[发明专利]二次电池负极用粘结剂组合物、二次电池负极和二次电池

说明书

本发明涉及二次电池负极用粘结剂组合物，其能够制造：可以形成能追随负极的体积变化的稳定的负极活性物质层、由此可以得到高的充放电容量、而且可以提高充放电的循环特性的二次电池。一种二次电池负极用粘结剂组合物，其特征在于，其为用于制作含有能与锂形成合金的元素作为活性物质的二次电池负极的粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包含使源自烯属不饱和单体的聚合物颗粒分散于聚乙烯醇系树脂水溶液中而得到的乳液，前述聚乙烯醇系树脂/聚合物颗粒的比率以树脂固体成分的重量比计为60/40～99/1。

技术领域

本发明涉及二次电池负极用粘结剂组合物、二次电池负极和二次电池。详细而言，涉及：为了构成二次电池的负极而与负极活性物质一起使用的粘结剂组合物、含有该粘结剂组合物而成的二次电池负极、和具有该二次电池负极的二次电池。

背景技术

二次电池一般具有如下构成：包含正极活性物质的正极活性物质层形成于正极集电体的两面的正极、和包含负极活性物质的负极活性物质层形成于负极集电体的两面的负极借助电解质层连接，并收纳于电池壳体。这样的电极一般通过将活性物质与电极用粘结剂的混合浆料涂布于集电体表面并干燥而形成。

此处电极用粘结剂发挥使活性物质彼此粘结、且使作为集电体的金属箔与活性物质粘结的作用。如果粘结剂无法使充分的量的活性物质粘结于集电体、或无法使活性物质彼此粘结，则无法得到容量大的电池。另外，由于重复充放电而导致粘结剂的粘结力因活性物质的体积变动等而降低时，活性物质从集电体脱落，有电池的容量降低的担心。

关于二次电池，特别是在车载用途等中有要求大容量化的倾向，但由于伴随着重复充放电的活性物质层的变形、活性物质的脱落、或自集电体的剥离等而导致电池容量降低成为课题。因此，寻求以少的粘结剂量使活性物质与集电体之间充分粘结的高性能的二次电池电极用粘结剂。

而且，特别是为了提高负极的能量密度，研究了负极活性物质层的高密度化，期望形成能追随伴随着制作电极时的卷取、重复充放电的负极的体积变化的稳定的负极活性物质层。出于这样的理由，对于粘结剂，还需要防止脆性断裂、改善柔软性。

另一方面，近年来，作为能大容量化的电池负极的活性物质，研究了利用半金属、金属、这些合金的活性物质(以下，有时统称为“合金系活性物质”)代替迄今为止的石墨系的活性物质。例如，专利文献1中公开了如下技术：对于硅粉末等合金系活性物质，使用粘结剂组合物，所述粘结剂组合物包含使用侧链上具有1,2-二醇结构单元的聚乙烯醇系树脂作为分散剂的乳液。

然而，合金系活性物质与石墨系活性物质相比，一般体积膨胀更大，例如，已知作为合金系活性物质的公知的硅(Si)活性物质伴随着充放电而引起约400％的体积变化。由于这样的体积变化而活性物质更容易从电极剥离，因此，对于包含石墨系活性物质中使用的以往的含聚乙烯醇系树脂的乳液的粘结剂，难以得到稳定的高充电容量，而且也未必能满足充放电的循环特性。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-144124号公报

发明内容

发明要解决的问题

本发明是鉴于这样的情况而作出的，其目的在于，提供：对于合金系活性物质使用的二次电池负极用粘结剂组合物、且能制造可以形成能追随重复充放电等所导致的负极的体积变化的稳定的负极活性物质层、由此可以得到高的充放电容量、而且能提高充放电的循环特性的二次电池的二次电池负极用粘结剂组合物；提供含有该粘结剂组合物而成的二次电池负极；和，提供具有该二次电池负极的二次电池。

用于解决问题的方案