二次电池正极用水类粘合剂组合物、二次电池正极用浆液组合物、二次电池正极及二次电池制造技术

技术编号:8886656 阅读:138 留言:0更新日期:2013-07-05 03:36
本发明专利技术提供一种长期保存稳定性优异、可以使得到的二次电池的循环特性及安全性提高的二次电池正极用水类粘合剂组合物、使用该粘合剂组合物的二次电池正极用浆液组合物、二次电池正极及二次电池。本发明专利技术所述的二次电池正极用水类粘合剂组合物的特征在于,含有:具有(甲基)丙烯酸酯单体单元、具有酸性基团的乙烯基单体单元及α,β-不饱和腈单体单元的粘合剂,相对于该粘合剂100质量份的异噻唑啉类化合物0.001~1.0质量份和螯合物0.001~1.0质量份。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种二次电池正极用水类粘合剂组合物,其用于形成锂离子二次电池等二次电池中使用的正极。
技术介绍
近年来,笔记本型个人电脑、手机、PDA (Personal Digital Assistant)等便携终端的普及非常迅速。用于这些便携终端电源的二次电池,大多使用镍氢二次电池、锂离子二次电池等。对便携终端要求更舒适的便携性,快速地进行小型化、薄型化、轻量化、高性能化,其结果是,便携终端被利用于各种场所。另外,对于电池,也与便携终端同样地要求小型化、薄型化、轻量化、高性能化。例如,将吸收放出锂离子的导电性碳质材料用于负极活性物质儿得到的锂离子二次电池,具有轻量且能量密度大的特征,因此,将导电性碳质材料作为负极活性物质,可采用聚合物粘合剂(以下,有时记载为“粘合剂”)作为粘结剂。对该聚合物粘合剂,要求与活性物质的粘接性、对作为电解液使用的极性溶剂的耐性、电化学环境下的稳定性。一直以来,聚偏二氟乙烯等氟类聚合物被用于该领域,但存在如下问题点:在形成电极膜时阻碍导电性,或集电体和电极膜间的粘接强度不足等。特别是,将氟类聚合物用于形成还原条件的负极时,也存在稳定性不充分、二次电池的循环性降低等问题点,因此,例如作为非氟类聚合物,也已知有苯乙烯丁二烯类粘合剂坐寸ο作为锂离子二次电池构成材料的负极活性物质,也使用可以吸收及放出锂离子的石墨等碳材、锂金属或它们的合金、或Ti02、SnO2等金属氧化物,但在负极活性物质中有时含有极微量的铁等导电性杂质,这些物质伴随着充放电,在负极表面形成树枝状的金属析出物,因此,存在电池的容量或寿命的降低、安全性降低的课题。另一方面,作为锂离子二次电池构成材料的正极活性物质,可使用含有铁、锰、钴、铬及铜等过渡金属的活性物质。使用这些活性物质的二次电池,重复进行充放电时,过渡金属离子有时在电解液中溶解析出,结果,电池容量或循环特性降低,成为严重的问题。另外,从正极溶解析出的过渡金属离子在负极表面被还原并析出,由此形成树枝状的金属析出物,其会破坏隔板,进而,电池的安全性降低也成为严重的问题。用于锂离子二次电池的电极,通常具有电极活性物质层叠层在集电体上而形成的结构,在电极活性物质层上,除电极活性物质之外,还可使用粘合剂,所述粘合剂用于对电极活性物质彼此,及电极活性物质和集电体之间进行粘结。电极通常如下制造:在水或有机液体等液体介质中分散或溶解作为粘合剂的聚合物,在得到的粘合剂组合物中混合活性物质及根据需要添加的导电性碳等导电剂,而得到浆液组合物,将该浆液组合物涂敷于集电体上并进行干燥。专利文献I中记载了,与使用有机液体介质的粘合剂组合物相比,在性能、安全性及环境保护方面优异的粘合剂组合物,该粘合剂组合物是将作为粘合剂的聚合物分散于水中而形成的。另外,在专利文献I中记载了使用含锰或钴的正极活性物质。现有技术文献专利文献1:日本特开2005-85557号公报
技术实现思路
但是,根据专利技术人等的研究,专利文献I中记载的水类粘合剂组合物,制造后在贮藏罐中的保存、以及填充于集装箱或塑料容器等输送容器运送中等进行长期保存时,该粘合剂组合物有时产生粘度变化,进而产生凝聚物。而且,与电极活性物质进行混合而得到的浆液组合物有时也产生粘度变化,或产生凝聚物,其结果是,有时不能制作所期望的极板,在得到的电池特性方面也存在偏差。另外,专利文献I中记载的二次电池进行重复充放电时,存在过渡金属离子溶解于电解液中,结果导致电池容量降低的问题,以及存在溶解的过渡金属离子在负极表面以树枝状析出,由此导致电池寿命(特别是高温循环特性)或安全性降低的问题。因此,本专利技术的目的在于,提供一种长期保存稳定性优异、可以使得到的二次电池的循环特性及安全性提高的二次电池正极用水类粘合剂组合物、使用该粘合剂组合物的二次电池正极用浆液组合物、二次电池正极及二次电池。因此,本专利技术人等进行研究的结果发现,通过在含有特定组成的粘合剂组合物中含有特定量范围的异噻唑啉类化合物及螯合物,可以使得粘合剂组合物的长期保存稳定性良好,同时,可以使得到的二次电池的循环特性及安全性提高。用于解决这样课题的本专利技术的要点如下所述。(I) 一种二次电池正极用水类粘合剂组合物,其含有:粘合剂、相对于100质量份该粘合剂为0.001 1.0质量份的异噻唑啉类化合物、以及相对于100质量份该粘合剂为0.001 1.0质量份的螯合物,所述粘合剂具有(甲基)丙烯酸酯单体单元、α, β-不饱和腈单体单元以及具有酸性基团的乙烯基单体单元。(2)如(I)所述的二次电池正极用水类粘合剂组合物,其中,所述粘合剂还含有能够与上述各单体单元共聚的其它单体单元,该其它单体单元是具有交联性基团的单体单J Li ο(3)如(I)或(2)所述的二次电池正极用水类粘合剂组合物,其中,所述具有酸性基团的乙烯基单体单元是具有羧酸基的乙烯基单体单元。(4)如(I) (3)中任一项所述的二次电池正极用水类粘合剂组合物,其中,所述螯合物选自氨基羧酸类螯合物、膦酸类螯合物、葡糖酸、柠檬酸、苹果酸及酒石酸。(5)如(I) ⑷中任一项所述的二次电池正极用水类粘合剂组合物,其中,相对于100质量份所述粘合剂,含有0.001 1.0质量份的吡硫翁(Pyrithione,C丨」f才> )化合物。(6) 一种二次电池正极用浆液组合物,其含有上述(I) (5)中任一项所述的二次电池正极用水类粘合剂组合物及正极活性物质。(7) 一种二次电池正极,其含集电体,以及形成在集电体上的正极活性物质层,所述正极活性物质层由上述(6)所述的二次电池正极用浆液组合物形成。(8) 一种二次电池,其具有:正极、负极、隔板及电解液,其中,所述正极为(7)所述的二次电池正极。根据本专利技术,通过使用下述二次电池负极用水类粘合剂组合物,粘合剂组合物的长期保存稳定性良好,所述二次电池负极用水类粘合剂组合物包含:具有(甲基)丙烯酸酯单体单元、含酸性基团的乙烯基单体单元及α,β_不饱和腈单体单元的粘合剂,以及相对于100质量份该粘合剂为特定量的异噻唑啉类化合物、相对于100质量份该粘合剂为特定量的螯合物。另外,该粘合剂组合物中的螯合物对充放电时溶解于电解液中的过渡金属离子进行,因此,可以防止过渡金属离子引起的二次电池的循环特性(特别是高温循环特性)及安全性的降低。而且,使用该粘合剂组合物的二次电池正极,即使重复进行充放电也不易劣化,可以延长二次电池的寿命。具体实施例方式下面,对(I) 二次电池正极用水类粘合剂组合物、(2) 二次电池正极用浆液组合物、(3) 二次电池正极及(4) 二次电池依次进行说明。(I) 二次电池[H极用水类粘合剂组合物本专利技术的二次电池正极用水类粘合剂组合物含有粘合剂、特定量的异噻唑啉类化合物和特定量的螯合物。粘合剂具有(甲基)丙烯酸酯单体单元、含酸性基团的乙烯基单体单元及α,β -不饱和腈单体单元。上述(甲基)丙烯酸酯单体单元为(甲基)丙烯酸酯单体进行聚合而得到的聚合物重复单元,含酸性基团的乙烯基单体单元为具有酸性基团的乙烯基单体进行聚合而得到的聚合物重复单元,α,β_不饱和腈单体单元为α,β_不饱和腈单体进行聚合而得到的聚合物重复单元。另外,下述能够与它们共聚的其它单体单元为能够共聚的其它单体进行聚合而得到的聚合物重复本文档来自技高网
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:关根利幸
申请(专利权)人:日本瑞翁株式会社
类型:
国别省市:

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