浆料组合物、电极、非水电解质二次电池用电极以及非水电解质二次电池用电极的制造方法_3

文档序号:8320995阅读:来源:国知局
、聚己二醇单油酸醋等聚氧己締脂 肪酸醋;聚氧己締烷基胺;聚氧己締氨化藍麻油;环氧己烧和环氧丙烷的嵌段共聚物;脱水 山梨醇单月桂酸醋、脱水山梨醇单肉豆違酸醋、脱水山梨醇单栋桐酸醋、脱水山梨醇单硬脂 酸醋、脱水山梨醇=硬脂酸醋、脱水山梨醇单油酸醋、脱水山梨醇=油酸醋、脱水山梨醇倍 半油酸醋、脱水山梨醇二硬脂酸醋等脱水山梨醇脂肪酸醋;丙=醇单硬脂酸醋、丙=醇单油 酸醋、二丙=醇单油酸醋、自乳化型丙=醇单硬脂酸醋等甘油脂肪酸醋;烷基链烧醇酷胺 等。
[0053] 本发明的浆料组合物中,作为表面活性剂使用非离子表面活性剂时,非离子表面 活性剂优选为高分子材料,非离子表面活性剂的重均分子量优选为500 W上。通过将非离 子性表面活性剂的重均分子量设为500 W上,由基于表面活性剂的电极用的活性物质的分 散効果良好地发挥。认为该是由于,通过高分子的表面活性剂而使溶剂与表面活性剂的亲 和性变高、容易在颗粒附近保持溶剂,因此能抑制颗粒间的聚集。另一方面,对于重均分子 量的上限没有特别限制,优选为100000 W下。本发明的浆料组合物中的非离子表面活性剂 的更适宜的重均分子量为1000~50000。通过使重均分子量处于该范围,从而电极用的活 性物质的分散性更良好并且离子的移动顺利地进行。
[0054] 在非离子性表面活性剂中,优选离子传导性高、也可用于裡离子电池的电解质的 聚己二醇系表面活性剂,更优选聚己二醇脂肪酸醋系表面活性剂,进一步优选为聚己二醇 的硬脂酸醋类。聚己二醇的硬脂酸醋类的增稠效果高、活性物质的沉淀聚集防止效果也优 异。此外,通过将聚己二醇系表面活性剂用于活性物质的包覆,可W促进表面活性剂中的裡 离子的移动。需要说明的是,本发明中,聚己二醇系表面活性剂是指在活性剂化合物中包含 己二醇链的物质。
[0055] 用于本发明的浆料组合物的表面活性剂,优选基于格里菲法(Griffin法)的HLB 为13~20、更优选为15~20。特别是,在溶剂中不使用有机溶剂时,HLB更优选为16~ 20。使用HLB处于该范围的表面活性剂时,表面活性剂的亲水基团和疏水基团平衡良好地 排列,因此,在水溶剂中促进具有极性的电极用的活性物质和高分子粘结剂树脂均匀的分 散。需要说明的是,格里菲法是基于表面活性剂的亲水基团的式量与分子量W下述式定义 的。
[0化6] HLB值=20 X亲水部的式量的总和/分子量
[0057] 本发明的浆料组合物中,表面活性剂的配混量相对于100质量份电极用的活性物 质优选为0. 1~10质量份、更优选为0. 5~5质量份。通过将表面活性剂的配混量处于上 述范围,从而可W得到浆料组合物中的电极用的活性物质的分散性W及涂敷性优异的浆料 组合物。
[0化引 < 增稠剂〉
[0化9] 本发明的浆料组合物中,可W含有增稠剂。作为增稠剂,只要是对电极制造时使用 的溶剂、电解液、电池使用时使用的其它材料稳定的材料,则没有特别限制。例如,可W使用 駿甲基纤维素、甲基纤维素、哲甲基纤维素、己基纤维素、聚己締醇、氧化淀粉、磯酸化淀粉、 酪航等。该些可W单独使用1种、也可W混合使用2种W上。增稠剂的配混量相对于100 质量份电极用的活性物质通常为0. 01~20质量份、优选为1~10质量份。通过将增稠剂 的配混量设为上述范围,从而可W良好地防止比重重的电极用的活性物质的沉淀聚集。
[0060] < 溶剂〉
[0061] 作为用于本发明的浆料组合物的溶剂,只要与使高分子粘结剂树脂W及电极用的 活性物质均匀地分散W及阻碍沉淀聚集的表面活性剂具有亲和性,则没有特别的限制,可 W为水也可W为有机溶剂。此外,本发明的浆料组合物中,作为溶剂,可W包含针对浆料组 合物整体的溶剂和针对酸的溶剂该两种。由于酸的溶剂使用水,因此针对浆料组合物整体 的溶剂也可W特别适宜使用水,但也可W在不阻碍上述効果的范围内包含有机溶剂。作为 所述有机溶剂,例如可W举出环戊烧、环己烧等环状脂肪族姪类;甲苯、二甲苯、己基苯等芳 香族姪类;丙酬、甲己酬、二异丙基酬、环己酬、甲基环己烧、己基环己烧等的酬类;二氯甲 烧、氯仿、四氯化碳等氯系脂肪族姪;己酸己醋、己酸了醋、丫-了内醋、e-己内醋等醋类; 己膳、丙膳等酷基膳(acylnitrile)类;四氨快喃、己二醇二己離等離类;甲醇、己醇、异丙 醇、己二醇、己二醇单甲離等醇类;N-甲基化咯烧酬、N,N-二甲基甲酯胺等酷胺类。
[0062] <其它添加剂〉
[0063] 本发明的浆料组合物含有上述的电极用的活性物质、高分子粘结剂树脂和酸,除 了上述成分W外还可W在不对电池反应产生影响的范围内含有添加剂。例如,本发明的浆 料组合物中,除上述成分W外,还可W含有加强材料、增稠剂、消泡/流平剂、电解液分解抑 制剂等成分。
[0064] 作为加强材料,可W使用各种无机W及有机的球状、板状、椿状或纤维状的填料。 通过使用加强材料,可W得到更强初且柔软的电极,可W赋予优异的长期循环特性。该些可 W单独使用1种、也可W混合使用2种W上。加强材料的配混量相对于100质量份电极用 的活性物质,通常为0. 01~20质量份、优选为1~10质量份。通过将加强材料的配混量 设为上述范围,从而可W赋予高容量和高负荷特性。
[0065] 作为消泡/流平剂,可W使用烷基系表面活性剂、娃酬系表面活性剂、氣系表面活 性剂、金属系表面活性剂等表面活性剂。通过混合表面活性剂,从而可W防止涂敷时产生的 收缩,此外,可W使电极的平滑性上升。消泡/流平剂的配混量相对于100质量份电极用的 活性物质优选为0. 01~5质量份。通过将消泡/流平剂的配混量设为上述范围,从而可W 防止电极涂敷时的涂敷不良,提高生产率。
[0066] 作为电解液分解抑制剂,可W使用电解液中所使用的碳酸亚己締醋等。电极中的 电解液分解抑制剂的配混量相对于100质量份电极用的活性物质优选为0. 01~5质量份。 通过将电解液分解抑制剂的配混量设为上述范围,从而可W进一步提高循环特性W及高温 特性。此外,可W举出气相二氧化娃、气相氧化侣等纳米微粒。通过混合纳米微粒,从而可 W控制电极形成用合剂的触变性。本发明的浆料组合物中的纳米微粒的配混量相对于100 质量份电极用的活性物质优选为0. 01~5质量份。通过将纳米微粒的配混量设为上述范 围,从而可W进一步提高合剂稳定性、生产率,可W赋予更高的电池特性。
[0067] <浆料组合物的制造方法〉
[0068] 本发明的浆料组合物可W混合上述电极用的活性物质、高分子粘结剂树脂和酸, 优选进一步混合导电助剂和表面活性剂W及根据需要的其它添加剂而得到。对于酸,优选 W水溶液的形态添加到浆料中。此外,制造本发明的浆料组合物时,优选混合活性物质和 酸,然后添加高分子粘结剂树脂进一步混合从而制造浆料组合物。首先通过混合活性物质 和酸,从而可W使酸分散于浆料中,中和浆料,其结果,可W得到更优异的粘度稳定性。对于 混合方法没有特别的限制,可W采用使用例如揽拌式、振动式、W及旋转式等的混合装置的 方法。此外,可W采用使用均化器、球磨机、砂磨机、漉磨机、W及行星式混炼机等分散混炼 装置的方法。
[0069] < 电极〉
[0070] 接着,对于本发明的非水电解质二次电池用电极进行说明。
[0071] 本发明的电极是将上述本发明的浆料组合物涂布到集电体而成的。本发明的电极 可W经由如下工序来制造;将上述本发明的浆料组合物涂布于集电体上的涂布工序、使所 得到的集电体干燥形成浆料组合物层的干燥工序。在本发明的电极中,可W在集电体的单 面形成浆料组合物层,优选在两面形成。此外,对于电极,从防止浆料组合物的调制后的粘 度降低显著的方面出发,优选为正极。W下,对于本发明的电极的结构W及制造方法进行详 细地说明。
[007引 <集电体〉
[007引用于本发明的电极的集电体只要是具有导电性、且具有电化学耐久性的材料,贝U 没有特别限制,优选具有耐热性的金属材料。可W举出例如铁、铜、侣、镶、不诱钢、铁、粗、 金、销等。特别是从充电时的氧化劣化少的观点出发,优选侣或侣合金。集电体的形状没有 特别的限制,可W适宜地使用厚度为5~100 ym左右的片状。
[0074] 在本发明的电极中,集电体为了提高与浆料组合物层的接合强度,优选预先进行 粗面化处理来使用。作为粗面化方法,可W举出机械研磨法、电解研磨法、化学研磨法等。在 机械研磨法中,可W使用固着有研磨剂颗粒的研磨布纸、磨石、砂轮(emery wheel)、具备钢 线等的钢丝刷等。此外,为了提高电极层的接合强度、导电性,可W在集电体表面形成中间 层。
[0075] <涂布方法〉
[0076] 对于在集电体上涂布上述本发明的浆料组合物的方法没有特别的限制,可W使用 已知的方法。作为涂布方法,可W举出例如模涂布法、刮刀涂布(doctor coating)法、浸溃 涂布法、漉涂布法、喷涂法、凹版涂布法、丝网印刷法或静电塗装法等。
[0077] <干燥方法〉
[007引作为使由上述涂布方法得到的集电体干燥的方法没有特别的限制,可W举出例如 利用暖风、热风、低湿风的干燥,真空干燥,利用(远)红外线、电子束等照射的干燥法。干 燥时间通常为5~30分钟,干燥温度通常为40~180°C。
[0079] < 压延〉
[0080] 在本发
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