[发明专利]蓄电器电极用粘结剂

说明书

技术领域

本发明涉及用于构成电容器、锂蓄电池等蓄电器的电极等的电极用粘结剂。

背景技术

电子设备在小型轻量化、高性能化方面引人注目，这象征着便携式通信设备或高速数据处理设备等的最新进展。尤其是，亟需小型、轻量、以高容量耐长期保存的高性能电容器、电池，并谋求广泛应用，开发部件快速发展。为了响应这些需求，对与在电极片材中粘结电极活性物质的粘结剂相关的技术和质量进行开发的必要性不断提高。

特别地，在要求高耐压、大电容、大输出的电容器、电池等蓄电器中的电极用粘结剂中，在对粘结剂所要求的各种特性中，认识到如下五项特征项目尤其重要：

1)高粉末电极材料粘结性和与集电极的高粘合性，

2)在粘结了粉末电极材料的状态下、即在电极片材的状态下的导电性良好，

3)在粘结了粉末电极材料的状态下、即在电极片材的状态下对电解液的润湿性好，

4)耐热性高，

5)电化学稳定。

以往，已经广泛使用PVdF(聚偏氟乙烯)、PTFE(聚四氟乙烯)、SBR(丁苯橡胶)胶乳等作为粘结剂，但近年来，对于电动汽车用的电容器、电池等所要求的高耐电压化、大容量化或大输出化，以及作为用于实现这些要求的一种手段并由本发明者们首先提出的由集电极、电极和隔板组成之电极群的高温干燥(参照日本专利申请特愿2006-073898号说明书)而言，这些粘结剂不一定能够充分满足这些要求。此外，PTFE(聚四氟乙烯)在实际应用中难以制造薄电极片材，有时难以适用于需要薄电极的大输出电容器、电池。

另外，在日本特开2001-345103号公报中公开了：为了提供高充放电效率的蓄电池负极活性物质，使用例如芳族聚酰胺(芳族聚酰胺)作为蓄电池用负极活性物质兼粘结剂，所述蓄电池用负极活性物质兼粘结剂通过将在主链或侧链上具有电化学活性的羰基的有机高分子用作部分负极活性物质而获得。然而，由于粉末电极材料粘结性和与集电极的粘合性难以同在电极片材上的低导电性共同实现，因此有时得不到所需的电池特性。

发明内容

发明概述

本发明的主要目的在于提供蓄电器电极用粘结剂，其显示高粉末电极材料粘结性和与集电极的高粘合性，并且在粘结粉末电极材料的状态下、即在电极片材的状态下的导电性和对电解液的润湿性优异，耐热性高，电化学稳定。

本发明的另一目的在于提供使用了上述粘结剂的电容器、电池等蓄电器。

本发明者为了实现上述目的进行了深入研究，结果发现采用通过加热处理而粒化的芳族聚酰胺作为蓄电器电极用粘结剂极其有效，从而完成本发明。

因此，本发明提供由通过加热处理而粒化的芳族聚酰胺组成的蓄电器电极用粘结剂。

另外，本发明提供电极片材，其如下制备：将粉末电极材料与粘结剂和溶剂混合来制备浆料，将该浆料涂布于集电极上而制备，其中，使用芳族聚酰胺作为粘结剂，并在涂布后通过加热处理而获得所述电极片材。

本发明还提供使用了上述电极片材的蓄电器，特别是电容器和电池。

本发明的粘结剂是耐热性高、电化学稳定的芳族聚酰胺，由于在通过加热处理引起粒化的过程中粘结剂收缩，从而收缩应力在粉末电极材料之间起作用，而且覆盖粉末电极材料表面的部分由于收缩而变小，因此粉末电极材料之间的接触面积增加，在电极片材的状态下的导电性显著提高。另外，由于芳族聚酰胺在分子链中含有酰胺基，因此本发明的粘结剂与分子内含有羧基的碳酸盐类电解液的润湿性好，而且，由于可采用涂布法制备电极片材，因此所述粘结剂可制备薄电极片材，适用于需要薄电极的大输出电容器、电池等。

附图的简要说明

图1是涂布了粉末电极材料、芳族聚酰胺和溶剂的混合浆料的集电极在加热前的涂膜(活性炭/芳族聚酰胺＝90％重量/10％重量)表面的显微镜照片(放大倍数3500)。

图2是图1所示集电极在加热(350℃)后的涂膜表面的显微镜照片(放大倍数3500)。

图3是涂布了粉末电极材料、芳族聚酰胺和溶剂的混合浆料的集电极在加热前的涂膜(活性炭/芳族聚酰胺＝70％重量/30％重量)表面的显微镜照片(放大倍数3500)。

图4是图1所示集电极在加热(350℃)后的涂膜表面的显微镜照片(放大倍数3500)。

发明详述

下面将更详细地描述本发明。

粉末电极材料：

本发明中的粉末电极材料是包含电极活性物质和根据需要添加的导电剂、其它助剂的混合物的材料。