非水系电池电极用浆液、以及非水系电池电极和非水系电池的制造方法技术

本发明专利技术提供即使浆液涂布得厚、形成了较厚的电极活性物质层，也能够得到不容易产生裂纹的电极的非水系电池电极用浆液。本发明专利技术的非水系电池电极用浆液，其特征在于，含有非水系电池电极用活性物质(A)、粘合剂树脂(B)、裂纹防止剂(C)和水，所述裂纹防止剂(C)在1大气压下的沸点为120℃以上，20℃水中的溶解度为10g/100mL以上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】非水系电池电极用浆液、以及非水系电池电极和非水系电池的制造方法
本专利技术涉及非水系电池电极用浆液、以及非水系电池电极和非水系电池的制造方法。本申请基于2018年2月9日在日本提出的专利申请特愿2018-022334号主张优先权，将其内容引用到本文。
技术介绍
近年来，由于笔记本电脑等的电子设备、手机电话等通信设备、以及电动工具等的小型化、轻量化方面的要求，锂离子非水系电池受到关注。锂离子非水系电池含有以钴酸锂等金属氧化物作为活性物质的正极、以石墨等碳材料作为活性物质的负极、以碳酸酯类为中心的电解液溶剂。锂离子非水系电池，通过锂离子在正极和负极之间移动来进行电池充放电。正极可以通过在铝箔等正极集电体表面由含有金属氧化物等正极活性物质和粘合剂的组合物形成正极层来得到。负极可以通过在铜箔等负极集电体表面由含有石墨等负极活性物质和粘合剂的组合物形成负极层来得到。因此，各粘合剂具有将活性物质和粘合剂粘结起来，防止正极层和负极层的凝聚破坏的作用。作为粘合剂，以有机溶剂系的N-甲基吡咯烷-2-酮(NMP)作为溶剂的聚1,1-二氟乙烯(PVDF)系粘合剂被大家熟知(参照例如专利文献1)。但是该粘合剂，活性物质彼此、以及活性物质与集电体的粘结性低、在实际使用时需要大量的粘合剂，结果有非水系电池容量降低的缺点。此外，由于粘合剂中使用了价格昂贵的有机溶剂NMP，所以在最终产品的价格、和浆液或集电体制作时的作业环境保护方面存在问题。作为解决这些问题的方法，过去开发了水分散系粘合剂。作为增稠剂已知与羧甲基纤维素(CMC)合并使用的苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)系的水分散体(参照例如专利文献2～专利文献4)。此外，作为二次电池的电极中使用的水分散系粘合剂，专利文献5提出了将含有苯乙烯、烯属不饱和羧酸酯单体、烯属不饱和羧酸单体和内部交联剂的烯属不饱和单体在表面活性剂的存在下进行乳液聚合而得到的粘合剂。这些是水分散体，所以价格便宜，从保护作业环境的观点有利。此外，活性物质彼此、以及活性物质与集电体的粘结性较好，所以能够以比PVDF系粘合剂更少的使用量生产电极，结果具有非水系电池高输出化和高容量化这样的优点。最近从保护环境的观点，作为电动汽车和混合动力汽车中使用的非水系电池，尤其是强烈需要高电压、高容量、高能量密度化的锂离子非水系电池。作为解决对策，有在电极集电体上厚厚地涂布浆液，形成较厚的电极活性物质层的方法。但是如果涂布地较厚，则电极容易产生裂纹，电池性能也未必好。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平10-298386号公报专利文献2:日本特开平5-74461号公报专利文献3:日本特开平8-250123号公报专利文献4:日本特开2011-204573号公报专利文献5:日本特开2011-243464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是解决现有现有技术的问题，提供属于水分散系的、活性物质彼此以及活性物质与集电体之间的粘结性良好，即使涂布得厚，也不容易产生裂纹、活性物质不容易从集电体表面剥离的、非水系电池电极用浆液，以及使用该浆液的非水系电池电极和非水系电池的制造方法。解决课题的手段本专利技术人为了解决上述课题而进行了深入研究，注意到通过以特定的有机溶剂作为裂纹防止剂，将其添加到水分散系浆液中，能够防止裂纹的发生，从而解决了上述课题。即、本专利技术包含以下方式。[1].一种非水系电池电极用浆液，其特征在于，含有非水系电池电极用活性物质(A)、粘合剂树脂(B)、裂纹防止剂(C)和水，所述裂纹防止剂(C)在1大气压下的沸点为120℃以上，20℃水中的溶解度为10g/100mL以上。[2].如[1]所述的非水系电池电极用浆液，所述裂纹防止剂(C)是选自N-甲基吡咯烷-2-酮、乙二醇、二甘醇、乙二醇单丁基醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的至少一者。[3].如[1]所述的非水系电池电极用浆液，所述裂纹防止剂(C)是在1大气压下的沸点为150℃以上的有机溶剂。[4].如[1]所述的非水系电池电极用浆液，所述裂纹防止剂(C)是在1大气压下的沸点高于200℃的有机溶剂。[5].如[1]～[4]的任一项所述的非水系电池电极用浆液，相对于粘合剂树脂(B)100质量份，含有所述裂纹防止剂(C)10～500质量份。[6].如[1]～[5]的任一项所述的非水系电池电极用浆液，还含有增稠剂(D)。[7].如[6]所述的非水系电池电极用浆液，所述增稠剂(D)是羧甲基纤维素(CMC)。[8].如[1]～[7]的任一项所述的非水系电池电极用浆液，所述粘合剂树脂(B)是选自苯乙烯系单体和二烯系单体的共聚物(P1)、苯乙烯系单体和烯属不饱和羧酸酯单体的共聚物(P2)中的至少一种。[9].如[1]～[8]的任一项所述的非水系电池电极用浆液，所述粘合剂树脂(B)含有苯乙烯系单体和二烯系单体的共聚物(P1)，在构成所述共聚物的全部烯属不饱和单体成分中苯乙烯系单体成分为5～70质量％，二烯系单体成分为30～95质量％。[10].如[1]～[9]的任一项所述的非水系电池电极用浆液，所述粘合剂树脂(B)含有苯乙烯系单体和烯属不饱和羧酸酯单体的共聚物(P2)。[11].如[1]～[10]的任一项所述的非水系电池电极用浆液，所述粘合剂树脂(B)含有苯乙烯系单体和烯属不饱和羧酸酯单体和烯属不饱和羧酸单体的共聚物。[12].如[11]所述的非水系电池电极用浆液，所述粘合剂树脂(B)中苯乙烯的使用量是形成所述共聚物的全部烯属不饱和单体成分的10～70质量％，所述烯属不饱和羧酸酯单体的使用量是形成所述共聚物的全部烯属不饱和单体成分的25～85质量％，所述烯属不饱和羧酸单体的使用量是形成所述共聚物的全部烯属不饱和单体成分的0.01～10质量％。[13].一种非水系电池电极的制造方法，包含在集电体上涂布[1]～[12]的任一项所述的浆液并干燥的工序。[14].一种非水系电池的制造方法，包含[13]所述的非水系电池电极的制造方法。专利技术效果通过使用本专利技术的非水系电池电极用浆液，即使浆液涂布得厚、形成了较厚的电极活性物质层，也能够得到不容易产生裂纹的电极。具体实施方式(非水系电池电极用浆液)本专利技术的非水系电池电极用浆液含有活性物质(A)、粘合剂树脂(B)、裂纹防止剂(C)和水作为成分。所述裂纹防止剂(C)的特征在于，1大气压下的沸点为120℃以上、20℃水中的溶解度为10g/100mL以上。此外，还含有(D)增稠剂。本说明书中“(甲基)丙烯酸”是丙烯酸和甲基丙烯酸的总称，“(甲基)丙烯酸酯”是丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的总称。[活性物质(A)]本专利技术的非水电池电极用浆液含有活性物质(A)作为必须成分。本专利技术中使用的活本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非水系电池电极用浆液，其特征在于，含有非水系电池电极用活性物质(A)、粘合剂树脂(B)、裂纹防止剂(C)和水，/n所述裂纹防止剂(C)在1大气压下的沸点为120℃以上，20℃水中的溶解度为10g/100mL以上。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180209 JP 2018-0223341.一种非水系电池电极用浆液，其特征在于，含有非水系电池电极用活性物质(A)、粘合剂树脂(B)、裂纹防止剂(C)和水，
所述裂纹防止剂(C)在1大气压下的沸点为120℃以上，20℃水中的溶解度为10g/100mL以上。


2.如权利要求1所述的非水系电池电极用浆液，所述裂纹防止剂(C)是选自N-甲基吡咯烷-2-酮、乙二醇、二甘醇、乙二醇单丁基醚、3-甲氧基-3-甲基-1-丁醇、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜中的至少一者。


3.如权利要求1所述的非水系电池电极用浆液，所述裂纹防止剂(C)是在1大气压下的沸点为150℃以上的有机溶剂。


4.如权利要求1所述的非水系电池电极用浆液，所述裂纹防止剂(C)是在1大气压下的沸点高于200℃的有机溶剂。


5.如权利要求1～4的任一项所述的非水系电池电极用浆液，相对于粘合剂树脂(B)100质量份，含有所述裂纹防止剂(C)10～500质量份。


6.如权利要求1～5的任一项所述的非水系电池电极用浆液，还含有增稠剂(D)。


7.如权利要求6所述的非水系电池电极用浆液，所述增稠剂(D)是羧甲基纤维素(CMC)。


8.如权利要求1～7的任一项所述的非水系电池电极用浆液，所述粘合剂树脂(B)是选自苯乙...

【专利技术属性】
技术研发人员：花崎充，彭骏，
申请(专利权)人：昭和电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP