[發明專利]蓄電裝置用聚酰亞胺類粘合劑、電極合劑糊劑、負極活性材料層、蓄電裝置用負極片和蓄電裝置

在審

• 申請號: 202080036794.0
• 申請日: 2020-03-27
• 公開（公告）號: CN113841271A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 中山剛成;成田一貴
• 申請（專利權）人: 宇部興產株式會社
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62;C08G73/10;C08L79/08
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 褚瑤楊

本發明公開了一種重復斷裂能保持率為70％以上的蓄電裝置用聚酰亞胺類粘合劑。使用該粘合劑能夠改善具有高容量的蓄電裝置的特性。

技術領域

本發明涉及一種蓄電裝置用聚酰亞胺類粘合劑、電極合劑糊劑、負極活性材料層、蓄電裝置用負極片和蓄電裝置。

背景技術

諸如鋰二次電池等蓄電裝置具有高能量密度和高容量，因此被廣泛地用作移動信息終端的驅動電源。近年來，已研究針對產業用途(例如，搭載于電動/混合動力汽車和無人飛行器等)的應用，并且正在推進蓄電裝置的容量的進一步增加。作為增加容量的實例，就構成蓄電裝置的負極而言，已進行使用每單位體積的鋰吸藏量較多的硅或錫或者含有這些的合金而使充電/放電容量增加的研究。

但是，已知諸如硅或錫或者含有這些的合金等充電/放電容量較大的電極活性材料會伴隨著充電/放電引起非常大的體積變化。因此，當使用這些電極活性材料并利用聚偏二氟乙烯或橡膠類樹脂等通用的粘合劑形成負極活性材料層時，由于電極活性材料的體積變化，會產生諸如負極活性材料層的崩解或集流體與負極活性材料層之間的界面剝離等問題，使得蓄電裝置的循環特性下降。

為了解決這些問題，作為改善因重復充電/放電期間的體積變化引起的循環特性下降的方法，已提出一種方法，其包括使用機械特性優異的聚酰亞胺使平均粒徑為1至10微米的硅基顆粒粘合，并進行熱壓處理，從而形成負極活性材料層(專利文獻1至5)。

已指出，在這些專利文獻中所公開的使用聚酰亞胺作為粘合劑的負極中，由于充電/放電而在負極活性材料層產生裂紋，并且形成具有能夠吸收充電/放電期間的體積膨脹的空間的島狀結構，這使得重復充電/放電時的容量保持率得以改善(非專利文獻1)。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：WO2004/004031

專利文獻2：日本專利未決公報2004-235057號

專利文獻3：日本專利未決公報2003-203637號

專利文獻4：日本專利未決公報2004-288520號

專利文獻5：日本專利未決公報2004-022433號

非專利文獻

非專利文獻1：日本第48屆電池討論會會議錄,2B23,p.238(2007)(Yasuo Takano等)

發明內容

技術問題

雖然在慣常公開的配備有使用聚酰亞胺作為粘合劑的負極的蓄電裝置中可以發現一定程度的容量和循環特性的改善，但尚未實現可滿足諸如電動/混合動力汽車和無人飛行器等產業用途所需的實用性的高容量化和高循環特性。

另外，由于全固態電池不具有充當緩沖劑的液體層，因此先前公開的聚酰亞胺不足以充分展現出全固態電池所需的諸如機械特性或電池特性等功能。

因此，本發明的一個目的是解決上述問題，并提供一種能夠進一步改善電池容量和循環特性的蓄電裝置用聚酰亞胺類粘合劑。本發明的另一個目的是提供一種即使在全固態電池中也能夠展現出大容量、循環特性和機械特性的蓄電裝置用聚酰亞胺類粘合劑。

問題的解決方案

作為本發明人深入研究的結果，本發明人已發現具有大容量的蓄電裝置的循環特性和機械特性與電極所使用的粘合劑的斷裂能有關。因此，本發明特別涉及以下項目。

[1]一種蓄電裝置用聚酰亞胺類粘合劑，其重復斷裂能保持率為70％以上。

[2]如上述項目1所述的蓄電裝置用聚酰亞胺類粘合劑，其中所述粘合劑的熔點高于300℃或實質上不存在。