非水系电池电极用粘合剂组合物、非水系电池电极用浆料、非水系电池电极及非水系电池的制作方法_2

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者改性而 成的。优选的烘二醇是下式(1)所示的化合物,更优选为下式(2)所示的化合物。需要说明的 是,在下式(1)及(2)中,将形成乙烘骨架的碳原子及与其相邻的两个碳原子的表述简化。
[0027]式中,Ri~R4分别独立地表示氨原子或碳原子数I~8的烷基。烷基可W是直链状, 也可W是具有分支的烷基,作为其具体例,可举出甲基、乙基、丙基、正下基、仲下基、正戊 基、正己基等,其中,优选使用碳原子数1~4的烷基。
[0029] 作为式(2)所示的烘二醇,可W使用作为市售品的哥一7斗7-瓜104(日信化学工 业株式会社)等。
[0030] 作为本发明中使用的优选的烘二醇衍生物,可W举出将上述式(1)的两个径基中 至少一者、优选为两者经由酸键改性而成的化合物、具体而言为将2个径基与碳原子数2~4 的氧化締或其低聚物进行加成而得到的化合物。作为氧化締的具体例,可W举出环氧乙烧、 环氧丙烷、环氧下烧。另外,使用低聚物的情况下的聚合度为2~40,优选为2~30。其中,优 选使用环氧乙烧或其低聚物。
[0031] 特别是,优选下式(3)所示的化合物,作为具体例,可W使用作为市售品的哥一7^ 7 -瓜440 (日信化学工业株式会社)等。
[0033] 式(3)中,m及n分别表示1~30的整数。优选m和n之和为2~10。
[0034] 本发明中,水性聚合物乳液的每100质量份不挥发成分中,需要W0.0 2~0.7质量 份的比例混合烘二醇化合物,优选为0.05~0.6质量份,更优选为0.1~0.5质量份。如果烘 二醇化合物的使用量低于0.02质量份,则不能得到充分的粘接力,在制成电池时,充放电循 环时的寿命特性不能提高。另外,如果烘二醇化合物的使用量超过0.7质量份,则注入电解 液时向电解液溶出的量增多,内部电阻、特别是液电阻容易上升。
[0035] 用于本发明的粘合剂组合物用的聚合物成分是将由(a)苯乙締15~70质量%、(b) 締属不饱和簇酸醋20~80质量%、(C)締属不饱和簇酸1~10质量%、(d)交联性締属不饱和 单体0.1~5质量%及(6)其它单締属不饱和单体0~20质量%组成的締属不饱和单体混合 物乳化聚合而得到的水性聚合物乳液。
[0036] 苯乙締相对于全部締属不饱和单体的使用量为15~70质量%,优选为30~60质 量%。作为粘合剂组合物的聚合物成分,如果使用苯乙締的使用量为低于15质量%的聚合 物,则活性物质彼此间的粘接性差,活性物质与集电体之间的密合力显著降低。另一方面, 如果使用苯乙締的使用量超过70质量%的聚合物,则该聚合物的玻璃化转变溫度(Tg)过 高,因此,涂布含有粘合剂组合物和活性物质的浆料所得的电极容易产生开裂。W上述比例 含有苯乙締带来的粘接性的改良效果在使用石墨等碳材料作为活性物质的情况下特别显 著D
[0037] 作为粘合剂用聚合物的(b)成分使用的締属不饱和簇酸醋相对于全部締属不饱和 单体的使用量为20~80质量%,优选为30~70质量%,其使用量低于20质量%时,成为耐溶 出性差的粘合剂,相反,如果超过80质量%,则成为活性物质彼此间及活性物质与集电体之 间的密合力显著降低的粘合剂。作为所使用的締属不饱和簇酸醋,例如可举出(甲基)丙締 酸甲醋、(甲基)丙締酸乙醋、(甲基)丙締酸正丙醋、(甲基)丙締酸异丙醋、(甲基)丙締酸正 下醋、(甲基)丙締酸异下醋、(甲基)丙締酸叔下醋、(甲基)丙締酸正己醋、(甲基)丙締酸-2-乙基己醋、(甲基)丙締酸月桂醋、(甲基)丙締酸硬脂醋、(甲基)丙締酸环己醋、(甲基)丙締 酸异壬醋、(甲基)丙締酸异冰片基醋、(甲基)丙締酸节醋等(甲基)丙締酸醋类,乙酸乙締 醋、丙酸乙締醋等。运些締属不饱和簇酸醋中,从乳化聚合的容易度或耐溶出性的观点出 发,优选使用(甲基)丙締酸正下醋、(甲基)丙締酸-2-乙基己醋、(甲基)丙締酸月桂醋。
[0038] 此外,本说明书中的"(甲基)丙締酸"的表述是指可W是丙締酸及甲基丙締酸的任 一种,关于"(甲基)丙締酸醋"、"(甲基)丙締酷胺"的表述,是指可W是丙締酸及甲基丙締酸 的任一者的醋或酷胺。
[0039] 另外,締属不饱和簇酸醋也可W具有极性基团,作为其具体例,可举出具有径基、 缩水甘油基等极性基团的締属不饱和簇酸醋。更具体而言,可举出(甲基)丙締酸2-径基乙 醋、(甲基)丙締酸2-径基丙醋等(甲基)丙締酸2-径基烷基醋、丙締酸缩水甘油醋等。其中, 优选使用(甲基)丙締酸2-径基乙醋。
[0040] 在使用具有极性基团的締属不饱和簇酸醋作为締属不饱和簇酸醋的一部分的情 况下,相对于全部締属不饱和单体,优选WO. 1~10质量%的比例使用,更优选WO.5~5质 量%的比例使用。在具有极性基团的締属不饱和簇酸的使用量低于0.1质量%时,乳化聚合 稳定性或机械稳定性降低,另外,有干燥皮膜对电解液的耐膨润性降低的趋势,如果超过10 质量%,则有活性物质彼此间及活性物质与集电体之间的粘接性降低的趋势。
[0041] 作为粘合剂用聚合物的山)成分使用的締属不饱和簇酸相对于全部締属不饱和单 体的使用量为1~10质量%,优选为2~8质量%,更优选为3~6质量%。通过将締属不饱和 簇酸的含量设为1质量%^上,乳化聚合稳定性及机械稳定性提高,并且活性物质彼此间及 活性物质与集电体之间的粘接性提高。另外,通过将締属不饱和簇酸的含量设为10质量% W下,活性物质彼此间及活性物质与集电体之间的粘接性提高。
[0042] 作为所使用的締属不饱和簇酸的具体例,可举出丙締酸、甲基丙締酸、己豆酸等不 饱和单簇酸、马来酸、富马酸、衣康酸等不饱和二簇酸或运些不饱和二簇酸的半醋等,其中, 从提高活性物质彼此间及活性物质与集电体之间的粘接性的观点出发,优选丙締酸及衣康 酸。运些締属不饱和簇酸可W单独使用1种,也可W组合巧巾W上含有。
[0043] 作为用作粘合剂用聚合物的(d)成分的交联性締属不饱和单体(W下有时称作"内 部交联剂"。),可举出:(i)具有至少一个締属不饱和键且具有与源自上述(C)成分的簇基或 源自上述(b)成分的径基、缩水甘油基等其它官能团具有反应性的反应性基团的物质、或者 (ii)具有两个W上的締属不饱和键的物质。作为(i)的具体例,可W举出诸如乙締基=甲氧 基硅烷、乙締基=乙氧基硅烷、丫-甲基丙締酷氧基丙基=甲氧基硅烷、丫-甲基丙締酷氧基 丙基=乙氧基硅烷等那样的、除了反应性的官能团之外还具有至少一个締属不饱和键的娃 烧偶联剂等。另外,作为(ii)的具体例,可W举出二乙締基苯、乙二醇二(甲基)丙締酸醋、S 径甲基丙烷=(甲基)丙締酸醋、氯脈酸=締丙醋等。
[0044] 在运些内部交联剂中,优选使用二乙締基苯、=径甲基丙烷=(甲基)丙締酸醋、乙 締基=甲氧基硅烷或乙締基=乙氧基硅烷,更优选使用二乙締基苯。运些内部交联剂可W 在締属不饱和单体中单独含有1种,也可W组合巧巾W上含有。
[0045] 内部交联剂相对于全部締属不饱和单体的含量为0.1~5质量%,优选为0.1~3质 量%,更优选为0.2~2质量%。如果将内部交联剂的含量设为低于0.1质量%,则粘合剂容 易向电解液中溶出,裡离子二次电池的电阻值上升,难W实现裡离子二次电池的高输出化 及长寿命化。另外,如果内部交联剂的含量超过5质量%,则活性物质彼此间及活性物质与 集电体之间的粘接性降低。
[0046] 粘合剂用聚合物除上述(a)~(d)的单体外,根据需要还可W含有(e)其它单締属 不饱和单体。作为运样的单体的具体例,例如可举出对甲苯横酸钢、乙締基化咯烧酬、乙締 基乙酷胺、N-烷基(甲基)丙締酷胺、N,N-二烷基(甲基)丙締酷胺、烷基的碳原子数为1~3的 N-径基烷基(甲基)丙締酷胺、双丙酬(甲基)丙締酷胺、及除二甲基氨基W外的部分的烷基 的碳原子数为1~5的二甲基氨基(甲基)丙締酷胺、(甲基)丙締酷胺-2-甲基丙横酸等。(e) 其它締属不饱和单体相对于全部締属不饱和单体为20质量% ^下,优选为10质量% W下。
[0047] 此外,在粘合剂用聚合物含有下二締或异戊二締等共辆二締的聚合单元的情况 下,如果减少粘合剂的使用量,则本发明中不能充分获得目标效果,因此,粘合剂用聚合物 优选为实质上不含共辆二締的聚合单元的无共辆二締单元的聚合物。
[0048] 另外,为调整聚合物的分子量,供于乳化聚合的締属不饱和单体也可W含有硫醇、 琉基乙酸及其醋、e-琉基丙酸及其醋等分子量调节剂。
[0049] (乳化聚合)
[0050] 本发明中使用的水性聚合物乳液通过将上述的締属不饱和单体在表面活性剂的 存在下于水性介质中乳化聚合而得到。乳化聚合在水性介质中使用自由基聚合引发剂进 行。作为乳化聚合法,例如可采用将用于聚合的全部成分一次性投料进行聚合的方法、或一 边连续地供给用于聚合的各成分一边进行聚合的方法等。其中,为得到粒径均一且细的粘 合剂粒子且高效地进行反应中的除热,优选一边连续供给用于聚合的各成分一边进行乳化 聚合的方法。乳化聚合通常W 30~9(TC的溫度一边揽拌一边进行。
[0051] 作为乳化聚合时使用的表面活性剂,没有特别限制,例如可举出阴离子性表面活 性剂及非离子性表面活性剂。作为阴离子性表面活性剂,例如可举出烷基苯横酸盐、烷基硫 酸醋盐、聚环氧乙烧烷基酸硫酸醋盐、脂肪酸盐等。作为非离子表面活性剂,可举出聚环氧 乙烧烷基酸、聚环氧乙烧
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