電池電極用粘合劑、以及使用了該粘合劑的電極及電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的在于提供一種水系粘合劑以及使用了該粘合劑的電極和電池，上述水系粘合劑粘合性高，且尤其在電極環(huán)境下不會發(fā)生氧化劣化，對環(huán)境的負(fù)荷小。本發(fā)明公開的電池電極用粘合劑中，含有包括(A)由含羥基單體衍生而成的結(jié)構(gòu)單元以及(B)由5個官能團以下的多官能(甲基)丙烯酸酯衍生而成的結(jié)構(gòu)單元的聚合物。本發(fā)明使用該粘合劑制作電極，用于鋰離子蓄電池等電池中。
【專利說明】電池電極用粘合劑、以及使用了該粘合劑的電極及電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于電池電極中的粘合劑、使用該粘合劑制造的電極、以及使用 該電極制造的電池。在本發(fā)明書中，電池包含有電化學(xué)電容器，為原電池或蓄電池。電池的 具體例子為鋰離子蓄電池及鎳氫蓄電池。

【背景技術(shù)】
[0002]在電池的電極中使用粘合劑是眾所周知的。作為具有使用了粘合劑的電極的電池 的代表例，可列舉出鋰離子蓄電池。
[0003]由于鋰離子蓄電池能量密度高、高電壓，因此被使用在手機或筆記本電腦、便攜式 攝像機等電子設(shè)備中。最近，由于環(huán)保意識的提高、相關(guān)法律的完善，其作為電動汽車、混合 動力電動汽車等車載用途或家用電力儲存用的蓄電池的應(yīng)用也在進(jìn)步。
[0004] 鋰離子蓄電池一般由負(fù)極、正極、分隔物、電解液、集電體構(gòu)成。關(guān)于電極，負(fù)極通 過將由可插入脫離鋰離子的石墨或硬碳等負(fù)極活性物質(zhì)與導(dǎo)電助劑、粘合劑、溶劑所構(gòu)成 的涂布液，涂布并干燥于以銅箔為代表的集電體上而得到?，F(xiàn)在一般地，作為粘合劑使用將 丁苯橡膠（以下略稱為"SBR"）分散在水中形成的物質(zhì)。
[0005] 另一方面，正極通過將層狀鈷酸鋰或尖晶石型錳酸鋰等正極活性物質(zhì)與碳黑等導(dǎo) 電助劑、聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯等粘合劑混合、并將分散于N-甲基吡咯烷酮等極性溶劑 中的涂布液與負(fù)極相同地涂布于以鋁箔為代表的集電體箔上并干燥而得到。
[0006] 這些鋰離子電池的粘合劑為了確保粘合力，需要增多粘合劑的添加量，作為技術(shù) 問題，可列舉因此而導(dǎo)致的性能下降。此外，已將N-甲基吡咯烷酮用于漿液狀溶劑中，從 回收、成本、毒性及環(huán)境負(fù)荷的觀點考慮，人們還是寄希望于水系粘合劑。然而，在使用水 系SBR系粘合劑的情況下，可列舉出在正極環(huán)境下氧化劣化的技術(shù)問題。因此，正極的粘合 劑中依然是將現(xiàn)行的N-甲基吡咯烷酮用于分散溶劑的聚偏氟乙烯或聚四氟乙烯用作粘合 齊!J，開發(fā)一種集電體與活性物質(zhì)或活性物質(zhì)相互之間粘著性優(yōu)異、環(huán)境負(fù)荷低的水系的、且 適用于耐氧化性高的蓄電池用電極的制造的粘合劑成為了當(dāng)務(wù)之急。
[0007] 為解決上述技術(shù)問題，專利文獻(xiàn)1及2中，提出了含有由芳香族乙烯酯、共軛二烯、 乙烯類不飽和羧酸酯及不飽和羧酸構(gòu)成的共聚物的粘合劑（專利文獻(xiàn)1)，以及含有選自苯 乙烯-丁二烯聚合物乳膠及丙烯酸乳液中的聚合物水分散體的粘合劑（專利文獻(xiàn)2)。
[0008] 此外，專利文獻(xiàn)3及4中提出了含有由芳香族乙烯酯、共輒二烯、（甲基）丙烯酸酯 以及乙烯類不飽和羧酸構(gòu)成的共聚物的粘合劑（專利文獻(xiàn) 3)，以及含有包含雙官能性（甲 基）丙烯酸酯的聚合物的粘合劑（專利文獻(xiàn)4)。
[0009] 然而，在將這些粘合劑用于電極（正極及/或負(fù)極）的情況下，在高溫條件下，弓丨 起充放電循環(huán)下降，特別是用于正極的情況下，高電壓條件下在抗氧化性方面出現(xiàn)問題，擔(dān) 心電池特性變差。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2006-66400
[0013] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-260782號公報
[0014] 專利文獻(xiàn)3:日本特開平11-025989
[0015] 專利文獻(xiàn)4:日本特開2001-256980號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題
[0017]本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的，其目的在于提供一種粘結(jié)性高、且在電極環(huán)境 下（特別是正極環(huán)境下）不會發(fā)生氧化劣化、對環(huán)境負(fù)荷小的水系粘合劑，以及使用了該粘 合劑的電極及電池。
[0018] 解決技術(shù)問題的技術(shù)手段
[0019]本發(fā)明的發(fā)明人等為了實現(xiàn)上述目的，經(jīng)過反復(fù)研究后發(fā)現(xiàn)，通過使用含有具有 由含羥基單體衍生而成的結(jié)構(gòu)單元以及由多官能（甲基）丙烯酸酯單體衍生而成的結(jié)構(gòu) 單元的聚合物的粘合劑，可解決上述技術(shù)問題，進(jìn)而完成了本發(fā)明。即，本發(fā)明涉及內(nèi)容如 下：
[0020] [1] 一種電池電極用粘合劑，其特征在于，該粘合劑含有下述聚合物，所述聚合物 具有（A)通式（1)所示的由含羥基單體衍生而成的結(jié)構(gòu)單元、以及（B)由5個官能團以下 的多官能（甲基）丙烯酸酯單體衍生而成的結(jié)構(gòu)單元，
[0021] [化學(xué)式1]
[0022]

【權(quán)利要求】
1. 一種電池電極用粘合劑，其特征在于，含有具有（A)通式（1)所示的由含羥基單體衍 生而成的結(jié)構(gòu)單元、以及（B)由5個官能團以下的多官能（甲基）丙烯酸酯衍生而成的結(jié) 構(gòu)單元的聚合物，
式中，R1為氫或碳原子數(shù)1?4的直鏈或支鏈烷基，R2及R3各自為氫、碳原子數(shù)1?4 的直鏈或支鏈烷基，n為2?30的整數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述的電池電極用粘合劑，式⑴中的n為4?20的整數(shù)。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的電池電極用粘合劑，多官能（甲基）丙烯酸酯單體⑶為 下述式所示的化合物，
式中，Rn各自相同或不同，為氫或甲基，R12為5價以下的碳原子數(shù)2?100的有機基 團，m為5以下的整數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1?3中任意一項所述的電池電極用粘合劑，多官能（甲基）丙烯酸酯 (B)為3?5個官能團的（甲基）丙烯酸酯。
5. 如權(quán)利要求1?4中任意一項所述的電池電極用粘合劑，聚合物中進(jìn)一步具有由 (甲基）丙烯酸酯單體衍生而成的結(jié)構(gòu)單元（C)及由（甲基）丙烯酸單體衍生而成的結(jié)構(gòu) 單元（D)中的一種或兩種。
6. 如權(quán)利要求5所述的電池電極用粘合劑，（甲基）丙烯酸酯單體（C)為下述式所述 的化合物，
式中，R21為氫或甲基，R22為碳原子數(shù)1?50的烴基。
7. 如權(quán)利要求5所述的電池電極用粘合劑，（甲基）丙烯酸單體（D)為下述式所述的 化合物，
式中，R31為氫或甲基。
8. 如權(quán)利要求5?7中任意一項所述的電池電極用粘合劑，聚合物中，結(jié)構(gòu)單元（A)、 結(jié)構(gòu)單元（B)、結(jié)構(gòu)單元（C)及結(jié)構(gòu)單元（D)的量為，相對于100重量份的結(jié)構(gòu)單元（A)，結(jié) 構(gòu)單元⑶為0. 5?60重量份、結(jié)構(gòu)單元（C)為0?200重量份、結(jié)構(gòu)單元⑶為0?60 重量份。
9. 一種權(quán)利要求1?8中任意一項所述的電池用電極，其中，電池為蓄電池。
10. -種電池用電極，其特征在于，含有如權(quán)利要求1?9中任意一項所述的粘合劑和 活性物質(zhì)。
11. 一種電池，其特征在于，該電池具有權(quán)利要求10所述的電極。
【文檔編號】H01M4/62GK104285322SQ201380024029
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月31日
【發(fā)明者】松尾孝, 矢野倫之, 三木康史, 三浦克人 申請人:大曹株式會社