电极合剂、电极合剂的制造方法、电极结构体、电极结构体的制造方法以及二次电池技术

本发明专利技术提供一种能抑制浆料的保存时的固体成分浓度变化的电极合剂。本发明专利技术的电极合剂含有电极活性物质和粘合剂组合物，粘合剂组合物含有偏氟乙烯共聚物和丙烯酸系聚合物，电极活性物质包含Li

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电极合剂、电极合剂的制造方法、电极结构体、电极结构体的制造方法以及二次电池
本专利技术涉及一种电极合剂，更详细而言，涉及一种锂离子二次电池用电极合剂。
技术介绍
近年来，电子技术的发展突飞猛进，小型便携式设备的高功能化得到发展，对这些设备所使用的电源要求小型化和轻型化(高能量密度化)。作为具有高能量密度的电池，以锂离子二次电池等为代表的非水电解质二次电池被广泛使用。锂离子二次电池的电极例如可以如下述这样得到。首先，在电极活性物质和根据需要添加的导电助剂等粉末状电极材料中混合粘合剂(粘结剂)，溶解或分散于适当的溶剂来得到浆料状的电极合剂(以下，也称为电极合剂浆料)。接着，将所得到的电极合剂浆料涂布于集电体上，使溶剂挥发而形成保持为电极合剂层的结构，由此能得到锂离子二次电池的电极。作为锂离子二次电池中的高能量密度化的方法，使用提高电极中的正极活性物质本身的充放电容量的方法。作为提高正极活性物质的充放电容量的方法，例如，已知将含镍的化合物用作正极活性物质。此外，已知通过使用提高了镍比率的电极活性物质，能使放电容量提高。然而，若电极活性物质中的镍比率得到提高，则存在电极合剂浆料容易凝胶化的问题。因此，迄今为止，开发了以抑制电极合剂浆料的凝胶化为目的的电极合剂。作为这样的电极合剂的一个例子，已知一种非水电解质二次电池用负极合剂，其含有：含极性基团的偏氟乙烯系聚合物、含氯原子的偏氟乙烯系聚合物、电极活性物质以及有机溶剂(专利文献1)。此外，也提出了：作为正极活性物质，使用含有镍的特定组成的含锂的复合氧化物，作为正极的粘合剂，含有聚偏氟乙烯和偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物的物质(例如，专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2010/074041号专利文献2：日本公开专利公报日本特开2014-7088号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题在以往的电极合剂，尤其是在使用提高了镍比率的电极活性物质用于提高放电容量的电极合剂中，发现在将电极合剂浆料保持一定时间时，与凝胶化不同，电极活性物质沉积于容器下部。若电极活性物质沉积，则电极合剂的固体成分浓度上升，因此电极合剂下部增稠，引起电极制作时的操作性的降低。因此，本专利技术是鉴于上述的问题点而完成的，其目的在于提供一种抑制了浆料中的固体成分浓度变化的电极合剂。技术方案为了解决上述问题，本专利技术的电极合剂为以下构成，即，含有设于集电体上的电极活性物质和用于将该电极活性物质粘结于该集电体的粘合剂组合物，上述粘合剂组合物含有：偏氟乙烯共聚物，具有极性基团；以及丙烯酸系聚合物，具有源自下述式(1)所示的单体的构成单元。式中，R1、R2以及R3分别独立地为氢原子、氯原子、氟原子、碳原子数1～6的烷基或碳原子1～6的氟取代烷基，上述电极活性物质包含下述式(2)所示的锂金属氧化物，Li1+xMO2···(2)X为满足-0.15<X≤0.15的数，M为Ni或包含Ni的两种以上的元素组，在M为包含Ni的两种以上的元素组的情况下，包含50mol％以上的Ni。此外，为了解决上述问题，本专利技术的电极合剂的制造方法为以下构成，即，包括将具有极性基团的偏氟乙烯共聚物、具有源自下述式(1)所示的单体的构成单元的丙烯酸系聚合物以及电极活性物质混炼的工序，式中，R1、R2以及R3分别独立地为氢原子、氯原子、氟原子、碳原子数1～6的烷基或碳原子1～6的氟取代烷基，上述电极活性物质包含下述式(2)所示的锂金属氧化物，Li1+xMO2···(2)X为满足-0.15<X≤0.15的数，M为Ni或包含Ni的两种以上的元素组，在M为包含Ni的两种以上的元素组的情况下，包含50mol％以上的Ni。有益效果根据本专利技术的电极合剂，能提供一种抑制了浆料保存时的固体成分浓度变化的电极合剂。附图说明图1是本专利技术的一个实施方式的电极结构体的剖视图。图2是本专利技术的一个实施方式的二次电池的分解立体图。具体实施方式对本专利技术的电极合剂及其利用的一个实施方式进行说明。需要说明的是，在本说明书中“～”以包括其前后所记载的数值作为下限值和上限值的含义来使用。〔电极合剂〕本实施方式的电极合剂含有设于集电体上的电极活性物质和用于将该电极活性物质粘结于该集电体的粘合剂组合物，粘合剂组合物含有偏氟乙烯共聚物和丙烯酸系聚合物。此外，电极活性物质包含下述式(2)所示的锂金属氧化物。Li1+xMO2···(2)(X为满足-0.15<X≤0.15的数。M为Ni或包含Ni的两种以上的元素组，在M为包含Ni的两种以上的元素组的情况下，包含50mol％以上的Ni。)(粘合剂组合物)本实施方式中的粘合剂组合物用作用于使电极活性物质粘结于集电体上的粘结剂。如上所述，粘合剂组合物含有偏氟乙烯共聚物和丙烯酸系聚合物。本实施方式中的偏氟乙烯共聚物是具有极性基团的偏氟乙烯共聚物，是偏氟乙烯与含极性基团的化合物的共聚物。含极性基团的化合物是例如含有羧基、环氧基、羟基以及磺酸基等极性基团的化合物。其中，含极性基团的化合物优选为含有羧基的化合物。即，具有极性基团的偏氟乙烯共聚物中的极性基团优选为羧基。通过偏氟乙烯共聚物包含极性基团，尤其是包含羧基，能得到电极活性物质与集电体或电极活性物质之间的良好的粘结性。作为含有羧基的化合物，可列举出丙烯酸、丙烯酸衍生物、马来酸单甲酯以及马来酸单乙酯等。作为丙烯酸衍生物，可列举出下述式(3)所示的化合物。在式(3)中，R4、R5以及R6分别独立地为氢原子或碳原子数1～5的烷基。从聚合反应的观点考虑，特别优选R4和R5为空间位阻小的取代基，优选氢或碳原子数1～3的烷基，优选为氢或甲基。在式(3)中，X是主链由原子数1～20构成的分子量500以下的原子团。原子团中的分子量优选为200以下。此外，原子团中的分子量的下限没有特别限定，但通常为15。通过原子团的分子量在上述的范围内，适当提高使用该电极合剂所得到的电极合剂层的剥离强度。在此，“主链的原子数”是指，用最少的原子数将式(3)中的记载于X的右侧的羧基和记载于X的左侧的基团(R3R4C＝CR5-)连结而成的链的骨架部分的原子数。此外，X也可以通过包含官能团作为侧链来分支。在X包含侧链的情况下，X所含的侧链可以为一条，也可以包含多条。而且，式(3)中的X优选为下述式(4)所示的结构。-COO-X’-···(4)在式(4)中，X’是主链由原子数1～18构成的分子量456以下的原子团，但从聚合性的观点考虑，优选为主链由原子数1～13构成的原子团，进一步优选为主链由原子数1～8构成的原子团。此外，X’所示的原子团的分子量优选为156以下。此外，作为X’所示的原子团的分子量的下限，没有特别限定，但通常为14。需要说明的是，在主链的原子数中，不含氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极合剂，其特征在于，/n含有设于集电体上的电极活性物质和用于将该电极活性物质粘结于该集电体的粘合剂组合物，/n所述粘合剂组合物含有：偏氟乙烯共聚物，具有极性基团；以及丙烯酸系聚合物，具有源自下述式(1)所示的单体的构成单元，/n[化学式1]/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180515 JP 2018-0940821.一种电极合剂，其特征在于，
含有设于集电体上的电极活性物质和用于将该电极活性物质粘结于该集电体的粘合剂组合物，
所述粘合剂组合物含有：偏氟乙烯共聚物，具有极性基团；以及丙烯酸系聚合物，具有源自下述式(1)所示的单体的构成单元，
[化学式1]



式中，R1、R2以及R3分别独立地为氢原子、氯原子、氟原子、碳原子数1～6的烷基或碳原子1～6的氟取代烷基，
所述电极活性物质包含下述式(2)所示的锂金属氧化物，
Li1+xMO2···(2)
X为满足-0.15<X≤0.15的数，M为Ni或包含Ni的两种以上的元素组，在M为包含Ni的两种以上的元素组的情况下，包含50mol％以上的Ni。


2.根据权利要求1所述的电极合剂，其特征在于，
所述极性基团为羧基。


3.根据权利要求1或2所述的电极合剂，其特征在于，
所述偏氟乙烯共聚物含有源自偏氟乙烯的构成单元和源自下述式(3)所示的单体的构成单元，
[化学式2]



式中，R4、R5以及R6分别独立地为氢原子或碳原子数1～5的烷基，X是主链由原子数1～20构成的分子量500以下的原子团。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的电极合剂，其特征在于，
所述粘合剂组合物中的氯量为1000ppm以下。...

【专利技术属性】
技术研发人员：五十岚民人，青木健太，小林正太，佐藤宏，
申请(专利权)人：株式会社吴羽，
类型：发明
国别省市：日本;JP