及所要求保护的特定事项的限定，在本申请中被分别地且彼此独立地公开。进而，对于涉及全部的数值范围和组或集合的记载，作为对申请最初的公开以及所要求保护的特定事项的限定，具有公开它们的中间的构成的意图。以下，对本说明书所公开的非水电解质二次电池用粘合剂和使用该粘合剂的各种实施方式进行说明。应予说明，本说明书中，“(甲基)丙烯酸”是指丙烯酸和/或甲基丙烯酸，“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。另外，“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。＜粘合剂＞本说明书所公开的粘合剂包含具有羧基的交联聚合物或其盐。具有羧基的交联本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粘合剂，其是含有具有羧基的交联聚合物或其盐的非水电解质二次电池电极用粘合剂，/n所述交联聚合物具有：/n来自烯属不饱和羧酸单体的结构单元、以及/n来自一种大分子单体的结构单元；/n所述大分子单体以选自以下式(1)所表示的化合物中的至少一种作为构成单体，/nH

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170328 JP 2017-0638091.一种粘合剂，其是含有具有羧基的交联聚合物或其盐的非水电解质二次电池电极用粘合剂，
所述交联聚合物具有：
来自烯属不饱和羧酸单体的结构单元、以及
来自一种大分子单体的结构单元；
所述大分子单体以选自以下式(1)所表示的化合物中的至少一种作为构成单体，
H2C＝CR1-X式(1)，
式(1)中，R1表示氢或甲基，X表示C(＝O)OR2或CN，R2表示碳原子数1～8的直链状或支链状的烷基或具有脂环结构的碳原子数3～8的烷基。


2.根据权利要求1所述的粘合剂，...

【专利技术属性】
技术研发人员：斋藤直彦，长谷川刚史，西胁笃史，松崎英男，鉾谷伸宏，浦田翔，森川敬元，
申请(专利权)人：东亚合成株式会社，三洋电机株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP