[發明專利]蓄電裝置的電極用粘合劑組合物

有效

• 申請號: 201310211605.0
• 申請日: 2013-05-31
• 公開（公告）號: CN103456964B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 小瀨修;松木安生;筱田智隆
• 申請（專利權）人: JSR株式會社
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 孫秀武,李炳愛

技術領域

本發明涉及蓄電裝置的電極用粘合劑組合物。更具體而言，涉及提供充放電容量大、由于充放電循環的重復所導致的容量劣化的程度小的蓄電裝置的電極用粘合劑組合物。

背景技術

作為電子儀器的驅動電源，要求電壓高、能量密度高的蓄電裝置。該用途中，鋰離子電池、鋰離子電容器受到期待。

蓄電裝置中使用的電極通常如下制造：將含有活性物質和發揮作為電極粘合劑的功能的聚合物的組合物(電極用漿料)涂布到集電體表面，并進行干燥，由此制造上述電極。作為用作電極用粘合劑的聚合物所要求的特性，可列舉出：

(1)?活性物質之間的結合能力及活性物質與集電體的密合能力、

(2)?卷繞電極工序中的耐擦性、

(3)?活性物質的微粉等不會由于之后的裁斷等而從經涂布、干燥的組合物涂膜(以下也簡稱為“活性物質層”)脫落的“耐落粉性”等。通過聚合物滿足這些各種要求特性，蓄電裝置的結構設計(例如電極的折疊方法、纏繞半徑的設定等)的自由度提高，因此可以實現裝置的小型化。

對于上述活性物質之間的結合能力和活性物質與集電體的密合能力、以及耐落粉性，經驗上可知性能的好壞大致具有比例關系。因此，本說明書中，以下有時將它們匯總而使用術語“密合性”來表示。

近年來，為了實現這種蓄電裝置的高輸出功率化和高能量密度化的要求，將鋰吸留能力大的材料適用作電極活性物質的研究不斷發展。例如硅，通過與鋰形成金屬間化合物，能夠可逆地吸留/釋放鋰。該硅的理論容量最大約為4200mAh/g，遠遠大于約為370mAh/g的以往使用的碳材料的理論容量。因此，通過使用硅材料作為負極活性物質，蓄電裝置的容量必然大幅提高。但是，硅材料伴隨于充放電的體積變化大，因而若對使用了硅材料的負極活性物質直接適用一直以來使用的電極粘合劑材料，則不能維持初始密合性，伴隨充放電而產生顯著的容量降低的不良問題。

作為用于將這種硅材料保持在活性物質層的電極粘合劑，提出了適用聚酰亞胺的方法(日本特開2007-95670號公報、日本特開2011-192563號公報、日本特開2011-204592號公報)。這些技術的技術思想在于，通過利用聚酰亞胺的剛性分子結構束縛硅材料，來抑制硅材料的體積變化。上述專利文獻中記載了，將含有聚酰胺酸的電極用漿料涂布到集電體表面形成涂膜后，將該涂膜在高溫下加熱，將聚酰胺酸熱酰亞胺化，由此生成聚酰亞胺。但是，使用了這些聚酰亞胺的粘合劑由于密合性不充分，電極會因重復充放電而發生劣化，因此未表現出充分的耐久性。

發明內容

本發明是為了解決上述現狀而提出的發明。本發明的目的在于提供電極用粘合劑組合物，該電極用粘合劑組合物提供充放電容量大、由于充放電循環的重復所導致的容量劣化的程度小的蓄電裝置。

根據本發明，本發明的上述目的和優點通過下述蓄電裝置的電極用粘合劑組合物實現，該組合物的特征在于，含有：

(A)?選自由聚酰胺酸和酰亞胺化率為50%以下的其酰亞胺化聚合物組成的組中的至少一種聚合物、和

(B)?水，并且

將上述(A)聚合物的含量設為Ma質量份、上述(B)水的含量設為Mb質量份時，兩者之比Ma/Mb為500～5000。

本發明的電極用粘合劑組合物，除了上述(A)聚合物和(B)水之外，還可以進一步含有(C)選自由具有2個以上羧基的化合物和其酸酐組成的組中的至少一種化合物。

本發明的電極用粘合劑組合物以上述那樣的(A)聚合物和(B)水作為必需成分，任選含有(C)化合物，但是優選為將它們溶解在液態介質中來含有的溶液狀的組合物。

具體實施方式

以下對本發明的優選實施方式進行詳細說明。但應理解的是，本發明并非僅限于下述記載的實施方式，還包括在不改變本發明主旨的范圍內實施的各種變型例。

1.?電極用粘合劑組合物

本發明的電極用粘合劑組合物至少含有(A)聚合物和(B)水。

1.1?(A)聚合物

本發明的電極用粘合劑組合物中含有的(A)聚合物是選自由聚酰胺酸及其酰亞胺化聚合物組成的組中的至少一種聚合物。該聚合物在構成蓄電裝置的電極的活性物質層中作為粘合劑。