[发明专利]电池电极或隔板用涂布剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及电池电极或隔板用涂布剂组合物、使用该组合物的电池电极或隔板表面保护方法、利用该组合物进行了涂布的电池电极或隔板、以及包含该电池电极或隔板的电池。该电池的耐热性高、安全性优异、内阻低、充放电循环特性优异、充电和放电容量大、充放电循环寿命长。

背景技术

作为轻质且电压高、容量也大的蓄电池，已知有锂离子二次电池，其作为手机、笔记本电脑等移动设备；车或电动工具等的电源正在被实用化。但是，对于以往的锂离子二次电池来说，充放电循环寿命不足够长、内阻高，由此特别是在高速率时会导致充放电特性较低。另外，其能量密度高，因此在热失控时，连锁性的失控反应爆发性地发生，有可能会导致搭载设备的损坏及人身伤害。

如上所述，作为无法提供充分的安全性的一个理由，可以举出由导电性异物的混入、树枝状晶体的产生、或者电池的破损等导致隔板的绝缘性被破坏、短路而发热时，防止热失控性的破坏进行的结构不充分。

作为上述问题的改善方法，正研究有下述方法：使用下述隔板来防止伴随树枝状晶体的产生所引起的短路(专利文献1)，上述隔板是通过浸透将表面活性剂和陶瓷颗粒分散于水中而成的物质并进行干燥而得到的。

另外，还研究有如下方法：以PVA作为接合剂在电极的表面上形成由二氧化钛颗粒构成的多孔质层，从而同样地防止伴随树枝状晶体的产生所引起的短路(专利文献2)。另外，还研究有如下方法：以合成二分子膜为铸模制备多层金属氧化物膜，由此制作出比表面积较大的金属氧化物的膜，将其配置在正负极间，从而防止树枝状晶体的产生所引起的短路(专利文献3)。

另外，还研究有如下方法：在电极的表面上形成由高分子颗粒形成的多孔性树脂层，由此来防止树枝状晶体所引起的短路或事故等所导致的爆发性的电池失控(专利文献4)。

另外，还研究有如下方法：在电极材料表面上形成高分子固体电解质膜层，由此来抑制由于电解液和电极材料的电化学反应所导致的电解液的分解，从而改善充放电容量和循环特性(专利文献5)。

另外，还研究有如下方法：在隔板、电极表面上形成由氧化铝或二氧化硅的颗粒与接合剂构成的涂布膜由此形成离子传导性的多孔质膜，从而防止因制造工序中混入的异物所引起的短路(专利文献6)。

但是，在这些方法中存在如下问题：涂布剂相对隔板、电极表面的密合性并不充分；并且，相对于充放电所伴随的活性物质等电池构成材料的膨胀/收缩应力并不具备充分的缓和效果，因此导致密合力、机械强度等降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭50-60733号

专利文献2：日本特开昭57-126068号

专利文献3：日本特开平6-196199

专利文献4：日本特愿平2-61246号

专利文献5：日本特开平7-134989号

专利文献6：日本专利第3371301号

发明内容

发明所要解决的课题

本发明的课题在于解决如下所述的以往技术的问题点：对于用于保护电极或隔板表面以提高电池的安全性，或者用于以电解液浸透层的方式形成离子源并且使电池特性提高的电池电极或隔板用涂布剂来说，相对于电极或隔板不具有为了提高安全性而所需的密合力、不具有实用上充分的离子传导性、无法达成高速率充电和放电循环特性、由内阻高所引起的充电和放电损耗大。

解决课题的手段

本发明人为了解决以往技术的上述问题点而进行了研究，发现了由于涂布剂相对于隔板、电极表面的密合性较差，因此进行充放电会导致电池电极或隔板的涂布层的起皮剥离产生，离子无法连续移动，电池电极或隔板的涂布层的离子传导性变差；或者在热失控时或压坏时无法体现出充分的保护功能。

本发明如下所述。

1.一种电池电极或隔板用涂布剂组合物，其特征在于，该组合物含有：具有以通式(1)表示的结构单元的乙烯醇系共聚物；和将以丙烯酸系单体为主要成分的共聚性单体进行聚合而成的合成树脂的水性乳液或者苯乙烯系热塑性弹性体的水性乳液。

通式(1)：

[式中，R¹、R²和R³各自独立地表示氢原子或有机基团；X表示单键或键合链；R⁴、R⁵和R⁶各自独立地表示氢原子或有机基团。]