非水系二次电池功能层用浆料组合物及其制造方法与流程

本发明涉及一种非水系二次电池功能层用浆料组合物及其制造方法。

背景技术：

1、锂离子二次电池等非水系二次电池(以下有时会称为“二次电池”)具有小型、轻质、且能量密度高、进而能够反复充放电的特性，被用于广泛的用途。

2、在此，二次电池一般具有电极(正极和负极)、以及隔离正极和负极而防止正极和负极之间的短路的间隔件。在此，作为间隔件，以往使用在间隔件基材的表面设置用于提高耐热性和强度的多孔膜层、以提高与电极的黏合性为目的的黏合层等用于对电池构件赋予规定的功能的层(以下，有时将它们统称为“非水系二次电池用功能层”或“功能层”)而成的间隔件。

3、而且，功能层例如通过在间隔件基材等基材上涂敷包含非水溶性聚合物等成分的非水系二次电池功能层用浆料组合物(以下有时称为“浆料组合物”)并干燥基材上的涂膜而形成。

4、因此，近年来，为了实现二次电池的性能的进一步提高，尝试着对用于形成功能层的浆料组合物进行改良。

5、具体而言，在专利文献1中，公开了一种功能层用浆料组合物，其包含作为具有规定的官能团的聚合物的黏结材料和体积平均粒径在规定范围内的三聚氰胺化合物，三聚氰胺化合物在黏结材料和三聚氰胺化合物的合计中所占的比例在规定范围内。而且，根据专利文献1的功能层用浆料组合物，能够形成能够与间隔件基材牢固地密合的功能层，并且能够提高二次电池的倍率特性。

6、现有技术文献

7、专利文献

8、专利文献1：国际公开第2020/040163号。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、在此，对于二次电池，要求充分抑制内部短路时的放热。而且，对于二次电池，为了发挥优异的电池特性，还要求降低内阻。

3、即，要求在充分抑制二次电池的内部短路时的放热的同时降低内阻的新技术。

4、因此，本发明的目的在于提供一种能够形成能够抑制非水系二次电池的内部短路时的放热并且能够降低非水系二次电池的内阻的功能层的非水系二次电池功能层用浆料组合物以及该非水系二次电池功能层用浆料组合物的制造方法。

5、用于解决问题的方案

6、本发明人以解决上述问题为目的进行了深入研究。然后，本发明人发现，如果使用含有包含发泡剂颗粒的功能性颗粒、非水溶性聚合物、水溶性聚合物以及水的浆料组合物，其中，非水溶性聚合物和水溶性聚合物相对于功能性颗粒的量比分别在规定的范围内，并且，静置浆料组合物而得到的上清液经过规定的处理而得到的干燥物的质量相对于浆料组合物中包含的非水溶性聚合物的总质量的比为规定值以下，能够抑制二次电池的内部短路时的放热，并且降低非水系二次电池的内阻，从而完成了本发明。

7、即，本发明的目的在于有利地解决上述问题，根据本发明，可提供下述[1]～[8]的非水系二次电池功能层用浆料组合物和下述[9]～[10]的非水系二次电池功能层用浆料组合物的制造方法。

8、[1]一种非水系二次电池功能层用浆料组合物，其包含功能性颗粒、非水溶性聚合物、水溶性聚合物以及水，上述功能性颗粒包含发泡剂颗粒，上述非水溶性聚合物的含量相对于100质量份的上述功能性颗粒为0.01质量份以上且20质量份以下，上述水溶性聚合物的含量相对于100质量份的上述功能性颗粒为1质量份以上且10质量份以下，将上述非水系二次电池功能层用浆料组合物中包含的上述非水溶性聚合物的总质量设为w0(g)，将上述非水系二次电池功能层用浆料组合物在温度25℃静置1小时而得到的上清液用甲醇凝固，将得到的凝固物水洗后在温度60℃干燥1小时而得到的干燥物的质量设为w1(g)，由下式(1)计算出的值(fsup)为10质量％以下。

9、fsup＝100×(w1/w0)[质量％]…(1)

10、像这样，如果使用含有包含发泡剂颗粒的功能性颗粒、非水溶性聚合物、水溶性聚合物以及水的浆料组合物，其中，非水溶性聚合物和水溶性聚合物相对于功能性颗粒的量比分别在上述范围内，由上述式(1)计算出的值(fsup)为上述值以下，则能够制作能够形成在内部短路时的放热抑制优异且内阻降低的非水系二次电池的功能层。

11、另外，在本发明中，聚合物为“非水溶性”是指，在温度25℃将0.5g(固体成分换算计)的聚合物溶解于100g的水中时，不溶成分量为90质量％以上。

12、此外，在本发明中，聚合物为“水溶性”是指，在温度25℃将0.5g(固体成分换算计)的聚合物溶解于100g的水中时，不溶成分量小于1.0质量％。

13、而且，在本发明中，“fsup”具体而言能够使用实施例中记载的方法来计算出。

14、在此，在本发明中，“功能性颗粒”是由用于提高功能层的耐热性和/或强度的非导电性颗粒和被热分解而产生不燃性气体的发泡剂颗粒构成的概念。即，在本发明中，“非水溶性聚合物”即使假设为颗粒状，也不包含在“功能性颗粒”中。

15、[2]根据上述[1]所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述非水溶性聚合物的含量相对于100质量份的上述功能性颗粒为10质量份以下。

16、像这样，如果非水溶性聚合物相对于功能性颗粒的量比为上述值以下，则能够进一步降低二次电池的内阻。

17、[3]根据上述[1]或[2]所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述水溶性聚合物的热分解温度为130℃以上。

18、像这样，如果使用水溶性聚合物的热分解温度为上述值以上的浆料组合物，则能够进一步抑制二次电池的内部短路时的放热。

19、另外，在本发明中，水溶性聚合物的“热分解温度”能够使用实施例中记载的方法来测定。

20、[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述水溶性聚合物选自纤维素衍生物、海藻酸化合物、聚乙烯醇以及聚丙烯酸化合物。

21、像这样，如果使用包含选自纤维素衍生物、海藻酸化合物、聚乙烯醇以及聚丙烯酸化合物的水溶性聚合物的浆料组合物，则能够进一步抑制二次电池的内部短路时的放热，并且进一步降低二次电池的内阻。

22、[5]根据上述[1]～[4]中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述发泡剂颗粒的热分解温度为150℃以上且450℃以下。

23、像这样，如果发泡剂颗粒的热分解温度在上述范围内，则能够进一步抑制二次电池的内部短路时的放热，并且进一步降低二次电池的内阻。

24、另外，在本发明中，发泡剂颗粒的“热分解温度”能够使用实施例中记载的方法来测定。

25、[6]根据上述[1]～[5]中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述发泡剂颗粒在400℃的发泡量以25℃、一个大气压换算计为10cm3/g以上。

26、像这样，如果发泡剂颗粒在400℃的发泡量以25℃、一个大气压换算计为10cm3/g以上，则能够进一步抑制二次电池的内部短路时的放热，并且进一步降低二次电池的内阻。

27、另外，在本发明中，发泡剂颗粒在400℃的“发泡量”能够使用实施例中记载的方法来测定。

28、此外，在本发明中，“一个大气压”表示101325pa。

29、[7]根据上述[1]～[6]中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述发泡剂颗粒为三聚氰胺化合物。

30、像这样，如果浆料组合物包含三聚氰胺化合物作为发泡剂颗粒，则能够进一步抑制二次电池的内部短路时的放热，并且进一步降低二次电池的内阻。

31、[8]根据上述[7]所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，其中，上述三聚氰胺化合物为氰尿酸三聚氰胺。

32、像这样，如果浆料组合物包含氰尿酸三聚氰胺作为发泡剂颗粒，则能够进一步抑制二次电池的内部短路时的放热，并且进一步降低二次电池的内阻。

33、[9]一种非水系二次电池功能层用浆料组合物的制造方法，非水系二次电池功能层用浆料组合物为上述[1]～[8]中任一项所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物，上述制造方法包括：除去工序，从包含上述功能性颗粒、上述非水溶性聚合物、上述水溶性聚合物、水以及有机溶剂的分散液中除去上述有机溶剂。

34、像这样，根据包括从含有包含发泡性颗粒的功能性颗粒、非水溶性聚合物、水溶性聚合物、水以及有机溶剂的分散液中除去有机溶剂的工序的非水系二次电池功能层用浆料组合物的制造方法，能够良好地制造能够形成在内部短路时的放热抑制优异且内阻降低的二次电池的本发明的浆料组合物。

35、[10]根据上述[9]所述的非水系二次电池功能层用浆料组合物的制造方法，其中，在上述除去工序之前，还包括以下的(a)或(b)中的任一步骤：

36、(a)对包含上述功能性颗粒、上述非水溶性聚合物、上述水溶性聚合物、水以及上述有机溶剂的组合物实施分散处理，得到上述分散液的工序；或

37、(b)对包含上述功能性颗粒、上述非水溶性聚合物以及上述有机溶剂的组合物实施分散处理，得到预分散液的工序；以及，在上述预分散液中加入上述水溶性聚合物和水，得到上述分散液的工序。

38、像这样，如果使用经过上述(a)或(b)的步骤而制造的浆料组合物，则能够进一步抑制二次电池的内部短路时的放热，并且进一步降低二次电池的内阻。

39、发明效果

40、根据本发明，能够提供一种能够形成能够抑制非水系二次电池的内部短路时的放热并且能够降低非水系二次电池的内阻的功能层的非水系二次电池功能层用浆料组合物以及该非水系二次电池功能层用浆料组合物的制造方法。