导电浆料、混合浆料、用于锂离子电池正极的电极及电池的制作方法

相关申请的交叉引用本申请要求基于2022年3月3日提交的日本专利申请第2022-033011号的优先权，所述日本专利申请的全部内容通过引用并入本文。本发明涉及导电浆料和混合浆料，以及包含所述混合浆料的用于锂离子电池正极的电极及包含所述混合浆料的电池。

背景技术：

1、锂离子二次电池是其中电解质中的锂离子负责导电的二次电池。锂离子二次电池具有优异的特性，使得能量密度高、充电能量保持性能优异，并且记忆效应(即电池容量的明显降低)小。因此，锂离子二次电池用于广泛的领域，例如蜂窝电话、智能电话、个人计算机、数码相机、混合动力汽车、电动汽车和医疗设备。

2、通常，锂离子二次电池主要包括例如正极板、负极板、使正极板和负极板绝缘的隔膜、以及电解质。正极板通过在正极芯的表面上形成正极复合层来获得。正极复合层可以通过将正极混合浆料施加至正极芯的表面，然后干燥来制备。正极混合浆料通过将电极活性材料与含有导电助剂(例如碳)、粘结剂和溶剂的导电浆料混合来获得(ptl 1至ptl 3)。

3、为了改善耐久性和输入-输出特性，需要锂离子二次电池来实现内阻的降低。特别地，由于其用作二次电池，因此需要抑制重复充电和放电之后内阻的增加。

4、引用列表

5、专利文献

6、ptl 1：jp2013-89485a

7、ptl 2：jp2014-193986a

8、ptl 3：jph11-250915a

技术实现思路

1、技术问题

2、本发明的目的旨在提供当用于锂离子二次电池时，在重复充电和放电之后实现低内阻和抑制内阻增加的导电浆料。

3、问题的解决方案

4、在这样的环境下，发明人进行了广泛的研究并发现使用包含颜料分散树脂(a)、导电碳(b)、无机材料(c)和溶剂(d)的导电浆料可以解决以上问题，其中颜料分散树脂(a)具有选自酰胺基、酰亚胺基、醚基、羟基、羧基、磺酸酯基、磷酸酯基、硅烷醇基、氨基和吡咯烷酮基中的至少一种极性官能团，以及其中无机材料(c)包括选自玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷中的至少一种。因此，本发明提供了以下项目。

5、项目1.导电浆料，包含颜料分散树脂(a)、导电碳(b)、无机材料(c)和溶剂(d)，

6、其中所述颜料分散树脂(a)具有选自酰胺基、酰亚胺基、醚基、羟基、羧基、磺酸酯基、磷酸酯基、硅烷醇基、氨基和吡咯烷酮基中的至少一种极性官能团，以及

7、其中所述无机材料(c)包括选自玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷中的至少一种。

8、项目2.根据项目1所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)具有0.1mmol/g至23mmol/g的极性官能团浓度。

9、项目3.根据项目1或2所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)包括具有30mol％至100mol％的皂化度的聚乙烯醇树脂(a1)。

10、项目4.根据项目1至3中任一项所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)包括丙烯酸树脂(a2)。

11、项目5.根据项目1至4中任一项所述的导电浆料，其中所述导电碳(b)包括乙炔黑(b1)和/或碳纳米管(b2)。

12、项目6.根据项目1至5中任一项所述的导电浆料，其中所述导电碳(b)包括碳纳米管(b2)。

13、项目7.根据项目5或6所述的导电浆料，其中所述碳纳米管(b2)具有0.1μm至100μm的纤维长度和1nm至30nm的外径。

14、项目8.根据项目1至7中任一项所述的导电浆料，其中所述无机材料(c)基于质量百分比包含：

15、p2o5：15％至60％，

16、sio2：0％至15％，

17、mo2：20％至45％，其中m表示选自ti、zr、ge、sn、nb和hf中的一种或多种，

18、a2o3：0％至25％，其中a表示选自al、y和sc中的一种或多种，

19、eo：0％至25％，其中e表示选自mg和ca中的一种或多种，以及

20、li2o：3％至20％。

21、项目9.根据项目8所述的导电浆料，

22、其中所述无机材料(c)是其中析出有li1+xm1ym22-ysizp1-zo12(0<x<2,0<y<2,0≤z≤1)晶体的玻璃陶瓷和/或陶瓷，其中在所述式中，m1表示选自al、ca、y、mg和sc中的一种或多种，以及m2表示选自ti、zr、ge、sn、nb和hf中的一种或多种。

23、项目10.根据项目1至9中任一项所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)的溶解度参数δa和所述溶剂(d)的溶解度参数δd满足|δa-δd|<2.0的关系。

24、项目11.根据项目1至10中任一项所述的导电浆料，其中所述溶剂(d)包括n-甲基-2-吡咯烷酮。

25、项目12.根据项目1至11中任一项所述的导电浆料，其中所述导电浆料具有小于1.0质量％的水含量。

26、项目13.混合浆料，包含项目1至12中任一项所述的导电浆料，并且还包含电极活性材料(e)。

27、项目14.混合浆料，包含颜料分散树脂(a)、导电碳(b)、无机材料(c)、溶剂(d)和电极活性材料(e)，

28、其中所述颜料分散树脂(a)具有选自酯基、酰胺基、酰亚胺基、醚基、羟基、羧基、磺酸酯基、磷酸酯基、硅烷醇基、氨基和吡咯烷酮基中的至少一种极性官能团，以及

29、其中所述无机材料(c)包括选自玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷中的至少一种。

30、项目15.用于非水电解质锂离子电池正极的电极，通过使用项目13或14所述的混合浆料获得。

31、项目16.用于固体电解质锂离子电池正极的电极，通过使用项目13或14所述的混合浆料获得。

32、项目17.全固态电池，通过使用项目16所述的用于正极的电极获得。

33、本发明的有益效果

34、本发明可以提供当用于锂离子二次电池时，在重复充电和放电之后实现低内阻和抑制内阻增加的导电浆料。

技术特征：

1.导电浆料，包含颜料分散树脂(a)、导电碳(b)、无机材料(c)和溶剂(d)，

2.根据权利要求1所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)具有0.1mmol/g至23mmol/g的极性官能团浓度。

3.根据权利要求1或2所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)包括具有30mol％至100mol％的皂化度的聚乙烯醇树脂(a1)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)包括丙烯酸树脂(a2)。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的导电浆料，其中所述导电碳(b)包括乙炔黑(b1)和/或碳纳米管(b2)。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的导电浆料，其中所述导电碳(b)包括碳纳米管(b2)。

7.根据权利要求5或6所述的导电浆料，其中所述碳纳米管(b2)具有0.1μm至100μm的纤维长度和1nm至30nm的外径。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的导电浆料，其中所述无机材料(c)基于质量百分比包含：

9.根据权利要求8所述的导电浆料，

10.根据权利要求1至9中任一项所述的导电浆料，其中所述颜料分散树脂(a)的溶解度参数δa和所述溶剂(d)的溶解度参数δd满足|δa-δd|<2.0的关系。

11.根据权利要求1至10中任一项所述的导电浆料，其中所述溶剂(d)包括n-甲基-2-吡咯烷酮。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的导电浆料，其中所述导电浆料具有小于1.0质量％的水含量。

13.混合浆料，包含权利要求1至12中任一项所述的导电浆料，并且还包含电极活性材料(e)。

14.混合浆料，包含颜料分散树脂(a)、导电碳(b)、无机材料(c)、溶剂(d)和电极活性材料(e)，

15.用于非水电解质锂离子电池正极的电极，通过使用权利要求13或14所述的混合浆料获得。

16.用于固体电解质锂离子电池正极的电极，通过使用权利要求13或14所述的混合浆料获得。

17.全固态电池，通过使用权利要求16所述的用于正极的电极获得。

技术总结本发明解决了提供当用于锂离子二次电池时，在重复充电/放电之后发生低内阻和抑制内阻增加的导电浆料的问题。本发明提供包含颜料分散树脂(A)、导电碳(B)、无机材料(C)和溶剂(D)的导电浆料。所述颜料分散树脂(A)具有选自酰胺基、酰亚胺基、醚基、羟基、羧基、磺酸基、磷酸酯基、硅烷醇基、氨基和吡咯烷酮基中的至少一种极性官能团。所述无机材料(C)包括选自玻璃、玻璃陶瓷和陶瓷中的至少一种。技术研发人员：市悠太郎,古泽智,加藤高志,佐藤辽平受保护的技术使用者：关西涂料株式会社技术研发日：技术公布日：2024/12/12