[發(fā)明專利]二次電池用負極及其制造方法、以及具有其的鋰離子二次電池

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201580047850.X
• 申請日: 2015-09-30
• 公開（公告）號: CN106605324B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 猿山雅亮;西浦克典;坂田佳廣;大西仁志
• 申請（專利權(quán)）人: 三井化學(xué)株式會社
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;H01M4/13;H01M4/139;H01M10/052;H01M10/0566
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 楊宏軍

本發(fā)明的課題在于得到即使以200℃左右的較低溫度也能制造、且在應(yīng)用于鋰離子二次電池時顯示出良好的循環(huán)特性的二次電池用負極。為了解決該課題，提供一種二次電池用負極，所述二次電池用負極具有包含下述粘結(jié)劑的負極活性物質(zhì)層，所述粘結(jié)劑是由含有50質(zhì)量％以上的通過二胺化合物與四羧酸二酐的反應(yīng)而得到的聚酰胺酸及/或聚酰亞胺的粘結(jié)劑樹脂組合物的固化物形成的。另外，使粘結(jié)劑中的聚酰胺酸及/或聚酰亞胺的酰亞胺化率為20％以上70％以下。進而，使得于170℃對粘結(jié)劑樹脂組合物進行1小時熱處理而得到的膜厚為20μm的膜在50℃～100℃時的熱膨脹系數(shù)為?15ppm以上15ppm以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及二次電池用負極及其制造方法、以及具有其的鋰離子二次電池。

背景技術(shù)

作為鋰離子二次電池的負極活性物質(zhì)，對具有遠遠超出碳材料的理論容量的充放電容量的新一代負極活性物質(zhì)的開發(fā)正在進行。尤其是，使用了硅原子、錫原子等的負極活性物質(zhì)具有大的充放電容量，因此實用化受到期待。然而，對于硅原子、錫原子而言，伴隨著鋰離子的吸藏·釋放的體積變化非常大，存在伴隨充放電循環(huán)而反復(fù)發(fā)生膨脹、收縮的傾向。

因此，對于使用了聚偏二氟乙烯等作為負極活性物質(zhì)層的粘結(jié)劑的以往的二次電池用負極而言，負極活性物質(zhì)容易微粉化或從粘結(jié)劑脫離。發(fā)生負極活性物質(zhì)的微粉化、脫離時，存在容易發(fā)生鋰離子二次電池的循環(huán)劣化這樣的缺點。

另一方面，鋰離子二次電池中，在短時間內(nèi)進行充放電時，容易由于急劇的離子移動而導(dǎo)致鋰離子二次電池的溫度上升。因此，對負極活性物質(zhì)層的粘結(jié)劑要求耐熱性，例如，提出了將機械強度和耐熱性優(yōu)異的聚酰亞胺應(yīng)用于負極活性物質(zhì)層的粘結(jié)劑的方案(專利文獻1)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2011-216320號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

然而，在將以往的聚酰亞胺作為負極活性物質(zhì)層的粘結(jié)劑的情況下，在制作電極(負極)時，需要加熱至非常高的溫度，需要特別的裝置、環(huán)境。因此，期望提供能夠通過以與聚偏二氟乙烯、橡膠系樹脂等粘結(jié)劑為同等程度的溫度、即較低溫度下的加熱處理來制造電極的聚酰亞胺。另外，近年來，用于電池的集電體(銅箔等)的極薄化正在進展，作為集電體，逐漸在使用厚度為10μm以下的集電體。因此，若在制造電極的過程中將集電體暴露于高溫，則還容易發(fā)生得到的電極的機械強度大幅降低等問題。因此，期望提供即使以200℃左右的較低溫度進行熱處理也能制造的用于二次電池的負極。

即，本發(fā)明的目的在于得到即使以200℃左右的較低溫度也能制造、且在應(yīng)用于鋰離子二次電池時顯示出良好的循環(huán)特性的二次電池用負極。

用于解決課題的手段

本發(fā)明涉及如下的[1]～[5]。

[1]二次電池用負極，所述二次電池用負極具有包含下述粘結(jié)劑的負極活性物質(zhì)層，所述粘結(jié)劑是由含有50質(zhì)量％以上的通過二胺化合物與四羧酸二酐的反應(yīng)而得到的聚酰胺酸及/或聚酰亞胺的粘結(jié)劑樹脂組合物的固化物形成的，上述粘結(jié)劑中的聚酰胺酸及/或聚酰亞胺的酰亞胺化率為20％以上70％以下，于170℃對上述粘結(jié)劑樹脂組合物進行1小時熱處理而得到的膜厚為20μm的膜在50℃～100℃時的熱膨脹系數(shù)為-15ppm以上15ppm以下。

[2]如[1]所述的二次電池用負極，其中，將上述膜浸漬于以3∶7的質(zhì)量比混合碳酸亞乙酯及碳酸甲乙酯而成的溶液中、于60℃保存1天后的重量上升率低于10％。

[3]如[1]或[2]所述的二次電池用負極，其中，上述二胺化合物以相對于上述二胺化合物的總量而言為50摩爾％以上100摩爾％以下的量包含選自下述化學(xué)式表示的化合物(A)～(C)中的至少1種化合物。

[化學(xué)式1]