[發明專利]蓄電設備電極用粘合劑

在審

• 申請號: 201880002891.0
• 申請日: 2018-02-23
• 公開（公告）號: CN109565052A
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 沖塚真珠美;森田弘幸
• 申請（專利權）人: 積水化學工業株式會社
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;C08F8/10;H01M4/13
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 蔣亭

本發明提供一種活性物質的粘合性優異、對電解液的耐久性高、能夠制作高容量的蓄電設備的蓄電設備電極用粘合劑。另外，本發明提供使用該蓄電設備電極用粘合劑的蓄電設備電極用組合物、蓄電設備電極、蓄電設備。本發明為一種蓄電設備電極用粘合劑，其為蓄電設備的電極所使用的粘合劑，上述粘合劑含有聚乙烯醇縮醛系樹脂，上述聚乙烯醇縮醛系樹脂中，亞乙基含量為25～50摩爾％，羥基量為15～35摩爾％。

技術領域

本發明涉及活性物質的粘合性優異、對電解液的耐久性高、能夠制作高容量的蓄電設備的蓄電設備電極用粘合劑。另外，涉及使用該蓄電設備電極用粘合劑的蓄電設備電極用組合物、蓄電設備電極、蓄電設備。

背景技術

近年來，伴隨著便攜式攝像機、便攜式個人電腦等便攜式電子設備的普及，作為移動用電源的二次電池的需要正在急劇增加。另外，對于這種二次電池的小型化、輕量化、高能量密度化的要求非常高。

由此，作為可重復充放電的二次電池，以往，鉛電池、鎳-鎘電池等已成為主流。然而，這些電池雖然充放電特性優異，但在電池重量、能量密度方面，作為便攜式電子設備的移動用電源來說不能說具有令人足夠滿意的特性。

因此，作為二次電池，將鋰或鋰合金用于負極電極的鋰二次電池的研究開發正在積極地進行。該鋰二次電池具備具有高能量密度、自放電也少、輕量的優異特征。

鋰二次電池的電極通常通過以下方式形成：將活性物質和粘合劑與溶劑一起混煉，使活性物質分散而制成漿料，然后將該漿料通過刮刀法等涂布在集電體上并干燥，進行薄膜化。

現在，特別是作為鋰二次電池的電極(負極)用的粘合劑，使用得最廣泛的是以聚偏氟乙烯(PVDF)為代表的氟系樹脂。

然而，聚偏氟乙烯存在如下問題：在制造電極用漿料時，在溶劑中的溶解性差，使制造效率顯著下降。

另外，使用氟系樹脂作為粘合劑的情況下存在如下問題：因電解液而導致粘合劑溶脹，在長期循環中在電極界面處產生剝離，電池特性下降。

針對該問題，作為使聚偏氟乙烯溶解的漿料用溶劑，通常使用的是N-甲基吡咯烷酮，但存在以下問題：N-甲基吡咯烷酮沸點高，所以不僅在漿料干燥工序中需要大量的熱能，而且未完全干燥掉的N-甲基吡咯烷酮在電極中殘留，導致電池性能下降。

另一方面，作為水系粘合劑，使用的是羧甲基纖維素等，但在使用羧甲基纖維素的情況下，樹脂的柔軟性變得不充分，因此存在使活性物質粘合的效果變得不充分或者對集電體的粘接力顯著下降的問題。

另外，專利文獻1示出：通過使用石墨層間距離(d002)為0.345～0.370nm的低結晶碳作為負極活性物質，使用苯乙烯-丁二烯共聚物(SBR)作為粘合劑，使用羧甲基纖維素作為增稠劑，從而可得到良好的負極，可得到輸出特性優異的電池。

然而，SBR為低彈性且為低回彈，因此對于活性物質的膨脹收縮的追隨性低，特別是在活性物質收縮時存在粘合劑產生剝離的問題。其結果，存在在活性物質間及集電體界面處引起導通不良，因重復的充放電而導致容量下降的問題。

進一步地，作為不同于石墨的負極活性物質，單位重量的電池容量遠遠大于石墨的硅、氧化硅等硅系負極活性物質的應用也在研究之中。

然而，硅系負極活性物質會伴隨著充放電而劇烈膨脹收縮，因此當使用最廣泛地用作粘合劑的聚偏氟乙烯(PVDF)、SBR等時，存在由于膨脹收縮而使活性物質間的粘合性下降、由此電池性能下降的問題。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-158099號公報

發明內容

發明要解決的問題