全固体二次电池用粘结剂、全固体二次电池用粘结剂组合物、全固体二次电池用浆料、全固体二次电池用固体电解质片材及其制造方法、以及全固体二次电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种可以抑制离子电导率的降低、且粘合性和抗氧化性优异、即使在高电压下也能实现良好的循环寿命特性的全固体二次电池用粘结剂和含有该粘结剂的全固体二次电池用粘结剂组合物。本发明专利技术涉及的全固体二次电池用粘结剂的特征在于含有聚合物(A)，该聚合物(A)含有来自不饱和羧酸酯(不包含具有羟基的不饱和羧酸酯)的重复单元(a1)和来自具有叔胺基的化合物的重复单元(a2)，重均分子量(Mw)为250000～3000000，在依据JIS K7121而进行差示扫描热量测定(DSC)时，在

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全固体二次电池用粘结剂、全固体二次电池用粘结剂组合物、全固体二次电池用浆料、全固体二次电池用固体电解质片材及其制造方法、以及全固体二次电池及其制造方法


[0001]本专利技术涉及全固体二次电池用粘结剂、含有该粘结剂的全固体二次电池用粘结剂组合物、含有该组合物和固体电解质的全固体二次电池用浆料、将该浆料在基材上涂布并干燥而形成的全固体二次电池用固体电解质片材及其制造方法、以及具备该片材的全固体二次电池及其制造方法。

技术介绍

[0002]为了用于汽车等的驱动电源、家庭用蓄电池等，现在积极进行大型锂离子电池的研究。在通用的锂离子二次电池中，大多使用电解液。将该电解液替换为固体电解质、将全部构成材料制成固体的全固体二次电池作为兼具安全性、高能量密度、长寿命的究极电池，其开发正在进行。
[0003]全固体二次电池使用了显示高离子电导性的固体电解质，因此没有漏液、起火的危险性，安全性、可靠性优异。另外，全固体二次电池适合于由电极的堆叠而产生的高能量密度化。具体而言，可以制成具有活性物质层与固体电解质层并列而串联化的结构的电池。此时，由于可以省略密封电池单元的金属包装、连接电池单元的铜线、母线，因此可以大幅提高电池的能量密度。另外，作为优点，还可以举出与可以高电位化的正极材料的相容性良好等。
[0004]另一方面，制造全固体二次电池时的课题也凸显了出来。具体而言，在为了增大作为电解质的固体电解质与活性物质的接触面积而制成将它们混合而成的混合物的加压成型体的情况下，该加压成型体较硬、较脆且缺乏加工性。另外，活性物质由于锂离子的吸留
·
放出而伴随有体积变化，因此，在上述加压成型体存在如下问题：伴随充放电循环而活性物质剥离等，产生显著的容量降低等。
[0005]因此，为了提高成型性，正在研究在上述混合物中进一步加入粘结剂成分来提高成型性的技术(例如，参照专利文献1～3)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开平11
‑
86899号公报
[0009]专利文献2：日本特公平7
‑
87045号公报
[0010]专利文献3：国际公开第2009/107784号

技术实现思路

[0011]由上述专利文献1～3中公开的高分子化合物构成的粘结剂成分被认为在现有的施加电压下，作为全固体二次电池的特性良好。但是，由于固体电解质的表面被高分子化合物覆盖，从而固体电解质间的离子传导容易被干扰，除此以外，还无法满足最近的全固体二
次电池所要求的在高电压下的高水平的循环寿命特性，还要求进一步的改善。
[0012]因此，本专利技术涉及的若干实施方式提供一种可以抑制离子电导率降低、且粘合性和抗氧化性优异、即使在高电压下也能实现良好的循环寿命特性的全固体二次电池用粘结剂和含有该粘结剂的全固体二次电池用粘结剂组合物。
[0013]本专利技术正是为了解决上述课题的至少一部分而完成的，可以作为以下任一种方式而实现。
[0014]本专利技术涉及的全固体二次电池用粘结剂的一个方式含有聚合物(A)，
[0015]聚合物(A)含有来自不饱和羧酸酯(不包括具有羟基的不饱和羧酸酯)的重复单元(a1)和来自具有叔胺基的化合物的重复单元(a2)，
[0016]重均分子量(Mw)为250000～3000000，
[0017]依据JIS K7121而进行差示扫描热量测定(DSC)时，在
‑
10℃以下可以观测到吸热峰。
[0018]在上述全固体二次电池用粘结剂的一个方式中，
[0019]上述聚合物(A)可以进一步含有来自具有羟基的不饱和羧酸酯的重复单元(a3)。
[0020]在上述全固体二次电池用粘结剂的任一个方式中，
[0021]在将上述聚合物(A)中所含的重复单元的合计设为100质量份时，可以含有0.1～20质量份的上述来自具有羟基的不饱和羧酸酯的重复单元(a3)。
[0022]在上述全固体二次电池用粘结剂的任一个方式中，
[0023]在将上述聚合物(A)中所含的重复单元的合计设为100质量份时，可以含有0.1～20质量份的上述来自具有叔胺基的化合物的重复单元(a2)。
[0024]本专利技术涉及的全固体二次电池用粘结剂组合物的一个方式含有：
[0025]上述任一种方式的全固体二次电池用粘结剂和液状介质(B)。
[0026]在上述全固体二次电池用粘结剂组合物的一个方式中，
[0027]上述液状介质(B)可以是选自脂肪族烃、脂环式烃、芳香族烃、酮类、酯类和醚类中的至少1种。
[0028]在上述全固体二次电池用粘结剂组合物的任一个方式中，
[0029]上述聚合物(A)可以是具有50nm～5000nm的数均粒径的粒子。
[0030]在本专利技术涉及的全固体二次电池用浆料的一个方式中，含有：
[0031]上述任一种方式的全固体二次电池用粘结剂组合物和固体电解质。
[0032]在上述全固体二次电池用浆料的一个方式中，
[0033]作为上述固体电解质，可以含有硫化物系固体电解质或氧化物系固体电解质。
[0034]在本专利技术涉及的全固体二次电池的一个方式为：
[0035]是至少具备正极活性物质层、固体电解质层和负极活性物质层的全固体二次电池，
[0036]上述正极活性物质层、上述固体电解质层和上述负极活性物质层中的至少任一层是将上述任一种方式的全固体二次电池用浆料进行涂布和干燥而形成的层。
[0037]本专利技术涉及的全固体二次电池用固体电解质片材的一个方式具有：
[0038]在基材上涂布和干燥上述任一种方式的全固体二次电池用浆料而形成的层。
[0039]本专利技术涉及的全固体二次电池用固体电解质片材的制造方法的一个方式包括：
[0040]将上述任一种方式的全固体二次电池用浆料在基材上进行涂布和干燥的工序。
[0041]本专利技术涉及的全固体二次电池的制造方法的一个方式中，
[0042]介由上述方式的全固体二次电池用固体电解质片材的制造方法来制造全固体二次电池。
[0043]根据本专利技术涉及的全固体二次电池用粘结剂组合物，在用作全固体二次电池的固体电解质层和/或活性物质层的材料时，通过具有适度的粘性，从而可以实现如下优异的效果：操作性优异、可以抑制离子电导率降低、且粘合性和抗氧化性也优异，即使在高电压下也能实现良好的循环寿命特性。
具体实施方式
[0044]以下，对本专利技术涉及的优选的实施方式进行详细说明。应予说明，本专利技术应被理解为：并非仅限定于下述记载的实施方式，还包含在不改变本专利技术的主旨的范围实施的各种变形例。应予说明，本说明书中的“(甲基)丙烯酸～”是包括“丙烯酸～”和“甲基丙烯酸～”这两者的概念。同样地，“～(甲基)丙烯酸酯”是包括“～丙烯酸酯”和“～甲基丙烯酸酯”这两者的概念。同样地，“(甲基)丙烯酰本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种全固体二次电池用粘结剂，其含有聚合物(A)，所述聚合物(A)含有来自不饱和羧酸酯的重复单元(a1)和来自具有叔胺基的化合物的重复单元(a2)，所述不饱和羧酸酯不包含具有羟基的不饱和羧酸酯，重均分子量(Mw)为250000～3000000，依据JIS K7121而进行差示扫描热量测定(DSC)时，在
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10℃以下可以观测到吸热峰。2.根据权利要求1所述的全固体二次电池用粘结剂，其中，所述聚合物(A)进一步含有来自具有羟基的不饱和羧酸酯的重复单元(a3)。3.根据权利要求2所述的全固体二次电池用粘结剂，其中，在将所述聚合物(A)中所含的重复单元的合计设为100质量份时，含有0.1～20质量份的所述来自具有羟基的不饱和羧酸酯的重复单元(a3)。4.根据权利要求1至3中任一项所述的全固体二次电池用粘结剂，其中，在将所述聚合物(A)中所含的重复单元的合计设为100质量份时，含有0.1～20质量份的所述来自具有叔胺基的化合物的重复单元(a2)。5.一种全固体二次电池用粘结剂组合物，其含有权利要求1至4中任一项所述的全固体二次电池用粘结剂和液状介质(B)。6.根据权利要求5所述的全固体二次电池用粘结剂组...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻生圭吾，大桥泰良，畴地基央，助口大介，板井信吾，
申请(专利权)人：JSR株式会社，
类型：发明
国别省市：