[發明專利]導電性粘接劑組合物、帶粘接劑層的集電體及電化學元件電極

有效

• 申請號: 201280051985.X
• 申請日: 2012-10-26
• 公開（公告）號: CN103890124A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 佐佐木智一
• 申請（專利權）人: 日本瑞翁株式會社
• 主分類號: C09J133/08
• 分類號: C09J133/08;C09J125/10;C09J147/00;C09J9/02;H01B1/24;H01G11/68;H01G11/06;H01M4/66
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 閆桑田

技術領域

本發明涉及一種導電性粘接劑組合物，特別是涉及一種適于在構成鋰離子二次電池或鋰離子電容器等電化學元件的電極的集電體表面形成均勻且密合性良好的導電性粘接劑層的粘接劑組合物。另外，本發明涉及一種具有由該粘接劑組合物形成的導電性粘接劑層的帶粘接劑層的集電體及在該集電體的導電性粘接劑層上形成有含有電極活性物質的電極活性物質層的電化學元件電極。

背景技術

利用小型、輕量、且能量密度高、而且能夠反復充放電的特性，鋰離子二次電池、雙電層電容器及鋰離子電容器等電化學元件的需要正在迅速擴大。鋰離子二次電池由于能量密度較大，因此，被利用于移動電話及個人筆記本電腦等領域，雙電層電容器由于能夠快速充放電，因此被利用為個人電腦等的儲存器后備用小型電源。進而，期待雙電層電容器作為電動汽車用大型電源的應用。另外，利用鋰離子二次電池和雙電層電容器的優點的鋰離子電容器因能量密度、輸出密度均較高而備受矚目。伴隨用途的擴大及發展，這些電化學元件對例如低電阻化、高容量化及機械特性的提高等要求進一步改善。

這些電化學元件具備正極和負極，可通過使用有機系電解液提高工作電壓，提高能量密度。但是，另一方面，存在如下問題：集電體和電極活性物質層的接觸電阻大，電極強度小，內阻大。另外，這些電化學元件可通過使用有機系電解液提高工作電壓、提高能量密度，但另一方面，由于電解液粘度高，因此，存在內阻大這樣的問題點。因此，為了解決這些問題，進行了各種研究。

為了降低內阻，提出有在電極活性物質層和集電體之間設置導電性粘接劑層。例如在專利文獻1(WO2011/13756)中，公開有一種含有炭黑等導電材料和丙烯酸系粘合劑且含有羧甲基纖維素(下面，有時記為“CMC”。)等作為分散劑的導電性粘接劑。

作為如上所述的導電性粘接劑的粘合劑，除丙烯酸系聚合物以外，使用二烯系聚合物等各種粘結性聚合物，作為粘合劑，通常使用非水溶性聚合物。另外，導電性粘接劑層中包含為了提高導電材料及粘合劑的分散性而使用的CMC等。

專利文獻1：國際公開WO2011/13756

發明內容

發明想要解決的問題

但是，發明人進行了探討，結果可知存在下面的問題。若用于形成導電性粘接劑層的水系涂布液中含有CMC，則涂布涂布液之后，即使進行干燥水分也難以從涂膜(粘接劑層)蒸發，粘接劑層的干燥耗費時間。進而，由于水分難以蒸發，因此，有時在粘接劑層中殘留水分。若在粘接劑層中殘留水分，則在電化學元件重復工作期間，引起電解液分解，電化學元件壽命受損。另外，由于CMC也具有作為增粘劑的作用，因此，雖然涂布液的粘度容易調整，但若為了提高分散性而增量，則涂布液增粘，涂膜厚度增大，因此難以減薄粘接劑層。

因此，本發明的目的在于提供一種用于形成導電性粘接劑層的導電性粘接劑組合物，所述導電性粘接劑層作為介于集電體和電極活性物質層之間的導電粘接劑層，可降低水分殘留而防止電解液分解，另外，能夠進行薄層化且即使進行薄層化也能夠充分密合集電體和電極活性物質層。

用于解決課題的方法

本發明人為了解決所述問題繼續潛心研究，結果發現，通過使用特定組成的水溶性聚合物作為設在集電體和電極活性物質層之間的導電性粘接劑層的分散劑，導電材料和粘合劑均勻地分散，且涂布干燥后水分殘留少，而且即使將粘接劑層薄層化也能夠充分地密合集電體和電極活性物質層，從而完成了本發明。

即，以解決所述問題為目的的本發明的主旨如下所述。

(1)一種導電性粘接劑組合物，其含有導電性碳材料、水溶性聚合物及粘合劑，其中，所述水溶性聚合物為含有烯屬不飽和羧酸單體單元、(甲基)丙烯酸酯單體單元及含氟(甲基)丙烯酸酯單體單元的共聚物。

(2)根據(1)的導電性粘接劑組合物，其中，所述導電性碳材料為石墨或炭黑。

(3)根據(1)或(2)所述的導電性粘接劑組合物，其中，所述水溶性聚合物的烯屬不飽和羧酸單體為烯屬不飽和單羧酸單體。

(4)根據(1)～(3)中任一項所述的導電性粘接劑組合物，其中，所述水溶性聚合物還含有交聯性單體單元。

(5)根據(1)～(4)中任一項所述的導電性粘接劑組合物，其中，所述水溶性聚合物的1%水溶液粘度為0.1～20000mPa·s。

(6)根據(1)～(5)中任一項記載的導電性粘接劑組合物，其中，相對于導電性碳材料100質量份，所述水溶性聚合物的含有比率為1～30質量份。