電池用正極和電池的製作方法
2023-06-20 00:37:01 1
電池用正極和電池的製作方法
【專利摘要】通過製成含有正極活性物質、導電劑和共聚物的電池用正極，從而在不損害塗布性、正極複合材料的密合性的情況下，提供生產所需的時間短、正極複合材料與集電體的密合性高的正極和使用其的電池，上述共聚物為含有由下述通式(1)表示的結構單元(a)和由通式(2)表示的結構單元(b)的共聚物。(式中，R1、R2、R3、R5、R6、R7以及R9相同或者不同，表示氫原子、甲基或乙基，R4表示碳原子數8～30的烴基，R8表示碳原子數2～4的直鏈或支鏈的亞烷基，X1、X2表示氧原子或NH，p表示1～50的數)。
【專利說明】電池用正極和電池
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電池用正極和具備該電池用正極的電池。
【背景技術】
[0002] 非水電解質電池用的正極，通過如下方法製造：製作將正極活性物質、導電劑和粘 結劑分散在溶劑中而成的正極糊劑，將該正極糊劑連續塗布於鋁箔等集電體，並使其通過 乾燥爐內揮發除去溶劑。如果提高該極板塗布工序的線速度，則由於極板在乾燥爐內滯留 的時間變短而產生乾燥不足。
[0003] 為了避免上述問題，考慮了升高幹燥爐內的溫度、加大風量來提高幹燥速度的方 法，但是產生如下問題：急劇的乾燥使正極複合材料層的密合性降低，或者，在使用有機溶 劑的情況下乾燥爐內的可燃性氣體濃度變得過高。
[0004] 或者，考慮了通過增設、加長乾燥爐來確保乾燥爐內的滯留時間的方法，但產生需 要高額的設備投資的問題。
[0005] 作為上述以外的方法，考慮有可以通過提高固形物在正極糊劑中所佔的質量比率 (以下稱為糊劑固體成分），即通過減少溶劑的含量來縮短乾燥時間。然而，這時有由於糊 劑的粘度增加而產生露白t Λ )等塗布性降低的問題。
[0006] 專利文獻1中，顯示了通過使單體化學鍵合於導電劑的表面，然後加熱聚合，將其 用於正極糊劑，從而正極糊劑的分散性得到改善，能夠減少正極糊劑的粘度。然而，認為為 了使聚合物化學鍵合於導電劑的表面，對於一般為微粉末而處理性差的導電劑需要數階段 的化學反應的工序等，非常繁瑣，製造成本變高。
[0007] 專利文獻2中，顯示了可以通過添加表面活性劑來改善正極糊劑中的導電劑的分 散性。然而，需要在投入導電劑前添加分散劑並攪拌，因此，進行多次混煉作業，生產效率可 能降低。
[0008] 專利文獻3中，記載了為了改善含有大量的比表面積大的導電劑的正極糊劑的流 動性，使用分散劑。然而，並沒有給出表明由此引起的粘度降低效果的比較數據。另外，這 裡使用的分散劑僅為1種，並不清楚是否所有分散劑都能得到粘度降低效果。
[0009] 現有技術文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1:日本國特開2002-100360號公報
[0012] 專利文獻2:日本國特開2002-151057號公報
[0013] 專利文獻3:日本國特開2005-197073號公報
【發明內容】
[0014] 本發明的目的在於生產所需時間短、正極複合材料與集電體的密合性高的正極以 及使用該正極的電池。
[0015] 本發明人等經過各種研究，結果發現使用具有特定結構的共聚物作為分散劑時， 由於其結構的不同，正極糊劑的粘度降低效果、塗布正極糊劑而得到的正極的複合材料層 的密合性存在較大差異。
[0016] 夾雜技術構思地對本發明的構成和作用效果進行說明。其中，對於作用機理，包含 推斷，其正確與否不限制本發明。應予說明，本發明在不脫離其精神或主要的特徵的情況 下，可以以其他各種形式實施。因此，後述的實施方式或實驗例，只不過是在所有方面的簡 單的例示，不限定地解釋本發明。並且，屬於專利申請要求保護的範圍的均等範圍的變形、 變更全部在本發明的範圍內。
[0017] 本發明涉及一種電池用正極，是含有正極活性物質、導電劑和共聚物的電池用正 極，上述共聚物是含有由下述通式（1)表示的結構單元（a)和由下述通式（2)表示的結構 單元（b)的共聚物。
[0018]
【權利要求】
1. 一種電池用正極，是含有正極活性物質、導電劑和共聚物的電池用正極，所述共聚物 是含有由下述通式（1)表示的結構單元a和由下述通式（2)表示的結構單元b的共聚物，
式中，R1、R2、R3、R5、R6、R 7以及R9相同或者不同，表示氫原子、甲基或乙基，R4表示碳原 子數8?30的烴基，R8表示碳原子數2?4的直鏈或支鏈的亞烷基，X1、X2表示氧原子或 NH，p表示1?50的數。
2. 根據權利要求1所述的電池用正極，是使用含有正極活性物質、導電劑、溶劑和所述 共聚物的電池用正極糊劑製成的。
3. 根據權利要求1或2所述的電池用正極，其中，所述共聚物的重均分子量為9000? 100 萬。
4. 根據權利要求1?3中任一項所述的電池用正極，其中，所述共聚物中，結構單元a 與結構單元b的質量比即結構單元a/結構單元b為0. 1?10. 0。
5. 根據權利要求1?4中任一項所述的電池用正極，其中，所述共聚物中的結構單元a 和結構單元b的含量的總和為40質量％以上。
6. 根據權利要求1?5中任一項所述的電池用正極，其中，所述共聚物的含量相對於所 述導電劑100質量份為〇. 5?30質量份。
7. 根據權利要求1?6中任一項所述的電池用正極，其中，所述共聚物中的結構單元a 的含量為5質量％?90質量％。
8. 根據權利要求1?7中任一項所述的電池用正極，其中，所述共聚物中的結構單元b 的含量為10質量％?85質量％。
9. 根據權利要求1?8中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（1)的R4的碳原 子數為8?26。
10. 根據權利要求1?9中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（2)的p為1? 35。
11. 根據權利要求1?10中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（1)的XI為氧 原子。
12. 根據權利要求1?11中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（1)的R3為氫 原子或甲基。
13. 根據權利要求1?12中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（1)的R1和R2 為氫原子。
14. 根據權利要求1?13中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（2)的X2為氧 原子。
15. 根據權利要求1?14中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（2)的R7為氫 原子或甲基。
16. 根據權利要求1?15中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（2)的R5和R6 為氫原子。
17. 根據權利要求1?16中任一項所述的電池用正極，其中，所述通式（2)的R8為亞 乙基或亞丙基。
18. 根據權利要求2?17中任一項所述的電池用正極，是使用所述電池用正極糊劑的 粘度降低率大於〇的電池用正極糊劑製成的。
19. 根據權利要求1?18中任一項所述的電池用正極，其中，所述電池用正極的正極復 合材料層的剝離強度大於120gf。
20. -種電池，具備權利要求1?19中任一項所述的電池用正極。
【文檔編號】H01M4/62GK104115315SQ201380004406
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2013年4月2日 優先權日:2012年4月3日
【發明者】桑原一夫, 稻家修一, 伊藤裕一, 辻田幸平, 佐俁光彥 申請人:株式會社傑士湯淺國際