锂二次电池的电极用粘合剂、使用所述粘合剂所制造的电极、及使用所述电极的锂二次电池的制作方法_3

文档序号:9621201阅读:来源:国知局
0087] 本发明的锂二次电池中使用的电解质盐并无特别限定,其例子例如可举出: LiPF6、LiBF4、LiC104、LiAsF6、LiCl、LiBr、LiCF 3S03、LiN(CF3S02)2、LiC(CF 3S02)3、Lil、 LiAlCl4、NaC104、NaBF4、Nal 等,特别可举出:LiPF6、LiBF4、LiC104、LiAsF 6等无机锂盐, LiN(S02CxF2x+1) (S02CyF2y+1)所表示的有机锂盐。这里,叉及7表示0或1~4的整数,另外, x+y 为 2 ~8 的整数。有机锂盐具体可举出:LiN(S02F)2、LiN(S02CF 3) (S02C2F5)、LiN(S02CF 3) (S02C3F7)、LiN(S02CF 3) (S02C4F9)、LiN(S02C2F 5)2、LiN(S02C2F5) (S02C3F7)、LiN(S02C2F 5) (S02C4F9)等。其中,若将 LiPF6、LiBF4、LiN (CF3S02) 2、LiN (S02F) 2、LiN (S02C2F5) 2等用于电解 质,则电特性优异,因此优选。所述电解质盐可单独使用一种,也可使用两种以上。这些锂 盐通常理想的是以〇· lmol/L~2. Omol/L、优选0· 3mol/L~1. 5mol/L的浓度而含有在电解 液中。
[0088] 使本发明的锂二次电池的电解质盐溶解的有机溶剂只要为通常的锂二次电池的 非水电解液中所用的有机溶剂,则并无特别限定,例如可举出:碳酸酯化合物、内酯化合物、 醚化合物、环丁砜化合物、二氧杂环戊烷化合物、酮化合物、腈化合物、卤化烃化合物等。详 细可举出:碳酸二甲酯、碳酸甲基乙基酯、碳酸二乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、乙二醇二 甲基碳酸酯、丙二醇二甲基碳酸酯、乙二醇二乙基碳酸酯、碳酸亚乙烯酯等碳酸酯类,γ-丁 内酯等内酯类,二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,4_二噁烷等醚类, 环丁砜、3-甲基环丁砜等环丁砜类,1,3-二氧杂环戊烷等二氧杂环戊烷类,4-甲基-2-戊酮 等酮类,乙腈、丙腈、戊腈、苄腈等腈类,1,2-二氯乙烷等卤化烃类,其他甲酸甲酯、二甲基甲 酰胺、二乙基甲酰胺、二甲基亚砜、咪唑鑰盐、四级铵盐等离子性液体等。进而,也可为这些 溶剂的混合物。
[0089] 这些有机溶剂中,特别从电解质的溶解性、介电常数及粘度优异的方面来看,优选 的是含有一种以上的选自由碳酸酯类所组成的组群中的非水溶剂。
[0090] 在本发明的锂二次电池中使用聚合物电解质或高分子凝胶电解质的情况下,可使 用具有醚、酯、硅氧烷、丙烯腈、偏二氟乙稀、六氟丙稀、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、苯乙稀、乙 酸乙烯酯、氯乙烯、氧杂环丁烷等的聚合物或其共聚物结构的高分子或其交联体等高分子 化合物,这些化合物可单独使用一种,也可使用两种以上。并无特别限定,特别优选聚环氧 乙烷等具有醚结构的高分子化合物。
[0091 ] 本发明的锂二次电池中,溶液系的电池是将电解液收容到电池容器内,凝胶系的 电池是将使聚合物溶解在电解液中所得的前驱物(precursor)溶液收容到电池容器内,固 体电解质电池是将溶解有电解质盐的交联前的聚合物收容到电池容器内。
[0092] 本发明的锂二次电池可形成为圆筒型、硬币型、方型、其他任意形状,电池的基本 构成与形状无关而相同,可根据目的进行设计变更而实施。例如圆筒型的情况下,可将在负 极集电体上涂布负极活性物质而成的负极、与在正极集电体上涂布正极活性物质而成的正 极隔着隔膜卷绕,将所得的卷绕体收纳到电池罐中,注入非水电解液并在上下载置绝缘板, 以该状态密封而获得电池。另外,在应用于硬币型锂二次电池的情况下,将圆盘状负极、隔 膜、圆盘状正极及不锈钢的板以叠层状态收纳到硬币型电池罐中,注入非水电解液,加以密 封。
[0093] 实施例
[0094] 然后,对实施例与比较例一起进行说明。但是,本发明不限定于这些实施例。
[0095] [聚氨基甲酸酯的水分散体的合成]
[0096] (合成例1-1)聚氨基甲酸酯水分散体1A的合成
[0097] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加184. 1质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-15HT,平均羟基值 为102. 7mgK0H/g,活性氢基数为2. 30)、15. 4质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、 100. 5质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯及200质量份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小 时,获得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为2. 7%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙 基酮溶液。将该溶液冷却到45°C,添加11. 6质量份的三乙胺进行中和后,缓缓添加900质 量份的水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100质量份的水将5. 1质量份的乙二胺 (活性氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸长反应。对该溶液在减压、50°C的加 热下进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分散体1A。
[0098] (合成例1-2)聚氨基甲酸酯水分散体1B的合成
[0099] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加195.0质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-15HT,平均羟基值 为102. 7mgK0H/g,活性氢基数为2. 30)、12. 6质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、 92. 4质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯及200质量份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小 时,获得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为2. 1%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙 基酮溶液。将该溶液冷却到45°C,添加9. 5质量份的三乙胺进行中和后,缓缓添加900质 量份的水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100质量份的水将4. 6质量份的二乙三 胺(活性氢基数为3)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸长反应。对该溶液在减压、50°C 的加热下进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分散体IB。
[0100] (合成例1-3)聚氨基甲酸酯水分散体1C的合成
[0101] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加215. 3质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-45HT,平均羟基值 为46. 5mgK0H/g,活性氢基数为2. 32)、15. 4质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、 69. 3质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯及200质量份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小 时,获得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为1. 5%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙 基酮溶液。将该溶液冷却到45°C,添加11. 6质量份的三乙胺进行中和后,缓缓添加900质 量份的水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100质量份的水将3.0质量份的乙二胺 (活性氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸长反应。对该溶液在减压、50°C的加 热下进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分散体1C。
[0102] (合成例1-4)聚氨基甲酸酯水分散体1D的合成
[0103] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加213. 6质量 份的氢化聚异戊二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,爱博尔(Epol),平均羟基值为 50. 5mgK0H/g,活性氢基数为2. 25)、15. 4质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、71. 0 质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯及200质量份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小时,获 得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为1. 5%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙基酮溶 液。将该溶液冷却到45°C,添加11. 6质量份的三乙胺进行中和后,缓缓添加900质量份的 水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100质量份的水将2. 9质量份的乙二胺(活性 氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸长反应。对该溶液在减压、50°C的加热下 进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分散体1D。
[0104] (合成例1-5)聚氨基甲酸酯水分散体1E的合成
[0105] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加202. 1质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-15HT,平均羟基值 为102. 7mgK0H/g,活性氢基数为2. 30)、12. 6质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、 64. 56质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯、20. 73质量份的六亚甲基二异氰酸酯及200质量 份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小时,获得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为 2. 4%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙基酮溶液。将该溶液冷却到45°C,添加9. 5质量份的三 乙胺进行中和后,缓缓添加900质量份的水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100 质量份的水将4. 5质量份的乙二胺(活性氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸 长反应。对该溶液在减压、50°C的加热下进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲 酸酯水分散体1E。
[0106] (合成例1-6)聚氨基甲酸酯水分散体1F的合成
[0107] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加206. 2质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-15HT,平均羟基值 为102. 7mgK0H/g,活性氢基数为2. 30)、12. 6质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、 49. 5质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯、31. 74质量份的六亚甲基二异氰酸酯及200质量 份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小时,获得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为 2. 5%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙基酮溶液。将该溶液冷却到45°C,添加9. 5质量份的三 乙胺进行中和后,缓缓添加900质量份的水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100 质量份的水将4. 8质量份的乙二胺(活性氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸 长反应。对该溶液在减压、50°C的加热下进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲 酸酯水分散体1F。
[0108] (合成例1-7)聚氨基甲酸酯水分散体1G的合成
[0109] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加147. 6质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-15HT,平均羟基值 为102. 7mgK0H/g,活性氢基数为2. 30)、63. 27质量份的以质量比为65/35的1,9-壬二醇与 甲基辛二醇作为构成成分的聚碳酸酯多元醇(可乐丽(Kuraray)股份有限公司制造,可乐 宝(KurapOl) C-2065N,平均羟基值为58. lmgKOH/g,活性氢基数为2)、12. 6质量份的二羟甲 基丙酸(活性氢基数为2)、46. 62质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯、29. 94质量份的六亚 甲基二异氰酸酯及200质量份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小时,获得相对于不挥发成分 的游离异氰酸酯基含量为2. 5%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙基酮溶液。将该溶液冷却到 45°C,添加9. 5质量份的三乙胺进行中和后,缓缓添加900质量份的水,使用匀化器进行乳 化分散。然后,添加以100质量份的水将4.8质量份的乙二胺(活性氢基数为2)稀释所得 的水溶液,进行1小时链伸长反应。对该溶液在减压、50°C的加热下进行脱溶剂,获得不挥 发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分散体1G。
[0110] (合成例1-8)聚氨基甲酸酯水分散体1H的合成
[0111] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加220. 4质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-45HT,平均羟基值 为46. 5mgK0H/g,活性氢基数为2. 32)、12. 6质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、 67. 0质量份的聚合物(Polymeric)MDI及200质量份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小时, 获得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为2. 1%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙基酮 溶液。将该溶液冷却到45°C,添加9. 5质量份的三乙胺进行中和后,缓缓添加900质量份的 水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100质量份的水将4. 1质量份的乙二胺(活性 氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸长反应。对该溶液在减压、50°C的加热下 进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分散体1H。
[0112] (合成例1-9)聚氨基甲酸酯水分散体II的合成
[0113] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加216.0质 量份的聚异戊二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利普(Polyip),平均羟基值为 46. 56mgK0H/g,活性氢基数为2. 08)、12. 6质量份的二羟甲基丙酸(活性氢基数为2)、71. 40 质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯及200质量份的甲基乙基酮,在75°C下反应4小时,获 得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为2. 3%的氨基甲酸酯预聚物的甲基乙基酮溶 液。将该溶液冷却到45°C,添加9. 5质量份的三乙胺进行中和后,缓缓添加900质量份的 水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100质量份的水将4.4质量份的乙二胺(活性 氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸长反应。对该溶液在减压、50°C的加热下 进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分散体II。
[0114] (合成例1-10)聚氨基甲酸酯水分散体1J的合成
[0115] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加172. 8质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造,波利德(P〇lybd)R-45HT,平均羟基值 为46. 5mgK0H/g,活性氢基数为2. 32)、43. 2质量份的以质量比为65/35的1,9-壬二醇与甲 基辛二醇作为构成成分的聚碳酸酯多元醇(可乐丽(Kuraray)股份有限公司制造,可乐宝 (Kurapol) C-2065N,平均羟基值为58. lmgKOH/g,活性氢基数为2)、12. 6质量份的二羟甲基 丙酸(活性氢基数为2)、71. 40质量份的二环己基甲烷二异氰酸酯及200质量份的甲基乙 基酮,在75°C下反应4小时,获得相对于不挥发成分的游离异氰酸酯基含量为2. 2%的氨基 甲酸酯预聚物的甲基乙基酮溶液。将该溶液冷却到45°C,添加9. 5质量份的三乙胺进行中 和后,缓缓添加900质量份的水,使用匀化器进行乳化分散。然后,添加以100质量份的水 将4. 1质量份的乙二胺(活性氢基数为2)稀释所得的水溶液,进行1小时链伸长反应。对 该溶液在减压、50°C的加热下进行脱溶剂,获得不挥发成分为约30%的聚氨基甲酸酯水分 散体1J。
[0116] (合成例1-11)聚氨基甲酸酯水分散体1K的合成
[0117] 在具备搅拌机、回流冷凝管、温度计及氮气吹入管的四口烧瓶中,添加180.0质量 份的聚丁二烯多元醇(出光兴产股份有限公司制造
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