二次电池用正极的制造方法、二次电池、以及二次电池用叠层体的制造方法_5

文档序号:8367638阅读:来源:国知局
,能够 使导电材料在正极合剂层用浆料中容易分散,可减小正极的电阻,增大二次电池的容量。另 外,通过为上限值以下,可以使导电材料稳定地配置在正极活性物质间,可减小正极的电 阻,增大二次电池的容量。
[0161] 导电材料的比表面积优选为400m2/g以下、更优选为300m2/g以下。通过如上所述 地减小导电材料的比表面积,容易提高导电材料的分散性,可减小正极的电阻,增大二次电 池的容量。导电材料的比表面积可以通过BET法进行测定。
[0162] 导电材料的量相对于正极活性物质100重量份优选为1重量份以上、更优选为1.2 重量份以上,优选为10重量份以下、更优选为5重量份以下。通过使导电材料的量为上述 范围的下限值以上,可以降低正极的电阻,因此能够提高二次电池的容量。另外,通过在上 限值以下,可以使正极实现高密度化,因此能够提高二次电池的初期容量。
[0163](任意的添加剂)
[0164] 正极合剂层用浆料可以任意地含有除上述之外的成分。
[0165] 例如,正极合剂层用浆料可以含有增强剂。作为增强剂,可列举例如各种无机及有 机的球状、板状、棒状或纤维状的填料。增强剂的使用量相对于正极活性物质100重量份通 常为0重量份以上、优选为1重量份以上,通常为20重量份以下、优选为10重量份以下。
[0166] 另外,例如正极合剂层用浆料也可以含有增粘剂。作为增粘剂,通常可以使用能 够溶于在正极合剂层用浆料中使用的分散介质中的聚合物。作为其具体例,可以列举丙烯 腈-丁二烯共聚物氢化物等。
[0167] 另外,为了提高电池的稳定性、寿命,正极合剂层用浆料任选含有例如碳酸三氟亚 丙酯、碳酸亚乙烯酯、邻苯二酚碳酸酯、1,6-二氧杂螺[4, 4]壬烷-2, 7-二酮、12-冠-4-醚 等。另外,这些物质也可以包含在电解液中。
[0168](分散介质)
[0169] 分散介质为能够溶解或分散正极活性物质及含氟聚合物、以及例如丙烯酸类聚合 物、导电材料、添加剂等任意成分的介质。通常,正极活性物质可分散在分散介质中,另外, 含氟聚合物可分散或溶解在分散介质中。此时,使用能够溶解含氟聚合物或丙烯酸类聚合 物的介质作为分散介质时,正极活性物质及导电材料的分散性变得良好,故优选。其理由可 推测如下:通过以含氟聚合物或丙烯酸类聚合物溶解在分散介质中的状态使用,含氟聚合 物或丙烯酸类聚合物会附着在正极活性物质等粒子的表面,利用其体积效果而使分散稳定 化。
[0170] 作为分散介质,可以使用水及有机溶剂中的任意介质。作为有机溶剂,例如可以 列举:环戊烷、环己烷等环状脂肪族烃类;甲苯、二甲苯等芳香族烃类;甲乙酮、环己酮等酮 类;乙酸乙酯、乙酸丁酯、Y-丁内酯、e-己内酯等酯类;乙腈、丙腈等腈类;四氢呋喃、乙 二醇二乙基醚等醚类:甲醇、乙醇、异丙醇、乙二醇、乙二醇单甲基醚等醇类;N-甲基吡咯烷 酮、N,N_二甲基甲酰胺等酰胺类等。另外,这些分散介质可以单独使用1种,也可以按照任 意的比例组合使用2种以上。具体的分散介质的种类优选从干燥速度及环境方面的观点出 发而适当地选择。其中,从电极在水中的溶胀特性的观点来看,优选使用非水性的分散介 质。
[0171] 优选根据正极活性物质、含氟聚合物及任意成分的种类来调整分散介质的量使其 达到适于涂布的粘度。具体来说,优选对分散介质的使用量加以调节使得正极活性物质、含 氟聚合物及任意成分的总的固体成分浓度为30重量%以上、更优选为40重量%以上,另外 优选为90重量%以下、更优选为80重量%以下。
[0172](正极合剂层用浆料的制造方法)
[0173] 正极合剂层用浆料是使用混合机混合正极活性物质、含氟聚合物及分散介质、以 及根据需要含有的任意成分而得到的。就混合而言,可以将上述各成分一次性供给到混合 机并进行混合。此外,在使用正极活性物质、含氟聚合物、导电材料及增粘剂作为正极合剂 层用浆料的构成成分的情况下,将导电材料和增粘剂在分散介质中混合而使导电材料分散 成微粒状、然后混合正极活性物质及含氟聚合物的方法,可提高浆料的分散性,故优选。此 外,在使用正极活性物质、含氟聚合物、除含氟聚合物以外的其它聚合物、及导电材料作为 正极合剂层用浆料的构成成分的情况下,将导电材料及其它聚合物在分散介质中混合而使 导电材料分散成微粒状、然后混合正极活性物质及含氟聚合物的方法,可提高浆料的分散 性,故优选。作为混合机,可以使用例如:球磨机、砂磨机、颜料分散机、磨碎机、超声波分散 机、均化器、行星式混合机、霍巴特混合机等。其中如果使用球磨机,可以抑制导电材料及正 极活性物质的凝聚,故优选。
[0174] 此外,正极合剂层用浆料中所含的粒子的大小(粒度)优选为35ym以下、进一步 优选为25ym以下。对于粒子大小的下限没有特别地限定,可以为lym以上。作为该粒子 大小的数值,可采用50%体积平均粒径的值。通过使浆料的粒度为上述范围,导电材料的分 散性高,可以得到均质的正极合剂层。
[0175] [1.1.3.涂布]
[0176] 在准备了正极合剂层用浆料之后,将该正极合剂层用浆料涂布在集电体上。此时, 可在集电体的至少一面涂布正极合剂层用浆料,但优选涂布于集电体的两面。由此,可在集 电体上形成正极合剂层用浆料的层。
[0177] 作为将正极合剂层用浆料涂布在集电体上的方法,例如可以列举:刮板法、浸渍 法、逆辊法、直接辊法、凹版法、挤出法、刷涂法等方法。
[0178] 此外,正极合剂层用浆料的层的的厚度,可以根据目标的电极合剂层的厚度而适 当地设定。
[0179] [1.1.4.干燥]
[0180] 在将正极合剂层用浆料涂布在集电体上之后,对形成在集电体上的正极合剂层用 浆料的层进行干燥。由此,可以将分散介质从正极合剂层用浆料的层除去,从而在集电体上 形成正极合剂层。
[0181] 作为干燥方法,例如可以列举:利用暖风、热风、低湿风的干燥;真空干燥;利用 (远)红外线、电子束等的照射的干燥法。
[0182] 干燥温度及干燥时间优选为能够从正极合剂层用浆料的层中除去分散介质的温 度和时间。作为具体的范围,干燥时间通常为1分钟~30分钟,干燥温度通常为40°C~ 180。。。
[0183] [1. 1.5.正极合剂层]
[0184] 通过上述工序,可得到正极合剂层。由于该正极合剂层为正极合剂层用浆料的固 体成分形成的层,因此包含正极活性物质及含氟聚合物。
[0185] 正极合剂层的厚度通常为5ym以上、优选为10ym以上,通常为300ym以下、优 选为250ym以下。
[0186] [1.2.表面层用浆料的涂布工序]
[0187] 在集电体上形成了正极合剂层后,进行在该正极合剂层上涂布表面层用浆料并进 行干燥的工序。
[0188] [1.2. 1?表面层用浆料]
[0189] 表面层用浆料为包含粒子状丙烯酸类聚合物、水溶性聚合物及水的流体状组合 物。此外,就表面层用浆料而言,粒子状丙烯酸类聚合物及水溶性聚合物在表面层用浆料所 含的全部固体成分中所占的含有比例落在给定的范围内。本文中,所述表面层用浆料的固 体成分是指,在使表面层用浆料干燥而除去了水的情况下,未蒸发而残留的成分。
[0190] (粒子状丙烯酸类聚合物)
[0191] 粒子状丙烯酸类聚合物是包含(甲基)丙烯酸酯单体单元的粒子状聚合物。由于 包含(甲基)丙烯酸酯单体单元,粒子状丙烯酸类聚合物通常具有粘结性,能够与正极活性 物质粘结。作为对应于(甲基)丙烯酸酯单体单元的(甲基)丙烯酸酯单体的例子,可以 列举与对正极合剂层用浆料中可包含的丙烯酸类聚合物进行说明的项中列举的例子同样 的例子。另外,(甲基)丙烯酸酯单体可以单独使用1种,也可以按照任意的比例组合使用 2种以上。
[0192] 粒子状丙烯酸类聚合物中(甲基)丙烯酸酯单体单元的比例优选为50重量%以 上、更优选为60重量%以上、特别优选为70重量%以上,通常为100重量%以下。由此,可 以提高正极合剂层的电稳定性。此外,在正极合剂层用浆料及表面层用浆料两者均含有丙 烯酸类聚合物的情况下,可以有效地提高耐掉粉性。粒子状丙烯酸类聚合物中(甲基)丙 烯酸酯单体单元的比例通常与粒子状丙烯酸类聚合物的全部单体中的(甲基)丙烯酸酯单 体的比例(投料比)一致。
[0193] 粒子状丙烯酸类聚合物可以含有除(甲基)丙烯酸酯单体单元之外的任意的结构 单元。作为任意的结构单元,例如可以列举:具有酸性基团的乙烯基单体单元、a,不饱 和腈单体单元、交联性单体单元等。这些单体单元可以单独使用1种,也可以按照任意的比 例组合使用2种以上。
[0194] 所述具有酸性基团的乙烯基单体单元是指,具有由乙烯基单体聚合而形成的结 构、且具有酸性基团的结构单元。作为该酸性基团,例如可以列举:-C〇〇H基(羧酸基)、-0H 基(羟基)、-S03H基(磺酸基)、-P03H2基、-PO(OH) (OR)基(R表示烃基)等。
[0195] 具有酸性基团的乙烯基单体单元通常可通过将具有酸性基团的乙烯基单体聚合 而得到。作为具有酸性基团的乙烯基单体,例如,具有低级聚氧亚烷基的单体、以及可通过 水解而生成羧酸基的酸酐也可以作为具有酸性基团的乙烯基单体使用。其中,从对正极合 剂层或隔板的粘结性优异、以及能够有效地捕获从正极活性物质中溶出的过渡金属离子这 样的理由出发,优选使用具有羧酸基的乙烯基单体。
[0196] 作为具有羧酸基的乙烯基单体,例如可以列举:一元羧酸、二元羧酸、二元羧酸的 酸酐、及它们的衍生物等。作为一元羧酸,例如可以列举:丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、 2-乙基丙烯酸、异巴豆酸、a-乙酰氧基丙烯酸、0 -反式烯丙氧基丙烯酸、a-氯-0 -E-甲 氧基丙烯酸、二氨基丙烯酸等。作为二元羧酸,例如可以列举:马来酸、富马酸、衣康 酸、甲基马来酸、二甲基马来酸、苯基马来酸、氯代马来酸、二氯马来酸、氟代马来酸、马来酸 甲基烯丙酯、马来酸二苯酯、马来酸壬酯、马来酸癸酯、马来酸十二烷基酯、马来酸十八烷基 酯、马来酸氟烷基酯等马来酸酯等。作为二元羧酸的酸酐,例如可以列举:马来酸酐、丙烯酸 酐、甲基马来酸酐、二甲基马来酸酐等。其中,优选例如丙烯酸、甲基丙烯酸等具有羧酸基且 每1分子的碳原子数为5以下的一元羧酸;马来酸、衣康酸等每1分子具有2个羧酸基且每 1分子的碳原子数为5以下的二元羧酸。进一步,从制作的表面层用浆料的保存稳定性高这 一观点出发,优选丙烯酸、甲基丙烯酸及衣康酸。另外,这些单体可以单独使用1种,也可以 按照任意的比例组合使用2种以上。
[0197] 粒子状丙烯酸类聚合物中具有酸性基团的乙烯基单体单元的比例优选为1. 0重 量%以上、更优选为1. 5重量%以上,优选为3. 0重量%以下、更优选为2. 5重量%以下。粒 子状丙烯酸类聚合物中具有酸性基团的乙烯基单体单元的比例通常与粒子状丙烯酸类聚 合物的全部单体中具有酸性基团的乙烯基单体的比例(投料比)一致。
[0198] 所述a,|3 -不饱和腈单体单元是指,具有由a,|3 -不饱和腈单体聚合而形成的 结构的结构单元。作为a, 不饱和腈单体,例如可以列举:丙稀腈、甲基丙稀腈、a-氯 丙烯腈、a-乙基丙烯腈等。其中,从使表面层或包含正极合剂层内的表面层用浆料的固体 成分的部分的机械强度及粘结力提高的观点来看,优选丙烯腈及甲基丙烯腈。另外,这些单 体可以单独使用1种,也可以按照任意的比例组合使用2种以上。
当前第5页1 2 3 4 5 6 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1