非水電解質(zhì)二次電池的電極用羧甲基纖維素或其鹽、及其水溶液的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及在非水電解質(zhì)二次電池的電極中，作為可防止電極表面的條紋或小孔 運(yùn)樣的缺陷的發(fā)生于未然的粘合劑有用的簇甲基纖維素或其鹽、及其水溶液。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，電子設(shè)備、尤其是移動(dòng)電話、PDA(personaldigitalassistant,個(gè)人數(shù) 字助理)、筆記本電腦等移動(dòng)設(shè)備變得小型化、輕量化、薄型化、高性能化，移動(dòng)設(shè)備的普及 不斷進(jìn)展。伴隨著此類移動(dòng)設(shè)備的利用范圍的多樣化，驅(qū)動(dòng)它們的電池成為非常重要的部 件。電池中，具有高能量密度、高容量的、W裡離子二次電池為代表的非水電解質(zhì)二次電池 正被廣泛利用。
[0003] 通常，非水電解質(zhì)二次電池按照如下方法制作。目P，將含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極、 和含有正極活性物質(zhì)的正極在作為集電基材(集電體）的金屬錐的表面上各自形成為片狀， 而得到片狀正極和片狀負(fù)極，所述負(fù)極活性物質(zhì)包含可吸藏、放出裡離子的碳材料等，所述 正極活性物質(zhì)包含含裡過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物(例如LiCo〇2、LiNi〇2、LiMn2〇4等)。而后，將片 狀正極和片狀負(fù)極隔著同樣被形成為片狀的隔膜進(jìn)行卷繞或?qū)盈B，并收納在盒內(nèi)。片狀正 極和片狀負(fù)極是具備作為集電基材(集電體）的金屬錐、和在其表面上形成的含有活性物質(zhì) 的合劑層的結(jié)構(gòu)，是將負(fù)極活性物質(zhì)漿料(或糊料）或正極活性物質(zhì)漿料(或糊料）涂布在集 電材上并干燥而形成的。
[0004] 負(fù)極活性物質(zhì)漿料(糊料）中，除了包含可吸留、放出裡離子的碳材料等的負(fù)極活 性物質(zhì)之外，還含有粘合劑（binder)。作為粘合劑，專利文獻(xiàn)1 (日本特開(kāi)平5-74461號(hào)公 報(bào)）公開(kāi)有W苯乙締/下二締膠乳（SBR)為主成分的負(fù)極用的粘合劑。
[0005] 根據(jù)專利文獻(xiàn)1，將作為水溶性增稠劑的簇甲基纖維素溶解在水中來(lái)制備水溶液， 向其中混合SBR和負(fù)極活性物質(zhì)來(lái)制造漿料。該漿料作為涂布液被涂布在基材上并被干 燥，從而形成片狀負(fù)極。
[0006] 另一方面，非水電解質(zhì)二次電池的正極的制造中，溶劑可使用現(xiàn)有的N-甲 基-2-化咯燒酬（NMP)等有機(jī)系溶劑。但是，考慮到處理所需要的成本的降低和排出時(shí)對(duì) 環(huán)境負(fù)荷的影響，近年來(lái)，逐漸使用水作為溶劑。
[0007] 正極活性物質(zhì)漿料(糊料）中，除了作為正極活性物質(zhì)的含裡過(guò)渡金屬?gòu)?fù)合氧化物 (例如LiCo〇2、LiNi〇2、LiMri2〇4等)、作為導(dǎo)電材料的碳等之外，還含有粘合劑。作為粘合劑， 專利文獻(xiàn)2(日本特開(kāi)2003-157847號(hào)公報(bào))中記載了簇甲基纖維素等、1%水溶液的粘度為 4000mPa?SW上的纖維素。專利文獻(xiàn)2中記載了將簇甲基纖維素與導(dǎo)電材料、聚四氣乙締 (PTFE)等一同添加到純水中來(lái)制備活性物質(zhì)糊料。
[0008] 作為將上述負(fù)極活性物質(zhì)漿料(糊料)、或正極活性物質(zhì)漿料(糊料）涂布在集電基 材上的方法，可通過(guò)相對(duì)于應(yīng)被涂布的集電基材表面，利用隔開(kāi)規(guī)定間隔的刮化隊(duì)險(xiǎn)好匹 配和集電基材的間隔的量將漿料排出為層狀，由此來(lái)形成片狀極板的方法(例如專利文獻(xiàn)3 (日本特開(kāi)平4-242071號(hào)公報(bào))）來(lái)制造。
[0009] 此外，作為其他方法，提出了利用具有縫式噴嘴的擠壓型注液器向卷繞于支承漉 而移動(dòng)的集電基材上排出電極材料涂布液來(lái)進(jìn)行涂布的方法(例如專利文獻(xiàn)4 (日本特開(kāi)平 7-65816號(hào)公報(bào))）等。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn) 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)平5-74461號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2003-157847號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)平4-242071號(hào)公報(bào) 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)平7-65816號(hào)公報(bào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 發(fā)明要解決的課題 可是，在含有簇甲基纖維素作為粘合劑、使用水作為溶劑而制備的負(fù)極活性物質(zhì)漿料 (糊料)、或者正極活性物質(zhì)用漿料(糊料)的情況，有時(shí)簇甲基纖維素的未溶解物會(huì)殘留在漿 料中，將運(yùn)類殘留了未溶解物的漿料(糊料）層疊在集電基材上來(lái)制造電極時(shí)，則會(huì)在涂布 的漿料的表面產(chǎn)生條紋狀缺陷(條痕)。
[0012] 對(duì)于上述條紋狀缺陷(條痕)，當(dāng)利用刮刀涂布、棒涂布、模涂布等涂布方法來(lái)進(jìn)行 漿料(糊料）向集電基材上的層疊時(shí)，存在很多問(wèn)題。目P，由于簇甲基纖維素的未溶解物堵 塞在運(yùn)些涂布方法中使用的涂布裝置與集電基材的縫隙中，因而易于發(fā)生條紋狀缺陷(條 痕)。尤其是在為了薄薄地涂布漿料(或糊料）而減窄上述縫隙時(shí)，變得更容易發(fā)生。近年 來(lái)，為了電池的高功率化，將形成于集電基材上的合劑層減薄、使合劑層的表面積增大的片 狀極板受到迫切期望。因此，特別是在薄薄地涂布漿料時(shí)，期望抑制條紋狀缺陷。
[0013] 此外，當(dāng)上述未溶解物通過(guò)上述縫隙被涂布到集電基材上時(shí)，在極板的壓縮工序 中，易于發(fā)生W被涂布的未溶解物的部位為中屯、的剝離，同時(shí)，在涂布后的干燥工序中，未 溶解物容易收縮而產(chǎn)生空隙。運(yùn)樣的剝離、空隙可能成為小孔等發(fā)生的原因。
[0014] 已知在將漿料(或糊料）涂布于集電基材之前通過(guò)進(jìn)行過(guò)濾器處理等，可在一定程 度上去除上述未溶解物。但是，該未溶解物多為柔軟的聚合物，在過(guò)濾器處理時(shí)，若受到加 壓(反壓力)，則由于運(yùn)些未溶解物會(huì)通過(guò)過(guò)濾器，因而不容易充分地去除未溶解物。此外， 在過(guò)濾器處理時(shí)，易于發(fā)生過(guò)濾器的網(wǎng)眼堵塞，未溶解物的去除效率顯著降低。因此，欲維 持電池電極的生產(chǎn)率，操作中的過(guò)濾器管理要求很大的精力。
[0015] 解決課題的手段 本發(fā)明要解決的課題在于，提供用作非水電解質(zhì)二次電池的電極的粘合劑時(shí)，可防止 所得電極中可能發(fā)生的條紋(條痕)、小孔運(yùn)樣的缺陷于未然的簇甲基纖維素或其鹽。
[0016] 進(jìn)行深入研究的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，對(duì)于簇甲基纖維素或其鹽，將其干燥質(zhì)量B溶于水來(lái) 制備0. 3質(zhì)量％的水溶液2升，并在-200mmHg的減壓條件下用250目的過(guò)濾器將其全部 過(guò)濾，測(cè)定過(guò)濾后的上述過(guò)濾器上的殘?jiān)母稍镔|(zhì)量A，此時(shí)干燥質(zhì)量A相對(duì)于上述干燥質(zhì) 量B的比率為不足50ppm，該情況下若制成由含有該水溶液的電極組合物形成的非水電解 質(zhì)二次電池用電極，則可抑制電極表面的條紋、小孔等的發(fā)生，可防止電池電極的生產(chǎn)率降 低。
[0017]旨P，本發(fā)明提供下面的山~[切。
[001引 山簇甲基纖維素或其鹽，其為用作非水電解質(zhì)二次電池的電極用粘合劑的簇甲 基纖維素或其鹽，其中，制備干燥質(zhì)量B的該簇甲基纖維素或其鹽的0.3質(zhì)量％水溶液2 升，并在-200mmHg的減壓條件下用250目的過(guò)濾器將其全部過(guò)濾，測(cè)定過(guò)濾后的所述過(guò)濾 器上的殘?jiān)母稍镔|(zhì)量A，此時(shí)干燥質(zhì)量A相對(duì)于所述干燥質(zhì)量B的比率為不足50ppm。
[0019] [2]上述[1]所述的簇甲基纖維素或其鹽，其為簇甲基纖維素或其鹽的機(jī)械粉碎 處理物。
[0020] [3]上述[1]或[2]所述的簇甲基纖維素或其鹽，其中，W甲醇為分散介質(zhì)、通過(guò) 激光衍射?散射式粒度分布儀測(cè)定的體積累計(jì)100%粒徑為不足50ym。
[0021] [4]非水電解質(zhì)二次電池的電極用粘合劑用的水溶液，其含有上述[1]~巧]中任 一項(xiàng)所述的簇甲基纖維素或其鹽。
[0022] [引非水電解質(zhì)二次電池的電極用粘合劑用的水溶液的制造方法，其中，對(duì)簇甲 基纖維素或其鹽進(jìn)行機(jī)械粉碎處理而得到簇甲基纖維素或其鹽的粉碎處理物，并將所述簇 甲基纖維素或其鹽的粉碎處理物溶解于水。
[0023] [6]上述[引所述的制造方法，其中，所述粉碎處理為干式粉碎處理或濕式粉碎 處理。
[0024] [7]上述[引或[6]所述的制造方法，其中，對(duì)于所述簇甲基纖維素或其鹽的粉碎 處理物，W甲醇為分散介質(zhì)、通過(guò)激光衍射?散射式粒度分布儀測(cè)定的體積累計(jì)100%粒徑 為不足50 Jim。
[00巧][引上述[5]~[7]中任一項(xiàng)所述的制造方法，其中，對(duì)于所述簇甲基纖維素或其 鹽的粉碎處理物，制備干燥質(zhì)量B的所述簇甲基纖維素或其鹽的粉碎處理物的0. 3質(zhì)量％ 水溶液2升，并在-200mmHg的減壓條件下用250目的過(guò)濾器將其全部過(guò)濾，測(cè)定過(guò)濾后的 所述過(guò)濾器上的殘?jiān)母稍镔|(zhì)量A，此時(shí)干燥質(zhì)量A相對(duì)于所述干燥質(zhì)量B的比率為不足 SOppmD
[00%] [9]非水電解質(zhì)二次電池用電極組合物，其包含上述[4]所述的水溶液、或上述
[5]~[引中任一項(xiàng)所述的水溶液。
[0027] [10]非水電解質(zhì)二次電池用電極，其是由上述巧]所述的電極組合物形成的。
[00測(cè)[山非水電解質(zhì)二次電池用電極的制造方法，其中，將上述[9]所述的電極組合 物層疊于集電基材上。
[0029][切非水電解質(zhì)二次電池，其具備上述[山所述的電極。
[0030] 發(fā)