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_4

文档序号:9816554阅读:来源:国知局
[0085] 浆料可仅涂布于集电体的一面,也可W涂布于两面。在将浆料涂布于集电体的两 面的情况下,可每次一面逐次地涂布,也可W两面同时地涂布。另外,浆料可W连续地涂布 于集电体的表面,也可W通过间歇涂布法W隔开规定间隔的方式涂布。涂布浆料而成的涂 布膜的厚度、长度、宽度可根据电池的大小等来适当地决定。
[0086] 将涂布浆料而成的涂布膜干燥而形成活性物质层的方法没有特别限定,可W使用 公知的方法。例如,作为干燥方法可单独地或组合使用热风、真空、(远)红外线、电子射线、 及低溫风。使涂布膜干燥的溫度通常为40~180°C的范围,干燥时间通常为1~30分钟。
[0087] 为了形成作为电极适当的大小或形状而将形成了活性物质层的集电体切断。形成 了活性物质层的集电体的切断方法没有特别限定。例如可W使用纵切机、激光、切线缆机、 切刀、汤姆逊刀具等。
[0088] 在切断形成有活性物质层的集电体之前或之后,根据需要也可W对其进行加压, 由此,可W降低活性物质的剥落,实现进一步减薄电极带来的非水系电池的紧凑化。作为加 压的方法,可W利用一般的方法,特别优选使用模具加压法或漉加压法。加压压力没有特别 限定,但优选为0.5~5t/cm 2,运是不会因加压而导致对裡离子等在活性物质中的渗杂/脱 渗杂产生影响的范围。
[0089] 。非水系电池"
[0090] 本发明的电池(非水系电池)含有上述的电极。电池将正极、负极、电解液、和根据 需要而设置的隔膜等部件收纳于外装体内,可W将本发明的电极用于正极和负极中的一者 或两者。作为电极的形状,可举出层叠体或卷绕体,没有特别限定。
[0091] 作为电解液,可W使用具有高的离子传导性的非水系的溶液。作为溶液,可W举 出,溶解有电解质的有机溶剂、离子液体、乙腊等。
[0092] 作为电解质,可使用公知的碱金属盐,可W根据活性物质的种类等适宜选择。作为 电解质,可举出例如,LiCl〇4、LiBF6、LiPF6、LiCF3S〇3、LiCF3C〇2、LiAsF6、LiSbF6、LiBi〇Ch〇、 LiAlCl4、LiCl、LiBr、LiB(C2也)4、CF3S03Li、CH3S03Li、LiC的S03、LiC4F9S03、Li(CF3S02)2N、脂 肪族簇酸裡等。另外,也可W使用采用其它碱金属的盐。
[0093] 作为溶解电解质的有机溶剂或离子液体,可使用公知的溶剂,没有特别限定。例 如,作为有机溶剂,可使用碳酸亚乙醋化C)、碳酸亚丙醋(PC)、碳酸二乙醋(DEC)、碳酸甲乙 醋(MEC)、碳酸二甲醋(DMC)等。另外,作为离子液体,作为其构成离子的阴离子,可举出N,N-双氣甲烧横酷基)酷亚胺、双氣横酷亚胺等,作为其它构成离子即阳离子,可举出1-乙 基-3-甲基咪挫、N,N-二甲基-N-乙基-N-甲氧基乙胺等。阴离子及阳离子可W适宜组合使 用。运些电解液可W单独使用1种,也可W组合巧巾W上使用。
[0094] 作为外装体,可适宜使用金属外装体或侣层叠外装体等。电池的形状可W为硬币 型、钮扣型、片型、圆筒型、方型、扁平型等中的任一种形状。本实施方式的电池可使用公知 的制造方法来制造。
[00巧]实施例
[0096] 下面,示出实施例及比较例,进一步对本发明进行详细说明,但本发明不受它们限 定。此外,在无特别说明的情况下,实施例及比较例中的"份"、"%"及"ppm"分别表示"质量 份V质量%"、"质量ppm"。
[0097] 在W下的实施例及比较例中,作为上述式(2)所示的烘二醇使用哥一7^7-瓜 104,作为其环氧乙烧加成物使用哥一 7^7-瓜440(均为商品名,日信化学工业社制)。
[0098] 实施例中的粘合剂用聚合物的计算Tg及粘合剂组合物的不挥发成分如上述所示。 另外,在实施例及比较例中使用的粘合剂组合物、使用运些粘合剂获得的电池的物性及性 能评价试验通过如下方法进行。
[0099] (粘度)
[0100] 使用布鲁克菲尔德型旋转粘度计,在液溫23°c下,W转速60巧m、No . 1、No . 2、或 No. 3转子来测定。
[0101] (电极的剥离强度试验)
[0102] W干燥后的涂布量成为7mg/cm2的方式将浆料涂布于由铜锥形成的集电体上,在 60°C下加热干燥10分钟后,进一步在120°C下干燥10分钟而获得电极。将所得的电极在23 °C、50%RH(相对湿度)下放置24小时,将其作为试验片。剥离强度试验,使用双面胶带将试 验片的浆料涂布面与不诱钢板贴合,并测定180°剥离强度(剥离宽度25mm、剥离速度IOOmm/ 分钟)。
[0103] (切断时的活性物质剥离)
[0104] 在利用切刀切断上述的电极时,W目视观察切断面的活性物质是否剥离。
[0105] (电阻值)
[0106] 为了测定电池的电池电阻,首先W恒定电流(0.2C)放电至下限电压(2.75V),由此 使电池的残留容量为0%。然后,通过进行定电流定电压(CC-CV)充电m恒定电流(CC) (1C) 充电至上限电压(4.2V),并W恒定电压(CV) (4.2V)充电至经过1.5小时),并WCC(0.1C)放 电2小时,由此将电池的残留容量调节至80%。然后,从0.2(:、0.5〔、1(:、及2(:的各电流,每1秒 钟W恒定的电流放电,将1秒钟后的电流值作为横轴、电压作为纵轴,进行作图。从获得的图 形,通过线形近似法描绘直线,将其斜率作为电阻值。该测定在25°C的条件下进行。将电阻 值为3.9Q W下的电池记为良好。
[0107] (充放电循环特性)
[0108] 电池的充放电循环试验通过重复下述方式进行:在25°C的条件下,重复CC-CV充电 (Wcc(IC)充电至上限电压(4.2V),并WCV(4.2V)充电至经过1.5小时)、和CC放电(WCC (1C)放电至下限电压(2.75V))。电池的充放电高溫循环特性W容量维持率、即第300循环的 放电容量相对于第一循环的放电容量的比例作为指标。将容量维持率为80% W上的电池记 为充放电循环特性良好。
[0109] 比较例1
[0110] (粘合剂组合物A的调制)
[0111] 在具有冷却管、溫度计、揽拌机、滴液漏斗的分离式烧瓶中加入水175质量份、及作 为阴离子性表面活性剂的40%工レミ7 -/kJS-20(S洋化成工业株式会社制;上述式巧)的 结构式构成的化合物)3质量份,升溫至75°C。然后,将预先准备的表面活性剂、单体混合物、 和聚合引发剂在80°C下历时3小时一边揽拌,一边滴入分离式烧瓶中,进行乳化聚合。
[0112] 作为向分离式烧瓶中滴加的表面活性剂,使用由10质量份的40%工レミ7 -/kJS-20和2质量份的/、斗テ7-瓜08E(第一工业制药株式会社制;聚环氧乙烧烷基酸硫酸醋盐) 组成的材料。作为单体混合物,使用将表1所示的组成的单体混合物、即由苯乙締(ST)260质 量份、丙締酸2-径乙醋(2-EHA)220质量份、甲基丙締酸2-径基乙醋10质量份化EMA)、二乙締 基苯(DVB)I. 5质量份、衣康酸(IA)IO质量份、80%丙締酸(AA)水溶液15质量份构成的单体 混合物、和水525质量份混合乳化而成的物质。各单体的组成比如表1所记载。作为聚合引发 剂,使用将过硫酸钟2质量份溶解于水50质量份中得到的溶液。
[0113] 在滴加了表面活性剂、单体混合物和聚合引发剂后,一边揽拌一边W80°C熟成2小 时。然后,进行冷却,在分离式烧瓶中添加氨水17质量份进行中和,由此,得到含有聚合物a 的粘合剂组合物A。得到的聚合物a的Tg为-2°C,粘合剂组合物A的不挥发成分为40.0%,粘 度为 120mPa ? S,抑为7.1。
[0114] (非水系电池用电极的制作)
[0115] 取100质量份的作为活性物质的石墨(昭和电工社制、注册商标SCMG-BR)、2质量份 的作为导电助剂的乙烘黑、及1质量份的作为增粘剂的簇甲基纤维素-钢盐(日本制纸少;力 瓜(株)制、商品名哥シ口一X'MA巧OOLC),添加少量的水,使用揽拌式混合装置(行星式揽拌 机)W60转/分钟进行20分钟混炼。接着,W其不挥发成分为1.5份的方式加入上述粘合剂组 合物A,且相对于石墨、乙烘黑、簇甲基纤维素-钢盐及粘合剂组合物的合计105质量份,W与 先前加入的水的合计成为104.5质量份的方式来添加水,进一步W60转/分钟混合20分钟而 制作成负极用浆料。
[0116] W干燥后的涂布量成为7mg/cm2的方式使用刮刀将获得的负极用浆料涂布于成为 作为集电体的厚度1祉m的铜锥的一面,在60°C下加热干燥10分钟后,进一步在120°C下干燥 10分钟而形成活性物质层。然后,利用模具W加压压力2t/cm 2进行加压工序,从而获得本发 明的负极A1。对于运样获得的负极,观察切断时的活性物质层的剥离状况,并且测定集电体 剥离强度。
[0117] (裡离子二次电池的制造)
[0118] 其次,使用上述的负极如下制造裡离子二次电池。作为与负极组合的正极,使用W 如下顺序制作的材料。将90质量%的^(:〇化、5质量%的作为导电助剂的乙烘黑、5质量%的 作为粘合剂的聚偏二氣乙締混合,在得到的混合物中添加100质量%的N-甲基化咯烧酬
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