锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合物及其制造方...的制作方法_6

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,制作了由密度为I. 8g/cm3的负极合材层和铜箱构成的片状负 极。然后,将片状负极切割为宽5. 0_、长52cm,作为锂离子二次电池用负极。
[0191] 〈锂离子二次电池的制作〉
[0192] 使用直径20mm的芯、将制作的锂离子二次电池用正极和锂离子二次电池用负极 隔着隔板(厚度20μπι的聚丙烯制微多孔膜)进行卷绕,得到卷绕体。将得到的卷绕体从 一个方向以IOmm/秒的速度压缩至厚度达到4. 5_。需要说明的是,压缩后的卷绕体是俯视 椭圆形,其长径和短径的比(长径/短径)为7. 7。
[0193] 另外,准备非水电解液(组成:浓度1.0 M的LiPF6溶液(溶剂是在碳酸亚乙酯/碳 酸甲乙酯=3/7 (重量比)的混合溶剂中添加5质量%氟代碳酸亚乙酯而成的混合物,作为 添加剂,添加了 2体积%碳酸亚乙烯酯))。
[0194] 然后,将压缩后的卷绕体连同3. 2g的非水电解液一起收容于给定的铝层压体制 壳体内。然后,将已连接于锂离子二次电池用负极的镍引线及已连接于锂离子二次电池 用正极的铝引线连接至给定的部位,之后利用热对壳体的开口部进行封口,作为锂离子二 次电池。该锂离子二次电池为宽度35mm、高度48mm、厚度5mm的袋形,电池的标称容量为 700mAh。针对所得锂离子二次电池进行了初期容量、速率特性及循环特性的评价。结果示 于表1。
[0195] (实施例2~5)
[0196] 除了将在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的甲基丙烯酸及2-丙烯 酰胺-2-甲基丙磺酸的配合量如表1所示那样进行变更以外,与实施例1同样地制造了锂 离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二次电 池用正极、锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池,并进行了评价。结果示于表1。
[0197] (实施例6~8)
[0198] 除了对在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的氢氧化锂水溶液的添 加量进行变更、并将相对于酸性基团的锂量及pH如表1所示那样进行变更以外,与实施例 1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合 物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池,并进行了评价。结 果示于表1。
[0199](实施例9~10)
[0200] 除了将在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的丙烯酸2-乙基己酯的 配合量如表1所示那样进行变更以外,与实施例1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘 结材料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电 池用负极及锂离子二次电池,并进行了评价。结果示于表1。
[0201] (实施例11~12)
[0202] 除了将在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的丙烯腈的配合量如表 1所示那样进行变更以外,与实施例1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘结材料组合 物、锂离子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用负极及 锂离子二次电池,并进行了评价。结果示于表1。
[0203] (实施例 I3)
[0204] 除了使在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的叔十二烷基硫醇的配 合量为〇. 1份以外,与实施例1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离 子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用负极及锂离子 二次电池,并进行了评价。结果示于表1。
[0205] (实施例 14)
[0206] 除了在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时未配合分子量调整剂以外, 与实施例1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离子二次电池正极用 浆料组合物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池,并进行了 评价。结果示于表1。
[0207] (实施例 I5)
[0208] 除了使用了钴酸锂LiC0O2IOO份作为正极活性物质以外,与实施例1同样地制造 了锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二 次电池用正极、锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池,并进行了评价。结果示于表1。
[0209] (比较例1~2)
[0210] 除了将在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的甲基丙烯酸及2-丙烯 酰胺-2-甲基丙磺酸的配合量如表2所示进行变更以外,与实施例1同样地制造了锂离子 二次电池正极用粘结材料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二次电池用 正极、锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池,并进行了评价。结果示于表2。
[0211] (比较例3~4)
[0212] 除了对在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的氢氧化锂水溶液的添 加量进行变更、并将相对于酸性基团的锂量及PH如表2所示那样进行变更以外,与实施例 1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合 物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用负极及锂离子二次电池,并进行了评价。结 果示于表2。
[0213] (比较例5)
[0214] 除了使在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时的叔十二烷基硫醇的配 合量为〇. 3份以外,与实施例1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、锂离 子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用负极及锂离子 二次电池,并进行了评价。结果示于表2。
[0215] (比较例6)
[0216] 除了在制备锂离子二次电池正极用粘结材料组合物时作为分子量调整剂而使用 了甲基丙烯酸烯丙酯〇. 03份以外,与实施例1同样地制造了锂离子二次电池正极用粘结材 料组合物、锂离子二次电池正极用浆料组合物、锂离子二次电池用正极、锂离子二次电池用 负极及锂离子二次电池,并进行了评价。结果示于表2。
[0217]

[0219] 根据表1可知,使用了包含具有给定的重均分子量并且含有给定量的具有酸性基 团的烯属不饱和单体单元的粘结材料、并包含给定量的锂的锂离子二次电池正极用粘结材 料组合物的锂离子二次电池正极用浆料组合物的分散性优异,使用该锂离子二次电池正极 用浆料组合物制作的锂离子二次电池的电气特性优异。另一方面,根据表2可知,使用了包 含不具有给定的重均分子量的粘结材料、或未以给定量含有具有酸性基团的烯属不饱和单 体单元的粘结材料的锂离子二次电池正极用粘结材料组合物的锂离子二次电池正极用浆 料组合物,以及使用了未包含给定量的锂的锂离子二次电池正极用粘结材料组合物的锂离 子二次电池正极用浆料组合物,其分散性差,使用该锂离子二次电池正极用浆料组合物制 作的锂离子二次电池的电气特性不良。
[0220] 进一步,根据表1的实施例1~5及9~12可知,通过变更粘结材料包含的单体 单元的比例,可进一步提高锂离子二次电池正极用浆料组合物的分散性及锂离子二次电池 的电气特性。
[0221] 另外,根据表1的实施例1及6~8可知,通过变更锂离子二次电池正极用粘结材 料组合物的锂的含量,可进一步提高锂离子二次电池正极用浆料组合物的分散性及锂离子 二次电池的电气特性。
[0222] 进而,根据表1的实施例1及13~14可知,通过变更粘结材料的分子量,可进一 步提高锂离子二次电池正极用浆料组合物的分散性及锂离子二次电池的电气特性。
[0223] 工业实用性
[0224] 根据本发明,可得到能够抑制凝聚物、凝胶的产生的锂离子二次电池正极用粘结 材料组合物、以及分散性优异、能够使锂离子二次电池的电气特性充分提高的锂离子二次 电池正极用浆料组合物。进一步,根据本发明,可得到能够使锂离子二次电池的电气特性充 分提高的锂离子二次电池用正极的制造方法。另外,根据本发明,可得到电气特性优异的锂 离子二次电池。
【主权项】
1. 一种锂离子二次电池正极用粘结材料组合物,其包含粘结材料和有机分散介质, 所述粘结材料的重均分子量为100, 〇〇〇~2, 000, 000, 所述粘结材料含有10~35质量%的具有酸性基团的烯属不饱和单体单元, 该粘结材料组合物包含相对于所述酸性基团为〇. 6~1. 5当量的锂。2. -种锂离子二次电池正极用浆料组合物,其包含: 权利要求1所述的锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、 正极活性物质、及 导电材料。3. 根据权利要求2所述的锂离子二次电池正极用浆料组合物,其中,利用B型粘度计测 定的该衆料组合物的TI值(6rpm下的粘度与60rpm下的粘度之比)为1~4。4. 根据权利要求2或3所述的锂离子二次电池正极用浆料组合物,其中,所述粘结材料 含有50~85质量%的(甲基)丙烯酸酯单体单元。5. 根据权利要求2~4中任一项所述的锂离子二次电池正极用浆料组合物,其中,所述 酸性基团包含羧酸基及磺酸基中的至少一者。6. 根据权利要求2~5中任一项所述的锂离子二次电池正极用浆料组合物,其中,所述 粘结材料的电解液溶胀度为1~5倍。7. 根据权利要求2~6中任一项所述的锂离子二次电池正极用浆料组合物,其中,所述 正极活性物质为锂镍复合氧化物。8. -种锂离子二次电池正极用浆料组合物的制造方法,其包括: 锂离子二次电池正极用粘结材料组合物制备工序:制备包含粘结材料和有机分散介质 的锂离子二次电池正极用粘结材料组合物;和 混合工序:将所述锂离子二次电池正极用粘结材料组合物、正极活性物质及导电材料 混合, 其中, 所述锂离子二次电池正极用粘结材料组合物制备工序包括: 使单体组合物聚合而得到聚合物的水分散液的工序; 在所述水分散液中添加锂化合物而将PH调节至7. 5以上,得到pH调节水分散液的工 序,该pH调节水分散液包含重均分子量为100, 000~2, 000, 000、且含有10~35质量%的 具有酸性基团的烯属不饱和单体单元的聚合物、和相对于所述酸性基团为〇. 6~1. 5当量 的锂;以及 用有机分散介质置换所述PH调节水分散液中的水的工序。9. 一种锂离子二次电池用正极的制造方法,其包括:通过将权利要求2~7中任一项 所述的锂离子二次电池正极用浆料组合物涂布在集电体上并进行干燥,从而在集电体上形 成正极合材层。10. -种锂离子二次电池,其具备: 利用权利要求9所述的制造方法得到的锂离子二次电池用正极、 负极、 电解液、及 隔板。
【专利摘要】本发明的锂离子二次电池正极用粘结材料组合物包含粘结材料和有机分散介质,粘结材料的重均分子量为100000~2000000、且粘结材料含有10~35质量%的具有酸性基团的烯属不饱和单体单元,该粘结材料组合物包含相对于所述酸性基团为0.6~1.5当量的锂。另外,本发明的锂离子二次电池正极用浆料组合物包含该粘结材料组合物、正极活性物质及导电材料。
【IPC分类】H01M4/62, H01M4/13, H01M10/0566, H01M4/139, H01M10/052, H01M4/131
【公开号】CN105247716
【申请号】CN201480027447
【发明人】村瀬智也, 杉本拓己, 召田郁哉
【申请人】日本瑞翁株式会社
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年5月14日
【公告号】US20160126553, WO2014185072A1
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